河北省衡水市2018届高考物理复习 十七 波粒二象性原理专项练习

1、专题十七波粒二象性原理物理试卷考试范围：xxx；考试时间：100分钟；命题人：xxx学校：_姓名：_班级：_考号：_ 题号一二三四五总分得分注意事项：1、答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2、请将答案正确填写在答题卡上 第1卷 评卷人得分一、单选题1、北京时间2011年3月11日13时46分,在日本本州岛附近海域发生里氏9.0级强烈地震,地震和海啸引发福岛第一核电站放射性物质泄漏,其中放射性物质碘131的衰变方程为.根据有关放射性知识,下列说法正确的是( )A.粒子为粒子B.若的半衰期大约是8天,取4个碘原子核,经16天就只剩下1个碘原子核了C.生成的处于激发态,放射射线.射线的穿透能

2、力最强,电离能力也最强D.中有53个质子和132个核子 2、的衰变有多种途径,其中一种途径是先衰变成,然后可以经一次衰变变成(代表某种元素),也可以经一次衰变变成,最后都衰变变成,衰变路径如图所示,下列说法中正确的是( )A.过程是衰变,过程是衰变;过程是衰变,过程是衰变B.过程是衰变,过程是衰变;过程是衰变,过程是衰变C.过程是衰变,过程是衰变;过程是衰变,过程是衰变D.过程是衰变,过程是衰变;过程是衰变,过程是衰变 3、根据玻尔理论,氢原子的能级公式为(为能级,为基态能量),一个氢原子中的电子从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的光

3、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 4、大科学工程“人造太阳”主要是将氚核聚变反应释放的能量用来发电,氚核聚变反应方程是,已知的质量为2.0136,的质量为3.0150,的质量为1.0087,1相当于931。氚核聚变反应中释放的核能约为( )A.3.7B.3.3C.2.7D.0.93 5、我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证,这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。下列核反应方程中属于聚变反应的是( )A.B.C.D. 6、下列几种说法中有一种是错误的,它是( )A.大如太阳、地球等这些

4、宏观的运动物体也具有波动性,这种波是物质波B.光子与物质微粒发生相互作用时,不仅遵循能量守恒,还遵循动量守恒C.光子与光电子是同一种粒子,它们对应的波也都是概率波D.核力是一种强相互作用力,热核反应中库仑力做功与核力做功相比能忽略 7、在光电效应实验中,用波长为的光照射光电管阴极,发生了光电效应,下列说法正确的是( )A.仅增大入射光的强度,光电流大小不变B.仅减小入射光的强度,光电效应现象可能消失C.改用波长大于的光照射,光电子的最大初动能变大D.改用波长大于的光照射,可能不发生光电效应 8、下列说法正确的是( )A.光电效应表明光子既具有能量也具有动量B.氢原子光谱是连续谱C.在原子核的尺

5、度内,核力比库仑力小得多D.放射性元素的衰变表明原子核的能量变化是不连续的 9、下列说法正确的是( )A.欲改放射性元素的半衰期,可以通过改变它的化学状态来实现B.每个核子只跟邻近的核子发生核力作用C.衰变中产生的射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的D.太阳内部发生的核反应是重核裂变 10、放射性原子核经过次衰变和次衰变,最终变为稳定的原子核,则( )A.,B.,C.,D., 评卷人得分二、多选题11、氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时,下列说法中正确的是( )A.核外电子受力变小B.原子的能量减少C.氢原子要吸收一定频率的光子D.氢原子要放出一定频率的

6、光子 12、在光电效应试验中,分别用频率为,的单色光、照射到同种金属上,测得相应的遏止电压分别为和、光电子的最大初动能分别为和。为普朗克常量。下列说法正确的是( )A.若,则一定有B.若,则一定有C.若,则一定有D.若,则一定有 13、下列几种说法中有一种是错误的,它是( )A.大如太阳、地球等这些宏观的运动物体也具有波动性,这种波是物质波B.光子与物质微粒发生相互作用时,不仅遵循能量守恒,还遵循动量守恒C.光子与光电子是同一种粒子,它们对应的波也都是概率波D.核力是一种强相互作用力,热核反应中库仑力做功与核力做功相比能忽略 14、关于近代物理学的下列说法正确的是( )A.由玻尔理论可知,氢原

