高三物理（第03期）好題速遞分項解析匯編 專題17 原子結構、原子核和波粒二象性（選修3-5）（含解析）

《高三物理（第03期）好題速遞分項解析匯編 專題17 原子結構、原子核和波粒二象性（選修3-5）（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高三物理（第03期）好題速遞分項解析匯編 專題17 原子結構、原子核和波粒二象性（選修3-5）（含解析）（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

專題17 原子結構、原子核和波粒二象性（選修3-5） 一、選擇題 1．【2017安徽省黃山市屯溪一中高三第二次月考】下列說法正確的是 A．發(fā)生光電效應時，入射光的光強一定，頻率越高，逸出的光電子的最大初動能就越大 B．盧瑟福依據(jù)極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度散射提出了原子核式結構模型 C．一群氫原子從n＝3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時，能輻射3種不同頻率的光子 D．比結合能越大，原子核越不穩(wěn)定 【答案】ABC 考點：光電效應、α粒子散射實驗、比結合能、原子發(fā)光 【名師點睛】愛因斯坦的光電效應提出：每一種金屬在產(chǎn)生光電效應是都存在一極限頻率（或稱截止頻率），即照射光的頻率不能低于某一臨界值。光電效應中產(chǎn)生的光電子的速度與光的頻率有關，而與光強無關。 光電效應的瞬時性。盧瑟福于1911年提出關于原子的核式結構學說，他指出，在原子的中心有一個很小的核，叫做原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外空間繞著核旋轉.原子內部非常空曠，原子核在原子中間體積很小，帶正電；電子在原子核外繞核運動。原子核是核子憑借核力結合在一起構成的，要把它們分開，也需要能量，這就是原子核的結合能，自然，組成原子核的核子越多，它的結合能就越高。因此，有意義的是它的結合能與核子數(shù)之比，稱做比結合能，也叫平均結合能 。比結合能越大，原子核中核子結合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。 2.【2017安徽省合肥一中高三第一次月考】根據(jù)氫原子的能級圖，現(xiàn)讓一束單色光照射到大量處于基態(tài)（量子數(shù)n=1）的氫原子上，受激的氫原子能自發(fā)地發(fā)出3種不同頻率的光，則照射氫原子的單色光的光子能量為 A．13.6eV B．3.4eV C．10.2eV D．12.09eV 【答案】D 【解析】受激的氫原子能自發(fā)地發(fā)出3種不同頻率的光，知躍遷到第3能級，則吸收的光子能量為，故D正確． 考點：考查了氫原子躍遷 【名師點睛】能級間躍遷吸收或輻射的能量等于兩能級間的能級差，受激的氫原子能自發(fā)地發(fā)出3種不同頻率的光，可知躍遷到第3能級，從而根據(jù)能級差求出照射的光子能量． 3.【2017廣西省桂林市桂林中學高三10月月考】（5分）產(chǎn)生光電效應時，關于逸出光電子的最大初動能Ek，下列說法正確的是( ) A．對于同種金屬，Ek與照射光的強度無關 B．對于同種金屬，Ek與照射光的波長成正比 C．對于同種金屬，Ek與照射光的時間成正比 D．對于同種金屬，Ek與照射光的頻率成線性關系 E．對于不同種金屬，若照射光頻率不變，Ek與金屬的逸出功成線性關系 【答案】ADE 考點：光電效應 【名師點睛】解決本題的關鍵掌握光電效應方程Ekm=hv-W0，知道最大初動能與入射光的頻率有關，而與入射光的強度和照射時間無關。 4.【2017貴州省凱里市第一中學高三上學期第四次模擬】（6分）氘核和氚核可發(fā)生熱核聚變而釋放巨大的能量，該反應方程為：，式中x是某種粒子。已知：、、和粒子x的質量分別為2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u=931.5MeV/c2，c是真空中的光速。由上述反應方程和數(shù)據(jù)可知，粒子x是__________，該反應釋放出的能量為_________ MeV（結果保留3位有效數(shù)字） 【答案】（或中子），17.6（每空3分） 【解析】在核反應中質量數(shù)與電荷數(shù)守恒，可知x為中子；由質量虧損知該反應釋放的能量為17.6Mev. 考點：質量虧損、核聚變。 5.【2017寧夏銀川一中高三上學期第二次月考】下列說法正確的是( ) A．玻爾建立了量子理論，成功解釋了各種原子發(fā)光現(xiàn)象 B．德布羅意首先提出了物質波的猜想，而電子衍射實驗證實了他的猜想 C．