2019年高考物理 第一篇 選擇題拿滿分必須夯實的14種熱考題型 專題02 原子物理題型搶分卷.doc

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專題02 原子物理一、考法分析和解題技法熱門考法考法1 光電效應(yīng)的實驗規(guī)律考法2 光電效應(yīng)方程及光電效應(yīng)圖象考法3 光的波粒二象性物質(zhì)波考法4 原子的核式結(jié)構(gòu)考法5 玻爾理論考法6 原子核及核反應(yīng)考法7 核力與核能解題技法技法1 掌握光電效應(yīng)的概念、條件、規(guī)律和解釋；技法2 掌握3個關(guān)系：(1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0.(2)光電子的最大初動能Ek可以利用光電管實驗的方法測得，即EkeUc，其中Uc是遏止電壓(3)光電效應(yīng)方程中的W0為逸出功，它與極限頻率c的關(guān)系是W0hc.技法3 理解光的波粒二象性、物質(zhì)波；技法4 掌握粒子散射實驗現(xiàn)象及分析和物理學(xué)史；技法5 理解玻爾理論和能級躍遷；技法6 掌握衰變、放射現(xiàn)象和核反應(yīng)方程式；技法7 理解核能，學(xué)會核能的計算和綜合應(yīng)用。2、 真題再現(xiàn)考例1 (2016課標(biāo)卷，35(1)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實驗，當(dāng)用某一頻率的光入射時，有光電流產(chǎn)生下列說法正確的是（ ）A保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大B入射光的頻率變高，飽和光電流變大C入射光的頻率變高，光電子的最大初動能變大D保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生E遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強(qiáng)無關(guān)【答案】ACE【考法】光電效應(yīng)的實驗規(guī)律。考例2 (2017課標(biāo)卷，19)在光電效應(yīng)實驗中，分別用頻率為a、b的單色光a、b照射到同種金屬上，測得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub、光電子的最大初動能分別為Eka和Ekb.h為普朗克常量下列說法正確的是()A若ab，則一定有UaUbB若ab，則一定有EkaEkbC若UaUb，則一定有EkaEkbD若ab，則一定有haEkahbEkb【答案】BC【解析】光電效應(yīng)中遏止電壓與最大初動能之間的關(guān)系為eUEk，根據(jù)光電效應(yīng)方程可知EkhW0，若ab，則EkaEkb，UaUb，選項A錯誤，選項B正確；若UaUb，則EkaEkb，選項C正確；由光電效應(yīng)方程可得W0hEk，則haEkahbEkb，選項D錯誤【考法】光電效應(yīng)方程及應(yīng)用?？祭? (2015課標(biāo)卷，35(1)實物粒子和光都具有波粒二象性下列事實中突出體現(xiàn)波動性的是()A電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣B射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡C人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)D人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)E光電效應(yīng)實驗中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)【答案】ACD【解析】電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣，可以說明電子是一種波，故A正確；射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡，可以說明射線是一種粒子，故B錯誤；人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)，中子衍射說明中子是一種波，故C正確；人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，利用了電子束的衍射現(xiàn)象，說明電子束是一種波，故D正確；光電效應(yīng)實驗中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，說明光是一種粒子，故E錯誤【考法】對光的波粒二象性的理解?？