2021高考物理一轮复习波粒二象性原子物理检测题含解析新人教版

1、波粒二象性 原子物理检测题(本试卷满分100分)一、单项选择题(本题包括8小题，每小题3分，共24分)1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衰变的实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子c结合能越大，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与原子所处的化学状态和外部条件有关22019年4月23日，人民海军成立70周年阅兵式上，中国海军多款核潜艇公开亮相核潜艇是以核反应堆为动力源关于核反应，下列说法正确的是()a在核反应中，质量守恒、电荷数守恒b核反应方程uthhe属于衰变c核反应方程nheoh属于核聚变，是核潜艇的动力原理d核反应方程cn01e

2、属于衰变，而射线来自原子外层的电子3影片流浪地球中提到太阳大约在五十亿年后，会逐渐进入红巨星时期，核心温度逐渐升高，当升至某一温度时，太阳内部的氦元素开始聚变成碳，即氦闪氦闪的核反应方程为3hec，已知c和he的质量分别为mc12.000 0 u和mhe4.002 6 u,1 u相当于931 mev.则3个he发生氦闪时释放的能量约为()a5 mev b7 mevc10 mev d14 mev4我国科学家潘建伟院士预言再过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玻尔在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的

3、传统观念b爱因斯坦最早认识到了能量子的意义，提出光子说，并成功地解释了光电效应现象c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d普朗克大胆地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5.2018年7月10日，我国成功发射了第三十二颗北斗导航卫星，该卫星采用的星载氢原子钟是利用氢原子能级跃迁时辐射出来的光子(电磁波)去控制石英钟的如图为氢原子的能级图，以下说法正确的是()a一群处于n4能级的氢原子向低能级跃迁，辐射的光子最多有12种b处于较低能级的氢原子可以吸收能量为13 ev的光子发生跃迁c氢原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是吸收光子的过程d要

4、使处于基态的氢原子跃迁，可用能量为10.2 ev的光子照射6用相同频率的光照射两块不同材质的金属板m、n，金属板m能发生光电效应，金属板n不能发生光电效应则()a金属板m的逸出功大于金属板n的逸出功b若增加光的照射强度，则金属板n有可能发生光电效应c若增加光的照射强度，则从金属板m中逸出的光电子的最大初动能会增大d若增加光的照射强度，则单位时间内从金属板m中逸出的光电子数会增加7.2020广西桂林、百色、崇左模拟某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压uc与入射光频率的关系图象如图所示则由图象可知()a入射光的频率越大，该金属的逸出功越大b入射光的频率越大，则遏止电压越大c由图可求出普朗克常

5、量hd光电子的最大初动能与入射光的频率成正比82020北京西城区模拟被誉为“中国天眼”的世界最大单口径射电望远镜(简称fast)坐落在贵州省平塘县，用来接收来自宇宙深处的电磁波“中国天眼”的存在，使得深空通讯能力延伸至太阳系外缘行星，对探索宇宙的起源和地外文明具有重要意义如果为天眼配备一部发射功率为百万瓦级(106 w)的发射机，其发射的无线电波波长为126厘米，那么该发射机每秒钟发射的光子数量的数量级约为(取真空光速c3108 m/s，普朗克常量h6.61034 js)()a1023 b1027c1031 d1035二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分)92020辽宁五校联考氦

6、原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子，其能级示意图如图所示，当分别用能量均为48.4 ev的电子和光子作用于处在基态的氦离子时()a氦离子可能辐射能量为40.8 ev的光子b氦离子可能从基态跃迁到n3的能级c氦离子一定能从基态跃迁到n2的能级d若仅以能量为60 ev的电子入射，氦离子一定不会辐射光子102020吉林五校联考用同一光电管研究a、b、c三束单色光产生的光电效应，得到光电流i与光电管两极间的电压u的关系曲线如图所示，由此可判断 ()aa、b、c的频率关系为a bcba、b、c的频率关系为acbc用三束单色光照射光电管时，a光使其逸出的光电子最大初动能大d用三束单色光照射光电

7、管时，b光使其逸出的光电子最大初动能大11.2020湖北七市州联考如图所示是氢原子的能级图，大量处于n5激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出10种不同频率的光子其中莱曼系是指氢原子由高能级向n1能级跃迁时释放的光子，则()a10种光子中波长最短的是从n5能级跃迁到n1能级时产生的b10种光子中有4种属于莱曼系c使n5能级的氢原子电离至少要0.85 ev的能量d从n2能级跃迁到基态释放光子的能量等于从n3能级跃迁到n2能级释放光子的能量12中子和质子结合成氘核时，质量亏损为m，相应的能量emc22.2 mev是氘核的结合能下列说法正确的是()a用能量小于2.2 mev的光子照射静止的氘核

