（通用版）2019版高考物理二轮复习专题检测（十九）“活学巧记”应对点散面广的原子物理学（含解析）.doc

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1、1“活学巧记”应对点散面广的原子物理学1多选波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有( )A光电效应现象揭示了光的粒子性B热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波波长也相等解析：选 AB 光电效应现象、黑体辐射的实验规律都可以用光的粒子性解释，选项 A正确，C 错误；热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性，选项 B 正确；由德布罗意波波长公式 和 p22 mEk知，动能相等的质子和电子动量不同，德布罗意波hp波长不相等，选项 D 错误。2(2018广州高三检测)氢原子第 n 能级的能量为 E

2、n (n1,2,3，)，其中 E1E1n2是基态能量。若氢原子从第 k 能级跃迁到第 p 能级，辐射的光子能量为 E1，第 p 能级536比基态能量高 E1，则( )34A k3， p2 B k4， p3C k5， p3 D k6， p2解析：选 A 根据玻尔理论，氢原子辐射光子能量 E E1， E1E1k2 E1p2 536 E1p2 E1，联立解得： k3， p2，故 A 正确。343(2019 届高三北京海淀区检测)下列说法正确的是( )A爱因斯坦提出的光子说，成功解释了光电效应现象B氢原子的电子由激发态向基态跃迁时，向外辐射光子，原子能量增加C卢瑟福通过 粒子的散射实验发现了质子并预言

3、了中子的存在D汤姆孙发现了电子并提出了原子核式结构模型解析：选 A 根据光学发展的历程可知，1905 年，爱因斯坦提出的光子说很好地解释了光电效应现象，故 A 正确；氢原子的电子由激发态向基态跃迁时，向外辐射光子，原子能量减小，故 B 错误；汤姆 孙 通 过 阴 极 射 线 的 研 究 发 现 了 电 子 ， 卢 瑟 福 通 过 对 粒子散射实验的研究提出了原子 的 核 式 结 构 模 型 ， 此 实 验 不 能 说 明 原 子 核 内 存在质子，故 C、D 错误。4.静止在匀强电场中的碳 14 原子核，某时刻放射的某种粒子 与反冲核的初速度方向均与电场方向垂直，且经过相等的时间后形成 的轨迹

4、如图所示( a、 b 表示长度)。那么碳 14 的核反应方程可能是( )2A. C He Be B. C e B146 42 104 146 01 145C. C e N D. C H B146 0 1 147 146 21 125解析：选 A 由轨迹弯曲方向可以看出，反冲核与放出的粒子的受力方向均与电场强度方向相同，均带正电，C 错误；反冲核、粒子在电场中偏转时，竖直方向上做匀速直线运动，水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动，发生核反应时反冲核、粒子的速度大小分别为 v1、 v2，由动量守恒有 m1v1 m2v2，结合题图有 b v1t， a v2t，4 b t2,2aq1E2m1t2，解

5、得 ，比较选项 A、B、D 可得，A 正确。q2E2m2 q2q1 125多选静止的 Bi 原子核在磁场中发生衰变后运动轨迹如图所示，21183大、小圆半径分别为 R1、 R2；则下列关于此核衰变方程和两圆轨迹半径比值判断正确的是( )A. Bi Tl He B. Bi Po e21183 20781 42 21183 21184 0 1C R1 R2841 D R1 R22074解析：选 BC 原子核发生衰变时，根据动量守恒可知两粒子的速度方向相反，由题图可知两粒子的运动轨迹为内切圆，根据左手定则可以得知，衰变后的两粒子带的电性相反，所以释放的粒子应该是电子，原子核发生的应该是 衰变，衰变方

6、程为： Bi Po21183 21184e，故 A 错误，B 正确；根据 R 且两粒子动量等大，可得 R1 R2 q2 q1841，0 1mvqB故 C 正确，D 错误。6多选下列说法正确的是( )A. Th 经过 6 次 衰变和 4 次 衰变后成为 Pb23290 20882B在核反应堆中，为使快中子减速，在铀棒周围要放“慢化剂” ，常用的慢化剂有石墨、重水和普通水C当用蓝光照射某金属表面时有电子逸出，则改用红光照射也一定会有电子逸出D将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变该放射性元素的半衰期解析：选 AB 发生 衰变是放出 He，发生 衰变是放出 e，设发生了 x 次 42 0 1

7、衰变和 y 次 衰变，则根据质量数守恒和电荷数守恒有 2x y8290,4 x208232，解得 x6， y4，故衰变过程中共发生 6 次 衰变和 4 次 衰变，A 正确；在核反应堆中，为使快中子减速，在铀棒周围要放“慢化剂” ，常用的慢化剂有石墨、重水和普通水，B 正确；发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，红光的频率小于蓝光，不一定能发生光电效应，C 错误；放射性元素的半衰期只由自身性质决定，与外界条件无关，D错误。37(2018桂林、崇左调研)下列描述中正确的是( )A质子与中子结合成氘核的过程中吸收能量B某原子核经过一次 衰变和两次 衰变后，核内中子数减少 2 个C. U

