（浙江专用）2019版高考物理大二轮复习加试选择专题 提升训练19 波粒二象性和原子物理.doc

1提升训练提升训练 1919 波粒二象性和原子物理波粒二象性和原子物理 1 1.下列叙述中正确的是( ) A.一切物体都在辐射电磁波 B.一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关 C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关 D.黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波 2 2.某金属在光的照射下产生光电效应,其遏止电压Uc与入射光频率的关系图象如图所示,则由图 象可知( )A.若已知电子电荷量e,就可以求出普朗克常量h B.遏止电压是确定的,与照射光的频率无关 C.入射光的频率为 20时,产生的光电子的最大初动能为h0 D.入射光的频率为 30时,产生的光电子的最大初动能为h0 3 3.如图所示是氢原子的能级图,大量处于n=4 激发态的氢原子向低能级跃迁时,一共可以辐射出 6 种不同频率的光子,其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n=2 能级跃迁时释放的光子,则( )A.6 种光子中波长最长的是n=4 激发态跃迁到基态时产生的 B.在 6 种光子中,从n=4 能级跃迁到n=1 能级释放的光子康普顿效应最明显 C.使n=4 能级的氢原子电离至少要 0.85 eV 的能量 D.若从n=2 能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应,则从n=3 能级跃迁到n=2 能级 释放的光子也一定能使该板发生光电效应 4 4.如图甲所示,合上开关,用光子能量为 2.5 eV 的一束光照射阴极 K,发现电流表读数不为零。调节 滑动变阻器,发现当电压表读数小于 0.60 V 时,电流表读数仍不为零,当电压表读数大于或等于 0.60 V 时,电流表读数为零。把电路改为图乙,当电压表读数为 2 V 时,则逸出功及电子到达阳极时 的最大动能为( )A.1.5 eV,0.6 eVB.1.7 eV,1.9 eV C.1.9 eV,2.6 eVD.3.1 eV,4.5 eV 5 5.下列说法正确的是( ) A.汤姆生做了 散射实验,表明原子具有核式结构 B.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应 C.光电效应的发生几乎是瞬时的,产生电流的时间不超过 10-9 s D. 衰变的实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子 6 6.下列说法正确的是( )2A.图甲中,当弧光灯发出的光照射到锌板上时,与锌板相连的验电器铝箔有张角,证明光具有粒子性 B.图乙为某金属在光的照射下,光电子最大初动能Ek与入射光频率的关系图象,当入射光的频率 为 20时,产生的光电子的最大初动能为E C.图丙中,用从n=2 能级跃迁到n=1 能级辐射出的光照射逸出功为 6.34 eV 的金属铂,不能发生光 电效应 D.图丁是放射性元素发出的射线在磁场中偏转示意图,射线c是 粒子流,它产生的机理是原子的 核外电子挣脱原子核的束缚而形成的 7 7.2017 年年初,我国研制的“大连光源”极紫外自由电子激光装置,发生了波长在 100 nm(1 nm=10-9m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲,“大连光源”因其光子的能量大、密度高,可 在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。一个处于极紫外波段的光子所 具有的能量可以电离一个分子,但又不会把分子打碎。据此判断,能够电离一个分子的能量约为(取 普朗克常量h=6.6×10-34 J·s,真空光速c=3×108 m/s)( ) A.10-21 JB.10-18 J C.10-15 JD.10-12 J 8 8.人们发现,不同的原子核,其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数有如图所示 的关系。下列关于原子结构和核反应的说法正确的是( )A.由图可知,原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损,要吸收能量 B.由图可知,原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损,要放出核能 C.已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的 射线能使某金属板逸出光电子,若增加 射线强 度,则逸出光电子的最大初动能增大 D.在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度 9 9.放射性同位素电池是一种新型电池,它是利用放射性同位素衰变放出的高速带电粒子( 射线、 射线)与物质相互作用,射线的动能被吸收后转变为热能,再通过换能器转化为电能的一种装置。 其构造大致是最外层是由合金制成的保护层,次外层是防止射线泄漏的辐射屏蔽层,第三层是把热 能转化成电能的换能器,最里层是放射性同位素。电池使用的三种放射性同位素的半衰期和发出的 射线如下表:同位素90Sr210Po238Pu射线 半衰期28 年138 天89.6 年若选择上述某一种同位素作为放射源,使用相同材料制成的辐射屏蔽层,制造用于执行长期航天任 务的核电池,则下列论述正确的是( ) A.90Sr 的半衰期较长,使用寿命较长,放出的 射线比 射线的贯穿本领弱,所需的屏蔽材料较薄 B.210Po 的半衰期最短,使用寿命最长,放出的 射线比 射线的贯穿本领弱,所需的屏蔽材料较薄3C.238Pu 的半衰期最长,使用寿命最长,放出的 射线比 射线的贯穿本领弱,所需的屏蔽材料较薄 D.放射性同位素在发生衰变时,出现质量亏损,但衰变前后的总质量数不变 1010.如图为氢原子能级的示意图,现有大量的氢原子处于n=3 的激发态,下列说法正确的是( )A.由n=2 能级跃迁到n=1 能级放出的光子频率最高 B.这些氢原子总共可辐射出 3 种不同频率的光 C.用 0.68 eV 的光子入射能使氢原子跃迁到n=4 的激发态 D.