高考物理 第一篇 选择题拿满分必须夯实的14种热考题型 专题02 原子物理题型抢分卷-人教版高三全册物理试题.doc

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1、专题02 原子物理一、考法分析和解题技法热门考法考法1 光电效应的实验规律考法2 光电效应方程及光电效应图象考法3 光的波粒二象性物质波考法4 原子的核式结构考法5 玻尔理论考法6 原子核及核反应考法7 核力与核能解题技法技法1 掌握光电效应的概念、条件、规律和解释；技法2 掌握3个关系：(1)爱因斯坦光电效应方程EkhW0.(2)光电子的最大初动能Ek可以利用光电管实验的方法测得，即EkeUc，其中Uc是遏止电压(3)光电效应方程中的W0为逸出功，它与极限频率c的关系是W0hc.技法3 理解光的波粒二象性、物质波；技法4 掌握粒子散射实验现象及分析和物理学史；技法5 理解玻尔理论和能级跃迁；

2、技法6 掌握衰变、放射现象和核反应方程式；技法7 理解核能，学会核能的计算和综合应用。二、 真题再现考例1 (2016课标卷，35(1)现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生下列说法正确的是（ ）A保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B入射光的频率变高，饱和光电流变大C入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生E遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关【答案】ACE【考法】光电效应的实验规律。考例2 (2017课标卷，19)在光电效应实验中，分别用频率为a、b的单色光a、b照

3、射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb.h为普朗克常量下列说法正确的是()A若ab，则一定有UaUbB若ab，则一定有EkaEkbC若UaUb，则一定有EkaEkbD若ab，则一定有haEkahbEkb【答案】BC【解析】光电效应中遏止电压与最大初动能之间的关系为eUEk，根据光电效应方程可知EkhW0，若ab，则EkaEkb，UaUb，选项A错误，选项B正确；若UaUb，则EkaEkb，选项C正确；由光电效应方程可得W0hEk，则haEkahbEkb，选项D错误【考法】光电效应方程及应用。考例3 (2015课标卷，35(1)实物粒子和光都具

4、有波粒二象性下列事实中突出体现波动性的是()A电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D人们利用电子显微镜观测物质的微观结构E光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关【答案】ACD【解析】电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，可以说明电子是一种波，故A正确；射线在云室中穿过会留下清晰的径迹，可以说明射线是一种粒子，故B错误；人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，中子衍射说明中子是一种波，故C正确；人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，利用了电子束的衍射现象，说明电子束是一种波，故D正确；光电

5、效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，说明光是一种粒子，故E错误【考法】对光的波粒二象性的理解。考例4 (2016海南卷，17(1)下列说法正确的是()A爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程B康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量C玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律D卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子的核式结构模型E德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长【答案】ACD【考法】粒子散射实验现象及分析考例5 (2016课标卷，35(1)在下列描述核过程的方程中，属于衰变的是_，属于衰变的是_，属于裂变的是_，属于聚变的是_.A.C

6、Ne B.PSeC.UThHe D.NHeOHE.UnXeSr2n F.HHHen【答案】CABEF【解析】天然放射性元素自发地放出粒子(即氦核He)的衰变属于衰变；放出粒子的衰变属于衰变；重核分裂成几个中等质量原子核的现象为核裂变；轻原子核聚合成较重原子核的反应为核聚变【考法】衰变。考例6 (2017课标卷，17)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电氘核聚变反应方程是：HHHen.已知H的质量为2.013 6 u，He的质量为3.015 0 u，n的质量为1.008 7 u,1 u931 MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为()A3.7 MeVB3.3 MeVC

7、2.7 MeV D0.93 MeV【答案】B【解析】在核反应方程HHHen中，反应前物质的质量m122.013 6 u4.027 2 u，反应后物质的质量m23.015 0 u1.008 7 u4.023 7 u，质量亏损mm1m20.003 5 u.则氘核聚变释放的核能为E9310.003 5 MeV3.3 MeV，选项B正确【考法】核能的计算及综合应用。三、 试题预测预测1 如图所示为光电管的工作电路图，分别用波长为0、1、2的单色光做实验，已知102.当开关闭合后，用波长为0的单色光照射光电管的阴极K时，电流表有示数，则下列说法正确的是() A光电管阴极材料的逸出功与入射光无关B若用波长