8、(铀核)衰变为 Rn(氡核)要经过 3 次 衰变和 4 次 衰变23892 22286D发生光电效应时入射光波长相同，从金属表面逸出的光电子最大初动能越大，这种金属的逸出功越小解析：选 D 中子和质子结合成氘核有质量亏损，释放能量，选项 A 错误；某原子核经过一次 衰变和两次 衰变后，核内中子数减少 4 个，选项 B 错误； U(铀核)衰变23892为Rn(氡核)质量数减小 16，故要经过 4 次 衰变，根据电荷数守恒，则应该经过 2 次22286 衰变，选项 C 错误；发生光电效应时入射光波长相同，即光的频率相同，根据 h W 逸出功 Ek，从金属表面逸出的光电子最大初动能越大，这种金属的逸

9、出功越小，选项 D 正确。8(2018龙岩模拟)1995 年科学家“制成”了反氢原子，它是由一个反质子和一个围绕它运动的正电子组成的。反质子和质子有相同的质量，带有等量异种电荷。反氢原子和氢原子有相同的能级分布，氢原子能级如图所示。下列说法中正确的是( )A反氢原子光谱与氢原子光谱不同B基态反氢原子的电离能是 13.6 eVC基态反氢原子能吸收 11 eV 的光子发生跃迁D在反氢原子谱线中，从 n2 能级跃迁到基态时放出光子的波长最长解析：选 B 反氢原子和氢原子有相同的能级分布，所以反氢原子光谱与氢原子光谱相同，故 A 错误；由题图知，处于基态的氢原子的电离能是 13.6 eV，则基态反氢原

10、子的电离能也是 13.6 eV，故 B 正确；基态的反氢原子吸收 11 eV 光子，能量为13.6 eV11 eV2.6 eV，不能发生跃迁，所以该光子不能被吸收，故 C 错误；在反氢原子谱线中，从n2 能级跃迁到基态时放出光子的能量不是最小，故对应波长不是最长，故 D 错误。9多选用如图甲所示的装置研究光电效应现象。闭合开关 S，用频率为 的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能 Ek与入射光频率 的关系图像，图线与横轴的交点坐标为( a,0)，与纵轴的交点坐标为(0， b)，下列说法中正确的是( )4A普朗克常量为 hbaB断开开关 S 后，电流表 G

11、 的示数不为零C仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大D保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表 G 的示数保持不变解析：选 AB 由 Ek h W0，可知题图乙中图线的斜率为普朗克常量，即 h ，故baA 正确；断开开关 S 后，初动能大的光电子也可能到达阳极，所以电流表 G 的示数不为零，故 B 正确；只有增大照射光的频率，才能增大光电子的最大初动能，与光的强度无关，故C 错误；保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，单个光子的能量增大，而光的强度不变，那么光子数一定减少，发出的光电子数也减少，电流表 G 的示数要减小，故 D 错误。10.多选“核反应堆”是通过可控的链式反应实现核

12、能的释放的装置(如图所示)，核燃料是铀棒，在铀棒周围要放“慢化剂” ，快中子和慢化剂中的碳原子核碰撞后，中子能量减少变为慢中子，碳核的质量是中子的 12 倍，假设中子与碳核发生弹性正碰，而且认为碰撞前中子动能是 E0，碳核都是静止的，则( )A链式反应是指由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程B镉棒的作用是与铀棒发生化学反应，消耗多余的铀原子核，从而达到控制链式反应速度的目的C经过一次碰撞，中子失去的动能为 E048169D在反应堆的外面修建很厚的水泥防护层是用来屏蔽裂变产物放出的各种射线解析：选 ACD 链式反应是指由重核裂变产生的中子使裂变反应一代又一代继续下去的过程，选项

13、 A 正确；核反应堆中，镉棒的作用是吸收中子，以控制链式反应速度，选项B 错误；根据动量守恒定律有 mv0 mv112 mv2，根据能量守恒定律有 mv02 mv1212 1212mv22，联立可得 v1 v0，解得中子损失的动能为 E0，选项 C 正确；水泥防护12 1113 48169层的作用是屏蔽裂变产物放出的射线，选项 D 正确。11(2018北京朝阳区模拟)从 1907 年起，密立根就开始测量金属的遏止电压 Uc(即5图甲所示的电路中电流表 G 的读数减小到零时，加在电极 K、A 之间的反向电压)与入射光的频率 ，由此算出普朗克常量 h，并与普朗克根据黑体辐射得出的 h 相比较，以检

14、验爱因斯坦光电效应方程的正确性。按照密立根的方法，某实验小组利用图示装置进行实验，得到了某金属的 Uc 图像如图乙所示。下列说法正确的是( )A该金属的截止频率约为 4.301014 HzB该金属的截止频率约为 5.501014 HzC该图线的斜率为普朗克常量D该图线的斜率为这种金属的逸出功解析：选 A 设金属的逸出功为 W0，截止频率为 c，则 W0 h c。光电子的最大初动能 Ek与遏止电压 Uc的关系是 Ek eUc，光电效应方程为 Ek h W0，联立两式可得：Uc ，故 Uc 图像的斜率为 ，C、D 错误；当 Uc0 时，可解得： c，he W0e he W0h由题图乙可知， c4.

