高考物理专题万卷检测专题十四波粒二象性及原子结构

1、学习必备欢迎下载20XX 年衡水万卷物理专题十四波粒二象性及原子结构一、选择题1在 X 射线管中，由阴极发射的电子被加速后打到阳极，会产生包括X 光在内的各种能量的光子， 其中光子能量最大值等于电子的动能，书籍阳极与阴极之间的电势差为U 普朗克常量 h 电子电量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cB 最长波长为hcC最小频率为eUD最大eUheUh频率为eUh2诺贝尔物理学奖得主威拉德·博伊尔和乔治·史密斯的主要成就是发明了电荷耦合器件(CCD) 图像传感器。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

2、A 和 K 的为光电管，其中K 为阴极， A 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10.5eV 的光照射阴极K ，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6.0V ；现保持滑片P 的位置不变， 以下判断正确的是（）A 光电管阴极材料的逸出功为4.5eVB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12eV 的光照射阴极K ，光电子的最大初动能一定变大D若用光子能量为9.5eV 的光照射阴极K ，同时把滑片P 向左移动少许

3、，电流计的读数一定不为零3硅光电池是利用光电效应原理制成的器件,下列表述正确的是()A 硅光电池是把光能转变为电能的一种装置B 硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出D 任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应4用频率为0 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v1、v2、v3 的三条谱线，且v3v2v1 ，则（）A v0v1B v3v2v1C v0 v1 v2 v3D111v1 v2v35以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在短时间内能吸收到一个光子而从金属表面逸出。 强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，

4、一个电子在短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子电效应，这已被实验证实。光电效应实验装置示意如图。用频率为 v 的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应， 换同样频率为 vA的强激光照射阴极 k，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，KG即将阴极 k 接电源正极，阳极A 接电源负极，在kA 之间就形成了使光V电子减速的电场，逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小电源到零时， 所加反向电压U 可能是下列的 （其中 W 为逸出功， h 为普朗克学习必备欢迎下载常量， e 为电子电量）A UhWB U2h WC U 2h WD Ueeee6如图，在光电效应实验中用a 光照射光电管时，

5、灵敏电流计指针发生偏转，而用射光电管时，灵敏电流计指针不偏转，则（）A a 光的光强一定大于b 光的光强B电源极性可能是右边为正极，左边为负极C电源极性可能是左边为正极，右边卫负极D发生光电效应时，电流计中的光电流沿dc 方向5hW2eeb 光照7氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时，可发出三种不同波长的辐射光,已知其中的两个波长分别为1 和 2 且 1 2 ,则另一个波长可能是( )A 1B1 2C12D12212128负电子对撞后湮灭成三个频率相同的光子，已经普朗克常量为h，电子质量为m，电荷量为 e，电磁波在真空中传播速度为c。则生成的光子所形成的一束光射人折射率为n43的水中，其波长为A

6、3hB 2hC 9hD 9h4mcmc4mc8mc9卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是（）A 粒子的散射实验B对阴极射线的研究C天然放射性现象的发现D质子的发现10下列关于原子和原子核的说法正确的是（）A 衰变现象说明电子是原子核的组成部分B波尔理论的假设之一是原子能量的量子化C放射性元素的半衰期随温度的升高而变短D比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固1120XX 年 3 月 11 日，日本发生里氏9.0 级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故。在泄露的污染物中含有131 I 和 137 Cs 两种放射性元素， 它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射，其中131I 的衰

7、变方程为13113108 天。下列说法正确的是53 I54 Xe+ 1 e ，其半衰期为()A 该核反应是衰变B 13153 I 原子核中含有78 个中子C经过 16 天， 75的 13153 I 原子核发生了衰变D虽然该反应出现质量亏损，但核反应前后的原子核总质量数不变12下列说法中正确的是()A 黑体热辐射强度的极大值随温度的升高向波长较大的方向移动B物质波和光波都是概率波C原子核越大，它的结合能越高，原子核中核子结合得越牢固D衰变的实质是放射性原子核内的一个中子转化成一个质子和一个电子13用频率为 v1 的单色光照射某种金属表面，发生了光电效应现象。现改为频率为v2 的另一学习必备欢迎下

8、载单色光照射该金属表面，下面说法正确的是（）A 如果 v2v1 ，能够发生光电效应B如果 v2v1，不能够发生光电效应C如果 v2v1，逸出光电子的最大初动能增大D如果v21 ，逸出光电子的最大初动能不受影响v14下列说法中正确的是（）A 天然放射现象的发现，揭示了原子的核式结构B射线是波长很短的电磁波，它的穿透能力比射线要弱C若能测出核反应过程中的质量亏损，就能根据E= mc2 计算出核反应中释放的核能234D一个氘核 ( 1 H ) 与一个氚核 ( 1 H )聚变生成一个氦核( 2 He )的同时放出一个电子15关于核力与结合能，下列说法中正确的是（）A 核力是短程力，与核子间的距离有关，