祭? (2016海南卷，17(1)下列說法正確的是()A愛因斯坦在光的粒子性的基礎(chǔ)上，建立了光電效應(yīng)方程B康普頓效應(yīng)表明光子只具有能量，不具有動量C玻爾的原子理論成功地解釋了氫原子光譜的實驗規(guī)律D盧瑟福根據(jù)粒子散射實驗提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型E德布羅意指出微觀粒子的動量越大，其對應(yīng)的波長就越長【答案】ACD【考法】粒子散射實驗現(xiàn)象及分析考例5 (2016課標(biāo)卷，35(1)在下列描述核過程的方程中，屬于衰變的是_，屬于衰變的是_，屬于裂變的是_，屬于聚變的是_.A.CNe B.PSeC.UThHe D.NHeOHE.UnXeSr2n F.HHHen【答案】CABEF【解析】天然放射性元素自發(fā)地放出粒子(即氦核He)的衰變屬于衰變；放出粒子的衰變屬于衰變；重核分裂成幾個中等質(zhì)量原子核的現(xiàn)象為核裂變；輕原子核聚合成較重原子核的反應(yīng)為核聚變【考法】衰變?？祭? (2017課標(biāo)卷，17)大科學(xué)工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應(yīng)釋放的能量用來發(fā)電氘核聚變反應(yīng)方程是：HHHen.已知H的質(zhì)量為2.013 6 u，He的質(zhì)量為3.015 0 u，n的質(zhì)量為1.008 7 u,1 u931 MeV/c2.氘核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為()A3.7 MeVB3.3 MeVC2.7 MeV D0.93 MeV【答案】B【解析】在核反應(yīng)方程HHHen中，反應(yīng)前物質(zhì)的質(zhì)量m122.013 6 u4.027 2 u，反應(yīng)后物質(zhì)的質(zhì)量m23.015 0 u1.008 7 u4.023 7 u，質(zhì)量虧損mm1m20.003 5 u.則氘核聚變釋放的核能為E9310.003 5 MeV3.3 MeV，選項B正確【考法】核能的計算及綜合應(yīng)用。3、 試題預(yù)測預(yù)測1 如圖所示為光電管的工作電路圖，分別用波長為0、1、2的單色光做實驗，已知102.當(dāng)開關(guān)閉合后，用波長為0的單色光照射光電管的陰極K時，電流表有示數(shù)，則下列說法正確的是() A光電管陰極材料的逸出功與入射光無關(guān)B若用波長為1的單色光進(jìn)行實驗，則電流表的示數(shù)一定為零C若僅增大電源的電動勢，則電流表的示數(shù)一定增大D若僅將電源的正負(fù)極對調(diào)，則電流表的示數(shù)可能為零【答案】AD【考法】光電效應(yīng)的實驗規(guī)律。預(yù)測2 利用圖甲所示的實驗裝置觀測光電效應(yīng)，已知實驗中測得某種金屬的遏止電壓Uc與入射頻率之間的關(guān)系如圖乙所示，電子的電荷量為e1.61019 C，則()A普朗克常量為B該金屬的逸出功為eU1C電源的右端為正極D若電流表的示數(shù)為10 A，則每秒內(nèi)從陰極發(fā)出的光電子數(shù)的最小值為6.251012【答案】B【考法】光電效應(yīng)的實驗規(guī)律。預(yù)測3 對光的認(rèn)識，下列說法錯誤的是()A個別光子的行為表現(xiàn)出粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)出波動性B光的波動是光子本身的一種屬性，不是光子之間的相互作用引起的C光表現(xiàn)出波動性時，就不具有粒子性了；光表現(xiàn)出粒子性時，就不再具有波動性了D光的波動二象性應(yīng)理解為：在某種場合下光的波動性表現(xiàn)得明顯，在另外的某種場合下，光的粒子性表現(xiàn)得明顯【答案】C【解析】根據(jù)波粒二象性可知個別光子的行為表現(xiàn)出粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)出波動性，光的波動性是光子本身的一種屬性，不是光子之間的相互作用引起的，光的波粒二象性可理解為：在某種場合下光的波動性表現(xiàn)得明顯，在另外的某種場合下，光的粒子性表現(xiàn)得明顯，但兩者不矛盾，不能說光表現(xiàn)出波動性時，就不具有粒子性了；光表現(xiàn)出粒子性時，就不再具有波動性了，C錯誤【考法】對光的波粒二象性的理解。