（全國(guó)通用）2023年高考物理一輪復(fù)習(xí)第13章原子物理微專題63波粒二象性原子和原子核

PAGEPAGE2波粒二象性原子和原子核1．物理學(xué)重視邏輯，崇尚理性，其理論總是建立在對(duì)事實(shí)觀察的根底上，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的B．電子的發(fā)現(xiàn)使人認(rèn)識(shí)到原子具有核式結(jié)構(gòu)C．α粒子散射實(shí)驗(yàn)的重要發(fā)現(xiàn)是電荷是量子化的D．密立根油滴實(shí)驗(yàn)說(shuō)明核外電子的軌道是不連續(xù)的2．以下說(shuō)法中符合事實(shí)的是()A．湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子并提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型B．玻爾發(fā)現(xiàn)電子并提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型C．盧瑟福做了α粒子散射實(shí)驗(yàn)并提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型D．密立根做了α粒子散射實(shí)驗(yàn)并提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型3．盧瑟福通過(guò)對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，提出了()A．原子的核式結(jié)構(gòu)模型B．原子核內(nèi)有中子存在C．電子是原子核的組成局部D．原子核是由質(zhì)子和中子組成的4．以下現(xiàn)象中，與原子核內(nèi)部變化有關(guān)的是()A．α粒子散射現(xiàn)象 B．天然放射現(xiàn)象C．光電效應(yīng)現(xiàn)象 D．原子發(fā)光現(xiàn)象5．比擬α、β、γ三種射線的電離作用和穿透能力()A．β射線的電離作用最強(qiáng)B．γ射線的電離作用最強(qiáng)C．α射線的穿透能力最強(qiáng)D．γ射線的穿透能力最強(qiáng)6．關(guān)于天然放射現(xiàn)象，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．所有元素都可能發(fā)生衰變B．放射性元素的半衰期與外界的溫度有關(guān)C．α、β和γ三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)D．α、β和γ三種射線中，γ射線的電離能力最強(qiáng)7．實(shí)驗(yàn)觀察到，靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中A點(diǎn)的原子核發(fā)生β衰變，衰變產(chǎn)生的新核與電子恰在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向和軌跡如圖1所示，那么()圖1A．軌跡1是電子的，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外B．軌跡2是電子的，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外C．軌跡1是新核的，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里D．軌跡2是新核的，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里8．核反響方程eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋X中的X表示()A．質(zhì)子B．電子C．光子D．中子9．以下反響中屬于核聚變反響的是()A.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)HeB.eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)eC.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)nD.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n10．在以下核反響方程式中，X代表質(zhì)子的方程有()①eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋X②eq\o\al(14,)7N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,)8O＋X③eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(1,0)n＋X④eq\o\al(2,1)H＋X→eq\o\al(4,2)H＋eq\o\al(1,0)nA．①③ B．②④C．②③ D．①④11．在以下四個(gè)核反響方程中，符號(hào)“X〞表示中子的是()A.eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(27,12)Mg＋XB.eq\o\al(24,11)Na→eq\o\al(24,12)Mg＋XC.eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,)6C＋XD.eq\o\al(239,92)U→eq\o\al(239,93)Np＋X12．