2021屆高三物理一輪復(fù)習(xí)第十二單元原子物理訓(xùn)練卷 B卷 word版含解析答案

1、2021屆高三一輪復(fù)習(xí)單元訓(xùn)練卷·物理(B)卷第十二單元 原子物理注意事項(xiàng)：1答題前，先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在試題卷和答題卡上，并將準(zhǔn)考證號(hào)條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑，寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。3非選擇題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對(duì)應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。4考試結(jié)束后，請(qǐng)將本試題卷和答題卡一并上交。一、 (本題共13小題，每小題4分，共52分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第17題只有一項(xiàng)符合題目要求，第813題有多項(xiàng)符合題目要求。全

2、部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分)1如圖所示是原子物理史上幾個(gè)著名的實(shí)驗(yàn)，關(guān)于這些實(shí)驗(yàn)，下列說法錯(cuò)誤的是()A圖1：盧瑟福通過粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型B圖2：放射線在垂直紙面向外的磁場中偏轉(zhuǎn)，可知射線甲帶負(fù)電C圖3：電壓相同時(shí)，光照越強(qiáng)，光電流越大，說明遏止電壓和光的強(qiáng)度有關(guān)D圖4：鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于核裂變，鈾核的一種裂變方式為UnBaKr3n2氫原子能級(jí)示意圖如圖所示，光子能量在1.63 eV3.10 eV的光為可見光。要使處于基態(tài)（n1）的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見光光子，最少應(yīng)給氫原子提供的能量為()A12.09 eV B10.20 eVC1.89 eV D1.5

3、l eV3下列說法正確的是()A光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，光電流的大小與入射光的強(qiáng)弱無關(guān)B盧瑟福發(fā)現(xiàn)了電子，在原子結(jié)構(gòu)研究方面做出了卓越的貢獻(xiàn)C由玻爾的原子模型可以推知，氫原子所處的能級(jí)越高，其核外電子的動(dòng)能越大D大量處于n3能級(jí)的氫原子在自發(fā)躍遷時(shí)，會(huì)發(fā)出3種不同頻率的光4如圖甲所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖象（直線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為4.29，與縱軸的交點(diǎn)的縱坐標(biāo)為0.5），如圖乙所示是氫原子的能級(jí)圖，下列說法不正確的是()A該金屬的極限頻率為4.29×1014 HzB該金屬的逸出功為0.5 eVC根據(jù)該圖象能求出普朗克常量D用n=3能級(jí)的氫原子躍遷

4、到n=2能級(jí)時(shí)所輻射的光照射該金屬能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)5“測溫槍”（學(xué)名“紅外線輻射測溫儀”）具有響應(yīng)快、非接觸和操作方便等優(yōu)點(diǎn)。它是根據(jù)黑體輻射規(guī)律設(shè)計(jì)出來的，能將接收到的人體熱輻射轉(zhuǎn)換成溫度顯示。若人體溫度升高，則人體熱輻射強(qiáng)度I及其極大值對(duì)應(yīng)的波長的變化情況是()AI增大，增大 BI增大，減小CI減小，增大 DI誠小，減小6如圖所示，氫原子在不同能級(jí)間發(fā)生a、b、c三種躍遷時(shí)，釋放光子的頻率分別是a、b、c，下列關(guān)系式正確的是()Abac BaCb Dc7首次用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證“愛因斯坦質(zhì)能方程”的核反應(yīng)方程是LiHkHe，已知mLi7.0160 u，mH1.0078 u，mHe4.002 6

5、u，則該核反應(yīng)方程中的k值和質(zhì)量虧損分別是()A1和4.0212 u B1和2.0056 u C2和0.0186 u D2和1.9970 u820世紀(jì)初，愛因斯坦提出光子理論，使得光電效應(yīng)現(xiàn)象得以完美解釋。玻爾的氫原子模型也是在光子概念的啟發(fā)下提出的。關(guān)于光電效應(yīng)和氫原子模型，下列說法正確的是()A光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，照射光足夠強(qiáng)就可以有光電流B若某金屬的逸出功為W0，則該金屬的截止頻率為C保持照射光強(qiáng)度不變，增大照射光頻率，在單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)將減少D氫原子由低能級(jí)向高能級(jí)躍遷時(shí)，吸收光子的能量可以稍大于兩能級(jí)間能量差9以下關(guān)于玻爾原子理論的說法正確的是()A電子繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半

