2018届高三物理一轮复习单元评估检测十一波粒二象性原子结构原子核
18届高考物理一轮复习专题波粒二象性原子结构和原子核综合检测
波粒二象性原子结构和原子核一、选择题（1～9题为单项选择题，10～14题为多项选择题）1．下列说法正确的是（）A．卢瑟福的原子结构模型很好地解释了α粒子散射实验B．β衰变中产生的β射线是原子核外电子挣脱原子核束缚后形成的C．某放射性元素的4个原子核经过一个半衰期后一定还剩下2个没有发生衰变D．利用γ射线可以消除静电2．放射性元素发生β衰变放出一个电子，这个电子是（）A．核外电子向内层轨道跃迁时放出来的B．核内有一个质子分裂时放出的C．核内有电子受激发后由核内射出来的D．核内中子转化为质子时放出来的3．玻尔的原子模型在解释原子的下列问题时，和卢瑟福的核式结构学说观点不同的是（）A．电子绕核运动的向心力，就是电子与核之间的静电引力B．电子只能在一些不连续的轨道上运动C．电子在不同轨道上运动时能量不同D．电子在不同轨道上运动时静电引力不同4．氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为ν1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则（）A．吸收光子的能量为hν1＋hν2B．辐射光子的能量为hν1＋hν2C．吸收光子的能量为hν2－hν1D．辐射光子的能量为hν2－hν15．若元素甲的半衰期为4天，元素乙的半衰期为5天，经过20天后两种放射性元素的质量恰好相等，则在这20天前这两种元素的质量比m甲∶m乙等于（）A．5∶4 B．4∶5 C．1∶2 D．2∶16．图1为X射线管的结构示意图，E为灯丝电源。
要使射线管发出X射线，须在K、A 两电极间加上几万伏的直流高压（）图1A．高压电源正极应接在P点，X射线从K极发出B．高压电源正极应接在P点，X射线从A极发出C．高压电源正极应接在Q点，X射线从K极发出D．高压电源正极应接在Q点，X射线从A极发出7．一个静止的放射性同位素的原子核3015P衰变为3014Si，另一个静止的天然放射性元素的原子核234 90Th衰变为234 91Pa，在同一磁场中，得到衰变后粒子的运动径迹1、2、3、4，如图2所示，则这四条径迹依次是（）图2A．电子，234 91Pa，3014Si、正电子B.234 91Pa，电子，正电子，3014SiC.3014Si，正电子，电子，234 91PaD．正电子，3014Si，234 91Pa，电子8．如图3所示，为氢原子的能级图，处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，若从n ＝3能级跃迁到n＝2能级，辐射的光子恰能使某种金属发生光电效应，则其他跃迁中能使该金属发生光电效应的有（）图3A．5种B．4种C．3种D．2种9．氢原子核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道时（）A．要吸收光子，电子的动能、电势能都减小B．要吸收光子，电子的动能增大，电势能减小C．要放出光子，电子的动能、电势能都减小D．要放出光子，电子的动能增大，电势能减小10．（2017·广东梅州一模）关于天然放射现象，以下叙述正确的是（）A．若使某放射性物质的温度升高，其半衰期将变短B．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的C．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强D．铀核（238 92U）衰变为铅核（206 82Pb）的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变11．下列说法正确的是（）A．发现中子的核反应方程是94Be＋42He→12 6C＋10nB．20个238 92U的原子核经过两个半衰期后剩下5个238 92UC.235 92U在中子轰击下生成9438Sr和140 54Xe的过程中，原子核中的平均核子质量变小D．原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定辐射出一定频率的光子12．下列说法正确的是（）A．一个氢原子从n＝3的能级发生跃迁，可能只辐射一种频率的光子B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应C．比结合能越小，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定D．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短13．氘核、氚核、中子、氦核的质量分别是m1、m2、m3和m4，如果氘核和氚核结合生成氦核，则下列说法中正确的是（）A．核反应方程式为21H＋31H→42He＋10nB．这是一个裂变反应C．核反应过程中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3D．核反应过程中释放的核能ΔE＝（m1＋m2－m3－m4）c214．如图4所示，为汞原子的能级图，一个自由电子的总能量为9 eV，和处于基态的汞原子碰撞后（不计汞原子能量的变化），该电子剩余能量可能为（碰撞时系统无能量损失）（）图4A．0.2 eV B．1.4 eV C．2.3 eV D．5.5 eV二、非选择题15．如图5所示，静止在匀强磁场中的63Li核俘获一个速度为v0＝7.7×104 m/s的中子而发生核反应63Li＋10n→31H＋42He。
《波粒二象性-原子结构和原子核》单元试题
照相底片放射源铅盒+++++-----D C 验电器锌板弧光灯单色光单孔屏双孔屏 像屏BA放射源荧光屏显微镜金箔ab c+P-高二物理《波粒二象性、原子结构》单元试题一、单项选择题（3’×10=30’） 1．下列说法中不正确．．．的是： A ．汤姆生发现电子，并提出原子结构“枣糕模型”B ．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子C ．卢瑟福通过α粒子散射实验，发现原子核有一定的结构D ．爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说2．如图所示，P 为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a 、b 、c 三束．以下判断正确的是：A ．a 为α射线、b 为β射线B ．a 为β射线、b 为γ射线C ．b 为γ射线、c 为β射线D ．b 为α射线、c 为γ射线 3．在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是：A ．使光子一个一个地通过单缝，如果曝光时间足够长，底片上将会显示衍射图样B ．只有单个光子通过单缝后，底片上也会出现完整的衍射图样C ．光子通过狭缝的运动路线像水波一样起伏D ．单个光子通过单缝后运动有随机性，大量光子通过单缝后运动也呈现随机性 4． 下列四个实验中，能说明光具有粒子性的是：5．氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下述说法中正确的是：A ．电子绕核旋转的半径增大B ．氢原子的能量增大C ．氢原子的电势能增大D ．氢原子核外电子的速率增大6．利用光电管研究光电效应的实验电路如图所示，用频率为v 0的可见光照射阴极K ，电流表中有电流通过，则：A ．只用紫外光照射K ，电流表中不一定有电流通过B ．只用红外光照射K ，电流表中一定无电流通过C ．频率为v 0的可见光照射K ，变阻器的滑片移到A 端，电流表中一定无电流通过D ．频率为v 0的可见光照射K ，变阻器的滑片向B 端滑动时，电流表示数可能不变7． 目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u 夸克和d 夸克的两类夸克组成的，u 夸克带电荷量为＋e 32，d 夸克带电荷量为e 31-，e 为元电荷．下列论断中可能正确的是： A ．质子由1个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成 B ．质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成 C ．质子由1个u 夸克和2个d 夸克组成，中子由2个u 夸克和1个d 夸克组成 D ．质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和1个d 夸克组成8．新发现的一种放射性元素X ，它的氧化物X 2O 的半衰期为8天，X 2O 与F 发生化学反应2X 2O+2F 2=4XF+O 2之后，XF 的半衰期为：A ．2天B ．4天C ．8天D ．16天9．氦原子的一个核外电子被电离，会形成类似氢原子结构的氦离子．已知基态的氦离子能量为E 1=－54.4 eV ，氦离子能级的示意图如图所示．可以推知，在具有下列能量的光子中，不能．．被基态氦离子吸收而发生跃迁的是： A ．40.8 eVB ．43.2 eVC ．51.0 eVD ．54.4 eV10．在匀强磁场中有一个静止的氡原子核（Rn 22286），由于衰变，它沿着与磁场垂直的方向放出一个粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相互外切的圆，两圆的直径之比为42∶1，如图所示．那么氡核的衰变方程应是下列方程的哪一个： A ．e Fr Rn 012228722286-+→ B ．H At Rn 212208522286+→C ．e At Rn 012228522286+→ D ．He Po Rn 422188422286+→二、不定项选择题（6’×4=24’，漏选得3’，错选、不选得0’） 11．关于光谱的产生，下列说法正确的是：Bb aX 射线阳极K A灯线电源A ．正常发光的霓虹灯属稀薄气体发光，产生的是明线光谱B ．白光通过某种温度较低的蒸气后将产生吸收光谱C ．撒上食盐的酒精灯火焰发出的光是明线光谱D ．炽热高压气体发光产生的是明线光谱12．1999年9月18日，中共中央、国务院、中央军委在人民大会堂隆重表彰为研制“两弹一星”作出突出贡献的科学家．下列核反应中属于研究“两弹”的基本核反应的是：A ．N 147 +He 42→O 178 +H 11B ．U 23592 +n 10→Sr 9038+Xe 13654+10n 1C ．U 23892 →Th 23490 +He 42D ．H 21+H 31→He 42+n 113．如图是产生X 射线的装置，图中K 是阴极，A 是阳极．通电时由阴极发出的电子打在阳极上，从阳极上激发出X 射线．设其中X 光子能量最大值等于电子到达阳极时的动能．已知电子初速度为零，两极间电势差U ，普朗克常量h ，电子电荷e 和光速c ，则： A ．X 射线是从阴极K 直接发出的 B ．高压电源的a 端为正极C ．X 射线管发出的X 光的最短波长为eU hcD ．X 射线管发出的X 光的最大频率为eUh14．中国提供永磁体的阿尔法磁谱仪如图所示，它曾由航天飞机携带升空，将安装在阿尔法国际空间站中，主要使命之一是探索宇宙中的反物质．反物质即质量与正粒子相等，带电量与正粒子相等但电性相反的物质，如反质子即为11-H ．假若使一束质子、反质子、α粒子和反α粒子组成的射线，沿OO ′穿过速度选择器后进入匀强磁场B 2形成4条径迹，下列说法正确的是：A ．1、2是反粒子的径迹B ．3、4为反粒子的径迹C ．2为反α粒子径迹D ．4为反α粒子径迹 三、填空与实验题（5’×5=25’）15．一个正电子和一个负电子相遇会发生湮灭而转化为一对光子，设正、负电子的质量为m ，普朗克常量为h ，光速为c ，则这一对光子的频率ν=_______． 16．已知一个U 235核吸收一个中子后可能发生的反应是n Kr Ba n U 1092361415610235923++→+，放出的能量为E ．若U 235核的质量为M ，中子的质量为m 0，Ba 141核的质量为m 1，Kr 92核的质量为m 2，真空中的光速c ，则释放的能量E=__________________．17．氢原子从能级A 跃迁到能级B 时，辐射出波长为λ1的光子；从能级A 跃迁到能级C 时，辐射出波长为λ2的光子；若λ1＞λ2，则氢原子从能级B 跃迁到能级C 时，将_______（填“辐射”或“吸收”）光子，光子的波长λ=_______．18．一瓶无害放射性同位素溶液，其半衰期为20天，测得每分钟衰变6×107次．今将这瓶溶液倒入一水库中，80天后可以认为溶液已均匀分布在水库中，现取1m 3水样本测得每分钟衰变20次，则该水库蓄水量V =_______m 3．四、计算题（7’×3=21’，解题要有必要的步骤、简图或文字）19．若氢原子的核外电子质量为m ，电量为e ，在离核最近的轨道上近似做匀速圆周运动，轨道半径为r 1．试求：（1）电子运动的动能E k 是多少？ （2）电子绕核转动的频率f 是多少？ （3）氢原子核在电子轨道处产生的电场强度E 为多大？20．物理学家们普遍相信太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应．根据这一理论，在太阳内部４个氢核（11H ）转化成一个氦核（He 42）和两个正电子（e 01）并放出能量．已知质子质量m p ＝1.0073u ，α粒子的质量m α＝4.0015u ，电子的质量m e ＝0.0005u ．1u 的质量对应931.5MeV 的能量．试求：（1）写出该热核反应方程；（2）一次这样的热核反应过程中释放出多少兆电子伏的能量?（结果保留四位有效数字）21．云室处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，一静止的质量为M 的原子核在云室中发生一次α衰变， α粒子的质量为m ，电量为q ，其运动轨迹在与磁场垂直的平面内．现测得α粒子的轨道半径为R ，试求在衰变过程中的质量亏损．（提示：涉及动量问题的计算时，亏损的质量可忽略不计）．。
高考物理试题分项解析：原子结构原子核和波粒二象性(含解析)