8、为1的单色光进行实验，则电流表的示数一定为零C若仅增大电源的电动势，则电流表的示数一定增大D若仅将电源的正负极对调，则电流表的示数可能为零【答案】AD【考法】光电效应的实验规律。预测2 利用图甲所示的实验装置观测光电效应，已知实验中测得某种金属的遏止电压Uc与入射频率之间的关系如图乙所示，电子的电荷量为e1.61019 C，则()A普朗克常量为B该金属的逸出功为eU1C电源的右端为正极D若电流表的示数为10 A，则每秒内从阴极发出的光电子数的最小值为6.251012【答案】B【考法】光电效应的实验规律。预测3 对光的认识，下列说法错误的是()A个别光子的行为表现出粒子性，大量光子的行为表现出波

9、动性B光的波动是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子性时，就不再具有波动性了D光的波动二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现得明显，在另外的某种场合下，光的粒子性表现得明显【答案】C【解析】根据波粒二象性可知个别光子的行为表现出粒子性，大量光子的行为表现出波动性，光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的，光的波粒二象性可理解为：在某种场合下光的波动性表现得明显，在另外的某种场合下，光的粒子性表现得明显，但两者不矛盾，不能说光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子性时，就不再具有波动性了，C错误【考法】

10、对光的波粒二象性的理解。预测4 在卢瑟福粒子散射实验中，有少数粒子发生了大角度偏转，其原因是()A原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B正电荷在原子内是均匀分布的C原子中存在着带负电的电子D原子只能处于一系列不连续的能量状态中【答案】A【考法】粒子散射实验现象及分析预测5 中国“北斗三号”全球组网卫星计划将在2017年7月左右进行首次发射“北斗三号”采用星载氢原子钟，其精度将比“北斗二号”的星载铷原子钟提高一个数量级如图所示为氢原子的能级图，以下判断正确的是() A处于n3能级的氢原子可以吸收任意频率的光子B欲使处于基态的氢原子被激发，可用12.09 eV的光子照射C当氢原子从n5的

11、状态跃迁到n3的状态时，要吸收光子D用n2能级跃迁到n1能级辐射出的光照射金属铂(逸出功为6.34 eV)时不能发生光电效应【答案】B【解析】根据玻尔理论，处于n3能级的氢原子只可以吸收能量值等于某两个能级之差的光子，选项A错误；n1能级的能量与n3能级的能量之差E1.51 eV(13.6 eV)12.09 eV，用12.09 eV的光子照射，根据玻尔理论，可以使处于基态的氢原子被激发，选项B正确；氢原子从高能级跃迁到低能级时辐射出光子，选项C错误；从n2能级跃迁到n1能级辐射出的光子的能量EE2E13.40 eV(13.6) eV10.2 eV，大于金属铂的逸出功6.34 eV，根据金属发生

12、光电效应的条件(入射光光子的能量大于金属的逸出功)，可以发生光电效应，选项D错误【考法】波尔理论。预测6 Th(钍)经过一系列和衰变，变成Pb(铅)，下列说法错误的是()A铅核比钍核少8个质子B铅核比钍核少16个中子C共经过4次衰变和6次衰变D共经过6次衰变和4次衰变【答案】C【解析】由于衰变不会引起质量数的减少，故可根据质量数的减少确定衰变的次数为x6. 再结合电荷数的变化情况和衰变规律来判定衰变的次数y，应满足：2xy90828，所以y2x84.【考法】衰变。预测7 现有两动能均为E00.35 MeV的H在一条直线上相向运动，两个H发生对撞后能发生核反应，得到He和新粒子；且在核反应过程中

13、释放的能量完全转化为He和新粒子的动能已知H的质量为2.0141u，He的质量为3.016 0 u，新粒子的质量为1.008 7 u，核反应时质量亏损1 u释放的核能约为931 MeV(如果涉及计算，结果保留整数)则下列说法正确的是()A核反应方程为 HHHeHB核反应前后不满足能量守恒定律C新粒子的动能约为3 MeVD. He的动能约为4 MeV【答案】C【考法】核能的计算及综合应用。四、 跟踪速练1(2018邢台市高三上学期高三初考)研究光电效应的电路如图所示用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流下列光电流I与A、