圖2為氫原子能級(jí)的示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出假設(shè)干種不同頻率的光．關(guān)于這些光，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()圖2A．最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的光是由n＝4能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)產(chǎn)生的B．頻率最小的光是由n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)產(chǎn)生的C．這些氫原子最多可輻射出3種不同頻率的光D．用n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)輻射出的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng)13．如果大量氫原子處在n＝4的能級(jí)，可能有幾種頻率的光輻射出來(lái)？其中頻率最大的光是氫原子在哪兩個(gè)能級(jí)間躍遷時(shí)發(fā)出來(lái)的？()A．4種，其中頻率最大的光是氫原子從n＝4能級(jí)到n＝1能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出B．6種，其中頻率最大的光是氫原子從n＝4能級(jí)到n＝1能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出C．4種，其中頻率最大的光是氫原子從n＝4能級(jí)到n＝3能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出D．6種，其中頻率最大的光是氫原子從n＝4能級(jí)到n＝3能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出14．按照氫原子的玻爾模型，氫原子的核外電子繞原子核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑和對(duì)應(yīng)的能量為rn＝n2r1、En＝eq\f(E1,n2)，電子從半徑較大的軌道n＝2的激發(fā)態(tài)向半徑較小的軌道基態(tài)躍遷時(shí)，放出光子，(r1＝0.053nm，E1＝－13.6eV)．那么產(chǎn)生的光子頻率為(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，結(jié)果保存兩位有效數(shù)字)()A．ν＝1.5×1015Hz B．ν＝2.0×1015HzC．ν＝2.5×1015Hz D．ν＝4.5×1015Hz15．每種原子都有自己的特征譜線，所以運(yùn)用光譜分析可以鑒別物質(zhì)和進(jìn)行深入研究．氫原子光譜中巴耳末系的譜線波長(zhǎng)公式為：eq\f(1,λ)＝eq\f(E1,hc)(eq\f(1,22)－eq\f(1,n2))，n＝3、4、5…，E1為氫原子基態(tài)能量，h為普朗克常量，c為光在真空中的傳播速度．鋰離子Li＋的光譜中某個(gè)線系的波長(zhǎng)可歸納成一個(gè)公式：eq\f(1,λ)＝eq\f(E1′,hc)(eq\f(1,62)－eq\f(1,m2))，m＝9、12、15…，E1′為鋰離子Li＋基態(tài)能量，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)這個(gè)線系光譜與氫原子巴耳末系光譜完全相同．由此可以推算出鋰離子Li＋基態(tài)能量與氫原子基態(tài)能量的比值為()A．3B．6C．9D．1216．(多項(xiàng)選擇)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用同一種單色光先后照射鋅和銀的外表，都能產(chǎn)生光電效應(yīng)．對(duì)于這兩個(gè)過(guò)程，以下四個(gè)物理量中一定不同的是()A．遏止電壓 B．飽和光電流C．光電子的最大初動(dòng)能 D．逸出功17．鈣和鉀的截止頻率分別為7.73×1014Hz和5.44×1014Hz，在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應(yīng)，比擬它們外表逸出的具有最大初動(dòng)能的光電子，鈣逸出的光電子具有較大的()A．波長(zhǎng) B．頻率C．最大初動(dòng)能 D．動(dòng)量18．某光源發(fā)出的光由不同波長(zhǎng)的光組成，不同波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度如圖3所示，表中給出了一些材料的極限波長(zhǎng)，用該光源發(fā)出的光照射表中材料()圖3A．僅鈉能產(chǎn)生光電子B．僅鈉、銅能產(chǎn)生光電子C．僅銅、鉑能產(chǎn)生光電子D．都能產(chǎn)生光電子

