（課標(biāo)版）高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題五 原子物理與物理學(xué)史 第16講 選擇題對“原子物理學(xué)”的考查限時(shí)練（含解析）-人教版高三全冊物理試題

選擇題對“原子物理學(xué)”的考查[A組基礎(chǔ)題練熟練快]1．(2019·甘肅張掖三診)下列說法正確的是()A．光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)揭示了光具有波粒二象性B．牛頓第一定律是利用邏輯推理對實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行分析的產(chǎn)物，能夠用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證C．英國物理學(xué)家湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，否定了“原子不可再分”的觀點(diǎn)D．愛因斯坦首先把能量子的概念引入物理學(xué)，否定了“能量連續(xù)變化”的觀點(diǎn)解析：光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)揭示了光具有粒子性，A錯(cuò)誤；牛頓第一定律是利用邏輯推理對實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行分析的產(chǎn)物，不能夠用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，B錯(cuò)誤；英國物理學(xué)家湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，否定了“原子不可再分”的觀點(diǎn)，C正確；普朗克在1900年把能量子引入物理學(xué)，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，D錯(cuò)誤．答案：C2．(2019·宜賓二診)我國科學(xué)家潘建偉院士預(yù)言十年左右量子通信將“飛”入千家萬戶．在通往量子論的道路上，一大批物理學(xué)家做出了卓越的貢獻(xiàn)，下列有關(guān)說法正確的是()A．愛因斯坦提出光子說，并成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象B．德布羅意第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念C．玻爾在1900年把能量子引入物理學(xué)，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念D．普朗克把光的波粒二象性推廣到實(shí)物粒子，預(yù)言實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性解析：愛因斯坦提出光子說，并成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象，選項(xiàng)A正確；玻爾第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；普朗克在1900年把能量子引入物理學(xué)，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，故C錯(cuò)誤；德布羅意把光的波粒二象性推廣到實(shí)物粒子，預(yù)言實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：A3．2018年中國散裂中子源(CSNS)將迎來驗(yàn)收，目前已建設(shè)的3臺譜儀也將啟動(dòng)首批實(shí)驗(yàn)．有關(guān)中子的研究，下列說法正確的是()A．Th核發(fā)生一次α衰變，新核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了4B．一個(gè)氘核和一個(gè)氚核經(jīng)過核反應(yīng)后生成氦核和中子是裂變反應(yīng)C．盧瑟福通過分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子D．中子和其他微觀粒子，都具有波粒二象性解析：α衰變的本質(zhì)是發(fā)生衰變的核中減少2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子形成氦核，所以一次α衰變，新核與原來的核相比，中子數(shù)減少了2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；裂變是較重的原子核分裂成較輕的原子核的反應(yīng)，而該反應(yīng)是較輕的原子核的聚變反應(yīng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；盧瑟福通過分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，查德威克通過α粒子轟擊鈹核(eq\o\al(9,4)Be)獲得碳核(eq\o\al(12,6)C)的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了中子，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；所有粒子都具有波粒二象性，選項(xiàng)D正確．