考點(diǎn)18波粒二象性原子物理

1、考點(diǎn)18 波粒二象性 原子物理一、選擇題1.(2014·新課標(biāo)全國(guó)卷)(1)關(guān)于天然放射性,下列說(shuō)法正確的是()A.所有元素都可能發(fā)生衰變B.放射性元素的半衰期與外界的溫度無(wú)關(guān)C.放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性D.、和三種射線中,射線的穿透能力最強(qiáng)E.一個(gè)原子核在一次衰變中可同時(shí)放出、和三種射線【解析】選B、C、D。本題考查了原子核的衰變。原子序數(shù)大于83的元素,都可以發(fā)生衰變,A錯(cuò)誤;放射性、半衰期都與元素所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān),B、C正確;三種射線、穿透能力依次增強(qiáng),D正確;原子核發(fā)生或衰變時(shí)常常伴隨光子,但同一原子核不會(huì)同時(shí)發(fā)生、衰變,E錯(cuò)誤?！菊`區(qū)警示】E選項(xiàng)

2、中說(shuō)的是一個(gè)原子核可同時(shí)放出三種射線,不要理解為是某種放射性物質(zhì)可同時(shí)放出三種射線。2. (2014·北京高考)質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3。當(dāng)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核時(shí),釋放的能量是(c表示真空中的光速)()A.(m1+m2-m3)cB.(m1-m2-m3)cC.(m1+m2-m3)c2 D.(m1-m2-m3)c2【解題指南】解答本題可按以下思路進(jìn)行:(1)確定質(zhì)量的變化量m;(2)根據(jù)質(zhì)能方程E=mc2計(jì)算釋放的能量?！窘馕觥窟xC。由題意可知,質(zhì)量的變化量m=m1+m2-m3;根據(jù)質(zhì)能方程E=mc2計(jì)算釋放的能量為E=(m1+m2-m3)c2。3.(2014

3、·福建高考)如圖,放射性元素鐳衰變過(guò)程中釋放出、三種射線,分別進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,下列說(shuō)法正確的是()A.表示射線,表示射線B.表示射線,表示射線C.表示射線,表示射線D.表示射線,表示射線【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)從以下兩點(diǎn)進(jìn)行分析:(1)三種射線的帶電特點(diǎn);(2)帶電粒子在磁場(chǎng)或電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況?！窘馕觥窟xC。由放射現(xiàn)象中射線帶正電,射線帶負(fù)電,射線不帶電,結(jié)合在電場(chǎng)與磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)可知是射線,是射線,故選C。4.(2014·廣東高考)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,用頻率為的光照射光電管陰極,發(fā)生了光電效應(yīng),下列說(shuō)法正確的是()A.增大入射光的強(qiáng)度,光電流增大B.減小入射光的強(qiáng)度

4、,光電效應(yīng)現(xiàn)象消失C.改用頻率小于的光照射,一定不發(fā)生光電效應(yīng)D.改用頻率大于的光照射,光電子的最大初動(dòng)能變大【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)從以下兩點(diǎn)進(jìn)行分析:(1)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程中,各個(gè)物理量的含義及影響因素。(2)產(chǎn)生光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律?！窘馕觥窟xA、D。增大入射光的強(qiáng)度,單位時(shí)間內(nèi)照到單位面積上的光子數(shù)增加,光電流增大,A項(xiàng)正確。減小入射光的強(qiáng)度,只是光電流減小,光電效應(yīng)現(xiàn)象是否消失與光的頻率有關(guān),而與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān),B項(xiàng)錯(cuò)誤。改用頻率小于的光照射,但只要光的頻率大于極限頻率0仍然可以發(fā)生光電效應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤。由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程得:光頻率增大,而W逸不變,故光電子的最大初動(dòng)能變大,D項(xiàng)正

5、確。5. (2014·山東高考)氫原子能級(jí)如圖,當(dāng)氫原子從n=3躍遷到n=2的能級(jí)時(shí),輻射光的波長(zhǎng)為656nm。以下判斷正確的是()A.氫原子從n=2躍遷到n=1的能級(jí)時(shí),輻射光的波長(zhǎng)大于656nmB.用波長(zhǎng)為325nm的光照射,可使氫原子從n=1躍遷到n=2的能級(jí)C.一群處于n=3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生3種譜線D.用波長(zhǎng)為633nm的光照射,不能使氫原子從n=2躍遷到n=3的能級(jí)【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn):(1)能級(jí)間躍遷輻射的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差;(2)能級(jí)間躍遷輻射的譜線條數(shù)遵守組合規(guī)律?！窘馕觥窟xC、D。能級(jí)間躍遷輻射的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)

