大二輪高考總復(fù)習(xí)物理第13講光電效應(yīng)原子與原子核（專題強化訓(xùn)練）

專題強化訓(xùn)練(十三)光電效應(yīng)、原子與原子核一、選擇題(1～9為單選題，10～16為多選題)1．(2017·南昌市高三模擬)下列說法正確的是()A．光子像其他粒子一樣，不但具有能量，也具有動量B．比結(jié)合能越大，原子核越不穩(wěn)定C．將由放射性元素組成的化合物進行高溫分解，會改變放射性元素的半衰期D．原子核的質(zhì)量大于組成它的核子的質(zhì)量之和，這個現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損解析：光子像其他粒子一樣，不但具有粒子性，而且也有波動性，則不但具有能量，也具有動量，故A正確；比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，B錯誤；放射性元素的半衰期與外界因素沒有任何關(guān)系，只和本身性質(zhì)有關(guān)，C錯誤；原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和，這個現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損，故D錯誤．答案：A2．(2017·懷化市高三模擬)下列說法中錯誤的是()A．光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)都說明光具有粒子性B．光電效應(yīng)中光電子的最大動能與入射光頻率有關(guān)，與入射光強度無關(guān)C．通過α粒子散射實驗盧瑟福提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型D．太陽輻射能量主要來自于太陽內(nèi)部的裂變反應(yīng)解析：光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)都說明光具有粒子性，選項A正確；光電效應(yīng)中光電子的最大動能與入射光頻率有關(guān)，與入射光強度有關(guān)，選項B正確；通過α粒子散射實驗盧瑟福提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，選項C正確；太陽輻射能量主要來自于太陽內(nèi)部的聚變反應(yīng)，選項D錯誤；此題選擇錯誤的選項，故選D．答案：D3．(2017·天津卷)我國自主研發(fā)制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先通過權(quán)威機構(gòu)認證，這是我國對國際熱核聚變項目的重大貢獻．下列核反應(yīng)方程中屬于聚變反應(yīng)的是()A．eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n B．eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)HC．eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n D．eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n解析：本題考查核反應(yīng)類型．選項A是質(zhì)量小的核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，屬于核聚變．選項B是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的人工轉(zhuǎn)變方程．選項C是約里奧·居里夫婦發(fā)現(xiàn)人工放射性同位素的人工轉(zhuǎn)變方程．選項D是鈾核在中子轟擊下分裂為中等質(zhì)量的核的過程，屬于核裂變．答案：A4．(2017·蘇錫常鎮(zhèn)四市高三調(diào)研)如圖所示為研究光電效應(yīng)現(xiàn)象的實驗，電路中所有元件完好，當光照射到光電管上時，靈敏電流計中沒有電流通過，可能的原因是()A．入射光強度較弱 B．入射光波長太長C．電源電壓太高 D．光照射時間太短解析：光的強度和光照時間都不能決定能否發(fā)生光電效應(yīng)；光照射到光電管上時，靈敏電流計中沒有電流通過，則可能是沒有發(fā)生光電效應(yīng)，即入射光的頻率過小，波長較大造成的；電源電壓也不能決定光電管中能否有光電流；故選項B正確，ACD錯誤；故選B．答案：B5．(2017·甘肅省高三診斷)如圖為氫原子的能級示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，當原子向低能級躍遷時輻射出若干不同頻率的光．關(guān)于這些光下列說法正確的是()A．最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的光是由n＝4能級躍遷到n＝1能級產(chǎn)生的B．頻率最小的光是由n＝2能級躍遷到n＝1能級產(chǎn)生的C．這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光D．用n＝2能級躍遷到n＝1能級輻射出的光去照射逸出功為6.34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng)解析：由n＝4能級躍遷到n＝3能級產(chǎn)生的光，能量最小，波長最長，因此最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象，故A錯誤；由能級差可知能量最小的光頻率最小，是由n＝4能級躍遷到n＝3能級產(chǎn)生的，故B錯誤；處于n＝4能級的氫原子能發(fā)射eq\f(nn－1,2)＝6種頻率的光，故C錯誤；由n＝2能級躍遷到n＝1能級輻射出的光的能量為ΔE＝－3.4－(－13.6)＝10.2eV，大于6.34eV，能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故D正確．故選D．答案：D6．(2017·宜賓市二診)有關(guān)原子結(jié)構(gòu)和原子核的認識，下列說法正確的是()A．居里夫人最先發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象B．倫琴射線的發(fā)現(xiàn)揭示了原子具有核式結(jié)構(gòu)C．在光電效應(yīng)中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)D．