原子物理高考真題專題匯編帶答案解析

高考幫第第頁專題十六原子物理考點1光電效應(yīng)、波粒二象性高考幫·揭秘?zé)狳c考向[2019北京,19,6分]光電管是一種利用光照射產(chǎn)生電流的裝置,當(dāng)入射光照在管中金屬板上時,可能形成光電流.表中給出了6次實驗的結(jié)果.

由表中數(shù)據(jù)得出的論斷中不正確的是 ()

A.兩組實驗采用了不同頻率的入射光

B.兩組實驗所用的金屬板材質(zhì)不同

C.若入射光子的能量為5.0eV,逸出光電子的最大動能為1.9eV

D.若入射光子的能量為5.0eV,相對光強越強,光電流越大組次入射光子的能量/eV相對光強光電流大小/mA逸出光電子的最大動能/eV1234.04.04.0弱中強2943600.90.90.94566.06.06.0弱中強2740552.92.92.9拓展變式1.[2017全國Ⅲ,19,6分,多選]在光電效應(yīng)實驗中,分別用頻率為νa、νb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νa>νb,則一定有Ua<UbB.若νa>νb,則一定有Eka>EkbC.若Ua<Ub,則一定有Eka<EkbD.若νa>νb,則一定有hνa-Eka>hνb-Ekb2.[2018全國Ⅱ,17,6分]用波長為300nm的光照射鋅板,電子逸出鋅板表面的最大初動能為1.28×10-19J.已知普朗克常量為6.63×10-34J·s,真空中的光速為3.00×108m·s-1.能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為 ()A.1×1014HzB.8×1014HzC.2×1015Hz D.8×1015Hz3.[多選]關(guān)于光的波粒二象性,下列理解正確的是 ()A.光子靜止時有粒子性,光子傳播時有波動性B.光是一種宏觀粒子,但它按波的方式傳播C.光子在空間各點出現(xiàn)的可能性大小(概率)可以用波動規(guī)律來描述D.大量光子出現(xiàn)的時候表現(xiàn)出波動性,個別光子出現(xiàn)的時候表現(xiàn)出粒子性E.不僅光具有波粒二象性,微觀粒子也具有波粒二象性4.用圖甲所示的電路研究光電效應(yīng)中電子發(fā)射的情況與照射光的強弱、光的顏色(頻率)等物理量間的關(guān)系,電流計G測得的光電流I隨光電管兩端電壓U的變化如圖乙所示,則()A.通過電流計G的電流方向由d到cB.電壓U增大,光電流I一定增大C.用同頻率的光照射K極,光電子的最大初動能與光的強弱無關(guān)D.光電管兩端電壓U為零時一定不發(fā)生光電效應(yīng)考點2原子結(jié)構(gòu)、氫原子光譜、原子核高考幫·揭秘?zé)狳c考向1.[2020浙江1月選考,14,2分,多選]由玻爾原子模型求得氫原子能級如圖所示,已知可見光的光子能量在1.62eV到3.11eV之間,則 ()A.氫原子從高能級向低能級躍遷時可能輻射出γ射線B.氫原子從n=3的能級向n=2的能級躍遷時會輻射出紅外線C.處于n=3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線并發(fā)生電離D.大量氫原子從n=4能級向低能級躍遷時可輻射出2種頻率的可見光2.[2020全國Ⅰ,19,6分,多選]下列核反應(yīng)方程中,X1、X2、X3、X4代表α粒子的有 ()A.12H+12H→01n+X1B.C.92235U+01n→56144Ba+3689Kr+3X3 拓展變式1.[2019全國Ⅰ,14,6分]氫原子能級示意圖如圖所示.光子能量在1.63eV~3.10eV的光為可見光.要使處于基態(tài)(n=1)的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見光光子,最少應(yīng)給氫原子提供的能量為 ()A.12.09eVB.10.20eVC.1.89eV D.1.51eV2.[2018江蘇,12C(1),4分]已知A和B兩種放射性元素的半衰期分別為T和2T,則相同質(zhì)量的A和B經(jīng)過2T后,剩有的A和B質(zhì)量之比為 ()A.1∶4B.1∶2C.2∶1D.4∶13.用中子轟擊

