高考物理二轮复习 重点讲练专题十四 必考（3-5）（二）原子、原子核及波粒二象性-人教版高三全册物理试题.doc

专题十四 必考（3-5）（二） 原子、原子核及波粒二象性一、选择题(14题单选，59为多选，每题5分，共45分)1(2016·江苏)贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用下列属于放射性衰变的是()A. 614C 714N01eB. 92235U01n 53139I3995Y201nC12H13H24He01nD24He1327Al1530P01n答案A解析A为衰变方程，B为重核裂变，C轻核聚变，D原子核的人工转换，所以A项正确考点定位核反应方程方法技巧区分几种常见的核反应方程2(2015·江山市模拟)如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则()A若换用波长为1(1>0)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流B若换用波长为2(2<0)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流C增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大D若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生答案B解析A项，用波长为0的光照射阴极K时，电路中有光电流，知波长为0的光照射阴极K时，发生了光电效应换用波长为1(1>0)的光照射阴极K时，由于频率变小，不一定发生光电效应，电路中不一定有光电流，故A项错误；B项，换用波长为2(2<0)的光照射阴极K时，频率变大，一定能发生光电效应，电路中一定有光电流，故B项正确；C项，增加电路中电源的路端电压，当达到饱和电流，不再增大，故C项错误；D项，将电路中电源的极性反接，光电子做减速运动，还可能到达阳极，所以还可能有光电流故D项错误本题选择错误的，故选A、C、D三项考点定位本题旨在考查光电效应3(内蒙古赤峰二中月考)关于光电效应，下列说法正确的是()A动能最大的光电子的动能与入射光的频率成正比B光电子的动能越大，光电子形成的电流强度就越大C光子本身所具有的能量取决于光子本身的频率D用紫光照射某金属发生光电效应，用绿光照射该金属一定不发生光电效应答案C解析由爱因斯坦光电效应方程EkmhW0，入射光的频率越大，光子的最大初动能越大，但不是正比关系，A项错误；光电流的强度与入射光的强度有关，入射光越大，单位时间内溢出的光子数目越多，光电流越大，B项错误；由Eh知，光子的能量取决于光子本身的频率，C项正确；由EkmhW0知，发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，当紫光照射发生光电效应时，绿光照射时，也可能发生，D项错误4(2015·龙岩综测)图甲所示为氢原子的能级，图乙为氢原子的光谱已知谱线a是氢原子从n4的能级跃迁到n2能级时的辐射光，则谱线b可能是氢原子_时的辐射光(填选项前的字母)A从n5的能级跃迁到n3的能级B从n4的能级跃迁到n3的能级C从n5的能级跃迁到n2的能级D从n3的能级跃迁到n2的能级答案C解析谱线a是氢原子从n4的能级跃迁到n2的能级时的辐射光，波长大于谱线b，所以a光的光子频率小于b光的光子频率，所以b光的光子能量大于n4和n2间的能级差；n3跃迁到n2，n5跃迁到n3的能级差小于n4和n2的能级差；n5和n2间的能级差大于n4和n2间的能级差，故A、B、D项错误，C项正确故选C项考点定位本题旨在考查氢原子的能级公式和跃迁5.(2015·宝鸡三检)甲、乙两种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光频率间的关系分别如图中的a、b所示下列判断正确的是()A图线a与b不一定平行B乙金属的极限频率大于甲金属的极限频率C改变入射光强度不会对图线a与b产生任何影响D图线a与b的斜率是定值，与入射光和金属材料均无关系E甲、乙两种金属发生光电效应时，若光电子的最大初动能相同，甲金属的入射光频率大答案BCD解析A项，根据光电效应方程EkmhW0hh0知，图线的斜率表示普朗克常量，根据图线斜率可得出普朗克常量，因此甲与乙一定平行，且两斜率是固定值，与入射光和金属材料皆无关系，故A项错误；B项，横轴截距表示最大初动能为零时的入射光频率，此时的频率等于金属的极限频率，由图可知乙金属的极限频率大于甲金属的极限频率，故B项正确；C项，纵截距对应0的时候，此时纵截距就是逸出功的相反数，根据W0h0可求出，与入射光强度无关，故C项正确；D项，根据光电效应方程EkmhW0hh0知，图线的斜率表示普朗克常量，根据图线斜率可得出普朗克常量，与入射光和金属材料均无关系，故D项正确；E项，由B的分析知，乙金属的极限频率大于甲金属的极限频率，由EkmhW0hh0知，甲、乙两种金属发生光电效应时，若光电子的最大初动能相同，甲金属的入射光频率小，故E项错误故选B、C、D项6(2015·江苏)波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有()A光电效应现象揭示了光的粒子性B热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等答案AB解析光电效应说明光的粒子性，所以A项正确；热中子在晶体上产生衍射图样，即运动的实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，所以B项正确；黑体辐射的实验规律说明电磁辐射具有量子化，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐射用光的粒子性解释，即C错误；根据德布罗意波长公式，p22mEk，又质子的质量大于电子的质量，所以动能相等的质子和电子，质子的德布罗意波长较短，所以D项错误7(2015·陕西三模)如图是各种元素的原子核中核子的平均质量与原子序数Z的关系图像，由此可知()A若原子核D和E结合成原子核F，结合过程一定会释放能量B若原子核D和E结合成原子核F，结合过程一定要吸收能量C若原子核A分裂成原子核B和C，分裂过程一定要释放能量D若原子核A分裂成原子核B和C，分裂过程一定要吸收能量答案AC解析根据重核裂变、轻核聚变都有质量亏损，都向外释放能量，从而即可求解D和E结合成F，有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，有能量释放故A项正确，B项错误若A分裂成B和C，也有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，有能量释放故C项正确，D项错误考点定位本题旨在考察质能方程8(2016·淮安市5月最后一卷)下列说法