8、时，氘核不能分解为一个质子和一个中子b用能量等于2.2 mev的光子照射静止的氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零c用能量大于2.2 mev的光子照射静止的氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零d用能量大于2.2 mev的光子照射静止的氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零三、非选择题(本题共6小题，共60分)13(7分)2019江苏卷(1)100年前，卢瑟福用粒子轰击氮核打出了质子后来，人们用粒子轰击ni核也打出了质子：henicuhx，该反应中的x是_(填“电子”“正电子”或“中子”)此后，对原子核反应的持续研究为核能利

9、用提供了可能目前人类获得核能的主要方式是_(填“核衰变”“核裂变”或“核聚变”)(2)在“焊接”视网膜的眼科手术中，所用激光的波长6.4107 m，每个激光脉冲的能量e1.5102 j求每个脉冲中的光子数目(已知普朗克常量h6.631034 js，光速c3108 m/s.计算结果保留一位有效数字)14.(7分)2020武昌调研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(0)，并调节滑动变阻器使光电管阳极a和阴极k之间的电势差逐渐增大到u时，光电流达到饱和且饱和电流为i.则每秒内由阴极k发出的电子个数在数值上等于_，到达阳极a的电子的最大动能为_

10、(已知普朗克常量为h，真空中光速为c，元电荷的值为e)如果阳极a和阴极k之间的电势差u不变，仅将同种照射光的强度增到原来的三倍，则到达阳极a的电子的最大动能_(填“变大”、“不变”或“变小”)15(10分)一静止原子核发生衰变，生成一粒子及一个新核，粒子垂直进入磁感应强度大小为b的匀强磁场，其运动轨迹是半径为r的圆已知粒子的质量为m，电荷量为q，新核的质量为m，光在真空中的速度大小为c.求衰变前原子核的质量16(12分)2020湖南十校联考卢瑟福在1909年做了著名的粒子散射实验，并提出了原子核式结构模型在卢瑟福核式结构模型的基础上，玻尔引入定态假设和量子化条件提出了氢原子的玻尔模型根据玻尔模

11、型，可假设静止的基态氢原子的电子的轨迹半径为r、电子的质量为m、电子的电荷量为e、静电力常量为k、普朗克常量为h，电子绕原子核仅在库仑力的作用下做匀速圆周运动(提示：电子和原子核均可看成点电荷；以无穷远处的电势为零，电荷量为q的正点电荷在距离自身l处的电势为lk；氢原子的能量为电子绕核运动的动能和电势能之和)以下问题中氢原子均处于静止状态，则：(1)求在经典理论下，基态氢原子的核外电子绕核运动的线速度v.(2)求电子绕核运动形成的等效电流i.(3)已知氢原子处于第一激发态时，电子绕核运动的轨迹半径为4r，求氢原子第一激发态与基态能量差e及氢原子从第一激发态跃迁至基态时释放的光子的频率.17.(

12、12分)已知铀核u俘获一个中子后裂变生成钡(ba)和氪(kr)，u、ba、kr以及中子的质量分别是235.043 9 u、140.913 9 u、91.897 3 u和1.008 7 u.(1)试写出铀核裂变反应方程，并计算一个u核裂变时放出的核能(2)我国秦山核电站的功率为30万千瓦，假如全部铀235都能够发生这样的裂变，释放核能的1.2%可转化为电能，试估算核电站一年要消耗多少千克铀235?18(12分)用质子轰击锂核li，生成2个粒子，已知质子的初动能是e0.6 mev，质子、粒子和锂核的质量分别为mh1.007 3 u，m4.001 5 u，mli7.016 0 u，试回答：(1)写出

13、核反应方程(2)核反应前后发生的质量亏损？(3)核反应中释放的能量为多少？(4)若核反应释放的能量全部用来增加两个粒子的总动能，则求核反应后两个粒子具有的总动能波粒二象性原子物理检测题1b太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，选项a错误；衰变的实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子，选项b正确；比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项c错误；放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，与原子所处的化学状态和外部条件无关，选项d错误2b在核反应中，质量数和电荷数守恒，质量不守恒，a错误；核反应uthhe属于衰变，b正确；核反应nheoh，属于原子核的人工转变，c错

14、误；射线由核反应放出，d错误3b由核反应方程知m3mhemc0.007 8 u，则e0.007 8931 mev7 mev，故b选项符合题意4b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，故选项a错误；爱因斯坦最早认识到了能量子的意义，为解释光电效应的实验规律提出了光子说，并成功地解释了光电效应现象，故选项b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，故选项c错误；德布罗意大胆地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，故选项d错误5d根据c6可知，一群处于n4能级的氢原子向低能级跃迁，辐射的光子最多有6种，a错误；由于氢原子的能

