2023屆高考物理一輪復習練習：動量守恒波粒二象性原子物理含解析

2023屆高考物理：動量守恒、波粒二象性、原子物理一輪練習附答案

專題：動量守恒、波粒二象性、原子物理

一、選擇題。

1、我國成功發(fā)射了30多顆北斗導航衛(wèi)星，該衛(wèi)星采用的星載氫原子鐘是利用氫原子能級躍

遷時輻射出來的光子（電磁波）去控制石英鐘的.如圖為氫原子的能級圖，以下說法正確的是

（）

nEleV

co------------------------0

5-----------------------------0.54

4-----------------------------0.85

3------------------------------1.51

2-----------------------------3.4

1-13.6

A.一群處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷，輻射的光子最多有12種

B.處于較低能級的氫原子可以吸收能量為13eV的光子發(fā)生躍遷

C.氫原子從較高的激發(fā)態(tài)向較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷的過程，是吸收光子的過程

D.要使處于基態(tài)的氫原子躍遷，可用能量為10.2eV的光子照射

2、下列說法正確的是（）

A.湯姆孫通過研究陰極射線發(fā)現(xiàn)了電子，并提出了原子的核式結構模型

B.太陽輻射的能量主要來自太陽內部的熱核反應

C.光電效應中光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比

DWN+lHf煤C+3He是a衰變方程

3、下列說法正確的是（）

A.康普頓效應進一步證實了光的粒子性

B.組成原子核的核子間存在核力作用

C.紫外線照射到鋅板表面時能產(chǎn)生光電效應，當增大紫外線的照射強度時，從鋅板表面逸

出的光電子的最大初動能也隨之增大

D.氮的半衰期為3.8天，若取4個氯原子核，經(jīng)7.6天后只剩下一個原子核

4、用如圖所示的光電管研究光電效應的實驗中，用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K,

電流計G的指針發(fā)生偏轉。而用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時，電流計G的指

針不發(fā)生偏轉，那么（）

--------11--------

A.a光的波長一定大于b光的波長

B.增加b光的強度可能使電流計G的指針發(fā)生偏轉

C.用a光照射光電管陰極K時通過電流計G的電流是由d到c

D.只增加a光的強度可使通過電流計G的電流增大

5、如圖所示，光滑水平面上有大小相同的A、B兩球在同一直線上運動.兩球質量關系為

mB=2mA,規(guī)定向右為正方向，A、B兩球的動量均為6kg?m/s,運動中兩球發(fā)生碰撞，碰

撞后A球的動量增量為-4kg?m/s,則（）

A.該碰撞為彈性碰撞

B.該碰撞為非彈性碰撞

C.左方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為2：5

D.右方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為1：10

6、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=l）的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見光光子，最少應給氫原子提供的能量為（）