6、徑不是任意的B電子在繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，穩(wěn)定地產(chǎn)生電磁輻射C電子從量子數(shù)為2的能級(jí)躍遷到量子數(shù)為3的能級(jí)時(shí)，要輻射光子D不同頻率的光照射處于基態(tài)的氫原子時(shí)，只有某些頻率的光可以被氫原子吸收10一靜止的鋁原子核Al俘獲一速度為1.0×107 m/s的質(zhì)子p后，變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核Si*。下列說法正確的是()A核反應(yīng)方程為pAlSi*B核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒C核反應(yīng)過程中系統(tǒng)能量不守恒D核反應(yīng)前后核子數(shù)相等，所以生成物的質(zhì)量等于反應(yīng)物的質(zhì)量之和11一個(gè)氘核(H)與氚核(H)反應(yīng)生成一個(gè)新核同時(shí)放出一個(gè)中子，并釋放能量。下列說法正確的是()A該核反應(yīng)為裂變反應(yīng)B該新核的中子數(shù)為2C

7、氘核(H)與氚核(H)是兩種不同元素的原子核D若該核反應(yīng)釋放的核能為E，真空中光速為c，則反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為12氫原子的能級(jí)圖如圖所示，可見光的光子能量范圍約為1.623.11 eV，金屬鈉的逸出功為2.29 eV，下列說法中正確的是()A大量處于n3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可發(fā)出1種頻率的可見光B大量處于n3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可發(fā)出2種頻率的可見光C大量處于n3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光中有1種頻率的光能使鈉產(chǎn)生光電效應(yīng)D大量處于n3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光中有2種頻率的光能使鈉產(chǎn)生光電效應(yīng)13如圖甲所示，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

8、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Uc隨入射光頻率變化的關(guān)系圖象。對(duì)于這兩個(gè)光電管，下列判斷正確的是()A因?yàn)椴牧喜煌?，逸出功不同，所以遏止電壓Uc不同B光電子的最大初動(dòng)能不同C因?yàn)楣鈴?qiáng)不確定，所以單位時(shí)間逸出的光電子數(shù)可能相同，飽和光電流也可能相同D兩個(gè)光電管的Uc圖象的斜率可能不同二、(本題共5小題，共48分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)14(6分)氫原子基態(tài)的能量為E113.6 eV，大量氫原子處于某一

9、激發(fā)態(tài)，由這些氫原子可能發(fā)出的所有的光子中，頻率最大的光子能量為0.96E1，頻率最小的光子的能量為_eV(保留2位有效數(shù)字)，這些光子可具有_種不同的頻率。15(8分)小明用金屬銣為陰極的光電管，觀測光電效應(yīng)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖甲所示。已知普朗克常量h6.63×1034 J·s。(1)圖甲中電極A為光電管的_(選填“陰極”或“陽極”)；(2)實(shí)驗(yàn)中測得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率之間的關(guān)系如圖乙所示，則銣的截止頻率c_Hz，逸出功W0_J；(3)如果實(shí)驗(yàn)中入射光的頻率7.00×1014Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek_J。16(10分)钚的放射性同位素P

10、u靜止時(shí)衰變?yōu)殁櫤薝和粒子，并放出能量為0.097 MeV的光子。已知Pu、U、粒子的質(zhì)量分別為mPu239.052 1 u、mU235.043 9 u、m4.002 6 u，1 u相當(dāng)于931.5 MeV/c2。(1)寫出衰變方程；(2)若衰變放出光子的動(dòng)量可忽略，求粒子的動(dòng)能。17(10分)原子可以從原子間的碰撞中獲得能量，從而發(fā)生能級(jí)躍遷(在碰撞中，動(dòng)能損失最大的是完全非彈性碰撞)。一個(gè)具有13.6 eV動(dòng)能、處于基態(tài)的氫原子與另一個(gè)靜止的、也處于基態(tài)的氫原子發(fā)生對(duì)心正碰。(1)能否使靜止氫原子發(fā)生能級(jí)躍遷？(氫原子能級(jí)圖如圖所示)(2)若上述碰撞中可以使靜止氫原子發(fā)生電離，則運(yùn)動(dòng)氫原子

