高考物理一輪復(fù)習(xí) 單元滾動檢測卷 第十二章 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)與原子核試題

單元滾動檢測十二波粒二象性原子結(jié)構(gòu)與原子核考生注意：1．本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分，共4頁．2．答卷前，考生務(wù)必用藍(lán)、黑色字跡的鋼筆或圓珠筆將自己的姓名、班級、學(xué)號填寫在相應(yīng)位置上．3．本次考試時間90分鐘，滿分100分．4．請?jiān)诿芊饩€內(nèi)作答，保持試卷清潔完整．第Ⅰ卷(選擇題，共64分)一、選擇題(本題共16小題，每小題4分，共64分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，第1～8題只有一個選項(xiàng)正確，第9～16題有多項(xiàng)正確，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不選的得0分)1．入射光照到某金屬表面發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強(qiáng)度減弱，而頻率保持不變，則下列說法中正確的是()A．從光照射到金屬表面上到金屬發(fā)射出光電子之間的時間間隔將明顯增加B．逸出的光電子的最大初動能減小C．單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少D．有可能不發(fā)生光電效應(yīng)2．如圖1所示為康普頓效應(yīng)示意圖，光子與一個靜止的電子發(fā)生碰撞，圖中標(biāo)出了碰撞后電子的運(yùn)動方向．設(shè)碰前光子頻率為ν，碰后為ν′，則關(guān)于光子碰后的運(yùn)動方向和頻率的說法中正確的是()圖1A．可能沿圖中①方向 B．可能沿圖中②方向C．ν＝ν′ D．ν<ν′3．利用光電管研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)如圖2所示，用頻率為ν的可見光照射陰極K，電流表中有電流通過，則()圖2A．用紫外線照射，電流表不一定有電流通過B．用紅光照射，電流表一定無電流通過C．用頻率為ν的可見光照射K，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭移到A端時，電流表中一定無電流通過D．用頻率為ν的可見光照射K，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭向B端滑動時，電流表示數(shù)可能不變4．現(xiàn)有a、b、c三束單色光，其波長關(guān)系為λa＞λb＞λc.用b光束照射某種金屬時，恰能發(fā)生光電效應(yīng)．若分別用a光束和c光束照射該金屬，則可以判定()A．a(chǎn)光束照射時，不能發(fā)生光電效應(yīng)B．c光束照射時，不能發(fā)生光電效應(yīng)C．a(chǎn)光束照射時，釋放出的光電子數(shù)目最多D．c光束照射時，釋放出的光電子的最大初動能最小5．研究光電效應(yīng)的電路如圖3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．下列關(guān)于光電流I與A、K之間的電壓UAK的關(guān)系圖象中，正確的是()圖36.如圖4所示，當(dāng)開關(guān)K斷開時，用光子能量為2.5eV的一束光照射陰極P，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零．合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60V時，電流表讀數(shù)不為零；當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.60V時，電流表讀數(shù)為零．由此可知陰極材料的逸出功為()圖4A．1.9eV B．0.6eVC．2.5eV D．3.1eV7．放射性元素(eq\o\al(222,)86Rn)經(jīng)α衰變成為釙(eq\o\al(218,)84Po)，半衰期約為3.8天；但勘測表明，經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代后，目前地殼中仍存在天然的含有放射性元素eq\o\al(222,)86Rn的礦石，其原因是()A．目前地殼中的eq\o\al(222,)86Rn主要來自于其他放射性元素的衰變B．在地球形成的初期，地殼中元素eq\o\al(222,)86Rn的含量足夠高C．當(dāng)衰變產(chǎn)物eq\o\al(218,)84Po積累到一定量以后，21884Po的增加會減慢eq\o\al(222,)86Rn的衰變進(jìn)程D.eq\o\al(222,)86Rn主要存在于地球深處的礦石中，溫度和壓力改變了它的半衰期8．紅寶石激光器的工作物質(zhì)紅寶石是含有鉻離子的三氧化二鋁晶體，利用其中鉻離子產(chǎn)生激光．鉻離子的能級圖中，E1是基態(tài)，E2是亞穩(wěn)態(tài)，E3是激發(fā)態(tài)，若以脈沖氙燈發(fā)出的波長為λ1的氯光照射晶體，處于基態(tài)的鉻離子受到激發(fā)而躍遷到E3而后自發(fā)地躍遷到E2，釋放出波長為λ2的光子，處于亞穩(wěn)態(tài)E2的離子躍遷到基態(tài)時輻射出的光就是激光，這種激光的波長為()A.eq\f(λ1λ2,λ2－λ1) B.eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)C.eq\f(λ1－λ2,λ1λ2) D.eq\f(λ2－λ1,λ1λ2)9．