nE/eV

00----------------------------0

4-----------------------------0.85

3-----------------------------1.51

2--------------------------------3.40

1--------------------------------13.60

A.12.09eVB.10.20eV

C.1.89eVD.1.51eV

7、在光電效應的實驗結果中，與光的波動理論不矛盾的是（）

A.光電效應是瞬時發(fā)生的

B.所有金屬都存在極限頻率

C.光電流隨著入射光增強而變大

D.入射光頻率越大，光電子最大初動能越大

8、氫原子的能級如圖所示，已知可見光的光子能量范圍約為1.62eV?3.11eV.下列說法

正確的是（）

nE/eV

00------------------------------0

4----------------------0.85

3-----------------------1.51

2-----------------------3.4

1-----------------------13.6

A.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

B.大量氫原子從高能級向n=3能級躍遷時，發(fā)出的光具有顯著的熱效應

C.大量處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時，可能發(fā)出6種不同頻率的光

D.大量處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時，可能發(fā)出3種不同頻率的光

9、如圖所示為氫原子光譜中的三條譜線，對這三條譜線的描述中正確的是（）

434.17486.27656.47X/nm

甲乙丙

A.乙譜線光子能量最大

B.甲譜線是電子由基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷發(fā)出的

C.丙譜線可能是電子在兩個激發(fā)態(tài)間躍遷發(fā)出的

D.每條譜線對應核外電子繞核旋轉的一條軌道，任一譜線的頻率等于電子做圓周運動的頻

率

10、放射性元素氯（簾Rn）經(jīng)a衰變成為針錯Po,半衰期為3.8天；但勘測表明，經(jīng)過漫長的

地質年代后，目前地殼中仍存在天然的含有放射性元素簾Rn的礦石，其原因是（）

A.目前地殼中的鋸Rn主要來自于其他放射元素的衰變

B.在地球形成的初期，地殼中元素鏘Rn的含量足夠高

C.當衰變產(chǎn)物鉗P。積累到一定量以后，僦Po的增加會減慢鋸Rn的衰變進程

D.鋸Rn主要存在于地球深處的礦石中，溫度和壓力會改變它的半衰期

11、丹麥物理學家玻爾結合經(jīng)典電磁理論和量子學說，建立起氫原子模型.大量處于某激發(fā)

態(tài)（能量為一Ei）的氫原子向基態(tài)（能量為一Eo）躍遷時，能輻射出三種頻率的光子，vi<V2<V3,

其中有兩種光子可使某金屬發(fā)生光電效應現(xiàn)象，測得對應光電子的最大初動能分別為Eki和

Ek2,且Eki<Ek2,已知普朗克常量為h.以下說法正確的是（）

A.hv3=Ek2-Eki

B.hv2=Eo-Ei+Ek2

C.金屬的逸出功為Eo—Ei+Eki

D.hvi=Ek2-Eki

12、金屬在光的照射下產(chǎn)生光電效應，其遏止電壓Uc與入射光頻率v的關系圖象如圖所示。

則由圖象可知（）

A.入射光頻率越大，該金屬的逸出功越大

B.入射光的頻率越大，則遏止電壓越大（v>vo）

C.由圖可求出普朗克常量h=?

VO

D.光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比

13、質量為M、內壁間距為L的箱子靜止于光滑的水平面上，箱子中間有一質量為m的小物

塊，小物塊與箱子底板間的動摩擦因數(shù)為小初始時小物塊停在箱子正中間，如圖所示.現(xiàn)

給小物塊一水平向右的初速度v,小物塊與箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中間，并與箱子

保持相對靜止.設碰撞都是彈性的，則整個過程中，系統(tǒng)損失的動能為（）

22

A.^mvB.2（i^M）vC.|NgmgLD.NpmgL

14、處于n=3能級的大量氫原子，向低能級躍遷時，輻射光的頻率有（）

A.1種B.2種C.3種D.4種

15、研究光電效應電路如圖所示，用頻率相同、強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的關系圖象中，正確的是（）

一^光,一黑光

1

°UAK。UAK0UAK°UAK

ABCD

二、非選擇題

16、海水中含有豐富的笊，完全可充當未來的主要能源.兩個笊核的核反應產(chǎn)生一個3He核

和一個粒子，其中笊核的質量為2.0130u,氫核的質量為3.0150u,中子的質量為1.008

7u.(1u=931.5MeV),求：

(1)核反應中釋放的核能；

(2)在兩個笊核以相等的動能0.35MeV進行對心碰撞，并且核能全部轉化為機械能的情況下,

求反應中產(chǎn)生的粒子和氫核的動能.

17、(計算類)在磁感應強度為B的勻強磁場中，一個靜止的放射性原子核發(fā)生了一次a衰

變.放射出的a粒子0He)在與磁場垂直的平面內做圓周運動，其軌道半徑為R.以m、q分別

表示a粒子的質量和電荷量.

(1)放射性原子核用2X表示，新核的元素符號用Y表示，寫出該a衰變的核反應方程.

(2)a粒子的圓周運動可以等效成一個環(huán)形電流，求圓周運動的周期和環(huán)形電流大小.

(3)設該衰變過程釋放的核能都轉化為a粒子和新核的動能，新核的質量為M,求衰變過程的

質量虧損△!!!.

