2017届高三物理第08期好题速递分项解析汇编专题17原子结构原子核和波粒二象性.docx

专题17 原子结构、原子核和波粒二象性一、选择题1.【西安市长安区第一中学大学区2017届高三第三次联考】如图所示，当一束一定强度某一频率的黄光照射到光电管阴极K上时，此时滑片P处于A、B中点，电流表中有电流通过，则（）A. 若将滑动触头P向B端移动时，电流表读数有可能不变B. 若将滑动触头P向A端移动时，电流表读数一定增大C. 若用红外线照射阴极K时，电流表中一定没有电流通过D. 若用一束强度相同的紫外线照射阴极K时，电流表读数不变【答案】A点睛：解决本题的关键知道光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，知道影响光电流的因素是当单位时间内通过的电子数多，则光电流大，同时掌握相同能量的频率越高的，光子数目越少。2.【哈尔滨市第六中学2017届高三下学期第二次模拟考试】静止在匀强电场中的碳14原子核，某时刻放射的某种粒子与反冲核的初速度方向均与电场方向垂直，且经过相等的时间后形成的轨迹如图所示（a、b表示长度）。那么碳14的核反应方程可能是A. B. C. D. 【答案】A【解析】由轨迹弯曲方向可以看出，反冲核与放出的射线的受力方向均与电场强度方向相同，均带正电，所以放出的粒子为粒子，即发生衰变，则核反应方程是，故A正确故选A点睛：原子核的衰变过程类比于爆炸过程，满足动量守恒，粒子在电场中只电场力，根据轨迹弯曲方向判断受力方向即可解答.3.【山东省泰安市2017届高三第二轮复习质量检测】在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了巨大的贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是A. 伽利略利用行星运行的规律，并通过月地检验，得出了万有引力定律B. 贝克勒尔发现了天然放射性，开始了原子核结构的研究C. 汤姆孙发现了电子并提出了原子的核式结构D. 牛顿通过斜面实验结合逻辑推理的方法对“自由落体运动”进行了系统的研究【答案】B4. 【山东省泰安市2017届高三第二轮复习质量检测】根据氢原子的能级图，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. 12.75eV B. 13.06eV C. 13.6eV D. 0.85eV【答案】A【解析】受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光，知跃迁到第4能级，则吸收的光子能量为A正确， B、C、D错误故选A。5.【西安市长安区第一中学2017届高三4月模拟】2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德博伊尔和乔治史密斯主要成就是发明了电荷耦合器件(CCD)图象传感器他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理如图所示电路可研究光电效应规律图中标有A和K的为光电管，其中A为阴极，K为阳极理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压现接通电源，用光子能量为10.5 eV的光照射阴极A，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0 V；现保持滑片P位置不变，以下判断正确的是()A. 光电管阴极材料的逸出功为4.5 eVB. 若增大入射光的强度，电流计的读数不为零C. 若用光子能量为12 eV的光照射阴极A，光电子的最大初动能一定变大D. 若用光子能量为9.5 eV的光照射阴极A，同时把滑片P向左移动少许，电流计的读数一定不为零【答案】AC6.【成都外国语学校2017届高三4月月考】关于近代物理学，下列说法正确的是( )A. 如果用紫光照射某种金属发生光电效应，改用绿光照射该金属一定发生光电效应B. 一群处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时能辐射出9种不同频率的光C. 重核裂变过程生成中等质量的核，反应前后质量数守恒，但质量一定减少D. X射线经物质散射后波长变短的现象称为康普顿效应【答案】C【解析】如果用紫光照射某种金属发生光电效应，改用绿光照射该金属，因绿光的频率小于紫光，则不一定发生光电效应，选项A错误；一群处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时能辐射出C52=10 种不同频率的光，选项B错误； 重核裂变过程生成中等质量的核，反应前后质量数守恒，但由于放出能量，根据质能方程可知，生成物的质量一定减少，选项C正确；石墨对X射线散射时，部分X射线的散射光波长会变大，这个现象称为康普顿效应选项D错误；故选C.7.