高考物理通用版二輪復(fù)習(xí)專題檢測：19《“活學(xué)巧記”應(yīng)對點散面廣的原子物理學(xué)》(含詳解)

1、專題檢測（十九） “活學(xué)巧記”應(yīng)對點散面廣的原子物理學(xué)1多選波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的有()A光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性B熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性C黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的波動性解釋D動能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波波長也相等解析：選AB光電效應(yīng)現(xiàn)象、黑體輻射的實驗規(guī)律都可以用光的粒子性解釋，選項A正確，C錯誤；熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性，選項B正確；由德布羅意波波長公式和p22mEk知，動能相等的質(zhì)子和電子動量不同，德布羅意波波長不相等，選項D錯誤。2(2018·廣州高三檢測)氫原子第n能級的能量為En(n

2、1,2,3，)，其中E1是基態(tài)能量。若氫原子從第k能級躍遷到第p能級，輻射的光子能量為E1，第p能級比基態(tài)能量高E1，則()Ak3，p2Bk4，p3Ck5，p3 Dk6，p2解析：選A根據(jù)玻爾理論，氫原子輻射光子能量EE1，E1E1，聯(lián)立解得：k3，p2，故A正確。3(2019屆高三·北京海淀區(qū)檢測)下列說法正確的是()A愛因斯坦提出的光子說，成功解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象B氫原子的電子由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時，向外輻射光子，原子能量增加C盧瑟福通過粒子的散射實驗發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子并預(yù)言了中子的存在D湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子并提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型解析：選A根據(jù)光學(xué)發(fā)展的歷程可知，1905年，愛因斯坦提出的光子

3、說很好地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象，故A正確；氫原子的電子由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時，向外輻射光子，原子能量減小，故B錯誤；湯姆孫通過陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子，盧瑟福通過對粒子散射實驗的研究提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，此實驗不能說明原子核內(nèi)存在質(zhì)子，故C、D錯誤。4.靜止在勻強電場中的碳14原子核，某時刻放射的某種粒子與反沖核的初速度方向均與電場方向垂直，且經(jīng)過相等的時間后形成的軌跡如圖所示(a、b表示長度)。那么碳14的核反應(yīng)方程可能是()A.CHeBe B.CeBC.CeN D.CHB解析：選A由軌跡彎曲方向可以看出，反沖核與放出的粒子的受力方向均與電場強度方向相同，均帶正電，C錯誤；反沖核、粒子在電場中

4、偏轉(zhuǎn)時，豎直方向上做勻速直線運動，水平方向上做初速度為零的勻加速直線運動，發(fā)生核反應(yīng)時反沖核、粒子的速度大小分別為v1、v2，由動量守恒有m1v1m2v2，結(jié)合題圖有bv1t，av2t，4bt2,2at2，解得，比較選項A、B、D可得，A正確。5多選靜止的Bi原子核在磁場中發(fā)生衰變后運動軌跡如圖所示，大、小圓半徑分別為R1、R2；則下列關(guān)于此核衰變方程和兩圓軌跡半徑比值判斷正確的是()A.BiTlHe B.BiPoeCR1R2841 DR1R22074解析：選BC原子核發(fā)生衰變時，根據(jù)動量守恒可知兩粒子的速度方向相反，由題圖可知兩粒子的運動軌跡為內(nèi)切圓，根據(jù)左手定則可以得知，衰變后的兩粒子帶的

5、電性相反，所以釋放的粒子應(yīng)該是電子，原子核發(fā)生的應(yīng)該是衰變，衰變方程為：BiPoe，故A錯誤，B正確；根據(jù)R且兩粒子動量等大，可得R1R2q2q1841，故C正確，D錯誤。6多選下列說法正確的是()A.Th經(jīng)過6次衰變和4次衰變后成為PbB在核反應(yīng)堆中，為使快中子減速，在鈾棒周圍要放“慢化劑”，常用的慢化劑有石墨、重水和普通水C當(dāng)用藍光照射某金屬表面時有電子逸出，則改用紅光照射也一定會有電子逸出D將由放射性元素組成的化合物進行高溫分解，會改變該放射性元素的半衰期解析：選AB發(fā)生衰變是放出He，發(fā)生衰變是放出e，設(shè)發(fā)生了x次衰變和y次衰變，則根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒有2xy8290,4x208