普朗克通過對黑體輻射的研究，第一次提出了光子的概念 D．盧瑟福通過α粒子轟擊氮核實驗的研究，發(fā)現(xiàn)了質子 E．光電效應和康普頓效應都揭示了光具有粒子性 【答案】BDE 考點：玻爾模型和氫原子的能級結構、光電效應、物質波 【名師點睛】本題考查物理學史，是常識性問題，對于物理學上重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、著名理論要加強記憶，這也是考試內容之一。 6.【2017山西省臨汾市第一中學高三10月月考】關于近代物理學，下列說法正確的是 。 A．盧瑟福提出原子的核式結構模型建立的基礎是湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子 B．一群處于能級的氫原子向低能級躍遷時能輻射出6種不同頻率的光 C．重核裂變過程生成中等質量的核，反應前后質量數(shù)守恒，但質量一定減少 D．10個放射性元素的原子核在經(jīng)一個半衰期后，一定有5個原子核發(fā)生衰變 E．在光電效應實驗中，用同種頻率的光照射不同的金屬表面，從金屬表面逸出的光電子的最大初動能越大，這種金屬的逸出功就越小 【答案】BCE 【解析】盧瑟福提出原子的核式結構模型建立的基礎是α粒子散射實驗，故A錯誤；根據(jù)數(shù)學組合，故B正確；核子結合成原子核時一定有質量虧損，釋放出能量，故C正確；半衰期是大量原子核顯現(xiàn)出來的統(tǒng)計規(guī)律，對少量的原子核沒有意義，故D錯誤；據(jù)光電效應方程可知，用同種頻率的光照射不同的金屬表面，從金屬表面逸出的光電子的最大初動能越大，則這種金屬的逸出功越小，故E正確。 考點：光電效應、半衰期 【名師點睛】本題考查的知識點較多，難度不大，要在平時學習中多積累，注意光的波動性與粒子性的區(qū) 別，及理解半衰期適用條件。 7.【2017吉林省長春市高三質量檢測】（1）(5分)下列說法正確的是______。（填正確答案標號。選對1個得3分，選對2個得4分，選對3個得6分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分） A.太陽輻射能量來自核聚變，目前采用核電站發(fā)電的能量均來自核裂變反應 B.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核有復雜的結構 C.一個氫原子從n=4的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時，能輻射6種不同頻率的光子 D.按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道遷到半徑較大的軌道時，電子的動能減小，原子總能量減小 E. 康普頓效應說明光具有粒子性，電子的衍射實驗說明粒子具有波動性 【答案】ABE 考點：聚變反應；天然放射現(xiàn)象；玻爾理論；康普頓效應 【名師點睛】本題要知道聚變與裂變、粒子波與波動性的區(qū)別，以及原子核復雜的結構與原子的核式結構的不同，知道向高能級躍遷時，總能量增大，注意C選項中大量與一個的區(qū)別. 8.【2017四川省成都市樹德中學高三10月月考】實物粒子和光都具有波粒二象性，下列事實中突出體現(xiàn)波動性的是 。（填正確答案標號，選對1個給2分，選對2個得4分，選對3個得5分，每選錯1個扣3分，最低得分0分） A．電子束通過雙縫實驗后可以形成干涉圖樣 B．β射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡 C．人們利慢中子衍射來研究晶體的結構 D．人們利用電子顯微鏡觀測物質的微觀結構 E．光電效應實驗中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關，與入射光的強度無關 【答案】ACD 【解析】干涉是波具有的特性，電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣，說明電子具有波動性，所以A正確；β粒子在云室中受磁場力的作用，做的是圓周運動，與波動性無關，所以B錯誤；可以利用慢中子衍射來研究晶體的結構，說明中子可以產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，說明具有波動性，所以C正確；人們利用電子顯微鏡觀測物質的微觀結構，說明電子可以產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，說明具有波動性，所以D正確；光電效應實驗，說明的是能夠從金屬中打出光電子，說明的是光的粒子性，所以E錯誤； 考點：考查了光的波粒二象性 【名師點睛】光電效應證明了光的粒子性，肥皂泡是彩色的，是由于光線在肥皂膜的表面發(fā)生干涉造成的證明了光具有波動性；實物粒子也具有波動性，但由于波長太小，我們無法直接觀測到；相鄰原子之間的距離大致與德布羅意波長相同故能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，證明了光的波動性 9.