原子结构、原子核和波粒二象性【2018高考真题】1．在核反应方程中，X表示的是A. 质子B. 中子C. 电子D. α粒子【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（北京卷）【答案】 A【解析】设X为：，根据核反应的质量数守恒：，则：电荷数守恒：，则，即X为：为质子，故选项A正确，BCD错误。
点睛：本题考查了核反应方程式，要根据电荷数守恒、质量数守恒得出X的电荷数和质量数，从而确定X 的种类。
2．用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.2810-19 J。
已知普朗克常量为6.6310-34 J·s，真空中的光速为3.00108 m·s-1，能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为（）A. 11014 HzB. 81014 HzC. 21015 HzD. 81015 Hz【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国II卷）【答案】 B则代入数据可得：，故B正确；故选B点睛：本题比较简单，知道光电效应方程并利用方程求解即可。
3．氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定A. 对应的前后能级之差最小B. 同一介质对的折射率最大C. 同一介质中的传播速度最大D. 用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能【来源】2018年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题（天津卷）【答案】 A度最大，BC错误；的波长小于的波长，故的频率大于的频率，若用照射某一金属能发生光电效应，则不一定能，D错误．【点睛】光的波长越大，频率越小，同一介质对其的折射率越小，光子的能量越小．4．国家大科学过程——中国散裂中子源（CSNS）于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台，下列核反应中放出的粒子为中子的是A. 俘获一个α粒子，产生并放出一个粒子B. 俘获一个α粒子，产生并放出一个粒子C. 俘获一个质子，产生并放出一个粒子D. 俘获一个质子，产生并放出一个粒子【来源】2018年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题（天津卷）【答案】 B【解析】根据质量数和电荷数守恒可知四个核反应方程分别为、、，，故只有B选项符合题意；【点睛】核反应过程中，质量数与核电荷数守恒，应用质量数与核电荷数守恒即可写出核反应方程式．5．1934年，约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝核，产生了第一个人工放射性核素X ：。
2018届高三物理一轮复习跟踪演练·强化提升第十二章波粒二象性原子结构原子核12-2Word版含解析
跟踪演练·强化提升【课堂达标检测】1.(多选)(2017·武汉模拟)已知氢原子处于激发态的能量E n=,式中E1为基态的能量,E1=-13.6eV。
对于处于n=4激发态的一群氢原子来说,可能发生的辐射是( )A.能够发出五种能量不同的光子B.能够发出六种能量不同的光子C.发出的光子的最大能量是12.75 eV,最小能量是0.66 eVD.发出的光子的最大能量是13.6 eV,最小能量是0.85 eV【解析】选B、C。
根据=6知,一群处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁,能产生6种不同频率的光子,故A错误,B正确。
由第4能级向第3能级跃迁时辐射的光子能量最小,即为ΔE=E4-E3=(-+)eV=0.66eV,最大能量是从n=4的激发态跃迁到基态,即为ΔE′=(-+13.6)eV=12.75eV,故C正确,D错误。
2.用频率为ν0的光照射大量处于基态的氢原子,在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为ν1、ν2、ν3的三条谱线,且ν3>ν2>ν1,则世纪金榜导学号42722262( )A.ν0<ν1B.ν3=ν2+ν1C.ν0=ν1+ν2+ν3D.=+【解析】选B。
大量氢原子跃迁时只有三个频率的谱线,这说明是从n=3能级向低能级跃迁。
n=3能级向n=1能级跃迁时,hν3=E3-E1;n=2能级向n=1能级跃迁时,hν2=E2-E1;n=3能级向n=2能级跃迁时,hν1=E3-E2;将以上三式变形可得hν3=hν2+hν1;解得ν3=ν2+ν1,所以B正确;再根据氢原子理论可知,入射光频率ν0=ν3,所以A、C错误。
3.(多选)(2017·沧州模拟)对于巴耳末公式=R(-)的理解,下列说法正确的是( )A.此公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的B.此公式中n可以取任意值,所以氢原子光谱是连续的C.此公式中n只能取整数,故氢原子光谱是线状谱D.此公式不但适用于氢原子光谱,还适用于其他原子光谱【解析】选A、C。
18届高三物理一轮复习单元评估检测(十一)波粒二象性原子结构原子核
单元评估检测(十一)(第十二章)波粒二象性原子结构原子核(45分钟100分)一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分。
1～6题为单选题,7～10题为多选题)1.下列说法中正确的是( )A.β衰变说明原子核里有电子B.某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后,核内中子数减少4个C.放射性物质的温度升高,其半衰期将缩短D.是核裂变反应方程【解析】选B。
原子核里虽然没有电子,但是核内的中子可以转化成质子和电子,产生的电子从核内发射出来,这就是β衰变,故A错误;某原子核经过一次α衰变,电荷数减小2,质量数减小4,再经过两次β衰变后,质量数不变,电荷数要增加2,所以整个过程,质量数减小4,电荷数不变,所以核内中子数减少4个,故B正确;半衰期的长短是由原子核内部本身的因素决定的,与原子所处的物理、化学状态无关,放射性物质的温度升高,其半衰期将不变,故C错误；是α衰变,故D错误。
2.关于α粒子散射实验的结果,下列说法正确的是( )A.证明了质子的存在B.证明了原子核是由质子和中子组成的C.证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里D.说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动【解析】选C。
α粒子散射实验说明占原子质量绝大部分的带正电的那部分物质集中在很小的空间范围内,故C正确,A、D错误;卢瑟福发现了质子,查德威克发现了中子,故B错误。
3.在光电效应实验中,先后用频率相同但光强不同的两束光照射同一个光电管。
若实验a中的光强大于实验b中的光强,实验所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线分别以a、b表示,则下列图中可能正确的是( )导学号42722654【解析】选A。
光电流恰为零时光电管两端所加的电压为截止电压,对应的光的频率为截止频率,入射光的频率越高,对应的截止电压U截越大,由于入射光的频率没有变,故截止电压相同,即两图线与横轴的交点相同。
由于a的光强大于b的光强,所以a的饱和电流大于b的饱和电流,故A符合要求,故A正确,B、C、D 错误。
2018届高三物理一轮复习 跟踪演练 强化提升 第十二章 波粒二象性 原子结构 原子核 第1讲 波粒二象性
波粒二象性跟踪演练·强化提升【课堂达标检测】1.(多选)在光电效应实验中,用同一种单色光,先后照射锌和银金属的表面,都能产生光电效应。
对于这两个过程,下列四个物理量中,一定不同的是( )A.遏止电压B.饱和光电流C.光电子的最大初动能D.逸出功【解析】选A、C、D。
同一束光照射不同的金属,一定相同的是入射光的光子能量。
不同的金属,逸出功不同,根据光电效应方程E k=hν-W0知,最大初动能不同,则遏止电压不同。
同一束光照射,光中的光子数目相等,所以饱和光电流是相同的。
2.(多选)(2017·开封模拟)如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点为4.27,与纵轴的交点为0.5)。
由图可知导学号42722256( )A.该金属的截止频率为4.27×1014HzB.该金属的截止频率为5.5×1014HzC.该图线的斜率表示普朗克常量D.该金属的逸出功为0.5 eV【解析】选A、C。
由光电效应方程E k=hν-W0可知,图中横轴的截距为该金属的截止频率,选项A正确,B错误;图线的斜率表示普朗克常量h,选项C正确;该金属的逸出功W0=hνc=6.63×10-34×4.27×1014J≈1.77 eV 或W0=hν-E k=6.63×10-34×5.5×1014J-0.5 eV≈1.78 eV,选项D错误。
【金榜创新预测】3.(多选)可以用甲图的电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的频率等物理量间的关系。
某次用甲装置,分别用a、b、c三束光照射同一个光电管阴极。
分别得到三条光电流与电压关系的图线如图乙所示。
根据你所学的相关理论,下列论述正确的是( )A.由乙图可知a、c的饱和光电流不同,所以a、c入射光的频率不同B.由乙图可知a、c的遏止电压相同,所以a、c光照射产生的光电子最大初动能相同C.由乙图可知a、b的遏止电压不同,可以判断b光的频率比a光的频率高D.由乙图可知a、c的饱和光电流不同,可以判断a的光强比c的光强大【解析】选B、C、D。
2018版高考物理(全国通用)大一轮复习讲义文档：第十二章波粒二象性原子结构与原子核第2讲含答案
第2讲原子结构和原子核一、原子结构光谱和能级跃迁1．电子的发现英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子,提出了原子的“枣糕模型"．2．原子的核式结构(1)1909～1911年，英籍物理学家卢瑟福进行了α粒子散射实验，提出了核式结构模型．图1(2）α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞了回来”，如图1所示．（3)原子的核式结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动．3．氢原子光谱（1)光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长（频率)和强度分布的记录，即光谱．(2）光谱分类（3）氢原子光谱的实验规律：巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线，其波长公式错误!＝R（错误!－错误!）(n＝3,4，5,…，R是里德伯常量，R ＝1。
10×107 m－1)．(4）光谱分析：利用每种原子都有自己的特征谱线可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高．在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义．4．氢原子的能级结构、能级公式(1）玻尔理论①定态:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量．②跃迁：电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会放出能量为hν的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝E m－E n.(h是普朗克常量，h＝6。
63×10－34J·s)③轨道:原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的．（2)能级和半径公式：①能级公式：E n＝1n2E1（n＝1，2，3，…），其中E1为基态能量,其数值为E1＝－13.6 eV.②半径公式：r n＝n2r1（n＝1,2，3，…）,其中r1为基态半径,又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m。
高考物理一轮复习第十二章波粒二象性原子结构和原子核1波粒二象性课时作业新人教版
