2019年高考物理專題13回歸基礎(chǔ)專題訓(xùn)練——光電效應(yīng)原子物理（含解析）.docx

專題13 回歸基礎(chǔ)專題訓(xùn)練光電效應(yīng) 原子物理 1如圖2所示，用導(dǎo)線把驗(yàn)電器與鋅板相連接，當(dāng)用紫外線照射鋅板時(shí)，發(fā)生的現(xiàn)象是()圖2A有光子從鋅板逸出B有電子從鋅板逸出C驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度D鋅板帶負(fù)電 【解析】選C 用紫外線照射鋅板是能夠發(fā)生光電效應(yīng)的，鋅板上的電子吸收紫外線的能量從鋅板表面逸出，稱之為光電子，故A錯(cuò)誤，B正確；鋅板與驗(yàn)電器相連，帶有相同電性的電荷，鋅板失去電子應(yīng)該帶正電，且失去電子越多，帶正電的電荷量越多，驗(yàn)電器指針張角越大，故C正確，D錯(cuò)誤。 2關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律，下列說法中正確的是()A只有入射光的波長(zhǎng)大于該金屬的極限波長(zhǎng)，光電效應(yīng)才能產(chǎn)生B光電子的最大初動(dòng)能跟入射光強(qiáng)度成正比C發(fā)生光電效應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間一般都大于107sD發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)從金屬內(nèi)逸出的光電子數(shù)目與入射光強(qiáng)度成正比 【解析】選D由hh知，當(dāng)入射光波長(zhǎng)小于金屬的極限波長(zhǎng)時(shí)，發(fā)生光電效應(yīng)，故A錯(cuò)；由EkhW0知，最大初動(dòng)能由入射光頻率決定，與入射光強(qiáng)度無關(guān)，故B錯(cuò)；發(fā)生光電效應(yīng)的時(shí)間一般不超過109s，故C錯(cuò)誤；發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)從金屬內(nèi)逸出的光電子數(shù)目與入射光的強(qiáng)度是成正比的，D正確。 3圖3為一真空光電管的應(yīng)用電路，其金屬材料的極限頻率為4.51014 Hz，則以下判斷中正確的是()圖3A發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，電路中光電流的飽和值取決于入射光的頻率B發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，電路中光電流的飽和值取決于入射光的強(qiáng)度C用0.5 m的光照射光電管時(shí)，電路中有光電流產(chǎn)生D光照射時(shí)間越長(zhǎng)，電路中的電流越大 【解析】選C在光電管中若發(fā)生了光電效應(yīng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射光電子的數(shù)目只與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，光電流的飽和值只與單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射光電子的數(shù)目有關(guān)。據(jù)此可判斷A、D錯(cuò)誤，B正確；波長(zhǎng)0.5 m的光子的頻率 Hz61014 Hz4.51014 Hz，可發(fā)生光電效應(yīng)，所以C正確。 4在某次光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率的關(guān)系如圖6所示。若該直線的斜率和截距分別為k和b，電子電荷量的絕對(duì)值為e，則普朗克常量和所用材料的逸出功可分別表示為()圖6Aekeb BekebCekeb Dekeb 【解析】選C光電效應(yīng)中，入射光子能量h，克服逸出功W0后多余的能量轉(zhuǎn)換為電子動(dòng)能，反向遏制電壓，有eUhW0，整理得U，斜率即k，所以普朗克常量hek，截距為b，即ebW0，所以逸出功W0eb。故選項(xiàng)C正確。 5如圖3所示為氫原子的四個(gè)能級(jí)，其中E1為基態(tài)，若氫原子A處于激發(fā)態(tài)E2，氫原子B處于激發(fā)態(tài)E3，則下列說法正確的是（）圖3A原子A可能輻射出3種頻率的光子B原子B可能輻射出3種頻率的光子C原子A能夠吸收原子B發(fā)出的光子并躍遷到能級(jí)E4D原子B能夠吸收原子A發(fā)出的光子并躍遷到能級(jí)E4 【解析】選B原子A從激發(fā)態(tài)E2躍遷到E1，只輻射一種頻率的光子，A錯(cuò)誤；原子B從激發(fā)態(tài)E3躍遷到基態(tài)E1可能輻射三種頻率的光子，B正確；由原子能級(jí)躍遷理論可知，原子A可能吸收原子B由E3躍遷到E2時(shí)放出的光子并躍遷到E3，但不能躍遷到E4，C錯(cuò)誤；A原子發(fā)出的光子能量EE2E1大于E4E3，故原子B不可能躍遷到能級(jí)E4，D錯(cuò)誤。 