【2017河南省開封市高三上學期定位考試】（4分）下列說法正確的是 。（填正確答案標號，選對1個給2分，選對2個得3分，選對3個得4分，每選錯1個扣2分，最低得分0分） A．居里夫婦發(fā)現(xiàn)了鈾和含鈾礦物的天然放射現(xiàn)象 B．根據(jù)玻爾理論可知，氫原子輻射出一個光子后，氫原子的電勢能減小，核外電子的運動速度增大。 C．德布羅意在愛因斯坦光子說的基礎上提出物質波的概念，認為一切物體都具有波粒二象性。 D．盧瑟福通過對α粒子散射實驗的研究，揭示了原子核的組成. E．赫茲在實驗時無意中發(fā)現(xiàn)了一個使光的微粒理論得以東山再起的重要現(xiàn)象——光電效應?！敬鸢浮緽CE 考點：物理學史 【名師點睛】本題考查物理學史，是常識性問題，對于物理學上重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、著名理論要加強記憶，這也是考試內容之一。 10.【2017浙江省名校協(xié)作體高三上學期聯(lián)考】【加試題】下列說法正確的是 A．原子核發(fā)生α衰變后，新核的原子序數(shù)將減小2位 B．天然放射現(xiàn)象一定伴隨有電子的得失 C．光電效應發(fā)生后，遏制電壓和入射光的頻率有關 D．氫原子由高能級向低能級躍遷要吸收光子 【答案】AC 【解析】原子核發(fā)生α衰變后，放出氦核，新核的原子序數(shù)將減小2位，選項A正確；天然放射現(xiàn)象是原子核內的粒子的變化，核外電子不變，選項B錯誤；根據(jù)光電效應方程Ekm=eUc=hγ-W0，知遏止電壓與入射光的頻率與逸出功有關，與強度無關．故C正確．根據(jù)玻爾理論可知，氫原子由高能級向低能級躍遷要放出光子，選項D錯誤；故選AC. 考點：天然放射性現(xiàn)象；光電效應；玻爾理論 11.【2017河北省定州中學高三（高補班）上學期第二次月考】某放射性元素經(jīng)過11.4天有的原子核發(fā)生了衰變，該元素的半衰期為（ ） （A）11.4天 （B）7.6天 （C）5. 7天 （D）3.8天 【答案】D 【解析】根據(jù)半衰期公式：可得：，所以有，t=3T=11.4天，T=3.8天，即半衰期為3.8天，D正確． 考點：考查了半衰期的計算 【名師點睛】本題比較簡單，只要知道半衰期公式就能解答，原子物理中題目主要是加強記憶，沒有很復雜的計算題． 12.【2017河北省定州中學高三（高補班）上學期第二次月考】三種不同的入射光A、B、C分別射在三種不同的金屬a、b、c表面，均恰能使金屬中逸出光電子，若三種入射光的波長λA＞λB＞λC，則( ) A．用入射光A照射金屬b和c，金屬b和c均可發(fā)生光電效應現(xiàn)象 B．用入射光A和B照射金屬c，均可使金屬c發(fā)生光電效應現(xiàn)象 C．用入射光C照射金屬a與b，金屬a、b均可發(fā)生光電效應現(xiàn)象 D．用入射光B和C照射金屬a，均可使金屬a發(fā)生光電效應現(xiàn)象 【答案】CD 考點：考查了光電效應 【名師點睛】光電效應產(chǎn)生的條件是入射光的頻率大于等于金屬的極限頻率，波長越大頻率越小，然后根據(jù)光電效應的條件，當入射光的頻率大于極限頻率，會發(fā)生光電效應進行判斷 13.【2017河北省衡水中學高三摸底聯(lián)考】以下說法中正確的有 。 A．氫原子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，原子的能量減小 B．核力存在于原子核內所有核子之間 C．原子核式結構模型是由盧瑟福在粒子散射實驗基礎上提出的 D．鈾元素的半衰期為T，當溫度發(fā)生變化時，鈾元素的半衰期也發(fā)生變化 E．放射性元素發(fā)生衰變時所釋放的電子是原子核內的中子轉化為質子時產(chǎn)生的 【答案】ACE 【解析】氫原子由較高能級躍遷到較低能級時，釋放光子，能量減小，故A正確；核力是短程力，每個核子只跟它鄰近的核子間存在核力作用，故B錯誤；盧瑟福依據(jù)α粒子散射實驗的現(xiàn)象提出了原子的核式結構理論，故C正確；半衰期的大小與溫度無關，由原子核內部因素決定，故D錯誤；衰變的實質是原子核中的一個中子轉化成一個質子，同時產(chǎn)生一個電子，這個電子以射線的形式釋放出去，同時輻射出光 子，故E正確。 考點：原子的核式結構 【名師點睛】本題較為簡單，考查了解識記級別的知識，熟讀教材是解決這類題目的必由之路．