14、K之间的电压UAK的关系图象中，正确的是() 【答案】C【解析】由于光的频率相同，所以对应的反向遏止电压相同，选项A、B错误；发生光电效应时，在同样的加速电压下，光强度越大，逸出的光电子数目越多，形成的光电流越大，所以C正确，D错误2(2018江西南昌模拟)如图所示为研究光电效应现象的装置，阴极K与滑动变阻器的中心抽头c相连，当滑动触头P从a移到c的过程中，光电流始终为零，为了产生光电流，可采取的措施是()A增大入射光的强度 B增大入射光的频率C将P从c向a移动 D将P从c向b移动【答案】B3(2018保定市高三第一学期月考)如图所示，当弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，同

15、时与锌板相连的验电器铝箔有张角，则该实验()A只能证明光具有波动性B只能证明光具有粒子性C只能证明光能够发生衍射D证明光具有波粒二象性【答案】D【解析】弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，这是光的衍射，证明了光具有波动性验电器铝箔有张角，说明锌板发生了光电效应，则证明了光具有粒子性，所以该实验证明了光具有波粒二象性，D正确4(2018湖北重点中学高三上学期起点考试)下列说法正确的是()A只要照射到金属表面上的光足够强，金属就一定会发出光电子B.HeNOH是卢瑟福发现质子的核反应方程C放射性物质的半衰期不会随温度的升高而变短D一个处于n4能级的氢原子，最多可辐射出6种不同频率的

16、光子【答案】C5. (2018陕西部分中学高三第一学期摸底)静止在匀强磁场中的U发生衰变，产生一个未知粒子x，它们在磁场中的运动径迹如图所示下列说法正确的是() A该核反应方程为UxHeB粒子和x粒子在磁场中做圆周运动时转动方向相同C轨迹1、2分别是粒子、x粒子的运动径迹D粒子、x粒子运动径迹半径之比为451【答案】ABD【解析】根据核反应前后质量数和电荷数守恒可知核反应方程为UxHe，选项A正确；由于U核衰变后粒子和x粒子的动量等大反向，两粒子的电性相同，速度方向相反，由左手定则知两粒子转动方向相同，选项B正确；由r可知，轨迹1、2分别是x粒子、粒子的运动径迹，选项C错误；粒子与x粒子的动量

17、等大，所在磁场相同，运动径迹半径之比为451，选项D正确6(2018惠州市高三第一次调研)下列与粒子相关的说法中正确的是()A天然放射现象中产生的射线速度与光速相当，贯穿能力很强B.U(铀238)核放出一个粒子后就变为Th(钍234)C高速粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为HeNOnD丹麦物理学家玻尔进行了粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型【答案】B7(2017海南卷，T7)三束单色光1、2和3的波长分别为1、2和3(123)分别用这三束光照射同一种金属已知用光束2照射时，恰能产生光电子，下列说法正确的是()A用光束1照射时，不能产生光电子B用光束3照射时，不能产生光电子C用

18、光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多D用光束2照射时，光越强，产生的光电子最大初动能越大【答案】AC【解析】依据波长与频率的关系：，因123，那么12Ek2B单色光1的频率比单色光2的频率高C增大单色光1的强度，其遏止电压会增大D单色光1和单色光2的频率之差为【答案】D【解析】由于Ek1e|Uc1|，Ek2e|Uc2|，所以Ek1BC，则()A用入射光A照射金属b和c，金属b和c均可发生光电效应现象B用入射光A和B照射金属c，均可使金属c发生光电效应现象C用入射光C照射金属a和b，金属a、b均可发生光电效应现象D用入射光B和C照射金属a，均可使金属a发生光电效应现象【答案】CD