答案：D4．(2019·湖南師大附中模擬)圖甲為研究光電效應(yīng)的電路圖；圖乙為靜止在勻強(qiáng)磁場中的某種放射性元素的原子核eq\o\al(A,Z)X衰變后產(chǎn)生的新核Y和某種射線的徑跡．下列說法不正確的是()A．圖甲利用能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)的兩種(或多種)頻率已知的光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)可測出普朗克常量B．圖甲電源的正負(fù)極對調(diào)，在光照條件不變的情況下，可研究得出光電流存在飽和值C．圖乙對應(yīng)的衰變方程為eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(A－4,Z－2)YD．圖乙對應(yīng)的衰變方程為eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(A,Z＋1)Y解析：根據(jù)光電效應(yīng)方程得eU遏＝hν－W0，其中W0為金屬的逸出功，所以h＝eq\f(eU遏＋W0,ν)，圖甲利用能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)的兩種(或多種)頻率已知的光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)可測出普朗克常量，故A正確；對于一定的光照條件，產(chǎn)生的光電子數(shù)目相等，將電源的正負(fù)極對調(diào)，調(diào)節(jié)電壓，最多能使所有光電子達(dá)到另一極板，此時(shí)即可研究得出光電流飽和值，故B正確；由圖乙可看出，原子核衰變后放出的粒子與新核所受的洛倫茲力方向相同，而兩者速度方向相反，則知兩者的電性相反，新核帶正電，則放出的必定是β粒子(電子)，發(fā)生了β衰變，故C錯(cuò)誤，D正確．答案：C5．(2019·遼寧大連聯(lián)考)下列說法正確的是()A．頻率越低的光，粒子性越顯著B．無論光強(qiáng)多強(qiáng)，只要入射光的頻率小于金屬的截止頻率，就不能發(fā)生光電效應(yīng)C．氫原子吸收光子后，電子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑變大，動(dòng)能也變大D．發(fā)生β衰變時(shí)，新核的核電荷數(shù)不變解析：頻率越低的光，光子的能量值越小，其動(dòng)量越小，粒子性越不顯著，故A錯(cuò)誤．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，無論入射光多強(qiáng)，只要入射光的頻率低于金屬的截止頻率，就不可能發(fā)生光電效應(yīng)，故B正確；氫原子吸收光子后，電子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑變大，根據(jù)keq\f(e2,r2)＝eq\f(mv2,r)，可知電子的動(dòng)能減小，故C錯(cuò)誤；發(fā)生β衰變時(shí)，原子核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，新核的質(zhì)量數(shù)不變，核電荷數(shù)增加一個(gè)，故D錯(cuò)誤．答案：B6．(多選)(2019·全國大聯(lián)考)關(guān)于近代物理，下列說法正確的是()A．放射性元素的半衰期與壓強(qiáng)有關(guān)，壓強(qiáng)越高，半衰期越大B．光電效應(yīng)中，光電子的最大初動(dòng)能與照射光光子能量成正比C．比結(jié)合能是結(jié)合能與核子數(shù)之比，比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定D．一個(gè)處于n＝6的激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時(shí)最多能輻射出5種不同頻率的光解析：放射性元素的半衰期與外部的物理?xiàng)l件以及所處的化學(xué)狀態(tài)均無關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，光電效應(yīng)中，光電子的最大初動(dòng)能Ekm隨照射光光子能量hν的增大而增大，但不是成正比關(guān)系，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；比結(jié)合能是結(jié)合能與核子數(shù)之比，比結(jié)合能越大，原子核分解成核子需要的能量越大，原子核越穩(wěn)定，選項(xiàng)C正確；一個(gè)處于n＝6的激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時(shí)最多能輻射出(6－1)即5種不同頻率的光，選項(xiàng)D正確．答案：CD7．(多選)(2019·安徽宣城二次調(diào)研)下列四幅圖涉及不同的物理知識，其中說法正確的是()A．圖甲：盧瑟福通過分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子B．圖乙：用中子轟擊鈾核使其發(fā)生裂變，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)會(huì)釋放出巨大的核能C．