按照玻爾原子理論，下列表述正確的是()A．核外電子運(yùn)動軌道半徑可取任意值B．氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn)，氫原子的能量越大C．電子躍遷時，輻射或吸收光子的能量由能級的能量差決定，即hν＝|Em－En|D．氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷的過程，可能輻射能量，也可能吸收能量10．關(guān)于不確定性關(guān)系ΔxΔp≥eq\f(h,4π)有以下幾種理解，其中正確的是()A．微觀粒子的動量不可確定B．微觀粒子的位置坐標(biāo)不可確定C．微觀粒子的動量和位置不可能同時確定D．不確定性關(guān)系不僅適用于電子和光子等微觀粒子，也適用于其他宏觀粒子11．以下是有關(guān)近代物理學(xué)的若干敘述，其中正確的有()A．紫外線照射到金屬鋅板表面時能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能也隨之增大B．每個核子只跟鄰近的核子發(fā)生核力作用C．原子核式結(jié)構(gòu)模型是由湯姆孫在α粒子散射實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上提出的D．太陽內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)是熱核反應(yīng)12．下列說法正確的是()A．普朗克在研究黑體輻射問題時提出了能量子假說B．若使用某種頻率的光不能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則需增大入射光光照強(qiáng)度才行C．結(jié)合能越大，原子核結(jié)構(gòu)一定越穩(wěn)定D．用一束綠光照射某金屬，能發(fā)生光電效應(yīng)，若換成紫光來照射該金屬，也一定能發(fā)生光電效應(yīng)13．下列說法正確的是()A.eq\o\al(232,)90Th經(jīng)過6次α衰變和4次β衰變后成為穩(wěn)定的原子核eq\o\al(208,)82PbB．在核反應(yīng)堆中，為使快中子減速，在鈾棒周圍要放“慢化劑”，常用的慢化劑有石墨、重水和普通水C．當(dāng)用藍(lán)色光照射某金屬表面時有光電子逸出，則改用紅光照射也一定會有光電子逸出D．將由放射性元素組成的化合物進(jìn)行高溫分解，會改變該放射性元素的半衰期14．下列說法正確的是()A．用光照射某種金屬，有光電子從金屬表面逸出，如果光的頻率不變，而減弱光的強(qiáng)度，則逸出的光電子數(shù)減少，光電子的最大初動能不變B．X射線的衍射實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了物質(zhì)波假設(shè)是正確的C．發(fā)生光電效應(yīng)時，光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比D．在康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射光子與晶體中的電子碰撞時，把一部分動量轉(zhuǎn)移給電子，因此光子散射后波長變長15．下列說法正確的是()A．盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)建立了原子核式結(jié)構(gòu)模型B．β衰變中產(chǎn)生的β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C．愛因斯坦在對光電效應(yīng)的研究中，提出了光子說D．對于任何一種金屬都存在一個極限頻率，入射光的頻率必須大于等于這個極限頻率，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)16．如圖5所示是光電管的原理圖，已知當(dāng)有波長為λ0的光照到陰極K上時，電路中有光電流，則()圖5A．若換用波長為λ1(λ1＞λ0)的光照射陰極K時，電路中一定沒有光電流B．若換用波長為λ2(λ2＜λ0)的光照射陰極K時，電路中一定有光電流C．保持入射光的波長不變，增大光強(qiáng)，光電流一定增大D．增加電路中電源電壓，電路中光電流一定增大第Ⅱ卷(非選擇題，共36分)二、非選擇題(共36分)17．(12分)(1)貝可勒爾在120年前首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，如今原子核的放射性在眾多領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用．下列屬于放射性衰變的是()A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)eB.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,53)I＋eq\o\al(95,39)Y＋2eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nD.eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n(2)已知光速為c，普朗克常量為h，則頻率為ν的光子的動量為________，用該頻率的光垂直照射平面鏡，光被鏡面全部垂直反射回去，則光子在反射前后動量改變量的大小為________．