【四川省遂宁市2017届高三三诊】不同色光的光子能量如下表所示；氢原子部分能级的示意图如图所示。大量处于n=4能级的氢原子，发射出的光的谱线在可见光范围内，其颜色分别为A. 红、蓝靛 B. 红、紫 C. 橙、绿 D. 蓝靛、紫【答案】A8.【云南省楚雄市2017届高三下学期统测】物理学的发展极大的丰富了人类对世界的认识，推动了科学技术的创新与革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步。下列说法正确的是A. 相对论的创立表明经典力学已不再适用B. 光电效应证实了光的波动性C. 重核裂变过程生成中等质量的核，反应前后质量数守恒，但质量一定减少D. 在光电效应实验中，用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子的最大初动能Ek越大，则这种金属的逸出功W0越小【答案】CD【解析】经典力学适用于宏观物体和低速运动物体，对于微观世界和高速运动不再适用相对论并没有否定经典力学，而是在其基础上发展起来的，有各自成立范围，故A错误；光电效应证实了光的粒子性，故B错误；重核裂变过程生成中等质量的核，反应前后质量数守恒，过程伴随着释放能量，质量一定减少，C正确；据光电效应方程hv=W0-Ekm可知，用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，则这种金属的逸出功越小，D正确。9.【南昌市十所省重点中学命制2017届高三第二次模拟】下列说法正确的是（ ）A. 光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量B. 比结合能越大，原子核越不稳定C. 将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期D. 原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损【答案】A10.【南昌市十所省重点中学命制2017届高三第二次模拟】根据玻尔理论，氢原子的能级公式为（n为能级，A为基态能量），一个氢原子中的电子从n= 4的能级直接跃迁到基态，在此过程中A. 氢原子辐射一个能量为的光子B. 氢原子辐射一个能量为-15A16的光子C. 氢原子辐射一系列频率的光子，其中频率最大的光子能量为D. 氢原子辐射一系列频率的光子，其中频率最大的光子能量为【答案】B【解析】试题分析：根据玻尔理论，一个氢原子中的电子从n= 4的能级直接跃迁到基态，辐射一个光子的能量为，选项B正确，ACD错误；故选B考点：玻尔理论【名师点睛】此题是对玻尔理论的考查；注意原子从高能态向低能态跃迁时，向外辐射光子的能量等于两个能级的能级差；注意搞清楚是“一个”还是“一群”氢原子。11.【河南省天一大联考2017届高三阶段性测试（五）】1905年，爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广，成功地解释了光电效应现象，提出了光子说。在给出与光电效应有关的四个图像中，下列说法正确的是（ ）A. 图1中，当紫外线照射锌板时，发现验电器指针发生了偏转，说法锌板带正电，验电器带负电B. 图2中，从光电流与电压的关系图像中可以看出，电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关C. 图3中，若电子电量用e表示，、U1已知，由图像可求得普朗克常量的表达式为D. 图4中，由光电子最大初动能Ek与入射光频率的关系图像可知该金属的逸出功为E或【答案】CD点睛：用弧光灯照射锌板，发生光电效应，锌板失去电子，从而可以得出锌板和指针的电性，注意光照越强，光电流越大，但遏止电压与光的强度无关。12.【四川省宜宾市2017届高三二诊】有关原子结构和原子核的认识，下列说法正确的是A. 居里夫人最先发现天然放射现象B. 伦琴射线的发现揭示了原子具有核式结构C. 在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关D. 在衰变方程PuXHe中，X原子核的质量数是234【答案】C【解析】贝克勒尔首先发现了天然放射性现象，证明原子核有复杂的结构；故AB错误；在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，选项C正确；在衰变方程 中，X原子核的质量数是235，电荷数为92，选项D错误；故选C.13.