6、差,能級(jí)差越大,輻射的光子頻率越大,波長(zhǎng)越小,A錯(cuò)誤;由可知,B錯(cuò)誤,D正確;根據(jù)可知,輻射的光子頻率最多3種,C正確。6.(2014·重慶高考)碘131的半衰期約為8天,若某藥物含有質(zhì)量為m的碘131,經(jīng)過(guò)32天后,該藥物中碘131的含量大約還有()A.B.C. D.【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn):(1)正確書(shū)寫(xiě)原子核的衰變公式;(2)準(zhǔn)確求解原子核衰變的次數(shù)?！窘馕觥窟xC。由原子核的衰變公式,其中,為衰變的次數(shù),解得,故選C。7.(2014·江蘇高考)已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.73×1014Hz和5.44×1014Hz,在某種單色光的照射下

7、兩種金屬均發(fā)生光電效應(yīng),比較它們表面逸出的具有最大初動(dòng)能的光電子,鈣逸出的光電子具有較大的()A.波長(zhǎng)B.頻率 C.能量 D.動(dòng)量【解析】選A。根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程:Ekm=h-h0,因?yàn)殁}的0大,所以能量Ekm小,頻率小,波長(zhǎng)大,B、C項(xiàng)錯(cuò)誤,A項(xiàng)正確;根據(jù)物質(zhì)波波長(zhǎng),所以鈣逸出的光電子動(dòng)量小,D項(xiàng)錯(cuò)誤。8. (2014·新課標(biāo)全國(guó)卷)在人類對(duì)微觀世界進(jìn)行探索的過(guò)程中,科學(xué)實(shí)驗(yàn)起到了非常重要的作用。下列說(shuō)法符合歷史事實(shí)的是()A.密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了基本電荷的數(shù)值B.貝克勒爾通過(guò)對(duì)天然放射現(xiàn)象的研究,發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核C.居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙(Po)和鐳(Ra

8、)兩種新元素D.盧瑟福通過(guò)粒子散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在原子核內(nèi)部存在質(zhì)子E.湯姆遜通過(guò)陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子組成的,并測(cè)出了該粒子的比荷【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩個(gè)方面:(1)熟悉有關(guān)原子物理的物理學(xué)史;(2)了解測(cè)定帶電粒子比荷的方法?！窘馕觥窟xA、C、E。密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了基本電荷的數(shù)值為1.6×10-19C,A正確;貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象,B錯(cuò)誤;居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素,C正確;盧瑟福通過(guò)粒子散射實(shí)驗(yàn),得出了原子的核式結(jié)構(gòu)理論,D錯(cuò)誤;湯姆遜通過(guò)對(duì)陰極射線在電場(chǎng)及在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了

9、陰極射線是由帶負(fù)電的粒子組成,并測(cè)定了粒子的比荷,E正確。9.(2014·天津高考)下列說(shuō)法正確的是()A.玻爾對(duì)氫原子光譜的研究導(dǎo)致原子的核式結(jié)構(gòu)模型的建立B.可利用某些物質(zhì)在紫外線照射下發(fā)出熒光來(lái)設(shè)計(jì)防偽措施C.天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的射線都能在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)D.觀察者與波源互相遠(yuǎn)離時(shí)接收到波的頻率與波源頻率不同【解析】選B、D。原子的核式結(jié)構(gòu)模型源于盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn),A錯(cuò);紫外線可使熒光物質(zhì)發(fā)光,此現(xiàn)象廣泛應(yīng)用于人民幣等的防偽措施,B對(duì);天然放射現(xiàn)象中的射線是電磁波,不會(huì)在電磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn),C錯(cuò);由多普勒效應(yīng)可知,觀察者與波源靠近或遠(yuǎn)離時(shí),接收到波的頻率相對(duì)于波源頻率會(huì)增大或

10、減小,D對(duì)。10.(2014·上海高考)核反應(yīng)方程中的X表示()A.質(zhì)子 B.電子 C.光子 D.中子【解題指南】解答本題注意以下兩點(diǎn):(1)核反應(yīng)方程的書(shū)寫(xiě)滿足電荷數(shù)守恒;(2)核反應(yīng)方程的書(shū)寫(xiě)滿足質(zhì)量數(shù)守恒?！窘馕觥窟xD。根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可知X的質(zhì)量數(shù)為1;根據(jù)電荷數(shù)守恒可知X的電荷數(shù)為0,所以X表示中子。11.(2014·上海高考)不能用盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)模型得出的結(jié)論是()A.原子中心有一個(gè)很小的原子核B.原子核是由質(zhì)子和中子組成的C.原子質(zhì)量幾乎全部集中在原子核內(nèi)D.原子的正電荷全部集中在原子核內(nèi)【解題指南】解答本題的關(guān)鍵是了解盧瑟福原子的核式結(jié)構(gòu)模型?！窘馕觥窟xB

