河南省安阳市高考物理复习第十九单元波粒二象性原子与原子核真题与模拟单元重组卷新人教版.docx

第十九单元波粒二象性原子与原子核测试时间：90分钟满分：110分第卷(选择题，共48分)一、选择题(本题共12小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，第18小题只有一个选项正确，第912小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)12016衡水中学质检下列说法正确的是()A居里夫妇发现了铀和含铀矿物的天然放射现象B康普顿效应说明光具有粒子性，电子的衍射实验说明粒子具有波动性C爱因斯坦在实验时无意中发现了一个使光的微粒理论得以东山再起的重要现象光电效应D卢瑟福通过阴极射线在电场和磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷答案B解析贝可勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象，居里夫妇发现了钋、镭元素，故A错误；康普顿效应说明光具有粒子性，电子的衍射实验说明粒子具有波动性，故B正确；赫兹在实验时无意中发现了一个使光的微粒理论得以东山再起的重要现象光电效应，故C错误；汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷，故D错误。22017石家庄模拟氢原子跃迁时，由n3的激发态跃迁到基态所释放的光子可以使某金属刚好发生光电效应，则下列说法正确的是()A氢原子由n3的激发态跃迁到基态时，电子的动能减少B氢原子由n3的激发态跃迁到基态时，原子的能量增加C增加由n3的激发态跃迁到基态的氢原子的数量，从该金属表面逸出的光电子的最大初动能不变D氢原子由n2的激发态跃迁到基态所释放的光子照射该金属足够长时间，该金属也会发生光电效应答案C解析氢原子由激发态跃迁到基态时，释放光子，原子的总能量减少，其中电子的电势能减小，电子的动能增加，故A、B错误；增加跃迁氢原子的数量，不能改变释放出的光子的频率，从该金属表面逸出的光电子的最大初动能不变，故C正确；从n2的激发态跃迁到基态的氢原子，其释放的光子的频率较小，不能使该金属发生光电效应，故D错误。32017桂林模拟如图1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UAK的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图2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光电子比乙光的少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答案D解析当光照射到K极时，如果入射光的频率足够大(大于K极金属的极限频率)，就会从K极发出光电子。当反向电压增加到某一值时，电流表A中电流就会变为零，此时meveUc，式中vc表示光电子的最大初速度，e为电子的电荷量，Uc为遏止电压，根据爱因斯坦光电效应方程可知丙光的最大初动能较大，故丙光的频率较大，但丙光照射光电管发出光电子的初动能不一定比甲光照射光电管发出光电子的初动能大，故A错误。对于甲、乙两束频率相同的光来说，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多，故B错误。对甲、丙两束不同频率的光来说，光强相同是单位时间内照射到光电管单位面积上的光子的总能量相等，由于丙光的光子频率较高，每个光子的能量较大，所以单位时间内照射到光电管单位面积上的光子数就较少，所以单位时间内发出的光电子数就较少，故C错误。对于不同金属，若照射光频率不变，根据爱因斯坦光电效应方程EkhW，知Ek与金属的逸出功为线性关系，故D正确。4. 2016河北邯郸模拟子(电荷量为e)与氢原子核(质子)构成的原子称为氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用。如图所示为氢原子的能级示意图。假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n2能级的氢原子，氢原子吸收光子后，发出频率为1、2、3、4、5和6的光，且频率依次增大，则E等于()Ah(31) Bh(56)Ch3 Dh4答案C解析氢原子吸收能量后从n2能级跃迁到较高能级，然后向较低能级跃迁，发出C6种不同光子，解得n4，即氢原子吸收能量后先从n2能级跃迁到n4能级，然后从n4能级向低能级跃迁。辐射光子的频率按从小到大的顺序排列为43、32、42、21、31、41，所以能量E与h3相等，C正确。