在衰變方程eq\o\al(239,94)Pu→X＋eq\o\al(4,2)He＋γ中，X原子核的質(zhì)量數(shù)是234解析：貝克勒爾首先發(fā)現(xiàn)了天然放射性現(xiàn)象，證明原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)；故AB錯誤；在光電效應(yīng)中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，選項C正確；在衰變方程eq\o\al(239,94)Pu→X＋eq\o\al(4,2)He＋γ中，X原子核的質(zhì)量數(shù)是235，電荷數(shù)為92，選項D錯誤；故選C．答案：C7．(2017·包頭市高三模擬)下列說法正確的是()A．β衰變所釋放的電子是原子核外的電子電離形成的B．對于某種金屬，超過極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能就越大C．原子從較高的激發(fā)態(tài)向較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷的過程，是吸收能量的過程．D．用能量等于氘核結(jié)合能的光子照射靜止氘核，可使氘核分解為一個質(zhì)子和一個中子解析：β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化而來的，不是原子核外的電子電離形成的，故A錯誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程知，Ekm＝hν－W0，入射光子頻率越高，光電子的最大初動能越大．光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān)，B正確；原子從較高的激發(fā)態(tài)向較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷的過程，根據(jù)玻爾理論得知，釋放能量；C錯誤；核子結(jié)合成原子核與原子核分解為核子是逆過程，質(zhì)量的變化相等，能量變化也相等，故用能量等于氘核結(jié)合能的光子照射靜止氘核，但分解后不可能都靜止，需要能量大于氘核結(jié)合能的光子照射靜止氘核，才可能使氘核分解為一個質(zhì)子和一個中子，D錯誤；故選B．答案：B8．(2017·南平市高中檢測)用如圖甲所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象．閉合電鍵S，用頻率為ν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ν的關(guān)系圖象，圖線與橫軸的交點坐標為(a,0)，與縱軸的交點坐標為(0，－b)，下列說法中正確的是()A．普朗克常量為h＝eq\f(a,b)B．斷開電鍵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：由hν＝W0＋Ek，變形得Ek＝hν－W0，可知圖線的斜率為普朗克常量，即h＝eq\f(b,a)，故A錯誤；斷開電鍵S后，初動能大的光電子，也可能達到陰極，所以電流表G的示數(shù)不為零，故B正確；只有增大入射光的頻率，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)出的光電數(shù)也減少，電流表G的示數(shù)要減小，故D錯誤．答案：B9．(2017·江西師范大學(xué)附屬中學(xué)高三月考)勻強電場中有一個原來靜止的碳14原子核，它放射出的粒子與反沖核的徑跡是兩個內(nèi)切的圓，兩圓的直徑之比為7∶1，如圖所示，那么碳14的衰變方程為()A．eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,1)e＋eq\o\al(14,5)B B．eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(10,4)BeC．eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(14,5)B D．eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(14,7)N解析：原子核的衰變過程滿足動量守恒，粒子與反沖核的速度方向相反，根據(jù)左手定則判斷得知，粒子與反沖核的電性相反，則知粒子帶負電，所以該衰變是β衰變，此粒子是β粒子，符號為eq\o\al(0,－1)e.兩帶電粒子動量大小相等，方向相反，就動量大小而言有：m1v1＝m2v2，由帶電粒子在勻強磁場中圓周運動的半徑公式可得r＝eq\f(mv,qB)，可見r與q成反比．由題意，大圓與小圓的直徑之比為7∶1，半徑之比為7∶1，則得：粒子與反沖核的電荷量之比為1∶7，所以反沖核的電荷量為7e，電荷數(shù)是7，其符號為eq\o\al(14,7)N，所以碳14的衰變方程為eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)e，故D正確．答案：D10．(2017·江蘇省聯(lián)盟高三聯(lián)考)下列關(guān)于物理史實的說法中正確的是()A．普朗克根據(jù)黑體輻射的規(guī)律，提出了能量子的觀點B．貝克勒爾通過研究鈾礦石，發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象C．玻爾根據(jù)α粒子散射實驗，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型D．湯姆遜通過研究陰極射線發(fā)現(xiàn)了電子，并精確測量出電子的電荷量解析：普朗克為解釋黑體輻射的規(guī)律，提出了能量子的觀點，所以A正確；貝克勒爾通過研究鈾礦石，發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，故B正確；盧瑟福根據(jù)α粒子散射實驗，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，所以C錯誤；湯姆遜通過研究陰極射線發(fā)現(xiàn)了電子，密立根通過油滴實驗精確測量出電子的電荷量，故D錯誤．答案：AB11．(2017·第一次全國大聯(lián)考卷Ⅰ)下列說法中正確的是()A．光子具有能量，但是沒有動量B．玻爾認為，原子中電子軌道是量子化的，能量也是量子化的C．用X射線和紫光照射同一金屬表面都能發(fā)生光電效應(yīng)，則用X射線照射時光電子的最大初動能較大D．