2019届高三物理专题训练之 原子物理
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这是一份2019届高三物理专题训练之 原子物理,共8页。试卷主要包含了考题再现,对点速练等内容,欢迎下载使用。
2019届高三物理专题训练之 原子物理典例1. (2018∙全国II卷∙17)用波长为300 nm的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10-19 J。已知普朗克常量为6.63×10-34 J·s,真空中的光速为3.00108 m·s-1,能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为( )A. 1×1014 Hz B. 8×1014 Hz C. 2×1015 Hz D. 8×1015 Hz典例2. (2018∙全国III卷∙14) 1934年,约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝核,产生了第一个人工放射性核素X:。X的原子序数和质量数分别为( )A. 15和28 B. 15和30 C. 16和30 D. 17和311. 下列说法中正确的是( )A. 在光电效应的实验中,只要入射光足够强,时间足够长,金属表面就会逸出光电子B.在光电效应的实验中,饱和光电流大小取决于入射光频率,频率越大,饱和光电流越大C.根据玻尔的原子理论,氢原子从n=5的激发态跃迁到n=2的激发态时,原子能量减小,电势能增加D.根据玻尔的原子理论,大量处于基态的氢原子吸收波长为λ0的光子后,如果辐射出3种频率的光子,则其中波长最小的为λ02. 如图所示为氢原子的能级图,一群氢原子处于n=4的激发态,在向低能级跃迁的过程中向外发出光子,用这些光照射逸出功为1.90 eV的金属铯,下列说法正确的是( )A. 这群氢原子能发出6种频率不同的光,其中从n=4跃迁到n=3所发出的光波长最短B. 这群氢原子能发出3种频率不同的光,其中从n=4跃迁到n=1所发出的光频率最高C. 金属铯表面所逸出的光电子的初动能最大值为12.75 eVD. 金属铯表面所逸出的光电子的初动能最大值为10.85 eV 3.根据玻尔理论,氢原子的能级公式为(n为能级,A为基态能量),一个氢原子中的电子从n=4的能级直接跃迁到基态,在此过程中( )A.氢原子辐射一个能量为的光子B.氢原子辐射一个能量为-的光子C.氢原子辐射一系列频率的光子,其中频率最大的光子能量为D.氢原子辐射一系列频率的光子,其中频率最大的光子能量为-4. 下列说法中正确的是( )A. 铀核裂变的某种核反应方程是B. 已知质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3,那么2个质子和2个中子结合成一个α粒子,释放的能量是C. 卢瑟福通过α粒子散射实验验证了在原子核内部存在质子D. 一群处于能级态的氢原子,自发向低能级跃迁的过程中能辐射12中不同频率的电磁波5.近几年中国等许多国家积极发展“月球探测计划”,该计划中的科研任务之一是探测月球上氦3的含量。氦3是一种清洁、安全和高效的核发电燃料,可以采用在高温高压下用氘和氦3进行核聚变反应发电。若已知氘核的质量为2.0136 u,氦3的质量为3.0150 u,氦核的质量为4.00151 u,质子质量为1.00783 u,中子质量为1.008665 u,1 u相当于931.5 MeV。则下列说法正确的是( )A. 一个氘和一个氦3的核聚变反应释放的核能约为17.9 MeVB. 氘和氦3的核聚变反应方程式:+→+ X,其中X是中子C. 因为聚变时释放能量,出现质量亏损,所以生成物的总质量数减少D. 目前我国的秦山、大亚湾等核电站广泛使用氦3进行核聚变反应发电6.光电效应实验装置如图所示,用频率为ν的光源照射阴极K产生了光电效应,已知逸出功为W,普朗克常量为h,电子的电荷量为e。调节变阻器滑动片,使光电流逐渐减小;当灵敏电流计示数恰好减小到零时,电压表的示数U可能是下列的( )A. B.C. D. 7. 下列说法正确的是( )A. 铀核裂变的核反应是B. 玻尔根据光的波粒二象性,大胆提出假设,认为实物粒子也具有波动性C. 原子从低能级向髙能级跃迁,不吸收光子也能实现D. 根据爱因斯坦的“光子说”可知,光的波长越大,光子的能量越大8. 下列说法正确的是( )A.