高考物理二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題檢測(cè)（十九）“活學(xué)巧記”應(yīng)對(duì)點(diǎn)散面廣的原子物理學(xué)（含解析）-人教版高三全冊(cè)物理試題

“活學(xué)巧記”應(yīng)對(duì)點(diǎn)散面廣的原子物理學(xué)1．[多選]波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說(shuō)法正確的有()A．光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性B．熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說(shuō)明中子具有波動(dòng)性C．黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的波動(dòng)性解釋D．動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波波長(zhǎng)也相等解析：選AB光電效應(yīng)現(xiàn)象、黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律都可以用光的粒子性解釋?zhuān)x項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤；熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說(shuō)明中子具有波動(dòng)性，選項(xiàng)B正確；由德布羅意波波長(zhǎng)公式λ＝eq\f(h,p)和p2＝2mEk知，動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子動(dòng)量不同，德布羅意波波長(zhǎng)不相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2．(2018·廣州高三檢測(cè))氫原子第n能級(jí)的能量為En＝eq\f(E1,n2)(n＝1,2,3，…)，其中E1是基態(tài)能量。若氫原子從第k能級(jí)躍遷到第p能級(jí)，輻射的光子能量為－eq\f(5,36)E1，第p能級(jí)比基態(tài)能量高－eq\f(3,4)E1，則()A．k＝3，p＝2 B．k＝4，p＝3C．k＝5，p＝3 D．k＝6，p＝2解析：選A根據(jù)玻爾理論，氫原子輻射光子能量ΔE＝eq\f(E1,k2)－eq\f(E1,p2)＝－eq\f(5,36)E1，eq\f(E1,p2)－E1＝－eq\f(3,4)E1，聯(lián)立解得：k＝3，p＝2，故A正確。3．(2019屆高三·北京海淀區(qū)檢測(cè))下列說(shuō)法正確的是()A．愛(ài)因斯坦提出的光子說(shuō)，成功解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象B．氫原子的電子由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí)，向外輻射光子，原子能量增加C．盧瑟福通過(guò)α粒子的散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子并預(yù)言了中子的存在D．湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子并提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型解析：選A根據(jù)光學(xué)發(fā)展的歷程可知，1905年，愛(ài)因斯坦提出的光子說(shuō)很好地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象，故A正確；氫原子的電子由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí)，向外輻射光子，原子能量減小，故B錯(cuò)誤；湯對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的研究提出了原在質(zhì)子，故C、D錯(cuò)誤。4.靜止在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的碳14原子核，某時(shí)刻放射的某種粒子與反沖核的初速度方向均與電場(chǎng)方向垂直，且經(jīng)過(guò)相等的時(shí)間后形成的軌跡如圖所示(a、b表示長(zhǎng)度)。那么碳14的核反應(yīng)方程可能是()A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(10,4)Be B.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,1)e＋eq\o\al(14,5)BC.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(14,7)N D.