2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 原子物理 選修3-4 3-5 第81講 波粒二象性 原子和原子核加練半小時(shí) 教科版

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1、 第81講 波粒二象性 原子和原子核 1．(2017·黑龍江大慶中學(xué)高三上學(xué)期期末)下列幾種說(shuō)法中有一種是錯(cuò)誤的，它是(　　) A．大如太陽(yáng)、地球等這些宏觀的運(yùn)動(dòng)物體也具有波動(dòng)性，這種波是物質(zhì)波 B．光子與物質(zhì)微粒發(fā)生相互作用時(shí)，不僅遵循能量守恒，還遵循動(dòng)量守恒 C．光子與光電子是同一種粒子，它們對(duì)應(yīng)的波也都是概率波 D．核力是一種強(qiáng)相互作用力，熱核反應(yīng)中庫(kù)侖力做功與核力做功相比能忽略 2．(2017·黑龍江哈爾濱模擬)某種單色光照射到金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)，如果入射光的強(qiáng)度減弱，頻率不變，那么(　　) A．從光照到金屬表面上到逸出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加 B．逸出的光

2、電子的最大初動(dòng)能將減小 C．單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)將減少 D．有可能不發(fā)生光電效應(yīng) 3．(多選)(2017·山東煙臺(tái)模擬)如圖1甲所示，在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用相同頻率的單色光，分別照射陰極材料為鋅和銅的兩個(gè)不同的光電管，結(jié)果都能發(fā)生光電效應(yīng)．圖乙為其中一個(gè)光電管的遏止電壓U0隨入射光頻率ν變化的函數(shù)關(guān)系圖像．對(duì)于這兩個(gè)光電管，下列判斷正確的是(　　) 圖1 A．因?yàn)椴牧喜煌?，逸出功不同，所以遏止電壓U0不同 B．光電子的最大初動(dòng)能不同 C．兩個(gè)光電管的U0—ν圖像的斜率不同 D．兩個(gè)光電管的飽和光電流一定相同 4．(2017·福建南平3月質(zhì)檢)用如圖2甲所示的裝置研

3、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(shí)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(shí)光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖像，圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(a,0)，與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0，－b)，下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖2 A．普朗克常量為h＝ B．?dāng)嚅_電鍵S后，電流表G的示數(shù)不為零 C．僅增加照射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能將增大 D．保持照射光強(qiáng)度不變，僅提高照射光頻率，電流表G的示數(shù)保持不變 5．(多選)(2017·山東臨沂一模)如圖3所示，N為金屬板，M為金屬網(wǎng)，它們分別與電池的兩極相連，各電池的電動(dòng)勢(shì)和極性如圖所示，己知金屬板的逸出功為4.8eV

4、.現(xiàn)分別用不同頻率的光照射金屬板(各光子的能量已在圖上標(biāo)出)，則下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖3 A．A圖中無(wú)光電子射出 B．B圖中光電子到達(dá)金屬網(wǎng)時(shí)的動(dòng)能大小為1.5eV C．C圖中的光電子能到達(dá)金屬網(wǎng) D．D圖中光電子到達(dá)金屬網(wǎng)時(shí)的最大動(dòng)能為3.5eV 圖4 6．(2017·山東泰安一模)如圖4所示是光電管的原理圖，已知當(dāng)有波長(zhǎng)為λ0的光照到陰極K上時(shí)，電路中有光電流，則(　　) A．若增加電路中電源電壓，電路中光電流一定增大 B．若將電源極性反接，電路中一定沒(méi)有光電流產(chǎn)生 C．若換用波長(zhǎng)為λ1(λ1>λ0)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定沒(méi)有光電流 D．若換用

5、波長(zhǎng)為λ2(λ2<λ0)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定有光電流 7．(多選)(2017·河北衡水中學(xué)七調(diào))用甲、乙兩種單色光照射同一金屬做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)光電流與電壓的關(guān)系如圖5所示．已知普朗克常量為h，被照射金屬的逸出功為W，遏止電壓為U0，電子的電荷量為e，則下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖5 A．甲光的強(qiáng)度大于乙光的強(qiáng)度 B．甲光的頻率大于乙光的頻率 C．甲光照射時(shí)產(chǎn)生的光電子初動(dòng)能均為eU0 D．乙光的頻率為 8．(多選)氫原子能級(jí)的示意圖如圖6所示，大量氫原子從n＝4的能級(jí)向n＝2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見(jiàn)光a，從n＝3的能級(jí)向n＝2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見(jiàn)光b，則(　　)

