2020屆高考物理二輪復習 專題沖刺 考前基礎回扣練十四 波粒二象性 原子結構和原子核（含解析）

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1、十四　波粒二象性　原子結構和原子核 1．(多選)現(xiàn)用某一光電管進行光電效應實驗，當用某一頻率的光入射時，有光電流產(chǎn)生。下列說法正確的是(　　) A．保持入射光的頻率不變，入射光的光強變大，飽和光電流變大 B．入射光的頻率變高，飽和光電流變大 C．入射光的頻率變高，光電子的最大初動能變大 D．保持入射光的光強不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生 答案　AC 解析　在發(fā)生光電效應時，飽和光電流大小由光照強度來決定，與頻率無關，光照強度越大飽和光電流越大，因此A正確，B錯誤；根據(jù)Ekm＝hν－W0可知，對于同一光電管，逸出功W0不變，當入射光的頻率變高，光電子的最大初動能Ekm

2、變大，因此C正確；由光電效應規(guī)律可知，當入射光的頻率低于截止頻率時無論光照強度多大，都不會有光電流產(chǎn)生，因此D錯誤。 2．(多選)下列說法正確的是(　　) A．天然放射性現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部具有復雜的結構 B．α粒子散射實驗說明原子核內(nèi)部具有復雜的結構 C．原子核發(fā)生β衰變生成的新核原子序數(shù)增加 D．氫原子從能級3躍遷到能級2輻射出的光子的波長小于從能級2躍遷到能級1輻射出的光子的波長 答案　AC 解析　天然放射現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部具有復雜的結構，A正確；α粒子散射實驗說明原子具有核式結構，B錯誤；根據(jù)電荷數(shù)守恒、質量數(shù)守恒知，β衰變放出了一個電子，新核的電荷數(shù)加1，即原子序數(shù)增加，

3、C正確；氫原子從能級3躍遷到能級2輻射出的光子的能量小于從能級2躍遷到能級1輻射出的光子的能量，故從能級3躍遷到能級2輻射出的光子的波長大于從能級2躍遷到能級1輻射出的光子的波長，D錯誤。 3. (多選)如圖所示，是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek與入射光頻率ν的關系圖象。由圖象可知(　　) A．該金屬的逸出功等于E B．該金屬的逸出功等于hνc C．入射光的頻率為2νc時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為E D．入射光的頻率為時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為 答案　ABC 解析　由愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W0，對應圖線可得，該金屬的逸出功W0＝E＝hνc，A、

4、B均正確；若入射光的頻率為2νc，則產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek＝2hνc－W0＝hνc＝E，故C正確；入射光的頻率為時，該金屬不發(fā)生光電效應，D錯誤。 4. (多選)如圖是氫原子的能級圖，一群氫原子處于n＝3能級，下列說法中正確的是(　　) A．這群氫原子躍遷時能夠發(fā)出3種不同頻率的光子 B．這群氫原子發(fā)出的光子中，能量最大為10.2 eV C．從n＝3能級躍遷到n＝2能級時發(fā)出的光波長最長 D．如果發(fā)出的光子中只有一種能使某金屬產(chǎn)生光電效應，那一定是由n＝3能級躍遷到n＝1能級發(fā)出的 答案　ACD 解析　根據(jù)C＝3知，這群氫原子躍遷時能夠發(fā)出3種不同頻率的光子，故A正確；

5、由n＝3能級躍遷到n＝1能級，輻射的光子能量最大，ΔE＝－1.51 eV－(－13.6) eV＝12.09 eV，故B錯誤；從n＝3能級躍遷到n＝2能級輻射的光子能量最小，頻率最小，則波長最長，故C正確；如果發(fā)出的光子中只有一種能使某金屬產(chǎn)生光電效應，則這種光子為能量最大的那種，即為從n＝3能級躍遷到n＝1能級發(fā)出的，故D正確。 5．(多選)钚的一種同位素Pu衰變時釋放巨大能量，其衰變方程為Pu→U＋He＋γ，則下列說法正確的是(　　) A．核燃料總是比結合能小的核 B．核反應中γ光子的能量就是結合能 C.U核比Pu核更穩(wěn)定，說明U的結合能大 D．由于衰變時釋放巨大能量，所以Pu比U