92235U原子核產(chǎn)生裂變反應(yīng),其可能的裂變方程為

92235U+01n→Y+3689Kr+301n,

92235U、01n、Y、3689Kr的質(zhì)量分別為m1、m2A.92B.若升高

92235U的溫度,C.裂變時釋放的能量為(m1-2m2-m3-m4)c2D.924.[2020湖南衡陽八中月考,多選]在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,一個靜止的放射性原子核(ZAX)發(fā)生了一次α衰變.放射出的α粒子(24He)在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運動,其軌道半徑為R.以m、q分別表示α粒子的質(zhì)量和電荷量,生成的新核用Y表示.若原子核衰變時釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為新核和粒子的動能,下列說法正確的是A.圖甲、乙、丙、丁表示發(fā)生衰變后產(chǎn)生的α粒子與新核Y在磁場中的運動軌跡,其中正確的是圖丙B.新核Y在磁場中做圓周運動的半徑為RY=2ZC.α粒子的圓周運動可以等效成一個環(huán)形電流,且電流大小為I=BD.若衰變過程中釋放的核能都轉(zhuǎn)化為α粒子和新核的動能,則衰變過程中的質(zhì)量虧損為Δm=A答案專題十六原子物理考點1光電效應(yīng)、波粒二象性B由于光子的能量E=hν,又入射光子的能量不同,故入射光子的頻率不同,A項正確;由愛因斯坦光電效應(yīng)方程得hν=W0+Ek,可求出兩組實驗的逸出功均為3.1eV,故兩組實驗所用的金屬板材質(zhì)相同,B項錯誤;由hν=W0+Ek,逸出功W0=3.1eV可知,若入射光子能量為5.0eV,則逸出光電子的最大動能為1.9eV,C項正確;相對光強越強,單位時間內(nèi)射出的光子數(shù)越多,單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)越多,形成的光電流越大,D項正確.1.BC由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0可知,若νa>νb,則Eka>Ekb,遏止電壓能夠反映最大初動能的大小,Ue=Ek,則Ua>Ub,故選項A錯誤,選項B正確;若Ua<Ub,則Eka<Ekb,故選項C正確;W0=hν-Ek,由于金屬的逸出功由金屬材料本身決定,故選項D錯誤.2.B根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得W0=hν-Ek=hνc,又ν=cλ,代入數(shù)據(jù)解得νc≈8×1014Hz,B正確3.CDE光子不可能靜止,故A錯誤.光是一種微觀粒子,是一種概率波.故B錯誤,C正確.大量光子顯波動性,個別光子顯粒子性,故D正確.根據(jù)德布羅意波的理論,一切微粒子都具有波粒二象性,故E正確.4.C電流方向與逃逸出來的光電子運動方向相反,所以通過電流計G的電流方向由c到d,故A錯誤;在光照條件不變的情況下,隨著所加電壓U增大,光電流先增大,后趨于飽和值不變,故B錯誤;用同頻率的光照射K極,根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0可知,光電子的最大初動能與光的頻率有關(guān),與光的強弱無關(guān),故C正確;光電管兩端電壓U為零時,光電效應(yīng)也會發(fā)生,故D錯誤.考點2原子結(jié)構(gòu)、氫原子光譜、原子核1.CD氫原子從高能級向低能級躍遷時只能輻射出紫外線、可見光和紅外線,而γ射線是原子核輻射的,選項A錯誤;氫原子從n=3能級向n=2能級躍遷時輻射出可見光,不會輻射出紅外線,選項B錯誤;由于紫外線光子能量大于處于n=3能級氫原子的電離能1.51eV,所以處于n=3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線并發(fā)生電離,選項C正確;大量氫原子從n=4能級向低能級躍遷時可以輻射出6種不同頻率的光子,其中只有從n=4能級躍遷到n=2能級和從n=3能級躍遷到n=2能級時輻射的光子能量在可見光光子能量范圍內(nèi),所以可輻射出2種頻率的可見光,選項D正確.2.BD根據(jù)核反應(yīng)方程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,可知選項B中的X2質(zhì)量數(shù)是4,電荷數(shù)是2,代表α粒子,B項正確;選項D中的X4質(zhì)量數(shù)是4,電荷數(shù)是2,代表α粒子,D項正確;根據(jù)核反應(yīng)方程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,可知選項A中的X1質(zhì)量數(shù)是3,電荷數(shù)是2,A項錯誤;選項C中的X3質(zhì)量數(shù)是1,電荷數(shù)是0,代表中子,C項錯誤.1.A因為可見光光子的能量范圍是1.63eV~3.10eV,所以氫原子至少要被激發(fā)到n=3能級,要給氫原子提供的能量最少為E=(-1.51+13.60)eV=12.09eV,即選項A正確.2.B由半衰期含義可知,A經(jīng)過兩個半衰期剩余的質(zhì)量為原來的14,B經(jīng)過一個半衰期,剩余的質(zhì)量為原來的12,所以剩余的A、B質(zhì)量比為1∶3.C92235U原子核中電荷數(shù)為92,質(zhì)量數(shù)為235,則中子數(shù)為235-92=143,選項A錯誤;放射性元素的半衰期與溫度、壓強等因素?zé)o關(guān),是由原子核內(nèi)部因素決定的,選項B錯誤;根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程知,裂變時釋放的能量ΔE=Δmc2=(m1-2m2-m3-m4)c2,選項C正確;由

924.BCD衰變后產(chǎn)生的α粒子與新核Y運動方向相反,兩者運動軌跡圓應(yīng)外切,由動量守恒定律可知,α粒子與新核動量大小相等,由圓周運動的半徑公式r=mvqB可知,α粒子軌跡半徑大,由左手定則可知α粒子與新核Y做圓周運動