(3)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某金屬的截止頻率相應(yīng)的波長為λ0，該金屬的逸出功為________．若用波長為λ(λ<λ0)的單色光做該實(shí)驗(yàn)，則其遏止電壓為________．已知電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為e、c和h.18．(12分)已知鐳的原子序數(shù)是88，原子核的質(zhì)量數(shù)是226，問：(1)鐳核中有幾個質(zhì)子？幾個中子？(2)鐳核所帶電荷量是多少？(3)若鐳原子呈電中性，它核外有幾個電子？(4)eq\o\al(228,)88Ra是鐳的一種同位素，讓eq\o\al(226,)88Ra和eq\o\al(228,)88Ra核以相同速度垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，它們運(yùn)動的軌跡半徑之比是多少？19．(12分)一個靜止的鈾核eq\o\al(232,)92U(原子質(zhì)量為232.0372u)放出一個α粒子(原子質(zhì)量為4.0026u)后衰變成釷核eq\o\al(228,)90Th(原子質(zhì)量為228.0287u)．(已知：原子質(zhì)量單位1u＝1.67×10－27kg,1u相當(dāng)于931.5MeV的能量)(1)寫出核衰變反應(yīng)方程；(2)算出該核衰變反應(yīng)中釋放出的核能；(3)假設(shè)反應(yīng)中釋放出的核能全部轉(zhuǎn)化為釷核和α粒子的動能，則釷核獲得的動能有多大？

答案精析1．C[光電效應(yīng)瞬時(10－9s)發(fā)生，與光強(qiáng)無關(guān)，A錯誤．光電子的最大初動能只與入射光的頻率有關(guān)，入射光的頻率越大，最大初動能越大，B錯誤．光電子數(shù)目多少與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，光強(qiáng)減弱，單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目減少，C正確．能否發(fā)生光電效應(yīng)，只取決于入射光的頻率是否大于極限頻率，與光強(qiáng)無關(guān)，D錯誤．]2．B[因?yàn)榕鲎埠髣恿渴睾?，所以碰后電子的方向斜向下，則光子的方向斜向上，沿②方向．碰后光子將部分能量轉(zhuǎn)移給電子，則光子能量減小，頻率減小，故B正確，A、C、D錯誤．]3．D[因紫外線的頻率比可見光的頻率高，所以用紫外線照射時，電流表中一定有電流通過，A錯誤；因不知陰極K的截止頻率，所以用紅光照射時，有可能發(fā)生光電效應(yīng)，所以B錯誤；即使UAK＝0，電流表中也有電流，所以C錯誤；當(dāng)滑動觸頭向B端滑動時，UAK增大，陽極A吸收光電子的能力增強(qiáng)，光電流會增大，當(dāng)所有光電子都到達(dá)陽極A時，電流達(dá)到最大，即飽和電流．若在滑動前，電流已經(jīng)達(dá)到飽和電流，那么即使增大UAK，光電流也不會增大，所以D正確．]4．A[由a、b、c三束單色光的波長關(guān)系λa＞λb＞λc得其頻率關(guān)系為νa＜νb＜νc，b光束恰能使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，c光束頻率比b高，a光束頻率比b低，故c光束能使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，a光束不能使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，A正確，B、C錯誤．由光電效應(yīng)方程hν＝W0＋Ek，知c光束頻率最高，其照射金屬釋放出的光電子的最大初動能最大，故D錯誤．]5．C[根據(jù)光電效應(yīng)的結(jié)論可知，當(dāng)入射光的頻率一定時，最大初動能相同，根據(jù)eUc＝eq\f(1,2)mv2，故頻率一定的光照射K極時，遏止電壓是一定的；光的強(qiáng)度越大，則單位時間射出的光電子的數(shù)量越多，則光電流越大，故C正確．]6．A[由題意知光電子的最大初動能為Ek＝eUc＝0.60eV，所以根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可得W0＝hν－Ek＝(2.5－0.60)eV＝1.9eV.]7．A[元素半衰期的長短由原子核自身因素決定，與原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)以及周圍環(huán)境、溫度無關(guān)，C、D錯誤；即使元素氡的含量足夠高，經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代，地殼中也幾乎沒有氡了，一定是來自于其他放射性元素的衰變，故A正確，B錯誤．]8．A[E3－E1＝eq\f(hc,λ1)，E3－E2＝eq\f(hc,λ2)，E2－E1＝eq\f(hc,λ)，根據(jù)E3－E1＝(E3－E2)＋(E2－E1)可得eq\f(hc,λ1)－eq\f(hc,λ2)＝eq\f(hc,λ)，則λ＝eq\f(λ1λ2,λ2－λ1).]9．BC[根據(jù)玻爾理論，核外電子運(yùn)動的軌道半徑是確定的值，而不是任意值，A錯誤；氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn)，能級越高，能量越大，B正確；由躍遷規(guī)律可知C正確；氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷的過程中，應(yīng)輻射能量，D錯誤．]