圖丙：玻爾理論指出氫原子能級是分立的，所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的D．圖丁：湯姆孫通過電子的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核內(nèi)還有復(fù)雜結(jié)構(gòu)解析：盧瑟福通過分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故A錯(cuò)誤；用中子轟擊鈾核使其發(fā)生裂變，裂變反應(yīng)會(huì)釋放出巨大的核能，故B正確；玻爾理論指出氫原子能級是分立的，所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的，故C正確；湯姆孫通過電子的發(fā)現(xiàn)揭示了原子有一定結(jié)構(gòu)，天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核內(nèi)還有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，故D錯(cuò)誤．答案：BC8．(多選)(2019·哈爾濱六中二模)某半導(dǎo)體激光器發(fā)射波長為1.5×10－6m，功率為5.0×10－3W的連續(xù)激光．已知可見光波長的數(shù)量級為10－7m，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，該激光器發(fā)出的()A．是紫外線B．是紅外線C．光子能量約為1.3×10－13JD．光子數(shù)約為每秒3.8×1016個(gè)解析：波長的大小大于可見光的波長，屬于紅外線，故A錯(cuò)誤，B正確．光子能量ε＝heq\f(c,λ)＝6.63×10－34×eq\f(3×108,1.5×10－6)J＝1.326×10－19J，故C錯(cuò)誤．每秒鐘發(fā)出的光子數(shù)n＝eq\f(Pt,ε)≈3.8×1016，故D正確．答案：BD9．(多選)(2019·廣東珠海聯(lián)考)下列說法正確的是()A．α粒子散射實(shí)驗(yàn)說明原子內(nèi)部具有核式結(jié)構(gòu)B．在eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X中，X表示質(zhì)子C．重核的裂變和輕核的聚變都是質(zhì)量虧損的放出核能過程D．一個(gè)氫原子從n＝1能級躍遷到n＝2能級，必需吸收光子解析：盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)說明原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故A正確．根據(jù)質(zhì)量數(shù)與質(zhì)子數(shù)守恒，可知，X的質(zhì)量數(shù)是1，電荷數(shù)是0，表示中子，故B錯(cuò)誤．重核的裂變和輕核的聚變都存在質(zhì)量虧損，從而放出核能，故C正確．根據(jù)躍遷公式，可知，一個(gè)氫原子從n＝1能級躍遷到n＝2能級，必須吸收能量，可能是吸收光子，也可能是電子與其他的電子發(fā)生碰撞而吸收能量，故D錯(cuò)誤．故選A、C.答案：AC[B組中難題目練通抓牢]10.(2019·天一大聯(lián)考)如圖所示為光電管的示意圖，光照時(shí)兩極間可產(chǎn)生的最大電壓為0.5V．若光的波長約為6×10－7m，普朗克常量為h，光在真空中的傳播速度為c，取hc＝2×10－25J·m，電子的電荷量為1.6×10－19C，則下列判斷正確的是()A．該光電管K極的逸出功大約為2.53×10－19JB．當(dāng)光照強(qiáng)度增大時(shí)，極板間的電壓會(huì)增大C．當(dāng)光照強(qiáng)度增大時(shí)，光電管的逸出功會(huì)減小D．若改用頻率更大、強(qiáng)度很弱的光照射時(shí)，兩極板間的最大電壓可能會(huì)減小解析：該光電管K極的逸出功大約為W0＝eq\f(hc,λ)－Ue＝eq\f(2×10－25,6×10－7)J－0.5×1.6×10－19J≈2.53×10－19J，選項(xiàng)A正確；當(dāng)光照強(qiáng)度增大時(shí)，極板間的電壓不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；光電管的逸出功由材料本身決定，與光照強(qiáng)度無關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在光電效應(yīng)中，根據(jù)光電效應(yīng)方程知，Ekm＝hν－W0＝eU，改用頻率更大的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大，兩極板間的最大電壓變大，故D錯(cuò)誤；故選A.答案：A11．(2019·全國大聯(lián)考)中國科學(xué)家吳宜燦獲得2018年歐洲聚變核能創(chuàng)新獎(jiǎng)，獲獎(jiǎng)理由：開發(fā)了一種新的基于CAD的粒子傳輸軟件，用于核設(shè)計(jì)和輻射安全計(jì)算．下列關(guān)于聚變的說法中，正確的是()A．同樣質(zhì)量的物質(zhì)裂變時(shí)釋放的能量比同樣質(zhì)量的物質(zhì)聚變時(shí)釋放的能量大很多B．裂變過程有質(zhì)量虧損，聚變過程質(zhì)量有所增加C．