【湖南省怀化市2017届高三第二次模拟考试】下列说法中错误的是A. 光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性B. 光电效应中光电子的最大动能与入射光频率有关，与入射光强度无关C. 通过粒子散射实验卢瑟福提出了原子核式结构模型D. 太阳辐射能量主要来自于太阳内部的裂变反应【答案】D14.【湖南省常德市2017届高三模拟考试】在物理学的发展过程中,科学家们创造出了许多物理学研究方法,以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是A. 电流I=UR，采用了比值定义法B. 合力、分力等概念的建立体现了等效替代的思想C. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，将物体抽象为一个有质量的点，这样的方法叫理想模型法D. 根据功率的定义式p=Wt，当时间间隔非常小时，就可以表示瞬时功率，这里运用了极限思想方法【答案】A【解析】电流的定义：I=UR中电流由电压决定，不是比值定义法，故A说法错误；合力、分力等概念的建立体现了等效替代的思想，故B说法正确；突出主要因素，忽略次要因素，将实际问题简化为物理模型，是研究物理学问题的基本思维方法之一，这种思维方法叫理想化方法质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型所以C说法正确；根据功率的定义式：P=Wt，当时间间隔t非常小时， 就可以表示瞬时功率，这里运用了极限思想方法，故D说法正确。所以选A。15.【湖南省常德市2017届高三模拟考试】某一放射性物质发生衰变时放出、三种射线，让这三种射线进入磁场，运动情况如图所示，下列说法正确的是 A. 该放射性物质的半衰期随温度的升高会增大B. C粒子是原子核的重要组成部分C. A粒子一定带正电D. B粒子的穿透性最弱【答案】C【解析】半衰期由原子核本身决定，与外界因素无关，故A错误；由图可知C粒子为电子，而原子核带正电，故B错误；由安培左手定则可知，A粒子一定带正电，故C正确；B粒子为射线穿透性最强，故D错误。所以C正确，ABD错误。16.【河南省商丘市2017届高三第二次模拟考试】下列说法正确的是A. 在三种射线中，射线的电离能力最强B. 将放射性元素掺杂到其他稳定元素中，其半衰期减小C. 原子核反应过程中的质量亏损现象违背了能量守恒定律D. 氢原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时，氢原子的总能量增加【答案】A17.【肇庆市中小学教学质量评估2017届高中毕业班第三次统一检测】下列有关四幅图的说法中，正确的是A. 粒子散射实验证实了汤姆逊原子枣糕模型的正确性B. 在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大C. 放射线甲由 粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷D. 该链式反应属于原子核的聚变反应【答案】B【解析】粒子散射实验否定了汤姆逊原子枣糕模型的正确性，得出了原子的核式结构理论，选项A错误；在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大，选项B正确；C图中由左手定则可知， 放射线甲带负电，是由粒子组成，每个粒子带一个单位负电荷，选项C错误；D图中 该链式反应属于原子核的裂变反应，选项D错误；故选B.18.【广东省茂名市2017届高三第一次质量监测】下列说法正确的是A. 当氢原子从n=2的能级跃迁到n=6的能级时，发射出光子B. 放射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核中有半数发生衰变需要的时间C. 同一元素的两种同位素具有相同的质子数D. 中子与质子结合成氘核时吸收能量 【答案】BC考点：考查跃迁和原子核点评：明确只有从高能级跃迁到低能级时原子要向外释放能量，理解半衰期的概念、同位素的定义，两个质量较轻的核聚变为中等质量的核的时候要向外释放核能19.【广东省广州市2017届高三4月综合测试】有一钚的同位素94239Pu核静止在匀强磁场中，该核沿与磁场垂直的方向放出x粒子后，变成铀（U）的一个同位素原子核。铀核与x粒子在该磁场中的旋转半径之比为146，则A. 放出的x粒子是24HeB. 放出的x粒子是-10eC. 该核反应是核裂变反应D. x粒子与铀核在磁场中的旋转周期相等【答案】A【解析】钚核沿与磁场垂直的方向放出x粒子后，动量守恒，根据动量守恒定律可知，生成的铀核和x粒子的动量大小相等，铀核的质子数为92，根据R=mvqB ，则可知x粒子质子数为2,故为粒子，24He ，选项A正确，B错误；该反应为衰变反应，选项C错误；根据 由于铀核和粒子的荷质比不等，故周期不等，选项D错误；故选A.20.