6（多選） 14C發(fā)生放射性衰變成為14N，半衰期約5 700年。已知植物存活期間，其體內(nèi)14C與12C的比例不變；生命活動(dòng)結(jié)束后，14C的比例持續(xù)減少?，F(xiàn)通過測(cè)量得知，某古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一。下列說法正確的是（）A該古木的年代距今約5 700年B12C、13C、14C具有相同的中子數(shù)C14C衰變?yōu)?4N的過程中放出射線D增加樣品測(cè)量環(huán)境的壓強(qiáng)將加速14C的衰變 【解析】選AC因古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一，則可知經(jīng)過的時(shí)間為一個(gè)半衰期，即該古木的年代距今約為5 700年，選項(xiàng)A正確；12C、13C、14C具有相同的質(zhì)子數(shù)，由于質(zhì)量數(shù)不同，故中子數(shù)不同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)核反應(yīng)方程可知，14C衰變?yōu)?4N的過程中放出電子，即發(fā)出射線，選項(xiàng)C正確；外界環(huán)境不影響放射性元素的半衰期，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 7(多選）一個(gè)靜止的放射性原子核處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，由于發(fā)生了衰變而在磁場(chǎng)中形成如圖5所示的兩個(gè)圓形徑跡，兩圓半徑之比為116，下列判斷中正確的是（）圖5A該原子核發(fā)生了衰變B反沖原子核在小圓上逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)C原來靜止的核，其原子序數(shù)為15D放射性的粒子與反沖核運(yùn)動(dòng)周期相同 【解析】選BC衰變后產(chǎn)生的新核即反沖核及放射的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑r，因反沖核與放射的粒子動(dòng)量守恒，而反沖核電荷量較大，所以其半徑較小，并且反沖核帶正電荷，由左手定則可以判定反沖核在小圓上做逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，在大圓上運(yùn)動(dòng)的放射粒子在衰變處由動(dòng)量守恒可知其向上運(yùn)動(dòng)，且順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，由左手定則可以判定一定帶負(fù)電荷。因此，這個(gè)衰變?yōu)樗プ?，放出的粒子為電子，衰變方程為ABe。由兩圓的半徑之比為116可知，B核的核電荷數(shù)為16。原來的放射性原子核的核電荷數(shù)為15，其原子序數(shù)為15。即A為P（磷）核，B為S（硫）核。由周期公式T可知，因電子與反沖核的比荷不同，它們?cè)趧驈?qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期不相同，反沖核的周期較大。 8（多選）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.NHeOH是衰變C.HHHen是輕核聚變D.SeKr2e是重核裂變 【解析】選AC衰變是放射出氦核的天然放射現(xiàn)象，A正確；衰變是放射出電子的天然放射現(xiàn)象，而B項(xiàng)是發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的原子核人工轉(zhuǎn)變，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)是輕核聚變，D項(xiàng)是衰變現(xiàn)象，故C正確，D錯(cuò)誤。 9（多選）關(guān)于原子核的結(jié)合能，下列說法正確的是（）A原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B一重原子核衰變成粒子和另一原子核，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的結(jié)合能C銫原子核（Cs）的結(jié)合能小于鉛原子核（Pb）的結(jié)合能D比結(jié)合能越大，原子核越不穩(wěn)定 