輕核聚變更為清潔、安全，目前大型核電站都是利用輕核的聚變發(fā)電的解析：光子不僅具有能量，也具有動量，A錯誤；玻爾認為，原子中電子軌道是量子化的，能量也是量子化的，B正確；用X射線和紫光照射同一金屬表面都能發(fā)生光電效應(yīng)，由光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W可知，用頻率比較大的X射線照射時光電子的最大初動能較大，C正確；目前核電站是利用重核的裂變發(fā)電的，D錯誤．答案：BC12．(2017·第一次全國大聯(lián)考卷Ⅰ)下列說法正確的是()A．光電效應(yīng)揭示了光的粒子性，而康普頓效應(yīng)從動量方面進一步揭示了光的粒子性B．愛因斯坦曾經(jīng)大膽假設(shè)：振動著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整數(shù)倍，這個不可再分的最小能量值ε也叫做能量子C．比結(jié)合能小的原子核結(jié)合成或分解成比結(jié)合能大的原子核時一定放出核能D．放射性元素的半衰期與元素所處環(huán)境的溫度無關(guān)，但與原子所處的化學(xué)狀態(tài)有關(guān)解析：光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)都揭示了光的粒子性，故A正確；普朗克曾經(jīng)大膽假設(shè)：振動著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量的整數(shù)倍，這個不可再分的最小能量也叫做能量子，故B錯誤；中等核的比結(jié)合能較大，比結(jié)合能小的原子核結(jié)合成或分解成比結(jié)合能大的原子核時，都有質(zhì)量虧損，會放出核能，故C正確；放射性元素的半衰期由原子核內(nèi)部決定，與外界的溫度無關(guān)，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)也無關(guān)，故D錯誤．答案：AC13．(2017·太原市高三模擬)釷eq\o\al(234,90)Th具有放射性，它能放出一個新的粒子而變?yōu)殓heq\o\al(234,91)Pa，同時伴隨有γ射線產(chǎn)生，其方程為eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋X，釷的半衰期為24天．則下列說法中正確的是()A．一塊純凈的釷234礦石經(jīng)過24天，礦石的質(zhì)量僅剩下原來質(zhì)量的一半B．X是釷核中的一個中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子時產(chǎn)生的C．γ射線是釷原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的鏷234的原子核釋放的D．γ射線具有很強的電離作用，對人體細胞破壞能力較大解析：一塊純凈的釷234礦石經(jīng)過24天，釷核有半數(shù)發(fā)生衰變，不是礦石的質(zhì)量僅剩下原來質(zhì)量的一半，故A錯誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒得出X是電子，其產(chǎn)生的本質(zhì)是釷核中的一個中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子時產(chǎn)生的，所以B正確；釷原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的鏷234的原子核處于激發(fā)態(tài)，不穩(wěn)定，向基態(tài)躍遷的過程以γ射線向外釋放能量，所以C正確；γ射線具有很強的穿透本領(lǐng)，電離作用很弱，所以D錯誤．答案：BC14．(2017·江蘇卷)原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示．根據(jù)該曲線，下列判斷正確的有()A．eq\o\al(4,2)He核的結(jié)合能約為14MeVB．eq\o\al(4,2)He核比eq\o\al(6,3)Li核更穩(wěn)定C．兩個eq\o\al(2,1)H核結(jié)合成eq\o\al(4,2)He核時釋放能量D．eq\o\al(235,92)U核中核子的平均結(jié)合能比eq\o\al(89,36)Kr核中的大解析：由圖象可知，eq\o\al(4,2)He的比結(jié)合能約為7MeV，其結(jié)合能應(yīng)為28MeV，故A錯誤．比結(jié)合能較大的核較穩(wěn)定，故B正確．比結(jié)合能較小的核結(jié)合成比結(jié)合能較大的核時釋放能量，故C正確．比結(jié)合能就是平均結(jié)合能，故由圖可知D錯誤．答案：BC15．(2017·河南省天一高三聯(lián)考)1905年，愛因斯坦把普朗克的量子化概念進一步推廣，成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象，提出了光子說．在給出與光電效應(yīng)有關(guān)的四個圖象中，下列說法正確的是()A．圖1中，當紫外線照射鋅板時，發(fā)現(xiàn)驗電器指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，說法鋅板帶正電，驗電器帶負電B．圖2中，從光電流與電壓的關(guān)系圖象中可以看出，電壓相同時，光照越強，光電流越大，說明遏止電壓和光的強度有關(guān)C．圖3中，若電子電量用e表示，ν1、νc、U1已知，由Uc－ν圖象可求得普朗克常量的表達式為h＝eq\f(U1e,ν1－νc)D．圖4中，由光電子最大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖象可知該金屬的逸出功為E或hν0解析：用紫外線燈發(fā)出的紫外線照射鋅板，鋅板失去電子帶正電，驗電器與鋅板相連，則驗電器的金屬球和金屬指針帶正電，故選項A錯誤；由圖可知電壓相同時，光照越強，光電流越大，只能說明光電流強度與光的強度有關(guān)，遏止電壓只與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強度無關(guān)，故選項B錯誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Uce＝hν－W0，可知Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，圖像Uc－ν的斜率表示eq\f(h,e)，即eq\f(h,e)＝eq\f(U1,ν1－νc)，解得h＝eq\f(U1e,ν1－νc)，故選項C正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0知道Ek－ν圖線的縱軸截距的絕對值表示逸出功，則逸出功為E，當最大初動能為