【福建省龙岩市2017年高中毕业班教学质量检查】氢原子的能级图如图所示，可见光的光子能量范围约为1.62eV3.11eV，金属钠的逸出功为2.29eV，下列说法中正确的是A. 大量处于n3能级的氢原子向低能级跃迁时，可发出1种频率的可见光B. 大量处于n3能级的氢原子向低能级跃迁时，可发出2种频率的可见光C. 大量处于n3能级的氢原子向低能级跃迁时发出的光当中有1种频率的光能使钠产生光电效应D. 大量处于n3能级的氢原子向低能级跃迁时发出的光当中有2种频率的光能使钠产生光电效应【答案】AD21.【甘肃省2017届高三第二次诊断考试】 如图为氢原子的能级示意图，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当原子向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。关于这些光下列说法正确的是 A. 最容易发生衍射现象的光是由n=4能级跃迁到n=1能级产生的B. 频率最小的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生的C. 这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D. 用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光去照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应【答案】D【解析】由n=4能级跃迁到n=3能级产生的光，能量最小，波长最长，因此最容易表现出衍射现象，故A错误；由能级差可知能量最小的光频率最小，是由n=4能级跃迁到n=3能级产生的，故B错误；处于n=4能级的氢原子能发射种频率的光，故C错误；由n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光的能量为E=-3.4-（-13.6）=10.2eV，大于6.34eV，能使该金属发生光电效应，故D正确故选D.22.【东北三省四市2017届高三高考第二次模拟考试】下列说法正确的是A. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应B. 黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释C. 一束光照到某金属上，不能发生光电效应，是因为该束光的频率低于极限频率D. 氢原子从较低能级跃迁到较高能级时，棱外电子的动能增大，势能减小【答案】C23.【上海市静安区2017届高三第二学期高中教学质量检测】一个 614C 核经一次 b 衰变后，生成新原子核的质子数和中子数分别是A. 6和8 B. 5和9C. 8和6 D. 7和7【答案】D【解析】一个 614C 核经一次 b 衰变后，生成新原子核，质量数不变，电荷数增加1，故质量数为14，电荷数为7，即新核的质子数为7，中子数也为7，故选D.24.【四川省资阳市2017届高三4月高考模拟】 以下说法正确的是A. 一束光照射到某种金属上不能产生光电效应，可能是因为这束光的强度太小B. 为衰变方程C. 按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较大的轨道跃迁到半径较小的轨道时电子动能增大，原子的能量增加D. 只有光才具有波粒二象性【答案】B【解析】A、一束光照射到某种金属上不能产生光电效应，是因为这束光的频率低于这种金属的极限频率，A错误；B、天然放射现象中放出粒子的为衰变，B正确；C、按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较大的轨道跃迁到半径较小的轨道时要释放能量，原子的能量减小，C错误；D、所有物体都具有波粒二象性，D错误。25.【四川省绵阳南山中学2017届高三下学期3月月考】以下说法正确的是A. 放射性元素的半衰期跟原子所处的化学状态无关，但与外部条件有关B. 某种频率的紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，若增大该种紫外线照射的强度，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能并不改变C. 根据玻尔的原子理论，氢原子的核外电子由能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会辐射一定频率的光子，同时核外电子的动能变小D. 