15、级的能量差中，不存在13 ev的能量差，所以处于较低能级的氢原子不可以吸收能量为13 ev的光子发生跃迁，b错误；氢原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是释放能量的过程，是放出光子的过程，c错误；10.2 ev刚好是n1、n2两个能级的能量差，所以d正确6d用相同频率的光照射，金属板m能发生光电效应，金属板n不能发生光电效应，说明入射光的频率大于金属板m的极限频率而小于金属板n的极限频率，由w0hc知金属板m的逸出功小于金属板n的逸出功，选项a错误；能否发生光电效应取决于入射光的频率和金属的极限频率的大小关系，与光的照射强度无关，选项b错误；根据爱因斯坦光电效应方程ekhw0可知

16、，在金属板m逸出功一定的情况下，光电子的最大初动能ek只与入射光的频率有关，选项c错误；在能发生光电效应的前提下，若增加光的照射强度，则单位时间内从金属板m中逸出的光电子数增加，选项d正确7b逸出功与入射光频率无关，由金属材料决定，故a错误；根据光电效应方程ekmhw0和eucekm得uc，当入射光的频率大于极限频率时，入射光的频率越大，则遏止电压越大，故b正确；由uc，知图线的斜率k，可得普朗克常量h，故c错误；根据光电效应方程ekmhw0可知，光电子最大初动能与入射光的频率成线性关系，但不成正比，故d错误8c设发射机每秒钟发射的光子数量为n，则t0时间内发射光子的总能量为ent0，由h和得

17、ent0h，则有nt0hpt0，代入数据，最终可得n的数量级约为1031故c正确9ab基态的氦离子吸收48.4 ev的电子或光子的能量，能跃迁到第3能级(e3e148.4 ev)，选项b正确，选项c错误；氦离子处于第3能级不稳定，可能向外辐射出3种不同频率的光子，分别是从n3能级跃迁到n2能级，辐射光子的能量为7.6 ev，从n3能级跃迁到n1能级，辐射光子的能量为48.4 ev，从n2能级跃迁到n1能级，辐射光子的能量为40.8 ev，选项a正确；若仅以能量为60 ev的电子入射，由于氦离子可以吸收一部分实物粒子的能量，另外，氦离子吸收能量后还会与其他氦离子发生碰撞，因此氦离子可能会辐射光子

18、，选项d错误10bd由题图可知a、c光的遏止电压相同，且小于b光的遏止电压，由公式mvquc，可知b光照射时光电子的最大初动能大，c错误，d正确；又由爱因斯坦光电效应方程有hmvw0，综合以上分析可知三束单色光的频率关系应为acb，a错误，b正确11ab10种光子中波长最短的就是频率(能量)最大的，是从n5能级跃迁到n1能级辐射出的光子，a正确；10种光子中，从激发态跃迁到n1能级辐射出的光子有四种，分别为从n5、4、3、2能级跃迁到n1能级辐射出的光子，它们都属于莱曼系，b正确；使n5能级的氢原子电离至少要0.54 ev的能量，c错误；从n2能级跃迁到基态释放光子的能量为10.20 ev，而

19、从n3能级跃迁到n2能级释放光子的能量为1.89 ev，d错误12ad考查结合能的概念及能量守恒定律的简单应用只有静止的氘核吸收光子的能量大于其结合能时，才能分解为一个质子和一个中子，a项正确，b项错误；根据能量守恒定律可知，光子的能量大于氘核的结合能时，多余的能量以核子动能的形式呈现，c项错误，d项正确13答案：(1)中子核裂变(2)51016解析：根据核反应过程电荷数和质量数守恒，可得x的质量数为6046211，电荷数为2282910，可以判断x是中子(n)；目前人类获得核能的主要方式是核裂变(2)解：光子能量h光子数目n代入数据得n51016(个)14答案：hceu不变解析：由于i，所以每秒内由阴极k发出的电子个数在数值上等于.到达阳极a的电子最大初动能：ekmhheu.若不改变阳极与阴极之间的电势差，仅将同种照射光的强度增加到原来的三倍，因为照射光的频率不变，故到达阳极的电子最大动能不变15答案：(mm)解析：设衰变产生的粒子的速度大小为v，洛伦兹力提供向心力，有qvbm设衰变后新核的速度大小为v，规定v的方向为正方向，因衰变前后动量守恒，有0mvmv设衰变前原子核的质量为m0，衰变前后能量守恒，有m0c2mc2mv2mc2mv2联立以上三式，解得m0(mm)(1)16答案：(1)e(2