預(yù)測4 在盧瑟福粒子散射實驗中，有少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，其原因是()A原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個很小的核上B正電荷在原子內(nèi)是均勻分布的C原子中存在著帶負(fù)電的電子D原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中【答案】A【考法】粒子散射實驗現(xiàn)象及分析預(yù)測5 中國“北斗三號”全球組網(wǎng)衛(wèi)星計劃將在2017年7月左右進(jìn)行首次發(fā)射“北斗三號”采用星載氫原子鐘，其精度將比“北斗二號”的星載銣原子鐘提高一個數(shù)量級如圖所示為氫原子的能級圖，以下判斷正確的是() A處于n3能級的氫原子可以吸收任意頻率的光子B欲使處于基態(tài)的氫原子被激發(fā)，可用12.09 eV的光子照射C當(dāng)氫原子從n5的狀態(tài)躍遷到n3的狀態(tài)時，要吸收光子D用n2能級躍遷到n1能級輻射出的光照射金屬鉑(逸出功為6.34 eV)時不能發(fā)生光電效應(yīng)【答案】B【解析】根據(jù)玻爾理論，處于n3能級的氫原子只可以吸收能量值等于某兩個能級之差的光子，選項A錯誤；n1能級的能量與n3能級的能量之差E1.51 eV(13.6 eV)12.09 eV，用12.09 eV的光子照射，根據(jù)玻爾理論，可以使處于基態(tài)的氫原子被激發(fā)，選項B正確；氫原子從高能級躍遷到低能級時輻射出光子，選項C錯誤；從n2能級躍遷到n1能級輻射出的光子的能量EE2E13.40 eV(13.6) eV10.2 eV，大于金屬鉑的逸出功6.34 eV，根據(jù)金屬發(fā)生光電效應(yīng)的條件(入射光光子的能量大于金屬的逸出功)，可以發(fā)生光電效應(yīng)，選項D錯誤【考法】波爾理論。預(yù)測6 Th(釷)經(jīng)過一系列和衰變，變成Pb(鉛)，下列說法錯誤的是()A鉛核比釷核少8個質(zhì)子B鉛核比釷核少16個中子C共經(jīng)過4次衰變和6次衰變D共經(jīng)過6次衰變和4次衰變【答案】C【解析】由于衰變不會引起質(zhì)量數(shù)的減少，故可根據(jù)質(zhì)量數(shù)的減少確定衰變的次數(shù)為x6. 再結(jié)合電荷數(shù)的變化情況和衰變規(guī)律來判定衰變的次數(shù)y，應(yīng)滿足：2xy90828，所以y2x84.【考法】衰變。預(yù)測7 現(xiàn)有兩動能均為E00.35 MeV的H在一條直線上相向運動，兩個H發(fā)生對撞后能發(fā)生核反應(yīng)，得到He和新粒子；且在核反應(yīng)過程中釋放的能量完全轉(zhuǎn)化為He和新粒子的動能已知H的質(zhì)量為2.0141u，He的質(zhì)量為3.016 0 u，新粒子的質(zhì)量為1.008 7 u，核反應(yīng)時質(zhì)量虧損1 u釋放的核能約為931 MeV(如果涉及計算，結(jié)果保留整數(shù))則下列說法正確的是()A核反應(yīng)方程為 HHHeHB核反應(yīng)前后不滿足能量守恒定律C新粒子的動能約為3 MeVD. He的動能約為4 MeV【答案】C【考法】核能的計算及綜合應(yīng)用。4、 跟蹤速練1(2018邢臺市高三上學(xué)期高三初考)研究光電效應(yīng)的電路如圖所示用頻率相同、強(qiáng)度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K)，鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關(guān)系圖象中，正確的是() 【答案】C【解析】由于光的頻率相同，所以對應(yīng)的反向遏止電壓相同，選項A、B錯誤；發(fā)生光電效應(yīng)時，在同樣的加速電壓下，光強(qiáng)度越大，逸出的光電子數(shù)目越多，形成的光電流越大，所以C正確，D錯誤2(2018江西南昌模擬)如圖所示為研究光電效應(yīng)現(xiàn)象的裝置，陰極K與滑動變阻器的中心抽頭c相連，當(dāng)滑動觸頭P從a移到c的過程中，光電流始終為零，為了產(chǎn)生光電流，可采取的措施是()A增大入射光的強(qiáng)度 B增大入射光的頻率C將P從c向a移動 