9、有时表现为引力，有时表现为斥力B 核力具有饱和性和短程性，原子核为了稳定，故重核在形成时其中子数多于质子数C比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定释放核能D 原子核的结合能越大，核子结合得越牢固，原子越稳定16下列关于衰变射线裂变与聚变的说法中，正确的是（A 射线在电场和磁场中都不会发生偏转B 射线比 射线更容易使气体电离C太阳辐射的能量主要来源于重核裂变D目前各地核电站产生的能量大多来自轻核聚变）。17普朗克常量h6.63 10 34J s ，铝的逸出功W0 =6.721019J ，现用波长=200nm 的光照射铝的表面(结果保留三位有效数字)。(1) 求光电子的最大初动能

10、；(2) 若射出的一个具有最大初动能的光电子正对一个原来静止的电子运动，求在此运动过程中两电子电势能增加的最大值 (电子所受的重力不计 )。18氢原子模型中，轨道的量子化条件为：2 rnn n (n 1,2,3.) ，其中 rn 为 n 级轨道半径， n 为 n 级的物质波的波长。已知电子电量e静电力恒量 k电子质量 m普朗克常量 h（ 1）求第 n 级的电子轨道半径rn（ 2）求第 n 级的电子的运动周期。（ 3）偶电子素的量子化条件为2 (2 rn )n n ( n1,2,3.) （偶电子素是指反电子与电子构成的体系， 它们绕两点中心做圆周运动），求偶电子素中第 n 级的电子轨道半径 rn

11、学习必备欢迎下载19 (1)氢原子第nE nE1En=1， 2， 。若一氢原子能级的能量为2 ，其中E1 是基态能量，而发射能量为3的光子后处于比基态能量高出3E1E1 的激发态，则氢原子发射光子前164后分别处于第几能级 ?(2) 一速度为的高速粒子 ( 24He )与同方向运动的氖核( 1020 Ne )发生弹性正碰， 碰后粒子恰好静止。求碰撞前后氖核的速度(不计相对论修正 )。20“人造太阳”并不是像太阳一样悬挂在天空，而是建造在地球上的受控热核聚变反应堆或核聚变电站，它能像太阳一样通过核聚变反应放出能量，进而发电，在合肥科学岛，我国最新一代核聚变实验装置“EAST”首次成功获得电流超过

12、200 kA 时间近3 s 的高温等离子放电，人造太阳能来自下面的反应：4 个质子 (氢核 )聚变成 1 个 a 粒子，同时发射 2 个正电子和2 个没有静止质量的中微子，“人造太阳”的总功率为P，质子、氢核、正电的质分别为，真空中的光速为c(1) 写出核反应方程；(2) 求核反应所释放的能量E(3) 求在时间内参与上述热核反应的质子数目。21静止在匀强磁场中的放射性原子核X 发生衰变，衰变后带电粒子运动速度和磁感线垂直，两轨迹圆半径之比Ra1，带电粒子在轨迹圆上运动的周期之比Ta13。设衰Rb45Tb10变过程释放的核能全部转化成射线粒子和反冲核的动能，已知该衰变过程前后原子核的质量亏损为

13、m。(1)该衰变为衰变。 (填“ ”或“ ”)(2)写出核反应方程(反冲核的元素符号可用Y 表示)：。(3)计算射线粒子和反冲核的动能。学习必备欢迎下载22利用反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电，这就是核电站。 核电站消耗的 “燃料 ”很少，但功率却很大，目前，核能发电技术已经成熟，我国已具备了发展核电的基本条件。(1)核反应堆中的 “燃料 ”是 92235 U ，完成下面的核反应方程式：92235U+ 10n (90)Sr+ 54() Xe+10 01 n ；(2)一座 100 万千瓦的核电站， 每年需要多少浓缩铀 ? 已知铀核的质量为235.043 9 u，中子质量为 1

14、.008 7 u ，锶 (sr)核的质量为 89.907 7 u ，氙 (Xe) 核的质量为 135.907 2 u 。1u=1.66 ×10-27kg，浓缩铀中铀 235 的含量占 2。(3)同样功率 (100 万千瓦 )的火力发电站，每年要消耗多少吨标准煤?(已知标准煤的热值为 2.93 ×104KJ/kg)(4) 为了防止铀核裂变产物放出的各种射线对人体的危害和对环境的污染， 需采取哪些措施 ?(举两种 )23（ 1）下列有关说法正确的是（）A 23290 Th 核内的众多核子是靠万有引力和静电力结合在一起的B 压力、温度对放射性元素衰变的快慢具有一定的影响C 卢 瑟