答案精析1．A2.C3.A4．B[α粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了原子內(nèi)部有一個(gè)很小的核，并沒(méi)有涉及到核內(nèi)部的變化，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；天然放射現(xiàn)象是原子核內(nèi)部發(fā)生變化自發(fā)的放射出α粒子或電子，從而發(fā)生α衰變或β衰變，故B項(xiàng)正確；光電效應(yīng)是原子核外層電子脫離原子核的束縛而逸出，沒(méi)有涉及到原子核的變化，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；原子發(fā)光是原子躍遷形成的，也沒(méi)有涉及到原子核的變化，故D項(xiàng)錯(cuò)誤．]5．D[α、β、γ三種射線中，α射線的電離作用最強(qiáng)，γ射線的穿透能力最強(qiáng)；應(yīng)選D.]6．C[科學(xué)家們研究發(fā)現(xiàn)，原子序數(shù)大于或等于83的元素都能發(fā)生衰變；原子序數(shù)小于83的元素，有的也能發(fā)生衰變，但不是所有的元素都能發(fā)生衰變，A錯(cuò)誤；不同的放射性元素，半衰期是不同的．放射性元素的半衰期是由核內(nèi)部自身的因素決定的，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件都沒(méi)有關(guān)系．例如，一種放射性元素，不管它是以單質(zhì)的形式存在，還是與其他元素形成化合物，或者對(duì)它施加壓力、提高溫度，都不能改變它的半衰期，這是因?yàn)檫@些都沒(méi)有改變?cè)雍说慕Y(jié)構(gòu)，B錯(cuò)誤；α射線是氦核粒子流，β射線是高速的電子流，γ射線是能量很高的電磁波(不帶電)．在三種射線中，α射線的電離能力最強(qiáng)，穿透能力最弱，γ射線不帶電，但穿透能力最強(qiáng)，C正確，D錯(cuò)誤．]7．D[由動(dòng)量守恒可知，原子核靜止在磁場(chǎng)中，發(fā)生β衰變后的新核與電子的動(dòng)量大小相等，方向相反．由qBv＝eq\f(mv2,R)，得R＝eq\f(mv,qB)，粒子運(yùn)動(dòng)的半徑與電荷量成反比．新核帶電荷量大于電子，因此R較小，知軌跡2為新核軌跡，由左手定那么可知，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里．]8．B[根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，可知X的電荷數(shù)為90－91＝－1，質(zhì)量數(shù)為234－234＝0，所以X是電子．]9．D[A和B是衰變反響；C是裂變反響；D是聚變反響，應(yīng)選D.]10．C[在方程①中，X的質(zhì)量數(shù)是1，核電荷數(shù)是0，故它不是質(zhì)子，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤；在方程②中，X的質(zhì)量數(shù)是1，核電荷數(shù)是1，故它是質(zhì)子；在方程③中，X的質(zhì)量數(shù)是1，核電荷數(shù)是1，故它也是質(zhì)子；在方程④中，X的質(zhì)量數(shù)是3，核電荷數(shù)是1，故它不是質(zhì)子；應(yīng)選項(xiàng)C正確．]11．C[根據(jù)核反響過(guò)程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，得A中質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為1，X為質(zhì)子；B中質(zhì)量數(shù)為0，電荷數(shù)為－1，X為電子；C中質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為0，X為中子；D中質(zhì)量數(shù)為0，電荷數(shù)為－1，X為電子；可知選項(xiàng)C正確．]12．D13．B[大量氫原子處在n＝4的能級(jí)，可能有eq\f(nn－1,2)＝6種頻率的光輻射出來(lái)．根據(jù)玻爾理論，頻率最大的光對(duì)應(yīng)著能級(jí)差最大的能級(jí)間的躍遷，即是氫原子從n＝4能級(jí)到n＝1能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的，選項(xiàng)B正確．]14．C[電子從半徑較大的軌道n＝2的激發(fā)態(tài)向半徑較小的軌道基態(tài)躍遷時(shí)，因r2＝4r1，E2＝－3.40eV，E2－E1＝hν，解得ν＝2.5×1015Hz.]15．C[因?yàn)殇囯x子Li＋線系光譜與氫原子巴耳末系光譜完全相同，那么可知對(duì)應(yīng)的各個(gè)波長(zhǎng)都是相同的，由數(shù)學(xué)知識(shí)可知eq\f(E1′,62)＝eq\f(E1,22)，可得E1′＝9E1，應(yīng)選C.]16．ACD[不同的金屬具有不同的逸出功，遏止電壓為Uc＝eq\f(hν－W0,e)，光電子的最大初動(dòng)能為Ek＝hν－W0，飽和光電流由單位時(shí)間內(nèi)的入射光子數(shù)決定，綜上可知A、C、D正確．]17．A[根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)