(新高考)高三物理專題精練-原子物理-(答案)

2017年高考“最后三十天”專題透析2017年高考“最后三十天”專題透析(新高考)高三物理專題精練-原子物理-(答案)好教育云平臺--教育因你我而變好教育云平臺--教育因你我而變(新高考)高三物理專題精練-原子物理-(答案)全文共5頁，當前為第1頁。原子物理(新高考)高三物理專題精練-原子物理-(答案)全文共5頁，當前為第1頁。方法歸納：1．光電效應定量分析時應抓住三個關系式(1)愛因斯坦光電效應方程：Ek＝hν－W0。(2)最大初動能與遏止電壓的關系：Ek＝eUc。(3)逸出功與極限頻率的關系：W0＝hνc。2．光電效應的三類圖象最大初動能(Ek)與入射光頻率(ν)的關系圖線W0＝|－E|＝E圖線斜率k＝h光電流與光的顏色、強度和電壓關系圖線Ek＝eUc遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關系圖線h＝ke3．解決氫原子能級躍遷問題的四點技巧(1)原子躍遷時，所吸收或釋放的光子能量只能等于兩能級之間的能量差。(2)原子電離時，所吸收的能量可以大于或等于某一能級能量的絕對值，剩余能量為自由電子的動能。(3)一群原子和一個原子不同，一群原子從n能級向基態(tài)躍遷時輻射光子的種類N＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(1,2)n(n－1)，一個氫原子從n能級向基態(tài)躍遷時，可能產生的光譜線條數(shù)最多為(n－1)。(4)計算能級能量時應注意，因一般取無窮遠處為零電勢參考面，故各個能級的能量值均為負值。4．核反應的四種類型方程類型核反應方程示例衰變α衰變：eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He(核內2eq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(4,2)He)β衰變：eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e(核內eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(0,－1)e)eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,1)e(核內eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(0,1)e)γ輻射：原子核處于較高能級，輻射光子后躍遷到低能級人工核轉變eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H(發(fā)現(xiàn)質子的核反應)eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n(發(fā)現(xiàn)中子的核反應)eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)neq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,1)e(人工制造放射性同位素)重核的裂變eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n輕核的聚變eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n(需要幾百萬度高溫，所以又叫熱核反應)【例1】(多選)對于鈉和鈣兩種金屬，其遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關系如圖所示。用h、e分別表示普朗克常量和電子電荷量，則()(新高考)高三物理專題精練-原子物理-(答案)全文共5頁，當前為第2頁。A．鈉的逸出功小于鈣的逸出功(新高考)高三物理專題精練-原子物理-(答案)全文共5頁，當前為第2頁。B．圖中直線的斜率為eq\f(h,e)C．在得到這兩條直線時，必須保證入射光的光強相同D．若這兩種金屬產生的光電子具有相同的最大初動能，則照射到鈉的光頻率較高【答案】AB根據(jù)Uce＝Ek＝hν－W0，即Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，則由題圖可知鈉的逸出功小于鈣的逸出功，A正確；題圖中直線的斜率為eq\f(h,e)，B正確；在得到這兩條直線時，與入射光的光強無關，C錯誤；根據(jù)Ek＝hν－W0，若這兩種金屬產生的光電子具有相同的最大初動能，則照射到鈉的光頻率較低，D錯誤。例2．(2020·山東卷·2)氚核eq\o\al(3,1)H發(fā)生β衰變成為氦核eq\o\al(3,2)He。假設含氚材料中eq\o\al(3,1)H發(fā)生β衰變產生的電子可以全部定向移動，在3.2×104s時間內形成的平均電流為5.0×10－8A。已知電子電荷量為1.6×10－19C，在這段時間內發(fā)生β衰變的氚核eq\o\al(3,1)H的個數(shù)為()A．5.0×1014B．1.0×1016C．2.0×1016D．1.0×1018【答案】B由題意知，3.2×104s內氚核發(fā)生β衰變產生的電子的電荷量為Q＝It＝5.0×10－8×3.2×104C＝1.6×10－3C，對應的電子數(shù)n＝eq\f(Q,e)＝eq\f(1.6×10－3,1.6×10－19)＝1.0×1016(個)；由eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(3,2)He可知，一個eq\o\al(3,1)H核發(fā)生一次β衰變產生一個電子，故這段時間內發(fā)生β衰變的eq\o\al(3,1)H核的個數(shù)為1.0×1016，B正確。典型練習一選擇題1．有關光的波粒二象性、物質波，下列說法正確的是（）A．個別光子只有粒子性，多數(shù)光子的作用效果才表現(xiàn)為波動性B．光電效應揭示了光具有粒子性，光的波長越短，其粒子性越顯著C．速度相等的電子和質子，電子的動量小，電子的物質波波長小D．康普頓效應揭示了光具有波動性2．下列說法正確的是（）A．按照玻爾理論，氫原子從高能級向低能級發(fā)生輻射躍遷時，核外電子動能增加，電勢能減小。B．