波粒二象性选择题(1～8题只有一个选项符合题目要求，9～14题有多个选项符合题目要求)1．如图所示，当弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，同时与锌板相连的验电器铝箔有张角，则该实验( )A．只能证明光具有波动性B．只能证明光具有粒子性C．只能证明光能够发生衍射D．证明光具有波粒二象性解析：弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，这是光的衍射，证明了光具有波动性，验电器铝箔有张角，说明锌板发生了光电效应，则证明了光具有粒子性，所以该实验证明了光具有波粒二象性，D正确．答案：D2．关于光电效应的规律，下列说法中正确的是( )A．只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能产生B．光电子的最大初动能跟入射光强度成正比C．发生光电效应的反应时间一般都大于10－7sD．发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数目与入射光强度成正比解析：由ε＝hν＝h cλ知，当入射光波长小于极限波长时，发生光电效应，故选项A 错误；由E k＝hν－W0知，最大初动能由入射光频率决定，与光强度无关，故选项B错误；发生光电效应的时间一般不超过10－9s，故选项C错误．答案：D3．当具有5.0 eV能量的光子射到一金属表面时，从金属表面逸出的电子具有的最大初动能为1.5 eV，为了使这种金属产生光电效应，入射光子的能量必须不小于( ) A．1.5 eV B．2.5 eVC．3.5 eV D．5.0 eV解析：根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W，得逸出功W＝hν－E k＝5.0 eV－1.5 eV ＝3.5 eV，由光电效应条件可知，入射光子的能量必须不小于逸出功，故C正确．答案：C4．(2016·广西南宁二模)在如图所示的光电效应现象中，光电管阴极K的极限频率为ν0，现用频率为ν(ν>ν0)的光照射在阴极上，若在A、K之间加一数值为U的反向电压时，光电流恰好为零，则下列判断错误的是( )A．阴极材料的逸出功等于hν0B．有光电子逸出，且光电子的最大初动能可表示为eUC．有光电子逸出，且光电子的最大初动能可表示为hν－hν0D．无光电子逸出，因为光电流为零解析：阴极材料的逸出功为W0＝hν0，选项A正确．由于入射光的频率ν>ν0，则能发生光电效应，有光电子逸出，选项D错误．但是A、K间加的是反向电压，电子飞出后要做减速运动，当速度最大的光电子减速到A端速度为零时，光电流恰好为零，由动能定理得－eU ＝0－E km ，则E km ＝eU ，选项B 正确．由爱因斯坦光电效应方程为E km ＝kν－W 0.选项C 正确．答案：D5．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能E k 随入射光频率ν变化的E k －ν图象．已知钨的逸出功是3.28 eV ，锌的逸出功是3.34 eV ，若将二者的图线画在同一个E k －ν坐标系中，如图所示，用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反映这一过程的是( )解析：依据光电效应方程E k ＝hν－W 0可知，E k －ν图线的斜率代表普朗克常量h ，因此钨和锌的E k －ν图线应该平行．图线的横轴截距代表截止频率ν0，而ν0＝W 0h，因此钨的截止频率小些，综上所述，A 图正确．答案：A6．现有a 、b 、c 三束单色光，其波长关系为λa ：λb ：λc ＝1：2：3.当用a 光束照射某种金属板时能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为E k ，若改用b 光束照射该金属板，飞出的光电子最大动能为13E k ，当改用c 光束照射该金属板时( ) A ．能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为16E k B ．能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为19E k C ．能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为112E k D ．由于c 光束光子能量较小，该金属板不会发生光电效应解析：对a 、b 、c 三束光由光电效应方程有：hc λa －W ＝E k ，hc 2λa －W ＝13E k ，由以上两式得hc λa ＝43E k ，W ＝13E k .当改用c 光束照射该金属板时hc 3λa －W ＝49E k －13E k ＝19E k ，故B 正确． 答案：B7．研究光电效应的电路如图所示，用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A 吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I 与A 、K 之间的电压U AK 的关系图象中，正确的是( )解析：光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光照强度无关，因此在入射光频率相同的情况下，遏止电压相同，在能发生光电效应的前提下，光电流随着光照强度增大而增大，C正确．答案：C8．(2017·河南林州模拟)如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则( )A．若换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流B．若换用波长为λ2(λ2<λ0)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流C．增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大D．若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生解析：由题设条件，不能知道光电管阴极材料极限波长的确切值，只能知道其极限波长λ极>λ0.换用的波长λ1虽比λ0大，但因为λ极大小不确定，因而无法确定是否发生光电效应，故A错．但若λ2<λ0，则一定能发生光电效应，故B对．光电管两端电压在原来情况下，光电流是否达到最大(饱和)，题设条件并不清楚，因而增大电压，光电流是否增大也不能确定；将电源极性反接后，所加电压阻碍光电子向阳极运动，但若eU<E km，仍会有一定数量的光电子可达阳极而形成光电流．因此，选项C、D也是错误的．答案：B9．根据物质波理论，以下说法中正确的是( )A．只有微观粒子有波动性B．宏观物体具有波动性C．宏观物体的波动性不易被人观察到是因为它的波长太长D．速度相同的质子和电子相比，电子的波动性更为明显解析：因一切运动的物体都具有波动性，故A选项错误，B选项正确；宏观物体的物质波波长很短，人们不易观察到它的波动性，C选项错误；速度相同的质子与电子相比，因电子质量较小，物质波波长更长，所以电子波动性更明显，故D选项正确．答案：BD10．在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占整个从单缝射入的光强的95%以上，假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子( )A．一定落在中央亮纹处B．一定落在亮纹处C．可能落在暗纹处D．落在中央亮纹处的可能性最大解析：大量光子的行为显示出波动性，当大量光子通过单缝时光子落在亮纹处的概率较大，尤其是中央亮纹处，依题将有95%以上的光子落在中央亮纹处，落在其他亮处相对少一些，落在暗纹处光子最少，要注意暗纹处不是没有光子落在上面，只是很少而已．只让一个光子通过单缝，这个光子落在哪一位置是不可确定的，可以落在亮纹处，也可以落在暗纹处，只是落在中央亮纹处的机会更大(有95%以上)．答案：CD11．光电效应的实验结论是：对某种金属( )A ．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B ．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C ．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D ．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大解析：每种金属都有它的极限频率ν0，只有入射光子的频率大于极限频率ν0时，才会发生光电效应，选项A 正确、B 错误；光电子的初动能与入射光的强度无关，随入射光频率的增加而增大，选项D 正确、C 错误．答案：AD12．如图所示，电路中所有元件完好，但光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是( )A ．入射光太弱B ．入射光波长太长C ．光照时间短D ．电源正、负极接反解析：入射光波长太长，入射光的频率低于截止频率时，不能发生光电效应，故选项B 正确；电路中电源反接，对光电管加了反向电压，若该电压超过了遏止电压，也没有光电流产生，故选项D 正确．答案：BD13．某半导体激光器发射波长为1.5×10－6m ，功率为5.0×10－3W 的连续激光．已知可见光波长的数量级为10－7m ，普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s，该激光器发出的( )A ．是紫外线B ．是红外线C ．光子能量约为1.3×10－18JD ．光子数约为每秒3.8×1016个解析：由于激光波长大于可见光波长，所以该激光器发出的是红外线，选项B 正确、A错误．E ＝hc /λ＝[6.63×1034×3×108÷(1.5×10－6)]J ＝1.3×10－19J ，选项C 错误．光子数约为每秒为n ＝P /E ＝3.8×1016个，选项D 正确．答案：BD14．(2017·湖北武汉名校联考)在X 射线管中，由阴极发射的电子(不计初速度)被加速后打到阳极，会产生包括X 光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能．已知阳极与阴极之间的电势差U 、普朗克常量h 、电子电荷量e 和光速c ，则可知该X 射线管发出的X 光的( )A ．最短波长为hc eUB ．最长波长为hceUC ．最小频率为eU hD ．最大频率为eU h 解析：根据动能定理、光速与波长和频率的关系公式c ＝λν、光子能量E ＝hν，根据。
2018届高三物理浙江选考一轮复习练习：第13章 第1节
[浙江考试标准]第1节 波粒二象性 考点一| 光的粒子性1．量子化假设黑体的空腔壁由大量振子(振动着的带电微粒)组成，其能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，并以这个最小能量值为单位一份一份地吸收或辐射．2．能量子(1)定义：不可再分的最小能量值ε.(2)关系式：ε＝hν，ν是电磁波的频率，h 是普朗克常量，h ＝6.63×10－34 J·s.3．光电效应现象在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子．4．实验规律(1)每种金属都有一个极限频率．(2)光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大．(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的．(4)光电流的强度与入射光的强度成正比．5．爱因斯坦光电效应方程(1)光子：光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，这些能量子称为光子，频率为ν的光的能量子为hν.(2)爱因斯坦光电效应方程①表达式：hν＝E k＋W0或E k＝hν－W0.②物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量一部分用于克服金属的逸出功，剩下的表现为逸出后电子的初动能E k.1．对光电效应的四点提醒(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率．(2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光．(3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关．(4)光电子不是光子，而是电子．2．定量分析时应抓住三个关系式(1)爱因斯坦光电效应方程：E k＝hν－W0.(2)最大初动能与遏止电压的关系：E k＝eU c.(3)逸出功与极限频率的关系：W0＝hν0.3．光电效应的图象分析1．以下宏观概念，哪些是“量子化”的( ) A ．木棒的长度 B ．物体的质量 C ．物体的动量D ．学生的个数D [木棒的长度、物体的质量、物体的动量都可以取任意数值，因而不是量子化的，而学生的个数只能是分立的数目，是量子化的．]2．(多选)如图13-1-1所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是( )【导学号：81370420】图13-1-1A ．有光子从锌板逸出B．有电子从锌板逸出C．验电器指针张开一个角度D．锌板带负电BC[用紫外线照射锌板是能够发生光电效应的，锌板上的电子吸收紫外线的能量从锌板表面逸出，称之为光电子，故A错误，B正确；锌板与验电器相连，锌板失去电子应该带正电，且失去电子越多，带正电的电荷量越多，验电器指针张角越大，故C正确，D错误．]3．(2017·湖州选考模拟)用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属发生光电效应的措施是()A．改用频率更小的紫外线照射B．改用X射线照射C．改用强度更大的原紫外线照射D．延长原紫外线的照射时间B[某种金属能否发生光电效应取决于入射光的频率，与入射光的强度和照射时间无关，不能发生光电效应，说明入射光的频率小于金属的极限频率，所以要使金属发生光电效应，应增大入射光的频率，X射线的频率比紫外线频率高，所以本题答案为B.]4．(2017·丽水选考模拟)如图13-1-2所示，已知用光子能量为2.82 eV的紫光照射光电管中的金属涂层时，毫安表的指针发生了偏转，若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，电压表读数为1 V，则该金属涂层的逸出功约为()图13-1-2A．2.9×10－19 J B．6.1×10－19 JC．1.6×10－19 J D．4.5×10－19 JA[由hν－W＝E km，E km＝eU c可得该金属涂层的逸出功W＝hν－eU c＝2.82 eV－1 eV＝1.82 eV＝2.9×10－19 J，故A正确．]5．(2016·浙江4月选考)在光电效应实验中，采用极限频率为νc＝5.5×1014 Hz 的钠做阴极，已知普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，电子质量m＝9.1×10－31 kg.用频率ν＝7.5×1014 Hz的紫光照射钠阴极产生光电子的()【导学号：81370421】A．动能的数量级为10－19 JB．速率的数量级为108 m/sC．动量的数量级为10－27 kg·m/sD．德布罗意波长的数量级为10－9 mAD[根据光电效应方程E k＝hν－W，W＝hνc，E k＝hν－hνc＝6.6×10－34 J·s×7.5×1014 Hz－6.6×10－34 J·s×5.5×1014 Hz＝1.32×10－19 J，A正确；由动能E k＝m v22可知，光电子速率v＝2E km＝5.4×105m/s，B错误；动量p＝m v＝9.1×10－31kg×5.4×105m/s＝4.914×10－25kg·m/s，C错误；由德布罗意波长λ＝hm v＝6.6×10－344.914×10－25m＝1.34×10－9 m，D正确．]