用一光电管进行光电效应实验时，当用某一频率的光入射，有光电流产生，若保持入射光的总能量不变而不断减小入射光的频率，则始终有光电流产生【答案】B【点睛】光电效应中最大初动能与入射频率有关，掌握氢原子跃迁能量是不连续的，轨道是不连续的，辐射光子后，动能增大，电势能减小，相反吸收光子后，动能减小，电势能增加，知道半衰期由原子核自身性质决定26.【江西师范大学附属中学2017届高三3月月考】匀强电场中有一个原来静止的碳14原子核，它放射出的粒子与反冲核的径迹是两个内切的圆，两圆的直径之比为7：1，如图所示，那么碳14的衰变方程为（ ）A. B. C. D. 【答案】D27.【衡阳八中2017届高三年级第三次质检】在下列叙述中，正确的是( ) A. 光电效应现象说明光具有粒子性B. 重核裂变和轻核聚变都会产生质量亏损C. 玛丽居里最早发现了天然放射现象D. 若黄光照射某金属能发生光电效应，用紫光照射该金属一定能发生光电效应E. 根据波尔理论，氢原子从高能态跃迁到低能态时，原子向外释放光子，原子电势能和核外电子的动能均减小【答案】ABD【解析】光电效应现象说明光具有粒子性，选项A正确；重核裂变和轻核聚变质量都要发生亏损，都要放出能量，故B正确；贝可勒尔发现天然放射现象中，原子核发生衰变，生成新核，同时有中子产生，因此说明了原子核可以再分；故C错误；因紫光的频率高于黄光的频率；故若黄光照射某金属能发生光电效应，用紫光照射该金属一定能发生光电效应，选项D正确； 氢原子辐射出一个光子后，原子能量减小，轨道半径减小，根据ke2r2=mv2r 知，核外电子的动能增大，原子能量等于动能和电势能之和，则电势能减小故E错误；故选ABD 28.【衡阳市2017届高三第二次联考】以下有关近代物理内容的若干叙述正确的是A. 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B. 光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子既具有能量，也具有动量C. 某原子核经过一次衰变和两次衰变后，核内中子数减少6个D. 83210Bi的半衰期是5天，12 83210Bi经过15天后衰变了1.5g83210Bi【答案】B【解析】比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项A错误；光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子既具有能量，也具有动量，选项B正确；某原子核经过一次衰变核内中子数减小2；再进过两次衰变后，核内中子数再减小2，故共减少4个中子，选项C错误； 83210Bi的半衰期是5天，12 83210Bi经过15天后还剩下1.5g83210Bi，选项D错误；故选B.29.【湖北省六校联合体2017届高三4月联考理科综合】下列说法中错误的是( )A. 光电效应和康普顿效应都揭示了光的粒子性B. 物质波的波长与其动量成反比C. 研究原子核的结构是从粒子的散射实验开始的D. 组成原子核的核子数目越多，其结合能就越大【答案】C30.【贵州省黔东南州2017届高三下学期高考模拟考试】氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n=4的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n=3的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光b，则（ ）A. 在水中传播时，a光较b光的速度小B. 氢原子从n=4的能级向n=3的能级跃迁时辐射出的光子的能量可能小于0.66eVC. 一群处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D. 若a光照射某种金属能发生光电效应，则b光照射这种金属也一定能发生光电效应【答案】A31.【哈尔滨市第九中学2017届高三二模】下列说法中正确的是（）A. 原子核结合能越大，原子核越稳定B. 对黑体辐射的研究表明：随着温度的升高，辐射强度的最大值向波长较短的方向移动C. 核泄漏事故污染物Cs137能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为，可以判断x为正电子D. 一个氢原子处在n=4的能级，当它跃迁到较低能级时，最多可发出6种频率的光子【答案】B【解析】原子核比结合能越大，原子核越稳定,选项A正确；对黑体辐射的研究表明：随着温度的升高，辐射强度的最大值向波长较短的方向移动，选项B正确