6、 圖6 A．a(chǎn)光的光子能量大于b光的光子能量 B．氫原子從n＝4的能級(jí)向n＝3的能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)輻射出紫外線 C．處于能級(jí)n＝4的電子的動(dòng)能小于處于能級(jí)n＝2的電子的動(dòng)能 D．在真空中傳播時(shí)，b光的波長(zhǎng)較短 E．處在n＝1能級(jí)時(shí)核外電子離原子核最近 9.(多選)(2017·福建龍巖3月質(zhì)檢)氫原子的能級(jí)圖如圖7所示，可見(jiàn)光的光子能量范圍約為1.62eV～3.11eV，金屬鈉的逸出功為2.29eV，下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖7 A．大量處于n＝3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可發(fā)出1種頻率的可見(jiàn)光 B．大量處于n＝3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可發(fā)出2種頻率的可見(jiàn)光 C

7、．大量處于n＝3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光當(dāng)中有1種頻率的光能使鈉產(chǎn)生光電效應(yīng) D．大量處于n＝3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光當(dāng)中有2種頻率的光能使鈉產(chǎn)生光電效應(yīng) 10．(2017·湖北省部新大綱調(diào)研)根據(jù)玻爾理論，氫原子的能級(jí)公式為En＝(n為能級(jí)，A為基態(tài)能量)，一個(gè)氫原子中的電子從n＝4的能級(jí)直接躍遷到基態(tài)，在此過(guò)程中(　　) A．氫原子輻射一個(gè)能量為的光子 B．氫原子輻射一個(gè)能量為－的光子 C．氫原子輻射一系列頻率的光子，其中頻率最大的光子能量為 D．氫原子輻射一系列頻率的光子，其中頻率最大的光子能量為－ 11．(2017·重慶第二外國(guó)語(yǔ)學(xué)校二檢)氫原子處于

8、基態(tài)時(shí)的能量為E0，激發(fā)態(tài)與基態(tài)之間的能量關(guān)系為En＝(n＝1,2,3…)，處于基態(tài)的大量氫原子由于吸收某種單色光后，最多能產(chǎn)生3種不同頻率的光，已知普朗克常量為h，則產(chǎn)生的3種不同頻率的光中，最小的頻率為(　　) A.B．－C.D．－ 12．(多選)(2017·貴州凱里模擬)核電站核泄漏的污染物中含有碘131和銫137.碘131的半衰期約為8天，會(huì)釋放β射線；銫137是銫133的同位素，半衰期約為30年，發(fā)生衰變時(shí)會(huì)輻射γ射線，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．碘131釋放的β射線由氦核組成，β衰變的方程是13153I→13154Xe＋0－1e B．碘131釋放的β射線是電子流，β衰變的

9、方程是13153I→13154Xe＋0－1e C．與銫137相比，碘131衰變更慢，且銫133和銫137含有相同的質(zhì)子數(shù) D．銫137衰變時(shí)輻射出的γ光子能量大于可見(jiàn)光光子能量 13．(多選)(2017·福建廈門3月質(zhì)檢)靜止的21183Bi原子核在磁場(chǎng)中發(fā)生衰變后運(yùn)動(dòng)軌跡如圖8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(　　) 圖8 A．21183Bi→20781Tl＋42He B．21183Bi→21184Po＋e C．R1∶R2＝84∶1 D．R1∶R2＝207∶4 14．(2017·貴州貴陽(yáng)2月模擬)下列說(shuō)法正確的是(　

10、　) A．光電效應(yīng)表明光子具有波動(dòng)性 B．在核反應(yīng)過(guò)程中，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，能量不守恒 C．在147N＋42He→178O＋X核反應(yīng)中，X是質(zhì)子，這個(gè)反應(yīng)過(guò)程叫衰變 D．處于n＝3能級(jí)上的一群氫原子向低能級(jí)躍遷，最多能夠產(chǎn)生3條譜線 15．(2017·陜西寶雞一模)放射性同位素釷23290Th經(jīng)一系列α、β衰變后生成氡22086Rn，以下說(shuō)法正確的是(　　) A．每經(jīng)過(guò)一次α衰變?cè)雍说馁|(zhì)量數(shù)會(huì)減少2個(gè) B．每經(jīng)過(guò)一次β衰變?cè)雍说馁|(zhì)子數(shù)會(huì)增加1個(gè) C．放射性元素釷23290Th的原子核比氡22086Rn原子核的中子數(shù)少4個(gè) D．釷23290Th衰變成氡22086Rn一共經(jīng)過(guò)2

