2022版高考物理總復(fù)習(xí)第十二章波粒二象性原子結(jié)構(gòu)和原子核章末質(zhì)量檢測(cè)

1、2021版高考物理總復(fù)習(xí)第十二章波粒二象性原子結(jié)構(gòu)和原子核章末質(zhì)量檢測(cè)PAGE PAGE 14第十二章 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)和原子核章末質(zhì)量檢測(cè)(十二)(時(shí)間：40分鐘滿分：80分)一、選擇題(本題共11小題，每小題6分，共66分。17題為單項(xiàng)選擇題，811題為多項(xiàng)選擇題)1.關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是()A.極限頻率越大的金屬材料逸出功越大B.只要光照射的時(shí)間足夠長，任何金屬都能發(fā)生光電效應(yīng)C.從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能越大，這種金屬的逸出功越小D.入射光的光強(qiáng)一定時(shí)，頻率越高，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多解析逸出功Wh0，W0，選項(xiàng)A正確；只有照射光的頻率大于金屬的極限頻率0

2、，才能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，若照射光的頻率小于金屬的極限頻率，不管光照射時(shí)間多長，都不能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由光電效應(yīng)方程heq f(1,2)mveq oal(2,max)W知，因不確定，無法確定eq f(1,2)mveq oal(2,max)與W的關(guān)系，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；光強(qiáng)Enh，越大，E一定，則光子數(shù)n越小，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案A2.放射性元素釙(eq oal(210, 84)Po)發(fā)生衰變時(shí)，會(huì)產(chǎn)生eq oal(4,2)He和一種未知粒子，并放出射線，其核反應(yīng)方程為eq oal(210, 84)Poeq oal( y,82)Xeq oal(4,2)He。下列

3、說法正確的是()A.eq oal(4,2)He的穿透能力比射線強(qiáng)B.y206C.X核的中子個(gè)數(shù)為126D.這種核反應(yīng)為衰變解析eq oal(4,2)He的穿透能力比射線弱，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；y2104206，選項(xiàng)B正確；X核的中子個(gè)數(shù)為20682124，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；題中的核反應(yīng)為衰變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案B3.某一放射性物質(zhì)發(fā)生衰變時(shí)放出、三種射線，讓這三種射線進(jìn)入磁場，運(yùn)動(dòng)情況如圖1所示，下列說法正確的是()圖1A.該放射性物質(zhì)的半衰期隨著溫度的升高會(huì)增大B.C粒子是原子核的重要組成部分C.A粒子一定帶正電D.B粒子的穿透性最弱解析半衰期是由放射性元素本身決定的，不隨溫度的升高發(fā)生變化，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

4、根據(jù)左手定則可知，C粒子帶負(fù)電，所以是電子，電子是原子核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子時(shí)放出的，電子不是原子核的組成部分，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；A粒子在垂直于紙面向里的磁場中向上運(yùn)動(dòng)，向左偏轉(zhuǎn)，由左手定則可知，A粒子一定帶正電，故選項(xiàng)C正確；B粒子在磁場中不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，可知B為射線，B粒子的穿透性最強(qiáng)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案C4.一個(gè)靜止的放射性同位素的原子核eq oal(30,15)P衰變?yōu)閑q oal(30,14)Si，另一個(gè)靜止的天然放射性元素的原子核eq oal(234, 90)Th衰變?yōu)閑q oal(234, 91)Pa，在同一磁場中，得到衰變后粒子的運(yùn)動(dòng)徑跡1、2、3、4，如圖2所示，則這四條徑跡依

5、次是()圖2A.電子，eq oal(234, 91)Pa，eq oal(30,14)Si、正電子B.eq oal(234, 91)Pa，電子，正電子，eq oal(30,14)SiC.eq oal(30,14)Si，正電子，電子，eq oal(234, 91)PaD.正電子，eq oal(30,14)Si，eq oal(234, 91)Pa，電子解析衰變前后動(dòng)量守恒，由運(yùn)動(dòng)半徑req f(mv,qB)知，1、4為反沖核，根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向知2是電子，3是正電子。選項(xiàng)B正確。答案B5.在某次光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率的關(guān)系如圖3所示。若該直線的斜率和截距分別為k和b，電子電荷量的