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(12,5)B解析：選A由軌跡彎曲方向可以看出，反沖核與放出的粒子的受力方向均與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，均帶正電，C錯(cuò)誤；反沖核、粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)，豎直方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，水平方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，發(fā)生核反應(yīng)時(shí)反沖核、粒子的速度大小分別為v1、v2，由動(dòng)量守恒有m1v1＝m2v2，結(jié)合題圖有b＝v1t，a＝v2t，4b＝eq\f(q1E,2m1)t2,2a＝eq\f(q2E,2m2)t2，解得eq\f(q2,q1)＝eq\f(1,2)，比較選項(xiàng)A、B、D可得，A正確。5．[多選]靜止的eq\o\al(211,83)Bi原子核在磁場(chǎng)中發(fā)生衰變后運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，大、小圓半徑分別為R1、R2；則下列關(guān)于此核衰變方程和兩圓軌跡半徑比值判斷正確的是()A.eq\o\al(211,83)Bi→eq\o\al(207,81)Tl＋eq\o\al(4,2)He B.eq\o\al(211,83)Bi→eq\o\al(211,84)Po＋eq\o\al(0,－1)eC．R1∶R2＝84∶1 D．R1∶R2＝207∶4解析：選BC原子核發(fā)生衰變時(shí)，根據(jù)動(dòng)量守恒可知兩粒子的速度方向相反，由題圖可知兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡為內(nèi)切圓，根據(jù)左手定則可以得知，衰變后的兩粒子帶的電性相反，所以釋放的粒子應(yīng)該是電子，原子核發(fā)生的應(yīng)該是β衰變，衰變方程為：eq\o\al(211,83)Bi→eq\o\al(211,84)Po＋eq\o\al(0,－1)e，故A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)R＝eq\f(mv,qB)且兩粒子動(dòng)量等大，可得R1∶R2＝q2∶q1＝84∶1，故C正確，D錯(cuò)誤。6．[多選]下列說(shuō)法正確的是()A.eq\o\al(232,90)Th經(jīng)過(guò)6次α衰變和4次β衰變后成為eq\o\al(208,82)PbB．在核反應(yīng)堆中，為使快中子減速，在鈾棒周?chē)拧奥瘎保Ｓ玫穆瘎┯惺?、重水和普通水C．當(dāng)用藍(lán)光照射某金屬表面時(shí)有電子逸出，則改用紅光照射也一定會(huì)有電子逸出D．將由放射性元素組成的化合物進(jìn)行高溫分解，會(huì)改變?cè)摲派湫栽氐陌胨テ诮馕觯哼xAB發(fā)生α衰變是放出eq\o\al(4,2)He，發(fā)生β衰變是放出eq\o\al(0,－1)e，設(shè)發(fā)生了x次α衰變和y次β衰變，則根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒有2x－y＋82＝90,4x＋208＝232，解得x＝6，y＝4，故衰變過(guò)程中共發(fā)生6次α衰變和4次β衰變，A正確；在核反應(yīng)堆中，為使快中子減速，在鈾棒周?chē)拧奥瘎?，常用的慢化劑有石墨、重水和普通水，B正確；發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，紅光的頻率小于藍(lán)光，不一定能發(fā)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期只由自身性質(zhì)決定，與外界條件無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤。7．(2018·桂林、崇左調(diào)研)下列描述中正確的是()A．質(zhì)子與中子結(jié)合成氘核的過(guò)程中吸收能量B．某原子核經(jīng)過(guò)一次α衰變和兩次β衰變后，核內(nèi)中子數(shù)減少2個(gè)C.eq\o\al(238,92)U(鈾核)衰變?yōu)閑q\o\al(222,86)Rn(氡核)要經(jīng)過(guò)3次α衰變和4次β衰變D．發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)入射光波長(zhǎng)相同，從金屬表面逸出的光電子最大初動(dòng)能越大，這種金屬的逸出功越小解析：選D中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核有質(zhì)量虧損，釋放能量，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；某原子核經(jīng)過(guò)一次α衰變和兩次β衰變后，核內(nèi)中子數(shù)減少4個(gè)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；eq\o\al(238,92)U(鈾核)衰變?yōu)閑q\o\al(222,86)Rn(氡核)質(zhì)量數(shù)減小16，故要經(jīng)過(guò)4次α衰變，根據(jù)電荷數(shù)守恒，則應(yīng)該經(jīng)過(guò)2次β衰變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)入射光波長(zhǎng)相同，即光的頻率相同，根據(jù)hν＝W逸出功＋Ek，從金屬表面逸出的光電子最大初動(dòng)能越大，這種金屬的逸出功越小，選項(xiàng)D正確。8．(2018·龍巖模擬)1995年科學(xué)家“制成”了反氫原子，它是由一個(gè)反質(zhì)子和一個(gè)圍繞它運(yùn)動(dòng)的正電子組成的。反質(zhì)子和質(zhì)子有相同的質(zhì)量，帶有等量異種電荷。