原子物理同步习题和近三年高考真题 9页

选修3-5 原子物理 考点：光的波粒二象性 光电效应以及爱因斯坦光电效应方程（I）‎ ‎1.关于光电效应，有如下几种陈述，其中正确的是 D A．金属电子的逸出功与入射光的频率成正比 B．光电流的强度与入射光的强度无关 C．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能要大 D．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应 ‎ 2.下列关于近代物理知识说法中正确的是 AD　‎ A．光电效应显示了光的粒子性 ‎ B．玻尔理论可以解释所有原子的光谱现象 C．康普顿效应进一步证实了光的波动特性 D．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的 ‎3、如图所示，电路中所有元件完好，光照射到阴极上时，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是B、D A. 入射光太弱； B. 入射光波长太长； ‎ C. 光照时间短； D. 电源正负极接反。‎ ‎4．光电效应的实验结论是：对于某种金属 A D A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应 B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应 C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小 D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大 ‎5．硅光电池是利用光电效应原理制成的器件．下列表述正确的是A A．硅光电池是把光能转变为电能的一种装置 B．硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出 C．逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关 D．任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应 ‎6.用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图(a)、(b)、(c)所示的图像，则 ABD ‎ A．图像(a)表明光具有粒子性 B．图像(c)表明光具有波动性 C．用紫外光观察不到类似的图像 D．实验表明光是一种概率波 ‎7.光电效应实验中，下列表述正确的是 CD A．光照时间越长光电流越大 B．入射光足够强就可以有光电流 C．遏止电压与入射光的频率有关 D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子 ‎ ‎8.用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是 B A．改用频率更小的紫外线照射 B．改用X射线照射 C．改用强度更大的原紫外线照射 D．延长原紫外线的照射时间 9‎ ‎9.在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为，该金属的逸出功为__________。若用波长为（<0）单色光做实验，则其截止电压为__________。已知电子的电荷量，真空中的光速和布朗克常量分别为e，c和h 解析：（1）由和得。由爱因斯坦光电效应方程和得截止电压为 ‎10.爱因斯坦因提出光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示，其中ν0为极限频率。从图中可以确定的是   D   （填选项前的字母）‎ A．逸出功与ν有关 ‎ B．Ekm与入射光强度成正比 C．当ν=ν0时会逸出光电子 ‎ D．图中直线斜率与普朗克常量有关 考点二 电子的发现，原子的核式结构 ‎1．关于α粒子散射实验的下述说法中正确的是 （ AC ）‎ A．在实验中观察到的现象是绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进，少数发生了较大偏转，极少数偏转超过90°，有的甚至被弹回接近180°；‎ B．使α粒子发生明显偏转的力是来自带正电的核及核外电子，当α粒子接近核时是核的推斥力使α粒子发生明显偏转，当α粒子接近电子时，是电子的吸引力使之发生明 显偏转；‎ C．实验表明原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分；‎ D．实验表明原子中心的核带有原子的全部正电及全部质量。‎ ‎2．卢瑟福对α粒子散射实验的解释是 （ BCD ）‎ A．使α粒子产生偏转的主要力是原子中电子对α粒子的作用力。‎ B．使α粒子产生偏转的力主要是库仑力。‎ C．原子核很小，α粒子接近它的机会很少，所以绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进。 D．能产生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子。‎ ‎3.根据卢瑟福的原子核式结构模型，下列说法中不正确的是（ ABC ）‎ A．原子中的正电荷均匀分布在整个原子范围内 B．原子中的质量均匀分布在整个原子范围内 C．原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原子范围内 D．原子中的正电荷和几乎全部质量都集中在很小的区域范围内 ‎4.卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是A A.