6、232，解得x6，y4，故衰變過程中共發(fā)生6次衰變和4次衰變，A正確；在核反應(yīng)堆中，為使快中子減速，在鈾棒周圍要放“慢化劑”，常用的慢化劑有石墨、重水和普通水，B正確；發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，紅光的頻率小于藍光，不一定能發(fā)生光電效應(yīng)，C錯誤；放射性元素的半衰期只由自身性質(zhì)決定，與外界條件無關(guān)，D錯誤。7(2018·桂林、崇左調(diào)研)下列描述中正確的是()A質(zhì)子與中子結(jié)合成氘核的過程中吸收能量B某原子核經(jīng)過一次衰變和兩次衰變后，核內(nèi)中子數(shù)減少2個C.U(鈾核)衰變?yōu)镽n(氡核)要經(jīng)過3次衰變和4次衰變D發(fā)生光電效應(yīng)時入射光波長相同，從金屬表面逸出的光電子最大初

7、動能越大，這種金屬的逸出功越小解析：選D中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核有質(zhì)量虧損，釋放能量，選項A錯誤；某原子核經(jīng)過一次衰變和兩次衰變后，核內(nèi)中子數(shù)減少4個，選項B錯誤；U(鈾核)衰變?yōu)镽n(氡核)質(zhì)量數(shù)減小16，故要經(jīng)過4次衰變，根據(jù)電荷數(shù)守恒，則應(yīng)該經(jīng)過2次衰變，選項C錯誤；發(fā)生光電效應(yīng)時入射光波長相同，即光的頻率相同，根據(jù)hW逸出功Ek，從金屬表面逸出的光電子最大初動能越大，這種金屬的逸出功越小，選項D正確。8(2018·龍巖模擬)1995年科學(xué)家“制成”了反氫原子，它是由一個反質(zhì)子和一個圍繞它運動的正電子組成的。反質(zhì)子和質(zhì)子有相同的質(zhì)量，帶有等量異種電荷。反氫原子和氫原子有相同的能級分

8、布，氫原子能級如圖所示。下列說法中正確的是()A反氫原子光譜與氫原子光譜不同B基態(tài)反氫原子的電離能是13.6 eVC基態(tài)反氫原子能吸收11 eV的光子發(fā)生躍遷D在反氫原子譜線中，從n2能級躍遷到基態(tài)時放出光子的波長最長解析：選B反氫原子和氫原子有相同的能級分布，所以反氫原子光譜與氫原子光譜相同，故A錯誤；由題圖知，處于基態(tài)的氫原子的電離能是13.6 eV，則基態(tài)反氫原子的電離能也是13.6 eV，故B正確；基態(tài)的反氫原子吸收11 eV光子，能量為13.6 eV11 eV2.6 eV，不能發(fā)生躍遷，所以該光子不能被吸收，故C錯誤；在反氫原子譜線中，從n2能級躍遷到基態(tài)時放出光子的能量不是最小，故

9、對應(yīng)波長不是最長，故D錯誤。9多選用如圖甲所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。閉合開關(guān)S，用頻率為的光照射光電管時發(fā)生了光電效應(yīng)。圖乙是該光電管發(fā)生光電效應(yīng)時光電子的最大初動能Ek與入射光頻率的關(guān)系圖像，圖線與橫軸的交點坐標(biāo)為(a,0)，與縱軸的交點坐標(biāo)為(0，b)，下列說法中正確的是()A普朗克常量為hB斷開開關(guān)S后，電流表G的示數(shù)不為零C僅增加照射光的強度，光電子的最大初動能將增大D保持照射光強度不變，僅提高照射光頻率，電流表G的示數(shù)保持不變解析：選AB由EkhW0，可知題圖乙中圖線的斜率為普朗克常量，即h，故A正確；斷開開關(guān)S后，初動能大的光電子也可能到達陽極，所以電流表G的示數(shù)不為零，故B正確

10、；只有增大照射光的頻率，才能增大光電子的最大初動能，與光的強度無關(guān)，故C錯誤；保持照射光強度不變，僅提高照射光頻率，單個光子的能量增大，而光的強度不變，那么光子數(shù)一定減少，發(fā)出的光電子數(shù)也減少，電流表G的示數(shù)要減小，故D錯誤。10.多選“核反應(yīng)堆”是通過可控的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)實現(xiàn)核能的釋放的裝置(如圖所示)，核燃料是鈾棒，在鈾棒周圍要放“慢化劑”，快中子和慢化劑中的碳原子核碰撞后，中子能量減少變?yōu)槁凶?，碳核的質(zhì)量是中子的12倍，假設(shè)中子與碳核發(fā)生彈性正碰，而且認(rèn)為碰撞前中子動能是E0，碳核都是靜止的，則()A鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是指由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程B鎘棒的作用是與鈾棒發(fā)生化

11、學(xué)反應(yīng)，消耗多余的鈾原子核，從而達到控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度的目的C經(jīng)過一次碰撞，中子失去的動能為E0D在反應(yīng)堆的外面修建很厚的水泥防護層是用來屏蔽裂變產(chǎn)物放出的各種射線解析：選ACD鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是指由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代又一代繼續(xù)下去的過程，選項A正確；核反應(yīng)堆中，鎘棒的作用是吸收中子，以控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度，選項B錯誤；根據(jù)動量守恒定律有mv0mv112mv2，根據(jù)能量守恒定律有mv02mv12×12mv22，聯(lián)立可得v1v0，解得中子損失的動能為E0，選項C正確；水泥防護層的作用是屏蔽裂變產(chǎn)物放出的射線，選項D正確。11(2018·北京朝陽區(qū)模擬)從1907年起，密立根就