考点二| 粒子的波动性概率波1．光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性．(2)光电效应说明光具有粒子性．(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性．2．物质波任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长λ＝hp，p为运动物体的动量，h为普朗克常量．3．概率波：大量光子产生的效果显示出波动性，个别光子产生的效果显示出粒子性，光波是概率波，光子的行为服从统计规律，对于电子和其他微粒，由于同样具有波粒二象性，所以它们的物质波也是概率波．4．不确定性关系在经典力学中，一个质点的位置和动量是可以同时测定的，在量子力学中，要同时测出微观粒子的位置和动量是不可能的，我们把这种关系叫做不确定性关系．1．光既具有粒子性，又具有波动性，对光的波粒二象性的理解：(1)光具有波粒二象性，光波是一种概率波．(2)单个光子的落点位置是不确定的，大量光子运动时落点位置服从概率分布规律．1．用很弱的光做双缝干涉实验，把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在，如图13-1-3所示是不同数量的光子照射到感光胶片上得到的照片．这些照片说明( )图13-1-3A．光只有粒子性没有波动性B．光只有波动性没有粒子性C．少量光子的运动显示波动性，大量光子的运动显示粒子性D．少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性D[光具有波粒二象性，这些照片说明少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性，故D正确．]2．如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的________也相等．()A．速度B．动能C．动量D．总能量C[根据德布罗意波长公式λ＝hp，选C.]3．(多选)下列各种波是概率波的是()A．声波B．无线电波C．光波D．物质波C D[声波是机械波，A错；电磁波是一种能量波，B错；由概率波的概念和光波以及物质波的特点分析可以得知光波和物质波均为概率波，故C、D正确．]4．(多选)关于不确定性关系ΔxΔp≥h4π有以下几种理解，其中正确的是()【导学号：81370422】A．微观粒子的动量不可能确定B．微观粒子的坐标不可能确定C．微观粒子的动量和坐标不可能同时确定D．不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于其他宏观粒子CD[不确定性关系ΔxΔp≥h4π表示确定位置、动量的精度互相制约，此消彼长，当粒子位置的不确定性变小时，粒子动量的不确定性变大；当粒子位置的不确定性变大时，粒子动量的不确定性变小，故不能同时准确确定粒子的动量和坐标．不确定性关系也适用于其他宏观粒子，不过这些不确定量微乎其微．]。
波粒二象性 原子结构与原子核(练习)(含答案)
专题11 波粒二象性原子结构与原子核1．（2019·江苏卷）在“焊接”视网膜的眼科手术中，所用激光的波长λ=6.4×107 m，每个激光脉冲的能量E=1.5×10-2 J．求每个脉冲中的光子数目．（已知普朗克常量h=6.63×l0-34 J·s，光速c=3×108 m/s．计算结果保留一位有效数字）2．（2019·浙江选考）处于较高能级的氢原子向较低能级跃迁时，能辐射出a、b两种可见光，a光照射某金属表面时有光电子逸出，b光照射该金属表面时没有光电子逸出，则A．以相同的入射角射向一平行玻璃砖，a光的侧移量小于b光的B．垂直入射到同一单缝衍射装置，a光的衍射中央亮条纹宽度小于b光的C．a光和b光的频率之比可能是20/27D．a光子的动量大于b光子的3．（2019·浙江选考）一个铍原子核（74Be）俘获一个核外电子（通常是最靠近原子核的K壳层的电子）后发生衰变，生成一个锂核（73Li），并放出一个不带电的质量接近零的中微子νe，人们把这种衰变称为“K俘获”。
静止的铍核发生零“K俘获”，其核反应方程为707413eBe e Li v-+→+已知铍原子的质量为M Be=7.016929u，锂原子的质量为M Li=7.016004u，1u相当于9.31×102MeV。
下列说法正确的是A．中微子的质量数和电荷数均为零B．锂核（73Li）获得的动能约为0.86MeVC．中微子与锂核（73Li）的动量之和等于反应前电子的动量D．中微子与锂核（73Li）的能量之和等于反应前电子的能量4．(2018·高考全国卷Ⅱ，T17)用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10－19 J．已知普朗克常量为6.63×10－34 J·s，真空中的光速为3.00×108 m·s－1.能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为()A．1×1014 Hz B．8×1014 HzC．2×1015 Hz D．8×1015 Hz5．(2018·高考全国卷Ⅲ，T14)1934年，约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝核2713Al，产生了第一个人工放射性核素X：α＋2713Al→n＋X.X的原子序数和质量数分别为()A．15和28 B．15和30C．16和30 D．17和311．（2020·江西省名校高三联考）电子是我们高中物理中常见的一种微观粒子，下列有关电子说法正确的是A．汤姆孙研究阴极射线时发现了电子，并准确测出了电子的电荷量B．光电效应实验中，逸出的光电子来源于金属中自由电子C．卢瑟福的原子核式结构模型认为核外电子的轨道半径是量子化的D．元素发生α衰变时，能够产生电子，并伴随着γ射线产生2．（2020·山西省太原市第五中学高三模拟）下列说法正确的是A．β射线也可能是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力B．按照电离能力来看，放射性元素放出的三种射线由弱到强的排列顺序是α射线、β射线、γ射线C．按照玻尔的氢原子理论，当电子从高能级向低能级跃迁时，氢原子系统的电势能减少量可能大于电子动能的增加量D．在微观物理学中，不确定关系告诉我们不可能准确地知道单个粒子的运动情况，但是可以准确地知道大量粒子运动时的统计规律3．（2020·湖南省长沙市雅礼中学高三调研）下列说法正确的是A．氢原子的核外电子从低能级跃迁到高能级时，吸收光子，电子的轨道半径增大B．238234492902U Th He→+是核裂変方程，当铀块体积大于临界体积时，才能发生链式反应C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的强度无关，与照射光的频率成正比D．α射线是高速运动的氦原子核，能够穿透几厘米厚的铅板4．（2020·北京市顺义区高三模拟）下列说法正确的是A．γ射线比α射线的贯穿本领强B．外界环境温度升高，原子核的半衰期变大C．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的重核裂变反应D．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子5．（2020·山东省潍坊市高三模拟）下列核反应中放出的粒子为中子的是A．147N俘获一个α粒子，产生178O并放出一个粒子B．2713Al俘获一个α粒子，产生3015P并放出一个粒子C．115B俘获一个质子，产生84Be并放出一个粒子D．63Li俘获一个质子，产生32He并放出一个粒子1．(2020·北京市海淀区高三模拟)下列说法正确的是()A．放射性元素的半衰期与外界压强有关B．天然放射现象说明原子具有核式结构C．原子核放出γ射线说明原子核内有光子D．原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子的过程属于β衰变2．（2020·安徽省六安市第一中学调研）以下物理内容描述不正确的是A．爱因斯坦通过对光电效应实验规律的分析揭示了光具有粒子性的一面B．玻尔模型对一切原子的光谱现象都能准确解释C．放射性元素的半衰期与其以单质还是化合物形式存在无关D．原子核的比结合能大小可以反映其稳定性特征3．(2020·四川树德中学高三诊断)下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是()A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成功解释了光电效应B．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的C．图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有波动性4. 氢原子的能级图如图所示，现让一束单色光照射到大量处于基态(量子数n＝1)的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光．则照射氢原子的单色光的光子能量为()A．12.75 eV B．13.06 eV C．13.6 eV D．0.85 eV5．（2020·湖南省怀化市高三模拟）下列说法正确的是A．β衰变的实质是原子核内的一个中子转化成一个质子，同时释放出一个电子B．实验表明，只要照射光的强度足够大，就一定能发生光电效应C．钍的半衰期为24天，1 g钍经过120天后还剩0.2 gD．根据玻尔的原子理论，氢原子从n＝5的激发态跃迁到n＝3的激发态时，核外电子动能减小6．（2020·东北三省四市联考）已知金属钙的逸出功为2.7 eV，氢原子的能级图如图所示，一群氢原子处于量子数n＝4的能量状态，则A．氢原子可能辐射3种频率的光子B．氢原子可能辐射5种频率的光子C．有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应D．有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应7．(2020·河北衡水中学高三调研)下下列说法正确的是()A．原子核内的一个中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子，这就是β衰变B．氡222的半衰期是3.8天，镭226的半衰期是1 620年，所以一个确定的氡222核一定比一个确定的镭226核先衰变C．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电势能增大，电子的动能减小，原子的总能量减小D．原子核越大，它的结合能越高，原子核能级越稳定8．(2020·安徽定远重点中学高三模拟)下列说法正确的是()A．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核内有中子存在B．核泄漏事故污染物137 55Cs能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为137 55Cs→137 56Ba＋X，可以判断X 为电子C．若氢原子从n＝6能级向n＝1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n＝6能级向n＝2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应D．质子、中子、α粒子的质量分别是m1、m2、m3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是( 2m1＋2m2－m3)c29．(2020·江西南昌高三模拟)如图a所示是研究光电效应的电路图．某同学利用该装置在不同实验条件下得到了三条光电流I与A、K两极之间的电压U AK的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图b所示．则下列说法正确的是()A．甲光照射光电管发出光电子的初动能一定小于丙光照射光电管发出光电子的初动能B．单位时间内甲光照射光电管发出的光电子比乙光照射时发出的少C．用强度相同的甲、丙光照射该光电管，则单位时间内逸出的光电子数相等D．对于不同种金属，若照射光频率不变，则逸出光电子的最大初动能与金属的逸出功为线性关系10. (2020广东华南师大附中高三模拟)氢原子能级图如图所示，当氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.下列判断正确的是()A．当氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nmB．当氢原子从n＝4跃迁到n＝2的能级时，辐射出的光子不能使逸出功为2.25 eV的钾发生光电效应C．一个处于n＝4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生6种谱线D．用能量为1.0 eV的光子照射处于n＝4能级上的氢原子，可以使氢原子电离11．(2020·重庆南开中学高三调研)某原子K层失去一个电子后，其K层出现一个电子空位，当L层上有电子跃迁到K层填补空位时会释放一定的能量：一种情况是辐射频率为ν0的X射线；另一种情况是跃迁释放的能量被其他核外电子层的电子吸收，使电子发生电离成为自由电子．若跃迁释放的能量被M层的一个电子吸收，电离后的自由电子的动能是E0，已知普朗克常量为h，则电子处于M层时原子的能级(即能量值)为()A．hν0B．E0C．E0－hν0D．E0＋hν012. (2020·陕西西安市第一中学高三模拟)研究光电效应规律的实验装置如图所示，以频率为ν的光照射光电管阴极K时，有光电子产生．由于光电管K、A间加的是反向电压，光电子从阴极K发射后将向阳极A 做减速运动．光电流i由图中电流计G测出，反向电压U由电压表V测出，当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数称为反向遏止电压U c.在下列表示光电效应实验规律的图象中，正确的是()13．(2020·四川南充高级中学高三模拟)一个静止的铀核232 92U(质量为232.037 2 u)放出一个α粒子(质量为4.002 6 u)后衰变成钍核228 90Th(质量为228.028 7 u)．已知1 u相当于931 MeV的能量．下列说法正确的是()A．该核衰变反应方程为232 92U→228 90Th＋42HeB．该核衰变反应中释放出的核能为0.059 MeVC．该反应产生的钍核和α粒子的动量相同D．假设反应中释放出的核能全部转化为钍核和α粒子的动能，则钍核获得的动能约为0.017 MeV 14．(2020·广东湛江一中高三质检)如图所示，人工元素原子核286113Nh开始静止在匀强磁场B1、B2的边界MN上，某时刻发生裂变生成一个氦原子核42He和一个Rg原子核，裂变后的粒子速度方向均垂直于B1、B2的边界MN.氦原子核通过B1区域第一次经过MN边界时，距出发点的距离为l，Rg原子核第一次经过MN 边界距出发点的距离也为l.则下列有关说法正确的是()A ．两磁场的磁感应强度之比B 1∶B 2＝111∶141B ．两磁场的磁感应强度之比B 1∶B 2＝111∶2C ．氦原子核和Rg 原子核各自旋转第一个半圆的时间比为2∶141D ．氦原子核和Rg 原子核各自旋转第一个半圆的时间比为111∶141答案1．【答案】光子能量hc ελ=，光子数目n =Eε，代入数据得n =5×1016【解析】每个光子的能量为0cE hv h λ== ，每个激光脉冲的能量为E ，所以每个脉冲中的光子个数为：0EN E = ，联立且代入数据解得：16510N =⨯个。