6、絕對(duì)值為e，則普朗克常量和所用材料的逸出功可分別表示為()圖3A.ekeb B.ekebC.ekeb D.ekeb解析光電效應(yīng)中，入射光子能量h，克服逸出功W0后多余的能量轉(zhuǎn)換為電子動(dòng)能，反向遏制電壓為Uc，有eUchW0，整理得Uceq f(h,e)eq f(W0,e)，斜率即eq f(h,e)k，所以普朗克常量hek，截距為b，即eq f(W0,e)b，所以逸出功W0eb。故選項(xiàng)C正確。答案C6.關(guān)于波粒二象性，下列說法正確的是()圖4A.圖甲中紫光照射到鋅板上可以發(fā)生光電效應(yīng)，則其他可見光照射到鋅板上也一定可以發(fā)生光電效應(yīng)B.圖乙中入射光的強(qiáng)度越大，則在陰極板上產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能越

7、大C.圖丙說明光子既有粒子性也有波動(dòng)性D.戴維孫和湯姆孫利用圖丁證明了電子具有波動(dòng)性解析在可見光中，紫光的頻率最大，故紫光光子的能量最大，紫光照射到鋅板上可以發(fā)生光電效應(yīng)，但其他可見光照射到鋅板上不一定發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；入射光的強(qiáng)度只能改變單位時(shí)間內(nèi)逸出光電子的數(shù)量，但不能增大逸出光電子的最大初動(dòng)能，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；光的散射揭示了光的粒子性，沒有揭示光的波動(dòng)性，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；衍射是波特有的現(xiàn)象，故電子束衍射實(shí)驗(yàn)證明了電子具有波動(dòng)性，選項(xiàng)D正確。答案D7.(2018河北省石家莊聯(lián)考)如圖5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)，下列說法正確的是()圖5A.盧瑟福通過粒子散射實(shí)驗(yàn)否定了原

8、子的核式結(jié)構(gòu)模型B.放射線在磁場中偏轉(zhuǎn)，中間沒有偏轉(zhuǎn)的為射線，電離能力最強(qiáng)C.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.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于重核的裂變解析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，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；放射線在磁場中偏轉(zhuǎn)，中間沒有偏轉(zhuǎn)的為射線，電離能力最弱，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電壓相同時(shí)，光照越強(qiáng)，光電流越大，說明光電流和光的強(qiáng)度有關(guān)，不能說明遏止電壓和光的強(qiáng)度有關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于重核的裂變，選項(xiàng)D正確。答案D8.如圖6所示為氫原子能級(jí)圖，A、B、C分別表示電子三種不同能級(jí)躍遷時(shí)放出的光子，其中()圖6A.頻率最大的是B B.波長最長的是CC.頻率最大的是A D.

9、波長最長的是B解析根據(jù)hE和c可知，E大，頻率就大，波長就小。選項(xiàng)A、B正確。答案AB9.(2017湖北襄陽一模)以下有關(guān)原子核的敘述正確的是()A.質(zhì)子和中子結(jié)合成新原子核一定有質(zhì)量虧損，釋放出能量B.有4個(gè)放射性元素的原子核，若有2個(gè)原子核發(fā)生衰變，則所需要的時(shí)間就是該放射性元素的半衰期C.核電站發(fā)電是利用重核聚變反應(yīng)所釋放的核能轉(zhuǎn)化為電能D.原子核釋放出粒子即發(fā)生衰變，衰變的實(shí)質(zhì)是一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和電子解析質(zhì)子和中子結(jié)合成新原子核一定有質(zhì)量虧損，根據(jù)質(zhì)能方程知，有能量放出，故選項(xiàng)A正確；半衰期具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)大量原子核適用，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；核電站是利用重核裂變反應(yīng)所釋放的核能轉(zhuǎn)化為電