用n=2 能级跃迁到n=1 能级辐射出的光照射逸出功为 6.34 eV 的金属能发生光电效应 1111.黑体辐射的实验规律如图所示,由图可知( )A.随温度升高,各种波长的辐射强度都增加 B.随温度降低,各种波长的辐射强度都增加 C.随温度升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 D.随温度降低,辐射强度的极大值向波长较长的方向移动1212.核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应,释放出大量核能BaKr+aX 是。23592 +1 0141 56+92 36 反应堆中发生的许多核反应中的一种,X 是某种粒子,a是 X 粒子的个数,用mU、mBa、mKr分别表示BaKr 核的质量,mX表示 X 粒子的质量,c为真空中的光速,以下说法正确的是( )23592、141 56、9236 A.X 为中子,a=2 B.X 为中子,a=3 C.上述核反应中放出的核能 E=(mU-mBa-mKr-2mX)c2 D.上述核反应中放出的核能 E=(mU-mBa-mKr-3mX)c24提升训练 1919 波粒二象性和原子物理 1 1.ACD 解析 根据热辐射的定义,A 正确;根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐射电磁波 的情况除与温度有关外,还与材料种类和表面状况有关,而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只 与黑体的温度有关,B 错误,C 正确;由黑体的定义知 D 正确。2 2.AC 解析 根据光电效应方程Ek=h-W和-eUc=0-Ek得,Uc= -,可知当入射光的频率大于 极限频率时,遏止电压与入射光的频率呈线性关系,B 错误;因为Uc= -,知图线的斜率等于 ,从 图象上可以得出斜率的大小,若已知电子电荷量e,可以求出普朗克常量h,A 正确;从图象上可知逸 出功W=h0,根据光电效应方程得Ek=h·20-W=h0,C 正确;Ek=h·30-W=2h0,D 错误。3 3.BC 解析 由E4-E1=h,得 6 种光子中由n=4 能级跃迁到n=1 能级的能量差最大,波长最短,所 以 A 项错误。在 6 种光子中,从n=4 能级跃迁到n=1 能级时释放的光子的能量最大,则光子的波长 最短,康普顿效应最明显,故 B 项正确。由E-E4=0-(-0.85 eV)=0.85 eV,所以要使n=4 能级的氢原 子电离至少需 0.85 eV 的能量,C项正确。因为E2-E1=10.2 eV=h1,E3-E2=1.89 eV=h2,所以 1>2,故 D 项错误。 4 4.C 解析 光子能量h=2.5 eV 的光照射阴极,电流表读数不为零,则能发生光电效应,当电压表读数大于或等于 0.6 V 时,电流表读数为零,则电子不能到达阳极,由动能定理eU=知,最1 2m2大初动能Ekm=eU=0.6 eV,由光电效应方程h=Ekm+W知W=1.9 eV,对图乙,当电压表读数为 2 V 时, 电子到达阳极的最大动能Ekm'=Ekm+eU'=0.6 eV+2 eV=2.6 eV。故 C 正确。 5 5.BCD 解析 本题考查原子物理、光电效应现象。卢瑟福做了 散射实验,表明原子具有核 式结构,A 错误;太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应,B 正确;光电效应的发生几乎是瞬时 的,产生电流的时间不超过 10-9 s,C 正确; 衰变的实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电 子,D 正确。 6 6.AB 解析 光子带有能量,锌板中的电子吸收光子后脱离锌板,锌板带有正电,验电器的金属 箔张开,说明光具有粒子性,A 正确;根据爱因斯坦光电效应方程Ek=h-W0,结合题图可知纵截距的 绝对值代表的是逸出功,则W0=E=h0,当入射光的频率为 20时,最大初动能为Ek=2h0-W0=E,B 正 确;根据能级跃迁公式得出题图丙中放出光子的能量为h=E2-E1=10.2 eV>6.34 eV,所以能发生光 电效应,C 错误; 粒子流本质是电子, 粒子产生原理是原子核内的一个中子变成一个质子和一个 电子,并不是核外电子,D 错误。 7 7.B 解析 光子的能量E=h,c=,联立解得E2×10-18 J,B 项正确。 8 8.BD 解析 原子核D、E聚变成原子核F,放出能量,A 错误;A裂变成B、C,放出能量,B 正确; 增加入射光强度,光电子的最大初动能不变,C 错误;镉棒能吸收中子,可控制核反应速度,D 正确。 9 9.CD 解析 原子核衰变时,释放出高速运动的射线,这些射线的能量来自原子核的质量亏损, 即质量减小,但质量数不变,D 对;从表格中显示 Sr 的半衰期为 28 年、Po 的半衰期为 138 天、Pu 的 半衰期为 89.6 年,故 Pu 的半衰期最长,其使用寿命也最长, 射线的穿透能力没有 射线强,故较 薄的屏蔽材料即可挡住 射线的泄漏,A、B 错,C 对。 1010.BD 解析 n=2 能级跃迁到n=1 能级产生的光子能量为 10.2 eV,而n=3 能级跃迁到n=1 能 级产生的光子能量为 12.09 eV,故由n=2 能级跃迁到n=1 能级产生的光子能量小于由n=3 能级跃迁到n=1 能级产生的光子能量,所以由n=2 能级跃迁到n=1 能级放出的光子频率小,A 错误;根据=323 可得这些氢原子总共可辐射出 3 种不同频率的光,B 正确;-0.85 eV-(-1.51 eV)=0.66 eV,故不能使 得n=3 能级上的氢原子跃迁到n=4 的激发态,C 错误;n=2 能级跃迁到n=1 能级产生的光子能量为 10.2 eV,故可以使得逸出功为 6.34 eV 的金属发生光电效应,D 正确。 1111.ACD 解析 由题图可知,随着温度的升高,各种波长的辐射强度都有增加,且随着温度的升 高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。故 A、C、D 正确,B 错误。1212.BC 解析 核反应中,质量数守恒,电荷数守恒,则知BaKr+aX 中 X 为 n,a=3,23592 +1 0141 56+92 3610 则 A 错误,B 正确;由 E=mc2可得:E=(mU+mX-mBa-mKr-3mX)c2=(mU-mBa-mKr-2mX)c2,则 C 正确,D 错 误。5