粒子的散射实验     B.对阴极射线的研究 C. 天然放射性现象的发现   D.质子的发现 ‎5.下列能揭示原子具有核式结构的实验是（ C  ）‎ ‎  A．光电效应实验       B．伦琴射线的发现 ‎ C．α粒子散射         D．氢原子光谱的发现 9‎ ‎6.卢瑟福利用粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是D ‎ ‎ ‎ ‎ 考点三：氢原子光谱 波尔的原子模型（ ）‎ ‎1.利用氢气光谱管可以产生氢的原子光谱，这些谱线的产生是由于 B A.大量氢原子从较高激发态向较低激发态或基态跃迁，从而吸收不同频率的光子 B.大量氢原子从较高激发态向较低激发态或基态跃迁，从而辐射不同频率的光子 C.大量氢原子从基态或较低激发态向较高激发态跃迁，从而辐射不同频率的光子 D.大量氢原子从基态或较低激发态向较高激发态跃迁，从而吸收不同频率的光子 ‎2、可见光光子的能量在1.61 eV～3.10 eV范围内.若氢原子从高能级跃迁到量子数为n的低能级的谱线中有可见光，根据氢原子能级图（右图），可判断n为 B A.1 B.2 C.3 D.4‎ ‎3、氢原子的能级如图 所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62～3.11 eV，下列说法错误的是 D A.处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，‎ 并发生电离 B.大量氢原子从高能级向n＝3能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应 C.大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发生6种不同频率的光 D.大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光 ‎4.已知氢原子的基态能量为E，激发态能量，其中n=2,3……。用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速。能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为C A.       B.      C.     D. ‎ ‎5.用频率为的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为的三条谱线，且，则_______.(填入正确选项前的字母)B ‎ A、    B、    C、    D、‎ 9‎ ‎6.氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为=0.6328µm，=3.39µm，已知波长为的激光是氖原子在能级间隔为=1.96eV的两个能级之间跃迁产生的。用表示产生波长为的激光所对应的跃迁的能级间隔，则的近似值为D A．10.50eV B．0.98eV C．0.53eV D．0.36eV ‎7.氢原子的部分能级如图所示。已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间。由此可推知, 氢原子D A. 从高能级向n=1能级跃迁时了出的光的波长比可见光的短 B. 从高能级向n=2能级跃迁时发出的光均为可见光 C. 从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高 D. 从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光 ‎8.氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n＝4的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n＝3的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出可见光b，则C A.氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出射线 B.氢原子从n＝4的能级向n＝3的能级跃迁时会辐射出紫外线 C.在水中传播时，a光较b光的速度小 D.氢原子在n＝2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离 ‎9.（1）大量氢原子处于不同能量激发态，发生跃迁时放出三种不同能量的光子，其能量值分别是：1．89eV,10．2eV,12．09eV。跃迁发生前这些原子分布在___2____个激发态能级上，其中最高能级的能量值是___0.7___eV（基态能量为-13．6eV）‎ ‎10.氢原子部分能级的示意图如题19图所示，不同色光的光子能量如下所示：A 色光光子能量范围（）‎ 红 橙 黄 绿 蓝—靛 紫 ‎1.61---2.00‎ ‎2.00—2.07‎ ‎2.07—2.14‎ ‎2.14—2.53‎ ‎2.53—2.76‎ ‎2.76—3.10‎ ‎ ‎ 处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为 A.红、蓝、靛    B.黄、绿    ‎ C.红、紫    D.蓝—靛、紫 原子核的组成及衰变 ‎1.如图所示中P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a、b、c三束，以下判断正确的是 BC A.a为α射线，b为β射线 B.a为β射线，b为γ射线 C.b为γ射线，c为α射线 D.b为α射线，c为γ射线 ‎2．天然放射现象显示出 （ B ）‎ A．