11、的初動(dòng)能至少為多少？18(14分)美國物理學(xué)家密立根用精湛的技術(shù)測量光電效應(yīng)中幾個(gè)重要的物理量，這項(xiàng)工作成了愛因斯坦方程式在很小誤差范圍內(nèi)的直接實(shí)驗(yàn)證據(jù)。密立根的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖牵簻y量金屬的遏止電壓U0與入射光頻率v，由此計(jì)算普朗克常量h，并與普朗克根據(jù)黑體輻射得出的h相比較，以檢驗(yàn)愛因斯坦光電效應(yīng)方程式的正確性。如圖乙所示，是根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)作出的U0圖象，電子的電荷量e1.6×10-19 C。試根據(jù)圖象和題目中的已知條件：(1)寫出愛因斯坦光電效應(yīng)方程；(2)求這種金屬的截止頻率0；(3)用圖象的斜率k，寫出普朗克常量h的表達(dá)式，并根據(jù)圖象中的數(shù)據(jù)求出普朗克常量h。物理(B)卷第十二單元答

12、 案一、 (本題共13小題，每小題4分，共52分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第17題只有一項(xiàng)符合題目要求，第813題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分)1【答案】C【解析】圖1為粒子散射實(shí)驗(yàn)示意圖，盧瑟福根據(jù)此實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故A正確；圖2為放射源放出的三種射線在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌跡，根據(jù)左手定則可知，射線甲帶負(fù)電，為射線，故B正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程知：eUEkmhW0，遏止電壓與入射光的頻率，及金屬的材料有關(guān)，與入射光的強(qiáng)弱無關(guān)，故C錯(cuò)誤；圖4為核反應(yīng)堆示意圖即為核裂變，鈾核的一種裂變方式為UnBaKr3n，故D正確。2【答案】A【解析】由題意

13、可知，基態(tài)（n1）氫原子被激發(fā)后，至少被激發(fā)到n3能級(jí)后，躍遷才可能產(chǎn)生能量在1.63 eV3.10 eV的可見光。故E1.51 eV(13.60)eV12.09 eV。3【答案】D【解析】光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，光電流的大小與入射光的強(qiáng)弱有關(guān)，飽和光電流的大小只與入射光的強(qiáng)度成正比，故A錯(cuò)誤；湯姆孫通過對(duì)陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子，盧瑟福提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故B錯(cuò)誤；由玻爾的原子模型可以推知，氫原子所處的能級(jí)越高，量子數(shù)越大，離原子核越遠(yuǎn)，據(jù)km可知核外電子速度越小，核外電子的動(dòng)能越小，故C錯(cuò)誤；大量處于n3能級(jí)的氫原子在自發(fā)躍遷時(shí)，會(huì)發(fā)出C3種不同頻率的光，故D正確。4【答案】B【解析】根據(jù)愛因

14、斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0hh0，可知Ek圖象的橫軸的截距大小等于截止頻率，由圖知該金屬的截止頻率為4.29×1014 Hz，故A正確；當(dāng)EkhW00時(shí)，逸出功W0h06.63×10-34×4.29×1014 J=2.84×10-19 J1.78 eV，故B錯(cuò)誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0得知該圖線的斜率表示普朗克常量h，故C正確；用n3能級(jí)的氫原子躍遷到n2能級(jí)時(shí)所輻射的光子能量為EE3E21.89 eV >1.78 eV，所輻射的光照射該金屬能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故D正確。5【答案】B【解析】黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖，特點(diǎn)是，

15、隨著溫度升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都有增加，所以人體熱輻射的強(qiáng)度I增大；隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的峰值向波長較短的方向移動(dòng)，所以減小。故選項(xiàng)B正確。6【答案】A【解析】因?yàn)镋mEnh，知EbEaEc，即hbhahc，解得bac，故A正確。7【答案】C【解析】根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得：714k，312k，可得k2；m前mLimH7.016 0 u1.007 8 u8.023 8 u，反應(yīng)后的總質(zhì)量m后2mHe2×4.002 6 u8.005 2 u，反應(yīng)前后質(zhì)量虧損為mm前m后8.023 8 u8.005 2 u0.018 6 u，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確。8【答案】BC