D將P從c向b移動【答案】B3(2018保定市高三第一學(xué)期月考)如圖所示，當(dāng)弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后，在鋅板上形成明暗相間的條紋，同時與鋅板相連的驗電器鋁箔有張角，則該實驗()A只能證明光具有波動性B只能證明光具有粒子性C只能證明光能夠發(fā)生衍射D證明光具有波粒二象性【答案】D【解析】弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后，在鋅板上形成明暗相間的條紋，這是光的衍射，證明了光具有波動性驗電器鋁箔有張角，說明鋅板發(fā)生了光電效應(yīng)，則證明了光具有粒子性，所以該實驗證明了光具有波粒二象性，D正確4(2018湖北重點中學(xué)高三上學(xué)期起點考試)下列說法正確的是()A只要照射到金屬表面上的光足夠強(qiáng)，金屬就一定會發(fā)出光電子B.HeNOH是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程C放射性物質(zhì)的半衰期不會隨溫度的升高而變短D一個處于n4能級的氫原子，最多可輻射出6種不同頻率的光子【答案】C5. (2018陜西部分中學(xué)高三第一學(xué)期摸底)靜止在勻強(qiáng)磁場中的U發(fā)生衰變，產(chǎn)生一個未知粒子x，它們在磁場中的運動徑跡如圖所示下列說法正確的是() A該核反應(yīng)方程為UxHeB粒子和x粒子在磁場中做圓周運動時轉(zhuǎn)動方向相同C軌跡1、2分別是粒子、x粒子的運動徑跡D粒子、x粒子運動徑跡半徑之比為451【答案】ABD【解析】根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知核反應(yīng)方程為UxHe，選項A正確；由于U核衰變后粒子和x粒子的動量等大反向，兩粒子的電性相同，速度方向相反，由左手定則知兩粒子轉(zhuǎn)動方向相同，選項B正確；由r可知，軌跡1、2分別是x粒子、粒子的運動徑跡，選項C錯誤；粒子與x粒子的動量等大，所在磁場相同，運動徑跡半徑之比為451，選項D正確6(2018惠州市高三第一次調(diào)研)下列與粒子相關(guān)的說法中正確的是()A天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的射線速度與光速相當(dāng)，貫穿能力很強(qiáng)B.U(鈾238)核放出一個粒子后就變?yōu)門h(釷234)C高速粒子轟擊氮核可從氮核中打出中子，核反應(yīng)方程為HeNOnD丹麥物理學(xué)家玻爾進(jìn)行了粒子散射實驗并首先提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型【答案】B7(2017海南卷，T7)三束單色光1、2和3的波長分別為1、2和3(123)分別用這三束光照射同一種金屬已知用光束2照射時，恰能產(chǎn)生光電子，下列說法正確的是()A用光束1照射時，不能產(chǎn)生光電子B用光束3照射時，不能產(chǎn)生光電子C用光束2照射時，光越強(qiáng)，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)目越多D用光束2照射時，光越強(qiáng)，產(chǎn)生的光電子最大初動能越大【答案】AC【解析】依據(jù)波長與頻率的關(guān)系：，因123，那么12Ek2B單色光1的頻率比單色光2的頻率高C增大單色光1的強(qiáng)度，其遏止電壓會增大D單色光1和單色光2的頻率之差為【答案】D【解析】由于Ek1e|Uc1|，Ek2e|Uc2|，所以Ek1BC，則()A用入射光A照射金屬b和c，金屬b和c均可發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象B用入射光A和B照射金屬c，均可使金屬c發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象C用入射光C照射金屬a和b，金屬a、b均可發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象D用入射光B和C照射金屬a，均可使金屬a發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象【答案】CD21.某金屬在光的照射下發(fā)生光電效應(yīng)，光電子的最大初動能Ek與入射光頻率的關(guān)系如圖所示，則() A普朗克常量為B入射光的頻率為3c時，逸出的光電子的最大初動能為2EC頻率大于2c的入射光照射該金屬時才會發(fā)生光電效應(yīng)D若光在真空中的速度為c，則波長大于的光照射該金屬時才會發(fā)生光電效應(yīng)【答案】B【解析】由光電效應(yīng)方程EkhW0，結(jié)合圖象可知金屬的逸出功W0E，極限頻率為c，所以hcW00，解得h，A錯誤；由光電效應(yīng)方程EkhW0，則Ekh3cW02E，B正確；由題圖可知頻率不低于c的入射光照射該金屬時會發(fā)生光電效應(yīng)，即波長不大于的光照射該金屬時才會發(fā)生光電效應(yīng)，C、D錯誤22如圖甲所示為某實驗小組成員研究某金屬發(fā)生光電效應(yīng)的遏止電壓隨照射光頻率變化關(guān)系的實驗裝置，圖乙為實驗得到的遏止電壓隨照射光頻率變化的關(guān)系圖象，電子的電荷量e1.61019 