2021新高考物理二輪總復(fù)習(xí)專題分層突破練16光電效應(yīng)原子結(jié)構(gòu)和原子核

專題分層突破練16光電效應(yīng)原子結(jié)構(gòu)和原子核A組1.(2020東北三省四市一模)對(duì)以下幾位物理學(xué)家所做的科學(xué)貢獻(xiàn),敘述正確的是()A.德布羅意認(rèn)為任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體,小到電子、質(zhì)子、中子,大到行星、太陽都有一種波與之相對(duì)應(yīng),這種波叫物質(zhì)波B.愛因斯坦通過對(duì)黑體輻射現(xiàn)象的研究,提出了量子說C.盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子,提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型D.貝克勒爾通過對(duì)氫原子光譜的分析,發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象2.(2020山東泰安二模)激光在“焊接”視網(wǎng)膜的眼科手術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用。在一次手術(shù)中,所用激光的波長λ=6.6×107m,每個(gè)激光脈沖的能量E=1.5×102J。則每個(gè)脈沖中的光子數(shù)目是(已知普朗克常量h=6.6×1034J·s,光速c=3×108m/s)()A.3×1016 B.3×1012C.5×1016 D.5×10123.(2020廣西南寧一測)氫原子的能級(jí)如圖所示,大量氫原子處于n=4能級(jí)上。當(dāng)氫原子從n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)時(shí),輻射光的波長為1884nm,已知可見光光子的能量在1.61~3.10eV范圍內(nèi),下列判斷正確的是()A.氫原子從n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí),輻射的光子是可見光光子B.從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí),氫原子要吸收能量C.氫原子從n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)時(shí),輻射光的波長大于1884nmD.用氫原子從n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射的光照射W逸=6.34eV的鉑,能發(fā)生光電效應(yīng)4.(2020浙江衢州、湖州、麗水檢測)核電池可通過半導(dǎo)體換能器,將放射性同位素

94239Pu衰變過程釋放的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。一靜止的

94239Pu衰變?yōu)殁櫤?/p>

92235U和新粒子,并釋放出γ光子。已知

94239Pu、92235U的質(zhì)量分別為A.Pu239的衰變方程為

94239Pu→92235U+B.核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為Δm=mPumUC.核反應(yīng)過程中的釋放的核能為ΔE=(mPumU)c2D.釋放的核能轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

92235U動(dòng)能、新粒子動(dòng)能和5.(2020哈三中高三學(xué)年第二次模擬考試)下列說法正確的是()A.輕核聚變反應(yīng)方程

12H+13B.92235U→56141BaC.放射性元素與不同的元素形成化合物,其半衰期不同D.比結(jié)合能越大,原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定6.(2020安徽六校二測)用光子能量為5.0eV的一束光照射陰極P,如圖,當(dāng)開關(guān)K斷開時(shí),發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零。合上開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于1.60V時(shí),電流表讀數(shù)仍不為零;當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于1.60V時(shí),電流表讀數(shù)為零,由此可知陰極材料的逸出功為()A.1.6eV B.2.2eVC.3.0eV D.3.4eV7.(2020陜西渭南三模)科學(xué)家通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),放射性元素

92238U有多種可能的衰變途徑:92238U先變成

83210Bi,83210Bi可以經(jīng)一次衰變變成

81aTi,也可以經(jīng)一次衰變變成

b210X(X代表某種元素)A.a=211,b=82B.①是β衰變,②是α衰變C.①②均是α衰變D.92238U經(jīng)過7次α衰變5次β衰變后變成8.(2020山西太原模擬)2020年4月1日,由于太陽光不能照射到太陽能電池板上,“玉兔二號(hào)”月球車開始進(jìn)入第十六個(gè)月夜休眠期。在之后的半個(gè)月內(nèi),月球車采用同位素

94238Pu電池為其保暖供電,已知Pu238是人工放射性元素,可用中子照

93237Np得到。Pu238衰變時(shí)只放出α射線,其半衰期為88A.用中子輻照Np237制造Pu238時(shí)將放出電子B.Pu238經(jīng)一次衰變會(huì)有兩個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè)中子C.Pu238經(jīng)一次衰變形成的新核含有144個(gè)中子D.當(dāng)?shù)竭_(dá)下個(gè)月晝太陽能電池板工作時(shí),Pu238停止衰變不再對(duì)外供電B組9.(2020重慶月考)如圖所示,在真空云室中的矩形ABCD區(qū)域內(nèi)存在方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,靜止放置在O點(diǎn)的鈾238原子核

92238U發(fā)生衰變,放出射線后變成某種新的原子核,兩段曲線是反沖核(新核)和射線的徑跡,曲線OQ為14圓弧,x軸過O點(diǎn)且平行于AB邊。下列說法正確的是A.該衰變方程為