高三物理一轮复习第13章波粒二象性原子结构原子核第1节波粒二象性课后限时训练
第1节波粒二象性（建议用时：40分钟）1.关于光子的能量，下列说法中正确的是（）A.光子的能虽跟它的频率成反比B.光子的能量跟它的频率成正比C.光子的能疑跟它的速度成正比D.光子的能疑跟它的速度成反比B [光子的能虽由此可知，光子的能量与光的频率成正比，B正确.]2.在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是（）A.光电效应是瞬时发生的B.所有金属都存在极限频率C.光电流随着入射光增强而变大D.入射光频率越大，光电子最大初动能越大C [光具有波粒二象性，既具有波动性又具有粒子性，光电效应证实了光的粒子性.因为光子的能量是一份一份的，不能积累，所以光电效应具有瞬时性，这与光的波动性矛盾，A项错误；同理，因为光子的能量不能积累，所以只有当光子的频率大于金属的极限频率时，才会发生光电效应，B项错误；光强增大时，光子数量和能量都增大，所以光电流会增大，这与波动性无关，C项正确；一个光电子只能吸收一个光子，所以入射光的频率增大，光电子吸收的能量变大，所以最大初动能变大，D项错误.]3.（多选）在光电效应实验中，用频率为v的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是（）A.增大入射光的强度，光电流增大B.减小入射光的强度，光电效应现象消失C.改用频率小于v的光照射，一定不发生光电效应D.改用频率大于v的光照射，光电子的最大初动能变大AD [增大入射光的强度，单位时间内照射到单位而积的光子数增加，则光电流将增大, 故选项A正确：光电效应是否发生取决于入射光的频率，而与入射光的强度无关，故选项B 错误.用频率为》的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，选项C错误；根据Q _戶討可知，增加入射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项D正确.]4.根据爱因斯坦光子说，光子能量厅等于（力为普朗克常量，c、人为真空中的光速和波长）（）【导学号:81370423]C. h AA [根据E=h v,“=+得：E=石,故A对.]5.用频率为》的光照射某金属表而时，逸岀的光电子的最大初动能为E：若改用频率为3 $的光照射该金属，则逸出的光电子的最大初动能为（）C. 3A v-ErD. 2h“+煤D [由爱因斯坦光电效应方程可知反=h・3#—届，所以E' =2h v +6.（多选）关于物质的波粒二象性，下列说法中正确的是（）A.不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B.运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特泄的运动轨道C.波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D.实物的运动有特左的轨道，所以实物不具有波粒二彖性ABC [由徳布罗意波可知A、C对：运动的微观粒子，达到的位置具有随机性，而没有特定的运动轨道，B对：由徳布罗意理论知，宏观物体的徳布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，不是不具有波粒二象性，D错.]7.（多选）根据物质波理论，以下说法中正确的是（）A.微观粒子有波动性，宏观物体没有波动性B.宏观物体和微观粒子都具有波动性C.宏观物体的波动性不易被人观察到是因为它的波长太长D.速度相同的质子和电子相比，电子的波动性更为明显BD [一切运动的物体都有一种物质波与它对应，所以宏观物体和微观粒子都具有波动性，A选项错误，B选项正确：宏观物体的物质波波长很短，不易观察到它的波动性，所以C选项错误：速度相同的质子与电子相比，电子质量小，物质波波长更长，所以电子波动性更明显，所以D选项正确.]8.（多选）在单缝衍射实验中，中央亮条纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上, 假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子（）【导学号：81370424]A.一泄落在中央亮条纹处B.一泄落在亮条纹处C.可能落在暗条纹处D.落在中央亮条纹处的可能性最大CD [根据光波是概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不确龙的，但概率最大的是落在中央亮条纹处•当然也可能落在其他亮条纹处，还可能落在暗条纹处，不过, 落在暗条纹处的概率很小，故C、D选项正确.]9.（多选）如图13-1-4所示,电路中所有元件完好，但光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是（）图13-1-4A.入射光太弱B.入射光波长太长C.光照时间短D.电源正、负极接反BD [入射光波长太长，入射光的频率低于截I匕频率时，不能发生光电效应，故选项B 正确：电路中电源反接，对光电管加了反向电压，若该电压超过了遏止电压，也没有光电流产生，故选项D正确.]10.研究光电效应的电路如图13-1-5所示.用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板（阴极K）,钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流.下列光电流Z 与A、K之间的电压弘的关系图象中，正确的是（）图13-1-5C [由于光的频率相同，所以对应的反向遏止电压相同，选项A、B错误：发生光电效应时，在同样的加速电压下，光强度越大，逸岀的光电子数目越多，形成的光电流越大，所以C正确，D错误.]11.（多选）波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有（）【导学号：81370425]A.光电效应现彖揭示了光的粒子性B.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C.黑体辎射的实验规律可用光的波动性解释D.动能相等的质子和电子，它们的徳布罗意波长也相等AB [光电效应说明光的粒子性，所以A正确：热中子束在晶体上产生衍射图样，即运动的实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，所以B正确；黑体辐射的实验规律说明电磁辐射具有量子化，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐射用光的粒子性解释，即C 错误；根据徳布罗意波长公式久=2产=2也，又质子的质捲大于电子的质量,P所以动能相等的质子和电子，质子的徳布罗意波波长较短，所以D错误.]12.（多选）在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应.对于这两个过程，下列四个物理量中，一定不同的是（）A.遏止电压B.饱和光电流C.光电子的最大初动能D.逸出功ACD [同一束光照射不同的金属，一泄相同的是入射光的光子能量，不同的金属，逸出 功不同，根据光电效应方程冬=力”一屁知，最大初动能不同，则遏止电压不同：同一束光 照射，光中的光子数目相等，所以饱和光电流是相同的.]13. （多选）分别用波长为人和2久的光照射同一种金属，产生的速度最快的光电子速 度之比为2 ： 1,普朗克常量和真空中光速分別用力和c 表示，那么下列说法正确的是（）A. 该种金属的逸出功为养B. 该种金属的逸出功为芋C. 波长超过2久的光都不能使该金属发生光电效应D. 波长超过4久的光都不能使该金属发生光电效应~ =05+3201^, 乂 Vi =2v*,得爲=—,A il". 确，B 错误.光的波长小于或等于3人时都能发生光电效应，C 错误.]14. 在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Q 与入射光的频率a 的关系如图13-1-6所示.若该直线的斜率和截距分别为&和b 电子电荷量的绝对值为e,则普朗克常量可表 示为 ，所用材料的逸出功可表示为 _______________________ •图 13-1-6【解析】 根据光电效应方程E a =hv-W.及艮=虫得良=丄一匹,故占=厶6=--> e e ee得 h=ek, %= — eb.[>■】ek — eb15. 在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为 九，该金属的逸出功为______ •若用波长为人（久<人。
2018年深圳高考物理专题训练卷：波粒二象性、原子结构和原子核
波粒二象性、原子结构和原子核一．选择题（本题共12小题，在每小题给出的四个选项中，至少有一项符合题目要求）1．（2018届安徽省皖南八校联考）关于近代物理，下列说法正确的是A. 轻核聚变反应方程中，X 表示正电子B. a 粒子散射实验现象掲示了原子核是由质子与中子组成的C. 分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出，紫光照射时，逸出的光电子的动能 都比红光照射时逸出的光电子的动能大D. 基态的ー个氢原子吸收ー个光子跃迁到n=3激发态后，可能发射2种频率的光子【答案】D2．波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有( )A ．光电效应现象揭示了光的粒子性B ．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C ．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D ．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等【答案】AB【解析】光电效应现象揭示了光的粒子性,故A 正确；热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性,故B 正确；黑体辐射的实验规律可用光的粒子性解释，C 错误；由λ＝hp ，p ，得λ，动能相等的质子和电子质量相差很多，所以德布罗意波长λ不相等，D 错误．3．下列说法中错误的是A. 用频率为v 的光照射某金属研究光电效应，遏止电压为U c ，则该金属的逸出功为h v －eU cB. 一群处于n=3能级的氢原子自发跃迁时能发出3种不同频率的光子C. 某放射性物质的半衰期为τ，质量为m 的该放射性物质，经过半个半衰期还剩mD. 核反应方程4H→+He+KX 中，X 是正电子，K=2【答案】C4. 现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。
下列说法正确的( )A ．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B ．入射光的频率变高，饱和光电流变大C ．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生D ．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关【答案】AD5．（2018届湖南师大附中高三下学期三月考）图甲为研究光电效应的电路图；图乙为静止在匀强磁场中的某种放射性元素的原子核X 衰变后产生的新核Y 和某种射线的径迹。
高三物理一轮复习 第章 波粒二象性 原子结构 原子核章末检测