反氫原子和氫原子有相同的能級(jí)分布，氫原子能級(jí)如圖所示。下列說(shuō)法中正確的是()A．反氫原子光譜與氫原子光譜不同B．基態(tài)反氫原子的電離能是13.6eVC．基態(tài)反氫原子能吸收11eV的光子發(fā)生躍遷D．在反氫原子譜線中，從n＝2能級(jí)躍遷到基態(tài)時(shí)放出光子的波長(zhǎng)最長(zhǎng)解析：選B反氫原子和氫原子有相同的能級(jí)分布，所以反氫原子光譜與氫原子光譜相同，故A錯(cuò)誤；由題圖知，處于基態(tài)的氫原子的電離能是13.6eV，則基態(tài)反氫原子的電離能也是13.6eV，故B正確；基態(tài)的反氫原子吸收11eV光子，能量為－13.6eV＋11eV＝－2.6eV，不能發(fā)生躍遷，所以該光子不能被吸收，故C錯(cuò)誤；在反氫原子譜線中，從n＝2能級(jí)躍遷到基態(tài)時(shí)放出光子的能量不是最小，故對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)不是最長(zhǎng)，故D錯(cuò)誤。9．[多選]用如圖甲所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。閉合開(kāi)關(guān)S，用頻率為ν的光照射光電管時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)。圖乙是該光電管發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖像，圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(a,0)，與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0，－b)，下列說(shuō)法中正確的是()A．普朗克常量為h＝eq\f(b,a)B．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S后，電流表G的示數(shù)不為零C．僅增加照射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能將增大D．保持照射光強(qiáng)度不變，僅提高照射光頻率，電流表G的示數(shù)保持不變解析：選AB由Ek＝hν－W0，可知題圖乙中圖線的斜率為普朗克常量，即h＝eq\f(b,a)，故A正確；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后，初動(dòng)能大的光電子也可能到達(dá)陽(yáng)極，所以電流表G的示數(shù)不為零，故B正確；只有增大照射光的頻率，才能增大光電子的最大初動(dòng)能，與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；保持照射光強(qiáng)度不變，僅提高照射光頻率，單個(gè)光子的能量增大，而光的強(qiáng)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(cuò)誤。10.[多選]“核反應(yīng)堆”是通過(guò)可控的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)實(shí)現(xiàn)核能的釋放的裝置(如圖所示)，核燃料是鈾棒，在鈾棒周?chē)拧奥瘎?，快中子和慢化劑中的碳原子核碰撞后，中子能量減少變?yōu)槁凶?，碳核的質(zhì)量是中子的12倍，假設(shè)中子與碳核發(fā)生彈性正碰，而且認(rèn)為碰撞前中子動(dòng)能是E0，碳核都是靜止的，則()A．鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是指由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過(guò)程B．鎘棒的作用是與鈾棒發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，消耗多余的鈾原子核，從而達(dá)到控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度的目的C．經(jīng)過(guò)一次碰撞，中子失去的動(dòng)能為eq\f(48,169)E0D．在反應(yīng)堆的外面修建很厚的水泥防護(hù)層是用來(lái)屏蔽裂變產(chǎn)物放出的各種射線解析：選ACD鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是指由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代又一代繼續(xù)下去的過(guò)程，選項(xiàng)A正確；核反應(yīng)堆中，鎘棒的作用是吸收中子，以控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)量守恒定律有mv0＝mv1＋12mv2，根據(jù)能量守恒定律有eq\f(1,2)mv02＝eq\f(1,2)mv12＋eq\f(1,2)×12mv22，聯(lián)立可得v1＝－eq\f(11,13)v0，解得中子損失的動(dòng)能為eq\f(48,169)E0，選項(xiàng)C正確；水泥防護(hù)層的作用是屏蔽裂變產(chǎn)物放出的射線，選項(xiàng)D正確。11．