10、能，故選項(xiàng)C正確；衰變是一種放射性衰變，在此過程中，一個(gè)原子核釋放一個(gè)粒子，并且轉(zhuǎn)變成一個(gè)質(zhì)量數(shù)減少4、核電荷數(shù)減少2的新原子核，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案AC10.圖7為一真空光電管的應(yīng)用電路，其金屬材料的極限頻率為4.51014 Hz，則以下判斷正確的是()圖7A.發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，電路中光電流的飽和值取決于入射光的頻率B.發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，電路中光電流的飽和值取決于入射光的強(qiáng)度C用0.5 m的光照射光電管時(shí)，電路中有光電流產(chǎn)生D.光照射時(shí)間越長，電路中的電流越大解析在光電管中若發(fā)生了光電效應(yīng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射光電子的數(shù)目只與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，光電流的飽和值只與單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射光電子的數(shù)目有關(guān)。據(jù)此可判斷

11、選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤，B正確；波長0.5 m的光子的頻率eq f(c,)eq f(3108,0.5106) Hz61014 Hz4.51014 Hz，可發(fā)生光電效應(yīng)，所以選項(xiàng)C正確。答案BC11.圖示8為氫原子能級(jí)圖以及從n3、4、5、6能級(jí)躍遷到n2 能級(jí)時(shí)輻射的四條光譜線，已知從n3躍遷到n2的能級(jí)時(shí)輻射光的波長為656 nm，下列敘述正確的有()圖8A.四條譜線中頻率最大的是HB.用633 nm的光照射能使氫原子從n2躍遷到n3的能級(jí)C.一群處于n3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，最多產(chǎn)生3種譜線D.如果H可以使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，只要照射時(shí)間足夠長，光的強(qiáng)度足夠大，H也可以使該金屬發(fā)生光電效

12、應(yīng)解析頻率最大的光子對(duì)應(yīng)的能量最大，即躍遷時(shí)能量差最大，故從n6躍遷到n2的頻率最大，選項(xiàng)A正確；原子躍遷過程中，吸收光子的能量應(yīng)剛好等于兩能級(jí)的能量差，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；從n3能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，可以是從32、21或者是31，即可發(fā)生三種頻率不同的光子，選項(xiàng)C正確；光電效應(yīng)與光照的時(shí)間無關(guān)，H光子的能量最大，故其他光子不一定可以使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案AC二、非選擇題(共14分)12.(2017北京理綜，23)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，一個(gè)靜止的放射性原子核發(fā)生了一次衰變。放射出的粒子(eq oal(4,2)He)在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為R。以m、q分別表示粒

13、子的質(zhì)量和電荷量。(1)放射性原子核用eq oal(A,Z)X表示，新核的元素符號(hào)用Y表示，寫出該衰變的核反應(yīng)方程；(2)粒子的圓周運(yùn)動(dòng)可以等效成一個(gè)環(huán)形電流，求圓周運(yùn)動(dòng)的周期和環(huán)形電流大??；(3)設(shè)該衰變過程釋放的核能都轉(zhuǎn)化為粒子和新核的動(dòng)能，新核的質(zhì)量為M，求衰變過程的質(zhì)量虧損m。解析(1)eq oal(A,Z)Xeq oal(A4,Z2)Yeq oal(4,2)He(2)洛倫茲力提供向心力，有qvBmeq f(v2,R)所以veq f(qBR,m)，Teq f(2R,v)eq f(2m,qB)等效電流Ieq f(q,T)eq f(q2B,2m)。(3)衰變過程動(dòng)量守恒，有0pYp所以pYp，“”表示方向相反。因?yàn)閜mv，Ekeq f(1,2)mv2所以Ekeq f(p2,2m)即EkYEkm