92B.曲線OQ是射線的徑跡曲線C.改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,反沖核和射線圓周運(yùn)動(dòng)半徑的比值隨之改變D.OP是射線的徑跡,曲線OQ是反沖核的徑跡10.(2020山東青島一檢)常言道,萬物生長靠太陽,追根溯源,地球上消耗的能量絕大部分是來自太陽內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生核反應(yīng)釋放出的核能。在太陽內(nèi)部發(fā)生的典型核反應(yīng)方程是411H→24He+2X,這個(gè)核反應(yīng)釋放出的能量為ΔE,光在真空中的傳播速度為A.該核反應(yīng)屬于裂變反應(yīng)B.方程中的X為電子(-C.該核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒,因而反應(yīng)前后總質(zhì)量保持不變D.該核反應(yīng)過程產(chǎn)生的質(zhì)量虧損為Δm=Δ11.(2020四川成都二診)如圖為氫原子的能級(jí)示意圖。處于n=4能級(jí)的一群氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí),輻射出的光子再照射到逸出功為2.29eV的某金屬板上,下列說法正確的是()A.共有10種不同頻率的光子輻射出來B.共有6種不同頻率的光子能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象C.入射光子的頻率越高,逸出光電子的最大初動(dòng)能越大D.從金屬板中逸出的光電子就是α粒子12.(2020山東等級(jí)考模擬)如圖所示,有一束單色光入射到極限頻率為ν0的金屬板K上,具有最大初動(dòng)能的某出射電子,沿垂直于平行板電容器極板的方向,從左側(cè)極板上的小孔入射到兩極板間的勻強(qiáng)電場后,到達(dá)右側(cè)極板時(shí)速度剛好為零。已知電容器的電容為C,帶電量為Q,極板間距為d,普朗克常量為h,電子電量的絕對(duì)值為e,不計(jì)電子的重力。關(guān)于電容器右側(cè)極板的帶電情況和入射光的頻率ν,以下判斷正確的是()A.帶正電,ν0+QeChB.帶正電,ν0+QeC.帶負(fù)電,ν0+QeChD.帶負(fù)電,ν0+Qe13.(2020陜西漢中二檢)1933年至1934年間科學(xué)家用α粒子轟擊鋁箔時(shí),發(fā)生的核反應(yīng)方程為

1327Al+24He→1530P+01n,反應(yīng)生成物

1530P可以像天然放射性元素一樣發(fā)生衰變,核反應(yīng)方程為

A.當(dāng)溫度、壓強(qiáng)等條件變化時(shí),放射性元素

1530B.中微子的質(zhì)量數(shù)A=0,電荷數(shù)Z=2C.正電子產(chǎn)生的原因可能是核外電子轉(zhuǎn)變成的D.兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)α粒子,則兩個(gè)質(zhì)子與兩個(gè)中子的質(zhì)量之和大于α粒子的質(zhì)量14.(2020陜西安康三模)中國散裂中子源項(xiàng)目由中國科學(xué)院和廣東省共同建設(shè),選址于廣東省東莞市大朗鎮(zhèn),截止到2019年8月23日正式投入運(yùn)行1年。散裂中子源就是一個(gè)用中子來了解微觀世界的工具,如一臺(tái)“超級(jí)顯微鏡”,可以研究DNA、結(jié)晶材料、聚合物等物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)。下列關(guān)于中子的說法正確的是()A.盧瑟福預(yù)言了中子的存在,并通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了中子B.原子核中的中子與其他核子間無庫侖力,但有核力,有助于維系原子核的穩(wěn)定C.散裂中子源中產(chǎn)生的強(qiáng)中子束流可以利用電場使之慢化D.若散裂中子源中的中子束流經(jīng)慢化后與電子顯微鏡中的電子流速度相同,此時(shí)中子的物質(zhì)波波長比電子的物質(zhì)波波長長參考答案專題分層突破練16光電效應(yīng)原子結(jié)構(gòu)和原子核1.A解析德布羅意認(rèn)為任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體,小到電子、質(zhì)子、中子,大到行星、太陽都有一種波與之相對(duì)應(yīng),這種波叫物質(zhì)波,A正確;普朗克通過對(duì)黑體輻射現(xiàn)象的研究,提出了量子說,B錯(cuò)誤;盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn),提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,該實(shí)驗(yàn)沒有發(fā)現(xiàn)質(zhì)子和中子,C錯(cuò)誤;貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象,但并不是通過對(duì)氫原子光譜的分析發(fā)現(xiàn)的,D錯(cuò)誤。2.C解析每個(gè)光子的能量為E0=hν=hcλ,每個(gè)激光脈沖的能量為E,則每個(gè)脈沖中的光子數(shù)目n=EE0,代入數(shù)據(jù),解得n=5×1016,A、B、D3.D解析氫原子從n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí),輻射的光子的能量為E4E3=0.85eV(1.51eV)=0.66eV,此能量比可見光光子的能量小,因此不可能是可見光光子,A錯(cuò)誤;從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí),氫原子一定向外放出能量,B錯(cuò)誤;氫原子從n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)輻射的光子能量小于從n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射的光子能量,根據(jù)E=hcλ,可知從n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射的光子波長小于1884nm,C錯(cuò)誤;氫原子從n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射的光子的能量值E12=E2E1=3.4eV(13.60eV)=10.20eV,故用該光照射W逸=6.34eV的鉑,能發(fā)生光電效應(yīng),D4.D解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒可知,94239Pu的衰變方程為