7、子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时电子的动能增大,电势能减小B.对于同一种金属来说,其极限频率恒定,与入射光的频率及光的强度均无关C.卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子核内部由核子构成D.核发生衰变时,新核与原来的原子核相比,中子数不变,质量数不变 15、下列说法正确的是( )A.衰变现象说明电子是原子核的组成部分B.粒子散射实验揭示了原子具有核式结构C.氢原子核外电子轨道半径越大,其能量越低D.原子从能级状态跃迁到能级状态时发射波长为的光子;原子从能级状态跃迁到能级状态时吸收波长为的光子,已知,那么原子从能级跃迁到能级状态时将要吸收波长为的光子 16、核电站中采

8、用反应堆使重核裂变,将释放出的巨大能量转换成电能。反应堆中一种可能的核反应方程式是,设核质量为,中子质量为,核质量为,核质量为,质量为,质量为,那么,在所给的核反应中( )A.可能是3,可能是11B.可能是3,可能是8C.释放的核能为D.释放的核能为 17、下列关于原子及原子核的说法正确的是( )A.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的重核裂变反应B.外界环境温度升高,原子核的半衰期不变C.原子核发生一次衰变,该原子外层就失去一个电子D.比结合能越大,原子核越稳定 18、下列说法正确的是( )A.平均结合能小的原子核结合成或分解成平均结合能大的原子核时一定放出核能B.黑体辐射电磁波的强度按波长的分

9、布只与黑体的温度有关C.按照玻尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,原子的能量也减小了D.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. 19、下列说法正确的是( )A.射线与射线一样都是电磁波,但射线的穿透本领远比射线弱B.玻尔将量子观念引入原子领域,其理论能够解释氢原子光谱的特征C.氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时氢原子的能量减少D.在原子核中,比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固 20、用两束频率相同,光照强度不同的紫外线去照射两种不同金属板,都能产生光电效应,则( )A.金属板带正电,原因为有电子

10、从金属板逸出B.用强度大的紫外线照射时,所产生的光电子的初速度一定大C.从极限频率较小的金属中飞出的光电子的初动能一定大D.由光照强度大的紫外线所照射的金属,单位时间内产生的光电子数目一定多 评卷人得分三、填空题21、用速度一定的中子轰击静止的锂核(),发生核反应后生成氚核和粒子,则核反应方程为;生成的氚核速度方向与中子的初速度方向相反,粒子的速度为,氚核与粒子的速率之比为7:8,已知质子、中子质量均为,光速为,核反应过程中放出的能量全部转化为氚核和粒子的动能,则中子的初速度,此反应过程中质量亏损为. 评卷人得分四、计算题22、用质子轰击锂核,生成2个粒子.己知质子质量,粒子的质量,锂核质量,

11、试回答下列问题(1相当于931).1.写出核反应方程式;2.核反应中释放出的能量是多少?(保留3位有效数字) 评卷人得分五、实验题23、图甲为观测光电效应的实验装置示意图,已知实验中测得某种金属的遏止电压与入射频率之间的关系如图乙所示,则根据图像可知,普朗克常量,该金属的逸出功,如果实验中入射光的频率为,则产生的光电子的最大初动能(已知电子的电荷量为). 参考答案： 一、单选题 1.答案： A 解析： A、,根据衰变过程中质量数和电荷数守恒,粒子为粒子,故A正确.B、半衰期是一个统计规律,只对大量的原子核才适用,对少数原子核是不适用的.所以,则若取4个碘原子核,经16天剩下几个碘原子核无法预测

12、.故B错误.C、生成的处于激发态,还会放射射线.射线的穿透能力最强,射线是高能光子,即高能电磁波,它是不带电的,所以射线的电离作用很弱,故C错误.D、中有53个质子,131表示质量数,所以有78个中子,故D错误.考点:半衰期;核反应【名师点睛】知道半衰期的意义.知道中,为质量数,为核电荷数.半衰期是一个统计规律,只对大量的原子核才适用,对少数原子核是不适用的. 2.答案： B 解析： 由于衰变产生电子,质量数不变,核电荷数加1,衰变产生氦核,质量数减少4,核电荷数减2.过程中的质量数不变,故它发生的是衰变,选项CD错误;过程的质量数减少4,故应该是衰变;过程的核电荷数减少2,故是衰变,过程的核

