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2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題沖刺 考前基礎(chǔ)回扣練十四 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)和原子核(含解析)

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1、十四 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)和原子核 1.(多選)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn),當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí),有光電流產(chǎn)生。下列說(shuō)法正確的是(  ) A.保持入射光的頻率不變,入射光的光強(qiáng)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(dòng)能變大 D.保持入射光的光強(qiáng)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(yīng)時(shí),飽和光電流大小由光照強(qiáng)度來(lái)決定,與頻率無(wú)關(guān),光照強(qiáng)度越大飽和光電流越大,因此A正確,B錯(cuò)誤;根據(jù)Ekm=hν-W0可知,對(duì)于同一光電管,逸出功W0不變,當(dāng)入射光的頻率變高,光電子的最大初動(dòng)能Ekm

2、變大,因此C正確;由光電效應(yīng)規(guī)律可知,當(dāng)入射光的頻率低于截止頻率時(shí)無(wú)論光照強(qiáng)度多大,都不會(huì)有光電流產(chǎn)生,因此D錯(cuò)誤。 2.(多選)下列說(shuō)法正確的是(  ) A.天然放射性現(xiàn)象說(shuō)明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu) B.α粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu) 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(jí)3躍遷到能級(jí)2輻射出的光子的波長(zhǎng)小于從能級(jí)2躍遷到能級(jí)1輻射出的光子的波長(zhǎng) 答案 AC 解析 天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu),A正確;α粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明原子具有核式結(jié)構(gòu),B錯(cuò)誤;根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知,β衰變放出了一個(gè)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(jí)3躍遷到能級(jí)2輻射出的光子的能量小于從能級(jí)2躍遷到能級(jí)1輻射出的光子的能量,故從能級(jí)3躍遷到能級(jí)2輻射出的光子的波長(zhǎng)大于從能級(jí)2躍遷到能級(jí)1輻射出的光子的波長(zhǎng),D錯(cuò)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(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)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(shí),產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為E D.入射光的頻率為時(shí),產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為 答案 ABC 解析 由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0,對(duì)應(yīng)圖線(xiàn)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(dòng)能Ek=2hνc-W0=hνc=E,故C正確;入射光的頻率為時(shí),該金屬不發(fā)生光電效應(yīng),D錯(cuò)誤。 4. (多選)如圖是氫原子的能級(jí)圖,一群氫原子處于n=3能級(jí),下列說(shuō)法中正確的是(  ) A.這群氫原子躍遷時(shí)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(jí)躍遷到n=2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光波長(zhǎng)最長(zhǎng) 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(yīng),那一定是由n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)發(fā)出的 答案 ACD 解析 根據(jù)C=3知,這群氫原子躍遷時(shí)能夠發(fā)出3種不同頻率的光子,故A正確;

5、由n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí),輻射的光子能量最大,ΔE=-1.51 eV-(-13.6) eV=12.09 eV,故B錯(cuò)誤;從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)輻射的光子能量最小,頻率最小,則波長(zhǎng)最長(zhǎng),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(yīng),則這種光子為能量最大的那種,即為從n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)發(fā)出的,故D正確。 5.(多選)钚的一種同位素Pu衰變時(shí)釋放巨大能量,其衰變方程為Pu→U+He+γ,則下列說(shuō)法正確的是(  ) A.核燃料總是比結(jié)合能小的核 B.核反應(yīng)中γ光子的能量就是結(jié)合能 C.U核比Pu核更穩(wěn)定,說(shuō)明U的結(jié)合能大 D.由于衰變時(shí)釋放巨大能量,所以Pu比U

6、的比結(jié)合能小 答案 AD 解析 比結(jié)合能小的核反應(yīng)生成比結(jié)合能大的核會(huì)釋放核能,故核燃料比結(jié)合能較小,A、D正確;反應(yīng)釋放的能量除了γ光子,還有其他粒子的動(dòng)能,B錯(cuò)誤;核越穩(wěn)定,比結(jié)合能越大,C錯(cuò)誤。 6.(多選)關(guān)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(shuō)法正確的是(  ) A.此反應(yīng)為β衰變 B.Pa核和Th核具有相同的質(zhì)量 C.Pa有143個(gè)中子 D.64 g的Th經(jīng)過(guò)6 min還有1 g Th尚未衰變 答案 AC 解析 根據(jù)衰變時(shí)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可判斷出X為e,所以此反應(yīng)為β衰變,A正確;因?yàn)樗プ?/p>

7、釋放出電子和核能,Pa核與Th核質(zhì)量不相同,B錯(cuò)誤; Pa質(zhì)量數(shù)為234,質(zhì)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(cuò)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(huì)釋放出放射性惰性氣體氡,而氡會(huì)發(fā)生放射性衰變,放射出α、β、γ射線(xiàn),這些射線(xiàn)會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾病。根據(jù)有關(guān)放射性知識(shí)可知,下列說(shuō)法正確的是(  ) A.氡的半衰期為3.8天,若取4個(gè)氡原子核,經(jīng)7.6天后就剩下一個(gè)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(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的 C.γ射線(xiàn)一般伴隨著α或β射線(xiàn)產(chǎn)生,在這三種射線(xiàn)中,α射線(xiàn)的穿透能力最強(qiáng),電離能力最弱 D.發(fā)生α衰變時(shí),生成核與原來(lái)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(jì)規(guī)律,對(duì)單個(gè)或極少數(shù)原子核是沒(méi)有意義的,A錯(cuò)誤;根據(jù)β衰變實(shí)質(zhì)可知B正確;γ射線(xiàn)常常伴隨著α衰變和β衰變產(chǎn)生,三種射線(xiàn)中α射線(xiàn)的穿透能力最弱,電離能力最強(qiáng),C錯(cuò)誤;發(fā)生α衰變時(shí),生成核與原來(lái)的原子核相比,中子數(shù)減小2,D錯(cuò)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(guān)測(cè)到頻率分別為ν1、ν2和ν3的三條譜線(xiàn),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(shí)只有三種頻率的光譜線(xiàn),這說(shuō)明是從n=3能級(jí)向低能級(jí)躍遷,n=3能級(jí)向n=1能級(jí)躍遷時(shí),hν3=E3-E1;n=3能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷時(shí),hν1=E3-E2;n=2能級(jí)向n=1能級(jí)躍遷時(shí),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(cuò)誤;再根據(jù)氫原子理論可知,入射光頻率ν0=ν3,所以A、C錯(cuò)誤。 9.人們發(fā)現(xiàn),不同的原子核,其核子的平均質(zhì)量(原子核的質(zhì)量除以核子數(shù))與原子序數(shù)有如圖所示的關(guān)系。下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和核反應(yīng)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(  

10、) A.由圖可知,原子核D和E聚變成原子核F時(shí)會(huì)有質(zhì)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(shí)會(huì)有質(zhì)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(shí)放出的γ射線(xiàn)能使某金屬板逸出光電子,若增加γ射線(xiàn)強(qiáng)度,則逸出光電子的最大初動(dòng)能增大 D.在核反應(yīng)堆的鈾棒之間插入鎘棒是為了控制核反應(yīng)速度 答案 C 解析 原子核D和E聚變成原子核F時(shí)會(huì)有質(zhì)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(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損,要放出核能,B正確;增強(qiáng)γ射線(xiàn)強(qiáng)度,而頻率不變,則逸出光電子的最大初動(dòng)能不變,C錯(cuò)誤;在核反應(yīng)堆的鈾棒之間插入鎘棒是利用它吸收中子的特性來(lái)控制核反應(yīng)速度,D正確。 - 4 -

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