(2018·北京朝陽(yáng)區(qū)模擬)從1907年起，密立根就開(kāi)始測(cè)量金屬的遏止電壓Uc(即圖甲所示的電路中電流表G的讀數(shù)減小到零時(shí)，加在電極K、A之間的反向電壓)與入射光的頻率ν，由此算出普朗克常量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(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性。按照密立根的方法，某實(shí)驗(yàn)小組利用圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到了某金屬的Uc-ν圖像如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是()A．該金屬的截止頻率約為4.30×1014HzB．該金屬的截止頻率約為5.50×1014HzC．該圖線的斜率為普朗克常量D．該圖線的斜率為這種金屬的逸出功解析：選A設(shè)金屬的逸出功為W0，截止頻率為νc，則W0＝hνc。光電子的最大初動(dòng)能Ek與遏止電壓Uc的關(guān)系是Ek＝eUc，光電效應(yīng)方程為Ek＝hν－W0，聯(lián)立兩式可得：Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，故Uc-ν圖像的斜率為eq\f(h,e)，C、D錯(cuò)誤；當(dāng)Uc＝0時(shí)，可解得：ν＝eq\f(W0,h)＝νc，由題圖乙可知，νc≈4.30×1014Hz，即金屬的截止頻率約為4.30×1014Hz，A正確，B錯(cuò)誤。12．[多選](2018·湖北七市聯(lián)考)如圖所示是氫原子的能級(jí)圖，大量處于n＝5激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，一共可以放出10種不同頻率的光子。其中萊曼系是指氫原子由高能級(jí)向n＝1能級(jí)躍遷時(shí)放出的光子，則()A．10種光子中波長(zhǎng)最短的是n＝5激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)產(chǎn)生的B．10種光子中有4種屬于萊曼系C．使n＝5能級(jí)的氫原子電離至少要0.85eV的能量D．從n＝2能級(jí)躍遷到基態(tài)釋放光子的能量等于從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)釋放光子的能量解析：選AB由題圖可知，10種光子中，從n＝5激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)放出的光子能量最大，頻率最大，波長(zhǎng)最短，故A正確；10種光子中，包括從n＝5、n＝4、n＝3和n＝2能級(jí)向n＝1能級(jí)躍遷時(shí)放出的4種光子，這4種屬于萊曼系，故B正確；n＝5能級(jí)的氫原子具有的能量為－0.54eV，故要使其發(fā)生電離，至少需要0.54eV的能量，故C錯(cuò)誤；根據(jù)玻爾理論，從n＝2能級(jí)躍遷到基態(tài)釋放光子的能量：10.2eV，從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能(－3.4eV)＝1.89eV，二者不相等，故D錯(cuò)誤。13．[多選](2018·西工大附中模擬)如圖所示，用某單色光照射光電管的陰板K，會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)。在陽(yáng)極A和陰極K之間加上反向電壓，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，逐漸增大加在光電管上的電壓，直至電流表中電流恰為零，此時(shí)電壓表的電壓值U稱(chēng)為遏止電壓?，F(xiàn)分別用頻率為ν1和ν2的單色光照射陰極，測(cè)得遏止電壓分別為U1和U2，設(shè)電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，下列說(shuō)法正確的是()A．頻率為ν1的光照射時(shí)，光電子的最大初速度為eq\r(\f(2eU1,m))B．頻率為ν2的光照射時(shí)，光電子的最大初速度為eq\r(\f(eU2,2m))C．陰極K的逸出功為eq\f(eU1ν2－U2ν1,ν1－ν2)D．陰極K的極限頻率為eq\f(U1ν2－U2ν1,U1－U2)解析：選ACD在陽(yáng)極A和陰極K之間加上反向電壓，逸出的光電子在反向電場(chǎng)中做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理可得－eU＝0－eq\f(1,2)mvm2，解得光電子的最大初速度為vmax＝eq\r(\f(2eU,m))，所以頻率為ν1的光照射時(shí)，光電子的最大初速度為eq\r(\f(2eU1,m))，頻率為ν2的光照射時(shí)，光電子的最大初速度為eq\r(\f(2eU2,m))，A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程可得hν1＝eU1＋W，hν2＝eU2＋W，聯(lián)立可得W＝eq\f(eU1ν2－U2ν1,ν1－ν2)，h＝eq\f(eU1－U2,ν1－ν2)，陰極K的極限頻率ν0＝eq\f(W,h)＝eq\f(U1ν2－U2ν1,U1－U2)，C、D正確。14．[多選](2018·焦作模擬)如圖所示，人工元素原子核eq\o\al(286,113)Nh開(kāi)始靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1、B2的邊界MN上，某時(shí)刻發(fā)生裂變生成一個(gè)氦原子核eq\o\al(4,2)He和一個(gè)Rg原子核，裂變后的微粒速度方向均垂直于B1、B2的邊界MN