核反應(yīng)堆產(chǎn)生的能量來自輕核聚變D．聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)每個(gè)核子釋放的平均能量一定大解析：同樣質(zhì)量的物質(zhì)聚變時(shí)釋放的能量比同樣質(zhì)量的物質(zhì)裂變時(shí)釋放的能量大很多，故A錯(cuò)誤；重核的裂變和輕核的聚變都會(huì)放出核能，根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程E＝mc2，一定有質(zhì)量虧損，故B錯(cuò)誤；核反應(yīng)堆產(chǎn)生的能量來自重核裂變，故C錯(cuò)誤；在一次聚變反應(yīng)中釋放的能量不一定比裂變反應(yīng)多，但平均每個(gè)核子釋放的能量一定大，故D正確．答案：D12．(2019·福建福州質(zhì)檢)研究光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示，用光強(qiáng)相同的黃光和藍(lán)光照射光電管陰極K時(shí)，測得相應(yīng)的遏止電壓分別為U1和U2，產(chǎn)生的光電流I隨光電管兩端電壓U的變化規(guī)律如圖(b)所示．已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為－e，黃光和藍(lán)光的頻率分別為ν1和ν2，且ν1<ν2.則下列判斷正確的是()(a)(b)A．U1>U2B．圖(b)中的乙線是對應(yīng)黃光照射C．根據(jù)題述條件無法算出陰極K金屬的極限頻率D．用藍(lán)光照射時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為eU2解析：根據(jù)光電效應(yīng)方程則有：Ekm1＝hν1－W0＝eU1，Ekm2＝hν2－W0＝eU2，由于藍(lán)光的頻率ν2大于黃光的頻率ν1，則有U1<U2，所以圖(b)中的乙線是對應(yīng)藍(lán)光照射；用藍(lán)光照射時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為eU2，陰極K金屬的極限頻率ν0＝eq\f(W0,h)＝ν2－eq\f(eU2,h)，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤．答案：D[C組探究創(chuàng)新從容應(yīng)對]13.(2019·湖南衡陽聯(lián)考)在勻強(qiáng)磁場中，一個(gè)原來靜止的原子核，由于衰變放射出某種粒子，結(jié)果得到一張兩個(gè)相切圓1和2的徑跡照片如圖所示，已知兩個(gè)相切圓半徑分別為r1、r2，則下列說法正確的是()A．原子核可能發(fā)生α衰變，也可能發(fā)生β衰變B．徑跡2可能是衰變后新核的徑跡C．若衰變方程是eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He，則衰變后新核和射出的粒子的動(dòng)能之比為117∶2D．若衰變方程是eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He，則r1∶r2＝1∶45解析：原子核衰變過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律可知，衰變生成的新核與粒子的動(dòng)量方向相反，粒子速度方向相反，由左手定則可知，若生成的新核與粒子電性相反則在磁場中的軌跡為內(nèi)切圓，若電性相同則在磁場中的軌跡為外切圓，故A錯(cuò)誤；核反應(yīng)過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，原子核原來靜止，初動(dòng)量為零，由動(dòng)量守恒定律可知，原子核衰變生成的新核與粒子動(dòng)量p大小相等，方向相反，粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：qvB＝meq\f(v2,r)，解得：r＝eq\f(mv,qB)＝eq\f(p,qB)，由于p、B相同，則電荷量q越大，軌道半徑越小，由于新核的電荷量大，所以新核的半徑小于粒子的軌道半徑，所以r2為粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，故B錯(cuò)誤；核反應(yīng)過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，原子核原來靜止，初動(dòng)量為零，由動(dòng)量守恒定律可知，原子核衰變生成的新核與粒子動(dòng)量p大小相等，方向相反，由動(dòng)能與動(dòng)量的關(guān)系Ek＝eq\f(p2,2m)，所以動(dòng)能之比等于質(zhì)量的反比，即為2∶117，故C錯(cuò)誤；由B項(xiàng)分析知，r1∶r2＝2∶90＝1∶45，故D正確．答案：D14．(多選)(2019·西南名校聯(lián)盟聯(lián)考)如圖為英國物理學(xué)家查德威克發(fā)現(xiàn)中子的實(shí)驗(yàn)示意圖，利用釙(eq\o\al(210,84)Po)衰變放出的α粒子轟擊鈹(eq\o\al(9,4)Be)時(shí)產(chǎn)生了未知射線．查德威克曾用這種射線分別轟擊氫原子(eq\o\al(1,1)H)和氮原子(eq\o\al(14,7)N)，結(jié)果打出了一些氫核