峙对市爱惜阳光实验学校习第13章波粒二象性原子结构原子核(时间：60分钟总分值：100分)一、选择题(此题共13小题，每题5分，共65分．每题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)1．关于光的本性，以下说法中正确的选项是( )A．光电效反映光的粒子性B．光电子的最大初动能和照射光的频率成正比C．光子的能量与光的频率成正比D．光在空间传播时，是不连续的，是一份一份的，每一份光叫做一个光子ACD[光电效反映光的粒子性，故A正确；根据光电效方程E km＝hν－W0可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不是正比关系，故B错误；根据E＝hν，可知：光子的能量与光的频率成正比，故C正确；由爱因斯坦的光子说：光在空间传播时，是不连续的，是一份一份的，每一份光叫做一个光子，故D正确．]2．(2021·选考模拟)根据玻尔理论，以下说法正确的选项是( )A．电子绕核运动有加速度，就要向外辐射电磁波B．处于态的原子，其电子做变速运动，但它并不向外辐射能量C．原子内电子的可能轨道是不连续的D．原子能级跃迁时，辐射或吸收光子的能量取决于两个轨道的能量差BCD[根据玻尔理论，电子绕核运动有加速度，但并不向外辐射能量，也不会向外辐射电磁波，应选项A错误，选项B正确；玻尔理论中的第二条假设，就是电子绕核运动可能的轨道半径是量子化的，不连续的，选项C正确；原子在发生能级跃迁时，要放出或吸收一频率的光子，光子能量取决于两个轨道的能量差，应选项D正确．]3．以下光的波粒二象性的说法中，正确的选项是( )A．有的光是波，有的光是粒子B．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著C．光的粒子性说明每个光子就像极小的小球体一样D．光波不同于宏观概念中的那种连续的波，它是说明大量光子运动规律的一种概率波BD[光既是波又是粒子，故A错误；光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著，选项B正确；光具有波动性，但不是理论中的波，光具有粒子性，也不是传统概念中的粒子，光与物质作用时，即发生能量交换时，不是连续进行的，而是“一份一份〞进行的，表现出粒子性，光在空间的分布规律符合波动规律，表现出波动性，应选项C错误；光的波粒二象性学说是建立在麦克斯韦的光的电磁说和爱因斯坦的光子说的根底上，由光子说中提出的光子能量的计算公式E＝hν可知，反映粒子的特征的E与反映波动特征的ν相联系，进一步分析可知，当光子的能量比拟小即频率ν较小，波长λ较大，波动性明显，粒子性不明显，反之，当光子的能量比拟大，频率ν较大，波长λ较小，粒子性明显，波动性不明显，应选项D正确．]4．光电验中，以下表述正确的选项是( )A．光照时间越长光电流越大B．入射光足够强就可以有光电流C．遏止电压与入射光的频率有关D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子CD[在光电效中，假设照射光的频率小于极限频率，无论光照时间多长，光照强度多大，都无光电流，当照射光的频率大于极限频率时，立刻有光电子产生，故A、B错误，D正确．由－eU＝0－E k，E k＝hν－W，可知U＝(hν－W)/e，即遏止电压与入射光频率ν有关，C正确．]5．以下说法正确的选项是( )【导学号：81370439】A．根据天然放射现象，卢瑟福提出了原子的核式结构B．一个氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级，该氢原子吸收光子，能量增加C．铀(238 92U)经过屡次α、β衰变形成稳的铅(206 82Pb)的过程中，有6个中子转变成质子D．机场、车站地进行平安检查时，能轻而易举地窥见箱内物品，利用了γ射线较强的穿透能力C[卢瑟福提出原子的核式结构的依据是α粒子散射，A错误；氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，氢原子要放出光子，能量减小，B错误；机场、车站地进行平安检查，利用的是X射线的穿透本领，D错误．]6．氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为ν1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为ν2，普朗克常量为h，假设氢原子从能极k跃迁到能级m，那么( )A．吸收光子的能量为hν1＋hν2B．辐射光子的能量为hν1＋hν2C．吸收光子的能量为hν2－hν1D．辐射光子的能量为hν2－hν1D[由题意可知：E m－E n＝hν1，E k－E n＝hν2.因为紫光的频率大于红光的频率，所以ν2＞ν1，即k能级的能量大于m能级的能量，氢原子从能级k跃迁到能级m时向外辐射能量，其值为E k－E m＝hν2－hν1，故只有D项正确．]7. (多项选择)如图1所示给出了氢原子的6种可能的跃迁，那么它们发出的光( )图1A ．a 的波长最长B ．d 的波长最长C ．f 的光子比d 的光子能量大D ．a 的频率最小ACD [由玻尔理论知，原子跃迁时，h cλ＝ΔE ，从能级图知ΔE a 最小，a 的波长最长，频率最小，那么B 错误，A 、D 正确；hνd ＝ΔE d ＝(132－122)E 1＝－536E 1，hνf ＝ΔE f ＝(122－112)E 1＝－34E 1，因此，f 的光子的能量比d 的光子的能量大，C 正确．]8．以下是有关近代物理内容的假设干表达，其中正确的选项是( ) A ．太阳内部发生的核反是热核反B ．一束光照射到某种金属上不能发生光电效，可能是因为这束光的光强太小C ．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，但原子的能量增大D ．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子AC [太阳内部发生的核反是热核反，A 正确；一束光照射到金属外表不能发生光电效，是因为光的频率小于金属的截止频率，与光强无关，B 错误；按照玻尔理论，C 正确；原子核发生一次β衰变，是核内一个中子转变为一个质子时，放出一个电子，D 错误．]9．太阳内部持续不断地发生着4个质子(11H)聚变为1个氦核(42He)的热核反，核反方程是411H→42He ＋2X ，这个核反释放出大量核能．质子、氦核、X 的质量分别为m 1、m 2、m 3，真空中的光速为c .以下说法中正确的选项是( )【导学号：81370440】 A ．方程中的X 表示中子(10n) B ．方程中的X 表示电子(0－1e)C ．这个核反中质量亏损Δm ＝4m 1－m 2D ．这个核反中释放的核能ΔE ＝(4m 1－m 2－2m 3)c 2D [由核质量数守恒、电荷数守恒可推断出X 为0＋1e ，A 、B 错；质量亏损为Δm ＝4m 1－m 2－2m 3，释放的核能为ΔE ＝Δmc 2＝(4m 1－m 2－2m 3)c 2，C 错，D 对．]10．放射性元素23490Th 的衰变方程为23490Th→234 91Pa ＋X ，以下表述正确的选项是( )A ．X 是由Th 原子释放的核外电子B ．该衰变是β衰变C ．加压或加温不能改变其衰变的快慢D ．Th 发生衰变时原子核要吸收能量BC[根据电荷数守恒、质量数守恒知，X的电荷数为－1，质量数为0，那么X为电子，该衰变为β衰变，β衰变的本质是其中的一个中子变成一个质子和一个电子，故A错误，B正确；衰变的快慢与温度压强无关，由原子核内部因素决，故C正确；衰变时原子核会放出热量．故D错误．]11．(2021·)如图2所示为氢原子能级图，A、B、C分别表示电子三种不同能级跃迁时放出的光子，其中( )图2A．频率最大的是B B．波长最长的是CC．频率最大的是A D．波长最长的是BAB[根据hν＝ΔE和c＝λν可知，ΔE大，频率就大，波长就小，选项A、B正确．]12．如下的说法中，正确的选项是( )A.21H＋31H→42He＋10n是轻核聚变反B．β衰变说明了原子核中有电子C．光电效说明了光具有粒子性D．γ射线可用来消除静电AC[21H＋31H→42He＋10n是轻核聚变反，太阳辐射能量来自于轻核的聚变，故A正确；β衰变是中子转变成质子而放出的电子，故B错误；光电效说明了光具有粒子性，故C正确；γ射线是高能光子，即高能电磁波，它是不带电的，所以γ射线的电离作用很弱，故D错误．]13．用a、b两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a光照射时验电器的指针偏转，b光照射时指针未偏转，以下说法正确的选项是( ) 【导学号：81370441】图3A．增大a光的强度，验电器的指针偏角一减小B．a光照射金属板时验电器的金属小球带负电C．a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长D．假设a光是氢原子从n＝4的能级向n＝1的能级跃迁时产生的，那么b 光可能是氢原子从n＝5的能级向n＝2的能级跃迁时产生的CD[增大a光的强度，从金属板中打出的光电子数增多，验电器带电荷量增大，指针偏角一增大，A错误．a光照射到金属板时发生光电效现象，从金属板中打出电子，金属板带正电，因此，验电器的金属小球带正电，B错误．发生光电效的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，因此a光的频率大于b 光的频率，a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，C正确．氢原子从n ＝4的能级向n＝1的能级跃迁时产生的光子能量大于氢原子从n＝5的能级向n ＝2的能级跃迁时产生的光子能量，D正确．]二、非选择题(此题共4小题，共35分)14．(6分)核电站利用原子核链式反放出的巨大能量进行发电，235 92U是核电站常用的核燃料.235 92U受一个中子轰击后裂变成144 56Ba和8936Kr两，并产生________个中子．要使链式反发生，裂变物质的体积要________(选填“大于〞或“小于〞)它的临界体积．【解析】由质量数和电荷数守恒可知：235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n，可见产生了3个中子，链式反的一个条件是铀燃料的体积必须大于或于临界体积．【答案】 3 大于15．(10分)(2021·)现有五个核反：A.21H＋31H→42He＋10nB.235 92U＋10n→X＋9438Sr＋210nC.2411Na→2412Mg＋0－1eD.220 88Ra→216 86Rn＋42HeE.42He＋94Be→10n＋12 6C(1)________是发现中子的核反方程，________是研究原子弹和氢弹的根本核反方程．(2)求B项中X的质量数和中子数．(3)判断以上五个核反的反类型．【解析】(1)E是查德威克发现中子的核反方程，A是氢弹的核反方程，B 是原子弹的核反方程．(2)由电荷数守恒和质量数守恒可以判X的质量数为140，电荷数为54，所子数为140－54＝86.(3)衰变是原子核自发地放出α粒子或β粒子的反，C是β衰变，D是α衰变，E是人工控制的原子核的变化，属人工转变，裂变是重核吸收中子后分裂成几个中质量的核的反，B是裂变，聚变是几个轻核结合成较大质量的核的反，A是聚变．【答案】(1)E B、A (2)质量数为140，中子数为86(3)见解析16．(9分)三个α粒子结合成一个碳12 6C，碳原子的质量为12.000 0 u，氦原子质量为4.002 6 u.(1)写出核反方程；(2)这个核反放出的能量是多少焦？(3)这个能量合多少MeV?【导学号：81370442】【解析】(1)342He→12 6C＋ΔE.(2)Δm＝3×4.002 6 u－12.000 0u＝0.007 8 u，Δm＝0.007 8×1.66×10－27 kg＝148×10－30 kg，ΔE＝Δmc2＝65×10－12 J.(3)ΔE＝65×10－121.6×10－19eV＝9×106 eV＝9 MeV.【答案】 (1)342He→126C ＋ΔE (2)65×10－12J(3)9 MeV17．(10分)在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个α粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图4所示)，今测得两个相切圆半径之比r 1∶r 2＝44∶1.求：图4(1)这个原子核原来所含的质子数是多少？ (2)图中哪一个圆是α粒子的径迹？(说明理由)【解析】 (1)设衰变后α粒子的电荷量为q 1＝2e ，生核的电荷量为q 2，它们的质量分别为m 1和m 2，衰变后的速度分别为v 1和v 2，那么原来原子核的电荷量q ＝q 1＋q 2，根据轨道半径公式有：r 1r 2＝m 1v 1Bq 1m 2v 2Bq 2＝m 1v 1q 2m 2v 2q 1又由于衰变过程中遵循动量守恒律，那么m 1v 1＝m 2v 2 以上三式联立解得q ＝90e .即这个原子核原来所含的质子数为90.(2)由于动量大小相，因此轨道半径与粒子的电荷量成反比．所以圆轨道1是α粒子的径迹，圆轨道2是生核的径迹，两者电性相同，运动方向相反．【答案】 (1)90 (2)圆轨道1 理由见解析。
人教版高考物理一轮总复习单元阶段检测练习含解析-波粒二象性原子结构原子核
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。
1～6小题为单选,7、8小题为多选)1．下列对物理现象的说法中不正确的是( ) A ．α粒子散射实验现象说明原子核是可以再分的 B ．压强和温度对放射性元素衰变的快慢都没有影响 C ．光电效应实验显示了光的粒子性D ．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大【解析】选A 。
α粒子散射实验现象说明了原子的核式结构模型，天然放射性现象才说明原子核是可以再分的，选项A 错误；压强和温度对放射性元素衰变的快慢都没有影响，选项B 正确；光电效应实验显示了光的粒子性，选项C 正确；按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大，选项D 正确，故该题A 符合题意。
2．下列说法正确的是( )A ．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长B ．γ射线是频率极高的电磁波，其在云室中穿过会留下清晰的径迹C ．根据玻尔原子模型，氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能将增大D ．天然放射现象与原子内部变化有关【解析】选C 。
根据德布罗意波长公式，λ＝hp可知，微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短，选项A 错误；γ射线是频率极高的电磁波，电离作用很弱，云室是依赖带电粒子电离作用留下径迹的，所以γ射线在云室中穿过不会留下清晰的径迹，选项B 错误；根据玻尔原子模型，氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子的运动半径将减小，电势能减小，总能量减小，但运动速度增大，电子动能将增大，选项C 正确；天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出α粒子或电子，从而发生α衰变或β衰变，选项D 错误。
