2021新高考物理二輪總復習專題分層突破練16光電效應原子結構和原子核

專題分層突破練16光電效應原子結構和原子核A組1.(2020東北三省四市一模)對以下幾位物理學家所做的科學貢獻,敘述正確的是()A.德布羅意認為任何一個運動的物體,小到電子、質子、中子,大到行星、太陽都有一種波與之相對應,這種波叫物質波B.愛因斯坦通過對黑體輻射現(xiàn)象的研究,提出了量子說C.盧瑟福通過α粒子散射實驗,發(fā)現(xiàn)了質子和中子,提出了原子的核式結構模型D.貝克勒爾通過對氫原子光譜的分析,發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象2.(2020山東泰安二模)激光在“焊接”視網膜的眼科手術中有著廣泛的應用。在一次手術中,所用激光的波長λ=6.6×107m,每個激光脈沖的能量E=1.5×102J。則每個脈沖中的光子數(shù)目是(已知普朗克常量h=6.6×1034J·s,光速c=3×108m/s)()A.3×1016 B.3×1012C.5×1016 D.5×10123.(2020廣西南寧一測)氫原子的能級如圖所示,大量氫原子處于n=4能級上。當氫原子從n=4能級躍遷到n=3能級時,輻射光的波長為1884nm,已知可見光光子的能量在1.61~3.10eV范圍內,下列判斷正確的是()A.氫原子從n=4能級躍遷到n=3能級,輻射的光子是可見光光子B.從高能級向低能級躍遷時,氫原子要吸收能量C.氫原子從n=3能級躍遷到n=1能級時,輻射光的波長大于1884nmD.用氫原子從n=2能級躍遷到n=1能級輻射的光照射W逸=6.34eV的鉑,能發(fā)生光電效應4.(2020浙江衢州、湖州、麗水檢測)核電池可通過半導體換能器,將放射性同位素

94239Pu衰變過程釋放的能量轉變?yōu)殡娔?。一靜止的

94239Pu衰變?yōu)殁櫤?/p>

92235U和新粒子,并釋放出γ光子。已知

94239Pu、92235U的質量分別為A.Pu239的衰變方程為

94239Pu→92235U+B.核反應過程中的質量虧損為Δm=mPumUC.核反應過程中的釋放的核能為ΔE=(mPumU)c2D.釋放的核能轉變?yōu)?/p>

92235U動能、新粒子動能和5.(2020哈三中高三學年第二次模擬考試)下列說法正確的是()A.輕核聚變反應方程

12H+13B.92235U→56141BaC.放射性元素與不同的元素形成化合物,其半衰期不同D.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6.(2020安徽六校二測)用光子能量為5.0eV的一束光照射陰極P,如圖,當開關K斷開時,發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零。合上開關,調節(jié)滑動變阻器,發(fā)現(xiàn)當電壓表讀數(shù)小于1.60V時,電流表讀數(shù)仍不為零;當電壓表讀數(shù)大于或等于1.60V時,電流表讀數(shù)為零,由此可知陰極材料的逸出功為()A.1.6eV B.2.2eVC.3.0eV D.3.4eV7.(2020陜西渭南三模)科學家通過實驗研究發(fā)現(xiàn),放射性元素

92238U有多種可能的衰變途徑:92238U先變成

83210Bi,83210Bi可以經一次衰變變成

81aTi,也可以經一次衰變變成

b210X(X代表某種元素)A.a=211,b=82B.①是β衰變,②是α衰變C.①②均是α衰變D.92238U經過7次α衰變5次β衰變后變成8.(2020山西太原模擬)2020年4月1日,由于太陽光不能照射到太陽能電池板上,“玉兔二號”月球車開始進入第十六個月夜休眠期。在之后的半個月內,月球車采用同位素

94238Pu電池為其保暖供電,已知Pu238是人工放射性元素,可用中子照

93237Np得到。Pu238衰變時只放出α射線,其半衰期為88A.用中子輻照Np237制造Pu238時將放出電子B.Pu238經一次衰變會有兩個質子轉變?yōu)閮蓚€中子C.Pu238經一次衰變形成的新核含有144個中子D.當?shù)竭_下個月晝太陽能電池板工作時,Pu238停止衰變不再對外供電B組9.(2020重慶月考)如圖所示,在真空云室中的矩形ABCD區(qū)域內存在方向垂直紙面向外的勻強磁場,靜止放置在O點的鈾238原子核

