（课标版）2020高考物理二轮复习 专题五 原子物理与物理学史 第16讲 选择题对“原子物理学”的考查限时练（含解析）

选择题对“原子物理学”的考查a组基础题练熟练快1(2019甘肃张掖三诊)下列说法正确的是()a光电效应和康普顿效应揭示了光具有波粒二象性b牛顿第一定律是利用逻辑推理对实验事实进行分析的产物，能够用实验直接验证c英国物理学家汤姆孙发现了电子，否定了“原子不可再分”的观点d爱因斯坦首先把能量子的概念引入物理学，否定了“能量连续变化”的观点解析：光电效应和康普顿效应揭示了光具有粒子性，a错误；牛顿第一定律是利用逻辑推理对实验事实进行分析的产物，不能够用实验直接验证，b错误；英国物理学家汤姆孙发现了电子，否定了“原子不可再分”的观点，c正确；普朗克在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，d错误答案：c2(2019宜宾二诊)我国科学家潘建伟院士预言十年左右量子通信将“飞”入千家万户在通往量子论的道路上，一大批物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法正确的是()a爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象b德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念c玻尔在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念d普朗克把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性解析：爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象，选项a正确；玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，选项b错误；普朗克在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，故c错误；德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性，选项d错误答案：a32018年中国散裂中子源(csns)将迎来验收，目前已建设的3台谱仪也将启动首批实验有关中子的研究，下列说法正确的是()ath核发生一次衰变，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4b一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是裂变反应c卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子d中子和其他微观粒子，都具有波粒二象性解析：衰变的本质是发生衰变的核中减少2个质子和2个中子形成氦核，所以一次衰变，新核与原来的核相比，中子数减少了2，选项a错误；裂变是较重的原子核分裂成较轻的原子核的反应，而该反应是较轻的原子核的聚变反应，选项b错误；卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，查德威克通过粒子轰击铍核(be)获得碳核(c)的实验发现了中子，选项c错误；所有粒子都具有波粒二象性，选项d正确答案：d4(2019湖南师大附中模拟)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和某种射线的径迹下列说法不正确的是()a图甲利用能够产生光电效应的两种(或多种)频率已知的光进行实验可测出普朗克常量b图甲电源的正负极对调，在光照条件不变的情况下，可研究得出光电流存在饱和值c图乙对应的衰变方程为xheyd图乙对应的衰变方程为 xey解析：根据光电效应方程得eu遏hw0，其中w0为金属的逸出功，所以h，图甲利用能够产生光电效应的两种(或多种)频率已知的光进行实验可测出普朗克常量，故a正确；对于一定的光照条件，产生的光电子数目相等，将电源的正负极对调，调节电压，最多能使所有光电子达到另一极板，此时即可研究得出光电流饱和值，故b正确；由图乙可看出，原子核衰变后放出的粒子与新核所受的洛伦兹力方向相同，而两者速度方向相反，则知两者的电性相反，新核带正电，则放出的必定是粒子(电子)，发生了衰变，故c错误，d正确答案：c5(2019辽宁大连联考)下列说法正确的是()a频率越低的光，粒子性越显著b无论光强多强，只要入射光的频率小于金属的截止频率，就不能发生光电效应c氢原子吸收光子后，电子运动的轨道半径变大，动能也变大d发生衰变时，新核的核电荷数不变解析：频率越低的光，光子的能量值越小，其动量越小，粒子性越不显著，故a错误光电效应实验中，无论入射光多强，只要入射光的频率低于金属的截止频率，就不可能发生光电效应，故b正确；氢原子吸收光子后，电子运动的轨道半径变大，根据k，可知电子的动能减小，故c错误；发生衰变时，原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，新核的质量数不变，核电荷数增加一个，故d错误答案：b6(多选)(2019全国大联考)关于近代物理，下列说法正确的是()a放射性元素的半衰期与压强有关，压强越高，半衰期越大b光电效应中，光电子的最大初动能与照射光光子能量成正比c比结合能是结合能与核子数之比，比结合能越大，原子核越稳定d一个处于n6的激发态的氢原子向低能级跃迁时最多能辐射出5种不同频率的光解析：放射性元素的半衰期与外部的物理条件以及所处的化学状态均无关，选项a错误；根据爱因斯坦光电效应方程ekmhw0，光电效应中，光电子的最大初动能ekm随照射光光子能量h的增大而增大，但不是成正比关系，选项b错误；比结合能是结合能与核子数之比，比结合能越大，原子核分解成核子需要的能量越大，原子核越稳定，选项c正确；一个处于n6的激发态的氢原子向低能级跃迁时最多能辐射出(61)即5种不同频率的光，选项d正确答案：cd7(多选)(2019安徽宣城二次调研)下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是()a图甲：卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子b图乙：用中子轰击铀核使其发生裂变，链式反应会释放出巨大的核能c图丙：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也是不连续的d图丁：汤姆孙通过电子的发现揭示了原子核内还有复杂结构解析：卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，得出原子的核式结构模型，故a错误；用中子轰击铀核使其发生裂变，裂变反应会释放出巨大的核能，故b正确；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也是不连续的，故c正确；汤姆孙通过电子的发现揭示了原子有一定结构，天然放射现象的发现揭示了原子核内还有复杂结构，故d错误答案：bc8(多选)(2019哈尔滨六中二模)某半导体激光器发射波长为1.5106 