3．(2020·宜宾模拟)某同学在研究光电效应时测得不同光照射到同一光电管时得到的光电流与电压的关系图象如图所示。
则下列有关说法中正确的是( )A.光线1、3为同一色光，光线3的光强更强 B ．光线1、2为同一色光，光线1的光强更强 C ．光线1、2为不同色光，光线2的频率较大D ．保持光线1的强度不变，光电流强度将随加速电压的增大一直增大 【解析】选C 。
2018版高考物理(全国通用)大一轮复习讲义文档：第十二章波粒二象性原子结构与原子核第1讲含答案
[高考命题解读]分析年份高考（全国卷)四年命题情况对照分析题号命题点2013年Ⅰ卷35题第(1）问填空题，考查了核反应前后质量数和电荷数守恒1。
考查方式高考对本部分内容考查形式比较固定，一般比较单一的考查某个知识点，且知识点相对比较单一，题型为选择题和Ⅱ卷35题第(1)问选择题,考查了原子核的结合能2014年Ⅰ卷35题第（1）问选择题，考查了天然放射现象和半衰期Ⅱ卷35题第(1）问选择题，考查了原子和原子核2015Ⅰ卷第（1）问填空题,考年 35题 查了光电效应 填空题．2．命题趋势 由于本部分内容涉及点较多,且已经改为必考内容，今后的命题应该向着多个考点融合的方向发展.Ⅱ卷35题 第（1)问选择题，考查了光电效应和波粒二象性2016年Ⅰ卷35题 第（1）问选择题，考查了光电效应Ⅱ卷35题 第(1）问选择题，考查了核反应方程 Ⅲ卷35题第（1)问选择题，考查了核反应与质能关系第1讲 光电效应 波粒二象性1．光电效应及其规律 (1）光电效应现象在光的照射下，金属中的电子从表面逸出的现象，发射出来的电子叫光电子．(2)光电效应的产生条件入射光的频率大于等于金属的极限频率．(3）光电效应规律①每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极限频率才能产生光电效应．②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大．③光电效应的发生几乎是瞬时的,一般不超过10－9 s.④当入射光的频率大于极限频率时,饱和光电流的大小与入射光的强度成正比．2．爱因斯坦光电效应方程（1）光子说：在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子,光子的能量ε＝hν。
（2)逸出功W0：电子从金属中逸出所需做功的最小值．(3）最大初动能：发生光电效应时,金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值．（4)光电效应方程①表达式：hν＝E k＋W0或E k＝hν－W0。
②物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν,这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能．3．光的波粒二象性（1)波动性:光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性．（2)粒子性：光电效应、康普顿效应说明光具有粒子性．(3)光既具有波动性,又具有粒子性,称为光的波粒二象性．4．物质波（1)概率波光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波．(2)物质波任何一个运动着的物体,小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长λ＝hp，p为运动物体的动量，h为普朗克常量．1．判断下列说法是否正确．(1)任何频率的光照射到金属表面都可以发生光电效应．（×）(2）光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比．( ×）(3）光的频率越高，光的粒子性越明显,但仍具有波动性．( √) (4）德国物理学家普朗克提出了量子假说，成功地解释了光电效应规律．（×）（5）美国物理学家康普顿发现了康普顿效应，证实了光的粒子性．（√)（6）法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子具有波动性．（√)2．(人教版选修3－5P30演示实验改编）（多选)如图1所示，用导线把验电器与锌板相连接,当用紫外线照射锌板时，发生的现象是（)图1A．有光子从锌板逸出B．有电子从锌板逸出C．验电器指针张开一个角度D．锌板带负电答案BC3．(人教版选修3－5P36第2题改编)（多选)在光电效应实验中,用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是（）A．增大入射光的强度，光电流增大B．减小入射光的强度，光电效应现象消失C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D．改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大答案AD解析增大入射光强度,单位时间内照射到单位面积上的光子数增加，则光电流将增大，故选项A正确；光电效应是否发生取决于入射光的频率，而与入射光强度无关，故选项B错误．用频率为ν的光照射光电管阴极,发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率,则仍会发生光电效应，选项C错误；根据hν－W逸＝错误!mv2可知,增大入射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项D正确．4．（粤教版选修3－5P40第2题）（多选）下列说法中正确的是( ) A．光的波粒二象性学说彻底推翻了麦克斯韦的光的电磁说B．在光的双缝干涉实验中，暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方C．光的双缝干涉实验中，大量光子打在光屏上的落点是有规律的，暗纹处落下光子的概率小D．单个光子具有粒子性，大量光子具有波动性E．光的波动性是因为光子之间的相互作用的结果答案CD命题点一光电效应的实验规律光电效应的研究思路(1）两条线索：(2）两条对应关系：光强大→错误!→错误!→错误!光子频率高→错误!→错误!例1 （多选）现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．下列说法正确的是（)A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B．入射光的频率变高，饱和光电流变大C．入射光的频率变高,光电子的最大初动能变大D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生答案AC解析在发生光电效应时，饱和光电流大小由光照强度来决定，与频率无关，光照强度越大饱和光电流越大,因此A正确，B错误;根据E km＝hν－W0可知，对于同一光电管，逸出功W0不变，当频率变高，光电子的最大初动能E km变大，因此C正确；由光电效应规律可知,当频率低于截止频率时无论光照强度多大，都不会有光电流产生，因此D错误．对光电效应的四点提醒1．能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率．2．光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光．3．逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关．4．光电子不是光子，而是电子．1．（多选)下列对光电效应的理解，正确的是( ）A．金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属B．如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应C．发生光电效应时,入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大D．由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应，入射光的最低频率也不同答案BD2。
全程复习构想2018高考物理一轮复习 第十二章 波粒二象性 原子结构和原子核章末质量评估 新人教版
章末质量评估(十二)一、选择题(1～5题只有一个选项符合题目要求，6～10题有多个选项符合题目要求)1．卢瑟福通过α粒子散射实验，判断出原子中心有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模型．如图所示的平面示意图中①、③两条线表示α粒子运动的轨迹，则沿②所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹是( )A．轨迹a B．轨迹bC．轨迹c D．轨迹d解析：α粒子带正电，因此α粒子靠近核时，与核间有斥力，沿方向②的α粒子比沿方向①的α粒子离核近，与核的作用强，因此α粒子沿方向②进入后与核作用向外侧散射的偏转角应该比沿①的大．答案：A2．一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子( )A．放出光子，能量增加 B．放出光子，能量减少C．吸收光子，能量增加 D．吸收光子，能量减少解析：氢原子从高能级向低能级跃迁时，将以辐射光子的形式向外放出能量，故选项B 正确．答案：B3．如图所示为某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光，在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是( )解析：从能级图上可以看出，a光子的能量最大，光的波长最短，b光子的能量最小，频率最低，波长最长，因此C选项正确．答案：C4．以下是物理学史上3个著名的核反应方程x＋73Li→2y，y＋14 7N→x＋17 8O，y＋94Be→z ＋12 6C，x、y和z是3种不同的粒子，其中z是( )A．α粒子 B．质子C．中子 D．电子解析：设x、y和z 3种粒子的质量数分别为a1、b1、c1，电荷数分别为a2、b2、c2，根据质量数守恒，a1＋7＝2b1；b1＋14＝a1＋17；b1＋9＝c1＋12.解得a1＝1，b1＝4，c1＝1.根据电荷数守恒，a2＋3＝2b2；b2＋7＝a2＋8；b2＋4＝c2＋6.解得a2＝1，b2＝2，c2＝0.不难推算x、y、z分别是质子、α粒子、中子．所以，三个核反应方程分别为11H＋73Li→242 He，42He＋14 7N→11H＋17 8O，42He＋94Be→10n＋12 6C，故选项C正确．答案：C5．如图所示，当开关S断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零．合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.6 V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.6 V时，电流表读数为零．由此可知阴极材料的逸出功为( )A．1.9 eV B．0.6 eVC．2.5 eV D．3.1 eV解析：由题意知，当电压表读数小于0.6 V时，电流表读数不为零，而大于或等于0.6 V时，电流表的读数为零，这说明当电压等于0.6 V时，刚好能将光电子的速度减小到零，即光电子的初动能E k＝0.6 eV.根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W，可得W＝hν－E k＝2.5 eV－0.6 eV＝1.9 eV.选项A正确．答案：A6．能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是( )A．原子中心有一个很小的原子核B．原子核是由质子和中子组成的C．原子质量几乎全部集中在原子核内D．原子的正电荷全部集中在原子核内解析：当α粒子穿过原子时，电子对α粒子影响很小，影响α粒子运动的主要是原子核，离核远则α粒子受到的库仑斥力很小、运动方向改变小．只有当α粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进，因此为了解释α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，但不能得到原子核内的组成，故B不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论，A、C、D可以．答案：ACD7．在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图所示中a、b，由图可以判定( )A．该核发生的是α衰变B．该核发生的是β衰变C．磁场方向一定垂直纸面向里D．磁场方向向里还是向外无法判定解析：由左手定则，当粒子在磁场中反向运动，若两粒子电性相同，则所形成圆轨迹应外切；电性相反，则所形成的圆轨迹内切．由图知核与粒子电性相反，又因反冲核带正电，所以带电粒子应带负电，即核反应为β衰变，A项错，B项正确．不管磁场方向向里还是向外，电性相反的粒子轨迹都为内切圆，所以D项正确．答案：BD8．(2016·海南单科改编)下列说法正确的是( )A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程B．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量C．玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律D．