12、開始測量金屬的遏止電壓Uc(即圖甲所示的電路中電流表G的讀數(shù)減小到零時，加在電極K、A之間的反向電壓)與入射光的頻率，由此算出普朗克常量h，并與普朗克根據(jù)黑體輻射得出的h相比較，以檢驗愛因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性。按照密立根的方法，某實驗小組利用圖示裝置進行實驗，得到了某金屬的Uc­圖像如圖乙所示。下列說法正確的是()A該金屬的截止頻率約為4.30×1014 HzB該金屬的截止頻率約為5.50×1014 HzC該圖線的斜率為普朗克常量D該圖線的斜率為這種金屬的逸出功解析：選A設(shè)金屬的逸出功為W0，截止頻率為c，則W0hc。光電子的最大初動能Ek與遏止電壓Uc的關(guān)系

13、是EkeUc，光電效應(yīng)方程為EkhW0，聯(lián)立兩式可得：Uc，故Uc­圖像的斜率為，C、D錯誤；當(dāng)Uc0時，可解得：c，由題圖乙可知，c4.30×1014 Hz，即金屬的截止頻率約為4.30×1014 Hz，A正確，B錯誤。12多選(2018·湖北七市聯(lián)考)如圖所示是氫原子的能級圖，大量處于n5激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，一共可以放出10種不同頻率的光子。其中萊曼系是指氫原子由高能級向n1能級躍遷時放出的光子，則()A10種光子中波長最短的是n5激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時產(chǎn)生的B10種光子中有4種屬于萊曼系C使n5能級的氫原子電離至少要0.85 eV的能量D從n

14、2能級躍遷到基態(tài)釋放光子的能量等于從n3能級躍遷到n2能級釋放光子的能量解析：選AB由題圖可知，10種光子中，從n5激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)放出的光子能量最大，頻率最大，波長最短，故A正確；10種光子中，包括從n5、n4、n3和n2能級向n1 能級躍遷時放出的4種光子，這4種屬于萊曼系，故B正確；n5能級的氫原子具有的能量為0.54 eV，故要使其發(fā)生電離，至少需要0.54 eV的能量，故C錯誤；根據(jù)玻爾理論，從n2能級躍遷到基態(tài)釋放光子的能量：E1E2E13.4 eV(13.6 eV)10.2 eV，從n3能級躍遷到n2能級釋放光子的能量：E2E3E21.51 eV(3.4 eV)1.89 eV，二

15、者不相等，故D錯誤。13多選(2018·西工大附中模擬)如圖所示，用某單色光照射光電管的陰板K，會發(fā)生光電效應(yīng)。在陽極A和陰極K之間加上反向電壓，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，逐漸增大加在光電管上的電壓，直至電流表中電流恰為零，此時電壓表的電壓值U稱為遏止電壓?，F(xiàn)分別用頻率為1和2的單色光照射陰極，測得遏止電壓分別為U1和U2，設(shè)電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，下列說法正確的是()A頻率為1的光照射時，光電子的最大初速度為 B頻率為2的光照射時，光電子的最大初速度為 C陰極K的逸出功為D陰極K的極限頻率為解析：選ACD在陽極A和陰極K之間加上反向電壓，逸出的光電子在反向電場中做減速運動，根據(jù)

16、動能定理可得eU0mvm2，解得光電子的最大初速度為vmax ，所以頻率為1的光照射時，光電子的最大初速度為 ，頻率為2的光照射時，光電子的最大初速度為 ，A正確，B錯誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程可得h1eU1W，h2eU2W，聯(lián)立可得W，h，陰極K的極限頻率0，C、D正確。14多選(2018·焦作模擬)如圖所示，人工元素原子核Nh開始靜止在勻強磁場B1、B2的邊界MN上，某時刻發(fā)生裂變生成一個氦原子核He和一個Rg原子核，裂變后的微粒速度方向均垂直于B1、B2的邊界MN。氦原子核通過B1區(qū)域第一次經(jīng)過MN邊界時，距出發(fā)點的距離為l，Rg原子核第一次經(jīng)過MN邊界距出發(fā)點的距離也為l。則下列有關(guān)說法正確的是()A兩磁場的磁感應(yīng)強度B1B2為1112B兩磁場的磁感應(yīng)強度B1B2為111141C氦原子核和Rg原子核各自旋轉(zhuǎn)第一個半圓的