【解析】選ABC由原子核的結(jié)合能定義可知，原子核分解成自由核子時(shí)所需的最小能量為原子核的結(jié)合能，選項(xiàng)A正確；重原子核的核子平均質(zhì)量大于輕原子核的核子平均質(zhì)量，因此原子核衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于衰變前的結(jié)合能，選項(xiàng)B正確；銫原子核的核子數(shù)少，因此其結(jié)合能小，選項(xiàng)C正確；比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 10下列有關(guān)原子結(jié)構(gòu)和原子核的認(rèn)識(shí)，其中正確的是（）A射線是高速運(yùn)動(dòng)的電子流B氫原子輻射光子后，其繞核運(yùn)動(dòng)的電子動(dòng)能增大C太陽(yáng)輻射能量的主要來源是太陽(yáng)中發(fā)生的重核裂變D.83Bi的半衰期是5天，100克83Bi經(jīng)過10天后還剩下50克 【解析】選B射線是光子流，故A錯(cuò)誤；氫原子輻射光子后，由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，半徑減小，繞核運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能增大，故B正確；太陽(yáng)輻射能量主要來源是太陽(yáng)中發(fā)生的輕核聚變，故C錯(cuò)誤；100克83Bi經(jīng)過10天即2個(gè)半衰期還剩下100克25克，故D錯(cuò)誤。 11（多選）下列說法正確的是（）ATh核發(fā)生一次衰變時(shí)，新核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了4B太陽(yáng)輻射的能量最主要來自太陽(yáng)內(nèi)部的熱核反應(yīng)C若使放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期可能變小D用14 eV的光子照射處于基態(tài)的氫原子，可使其電離 【解析】選BD因衰變的本質(zhì)是發(fā)生衰變的核中減少2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子形成氦核，所以一次衰變，新核與原來的核相比，中子數(shù)減少了2，A項(xiàng)錯(cuò)；太陽(yáng)輻射的能量是太陽(yáng)內(nèi)部核聚產(chǎn)生的，所以B項(xiàng)正確；半衰期由核內(nèi)部自身因素決定，與其他因素?zé)o關(guān)，所以C項(xiàng)錯(cuò)；因?yàn)闅湓踊鶓B(tài)的能量為13.6 eV，所以用14 eV光子照射一定能電離，D項(xiàng)正確。 12(多選）下列說法中正確的是（）A盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)B.Th衰變成Pb要經(jīng)過6次衰變和4次衰變C衰變中產(chǎn)生的射線實(shí)際上是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的D對(duì)于某種金屬，超過極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越大 【解析】選BD盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子具有核式結(jié)構(gòu)，但并不能說明原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，A錯(cuò)；據(jù)衰變、衰變的實(shí)質(zhì)可知ThPbn Hem e，得n6，m4，故B正確；衰變中射線是由原子核中的中子轉(zhuǎn)變形成的，C錯(cuò)；據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW0得入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek就越大，D正確。 13氫原子核外電子由離核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道時(shí)（）A要吸收光子，電子的動(dòng)能、電勢(shì)能都減小B要吸收光子，電子的動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小C要放出光子，電子的動(dòng)能、電勢(shì)能都減小D要放出光子，電子的動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小 【解析】選D根據(jù)Ekmv，而，有Ek，當(dāng)rn減小時(shí)，Ek增加，而氫原子的能量（包括動(dòng)能和電勢(shì)能）En eV，所以當(dāng)rn減小時(shí)，氫原子的能量要減少，原子能量中動(dòng)能增加，總能量減少，所以電勢(shì)能必然減少。選項(xiàng)D正確。 14（多選）氘核、氚核、中子、氦核的質(zhì)量分別是m1、m2、m3和m4，如果氘核和氚核結(jié)合生成氦核