15、 福 是 利 用 放 射 源 放 出 的 射 线 发 现 了 质 子 , 其 核 反 应 方 程 为42 He 147 N178 O 11 HD 处在基态的氢原子可连续吸收光子，积累一定的能量后就会发生电离（ 2） 静止的锂核（ 36Li ）俘获一个速度为7.7 ×106m/s 的中子，发生核反应后若只产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核（48.0 ×106 m/s，方向2 He），它的速度大小是与反应前的中子速度方向相同。求：写出此核反应的方程式；求反应后产生的另一个粒子的速度大小及方向；学习必备欢迎下载万卷物理答案专题十四波粒二象性及原子结构1.BD2.AC 【解析】本

16、题考查了光电效应实验。由电路图可知图中所加电压为反向减速电压，根据题意可知遏止电压为6 V，由 Ekhv W 0 eUc得 W0 =4.5V ，选项 A 正确；当电压达到遏止电压时，所有电子都不能到达A 极，无论光强如何变化，电流计示数仍为零，选项B 错；若光子能量增大，根据光电效应方程，光电子的最大初动能一定变大，选项C 正确；若光子能量为 9.5eV 的光照射阴极 K ，则遏止电压为5V ，滑片 P 向左移动少许，电流计的读数仍为零，选项D 错。3.A4.B5.【答案】 B【 解析】由题意可知，用强激光照射发生光电效应时有EknhW （ n=2,3,4,5,6- ），在 kA 之间逐渐增大

17、 U，当光电流恰好减小到零时，由动能定理可得eU 0Ek ，联立可nhWB。得 U（ n=2,3,4,5,6- ），对比各选项可知选ee6.BC7.CD8. D 【解析】由质能方程可知正负电子湮灭时放出的核能E 2mc2 ,生成三个频率相同的光子，即3hv E , v2mc2, 光在真空中波长0c3h, 由 n0 得在水中的波长2hv2mc0 9h ,D 正确 . n 8mc9.A10.B11.BCD 【解析】本题考查的是原子核的组成.核反应 .半衰期等原子物理知识。该核反应是衰变， 选项 A 错误； 13153 I 的中子数为131-53=78 ，选项 B 正确； 16 天为两个半衰期，有

18、3 的413153 I 发生了衰变，选项C 正确；核反应前后，电荷数和质量数守恒，选项D 正确。12.BD13.AC14.C15.ABC【解析】本题考查了核力.比结合能的概念。由核力的概念可知，选项AB 正确；比结合能越大， 核子的平均质量越小， 表示原子核中核子结合得越牢固， 原子核越稳定，比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定发生质量亏损，释放能量，选项 C 正确， D 错误。16.AB17.（ 1） EkhvW0vc/Ek3.2310 19 J（ 2）增加的电势能来自系统损失的动能，当两电子的速度相等时电势能最大，由动量守恒定律得 m 02m损失的动能：Ek1 m220

19、学习必备欢迎下载1 (2 m) 21.62 10 19 J2所以，电势能增加的最大值为1.62 10 19J18.（ 1） rnn2h22kme24（ 2） Tnn3 h32 k 2me44（ 3） rnn2h22 kme2419.(1) 设氢原子发射光子前后分别位于第l 与第m能级，依题意有：E1E13E1和l 2m216E1E13m2E1 解得 m 2,l 44(2)设碰撞前后氖核速度分别为12mmNe0mNe Ne 和 m2解得：mNe m20, Ne2mNe50 .Ne ，由动量守恒与机械能守恒定律得：121mNe2m1mNe0Ne 且：mNe522mNem3。mNe520.（ 1）

20、411 H24 He210 e （ 2） (4 mpma2me )c 2（ 3）4Pt(4 mpma 2me )c2解析：（ 1）核反应方程式：411H24He210 e 。（ 2）质量亏损为m4mpma2me ，根据爱因斯坦质能方程Emc2 ，核反应所释放的能量为E(4 mpma2me )c 2 。（ 3 ）设 t 时间内参与热核反应的质子数为N ,依据能量关系有ptEN,解得4N4Pt。(4 mpma 2me )c221.解： (1)mvqaRb45(2) 回旋半径 R， a 和 b 初动量大小相等，RaBqqb回旋周期 T2mmaTaqa117BqmbTbqb2该核反应是衰变； b 的电荷数2，质量数 4； a 的电荷数90，质量数 234衰变方程 23892 U24 He23490Th(3) 由 Ekp2得 Eamb2mEbma学习必备欢迎下载又 EaEb EE m 2c得 E