13、电荷加1,说明是衰变,故选项B正确.考点:原子核的衰变 3.答案： B 解析： 根据玻尔理论,一个氢原子中的电子从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;注意原子从高能级向低能级跃迁时,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. 4.答案： B 解析： 根据质能方程,释放的核能,则,故B正确,A、C、D错误.考点:爱因斯坦质能方程 5.答案： A 解析： 是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核,同时放出一个中子,属于聚变反应,故A正确;是卢瑟福发现质子的核反应,他用粒子轰击氮

14、原子核,产生氧的同位素氧17和一个质子,是人类第一次实现的原子核的人工转变,属于人工核反应,故B错误;是居里夫妇用粒子轰击铝片时发现了放射性磷(磷30),属于人工核反应,故C错误;是一种典型的铀核裂变,属于裂变反应,故D错误.考点:核聚变;人工核反应方程 6.答案： C 解析： 比如太阳、地球等这些宏现的运动物体也具有波动性,这种波是物质波;故A正确;光子与物质微拉发生相互作用时,不仅遵循能量守恒,还遵循动量守恒;故B正确;光子是光的组成部分,而光电子是电子;故二者不相同;故C错误;根据核力的特点可知,核力是一种强相互作用力,热核反应中库仑力做功与核力做功相比能忽略;故D正确;本题选错误的,故

15、选C.考点:物质波;核力;概率波【名师点睛】本题考查光的波粒二象性等知识点的内容,属于对基础知识的考查,要注意明确物质波、光子及光电子等的区别. 7.答案： D 解析： 光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,能否发生光电效应,与入射光的强度无关,与光照时间也无关,当发生光电效应时,增大入射光的强度,则光电流会增大,故A错误;入射光的频率大于金属的极限频率,才会发生电效应,与入射光的强度无关,故B错误;在光电效应中,根据光电效应方程知,改用波长大于的光照射,光电子的最大初动能变小,或者可能不发生光电效应,选项C错误,D正确;故选D.考点:光电效应【名师点睛】光电效应的条件是入射光的频率

16、大于金属的极限频率,与入射光的强度无关,根据光电效应方程判断影响光电子最大初动能的因素. 8.答案： D 解析： A、光电效应仅表示光子具有能輋,康普顿效应表明光子除了具有能量之外还具有动量,它们都是光的粒子性的证明.故A错误.B、根据波尔理论可知氢原子光谱为线状谱,则B错误.C、核力是强相互作用的一种表现,在原子核内核力比库仑力大得多,则C错误.D、原子核的能量也跟原子的能量一样,其变化是不连续的,也只能取一系列不连续的数值,因此也存在着能级,同样是能级越低越稳定.放射性的原子核在发生衰变、衰变时,往往蕴藏在核内的能量会释放出来,使产生的新核处于高能级,这时它要向低及跃迁,能量以光子的形式福

17、射出来;则D正确.故选D.考点:考查氢原子的能级公式和跃迁;光电效应;核力、核反应.【名师点睛】波尔理论:氢原子的轨道是不连续的,是一些特殊的分立的值,电子只能在这些轨道上绕原子核运动.电子在不同的轨道上运动时对应不同的能量值,原子只能处于一系列能量不连续的状态中.当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时只能吸收或发射特定频率的光子. 9.答案： B 解析： 半衰期由原子核本身决定,与外界因素无关,故A错误;原子核内每个核子只跟邻近的核子发生核力作用,选项B正确;衰变中产生的射线实际上是原子中的中子转变成质子,而发出的电子,故C错误;太阳内部发生的核反应是轻核聚变,选项D错误;故选B.考点:半衰期;

18、核力;核反应 10.答案： A 解析： 核反应方程为,根据电子数守恒可得,根据质量数守恒可得,故解得,A正确;BCD错误.考点:考查了核反应方程【名师点睛】衰变的过程中电荷数少2,质量数少4,衰变的过程中电荷数多1,质量数不变.根据衰变的实质确定衰变的次数. 二、多选题 11.答案： BD 解析： 由玻尔理论知,当电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时,要放出能量,故要放出一定频率的光子;电子的轨道半径小了,由库仑定律知,它与原子核之间的库仑力大了,故A、C项错,B、D项正确.考点:氢原子跃迁【名师点睛】解决本题的关键知道从高能级向低能级跃迁,放出光子,从低能级向高能级跃迁,吸收光子.