6、的比結合能小 答案　AD 解析　比結合能小的核反應生成比結合能大的核會釋放核能，故核燃料比結合能較小，A、D正確；反應釋放的能量除了γ光子，還有其他粒子的動能，B錯誤；核越穩(wěn)定，比結合能越大，C錯誤。 6．(多選)關于衰變方程Th→Pa＋X＋ΔE(ΔE為釋放的核能，X為新生成的粒子)，已知Th的半衰期為1.2 min，則下列說法正確的是(　　) A．此反應為β衰變 B.Pa核和Th核具有相同的質量 C.Pa有143個中子 D．64 g的Th經(jīng)過6 min還有1 g Th尚未衰變 答案　AC 解析　根據(jù)衰變時質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可判斷出X為e，所以此反應為β衰變，A正確；因為衰變

7、釋放出電子和核能，Pa核與Th核質量不相同，B錯誤； Pa質量數(shù)為234，質子數(shù)為91，故中子數(shù)為234－91＝143，C正確；利用半衰期公式m余＝m原，可得m余＝2 g，則D錯誤。 7．目前，在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝飾材料，這些巖石都不同程度地含有放射性元素。比如，有些含有鈾、釷的花崗巖等巖石會釋放出放射性惰性氣體氡，而氡會發(fā)生放射性衰變，放射出α、β、γ射線，這些射線會導致細胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾病。根據(jù)有關放射性知識可知，下列說法正確的是(　　) A．氡的半衰期為3.8天，若取4個氡原子核，經(jīng)7.6天后就剩下一個氡原子核了 B．β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子

8、轉化成質子和電子所產(chǎn)生的 C．γ射線一般伴隨著α或β射線產(chǎn)生，在這三種射線中，α射線的穿透能力最強，電離能力最弱 D．發(fā)生α衰變時，生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了4 答案　B 解析　半衰期遵循統(tǒng)計規(guī)律，對單個或極少數(shù)原子核是沒有意義的，A錯誤；根據(jù)β衰變實質可知B正確；γ射線常常伴隨著α衰變和β衰變產(chǎn)生，三種射線中α射線的穿透能力最弱，電離能力最強，C錯誤；發(fā)生α衰變時，生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)減小2，D錯誤。 8．用頻率為ν0的光照射大量處于基態(tài)的氫原子，在所發(fā)射的光譜中僅能觀測到頻率分別為ν1、ν2和ν3的三條譜線，且ν3＞ν2＞ν1，則(　　) A．ν0<ν1

9、 B．ν3＝ν2＋ν1 C．ν0＝ν1＋ν2＋ν3 D.＝＋ 答案　B 解析　大量氫原子躍遷時只有三種頻率的光譜線，這說明是從n＝3能級向低能級躍遷，n＝3能級向n＝1能級躍遷時，hν3＝E3－E1；n＝3能級向n＝2能級躍遷時，hν1＝E3－E2；n＝2能級向n＝1能級躍遷時，hν2＝E2－E1；由以上三式可得hν3＝hν2＋hν1，解得ν3＝ν2＋ν1，所以B正確，D錯誤；再根據(jù)氫原子理論可知，入射光頻率ν0＝ν3，所以A、C錯誤。 9．人們發(fā)現(xiàn)，不同的原子核，其核子的平均質量(原子核的質量除以核子數(shù))與原子序數(shù)有如圖所示的關系。下列關于原子結構和核反應的說法錯誤的是(　　

10、) A．由圖可知，原子核D和E聚變成原子核F時會有質量虧損，要放出能量 B．由圖可知，原子核A裂變成原子核B和C時會有質量虧損，要放出核能 C．已知原子核A裂變成原子核B和C時放出的γ射線能使某金屬板逸出光電子，若增加γ射線強度，則逸出光電子的最大初動能增大 D．在核反應堆的鈾棒之間插入鎘棒是為了控制核反應速度 答案　C 解析　原子核D和E聚變成原子核F時會有質量虧損，要放出能量，A正確；原子核A裂變成原子核B和C時會有質量虧損，要放出核能，B正確；增強γ射線強度，而頻率不變，則逸出光電子的最大初動能不變，C錯誤；在核反應堆的鈾棒之間插入鎘棒是利用它吸收中子的特性來控制核反應速度，D正確。 - 4 -