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型解析：爱因斯坦提出了光子假说，建立了光电效应方程，故选项A正确；康普顿效应表明光不仅具有能量，还具有动量，故选项B错误；玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，故C正确；卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子核式结构模型，故D正确．答案：ACD9．(2015·山东理综)14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约5 700年．已知植物存活期间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减少．现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一．下列说法正确的是( ) A．该古木的年代距今约5 700年B．12C、13C、14C具有相同的中子数C．14C衰变为14N的过程中放出β射线D．增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变解析：古木样品中14C的比例正好是现代样品的二分之一，说明该古木恰好经历了一个半衰期的时间，故A正确.12C、13C、14C具有相同的质子数、不同的中子数，故B错.14C的衰变方程为：14 6C→14 7N＋ 0－1e，可见C正确．放射性元素的半衰期与外界因素无关，故D错．答案：AC10．(2017·唐山模拟)如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n＝3的激发态，在自发跃迁中放出一些光子，用这些光子照射逸出功为2.25 eV的钾，下列说法正确的是( )A．这群氢原子能发出三种不同频率的光B．这群氢原子发出的光子均能使金属钾发生光电效应C．金属钾表面逸出的光电子最大初动能一定小于12.09 eVD．金属钾表面逸出的光电子最大初动能可能等于9.84 eV解析：根据N＝C23＝3知，这群氢原子能辐射出三种不同频率的光子，从n＝3向n＝2跃迁的光子频率最小，波长最长，选项A正确；只有从n＝3跃迁到n＝1，以及从n＝2跃迁到n＝1辐射的光子能量大于逸出功，所以能发生光电效应的光子有两种，选项B错误；从n＝3跃迁到n＝1辐射的光子能量最大，发生光电效应时，产生的光电子最大初动能最大，光子能量最大值为13.6 eV－1.51 eV＝12.09 eV，根据光电效应方程得，E km＝hν－W0＝12.09 eV－2.25 eV＝9.84 eV，选项C、D正确．答案：ACD二、非选择题11．如图所示，静止在匀强磁场中的63Li核俘获一个速度为v0＝7.7×104 m/s的中子而发生核反应63Li＋10n→31H＋42He.若已知42He的速度v2＝2.0×104m/s，其方向与反应前中子速度方向相同，求：(1)31H的速度是多大；(2)在图中画出两粒子的运动轨迹并求出轨道半径之比；(3)当粒子42He旋转3周时，粒子31H旋转几圈．解析：(1)中子撞击锂核生成氚核和氦核过程中动量守恒，有分别为中子、氚核、氦核的质量，v1为氚核速度，，方向与v0相反(即与v2氚核、氦核在磁场中做匀速圆周运动的半径之比为r1：rv11：mBq3×0.1×104×1：4×2×104B×2＝：40运动轨迹如图所示．(3)氚核、氦核做圆周运动的周期之比为T1：T m1：2∶2π×4＝：2所以它们旋转周期之比为：n2＝T2：T＝：3当α粒子旋转3周时，氚核旋转2周．答案：(1)1.0×103 m/s (3)2用质子流轰击固态的重水D2时，系统损失的动能如果达到核反应所需要的能量，将发生生成写出质子流轰击固态的重水D2O的核反应方程．E＝1.4 MeV。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
单元评估检测(十一)(第十二章)波粒二象性原子结构原子核(45分钟100分)一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分。
1～6题为单选题,7～10题为多选题)1.下列说法中正确的是( )A.β衰变说明原子核里有电子B.某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后,核内中子数减少4个C.放射性物质的温度升高,其半衰期将缩短D.是核裂变反应方程【解析】选B。
原子核里虽然没有电子,但是核内的中子可以转化成质子和电子,产生的电子从核内发射出来,这就是β衰变,故A错误;某原子核经过一次α衰变,电荷数减小2,质量数减小4,再经过两次β衰变后,质量数不变,电荷数要增加2,所以整个过程,质量数减小4,电荷数不变,所以核内中子数减少4个,故B正确;半衰期的长短是由原子核内部本身的因素决定的,与原子所处的物理、化学状态无关,放射性物质的温度升高,其半衰期将不变,故C错误；是α衰变,故D错误。
2.关于α粒子散射实验的结果,下列说法正确的是( )A.证明了质子的存在B.证明了原子核是由质子和中子组成的C.证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里D.说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动【解析】选C。
α粒子散射实验说明占原子质量绝大部分的带正电的那部分物质集中在很小的空间范围内,故C正确,A、D错误;卢瑟福发现了质子,查德威克发现了中子,故B错误。
3.在光电效应实验中,先后用频率相同但光强不同的两束光照射同一个光电管。
若实验a中的光强大于实验b中的光强,实验所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线分别以a、b表示,则下列图中可能正确的是( )导学号42722654【解析】选A。
光电流恰为零时光电管两端所加的电压为截止电压,对应的光的频率为截止频率,入射光的频率越高,对应的截止电压U截越大,由于入射光的频率没有变,故截止电压相同,即两图线与横轴的交点相同。
由于a的光强大于b的光强,所以a的饱和电流大于b的饱和电流,故A符合要求,故A正确,B、C、D 错误。
4.某激光器能发射波长为λ的激光,发射功率为P,c表示光速,h表示普朗克常量,则激光器每分钟发射的光子数为( )A. B. C. D.【解析】选C。
每个光子的能量E=hν=h,激光器在每分钟内发出的能量W=60P,故激光器每分钟发射的光子数为n===。
5.英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔,发现了α粒子的散射实验。
下列图中,O表示金原子核的位置,则能正确表示该实验中经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹的是图中的( )【解析】选B。
在α粒子的散射现象中粒子所受原子核的作用力是斥力,故斥力指向轨迹的内侧,显然A中下方粒子受力指向轨迹的外侧,故A错误;在α粒子的散射现象中绝大多数的α粒子都照直穿过薄金箔,偏转很小,但有少数α粒子发生角度很大的偏转,个别的α粒子偏转角大于90°,极少数的α粒子偏转角大于150°,甚至个别粒子沿原方向弹回。
原因是在α粒子的散射现象中粒子所受原子核的作用力是斥力,故越靠近原子核的粒子受到的斥力越大,轨迹的偏转角越大,故B正确,C、D错误。
6.(2017·烟台模拟)利用氦3He)和氘进行的聚变反应安全无污染,容易控制。
月球上有大量的氦3,每个航天大国都将获取氦3作为开发月球的重要目标之一。
已知两个氘核聚变生成一个氦3和一个中子的核反应方程是H He n +3.26MeV,若有2g氘全部发生聚变,则释放的能量是(N A为阿伏加德罗常数)( )导学号42722655 A.0.5×3.26MeV B.3.26MeVC.0.5N A×3.26MeVD.N A×3.26MeV【解析】选C。
2g氘共有N A个氘核,每2个氘核反应就放出3.26MeV能量,2g氘全部发生聚变,释放的能量为0.5N A×3.26MeV,所以C项正确。
7.以下关于天然放射现象,叙述正确的是( )A.若使某放射性物质的温度升高,其半衰期将变短B.β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的C.α射线是原子核衰变产生的,它有很强的电离作用D.γ射线是原子核产生的,它是能量很大的光子流【解析】选C、D。
半衰期与元素的物理状态无关,若使某放射性物质的温度升高,半衰期不变,故A错误;β衰变所释放的电子是从原子核内释放出的,故B错误;α射线是原子核衰变产生的,是氦的原子核,它有很强的电离作用,穿透能力很弱,故C正确;γ射线是原子核发生α或β衰变时产生的,它是能量很大的光子流,故D正确。
8.如图所示为一真空光电管的应用电路,其阴极金属材料的极限频率为4.5×1014Hz,则以下判断正确的是导学号42722656( )A.发生光电效应时,电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率B.发生光电效应时,电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度C.用λ=0.5μm的光照射光电管时,电路中有光电流产生D.光照射时间越长,电路中的光电流越大【解析】选B、C。
在光电管中若发生了光电效应,单位时间内发射光电子的数目只与入射光的强度有关,光电流的饱和值只与单位时间内发射光电子的数目有关。
据此可判断A、D错误,B正确;波长λ=0.5μm的光子的频率ν==Hz=6×1014Hz>4.5×1014Hz,可发生光电效应,故选项C正确。
9.(2017·长沙模拟)氦原子被电离出一个核外电子,形成类氢结构的氦离子。
已知基态的氦离子能量为E1=-54.4eV,氦离子的能级示意图如图所示。
在具有下列能量的光子中,能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是( )A.54.4 eVB.51.0 eVC.43.2 eVD.40.8 eV【解析】选A、B、D。
基态的氦离子吸收54.4 eV,能量为0,刚好电离,能发生跃迁,故A正确;基态的氦离子吸收51.0 eV,能量为-54.4 eV+51.0 eV=-3.4 eV,能被吸收发生跃迁,跃迁到n=4的激发态,故B正确;基态的氦离子吸收43.2 eV,能量为-54.4 eV+43.2 eV=-11.2 eV,不能被吸收跃迁,故C错误;基态的氦离子吸收40.8 eV,能量为-54.4 eV+40.8 eV=-13.6 eV,能被吸收跃迁到n=2的激发态,故D正确。
10.如图为氢原子的能级示意图,锌的逸出功是3.34eV,那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是( )导学号42722657A.一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时,能放出3种不同频率的光B.一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时,发出的光照射锌板,锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75 eVC.用能量为10.3 eV的光子照射,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态D.用能量为14.0 eV的光子照射,可使处于基态的氢原子电离【解析】选A、B、D。
一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时,根据可知,能放出3种不同频率的光,故A正确;氢原子从n=3能级向基态跃迁时发出的光子的能量最大为E大=-1.51eV+13.6eV=12.09 eV,因锌的逸出功是3.34eV,锌板表面所发出的光电子的最大初动能为E km=12.09eV-3.34 eV=8.75 eV,故B正确;用能量为10.3 eV的光子照射,小于12.09 eV,不可使处于基态的氢原子跃迁到激发态,要正好等于12.09 eV,才能跃迁,故C错误;由于14.0 eV大于13.6 eV,因此用此光子照射,可使处于基态的氢原子电离,故D正确。
二、计算题(本题共2小题,共40分。
需写出规范的解题步骤)11.(20分)已知氘核质量为2.0136u,中子质量为1.0087u,氦核的质量为3.0150u。
导学号42722658(1)写出两个氘核聚变成氦核的反应方程。
(2)计算上述核反应中释放的核能。
(3)若两氘核以相等的动能E做对心碰撞即可发生上述核反应,且释放的核能(设为ΔΕ)全部转化为机械能,中子的质量设为m。
求:反应中生成的氦核和中子的动能各是多少?(用本小题中的物理符号表示结果)【解析】(1)应用质量数守恒和核电荷数守恒不难写出核反应方程为：(2)由题给条件可求出质量亏损为:Δm=2.0136u×2-(3.0150+1.0087)u=0.0035u所以释放的核能为ΔE=Δmc2=931.5×0.0035MeV=3.26MeV。
(3)由动量守恒及能量守恒定律有:0=3mvα-mv n①2E+ΔE=E kα+E kn②E kα=(3m)③E kn=mv n2④联立①～④式得:E kα=(2E+ΔE),E kn=(2E+ΔE)。
答案:(1H H He n(2)3.26 MeV (3)(2E+ΔE) (2E+ΔE)12.(20分)核电池又叫“放射性同位素电池”,这是利用放射性同位素在衰变过程中连续释放的核能转变为电能制造而成的。
某核电池由放射性同位素Pu制成,已知Pu衰变为铀核(符号U)和α粒子,其半衰期为88年,若该电池在第一个88年内的平均功率为10 W,其发电效率为10%,光速c=3×108m/s,一年约为3.2×107s,不考虑其他衰变。
导学号42722659(1)写出衰变方程。
(2)求该电池在第一个88年内释放的核能和亏损的质量(结果均保留一位有效数字)。
【解析】(1)由质量数守恒与核电荷数守恒可写出核反应方程：He①(2)在第一个88年内Pu释放的能量为:ΔE=②代入数据解得:ΔE=3×1011J由爱因斯坦质能方程得:Δm=③代入数据得:Δm=3×10-6kg答案:(2)3×1011J 3×10-6kg。