（浙江專用）2022年高考物理大二輪復(fù)習(xí)優(yōu)選習(xí)題 專題五 加試選擇專題 提升訓(xùn)練19 波粒二象性和原子物理

（浙江專用）2022年高考物理大二輪復(fù)習(xí)優(yōu)選習(xí)題 專題五 加試選擇專題 提升訓(xùn)練19 波粒二象性和原子物理1.下列敘述中正確的是()A.一切物體都在輻射電磁波B.一般物體輻射電磁波的情況只與溫度有關(guān)C.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體溫度有關(guān)D.黑體能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波2.某金屬在光的照射下產(chǎn)生光電效應(yīng),其遏止電壓Uc與入射光頻率的關(guān)系圖象如圖所示,則由圖象可知()A.若已知電子電荷量e,就可以求出普朗克常量hB.遏止電壓是確定的,與照射光的頻率無(wú)關(guān)C.入射光的頻率為20時(shí),產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為h0D.入射光的頻率為30時(shí),產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為h03.如圖所示是氫原子的能級(jí)圖,大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí),一共可以輻射出6種不同頻率的光子,其中巴耳末系是指氫原子由高能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷時(shí)釋放的光子,則()A.6種光子中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是n=4激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)產(chǎn)生的B.在6種光子中,從n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)釋放的光子康普頓效應(yīng)最明顯C.使n=4能級(jí)的氫原子電離至少要0.85 eV的能量D.若從n=2能級(jí)躍遷到基態(tài)釋放的光子能使某金屬板發(fā)生光電效應(yīng),則從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)釋放的光子也一定能使該板發(fā)生光電效應(yīng)4.如圖甲所示,合上開(kāi)關(guān),用光子能量為2.5 eV的一束光照射陰極K,發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60 V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0.60 V時(shí),電流表讀數(shù)為零。把電路改為圖乙,當(dāng)電壓表讀數(shù)為2 V時(shí),則逸出功及電子到達(dá)陽(yáng)極時(shí)的最大動(dòng)能為()A.1.5 eV,0.6 eVB.1.7 eV,1.9 eVC.1.9 eV,2.6 eVD.3.1 eV,4.5 eV5.下列說(shuō)法正確的是()A.湯姆生做了散射實(shí)驗(yàn),表明原子具有核式結(jié)構(gòu)B.太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的熱核反應(yīng)C.光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時(shí)的,產(chǎn)生電流的時(shí)間不超過(guò)10-9 sD.衰變的實(shí)質(zhì)是核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成了一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子6.下列說(shuō)法正確的是()A.圖甲中,當(dāng)弧光燈發(fā)出的光照射到鋅板上時(shí),與鋅板相連的驗(yàn)電器鋁箔有張角,證明光具有粒子性B.圖乙為某金屬在光的照射下,光電子最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率的關(guān)系圖象,當(dāng)入射光的頻率為20時(shí),產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為EC.圖丙中,用從n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑,不能發(fā)生光電效應(yīng)D.圖丁是放射性元素發(fā)出的射線在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)示意圖,射線c是粒子流,它產(chǎn)生的機(jī)理是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的7.2017年年初,我國(guó)研制的“大連光源”極紫外自由電子激光裝置,發(fā)生了波長(zhǎng)在100 nm(1 nm=10-9m)附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強(qiáng)的極紫外激光脈沖,“大連光源”因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮重要作用。一個(gè)處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個(gè)分子,但又不會(huì)把分子打碎。據(jù)此判斷,能夠電離一個(gè)分子的能量約為(取普朗克常量h=6.6×10-34 J·s,真空光速c=3×108 m/s)()A.10-21 JB.10-18 JC.10-15 JD.10-12 J8.人們發(fā)現(xiàn),不同的原子核,其核子的平均質(zhì)量(原子核的質(zhì)量除以核子數(shù))與原子序數(shù)有如圖所示的關(guān)系。