15、3010 14 Hz，即金属的截止频率约为 4.301014 Hz，A 正确，B 错误。12多选(2018湖北七市联考)如图所示是氢原子的能级图，大量处于 n5 激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以放出 10 种不同频率的光子。其中莱曼系是指氢原子由高能级向 n1 能级跃迁时放出的光子，则( )A10 种光子中波长最短的是 n5 激发态跃迁到基态时产生的B10 种光子中有 4 种属于莱曼系C使 n5 能级的氢原子电离至少要 0.85 eV 的能量D从 n2 能级跃迁到基态释放光子的能量等于从 n3 能级跃迁到 n2 能级释放光子的能量解析：选 AB 由题图可知，10 种光子中，从 n5 激发

16、态跃迁到基态放出的光子能量最大，频率最大，波长最短，故 A 正确；10 种光子中，包括从 n5、 n4、 n3 和 n2能级向 n1 能级跃迁时放出的 4 种光子，这 4 种属于莱曼系，故 B 正确； n5 能级的氢原子具有的能量为0.54 eV，故要使其发生电离，至少需要 0.54 eV 的能量，故 C 错误；6根据玻尔理论，从 n2 能级跃迁到基态释放光子的能量： E1 E2 E1 3.4 eV ( 13.6 eV) 10.2 eV，从 n3 能级跃迁到 n2 能级 释 放 光 子 的 能 量 ： E2 E3 E2 1.51 eV (3.4 eV)1.89 eV，二者不相等，故 D 错误。

17、13多选(2018西工大附中模拟)如图所示，用某单色光照射光电管的阴板 K，会发生光电效应。在阳极 A 和阴极 K 之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片，逐渐增大加在光电管上的电压，直至电流表中电流恰为零，此时电压表的电压值 U 称为遏止电压。现分别用频率为 1和 2的单色光照射阴极，测得遏止电压分别为 U1和 U2，设电子的质量为 m、电荷量为 e，下列说法正确的是( )A频率为 1的光照射时，光电子的最大初速度为 2eU1mB频率为 2的光照射时，光电子的最大初速度为 eU22mC阴极 K 的逸出功为e U1 2 U2 1 1 2D阴极 K 的极限频率为U1 2 U2 1U1 U2解

18、析：选 ACD 在阳极 A 和阴极 K 之间加上反向电压，逸出的光电子在反向电场中做减速运动，根据动能定理可得 eU0 mvm2，解得光电子的最大初速度为 vmax ，12 2eUm所以频率为 1的光照射时，光电子的最大初速度为 ，频率为 2的光照射时，光电2eU1m子的最大初速度为 ，A 正确， B 错误；根据光电效应方程可得2eU2mh 1 eU1 W， h 2 eU2 W，联立可得 W ， h ，阴极e U1 2 U2 1 1 2 e U1 U2 1 2K 的极限频率 0 ，C、D 正确。Wh U1 2 U2 1U1 U214多选(2018焦作模拟)如图所示，人工元素原子核 Nh 开28

19、6113始静止在匀强磁场 B1、 B2的边界 MN 上，某时刻发生裂变生成一个氦原子核 He 和一个 Rg42原子核，裂变后的微粒速度方向均垂直于 B1、 B2的边界 MN。氦原子核通过 B1区域第一次经过 MN 边界时，距出发点的距离为 l，Rg 原子核第一次经过 MN 边界距出发点的距离也为l。则下列有关说法正确的是( )A两磁场的磁感应强度 B1 B2为 11127B两磁场的磁感应强度 B1 B2为 111141C氦原子核和 Rg 原子核各自旋转第一个半圆的时间比为 2141D氦原子核和 Rg 原子核各自旋转第一个半圆的时间比为 111141解析：选 AC 由核反应过程中电荷数守恒、质量

20、数守恒知，Rg 即 Rg。原子核裂变282111过程系统动量守恒，以氦原子核的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：m1v1 m2v20，即 p1 p2，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由题意可知粒子轨道半径：r1 r2 ，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得： qvB ，解得： B ，则：l2 mv2r mvqr pqr ，A 正确，B 错误；粒子在磁场中做圆周运动的周期： T ，粒子旋转第一B1B2 q2q1 1112 2 mqB个半圆需要的时间： t T ，时间之比：12 mqB ，C 正确，D 错误。t1t2 m1q1B1 m2q2B2 m1q2B2m2q1B1 4282 1112 2111 2141