11、次α衰變和3次β衰變 答案精析 1．C　[大如太陽(yáng)、地球等這些宏觀的運(yùn)動(dòng)物體也具有波動(dòng)性，這種波是物質(zhì)波，故A正確；光子與物質(zhì)微粒發(fā)生相互作用時(shí)，不僅遵循能量守恒，還遵循動(dòng)量守恒，故B正確；光子是光的組成部分，而光電子是電子，故二者不相同，故C錯(cuò)誤；根據(jù)核力的特點(diǎn)可知，核力是一種強(qiáng)相互作用力，熱核反應(yīng)中庫(kù)侖力做功與核力做功相比能忽略，故D正確；本題選錯(cuò)誤的，故選C.] 2．C　[若能發(fā)生光電效應(yīng)，發(fā)生光電效應(yīng)的時(shí)間與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)．若入射光的強(qiáng)度減弱，頻率保持不變，可知仍然可以發(fā)生光電效應(yīng)，根據(jù)光電效應(yīng)方程hν＝mv2＋W知，光電子的最大初動(dòng)

12、能不變，故B、D錯(cuò)誤；入射光的強(qiáng)度減弱，則入射光的光子的數(shù)目減少，單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少，故C正確．] 3．AB　4.B　5.AB　6.D 7．AD　[根據(jù)光的強(qiáng)度越強(qiáng)，則光電子數(shù)目越多，對(duì)應(yīng)的飽和電流越大，即可判定甲光的強(qiáng)度較大，選項(xiàng)A正確；由光電效應(yīng)方程mv2＝hν－W，mv2＝eU0，由圖可知，甲、乙的遏止電壓相同，故甲、乙的頻率相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；甲光照射時(shí)產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為eU0，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)mv2＝hν－W＝eU0，可得ν＝，選項(xiàng)D正確．] 8．ACE　[根據(jù)躍遷規(guī)律可知高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射光子的能量等于這兩個(gè)能級(jí)的能量差．由公式：hν＝Em

13、－En，可知從n＝4向n＝2躍遷時(shí)輻射光子的能量大于從n＝3向n＝2躍遷時(shí)輻射光子的能量，則可見(jiàn)光a的光子能量大于b光的光子能量，又根據(jù)光子能量E＝hν可得a光的光子的頻率較大，由λ＝，則a光的波長(zhǎng)較短，故A正確，D錯(cuò)誤；從n＝4的能級(jí)向n＝3的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的光子能量小于a光的光子能量，因?yàn)樽贤饩€的能量大于可見(jiàn)光，所以不可能為紫外線，故B錯(cuò)誤．根據(jù)庫(kù)侖力提供向心力k＝m，可知越靠近原子核，電子的速度越大，動(dòng)能越大，那么處于能級(jí)n＝4的電子的動(dòng)能小于處于能級(jí)n＝2的電子的動(dòng)能，故C正確；n＝1能級(jí)是最貼近原子核的能級(jí)，所以在n＝1能級(jí)時(shí)核外電子離原子核最近，故E正確．] 9．AD　10.B

14、 11．B　[處于基態(tài)的氫原子能量為E0，n＝2能級(jí)的原子能量為，n＝3能級(jí)的原子能量為，從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)，能量變化最小，則對(duì)應(yīng)的頻率最小，因此從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)有－＝hν，解得ν＝－，故選B.] 12．BD　[β射線實(shí)際是電子流，故A錯(cuò)誤，B正確；半衰期是放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變時(shí)所需的時(shí)間，碘131的半衰期約為8天，銫137的半衰期約為30年，碘131衰變更快；同位素是具有相同的質(zhì)子數(shù)和不同的中子數(shù)的元素，故銫133和銫137含有相同的質(zhì)子數(shù)，故C錯(cuò)誤；γ射線是高頻電磁波，其光子能量大于可見(jiàn)光的光子能量，故D正確．] 13．BC　14.D 15．B　[

15、每經(jīng)過(guò)一次α衰變，電荷數(shù)減少2，質(zhì)量數(shù)減少4，故A錯(cuò)誤．每經(jīng)過(guò)一次β衰變，電荷數(shù)增加1，質(zhì)量數(shù)不變，質(zhì)子數(shù)等于電荷數(shù)，則質(zhì)子數(shù)增加1個(gè)，故B正確．元素釷232 90Th的原子核的質(zhì)量數(shù)為232，質(zhì)子數(shù)為90，則中子數(shù)為142，氡220 86Rn原子核的質(zhì)量數(shù)為220，質(zhì)子數(shù)為86，則中子數(shù)為134，可知放射性元素釷232 90Th的原子核比氡220 86Rn原子核的中子數(shù)多8個(gè)，故C錯(cuò)誤．釷232 90Th衰變成氡220 86Rn，可知質(zhì)量數(shù)減少12，電荷數(shù)減少4，因?yàn)榻?jīng)過(guò)一次α衰變，電荷數(shù)減少2，質(zhì)量數(shù)減少4，經(jīng)過(guò)一次β衰變，電荷數(shù)增加1，質(zhì)量數(shù)不變，可知經(jīng)過(guò)了3次α衰變，2次β衰變，故D錯(cuò)誤．] 7