原子不是单一的基本粒子 　　 B．原子核不是单一的基本粒子 C．原子内部大部分是空的 　　 D．原子有一定的能级 9‎ ‎3．关于γ射线的说法中，错误的是 （ BC ）‎ A．γ射线是处于激发状态的原子核放射的　‎ B．γ射线是从原子内层电子放射出来的 C．γ射线是一种不带电的中子流 　‎ D．γ射线是一种不带电的光子流 ‎4.关于天然放射现象，下列说法正确的是 D ‎ A．放射性元素的原子核内的核子有半数发生变化所需的时间就是半衰期 ‎ B．放射性物质放出的射线中，α粒子动能很大．因此贯穿物质的本领很强 ‎ C．当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生β哀变 ‎ D．放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线 ‎5．下列关于放射性元素衰变的描述，哪些是错误的 （ AB ）‎ ‎　　A．原子核放出电子后，它的质量数不变而电荷数却减少1。‎ ‎　　B．核衰变时放出的射线都是由带电粒子所组成的 ‎　　C．半衰期表示放射性元素衰变的快慢，它和外界的温度、压强无关。‎ ‎　　D．γ衰变不改变元素在周期表上的位置 ‎6．β衰变中所放出的电子，来自 （ C ）‎ ‎　　A．原子核外内层电子 B．原子核内所含电子 ‎　　C．原子核内中子衰变为质子放出的电子D．原子核内质子衰变为中子放出的电子 ‎7.下列说法错误的是(　C)‎ A.半衰期表示放射性元素衰变的快慢，半衰期越长，衰变越慢 B.同位素的核外电子数相同，因而具有相同的化学性质 C.阴极射线和β射线都是电子流，它们的产生机理是一样的 D.重核裂变过程中一定伴随着质量亏损 ‎8.上海卷U衰变为Rn要经过m次a衰变和n次b衰变，则m，n分别为（B ）‎ A.2，4。 B.4，2。 C.4，6。 D.16，6‎ ‎9. 2006年美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器，通过（钙48）轰击（锎249）发生核反应，成功合成了第118号元素，这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子序数最大的元素，实验表明，该元素的原子核先放出3个相同的粒子x，再连续经过3次α衰变后，变成质量为282的第112号元素的原子核，则上述过程中的粒子x是 A A、中子 B、质子 C、电子 D、α粒子 ‎10.下列说法正确的是(　B )‎ A.研制核武器的钚239由铀239经过4次β衰变而产生 B.发现中子的核反应方程是 C.20 g的经过两个半衰期后其质量变为15 g D.在中子轰击下，生成和的核反应前后，原子核的核子总数减少 ‎11.放射性元素衰变时放出三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是B A．a射线，b射线，g射线 B．g射线，b射线，a射线，‎ C．g射线，a射线，b射线 D．b射线，a射线，g射线 9‎ ‎12.科学家经过实验，发现在粒子（氦核），p（质子）及n（中子）这3种粒子中，中子的穿透能力最强，质子次之，粒子最弱。某同学对影响粒子穿透能力的因素提出了如下假设，合理的假设是 ABC ‎ A.穿透能力一定与粒子是否带电有关 ‎ B.穿透能力可能与粒子质量大小有关 ‎ C.穿透能力一定与粒子所带电荷量有关 ‎ D.穿透能力一定与质量大小无关，与粒子是否带电和所带电荷量有关 ‎13. 某放射性元素经过11.4天有的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为D A.11.4天   B.7.6天   C.5. 7天     D.3.8天 ‎14.14．原子核经放射性衰变①变为原子核，继而经放射性衰变②变为原子核，再经放射性衰变③变为原子核。放射性衰变 ①、②和③依次为A A．α衰变、β衰变和β衰变     B．β衰变、β衰变和α衰变 C．β衰变、α衰变和β衰变     D．α衰变、β衰变和α衰变 ‎15.（1）测年法是利用衰变规律对古生物进行年代测定的方法。若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻的质量，为t＝0时的质量。下面四幅图中能正确反映衰变规律的是     C      。（填选项前的字母）‎ ‎16天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示，由此可推知 D A．②来自于原子核外的电子 B．①的电离作用最强，是一种电磁波 C．③的电离作用较强，是一种电磁波 D．③的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子 ‎17.表示放射性元素碘131（）衰变的方程是B ‎ A．     B．  ‎ C．        D．‎ ‎18.碘131核 不稳定，会发生β衰变，其半衰变期为8天。‎ ?碘131核的衰变方程：__________（衰变后的元素用X表示）。‎ ?经过__________天 75%的碘131核发生了衰变。答案：?；?16‎ 9‎ ‎19.2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故。在泄露的污染物中含有131I和137Cs两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射。在下列四个式子中，有两个能分别反映131I和137Cs衰变过程，它们分别是_______和__________（填入正确选项前的字母）。131I和137Cs原子核中的中子数分别是________和_______。‎ ‎  A．X1→  B．X2→  C．X3→  D．