2019屆高考物理專題二十三原子物理精準培優(yōu)專練練習

1、【精選】 2019 屆高考物理專題二十三原子物理精準培優(yōu)專練練習一、考點分析1. 本部分內(nèi)容涉及點較多，改為必考內(nèi)容后，從這兩年的命題看，逐漸向著多個考點融合的方向發(fā)展，且主要以選擇題的形式考查。2. 記住幾個二級結(jié)論：hW0(1) 遏止電壓 Uc 與入射光頻率 、逸出功 W0間的關系式： Uc e e 。(2) 截止頻率 c 與逸出功 W0的關系： h c W0 0，據(jù)此求出截止頻率 c。(3) 光照引起的原子躍遷，光子能量必須等于能級差；碰撞引起的躍遷，只需要實物粒子的動能大于 ( 或等于 ) 能級差。(4) 大量處于定態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時可能產(chǎn)生的光譜線條數(shù)：2n n 1。Cn 2(5

2、) 磁場中的衰變：外切圓是 衰變，內(nèi)切圓是 衰變，半徑與電荷量成反比。(6) 平衡核反應方程：質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒。二、考題再現(xiàn)典例 1.(2018?全國 II卷 ?17) 用波長為 300 nm 的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動能為1.28 10 -19 J 。已知普朗克常量為6.6310 -34 Js，真空中的光速為3.00108-1()ms ，能使鋅產(chǎn)生光電效應的單色光的最低頻率約為A. 1 10 14 HzB. 8 10 14 HzC. 210 15 HzD. 810 15 Hz【解析】 由光電效應方程式EkhW 0 ，得 W0hEk h cEk ，剛好發(fā)生光電效應的臨界頻率

3、為 0，則 W0h 0，代入數(shù)據(jù)可得081014 Hz，故 B 正確。【答案】 B典例 2.(2018?全國 III卷 ?14) 1934 年，約里奧居里夫婦用 粒子轟擊鋁核 2713 Al，產(chǎn)1 / 6生了第一個人工放射性核素X： 1327 Aln X 。 X 的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為 ( )A. 15 和 28B. 15和 30C. 16和 30D. 17和 31【解析】 本題考查核反應方程遵循的規(guī)律及其相關的知識點。根據(jù)核反應遵循的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知， X 的電荷數(shù)為 2 13 15，質(zhì)量數(shù)為 4 271 30，根據(jù)原子核的電荷數(shù)等于原子序數(shù)，可知 X 的原子序數(shù)為 15，質(zhì)量數(shù)

4、為 30，選項 B 正確?！敬鸢浮?B三、對點速練1. 下列說法中正確的是 ( )A. 在光電效應的實驗中，只要入射光足夠強，時間足夠長，金屬表面就會逸出光電子B在光電效應的實驗中，飽和光電流大小取決于入射光頻率，頻率越大，飽和光電流越大C根據(jù)玻爾的原子理論，氫原子從n 5 的激發(fā)態(tài)躍遷到n 2 的激發(fā)態(tài)時，原子能量減小，電勢能增加D根據(jù)玻爾的原子理論，大量處于基態(tài)的氫原子吸收波長為0 的光子后，如果輻射出 3種頻率的光子，則其中波長最小的為0【答案】 D2.如圖所示為氫原子的能級圖，一群氫原子處于n4 的激發(fā)態(tài)，在向低能級躍遷的過程中向外發(fā)出光子，用這些光照射逸出功為1.90 eV 的金屬銫

5、，下列說法正確的是()A. 這群氫原子能發(fā)出6 種頻率不同的光，其中從n 4 躍遷到 n 3 所發(fā)出的光波長最短B. 這群氫原子能發(fā)出3 種頻率不同的光，其中從 4 躍遷到 1 所發(fā)出的光頻率nn最高C. 金屬銫表面所逸出的光電子的初動能最大值為12.75 eVD. 金屬銫表面所逸出的光電子的初動能最大值為10.85 eV【答案】 D【解析】 從 n4 躍遷到 n 3 所發(fā)出的光的頻率最小，波長最長，選項A 錯誤；這群氫原2 / 6子能發(fā)出第 C42=6 種頻率的光子，從n 4 躍遷到 n 1所發(fā)出的光的頻率最高，選項B 錯誤；光電子的最大初動能對應入射光子的頻率最高時，最大入射光能量對應的入

6、射光子的頻率最高，即E E4 E1 0.85 eV ( 13.60 eV) 12.75 eV ，由光電效應方程知Ek E W 10.85 eV ，選項 C 錯誤， D 正確。03根據(jù)玻爾理論，氫原子的能級公式為A為能級，為基態(tài)能量，一個氫原子中En( nA)n2的電子從 n 4的能級直接躍遷到基態(tài)，在此過程中()A氫原子輻射一個能量為15A的光子16B氫原子輻射一個能量為15A16 的光子15AC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1615AD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16【答案】 B【解析】 根據(jù)玻爾理論，一個氫原子中的電子從n 4 的能級直接躍遷到

7、基態(tài)，輻射一個光A A15A子的能量為E E4 E142 12 16 ，選項 B 正確， A、 C、 D 錯誤。4. 下列說法中正確的是 ()A. 鈾核裂變的某種核反應方程是23514192192 U56 Ba36 Kr30 nB. 已知質(zhì)子、中子、粒子的質(zhì)量分別為 m1、 m2、 m3，那么 2 個質(zhì)子和2 個中子結(jié)合成一個 粒子，釋放的能量是2m12m2 m3c2C. 盧瑟福通過 粒子散射實驗驗證了在原子核內(nèi)部存在質(zhì)子D. 一群處于 n4 能級態(tài)的氫原子，自發(fā)向低能級躍遷的過程中能輻射12 中不同頻率的電磁波【答案】 B5近幾年等許多國家積極發(fā)展“月球探測計劃”，該計劃中的科研任務之一是探