2022屆高考物理：動量守恒、波粒二象性、原子物理一輪練習附答案

專題：動量守恒、波粒二象性、原子物理

一、選擇題。

1、我國成功發(fā)射了30多顆北斗導航衛(wèi)星，該衛(wèi)星采用的星載氫原子鐘是利用氫原子能級躍

遷時輻射出來的光子(電磁波)去控制石英鐘的.如圖為氫原子的能級圖，以下說法正確的是

()

n￡7eV

CO--------------------------0

5-----------------------------0.54

4-----------------------------0.85

3------------------------------1.51

2-----------------------------3.4

-13.6

A.一群處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷，輻射的光子最多有12種

B.處于較低能級的氫原子可以吸收能量為13eV的光子發(fā)生躍遷

C.氫原子從較高的激發(fā)態(tài)向較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷的過程，是吸收光子的過程

D.要使處于基態(tài)的氫原子躍遷，可用能量為10.2eV的光子照射

【答案】D

2、下列說法正確的是（）

A.湯姆孫通過研究陰極射線發(fā)現(xiàn)了電子，并提出了原子的核式結構模型

B.太陽輻射的能量主要來自太陽內部的熱核反應

C.光電效應中光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比

D.9N+lHf%C+夕He是a衰變方程

【答案】B

3、下列說法正確的是（）

A.康普頓效應進一步證實了光的粒子性

B.組成原子核的核子間存在核力作用

C.紫外線照射到鋅板表面時能產(chǎn)生光電效應，當增大紫外線的照射強度時，從鋅板表面逸

出的光電子的最大初動能也隨之增大

D.氮的半衰期為3.8天，若取4個氯原子核，經(jīng)7.6天后只剩下一個原子核

【答案】A

4、用如圖所示的光電管研究光電效應的實驗中，用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K,

電流計G的指針發(fā)生偏轉。而用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時，電流計G的指

針不發(fā)生偏轉，那么（）

A.a光的波長一定大于b光的波長

B.增加b光的強度可能使電流計G的指針發(fā)生偏轉

C.用a光照射光電管陰極K時通過電流計G的電流是由d到c

D.只增加a光的強度可使通過電流計G的電流增大

【答案】D

5、如圖所示，光滑水平面上有大小相同的A、B兩球在同一直線上運動.兩球質量關系為

mB=2nu,規(guī)定向右為正方向，A、B兩球的動量均為6kg?m/s,運動中兩球發(fā)生碰撞，碰

撞后A球的動量增量為-4kg?m/s,則（）

A.該碰撞為彈性碰撞

B.該碰撞為非彈性碰撞

C.左方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為2：5

D.右方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為1：10

【答案】AC.

6、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=l）的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見光光子，最少應給氫原子提供的能量為（）

nE/eV

00-------------------------------0

4-0.85

3-----------------------------1.51

2--------------------------------3.40

1--------------------------------13.60

A.12.09eVB.10.20eV

C.1.89eVD.1.51eV

【答案】A

7、在光電效應的實驗結果中，與光的波動理論不矛盾的是（）

A.光電效應是瞬時發(fā)生的

B.所有金屬都存在極限頻率

C.光電流隨著入射光增強而變大

D.入射光頻率越大，光電子最大初動能越大

【答案】C.

8、氫原子的能級如圖所示，已知可見光的光子能量范圍約為1.62eV?3.11eV.下列說法

正確的是（）

nE/eV

00............................0

4--------------------------0.85

3---------------------------1.51

2--------------------------3.4

1--------------------------13.6

A.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

B.大量氫原子從高能級向n=3能級躍遷時，發(fā)出的光具有顯著的熱效應

C.大量處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時，可能發(fā)出6種不同頻率的光

D.大量處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時，可能發(fā)出3種不同頻率的光

【答案】ABC.