92238U發(fā)生衰變,放出射線后變成某種新的原子核,兩段曲線是反沖核(新核)和射線的徑跡,曲線OQ為14圓弧,x軸過O點且平行于AB邊。下列說法正確的是A.該衰變方程為

92B.曲線OQ是射線的徑跡曲線C.改變磁感應強度的大小,反沖核和射線圓周運動半徑的比值隨之改變D.OP是射線的徑跡,曲線OQ是反沖核的徑跡10.(2020山東青島一檢)常言道,萬物生長靠太陽,追根溯源,地球上消耗的能量絕大部分是來自太陽內部持續(xù)不斷地發(fā)生核反應釋放出的核能。在太陽內部發(fā)生的典型核反應方程是411H→24He+2X,這個核反應釋放出的能量為ΔE,光在真空中的傳播速度為A.該核反應屬于裂變反應B.方程中的X為電子(-C.該核反應前后質量數(shù)守恒,因而反應前后總質量保持不變D.該核反應過程產生的質量虧損為Δm=Δ11.(2020四川成都二診)如圖為氫原子的能級示意圖。處于n=4能級的一群氫原子向低能級躍遷時,輻射出的光子再照射到逸出功為2.29eV的某金屬板上,下列說法正確的是()A.共有10種不同頻率的光子輻射出來B.共有6種不同頻率的光子能使該金屬發(fā)生光電效應現(xiàn)象C.入射光子的頻率越高,逸出光電子的最大初動能越大D.從金屬板中逸出的光電子就是α粒子12.(2020山東等級考模擬)如圖所示,有一束單色光入射到極限頻率為ν0的金屬板K上,具有最大初動能的某出射電子,沿垂直于平行板電容器極板的方向,從左側極板上的小孔入射到兩極板間的勻強電場后,到達右側極板時速度剛好為零。已知電容器的電容為C,帶電量為Q,極板間距為d,普朗克常量為h,電子電量的絕對值為e,不計電子的重力。關于電容器右側極板的帶電情況和入射光的頻率ν,以下判斷正確的是()A.帶正電,ν0+QeChB.帶正電,ν0+QeC.帶負電,ν0+QeChD.帶負電,ν0+Qe13.(2020陜西漢中二檢)1933年至1934年間科學家用α粒子轟擊鋁箔時,發(fā)生的核反應方程為

1327Al+24He→1530P+01n,反應生成物

1530P可以像天然放射性元素一樣發(fā)生衰變,核反應方程為

A.當溫度、壓強等條件變化時,放射性元素

1530B.中微子的質量數(shù)A=0,電荷數(shù)Z=2C.正電子產生的原因可能是核外電子轉變成的D.兩個質子和兩個中子結合成一個α粒子,則兩個質子與兩個中子的質量之和大于α粒子的質量14.(2020陜西安康三模)中國散裂中子源項目由中國科學院和廣東省共同建設,選址于廣東省東莞市大朗鎮(zhèn),截止到2019年8月23日正式投入運行1年。散裂中子源就是一個用中子來了解微觀世界的工具,如一臺“超級顯微鏡”,可以研究DNA、結晶材料、聚合物等物質的微觀結構。下列關于中子的說法正確的是()A.盧瑟福預言了中子的存在,并通過實驗發(fā)現(xiàn)了中子B.原子核中的中子與其他核子間無庫侖力,但有核力,有助于維系原子核的穩(wěn)定C.散裂中子源中產生的強中子束流可以利用電場使之慢化D.若散裂中子源中的中子束流經慢化后與電子顯微鏡中的電子流速度相同,此時中子的物質波波長比電子的物質波波長長參考答案專題分層突破練16光電效應原子結構和原子核1.A解析德布羅意認為任何一個運動的物體,小到電子、質子、中子,大到行星、太陽都有一種波與之相對應,這種波叫物質波,A正確;普朗克通過對黑體輻射現(xiàn)象的研究,提出了量子說,B錯誤;盧瑟福通過α粒子散射實驗,提出了原子的核式結構模型,該實驗沒有發(fā)現(xiàn)質子和中子,C錯誤;貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象,但并不是通過對氫原子光譜的分析發(fā)現(xiàn)的,D錯誤。2.C解析每個光子的能量為E0=hν=hcλ,每個激光脈沖的能量為E,則每個脈沖中的光子數(shù)目n=EE0,代入數(shù)據,解得n=5×1016,A、B、D3.D解析氫原子從n=4能級躍遷到n=3能級,輻射的光子的能量為E4E3=0.85eV(1.51eV)=0.66eV,此能量比可見光光子的能量小,因此不可能是可見光光子,A錯誤;從高能級向低能級躍遷時,氫原子一定向外放出能量,B錯誤;氫原子從n=4能級躍遷到n=3能級輻射的光子能量小于從n=3能級躍遷到n=1能級輻射的光子能量,根據E=hcλ,可知從n=3能級躍遷到n=1能級輻射的光子波長小于1884nm,C錯誤;氫原子從n=2能級躍遷到n=1能級輻射的光子的能量值E12=E2E1=3.4eV(13.60eV)=10.20eV,故用該光照射W逸=6.34eV的鉑,能發(fā)生光電效應,D4.D解析根據質量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒可知,94239Pu的衰變方程為