11、。能用盧瑟福原子的核式結(jié)構(gòu)得出的結(jié)論:在原子中心有一個(gè)很小的原子核,原子的全部正電荷和幾乎全部的質(zhì)量都集中在原子核內(nèi),帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)。而“原子核是由質(zhì)子和中子組成的”結(jié)論并不能用盧瑟福原子的核式結(jié)構(gòu)得出。12.(2014·上海高考)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中,重核裂變時(shí)放出的可以使裂變不斷進(jìn)行下去的粒子是()A.質(zhì)子 B.中子 C.粒子 D.粒子【解題指南】解答本題的關(guān)鍵是了解鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的概念?！窘馕觥窟xB。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過(guò)程,故選項(xiàng)B正確。13.(2014·上海高考)在光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中,與光的波動(dòng)理論不矛盾的是()A.光電效應(yīng)

12、是瞬時(shí)發(fā)生的B.所有金屬都存在極限頻率C.光電流隨著入射光增強(qiáng)而變大D.入射光頻率越大,光電子最大初動(dòng)能越大【解題指南】解答本題注意以下兩點(diǎn):(1)知道光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律;(2)知道光的波動(dòng)理論?！窘馕觥窟xC。光電效應(yīng)產(chǎn)生的時(shí)間極短,電子吸收光的能量是瞬間完成的,而不像波動(dòng)理論所預(yù)計(jì)的那樣可以逐漸疊加,A錯(cuò)誤。光電效應(yīng)中所有金屬都存在極限頻率,當(dāng)入射光的頻率低于極限頻率時(shí)不能發(fā)生光電效應(yīng)。光的波動(dòng)理論認(rèn)為不管光的頻率如何,只要光足夠強(qiáng),電子都可以獲得足夠能量從而逸出表面,不應(yīng)存在極限頻率,B錯(cuò)誤。光電效應(yīng)中入射光越強(qiáng),光電流越大,這與光的波動(dòng)理論不矛盾,C正確。光電效應(yīng)中入射光的頻率越大,光電

13、子的最大初動(dòng)能越大。光的波動(dòng)理論認(rèn)為光強(qiáng)越大,電子可獲得更多的能量,光電子的最大初動(dòng)能越大,D錯(cuò)誤。14.(2014·海南高考)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,用同一種單色光,先后照射鋅和銀的表面,都能產(chǎn)生光電效應(yīng)。對(duì)于這兩個(gè)過(guò)程,下列四個(gè)物理量中,一定不同的是()A.遏止電壓 B.飽和光電流C.光電子的最大初動(dòng)能 D.逸出功【解題指南】解答此題應(yīng)注意以下兩點(diǎn):(1)理解金屬的逸出功、光電子的最大初動(dòng)能和遏止電壓的關(guān)系;(2)理解飽和光電流與光照強(qiáng)度的關(guān)系?！窘馕觥窟xA、C、D。不同金屬的逸出功W0不同,所以用同一種單色光照射鋅和銀的表面,光電子逸出后最大初動(dòng)能Ek=h-W0也不同,C、D均正確;

14、遏止電壓滿足eUc=Ek,所以遏止電壓也不同,A正確;飽和光電流的大小與光照強(qiáng)度有關(guān),只要光照強(qiáng)度相同,光電效應(yīng)產(chǎn)生的飽和光電流就相同,B錯(cuò)誤。二、填空題1. (2014·江蘇高考)氡222是一種天然放射性氣體,被吸入后,會(huì)對(duì)人的呼吸系統(tǒng)造成輻射損傷。它是世界衛(wèi)生組織公布的主要環(huán)境致癌物質(zhì)之一。其衰變方程是+。已知的半衰期約為3.8天,則約經(jīng)過(guò) 天,16g的衰變后還剩1g?！窘馕觥扛鶕?jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知空內(nèi)應(yīng)填 (或),根據(jù),解得t=3.8×4天=15.2天。答案: 或15.22. (2014·浙江高考)玻爾氫原子模型成功解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律,氫原子能級(jí)圖如圖所示。當(dāng)氫原子從n=4的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)