9、如圖所示為氫原子光譜中的三條譜線，對這三條譜線的描述中正確的是（）

434.17486.27656.47X/nm

甲BB乙丙B

A.乙譜線光子能量最大

B.甲譜線是電子由基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷發(fā)出的

C.丙譜線可能是電子在兩個激發(fā)態(tài)間躍遷發(fā)出的

D.每條譜線對應核外電子繞核旋轉的一條軌道，任一譜線的頻率等于電子做圓周運動的頻

率

【答案】C.

10、放射性元素氫（鏘Rn）經(jīng)a衰變成為針鉗Po,半衰期為3.8天；但勘測表明，經(jīng)過漫長的

地質年代后，目前地殼中仍存在天然的含有放射性元素貂Rn的礦石，其原因是（）

A.目前地殼中的鋸Rn主要來自于其他放射元素的衰變

B.在地球形成的初期，地殼中元素宗Rn的含量足夠高

C.當衰變產(chǎn)物錯Po積累到一定量以后，錯P。的增加會減慢銅Rn的衰變進程

D.Wn主要存在于地球深處的礦石中，溫度和壓力會改變它的半衰期

【答案】A

11、丹麥物理學家玻爾結合經(jīng)典電磁理論和量子學說，建立起氫原子模型.大量處于某激發(fā)

態(tài)（能量為一El）的氫原子向基態(tài)（能量為一Eo）躍遷時，能輻射出三種頻率的光子，VI<V2<V3,

其中有兩種光子可使某金屬發(fā)生光電效應現(xiàn)象，測得對應光電子的最大初動能分別為Eki和

Ek2,且Eu<Ek2,已知普朗克常量為h.以下說法正確的是（）

A.hv3=Ek2—Eki

B.hv2=Eo-Ei+Ek2

C.金屬的逸出功為Eo—Ei+Eki

D.hvi=Ek2—Eki

【答案】D

12、金屬在光的照射下產(chǎn)生光電效應，其遏止電壓Uc與入射光頻率v的關系圖象如圖所示。

則由圖象可知（）

A.入射光頻率越大，該金屬的逸出功越大

B.入射光的頻率越大，則遏止電壓越大（v>vo）

C.由圖可求出普朗克常量h=9

D.光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比

【答案】B

13、質量為M、內壁間距為L的箱子靜止于光滑的水平面上，箱子中間有一質量為m的小物

塊，小物塊與箱子底板間的動摩擦因數(shù)為小初始時小物塊停在箱子正中間，如圖所示.現(xiàn)

給小物塊一水平向右的初速度v,小物塊與箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中間，并與箱子

保持相對靜止.設碰撞都是彈性的，則整個過程中，系統(tǒng)損失的動能為（）

A.^mv2B.2（圖1M）.C-2N|4mgLD-NjimgL

【答案】BD.

14、處于n=3能級的大量氫原子，向低能級躍遷時，輻射光的頻率有（）

15、研究光電效應電路如圖所示，用頻率相同、強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的關系圖象中，正確的是（）

光束大、加窗口

【答案】C.

二、非選擇題

16、海水中含有豐富的笊，完全可充當未來的主要能源.兩個笊核的核反應產(chǎn)生一個3He核

和一個粒子，其中氣核的質量為2.0130u,氮核的質量為3.0150u,中子的質量為1.008

7u.(1u=931.5MeV),求：

⑴核反應中釋放的核能；

⑵在兩個笊核以相等的動能0.35MeV進行對心碰撞，并且核能全部轉化為機械能的情況下,

求反應中產(chǎn)生的粒子和氫核的動能.

【答案】(1)2.14MeV(2)2.13MeV0.71MeV

【解析】(1)核反應方程為：+H+?Hf3He+Jn.

—

核反應中的質量虧損為△m=2mH—mHcmn,

由AE=△me2可知釋放的核能：

—-2

AE=(2mHmHemn)c=2.14MeV.

(2)把兩個笊核作為一個系統(tǒng)，碰撞過程系統(tǒng)的動量守恒，由于碰撞前兩氣核的動能相等，其

動量等大反向，因此反應前后系統(tǒng)的總動量為零，即mHe