16、【解析】發(fā)生光電效應(yīng)的條件是照射光頻率大于截止頻率，并不是光足夠強(qiáng)就能發(fā)生光電效應(yīng)，故A錯(cuò)誤；金屬的逸出功W0h，得，故B正確；一定強(qiáng)度的照射光照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，照射光的頻率越高，單個(gè)光子的能量值越大，光子的個(gè)數(shù)越少，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少，故C正確；氫原子由低能級(jí)向高能級(jí)躍遷時(shí)，吸收光子的能量等于兩能級(jí)間能量差，故D錯(cuò)誤。9【答案】AD【解析】玻爾原子理論的基本假設(shè)之一就是電子運(yùn)行的軌道半徑是量子化的，是不連續(xù)的假設(shè)之二就是電子在特定軌道上繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生電磁輻射，只有在不同軌道間躍遷時(shí)才會(huì)產(chǎn)生電磁輻射，故A正確，B錯(cuò)誤；氫原子在不同軌道上的能級(jí)表達(dá)式為EnE1

17、，電子從量子數(shù)為2的能級(jí)躍遷到量子數(shù)為3的能級(jí)時(shí)能量增大，要吸收光子，故C錯(cuò)誤；由于氫原子發(fā)射的光子的能量滿足EEnEm，即E1E1h，所以不同頻率的光照射處于基態(tài)的氫原子時(shí)，只有某些頻率的光可以被吸收，故D正確。10【答案】AB【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得，核反應(yīng)方程為pAlSi*，A正確；核反應(yīng)過程中釋放的核力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力，故系統(tǒng)動(dòng)量守恒，B正確；核反應(yīng)過程中系統(tǒng)能量守恒，C錯(cuò)誤；由于反應(yīng)過程中，要釋放大量的能量，伴隨著質(zhì)量虧損，所以生成物的質(zhì)量小于反應(yīng)物的質(zhì)量之和，D錯(cuò)誤。11【答案】BD【解析】一個(gè)氘核(H)與氚核(H)反應(yīng)生成一個(gè)新核同時(shí)放出一個(gè)中子，根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒

18、知，新核的電荷數(shù)為2，質(zhì)量數(shù)為4，則新核的中子數(shù)為2，屬于輕核的聚變，故A錯(cuò)誤，B正確；氘核(H)與氚核(H)都只有一個(gè)質(zhì)子，屬于同一種元素的兩種同位素，故C錯(cuò)誤；若該核反應(yīng)釋放的核能為E，真空中光速為c，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程Emc2可知，反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為，故D正確。12【答案】AD【解析】大量處于n3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可以發(fā)出C3種頻率的光子，光子能量分別為：12.09 eV、10.2 eV、1.89 eV，故只能發(fā)出1種頻率的可見光，故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；發(fā)出的光子有兩種的能量大于鈉的逸出功，故有2種頻率的光能使鈉產(chǎn)生光電效應(yīng)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。13【答案】ABC【解析

19、】根據(jù)光電效應(yīng)方程EkmhW0和eUcEkm得，單色光的頻率相同，金屬的逸出功不同，則光電子的最大初動(dòng)能不同，遏止電壓也不同，A、B正確；雖然光的頻率相同，但光強(qiáng)不確定，所以單位時(shí)間逸出的光電子數(shù)可能相同，而飽和光電流也可能相同，C正確；因?yàn)閁c，知Uc圖線的斜率為，即只與h和e有關(guān)，為常數(shù)，D錯(cuò)誤。二、(本題共5小題，共48分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)14(6分)【答案】0.3110 (每空3分)【解析】頻率最大的光子對(duì)應(yīng)于從最高能級(jí)向基態(tài)的躍遷，則有En

20、E10.96E1，又因?yàn)镋nE1，故可得n5，因而頻率最小的光子對(duì)應(yīng)于從n5到n4的能級(jí)躍遷，具有的能量EE5E40.31 eV，因氫原子是大量的，故由C10知可具有10種不同頻率的光子。15(8分)【答案】(1)陽極 (2分)(2)5.15×1014(5.125.18)×1014均視為正確3.41×1019(3.393.43)×1019均視為正確 (3分)(3)1.23×1019(1.211.25)×1019均視為正確 (3分)【解析】(1)在光電效應(yīng)中，電子向A極運(yùn)動(dòng)，故電極A為光電管的陽極。(2)由題圖可知，銣的截止頻率c為5.15×1014 Hz，逸出功W0hc6.63×1034×5.15×1014 J3.41×1019 J。(3)當(dāng)入射光的頻率為7.00×1014 Hz時(shí)，由Ekhhc得光電子的最大初動(dòng)能Ek6.63×1034×(7.005.15)×1014 J1.23