C，則下列說法正確的是()A圖甲中滑動變阻器的滑片移到最左端，電流計G的示數(shù)為零B由圖乙得普朗克常量為6.41033 JsC由圖乙可知，該金屬的極限頻率為5.01014 HzD當(dāng)照射光的頻率為17.51014 Hz時，逸出的光電子的最大初動能為3.21019 J【答案】C23(2014課標(biāo)卷，T35(1)在人類對微觀世界進(jìn)行探索的過程中，科學(xué)實驗起到了非常重要的作用下列說法符合歷史事實的是()A密立根通過油滴實驗測出了基本電荷的數(shù)值B貝克勒爾通過對天然放射現(xiàn)象的研究，發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核 C居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素D盧瑟福通過粒子散射實驗證實了在原子核內(nèi)部存在質(zhì)子E湯姆遜通過陰極射線在電場和磁場中偏轉(zhuǎn)的實驗，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子組成的，并測出了該粒子的比荷【答案】ACE24一個氫原子從n3能級躍遷到n2能級，該氫原子()A放出光子，能量增加B放出光子，能量減少C吸收光子，能量增加D吸收光子，能量減少【答案】B【解析】氫原子從高能級向低能級躍遷時，放出光子，能量減少，故選項B正確，選項A、C、D錯誤25(2014課標(biāo)卷，T35(1)關(guān)于天然放射性，下列說法正確的是()A所有元素都可能發(fā)生衰變B放射性元素的半衰期與外界的溫度無關(guān)C放射性元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性D、和三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)E一個原子核在一次衰變中可同時放出、和三種射線【答案】BCD【解析】只有原子序數(shù)大于或等于83的元素才能發(fā)生衰變，選項A錯半衰期由原子核內(nèi)部的結(jié)構(gòu)決定，與外界溫度無關(guān)，選項B對放射性來自于原子核內(nèi)部，與其形成的化合物無關(guān)，選項C對、三種射線中，射線能量最高，穿透能力最強(qiáng)，選項D對一個原子核在一次衰變中要么是衰變、要么是衰變，同時伴隨射線的產(chǎn)生，選項E錯26關(guān)于核衰變和核反應(yīng)的類型，下列表述正確的有()A.UThHe是衰變B.7NHe8OH是衰變C.HHHen是輕核聚變D.SeKr2e是重核聚變【答案】AC【解析】A項表示衰變，C項表示輕核聚變，D項不是重核裂變，而是衰變，選項A、C正確，D錯誤B項中核反應(yīng)為原子核的人工轉(zhuǎn)變，選項B錯誤27(2012大綱卷)U經(jīng)過m次衰變和n次衰變，變成Pb，則()Am7，n3 Bm7，n4Cm14，n9 Dm14，n18【答案】B28.如圖所示，某原子的三個能級的能量分別為E1、E2和E3.a、b、c為原子躍遷所發(fā)出的三種波長的光，下列判斷正確的是() AE1E2E3B(E3E2)(E2E1)Cb光的波長最長Dc光的頻率最高【答案】D【解析】結(jié)合題圖和電子躍遷時發(fā)出的光子的能量為：EEmEn可知，EcEaEb，能量差E3E2等于光子a的能量，能量差E2E1等于光子b的能量，能量差E3E1等于光子c的能量，那么c對應(yīng)的能量最大，而a對應(yīng)的能量最小，由E1E2E3和能級公式En，有(E3E2)(E2E1)，故A、B錯誤；又E，c光的頻率最高，a光的波長最長，故C錯誤，D正確29下列四幅圖分別對應(yīng)四種說法，其中正確的是()A根據(jù)、射線的特點可知，射線1是射線，射線2是射線，射線3是射線B氫原子輻射出一個光子后，電勢能減小，總能量增大C天然放射性元素的半衰期由核內(nèi)部自身的因素決定，跟所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān)D重核的裂變反應(yīng)方程有：UnBaKr3n【答案】CD【解析】根據(jù)、射線的特點可知，射線1是射線，射線2是射線，射線3是射線，選項A錯誤；氫原子輻射出一個光子后，總能量減小，軌道半徑減小，電勢能減小，選項B錯誤；C、D正確30核潛艇是以核反應(yīng)堆為動力來源的潛艇，有一種核裂變方程為UnXSr10n，下列說法正確的是()A裂變反應(yīng)中虧損的質(zhì)量變成了能量B裂變反應(yīng)出現(xiàn)質(zhì)量虧損導(dǎo)致質(zhì)量數(shù)不守恒CX原子核中有54個質(zhì)子DX原子核比鈾核的平均結(jié)合能大【答案】CD