光子像其他粒子一样,不但具有能量,也具有动量B.比结合能越大,原子核越不稳定C.将由放射性元素组成的化合物进行高温分解,会改变放射性元素的半衰期D.原子核的质量大于组成它的核子的质量之和,这个现象叫做质量亏损9.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ν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ν 的关系图象,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( )A.普朗克常量为h=B.断开开关S后,电流表G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10. 用图示装置研究光电效应现象,光电管阴极K与滑动变阻器的中心抽头c相连,当滑动头P从a移到c的过程中,光电流始终为零。为了产生光电流,可采取的措施是( )A.增大入射光的强度B.增大入射光的频率C.把P向a移动D.把P从c向b移动11. 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如图所示(a、b表示长度)。那么碳14的核反应方程可能是( ) A. B. C. D. 典例1.【解析】由光电效应方程式,得,刚好发生光电效应的临界频率为,则,代入数据可得,故B正确。【答案】B典例2. (2018∙全国III卷∙14) 1934年,约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝核,产生了第一个人工放射性核素X:。X的原子序数和质量数分别为( )A. 15和28 B. 15和30 C. 16和30 D. 17和31【解析】本题考查核反应方程遵循的规律及其相关的知识点。根据核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒可知,X的电荷数为2+13=15,质量数为4+27-1=30,根据原子核的电荷数等于原子序数,可知X的原子序数为15,质量数为30,选项B正确。【答案】B1.【答案】D2.【答案】D【解析】从n=4跃迁到n=3所发出的光的频率最小,波长最长,选项A错误;这群氢原子能发出第=6种频率的光子,从n=4跃迁到n=1所发出的光的频率最高,选项B错误;光电子的最大初动能对应入射光子的频率最高时,最大入射光能量对应的入射光子的频率最高,即ΔE=E4-E1=-0.85 eV-(-13.60 eV)=12.75 eV,由光电效应方程知Ek=ΔE-W0=10.85 eV,选项C错误,D正确。3.【答案】B【解析】根据玻尔理论,一个氢原子中的电子从n=4的能级直接跃迁到基态,辐射一个光子的能量为ΔE=E4-E1=-=-,选项B正确,A、C、D错误。4.【答案】B5.【答案】A6.【答案】A 7.【答案】C8.【答案】A【解析】光子像其他粒子一样,不但具有粒子性,而且也有波动性,则不但具有能量,也具有动量,故A正确;比结合能越大的原子核越稳定,B错误;放射性元素的半衰期与外界因素没有任何关系,只和本身性质有关,C错误;原子核的质量小于组成它的核子的质量之和,这个现象叫做质量亏损,故D错误。9.【答案】B【解析】由hν=W0+Ek,变形得Ek=hν-W0,可知图线的斜率为普朗克常量,即h=,故A错误;断开开关S后,初动能大的光电子,也可能达到阳极,所以电流表G的示数不为零,故B正确;只有增大入射光的频率,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.【答案】B【解析】能否产生光电效应与入射光的强度无关,增大入射光的强度,仍不能产生光电流,故A错误;增大入射光的频率,当入射光的频率大于金属的极限频率时,产生光电效应,金属有光电子发出,电路中能产生光电流,故B正确;把P向a移动,P点电势大于c点的电势,光电管加上正向电压,但不能产生光电效应,没有光电流形成,故C错误;把P从c向b移动,光电管加反向电压,不能产生光电效应,没有光电流形成,故D错误。11.【答案】A【解析】设时间为t,则=2,=4,而a=,故有∶=1∶2,又因为动量守恒m1v1=m2v2,故q1∶q2=1∶2,故只有A正确。
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