94239Pu→92235U+24He+γ,故A錯(cuò)誤;此核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損等于反應(yīng)前后質(zhì)量的差,則為:Δm=mPumUmα,故B錯(cuò)誤;根據(jù)質(zhì)能方程可知,釋放的核能為:ΔE=Δmc2=(mPumUmα)c2,釋放的核能轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

92235U動(dòng)能、新粒子(5.D解析輕核聚變反應(yīng)方程

12H+13H→

24He+X中,X的質(zhì)量數(shù)為m=2+34=1,電荷數(shù)z=1+12=0,可知X表示中子,A錯(cuò)誤;鈾核裂變的一種核反應(yīng)方程

92235U+

01n→56141Ba+3692Kr+36.D解析設(shè)用光子能量為5.0eV的光照射時(shí),光電子的最大初動(dòng)能為Ekm,當(dāng)反向電壓達(dá)到U=1.60V以后,電流表讀數(shù)為零,因此Ekm=eU=1.60eV。根據(jù)光電效應(yīng)方程有Ekm=hνW0,陰極材料的逸出功為W0=hνEkm=3.40eV,D正確。7.D解析

83210Bi經(jīng)過①變化為

81aTi,核電荷數(shù)減少2,為α衰變,即

83210Bi→81aTi+24He,故a=2104=206;83210Bi經(jīng)過②變化為

b210X,質(zhì)量數(shù)沒有發(fā)生變化,為β衰變,即

83210Bi→b210X+-10e,故b=83+1=84,故A、B、C錯(cuò)誤;92238U經(jīng)過7次α衰變,則質(zhì)量數(shù)少28,電荷數(shù)少14,在經(jīng)過58.A解析用中子輻照Np237時(shí)的核反應(yīng)方程為

01n+93237Np→94238Pu+-10e,根據(jù)核反應(yīng)方程可知,有電子放出,故A正確;Pu238經(jīng)一次α衰變,衰變方程為

94238Pu→92234U+24He,Pu238經(jīng)一次α衰變會(huì)把2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子作為一個(gè)整體拋射出來,9.D解析根據(jù)粒子的偏轉(zhuǎn)方向及左手定則可知,新原子核和放出的射線均帶正電,故原子核發(fā)生的是α衰變,衰變方程為

92238U→24He+90234Th,故A錯(cuò)誤;由動(dòng)量守恒定律可知,新核和α粒子的動(dòng)量相等,由r=mvqB可知,新核的電荷量大故半徑小,故OQ是新核的徑跡曲線,OP是射線的徑跡,故B錯(cuò)誤,D正確;新核和α粒子的動(dòng)量相等,由r=10.D解析該核反應(yīng)屬于聚變反應(yīng),A錯(cuò)誤;根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知,方程中的X為正電子(10e),B錯(cuò)誤;該核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒,但是由于反應(yīng)放出能量,則反應(yīng)前后有質(zhì)量虧損,C錯(cuò)誤;根據(jù)ΔE=Δmc2可知,該核反應(yīng)過程產(chǎn)生的質(zhì)量虧損為Δm=Δ11.C解析共有C42=6種不同頻率的光子輻射出來,A錯(cuò)誤;其中能級(jí)差大于2.29eV的躍遷有4→1、3→1、2→1、4→2,即共有4種不同頻率的光子能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象,B錯(cuò)誤;根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律可知,入射光子的頻率越高,逸出光電子的最大初動(dòng)能越大,C正確;從金屬板中逸出的光電子是

-1012.C解析因?yàn)楣怆娮訋ж?fù)電,而到達(dá)右板時(shí)速度為零,說明右板帶負(fù)電,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程和動(dòng)能定理有hν0=W0,Ek=hνW0,Ek=QCe,聯(lián)立解得C13.D解析原子核的衰變是由原子核內(nèi)部因素決定的,與溫度、壓強(qiáng)等無關(guān),因此半衰期不發(fā)生變化,A錯(cuò)誤;根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可得中微子的質(zhì)量數(shù)A=3030=0,電荷數(shù)Z=15141=0,可知中微子的質(zhì)量數(shù)A=0,電荷數(shù)Z=0,B錯(cuò)誤;根據(jù)該衰變的本質(zhì)可知,正電子是由于質(zhì)子衰變產(chǎn)生的,C錯(cuò)誤;兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)α粒子的過程中釋放核能,根