19、21.某金属在光的照射下发生光电效应，光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系如图所示，则() A普朗克常量为B入射光的频率为3c时，逸出的光电子的最大初动能为2EC频率大于2c的入射光照射该金属时才会发生光电效应D若光在真空中的速度为c，则波长大于的光照射该金属时才会发生光电效应【答案】B【解析】由光电效应方程EkhW0，结合图象可知金属的逸出功W0E，极限频率为c，所以hcW00，解得h，A错误；由光电效应方程EkhW0，则Ekh3cW02E，B正确；由题图可知频率不低于c的入射光照射该金属时会发生光电效应，即波长不大于的光照射该金属时才会发生光电效应，C、D错误22如图甲所示为某实验小组

20、成员研究某金属发生光电效应的遏止电压随照射光频率变化关系的实验装置，图乙为实验得到的遏止电压随照射光频率变化的关系图象，电子的电荷量e1.61019 C，则下列说法正确的是()A图甲中滑动变阻器的滑片移到最左端，电流计G的示数为零B由图乙得普朗克常量为6.41033 JsC由图乙可知，该金属的极限频率为5.01014 HzD当照射光的频率为17.51014 Hz时，逸出的光电子的最大初动能为3.21019 J【答案】C23(2014课标卷，T35(1)在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用下列说法符合历史事实的是()A密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B贝克勒尔通过

21、对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核 C居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D卢瑟福通过粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子E汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷【答案】ACE24一个氢原子从n3能级跃迁到n2能级，该氢原子()A放出光子，能量增加B放出光子，能量减少C吸收光子，能量增加D吸收光子，能量减少【答案】B【解析】氢原子从高能级向低能级跃迁时，放出光子，能量减少，故选项B正确，选项A、C、D错误25(2014课标卷，T35(1)关于天然放射性，下列说法正确的是()A所有元素都可能发生衰

22、变B放射性元素的半衰期与外界的温度无关C放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D、和三种射线中，射线的穿透能力最强E一个原子核在一次衰变中可同时放出、和三种射线【答案】BCD【解析】只有原子序数大于或等于83的元素才能发生衰变，选项A错半衰期由原子核内部的结构决定，与外界温度无关，选项B对放射性来自于原子核内部，与其形成的化合物无关，选项C对、三种射线中，射线能量最高，穿透能力最强，选项D对一个原子核在一次衰变中要么是衰变、要么是衰变，同时伴随射线的产生，选项E错26关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有()A.UThHe是衰变B.7NHe8OH是衰变C.HHHen是轻核聚变D.Se

23、Kr2e是重核聚变【答案】AC【解析】A项表示衰变，C项表示轻核聚变，D项不是重核裂变，而是衰变，选项A、C正确，D错误B项中核反应为原子核的人工转变，选项B错误27(2012大纲卷)U经过m次衰变和n次衰变，变成Pb，则()Am7，n3 Bm7，n4Cm14，n9 Dm14，n18【答案】B28.如图所示，某原子的三个能级的能量分别为E1、E2和E3.a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光，下列判断正确的是() AE1E2E3B(E3E2)(E2E1)Cb光的波长最长Dc光的频率最高【答案】D【解析】结合题图和电子跃迁时发出的光子的能量为：EEmEn可知，EcEaEb，能量差E3E2等于光

24、子a的能量，能量差E2E1等于光子b的能量，能量差E3E1等于光子c的能量，那么c对应的能量最大，而a对应的能量最小，由E1E2E3和能级公式En，有(E3E2)(E2E1)，故A、B错误；又E，c光的频率最高，a光的波长最长，故C错误，D正确29下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是()A根据、射线的特点可知，射线1是射线，射线2是射线，射线3是射线B氢原子辐射出一个光子后，电势能减小，总能量增大C天然放射性元素的半衰期由核内部自身的因素决定，跟所处的化学状态和外部条件无关D重核的裂变反应方程有：UnBaKr3n【答案】CD【解析】根据、射线的特点可知，射线1是射线，射线2是射线，射线3是射线，选项A错误；氢原子辐射出一个光子后，总能量减小，轨道半径减小，电势能减小，选项B错误；C、D正确30核潜艇是以核反应堆为动力来源的潜艇，有一种核裂变方程为UnXSr10n，下列说法正确的是()A裂变反应中亏损的质量变成了能量B裂变反应出现质量亏损导致质量数不守恒CX原子核中有54个质子DX原子核比铀核的平均结合能大【答案】CD