8、測月球上氦 3 的含量。氦3 是一種清潔、安全和高效的核發(fā)電燃料，可以采用在高溫高壓下用氘和氦 3 進行核聚變反應發(fā)電。若已知氘核的質(zhì)量為2.0136 u ，氦 3 的質(zhì)量為3.0150 u ，氦核的質(zhì)量為4.00151 u ，質(zhì)子質(zhì)量為1.00783 u ，中子質(zhì)量為1.008665 u ， 1 u 相當于 931.53 / 6MeV。則下列說法正確的是()A. 一個氘和一個氦3 的核聚變反應釋放的核能約為17.9 MeVB. 氘和氦 3 的核聚變反應方程式：12 H + 32 H 42 H + X ，其中 X 是中子C. 因為聚變時釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以生成物的總質(zhì)量數(shù)減少D. 目前

9、我國的秦山、大亞灣等核電站廣泛使用氦3 進行核聚變反應發(fā)電【答案】 A6光電效應實驗裝置如圖所示，用頻率為 的光源照射陰極K 產(chǎn)生了光電效應，已知逸出功為 W，普朗克常量為h，電子的電荷量為e。調(diào)節(jié)變阻器滑動片，使光電流逐漸減小；當靈敏電流計示數(shù)恰好減小到零時，電壓表的示數(shù)U可能是下列的 ()hWB U2hWA Ueeee5hWD U2hWC Ue2e【答案】 A7. 下列說法正確的是 ()A. 鈾核裂變的核反應是23592U14156Ba3692 Kr2 01nB. 玻爾根據(jù)光的波粒二象性，大膽提出假設，認為實物粒子也具有波動性C. 原子從低能級向髙能級躍遷，不吸收光子也能實現(xiàn)D. 根據(jù)愛因

10、斯坦的“光子說”可知，光的波長越大，光子的能量越大【答案】 C8.下列說法正確的是()A光子像其他粒子一樣，不但具有能量，也具有動量B比結(jié)合能越大，原子核越不穩(wěn)定C將由放射性元素組成的化合物進行高溫分解，會改變放射性元素的半衰期D原子核的質(zhì)量大于組成它的核子的質(zhì)量之和，這個現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損【答案】 A【解析】 光子像其他粒子一樣，不但具有粒子性，而且也有波動性，則不但具有能量，也具有動量，故A 正確；比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，B 錯誤；放射性元素的半衰期與外4 / 6界因素沒有任何關系，只和本身性質(zhì)有關，C 錯誤；原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和，這個現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損，故D 錯誤。9用

11、如圖甲所示的裝置研究光電效應現(xiàn)象。閉合開關S，用頻率為 的光照射光電管時發(fā)生了光電效應。圖乙是該光電管發(fā)生光電效應時光電子的最大初動能Ek 與入射光頻率 的關系圖象，圖線與橫軸的交點坐標為(a,0) ，與縱軸的交點坐標為(0 ， ) ，下列說法中b正確的是 ()aA普朗克常量為h bB斷開開關S 后，電流表G的示數(shù)不為零C僅增加照射光的強度，光電子的最大初動能將增大D保持照射光強度不變，僅提高照射光頻率，電流表G的示數(shù)保持不變【答案】 B【解析】 由 h WE ，變形得E h W，可知圖線的斜率為普朗克常量，即ha，0kk0b故 A 錯誤；斷開開關S 后，初動能大的光電子，也可能達到陽極，所以

12、電流表G 的示數(shù)不為零，故 B 正確；只有增大入射光的頻率，才能增大光電子的最大初動能，與光的強度無關，故 C 錯誤；保持照射光強度不變，僅提高照射光頻率，單個光子的能量增大，而光的強度不變，那么光子數(shù)一定減少，發(fā)出的光電子數(shù)也減少，電流表G 的示數(shù)要減小，故D錯誤。10. 用圖示裝置研究光電效應現(xiàn)象，光電管陰極K 與滑動變阻器的中心抽頭c 相連，當滑動頭 P 從 a 移到 c 的過程中，光電流始終為零。為了產(chǎn)生光電流，可采取的措施是()A增大入射光的強度B增大入射光的頻率C把 P 向 a 移動D把 P 從 c 向 b 移動【答案】 B5 / 6【解析】 能否產(chǎn)生光電效應與入射光的強度無關，增大入射光的強度，仍不能產(chǎn)生光電流，故A 錯誤；增大入射光的頻率，當入射光的頻率大于金屬的極限頻率時，產(chǎn)生光電效應，金屬有光電子發(fā)出，電路中能產(chǎn)生光電流，故B 正確；把P向 a 移動， P 點電勢大于c點的電勢，光電管加上正向電壓，但不能產(chǎn)生光電效應，沒有光電流形成，故C 錯誤；把P從 c 向 b 移動，光電管加反向電壓，不能產(chǎn)生光電效應，沒有光電流形成，故D 錯誤。11. 靜止在勻強電場中的碳 14 原子核，某時刻放射的某種粒子與反沖核的初速度方向均與電場方向垂直，且經(jīng)過相等的時間后形成的軌跡如圖所示( a、 b 表示