故要加強對基本知識的積累。 14.【2017湖南省長沙市長郡中學高三摸底測試】下列敘述中正確的是 。 A、經(jīng)過重核裂變反應或輕核聚變反應，核子平均質量變小 B、氫原子不可以吸收能量不等于能級差的光子 C、核反應堆中做“慢化劑”常用的材料有石墨、重水和普通水 D、光電效應實驗中，入射光頻率越高，光電子的動能越大 E、隨著溫度的升高，黑體熱輻射強度的極大值向波長較短的方向移動 【答案】ACE 考點：光電效應、核反應 【名師點睛】本題是原子物理部分的內容，盧瑟福的原子的核式結構模型、光電效應發(fā)生條件等等都是考試的熱點，要加強記憶，牢固掌握，注意自然界可分為四種基本的相互作用。 15.【2017寧夏育才中學高三第二次月考】(6分) 一單色光照到某金屬表面時，有光電子從金屬表面逸出，下列說法中正確的是( )（填入正確選項前的字母。選對1個得3分，選對2個得4分，選對3個得6分。每錯1個扣3分，最低得分為0分） A．無論增大入射光的頻率還是增加入射光的強度，金屬的逸出功都不變 B．只延長入射光照射時間，光電子的最大初動能將增加 C．只增大入射光的頻率，光電子的最大初動能將增大 D．只增大入射光的頻率，光電子逸出所經(jīng)歷的時間將縮短 E．只增大入射光的強度，單位時間內逸出的光電子數(shù)目將增多 【答案】ACE 【解析】金屬的逸出功由金屬本身因素決定，與入射光的頻率、強度無關．故A正確．根據(jù)光電效應方程EKm=hv-W0知，光電子的最大初動能與入射光的照射時間無關，與入射光頻率有關，入射光頻率越大，光電子的最大初動能越大．故B錯誤，C正確．光電子逸出經(jīng)歷的時間與入射光的頻率無關．故D錯誤．增大入射光的強度，則單位時間內逸出的光電子數(shù)目增多．故E正確．故選ACE．故答案為ACE。 考點：光電效應 【名師點睛】解決本題的關鍵知道光電效應的條件，以及掌握光電效應方程，知道影響最大初動能的因素，要知道發(fā)生光電效應的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，入射光的強度影響單位時間內逸出的光電子數(shù)目；基礎題。 16.【2017河北省定州中學高三上學期第二次月考】關于光譜，下列說法中正確的是 A．熾熱的液體發(fā)射明線光譜 B．太陽光譜中的暗線說明太陽缺少與這些暗線對應的元素 C．明線光譜和暗線光譜都可以用于對物質成分進行分析 D．發(fā)射光譜一定是連續(xù)光譜 【答案】C 考點：光譜 【名師點睛】本題是考查光譜與光譜分析;光譜是復色光經(jīng)過色散系統(tǒng)（如棱鏡、光柵）分光后，被色散開的單色光按波長（或頻率）大小而依次排列的圖案，發(fā)射光譜物體發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜叫做發(fā)射光譜．發(fā)射光譜有兩種類型：連續(xù)光譜和明線光譜；連續(xù)分布的包含有從紅光到紫光各種色光的光譜叫做連續(xù)光譜；觀察固態(tài)或液態(tài)物質的原子光譜，可以把它們放到煤氣燈的火焰或電弧中去燒，使它們氣化后發(fā)光，就可以從分光鏡中看到它們的明線光譜. 2、 非選擇題 1.【2017河南省鶴壁市高級中學高三上學期第五次周練】圖甲為觀測光電效應的實驗裝置示意圖，已知實驗中測得某種金屬的遏止電壓與入射頻率之間的關系如圖乙所示，則根據(jù)圖像可知，普朗克常量h=________，該金屬的逸出功=_____________；如果實驗中入射光的頻率為（），則產(chǎn)生的光電子的最大初動能=_______（已知電子的電荷量為e）。 【答案】、、 【解析】由圖象可知，，知圖線的斜率，那么普朗克常量．當遏止電壓為零時，最大初動能為零，則入射光的能量等于逸出功，所以；如果實驗中入射光的頻率為（），根據(jù)光電效應方程． 考點：考查了光電效應方程 【名師點睛】解決本題的關鍵掌握光電效應方程，以及知道遏止電壓與最大初動能之間的關系．本題考察知識點簡單，但是學生在學習中要牢記公式以及物理量之間的關系，同時注意計算的準確性． 2.【2017甘肅省蘭州第一中學高三9月月考】（4分）用速度一定的中子轟擊靜止的鋰核Li)，發(fā)生核反應后生成氚核和α粒子，則核反應方程為　　　　　　　　??；生成的氚核速度方向與中子的初速度方向相反，α粒子的速度為v，氚核與α粒子的速率之比為7∶8，已知質子、中子質量均為m，光速為c，核反應過程中放出的能量全部轉化為氚核和α粒子的動能，則中子的初速度v0=　　　　，此反應過程中質量虧損為　　　　。 【答案】 ；v ； 考點：核反應方程；動量守恒定律；質能方程 【名師點睛】此題考查核反應方程、動量守恒定律以及質能方程；注意核反應遵守兩大基本規(guī)律：能量守恒定律和動量守恒定律．注意動量守恒定律的矢量性。