選擇題對(duì)“原子物理學(xué)”的考查A組基礎(chǔ)題練熟練快1(2019·甘肅張掖三診)下列說(shuō)法正確的是()A光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)揭示了光具有波粒二象性B牛頓第一定律是利用邏輯推理對(duì)實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行分析的產(chǎn)物，能夠用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證C英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，否定了“原子不可再分”的觀點(diǎn)D愛(ài)因斯坦首先把能量子的概念引入物理學(xué)，否定了“能量連續(xù)變化”的觀點(diǎn)解析：光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)揭示了光具有粒子性，A錯(cuò)誤；牛頓第一定律是利用邏輯推理對(duì)實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行分析的產(chǎn)物，不能夠用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，B錯(cuò)誤；英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，否定了“原子不可再分”的觀點(diǎn)，C正確；普朗克在1900年把能量子引入物理學(xué)，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，D錯(cuò)誤答案：C2(2019·宜賓二診)我國(guó)科學(xué)家潘建偉院士預(yù)言十年左右量子通信將“飛”入千家萬(wàn)戶在通往量子論的道路上，一大批物理學(xué)家做出了卓越的貢獻(xiàn)，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A愛(ài)因斯坦提出光子說(shuō)，并成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象B德布羅意第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念C玻爾在1900年把能量子引入物理學(xué)，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念D普朗克把光的波粒二象性推廣到實(shí)物粒子，預(yù)言實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性解析：愛(ài)因斯坦提出光子說(shuō)，并成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象，選項(xiàng)A正確；玻爾第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；普朗克在1900年把能量子引入物理學(xué)，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，故C錯(cuò)誤；德布羅意把光的波粒二象性推廣到實(shí)物粒子，預(yù)言實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：A32018年中國(guó)散裂中子源(CSNS)將迎來(lái)驗(yàn)收，目前已建設(shè)的3臺(tái)譜儀也將啟動(dòng)首批實(shí)驗(yàn)有關(guān)中子的研究，下列說(shuō)法正確的是()ATh核發(fā)生一次衰變，新核與原來(lái)的原子核相比，中子數(shù)減少了4B一個(gè)氘核和一個(gè)氚核經(jīng)過(guò)核反應(yīng)后生成氦核和中子是裂變反應(yīng)C盧瑟福通過(guò)分析粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子D中子和其他微觀粒子，都具有波粒二象性解析：衰變的本質(zhì)是發(fā)生衰變的核中減少2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子形成氦核，所以一次衰變，新核與原來(lái)的核相比，中子數(shù)減少了2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；裂變是較重的原子核分裂成較輕的原子核的反應(yīng)，而該反應(yīng)是較輕的原子核的聚變反應(yīng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；盧瑟福通過(guò)分析粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，查德威克通過(guò)粒子轟擊鈹核(Be)獲得碳核(C)的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了中子，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；所有粒子都具有波粒二象性，選項(xiàng)D正確答案：D4(2019·湖南師大附中模擬)圖甲為研究光電效應(yīng)的電路圖；圖乙為靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的某種放射性元素的原子核X衰變后產(chǎn)生的新核Y和某種射線的徑跡下列說(shuō)法不正確的是()A圖甲利用能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)的兩種(或多種)頻率已知的光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)可測(cè)出普朗克常量B圖甲電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)，在光照條件不變的情況下，可研究得出光電流存在飽和值C圖乙對(duì)應(yīng)的衰變方程為XHeYD圖乙對(duì)應(yīng)的衰變方程為 