10．CD11．BD[根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，最大初動能與光的照射強(qiáng)度無關(guān)，與光的頻率有關(guān)，A錯誤．核子之間的核力是短程力，每個核子只跟鄰近的核子發(fā)生核力作用，B正確．原子核式結(jié)構(gòu)模型是由盧瑟福在α粒子散射實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上提出的，C錯誤．太陽內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)是聚變反應(yīng)屬于熱核反應(yīng)，D正確．]12．AD[普朗克在研究黑體輻射問題時提出了能量子假說，A正確．只有當(dāng)入射光的頻率不小于金屬的極限頻率時，才會發(fā)生光電效應(yīng)，B錯誤．比結(jié)合能(平均結(jié)合能)越大，原子核結(jié)構(gòu)一定越穩(wěn)定，C錯誤．由于紫光的頻率大于綠光的頻率，故綠光照射某金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，若換成紫光來照射該金屬，也一定能發(fā)生光電效應(yīng)，D正確．]13．AB[發(fā)生α衰變是放出eq\o\al(4,2)He，發(fā)生β衰變是放出電子0－1e，設(shè)發(fā)生了x次α衰變和y次β衰變，則根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒有：2x－y＋82＝90,4x＋208＝232，解得x＝6，y＝4，故衰變過程中共有6次α衰變和4次β衰變，A正確；在核反應(yīng)堆中，為使快中子減速，在鈾棒周圍要放“慢化劑”，常用的慢化劑有石墨、重水和普通水，故B正確；發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于等于金屬的極限頻率，紅光的頻率小于藍(lán)光，不一定有光電效應(yīng)現(xiàn)象，故C錯誤；放射性元素的半衰期只由自身性質(zhì)決定，與外界無關(guān)，故D錯誤．]14．AD[根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，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)，A正確．電子的衍射說明粒子的波動性，證實(shí)了物質(zhì)波的存在，B錯誤．根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，可知光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，是線性關(guān)系，不是成正比，C錯誤．在康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射光子與晶體中的電子碰撞時，把一部分動量轉(zhuǎn)移給電子，則動量減小，根據(jù)λ＝eq\f(h,p)，知波長增大，D正確．]15．ACD[盧瑟福通過α粒子散射建立了原子核式結(jié)構(gòu)模型，A正確．β衰變中產(chǎn)生的β射線實(shí)際上是原子核中的中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子而發(fā)出的電子，B錯誤．愛因斯坦在對光電效應(yīng)的研究中，提出了光子說，C正確．對于任意一種金屬都存在一個極限頻率，入射光的頻率必須大于等于這個極限頻率，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)．D正確．]16．BC[由題設(shè)條件，不能知道光電管陰極材料極限波長的確切值，只能知道其極限波長λ極≥λ0，換用的波長λ1雖比λ0大，但因?yàn)棣藰O大小不確定，因而無法確定是否發(fā)生光電效應(yīng)，故A錯誤．但若λ2＜λ0，則一定能發(fā)生光電效應(yīng)，故B正確．增大光強(qiáng)，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)增多，光電流增大，故C正確．光電管兩端電壓在原來情況下光電流是否達(dá)到最大(飽和)題設(shè)條件并不清楚，因而增大電壓，光電流是否增大也不能確定，故D錯誤．]17．(1)A(2)eq\f(hν,c)eq\f(2hν,c)(3)eq\f(hc,λ0)eq\f(hc,e)·eq\f(λ0－λ,λλ0)解析(1)A屬于β衰變，B屬于裂變，C是聚變，D是原子核的人工轉(zhuǎn)變，故選A項(xiàng)．(2)光子的動量p＝mc＝eq\f(hν,c2)c＝eq\f(hν,c)選光被鏡面反射回去的方向?yàn)檎较?，則p1＝－eq\f(hν,c)p2＝eq\f(hν,c)，動量的變化量Δp＝p2－p1＝eq\f(2hν,c).(3)由逸出功定義有W0＝eq\f(hc,λ0)由光電效應(yīng)方程有eq\f(hc,λ)＝W0＋Ek＝eq\f(hc,λ0)＋Ek又由動能定理有－eU＝0－Ek則eq\f(hc,λ)＝eq\f(hc,λ0)＋eU，U＝eq\f(hc,e)(eq\f(1,λ)－eq\f(1,λ0))＝eq\f(hc,e)·eq\f(λ0－λ,λλ0)18．(1)88138(2)1.41×10－17C(3)8