19、12.答案： BC 解析： 由爱因斯坦光电效应方程,由动能定理可得:,所以当时,.故A错误,B正确;若,则一定有,故C正确;由光电效应方程可得:金属的逸出功,故D错误.考点:光电效应方程;遏止电压;动能定理 13.答案： CD 解析： 所谓量子化是指数据是分立的,不连续的,物体的长度物理量的数值都可以取小数或分数,甚至取无理数也可以,因而是连续的,非量子化的,故选项A错误;根据光电效应方程知,最大初动能与入射光的强度无关,故B错误;比结合能越大表示原子核中核子结合得越牢靠,原子核越稳定,故C正确;根据热力学第二定律可知,宏观自然过程自发进行是有其方向性,能量耗散就是从能量的角度反映了这种方向性

20、,故D正确.考点:量子化、光电效应、比结合能、能量的耗散【名师点睛】本题考查了量子化、光电效应、比结合能、能量的耗散相关知识. 14.答案： AB 解析： 根据玻尔理论,氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时电子的动能增大,电势能减小,故A正确;对于同一种金属来说,其极限频率恒定,与入射光的频率及光的强度均无关,故B正确;卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子核式结构模型,C错误;衰变时其中的一个中子转化为质子,中子数减少了1,故D错误.考点:考查了玻尔理论,光电效应,粒子散射实验,衰变【名师点睛】明确各种物理现象的实质和原理才能顺利解决此类题目,故平时学习时要“知其

21、然,更要知其所以然”. 15.答案： BD 解析： 衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程,但电子不是原子核的组成部分,故A错误;粒子散射实验揭示了原子具有核式结构,B正确;氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离原子核较近的轨道上时,能量减小.减小的能量以光子的形式释放出来.故氢原子核外电子轨道半径越大,其能量越高,C错误;原子从能级状态跃迁到能级状态时发射波长为的光子;原子从能级状态跃迁到能级状态时吸收波长为的光子,已知.根据玻尔理论得:,:,:,联立上三式得,故D正确.考点:考查了衰变、粒子散射实验、氢原子跃迁【名师点睛】衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程,但

22、电子不是原子核的组成部分,粒子散射实验揭示了原子具有核式结构,氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离原子核较近的轨道上时,能量减小.减小的能量以光子的形式释放出来. 16.答案： BC 解析： 根据质量数和电荷数守恒,若是3,是11,则质量数不守恒,是3,是8,则都满足,故A错误B正确;根据能量转化可知反应前的质量大于反应后的质量,因为反应时一部分质量转化为能量释放出去了,故C正确D错误.考点:考查了核反应方程,质能方程【名师点睛】本题主要考查了质量数和电荷数守恒在书写核反应方程过程中的应用,是考查基础知识和规律的好题. 17.答案： BD 解析： 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚

23、变反应,选项A错误;原子核的半衰期与外界环境无关,选项B正确;原子核的衰变过程是中子转变为质子而释放出电子的过程,核外电子没有参与该反应中;故C错误;比结合能越大,原子核越稳定,选项D正确;故选BD.考点:聚变反应;半衰期;衰变;比结合能【名师点睛】本题考查了聚变反应、半衰期、衰变、比结合能等基础知识点,关键要熟悉教材,牢记这些基本概念,注意原子核比结合能越大,原子核越稳定,不是结合能越大,原子核越稳定. 18.答案： ABD 解析： 平均结合能是核子与核子结合成原子核时平均每个核子放出的能量,平均结合能越大的原子核越稳定,平均结合能小的原子核结合成或分解成平均结合能大的原子核时出现质量亏损,

24、一定放出核能,故A正确;黑体辐射随着波长越短温度越高则辐射越强,所以黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关,故B正确;按照玻尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,原子的能量增大,选项C错误;康普顿效应说明光具有粒子性,而电子的衍射实验说明粒子具有波动性,故D正确;原子核的半衰期由核内部自身因素决定,与原子所处的化学状态和外部条件无关,故E错误;故选ABD.考点:平均结合能;玻尔理论;半衰期;康普顿效应 19.答案： BC 解析： 射线不是电磁波,但射线的穿透本领远比射线弱,故A错误;玻尔原子理论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,成功地解释了氢原子光谱的实验规律,故B正