XeY解析：根據(jù)光電效應(yīng)方程得eU遏hW0，其中W0為金屬的逸出功，所以h，圖甲利用能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)的兩種(或多種)頻率已知的光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)可測(cè)出普朗克常量，故A正確；對(duì)于一定的光照條件，產(chǎn)生的光電子數(shù)目相等，將電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)，調(diào)節(jié)電壓，最多能使所有光電子達(dá)到另一極板，此時(shí)即可研究得出光電流飽和值，故B正確；由圖乙可看出，原子核衰變后放出的粒子與新核所受的洛倫茲力方向相同，而兩者速度方向相反，則知兩者的電性相反，新核帶正電，則放出的必定是粒子(電子)，發(fā)生了衰變，故C錯(cuò)誤，D正確答案：C5(2019·遼寧大連聯(lián)考)下列說(shuō)法正確的是()A頻率越低的光，粒子性越顯著B(niǎo)無(wú)論光強(qiáng)多強(qiáng)，只要入射光的頻率小于金屬的截止頻率，就不能發(fā)生光電效應(yīng)C氫原子吸收光子后，電子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑變大，動(dòng)能也變大D發(fā)生衰變時(shí)，新核的核電荷數(shù)不變解析：頻率越低的光，光子的能量值越小，其動(dòng)量越小，粒子性越不顯著，故A錯(cuò)誤光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，無(wú)論入射光多強(qiáng)，只要入射光的頻率低于金屬的截止頻率，就不可能發(fā)生光電效應(yīng)，故B正確；氫原子吸收光子后，電子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑變大，根據(jù)k，可知電子的動(dòng)能減小，故C錯(cuò)誤；發(fā)生衰變時(shí)，原子核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，新核的質(zhì)量數(shù)不變，核電荷數(shù)增加一個(gè)，故D錯(cuò)誤答案：B6(多選)(2019·全國(guó)大聯(lián)考)關(guān)于近代物理，下列說(shuō)法正確的是()A放射性元素的半衰期與壓強(qiáng)有關(guān)，壓強(qiáng)越高，半衰期越大B光電效應(yīng)中，光電子的最大初動(dòng)能與照射光光子能量成正比C比結(jié)合能是結(jié)合能與核子數(shù)之比，比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定D一個(gè)處于n6的激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多能輻射出5種不同頻率的光解析：放射性元素的半衰期與外部的物理?xiàng)l件以及所處的化學(xué)狀態(tài)均無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程EkmhW0，光電效應(yīng)中，光電子的最大初動(dòng)能Ekm隨照射光光子能量h的增大而增大，但不是成正比關(guān)系，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；比結(jié)合能是結(jié)合能與核子數(shù)之比，比結(jié)合能越大，原子核分解成核子需要的能量越大，原子核越穩(wěn)定，選項(xiàng)C正確；一個(gè)處于n6的激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多能輻射出(61)即5種不同頻率的光，選項(xiàng)D正確答案：CD7(多選)(2019·安徽宣城二次調(diào)研)下列四幅圖涉及不同的物理知識(shí)，其中說(shuō)法正確的是()A圖甲：盧瑟福通過(guò)分析粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子B圖乙：用中子轟擊鈾核使其發(fā)生裂變，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)會(huì)釋放出巨大的核能C圖丙：玻爾理論指出氫原子能級(jí)是分立的，所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的D圖?。