52017河北定州模拟下列说法中正确的是()A把放射性元素密封于铅盒中，可以减缓放射性元素的衰变B把放射性元素与轻核元素结合成化合物，可以减缓放射性元素的衰变C核力是一种弱相互作用，是短程力，而且每个核子只跟邻近的核子发生核力作用D.HeAlPn是原子核的人工转变反应方程答案D解析放射性元素的半衰期与元素的物理状态和化学状态等都无关，故A、B错误；由核力的特点可知C错误；HeAlPn是居里夫妇发现放射性同位素的原子核人工转变的核反应方程，故D正确。62016怀化模拟随着核物理的发展，人们对原子核有了更进一步的认识，下列说法正确的是()A两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力B铯原子核(Cs)的结合能小于铅原子核(Pb)的结合能C轻核聚变释放能量，但不一定有质量亏损D由爱因斯坦质能方程可知，质量和能量可以相互转化答案B解析当两个质子在同一原子核中时，即相距很近时，核力大于库仑力，相距很远时，核力小于库仑力，故A错误。组成原子核的核子越多，它的结合能越大，故B正确。轻核聚变释放能量，一定有质量亏损，故C错误。爱因斯坦质能方程只是反映了质量与能量之间的关系，质量和能量不可以相互转化，故D错误。72017西安模拟由于放射性元素Np的半衰期很短，所以在自然界中一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现。已知Np经过一系列衰变和衰变后变成Bi，下列选项中正确的是()A.Bi的原子核比Np的原子核少28个中子B.Np经过衰变变成Bi，衰变过程可以同时放出粒子、粒子和粒子C衰变过程中共发生了7次衰变和4次衰变D.Np的半衰期等于任一个Np原子核发生衰变的时间答案C解析Bi的中子数为20983126，Np的中子数为23793144，Bi的原子核比Np的原子核少18个中子，故A错误；Np经过一系列衰变和衰变后变成Bi，可以同时放出粒子和粒子或者粒子和粒子，不能同时放出三种粒子，故B错误；衰变过程中发生衰变的次数为7次，衰变的次数为27(9383)4(次)，故C正确；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核不适用，故D错误。82016北京海淀模拟对下列各原子核变化的方程，表述正确的是()A.HHHen是核聚变反应B.HHHen是衰变C.SeKr2e是核裂变反应D.UnXeSr2n是衰变答案A解析HHHen，属于核聚变反应，故A正确，B错误；SeKr2e是衰变，故C错误；UnXeSr2n是核裂变反应，故D错误。92016武汉调研如图为卢瑟福的粒子散射实验的经典再现，用放射性元素发出的粒子轰击金箔，用显微镜观测在环形荧光屏上所产生的亮点，根据实验现象分析()A在荧光屏上形成的亮点是由粒子在金箔上打出的电子产生的B该实验证明原子几乎全部质量和全部正电荷都集中在一个很小的体积内C在荧光屏上观测到极少数的粒子发生了大角度的偏转D该实验中粒子由于和电子发生碰撞而发生了大角度的偏转答案BC解析在荧光屏上形成的亮点是由粒子穿过金箔后打在荧光屏上产生的，故A错误；根据实验现象，绝大多数粒子仍沿原来的直线运动，说明原子几乎全部质量和全部正电荷都集中在一个很小的体积内，故B正确；粒子散射实验的内容是绝大多数粒子几乎不发生偏转，少数粒子发生了较大角度的偏转，极少数粒子发生了大角度偏转(偏转角度超过90，有的几乎达到180，被反弹回来)，故C正确；该实验中粒子发生大角度偏转的原因是粒子和金箔中的原子核发生了碰撞，故D错误。102017四川五校联考 如图所示为光电管的工作电路图，分别用波长为0、1、2的单色光做实验，已知102。当开关闭合后，用波长为0的单色光照射光电管的阴极K时，电流表有示数。则下列说法正确的是()A光电管阴极材料的逸出功与入射光无关B若用波长为1的单色光进行实验，则电流表的示数一定为零C若仅增大电源的电动势，则电流表的示数一定增大D若仅将电源的正负极对调，则电流表的示数可能为零答案AD解析光电管阴极材料的逸出功只与材料有关，而与入射光的频率、入射光的强度无关，故A正确。用波长为0的光照射阴极K时，电路中有光电流，可知波长为0的光照射阴极K时，发生了光电效应；若用波长为1(10)的光照射阴极K时，虽然入射光的频率变小，但仍可能大于阴极的极限频率，仍可能发生光电效应，因此电流表的示数可能不为零，故B错误。仅增大电路中电源的电动势，光电管两端电压增大，当达到饱和电流后，电流表的示数不再增大，故C错误。将电路中电源的正负极对调，光电子做减速运动，还可能到达阳极，所以还可能有光电流；若电源电动势大于光电管的遏止电压，电子到达不了阳极，则此时电流表的示数为零，故D正确。