中正确的是()A随着温度的升高，各种波长的辐射强度都在增加，同时辐射强度的极大值向波长较短的方向移动B在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变短C放射性元素原子核的半衰期长短与原子所处的化学状态和外部条件有关D衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的答案AD解析黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，A项正确；康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，根据，知波长增大，故B项错误；放射性元素原子核的半衰期长短与原子所处的化学状态和外部条件无关，只和自身因素有关，C项错误；衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的，D项正确9如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34 eV，下列对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是()A用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能发生光电效应现象B一群处于n3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率的光C一群处于n3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75 eVD用能量为10.3 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态E用能量为14.0 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离答案BCE解析当氢原子从高能级向低能级跃迁时，辐射出光子的能量有可能大于3.34 eV，锌板有可能发生光电效应，A项错误；由跃迁关系可知，B项正确；从n3能级向基态跃迁时发出的光子能量最大为12.09 eV，由光电效应方程可知，发出光电子的最大初动能为8.75 eV，C项正确；氢原子在吸收光子能量时需满足两能级间的能量差，因此D项错误；14.0 eV>13.6 eV，因此可以使处于基态的氢原子电离，E项正确二、非选择题(1013题，每题10分，14题15分，共55分)10.(2016·淮安市5月最后一卷)氢原子的能级图如图所示，现有一群处于n4能级上的氢原子，要使它们回到n2能级过程中，可能辐射_种不同频率的光子辐射出的光子照射某种金属，该金属的逸出功是2.25 eV，则产生的光电子最大初动能是_eV.答案30.30解析现有一群处于n4能级上的氢原子，要使它们回到n2能级过程中，有43，32，42三种可能，故有三种不同频率的光子，42辐射出的光子能量最大为W0.85(3.40)2.55 eV，所以根据WW0Ek，故光电子获得的最大动能为Ek0.30 eV.考点定位考查了氢原子跃迁，光电效应名师点睛解决本题的关键知道能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，然后根据EW0Ek可得电子最大动能11(2015·海南)氢原子基态的能量为E113.6 eV.大量氢原子处于某一激发态由这些氢原子可能发出的所有光子中，频率最大的光子能量为0.96 E1，频率最小的光子的能量为_eV(保留2位有效数字)，这些光子可具有_种不同的频率答案0.3110解析频率最大的光子能量为0.96E1，即En(13.6 eV)0.96×(13.6 eV)，解得En0.54 eV即n5，从n5能级开始，共有51，54，53，52，41，42，43，31，32，21，10种不同频率的光子频率最小的光子是从54跃迁，辐射的光子，能量为Emin0.54 eV(0.85 eV)0.31 eV.12(2015·江苏)(1)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电， 92235U是常用的核燃料. 92235U受一个中子轰击后裂变成 56144Ba和3689Kr两部分，并产生_个中子要使链式反应发生，裂变物质的体积要_(选填“大于”或者“小于”)它的临界体积(2)取质子的质量mp1.672 6×1027 kg，中子的质量mn1.674 9×1027 kg，粒子的质量m6.646 7×1027 kg，光速c3×108 m/s，请计算粒子的结合能(计算结果保留两位有效数字)答案(1)3大于(2)4.3×1012 J解析(1)由质量数和电荷数守恒可知： 92235U01n 56144Ba3689Kr3·01n，可见产生了3个中子，链式反应的一个条件是铀燃料的体积必须大于或等于临界体积(2)根据爱因斯坦质能方程Emc2，可求：E(2mp2mnm)c24.3×1012 J.13(2016·郑州市5月质检最后一卷)核裂变和核聚变的过程中能够放出巨大核能核裂变中经常使用的 92235U具有天然放射性，若 92235U经过7次衰变和m次衰变，变成82207Pb，则m_核聚变中，最常见的反应就是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核已知氘核的比结合能是1.09 MeV；氚核的比结合能是2.78 MeV；氦核的比结合能是7.03 MeV.则氢核聚变的方程是_；一次氢核聚变释放出的能量是_MeV.答案412H13H24He01n 17.6解析一次衰变电荷数减少2个，质量数减少4个，一次衰变质量数不变，电荷数增加1，根据电荷数和质量数守恒，有2357×4m×0207，927×2m×182，整理可得m4.氢核聚变方程必须满足质量数和电荷数守恒，那么就决定了氘氚结合成氦核，电荷数刚好，质量数少1，生成一个中子，所以12H13H24He01n.根据能量守恒有反应前等于反应后即1.09×22.78×37.03×4Q，可得Q17.6 MeV.考点衰变方程和聚变方程14(2016·淮安市5月最后一卷)一静止的 92238U核衰变为 90234Th核时，放出一个粒子，已知衰变过程中质量亏损为m, 90234Th的质量为m1，粒子质量为m2，光在真空中的速度为c.若释放的核能全部转化为系统的动能，请写出衰变方程并求出粒子的动能答案 92238U 90234Th24HeEkmc2解析根据质量数守恒和电荷数守恒，可得核反应方程为 92238U 90234Th24He，根据动量守恒定律0m1vTm2v由能量守恒mc2m1vT2m2v2解得，粒子的动能Ekmc2.考点定位考查了能量守恒定律的应用，核反应方程名师点睛在写化学方程式时，一定要注意电荷数和质量数守恒，在利用能量守恒时，一定要弄清楚能量的来源以及去处