簻穼O通過(guò)電子的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核內(nèi)還有復(fù)雜結(jié)構(gòu)解析：盧瑟福通過(guò)分析粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故A錯(cuò)誤；用中子轟擊鈾核使其發(fā)生裂變，裂變反應(yīng)會(huì)釋放出巨大的核能，故B正確；玻爾理論指出氫原子能級(jí)是分立的，所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的，故C正確；湯姆孫通過(guò)電子的發(fā)現(xiàn)揭示了原子有一定結(jié)構(gòu)，天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核內(nèi)還有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，故D錯(cuò)誤答案：BC8(多選)(2019·哈爾濱六中二模)某半導(dǎo)體激光器發(fā)射波長(zhǎng)為1.5×106 m，功率為5.0×103 W的連續(xù)激光已知可見(jiàn)光波長(zhǎng)的數(shù)量級(jí)為107 m，普朗克常量h6.63×1034 J·s，該激光器發(fā)出的()A是紫外線B是紅外線C光子能量約為1.3×1013 JD光子數(shù)約為每秒3.8×1016個(gè)解析：波長(zhǎng)的大小大于可見(jiàn)光的波長(zhǎng)，屬于紅外線，故A錯(cuò)誤，B正確光子能量h6.63×1034× J1.326×1019 J，故C錯(cuò)誤每秒鐘發(fā)出的光子數(shù)n3.8×1016，故D正確答案：BD9(多選)(2019·廣東珠海聯(lián)考)下列說(shuō)法正確的是()A粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明原子內(nèi)部具有核式結(jié)構(gòu)B在HHHeX中，X表示質(zhì)子C重核的裂變和輕核的聚變都是質(zhì)量虧損的放出核能過(guò)程D一個(gè)氫原子從n1能級(jí)躍遷到n2能級(jí)，必需吸收光子解析：盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故A正確根據(jù)質(zhì)量數(shù)與質(zhì)子數(shù)守恒，可知，X的質(zhì)量數(shù)是1，電荷數(shù)是0，表示中子，故B錯(cuò)誤重核的裂變和輕核的聚變都存在質(zhì)量虧損，從而放出核能，故C正確根據(jù)躍遷公式，可知，一個(gè)氫原子從n1能級(jí)躍遷到n2能級(jí)，必須吸收能量，可能是吸收光子，也可能是電子與其他的電子發(fā)生碰撞而吸收能量，故D錯(cuò)誤故選A、C.答案：ACB組中難題目練通抓牢10.(2019·天一大聯(lián)考)如圖所示為光電管的示意圖，光照時(shí)兩極間可產(chǎn)生的最大電壓為0.5 V若光的波長(zhǎng)約為6×107 m，普朗克常量為h，光在真空中的傳播速度為c，取hc2×1025 J·m，電子的電荷量為1.6×1019 C，則下列判斷正確的是()A該光電管K極的逸出功大約為2.53×1019 JB當(dāng)光照強(qiáng)度增大時(shí)，極板間的電壓會(huì)增大C當(dāng)光照強(qiáng)度增大時(shí)，光電管的逸出功會(huì)減小D若改用頻率更大、強(qiáng)度很弱的光照射時(shí)，兩極板間的最大電壓可能會(huì)減小解析：該光電管K極的逸出功大約為W0Ue J0.5×1.6×1019 J2.53×1019 J，選項(xiàng)A正確；當(dāng)光照強(qiáng)度增大時(shí)，極板間的電壓不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；光電管的逸出功由材料本身決定，與光照強(qiáng)度無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在光電效應(yīng)中，根據(jù)光電效應(yīng)方程知，EkmhW0eU，改用頻率更大的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大，兩極板間的最大電壓變大，故D錯(cuò)誤；故選A.答案：A11(2019·全國(guó)大聯(lián)考)中國(guó)科學(xué)家吳宜燦獲得2018年歐洲聚變核能創(chuàng)新獎(jiǎng)，獲獎(jiǎng)理由：開(kāi)發(fā)了一種新的基于CAD的粒子傳輸軟件，用于核設(shè)計(jì)和輻射安全計(jì)算下列關(guān)于聚變的說(shuō)法中，正確的是()A同樣質(zhì)量的物質(zhì)裂變時(shí)釋放的能量比同樣質(zhì)量的物質(zhì)聚變時(shí)釋放的能量大很多B裂變過(guò)程有質(zhì)量虧損，聚變過(guò)程質(zhì)量有所增加C核反應(yīng)堆產(chǎn)生的能量來(lái)自輕核聚變D聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)每個(gè)核子釋放的平均能量一定大解析：同樣質(zhì)量的物質(zhì)聚變時(shí)釋放的能量比同樣質(zhì)量的物質(zhì)裂變時(shí)釋放的能量大很多，故A錯(cuò)誤；重核的裂變和輕核的聚變都會(huì)放出核能，根據(jù)愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程Emc2，一定有質(zhì)量虧損，故B錯(cuò)誤；核反應(yīng)堆產(chǎn)生的能量來(lái)自重核裂變，故C錯(cuò)誤；在一次聚變反應(yīng)中釋放的能量不一定比裂變反應(yīng)多，但平均每個(gè)核子釋放的能量一定大，故D正確答案：D12(2019·福建福州質(zhì)檢)研究光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示，用光強(qiáng)相同的黃光和藍(lán)光照射光電管陰極K時(shí)，測(cè)得相應(yīng)的遏止電壓分別為U1和U2，產(chǎn)生的光電流I隨光電管兩端電壓U的變化規(guī)律如圖(b)所示已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，黃光和藍(lán)光的頻率分別為1和2，且1<2.