m，功率为5.0103 w的连续激光已知可见光波长的数量级为107 m，普朗克常量h6.631034 js，该激光器发出的()a是紫外线b是红外线c光子能量约为1.31013 jd光子数约为每秒3.81016个解析：波长的大小大于可见光的波长，属于红外线，故a错误，b正确光子能量h6.631034 j1.3261019 j，故c错误每秒钟发出的光子数n3.81016，故d正确答案：bd9(多选)(2019广东珠海联考)下列说法正确的是()a粒子散射实验说明原子内部具有核式结构b在hhhex中，x表示质子c重核的裂变和轻核的聚变都是质量亏损的放出核能过程d一个氢原子从n1能级跃迁到n2能级，必需吸收光子解析：卢瑟福的粒子散射实验说明原子的核式结构模型，故a正确根据质量数与质子数守恒，可知，x的质量数是1，电荷数是0，表示中子，故b错误重核的裂变和轻核的聚变都存在质量亏损，从而放出核能，故c正确根据跃迁公式，可知，一个氢原子从n1能级跃迁到n2能级，必须吸收能量，可能是吸收光子，也可能是电子与其他的电子发生碰撞而吸收能量，故d错误故选a、c.答案：acb组中难题目练通抓牢10.(2019天一大联考)如图所示为光电管的示意图，光照时两极间可产生的最大电压为0.5 v若光的波长约为6107 m，普朗克常量为h，光在真空中的传播速度为c，取hc21025 jm，电子的电荷量为1.61019 c，则下列判断正确的是()a该光电管k极的逸出功大约为2.531019 jb当光照强度增大时，极板间的电压会增大c当光照强度增大时，光电管的逸出功会减小d若改用频率更大、强度很弱的光照射时，两极板间的最大电压可能会减小解析：该光电管k极的逸出功大约为w0ue j0.51.61019 j2.531019 j，选项a正确；当光照强度增大时，极板间的电压不变，选项b错误；光电管的逸出功由材料本身决定，与光照强度无关，选项c错误；在光电效应中，根据光电效应方程知，ekmhw0eu，改用频率更大的光照射，光电子的最大初动能变大，两极板间的最大电压变大，故d错误；故选a.答案：a11(2019全国大联考)中国科学家吴宜灿获得2018年欧洲聚变核能创新奖，获奖理由：开发了一种新的基于cad的粒子传输软件，用于核设计和辐射安全计算下列关于聚变的说法中，正确的是()a同样质量的物质裂变时释放的能量比同样质量的物质聚变时释放的能量大很多b裂变过程有质量亏损，聚变过程质量有所增加c核反应堆产生的能量来自轻核聚变d聚变反应比裂变反应每个核子释放的平均能量一定大解析：同样质量的物质聚变时释放的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大很多，故a错误；重核的裂变和轻核的聚变都会放出核能，根据爱因斯坦的质能方程emc2，一定有质量亏损，故b错误；核反应堆产生的能量来自重核裂变，故c错误；在一次聚变反应中释放的能量不一定比裂变反应多，但平均每个核子释放的能量一定大，故d正确答案：d12(2019福建福州质检)研究光电效应现象的实验装置如图(a)所示，用光强相同的黄光和蓝光照射光电管阴极k时，测得相应的遏止电压分别为u1和u2，产生的光电流i随光电管两端电压u的变化规律如图(b)所示已知电子的质量为m，电荷量为e，黄光和蓝光的频率分别为1和2，且1u2b图(b)中的乙线是对应黄光照射c根据题述条件无法算出阴极k金属的极限频率d用蓝光照射时，光电子的最大初动能为eu2解析：根据光电效应方程则有：ekm1h1w0eu1，ekm2h2w0eu2，由于蓝光的频率2大于黄光的频率1，则有u1u2，所以图(b)中的乙线是对应蓝光照射；用蓝光照射时，光电子的最大初动能为eu2，阴极k金属的极限频率02，故d正确，a、b、c错误答案：dc组探究创新从容应对13.(2019湖南衡阳联考)在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，结果得到一张两个相切圆1和2的径迹照片如图所示，已知两个相切圆半径分别为r1、r2，则下列说法正确的是()a原子核可能发生衰变，也可能发生衰变b径迹2可能是衰变后新核的径迹c若衰变方程是uthhe，则衰变后新核和射出的粒子的动能之比为1172d若衰变方程是uthhe，则r1r2145解析：原子核衰变过程系统动量守恒，由动量守恒定律可知，衰变生成的新核与粒子的动量方向相反，粒子速度方向相反，由左手定则可知，若生成的新核与粒子电性相反则在磁场中的轨迹为内切圆，若电性相同则在磁场中的轨迹为外切圆，故a错误；核反应过程系统动量守恒，原子核原来静止，初动量为零，由动量守恒定律可知，原子核衰变生成的新核与粒子动量p大小相等，方向相反，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvbm，解得：r，由于p、b相同，则电荷量q越大，轨道半径越小，由于新核的电荷量大，所以新核的半径小于粒子的轨道半径，所以r2为粒子的运动轨迹，故b错误；核反应过程系统动量守恒，原子核原来静止，初动量为零，由动量守恒定律可知，原子核衰变生成的新核与粒子动量p大小相等，方向相反，由动能与动量的关系ek，所以动能之比等于质量的反比，即为2117，故c错误；由b项分析知，r1r2290145，故d正确答案：d14(多选)(2019西南名校联盟联考)如图为英国物理学家查德威克发现中子的实验示意图，利用钋(po)衰变放出的粒子轰击铍(be)时产生了未知射线查德威克曾用这种射线分别轰击氢原子(h)和氮原子(n)，结果打出了一些氢核和氮核他测量了被打出的氢核和氮核的速度，并认为速度最大的氢核和氮核是由未知射线中的粒子分别与它们发生弹性正碰的结果，设氢核的最大速度为vh，氮核的最大速度为vn，氢核和氮核在未被打出前可认为是静止的查德威克运用能量和动量的知识推算了这种未知粒子的质量设氢原子的质