下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和核反應(yīng)的說(shuō)法正確的是()A.由圖可知,原子核D和E聚變成原子核F時(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損,要吸收能量B.由圖可知,原子核A裂變成原子核B和C時(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損,要放出核能C.已知原子核A裂變成原子核B和C時(shí)放出的射線能使某金屬板逸出光電子,若增加射線強(qiáng)度,則逸出光電子的最大初動(dòng)能增大D.在核反應(yīng)堆的鈾棒之間插入鎘棒是為了控制核反應(yīng)速度9.放射性同位素電池是一種新型電池,它是利用放射性同位素衰變放出的高速帶電粒子(射線、射線)與物質(zhì)相互作用,射線的動(dòng)能被吸收后轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?再通過(guò)換能器轉(zhuǎn)化為電能的一種裝置。其構(gòu)造大致是最外層是由合金制成的保護(hù)層,次外層是防止射線泄漏的輻射屏蔽層,第三層是把熱能轉(zhuǎn)化成電能的換能器,最里層是放射性同位素。電池使用的三種放射性同位素的半衰期和發(fā)出的射線如下表:同位素90Sr210Po238Pu射線半衰期28年138天89.6年若選擇上述某一種同位素作為放射源,使用相同材料制成的輻射屏蔽層,制造用于執(zhí)行長(zhǎng)期航天任務(wù)的核電池,則下列論述正確的是()A.90Sr的半衰期較長(zhǎng),使用壽命較長(zhǎng),放出的射線比射線的貫穿本領(lǐng)弱,所需的屏蔽材料較薄B.210Po的半衰期最短,使用壽命最長(zhǎng),放出的射線比射線的貫穿本領(lǐng)弱,所需的屏蔽材料較薄C.238Pu的半衰期最長(zhǎng),使用壽命最長(zhǎng),放出的射線比射線的貫穿本領(lǐng)弱,所需的屏蔽材料較薄D.放射性同位素在發(fā)生衰變時(shí),出現(xiàn)質(zhì)量虧損,但衰變前后的總質(zhì)量數(shù)不變10.如圖為氫原子能級(jí)的示意圖,現(xiàn)有大量的氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài),下列說(shuō)法正確的是()A.由n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)放出的光子頻率最高B.這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光C.用0.68 eV的光子入射能使氫原子躍遷到n=4的激發(fā)態(tài)D.用n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光照射逸出功為6.34 eV的金屬能發(fā)生光電效應(yīng)11.黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖所示,由圖可知()A.隨溫度升高,各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加B.隨溫度降低,各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加C.隨溫度升高,輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)D.隨溫度降低,輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較長(zhǎng)的方向移動(dòng)12.核反應(yīng)堆是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng),釋放出大量核能BaKr+aX是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種,X是某種粒子,a是X粒子的個(gè)數(shù),用mU、mBa、mKr分別表示BaKr核的質(zhì)量,mX表示X粒子的質(zhì)量,c為真空中的光速,以下說(shuō)法正確的是()A.X為中子,a=2B.X為中子,a=3C.上述核反應(yīng)中放出的核能E=(mU-mBa-mKr-2mX)c2D.上述核反應(yīng)中放出的核能E=(mU-mBa-mKr-3mX)c2提升訓(xùn)練19波粒二象性和原子物理1.ACD解析 根據(jù)熱輻射的定義,A正確;根據(jù)熱輻射和黑體輻射的特點(diǎn)知一般物體輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外,還與材料種類和表面狀況有關(guān),而黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān),B錯(cuò)誤,C正確;由黑體的定義知D正確。2.AC解析 根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=h-W和-eUc=0-Ek得,Uc=-,可知當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí),遏止電壓與入射光的頻率呈線性關(guān)系,B錯(cuò)誤;因?yàn)閁c=-,知圖線的斜率等于,從圖象上可以得出斜率的大小,若已知電子電荷量e,可以求出普朗克常量h,A正確;從圖象上可知逸出功W=h0,根據(jù)光電效應(yīng)方程得Ek=h·20-W=h0,C正確;Ek=h·30-W=2h0,D錯(cuò)誤。3.BC解析 由E4-E1=h,得6種光子中由n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)的能量差最大,波長(zhǎng)最短,所以A項(xiàng)錯(cuò)誤。