β衰變中產生的β射線實際上是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的D．eq\o\al(238,92)U衰變?yōu)閑q\o\al(234,91)Pa要經過2次α衰變和1次β衰變3．赫茲于1887年發(fā)現(xiàn)光電效應，愛因斯坦第一次成功地解釋了光電效應，以下關于光電效應的(新高考)高三物理專題精練-原子物理-(答案)全文共5頁，當前為第3頁。說法正確的是（）(新高考)高三物理專題精練-原子物理-(答案)全文共5頁，當前為第3頁。A．飽和電流與光電管兩端加的電壓有關，電壓越大，飽和電流越大B．光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比C．遏止電壓與光電子的最大初動能成正比D．截止頻率與金屬的種類無關4．(多選)下列說法正確的是（）A．太陽內部發(fā)生的核聚變反應前各原子核的質量之和等于核反應后各原子核的質量之和B．U核裂變的核反應方程是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)nC．原子從低能級向高能級躍遷時，不吸收光子也能實現(xiàn)D．根據(jù)愛因斯坦的“光子說”可知，光的波長越大光子的能量也越大5．如圖所示是用不同顏色和強度的光做光電效應實驗得到的圖象，橫軸是所加的電壓，縱軸是光電流的大小，則下列說法正確的是（）A．光顏色一定時，光越強光電流一定越大B．遏制電壓大小與光強有關C．光電子的最大初動能與光強無關D．遏制電壓與光的頻率無關6．(多選)真空中有一平行板電容器，兩極板分別由鉑和鉀（其極限波長分別為λ1和λ2）制成，板面積為S，間距為d。現(xiàn)用波長為λ（λ1＜λ＜λ2）的單色光持續(xù)照射兩板內表面，則（）A．電容器電容將增加B．鉀板帶正電C．電容器極板最終帶電量正比于D．若將電容器視為電源，其電動勢最大值為原子結構及能級躍遷7．如圖所示是原子的發(fā)射光譜、原子的吸收光譜、太陽光譜圖像，下則說法正確的是（）A．大多數(shù)原子的發(fā)射光譜是線狀譜B．太陽光譜中的暗線表明，太陽中正好不存在這些金屬C．可見光譜有分立特征，不可見光的光譜沒有分立特征D．電子繞原子核運動的軌道是不連續(xù)的，所長我們看到了原子光譜的分立特征(新高考)高三物理專題精練-原子物理-(答案)全文共5頁，當前為第4頁。8．如圖為玻爾的氫原子能級圖，一群處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子，當它們自發(fā)地躍遷到較低能級時，以下說法正確的是（）(新高考)高三物理專題精練-原子物理-(答案)全文共5頁，當前為第4頁。A．由n＝3能級躍遷到n＝2能級時發(fā)出光子的波長最長B．氫原子躍遷時可以發(fā)出連續(xù)光譜C．核外電子的軌道半徑增大，動能減小D．一共能發(fā)出2種頻率的譜線9．結合以下圖像，下列說法正確的是（）A．根據(jù)圖甲，eq\o\al(6,3)Li原子核與原子核相比，前者核子的平均質量大，后者結合能大B．如圖乙所示的光電效應實驗，若僅增大該單色光入射的強度，則光電子的最大初動能增大，電流表示數(shù)也增大C．由圖丙可知，一群處于n＝3的原子向低能級躍遷時，會輻射出3種頻率的光子，這3種頻率的光子都不能被n＝3的原子吸收D．德國物理學家維恩，英國物理學家瑞利根據(jù)熱學和電磁學的知識對黑體輻射規(guī)律進行了解釋，其理論與如圖丁所示的實驗規(guī)律吻合原子核的衰變規(guī)律及核反應方程10．一個碳12核與一個氫核相撞，二者會發(fā)生聚變產生一個氮13核，核反應方程為。如果碳核的比結合能為E1，氫核的比結合能為E2，氮核的比結合能為E3，則上述反應釋放的能量可表示為（）A．13E3－12E1－E2 B．12E1＋E2－13E3 C．13E3＋12E1－E2 D．12E1－13E3－E211．根據(jù)近代物理知識，你認為下列說法中正確的是（）A．在原子核中，結合能越大表示原子核中的核子結合得越牢固B．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)n是核裂變反應C．氡的半衰期為3.8天，現(xiàn)有16個氡原子核，經過7.6天后剩下4個氡原子核D．一個氫原子從n＝4的激發(fā)態(tài)向低能級躍遷時，最多能輻射出6種不同頻率的光子(新高考)高三物理專題精練-原子物理-(答案)全文共5頁，當前為第5頁。12.(多選)太陽能是地球上最大的能源，太陽內部聚變時釋放出巨大的能量。模擬太陽原理的裝置叫EAST，該裝置內部發(fā)生的核反應方程為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n＋17.6MeV，已知eq\o\al(2,1)H的比結合能為1.09MeV，eq\o\al(3,1)H的比結合能為2.78MeV，其中eq\o\al(3,1)H在自然界中含量極微但可以用某種粒子X轟擊鋰核（eq\o\al(6,3)Li）得到，核反應方程為eq\o\al(6,3)Li＋X→eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(4,2)He，則下列說法正確的是（）(新高考)高三物理專題精練-原子物理-(答案)全文共5頁，當前為第5頁。A．粒子X為中子B．核反應方程eq\o\al(6,3)Li＋X→eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(4,2)He表示的是原子核的人工轉變C．eq\o\al(4,2)He的比結合能是7.03MeVD．在核反應eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n中，反應前的總質量等于反應后的總質量13．裂變核能燃料分為鈾基和釷基，釷基核燃料中類似于，要通過轉換或增殖才能作為裂變核能燃料使用。中子轟擊或發(fā)生裂變反應，產生的中子與反應生成，再經過兩次β衰變后生成，達到增殖的目的。下列說法正確的是（）A．比的中子數(shù)少1B．比的質子數(shù)多1C．β衰變的實質是D．轉化成是化學變化14．(多選)核電站鈾核裂變的產物是多樣的，一種典型的鈾核裂變是生成鋇和氪，同時放出3個中子，核反應方程是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