94239Pu→92235U+24He+γ,故A錯誤;此核反應過程中的質量虧損等于反應前后質量的差,則為:Δm=mPumUmα,故B錯誤;根據質能方程可知,釋放的核能為:ΔE=Δmc2=(mPumUmα)c2,釋放的核能轉變?yōu)?/p>

92235U動能、新粒子(5.D解析輕核聚變反應方程

12H+13H→

24He+X中,X的質量數(shù)為m=2+34=1,電荷數(shù)z=1+12=0,可知X表示中子,A錯誤;鈾核裂變的一種核反應方程

92235U+

01n→56141Ba+3692Kr+36.D解析設用光子能量為5.0eV的光照射時,光電子的最大初動能為Ekm,當反向電壓達到U=1.60V以后,電流表讀數(shù)為零,因此Ekm=eU=1.60eV。根據光電效應方程有Ekm=hνW0,陰極材料的逸出功為W0=hνEkm=3.40eV,D正確。7.D解析

83210Bi經過①變化為

81aTi,核電荷數(shù)減少2,為α衰變,即

83210Bi→81aTi+24He,故a=2104=206;83210Bi經過②變化為

b210X,質量數(shù)沒有發(fā)生變化,為β衰變,即

83210Bi→b210X+-10e,故b=83+1=84,故A、B、C錯誤;92238U經過7次α衰變,則質量數(shù)少28,電荷數(shù)少14,在經過58.A解析用中子輻照Np237時的核反應方程為

01n+93237Np→94238Pu+-10e,根據核反應方程可知,有電子放出,故A正確;Pu238經一次α衰變,衰變方程為

94238Pu→92234U+24He,Pu238經一次α衰變會把2個質子和2個中子作為一個整體拋射出來,9.D解析根據粒子的偏轉方向及左手定則可知,新原子核和放出的射線均帶正電,故原子核發(fā)生的是α衰變,衰變方程為

92238U→24He+90234Th,故A錯誤;由動量守恒定律可知,新核和α粒子的動量相等,由r=mvqB可知,新核的電荷量大故半徑小,故OQ是新核的徑跡曲線,OP是射線的徑跡,故B錯誤,D正確;新核和α粒子的動量相等,由r=10.D解析該核反應屬于聚變反應,A錯誤;根據質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知,方程中的X為正電子(10e),B錯誤;該核反應前后質量數(shù)守恒,但是由于反應放出能量,則反應前后有質量虧損,C錯誤;根據ΔE=Δmc2可知,該核反應過程產生的質量虧損為Δm=Δ11.C解析共有C42=6種不同頻率的光子輻射出來,A錯誤;其中能級差大于2.29eV的躍遷有4→1、3→1、2→1、4→2,即共有4種不同頻率的光子能使該金屬發(fā)生光電效應現(xiàn)象,B錯誤;根據光電效應規(guī)律可知,入射光子的頻率越高,逸出光電子的最大初動能越大,C正確;從金屬板中逸出的光電子是

-1012.C解析因為光電子帶負電,而到達右板時速度為零,說明右板帶負電,選項A、B錯誤;根據愛因斯坦光電效應方程和動能定理有hν0=W0,Ek=hνW0,Ek=QCe,聯(lián)立解得C13.D解析原子核的衰變是由原子核內部因素決定的,與溫度、壓強等無關,因此半衰期不發(fā)生變化,A錯誤;根據質量數(shù)守恒可得中微子的質量數(shù)A=3030=0,電荷數(shù)Z=15141=0,可知中微子的質量數(shù)A=0,電荷數(shù)Z=0,B錯誤;根據該衰變的本質可知,正電子是由于質子衰變產生的,C錯誤;兩個質子和兩個中子結合成一個α粒子的過程中釋放核能,根