在6種光子中,從n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)時(shí)釋放的光子的能量最大,則光子的波長(zhǎng)最短,康普頓效應(yīng)最明顯,故B項(xiàng)正確。由E-E4=0-(-0.85 eV)=0.85 eV,所以要使n=4能級(jí)的氫原子電離至少需0.85 eV的能量,C項(xiàng)正確。因?yàn)镋2-E1=10.2 eV=h1,E3-E2=1.89 eV=h2,所以1>2,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.C解析 光子能量h=2.5 eV的光照射陰極,電流表讀數(shù)不為零,則能發(fā)生光電效應(yīng),當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.6 V時(shí),電流表讀數(shù)為零,則電子不能到達(dá)陽(yáng)極,由動(dòng)能定理eU=知,最大初動(dòng)能Ekm=eU=0.6 eV,由光電效應(yīng)方程h=Ekm+W知W=1.9 eV,對(duì)圖乙,當(dāng)電壓表讀數(shù)為2 V時(shí),電子到達(dá)陽(yáng)極的最大動(dòng)能Ekm'=Ekm+eU'=0.6 eV+2 eV=2.6 eV。故C正確。5.BCD解析 本題考查原子物理、光電效應(yīng)現(xiàn)象。盧瑟福做了散射實(shí)驗(yàn),表明原子具有核式結(jié)構(gòu),A錯(cuò)誤;太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的熱核反應(yīng),B正確;光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時(shí)的,產(chǎn)生電流的時(shí)間不超過(guò)10-9 s,C正確;衰變的實(shí)質(zhì)是核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成了一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子,D正確。6.AB解析 光子帶有能量,鋅板中的電子吸收光子后脫離鋅板,鋅板帶有正電,驗(yàn)電器的金屬箔張開(kāi),說(shuō)明光具有粒子性,A正確;根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=h-W0,結(jié)合題圖可知縱截距的絕對(duì)值代表的是逸出功,則W0=E=h0,當(dāng)入射光的頻率為20時(shí),最大初動(dòng)能為Ek=2h0-W0=E,B正確;根據(jù)能級(jí)躍遷公式得出題圖丙中放出光子的能量為h=E2-E1=10.2 eV>6.34 eV,所以能發(fā)生光電效應(yīng),C錯(cuò)誤;粒子流本質(zhì)是電子,粒子產(chǎn)生原理是原子核內(nèi)的一個(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子,并不是核外電子,D錯(cuò)誤。7.B解析 光子的能量E=h,c=,聯(lián)立解得E2×10-18 J,B項(xiàng)正確。8.BD解析 原子核D、E聚變成原子核F,放出能量,A錯(cuò)誤;A裂變成B、C,放出能量,B正確;增加入射光強(qiáng)度,光電子的最大初動(dòng)能不變,C錯(cuò)誤;鎘棒能吸收中子,可控制核反應(yīng)速度,D正確。9.CD解析 原子核衰變時(shí),釋放出高速運(yùn)動(dòng)的射線,這些射線的能量來(lái)自原子核的質(zhì)量虧損,即質(zhì)量減小,但質(zhì)量數(shù)不變,D對(duì);從表格中顯示Sr的半衰期為28年、Po的半衰期為138天、Pu的半衰期為89.6年,故Pu的半衰期最長(zhǎng),其使用壽命也最長(zhǎng),射線的穿透能力沒(méi)有射線強(qiáng),故較薄的屏蔽材料即可擋住射線的泄漏,A、B錯(cuò),C對(duì)。10.BD解析 n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)產(chǎn)生的光子能量為10.2 eV,而n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)產(chǎn)生的光子能量為12.09 eV,故由n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)產(chǎn)生的光子能量小于由n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)產(chǎn)生的光子能量,所以由n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)放出的光子頻率小,A錯(cuò)誤;根據(jù)=3可得這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光,B正確;-0.85 eV-(-1.51 eV)=0.66 eV,故不能使得n=3能級(jí)上的氫原子躍遷到n=4的激發(fā)態(tài),C錯(cuò)誤;n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)產(chǎn)生的光子能量為10.2 eV,故可以使得逸出功為6.34 eV的金屬發(fā)生光電效應(yīng),D正確。11.ACD解析 由題圖可知,隨著溫度的升高,各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加,且隨著溫度的升高,輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)。故A、C、D正確,B錯(cuò)誤。12.BC解析 核反應(yīng)中,質(zhì)量數(shù)守恒,電荷數(shù)守恒,則知BaKr+aX中X為n,a=3,則A錯(cuò)誤,B正確;由E=mc2可得:E=(mU+mX-mBa-mKr-3mX)c2=(mU-mBa-mKr-2mX)c2,則C正確,D錯(cuò)誤。