112017洛阳模拟 如图为氢原子的能级示意图，则下列对氢原子跃迁的理解正确的是()A由高能级向低能级跃迁时辐射出来的光电子一定不能使逸出功为3.34 eV的金属发生光电效应B大量处于n4能级的氢原子向n1能级跃迁时，向外辐射6种不同频率的光子C大量处于n3能级的氢原子向n1能级跃迁时，用发出的光照射逸出功为3.34 eV的金属，从金属表面逸出的光电子的最大初动能为8.75 eVD如果用光子能量为10.3 eV的光照射处于n1能级的氢原子，则该能级的氢原子能够跃迁到较高能级答案BC解析氢原子从高能级向低能级跃迁时放出的光子的能量等于前后两个能级之差，当氢原子从高能级跃迁到基态时放出的光子的能量最小值为3.4 eV(13.6 eV)10.2 eV，大于3.34 eV，所以一定能使逸出功为3.34 eV的金属发生光电效应，故A错误；大量处于n4能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子的种类为C6，故B正确；大量处于n3能级的氢原子向n1能级跃迁时，辐射出的光子能量最大为1.51 eV(13.6 eV)12.09 eV，用此光子照射逸出功为3.34 eV的金属，由爱因斯坦光电效应方程可得该金属的最大初动能为12.09 eV3.34 eV8.75 eV，故C正确；当氢原子由低能级向高能级跃迁时，氢原子吸收的光子能量一定等于两能级之间的能量差，而由氢原子的能级图可知任何两能级间的能量差都不等于10.3 eV，因此不能使n1能级的氢原子跃迁到较高的能级，故D错误。122016常州检测现有两动能均为E00.35 MeV的 H在一条直线上相向运动，两个H发生对撞后能发生核反应，得到 He和新粒子，且在核反应过程中释放的能量完全转化为 He和新粒子的动能。已知 H的质量为2.0141 u，He的质量为3.0160 u，新粒子的质量为1.0087 u，核反应时质量亏损1 u释放的核能约为931 MeV(如果涉及计算，结果保留整数)。则下列说法正确的是()A核反应方程为HHHeHB核反应前后满足能量守恒定律C新粒子的动能约为3 MeVD.He的动能约为4 MeV答案BC解析由核反应过程中的质量数和电荷数守恒可知HHHen，则新粒子为中子n，故A错误；核反应过程中质量亏损，释放能量，亏损的质量对应的能量释放出来，仍然满足能量守恒定律，故B正确；由题意可知E(2.0141 u23.0160 u1.0087 u)931 MeV/u3.3 MeV，根据核反应中系统的能量守恒有EkHeEkn2E0E，根据核反应中系统的动量守恒有pHepn0，由Ek，可知，解得EkHe1 MeV，Ekn(2E0E)3 MeV，故C正确、D错误。第卷(非选择题，共62分)二、填空题(本题共2小题，共12分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答)13. 2016武昌调研(6分)一光电管的阴极用极限波长为0的材料制成，将它连接在如图所示的电路中，当用波长为的光照射阴极K(E1，所以这个核反应放出能量，放出的能量为EEE1139.4 MeV(2分)172016沈阳质检(14分)已知氢原子处于基态时，原子的能量E113.6 eV，电子轨道半径r10.531010 m；氢原子处于n2能级时，原子的能量E23.4 eV，此时电子轨道半径r24r1，元电荷e1.61019 C，静电力常量k9.0109 Nm2C2。(1)氢原子处于基态时，电子的动能是多少？原子系统的电势能是多少？(2)氢原子处于n2能级时，电子的动能是多少？原子系统的电势能又是多少？(3)你能否根据计算结果猜想处于n能级的氢原子系统的电势能表达式？解(1)氢原子处于基态时，原子核对电子的库仑力提供电子绕核运动的向心力m(2分)因此电子的动能Ek1mv21.71019 J13.6 eV(2分)氢原子的能量E是电子沿轨道运动的动能Ek与电子跟原子核系统的电势能Ep之和，即E1Ek1Ep1。故Ep1E1Ek113.6 eV13.6 eV27.2 eV(2分)(2)同理，氢原子处于n2能级时，电子动能Ek2mvEk13.40 eV(2分)此时，原子系统的电势能Ep2E2Ek23.4 eV3.4 eV6.8 eV(2分)(3)由以上计算可以看出Ep12Ek1，Ep22Ek2，可以猜想Epn2Ekn(2分)即处于n能级的氢原子系统电势能的表达式可能为Epn(2分)182017唐山模拟(16分) 如图所示，在某一足够大的真空室中，虚线PH的右侧是一磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，左侧是一电场强度为E、方向水平向左的匀强电场。在虚线PH上的点O处有一质量为M、电荷量为Q的镭核(Ra)。某时刻原来静止的镭核