X4→‎ B ，C， 78，82。‎ ‎20. 变成要经过n1次α衰变，n2次β衰变，中子数减少的个数为n3，则（ C ）‎ ‎ A．n1=6，n2=8，n3=22 B．n1=6，n2=8，n3=16‎ ‎ C．n1=8，n2=6，n3=22 D．n1=8，n2=6，n3=16‎ 现有三个核反应：①→＋____；　②＋→＋＋____；‎ ‎③＋→＋____．完成上述核反应方程，并判断下列说法正确的是(　　)‎ A．①是裂变，②是β衰变，③是聚变 B．①是聚变，②是裂变，③是β衰变 C．①是β衰变，②是裂变，③是聚变 D．①是β衰变，②是聚变，③是裂变 ‎①　②3　③　C ．‎ 核聚变和裂变 ‎1．科学家发现在月球上含有丰富的He(氦3)．它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为He＋He―→2H＋He.关于He聚变下列表述正确的是 B A．聚变反应不会释放能量 B．聚变反应产生了新的原子核 C．聚变反应没有质量亏损 D．目前核电站都采用He聚变反应发电 ‎2．原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源．当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量．这几种反应的总效果可以表示为6 H―→k He＋d H＋2 n＋43.15 MeV ，由平衡条件可知 B A．k＝1，d＝4 B．k＝2，d＝2‎ C．k＝1，d＝6 D．k＝2，d＝3‎ ‎3.下列说法正确的是 A.是衰变方程 B.是核聚变反应方程 C.是核裂变反应方程 D.是原子核的人工转变方程 9‎ ‎4.关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有AC A.是α衰变      B. 是β衰变   ‎ C. 是轻核聚变    D . 是重核裂变   ‎ ‎5.现在太阳向外辐射的能量是由于太阳内部氢聚变产生的，大约在40亿年以后太阳内部将会启动另一种核反应，其核反应方程为:,那时太阳向外辐射的能量是由上述两种核反应产生的.已知的质量为m1，的质量为m2,则下列判断正确的是(　　)‎ A.3m1＞m2 B.3m1＜m2 C.3m1=m2 D.m1=3m2‎ ‎6.太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。太阳每秒钟辐射出的能量约为４×1026Ｊ，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近D Ａ．1036Kg　　　Ｂ．1018 Kg　　　Ｃ．1013 Kg　　　　Ｄ．109 Kg ‎7. 原子核与氘核反应生成一个α粒子和一个质子。由此可知D ‎     A．A=2，Z=1    B. A=2，Z=2     C. A=3，Z=3     D. A=3，Z=2‎ ‎8.现已建成的核电站的能量来自于 C A.天然放射性元素衰变放出的能量    B.人工放射性同位素放出的的能量 C.重核裂变放出的能量         D.化学反应放出的能量 ‎9．某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为H＋C―→N＋Q1　H＋N―→C＋X＋Q2‎ 方程中Q1、Q2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：‎ 原子核 H He He C N N 质量/u ‎1.007 8‎ ‎3.016 0‎ ‎4.002 6‎ ‎12.000 0‎ ‎13.005 7‎ ‎15.000 1‎ 以下推断正确的是 B A．X是He，Q2＞Q1 B．X是He，Q2＞Q1‎ C．X是He，Q2＜Q1 D．X是He，Q2＜Q1‎ ‎10.（1）在核反应过程中，X是未知核。由核反应知识可以确定X核为    ①    。若、X核、和的静止质量分别为m1、mx、m3和m4，则的值为    ②    。（4分）‎ 9‎ 答案：①；②‎ ‎11.下列关于原子和原子核的说法正确的是 B A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分 B．波尔理论的假设之一是原子能量的量子化 C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短 D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固 ‎13．氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是D A．核力、万有引力、库仑力 B．万有引力、库仑力、核力 C．库仑力、核力、万有引力 D．核力、库仑力、万有引力 ‎14下列现象中，与原子核内部变化有关的是B A．粒子散射现象 B．天然放射现象 ‎ C．光电效应现象 D．原子发光现象 ‎17.北京奥委会接受专家的建议，大量采用对环境有益的新技术，如2008年奥运会场馆周围80%～90%的路灯利用太阳能发电技术，奥运会90%的洗浴热水采用全玻璃真空太阳能聚热技术.太阳能是由于太阳内部高温高压条件下的聚变反应产生的，下列核反应属于聚变反应的是 A A. B.‎ C. D.‎ ‎18.据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试.下列关于“人造太阳”的说法正确的是(　A、C　)‎ A.“人造太阳”的核反应方程是 B.“人造太阳”的核反应方程是 C.“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是ΔE=Δmc2‎ D.“人造太阳”核能大小的计算公式是 9‎