則下列判斷正確的是()(a)(b)AU1>U2B圖(b)中的乙線是對(duì)應(yīng)黃光照射C根據(jù)題述條件無(wú)法算出陰極K金屬的極限頻率D用藍(lán)光照射時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為eU2解析：根據(jù)光電效應(yīng)方程則有：Ekm1h1W0eU1，Ekm2h2W0eU2，由于藍(lán)光的頻率2大于黃光的頻率1，則有U1<U2，所以圖(b)中的乙線是對(duì)應(yīng)藍(lán)光照射；用藍(lán)光照射時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為eU2，陰極K金屬的極限頻率02，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤答案：DC組探究創(chuàng)新從容應(yīng)對(duì)13.(2019·湖南衡陽(yáng)聯(lián)考)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)原來(lái)靜止的原子核，由于衰變放射出某種粒子，結(jié)果得到一張兩個(gè)相切圓1和2的徑跡照片如圖所示，已知兩個(gè)相切圓半徑分別為r1、r2，則下列說(shuō)法正確的是()A原子核可能發(fā)生衰變，也可能發(fā)生衰變B徑跡2可能是衰變后新核的徑跡C若衰變方程是UThHe，則衰變后新核和射出的粒子的動(dòng)能之比為1172D若衰變方程是UThHe，則r1r2145解析：原子核衰變過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律可知，衰變生成的新核與粒子的動(dòng)量方向相反，粒子速度方向相反，由左手定則可知，若生成的新核與粒子電性相反則在磁場(chǎng)中的軌跡為內(nèi)切圓，若電性相同則在磁場(chǎng)中的軌跡為外切圓，故A錯(cuò)誤；核反應(yīng)過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，原子核原來(lái)靜止，初動(dòng)量為零，由動(dòng)量守恒定律可知，原子核衰變生成的新核與粒子動(dòng)量p大小相等，方向相反，粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：qvBm，解得：r，由于p、B相同，則電荷量q越大，軌道半徑越小，由于新核的電荷量大，所以新核的半徑小于粒子的軌道半徑，所以r2為粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，故B錯(cuò)誤；核反應(yīng)過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，原子核原來(lái)靜止，初動(dòng)量為零，由動(dòng)量守恒定律可知，原子核衰變生成的新核與粒子動(dòng)量p大小相等，方向相反，由動(dòng)能與動(dòng)量的關(guān)系Ek，所以動(dòng)能之比等于質(zhì)量的反比，即為2117，故C錯(cuò)誤；由B項(xiàng)分析知，r1r2290145，故D正確答案：D14(多選)(2019·西南名校聯(lián)盟聯(lián)考)如圖為英國(guó)物理學(xué)家查德威克發(fā)現(xiàn)中子的實(shí)驗(yàn)示意圖，利用釙(Po)衰變放出的粒子轟擊鈹(Be)時(shí)產(chǎn)生了未知射線查德威克曾用這種射線分別轟擊氫原子(H)和氮原子(N)，結(jié)果打出了一些氫核和氮核他測(cè)量了被打出的氫核和氮核的速度，并認(rèn)為速度最大的氫核和氮核是由未知射線中的粒子分別與它們發(fā)生彈性正碰的結(jié)果，設(shè)氫核的最大速度為vH，氮核的最大速度為vN，氫核和氮核在未被打出前可認(rèn)為是靜止的查德威克運(yùn)用能量和動(dòng)量的知識(shí)推算了這種未知粒子的質(zhì)量設(shè)氫原子的質(zhì)量為m，以下說(shuō)法正確的是()A釙的衰變方程為PoPbHeB圖中粒子A是中子C未知粒子的質(zhì)量為mD未知粒子的質(zhì)量為m解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，A中的核反應(yīng)是錯(cuò)誤的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)題意可知，圖中不可見(jiàn)粒子A是中子，選項(xiàng)B正確；氫原子的質(zhì)量為m，則氮核的質(zhì)量為14m，設(shè)未知射線粒子的質(zhì)量為m0，碰前速度為v0，則由動(dòng)量守恒和能量守恒可知：m0v0m0v1mvH；m0vm0vmv；聯(lián)立解得：vH；同理未知射線與氮核碰撞時(shí)，氮核的速度：vN；由兩式可得：m0m，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；故選B、C.答案：BC