提升訓練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C.黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體溫度有關D.黑體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波2.某金屬在光的照射下產(chǎn)生光電效應,其遏止電壓Uc與入射光頻率的關系圖象如圖所示,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,與照射光的頻率無關C.入射光的頻率為20時,產(chǎn)生的光電子的最大初動能為h0D.入射光的頻率為30時,產(chǎn)生的光電子的最大初動能為h03.如圖所示是氫原子的能級圖,大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時,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向n=2能級躍遷時釋放的光子,則()A.6種光子中波長最長的是n=4激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時產(chǎn)生的B.在6種光子中,從n=4能級躍遷到n=1能級釋放的光子康普頓效應最明顯C.使n=4能級的氫原子電離至少要0.85 eV的能量D.若從n=2能級躍遷到基態(tài)釋放的光子能使某金屬板發(fā)生光電效應,則從n=3能級躍遷到n=2能級釋放的光子也一定能使該板發(fā)生光電效應4.如圖甲所示,合上開關,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。調節(jié)滑動變阻器,發(fā)現(xiàn)當電壓表讀數(shù)小于0.60 V時,電流表讀數(shù)仍不為零,當電壓表讀數(shù)大于或等于0.60 V時,電流表讀數(shù)為零。把電路改為圖乙,當電壓表讀數(shù)為2 V時,則逸出功及電子到達陽極時的最大動能為()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.下列說法正確的是()A.湯姆生做了散射實驗,表明原子具有核式結構B.太陽輻射的能量主要來自太陽內部的熱核反應C.光電效應的發(fā)生幾乎是瞬時的,產(chǎn)生電流的時間不超過10-9 sD.衰變的實質是核內的中子轉化成了一個質子和一個電子6.下列說法正確的是()A.圖甲中,當弧光燈發(fā)出的光照射到鋅板上時,與鋅板相連的驗電器鋁箔有張角,證明光具有粒子性B.圖乙為某金屬在光的照射下,光電子最大初動能Ek與入射光頻率的關系圖象,當入射光的頻率為20時,產(chǎn)生的光電子的最大初動能為EC.圖丙中,用從n=2能級躍遷到n=1能級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D.圖丁是放射性元素發(fā)出的射線在磁場中偏轉示意圖,射線c是粒子流,它產(chǎn)生的機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,我國研制的“大連光源”極紫外自由電子激光裝置,發(fā)生了波長在100 nm(1 nm=10-9m)附近連續(xù)可調的世界上最強的極紫外激光脈沖,“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、霧霾治理等領域的研究中發(fā)揮重要作用。一個處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個分子,但又不會把分子打碎。據(jù)此判斷,能夠電離一個分子的能量約為(取普朗克常量h=6.610-34 Js,真空光速c=3108 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,其核子的平均質量(原子核的質量除以核子數(shù))與原子序數(shù)有如圖所示的關系。下列關于原子結構和核反應的說法正確的是()A.由圖可知,原子核D和E聚變成原子核F時會有質量虧損,要吸收能量B.由圖可知,原子核A裂變成原子核B和C時會有質量虧損,要放出核能C.已知原子核A裂變成原子核B和C時放出的射線能使某金屬板逸出光電子,若增加射線強度,則逸出光電子的最大初動能增大D.在核反應堆的鈾棒之間插入鎘棒是為了控制核反應速度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)與物質相互作用,射線的動能被吸收后轉變?yōu)闊崮?再通過換能器轉化為電能的一種裝置。其構造大致是最外層是由合金制成的保護層,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)行長期航天任務的核電池,則下列論述正確的是()A.90Sr的半衰期較長,使用壽命較長,放出的射線比射線的貫穿本領弱,所需的屏蔽材料較薄B.210Po的半衰期最短,使用壽命最長,放出的射線比射線的貫穿本領弱,所需的屏蔽材料較薄C.238Pu的半衰期最長,使用壽命最長,放出的射線比射線的貫穿本領弱,所需的屏蔽材料較薄D.放射性同位素在發(fā)生衰變時,出現(xiàn)質量虧損,但衰變前后的總質量數(shù)不變10.如圖為氫原子能級的示意圖,現(xiàn)有大量的氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài),下列說法正確的是()A.由n=2能級躍遷到n=1能級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能級躍遷到n=1能級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11.黑體輻射的實驗規(guī)律如圖所示,由圖可知()A.隨溫度升高,各種波長的輻射強度都增加B.隨溫度降低,各種波長的輻射強度都增加C.隨溫度升高,輻射強度的極大值向波長較短的方向移動D.隨溫度降低,輻射強度的極大值向波長較長的方向移動12.核反應堆是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應,釋放出大量核能。92235U+01n56141Ba+3692Kr+aX是反應堆中發(fā)生的許多核反應中的一種,X是某種粒子,a是X粒子的個數(shù),用mU、mBa、mKr分別表示92235U、56141Ba、3692Kr核的質量,mX表示X粒子的質量,c為真空中的光速,以下說法正確的是()A.X為中子,a=2B.X為中子,a=3C.上述核反應中放出的核能E=(mU-mBa-mKr-2mX)c2D.上述核反應中放出的核能E=(mU-mBa-mKr-3mX)c2提升訓練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知一般物體輻射電磁波的情況除與溫度有關外,還與材料種類和表面狀況有關,而黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關,B錯誤,C正確;由黑體的定義知D正確。2.AC解析 根據(jù)光電效應方程Ek=h-W和-eUc=0-Ek得,Uc=he-We,可知當入射光的頻率大于極限頻率時,遏止電壓與入射光的頻率呈線性關系,B錯誤;因為Uc=he-We,知圖線的斜率等于he,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)光電效應方程得Ek=h20-W=h0,C正確;Ek=h30-W=2h0,D錯誤。3.BC解析 由E4-E1=hc,得6種光子中由n=4能級躍遷到n=1能級的能量差最大,波長最短,所以A項錯誤。在6種光子中,從n=4能級躍遷到n=1能級時釋放的光子的能量最大,則光子的波長最短,康普頓效應最明顯,故B項正確。由E-E4=0-(-0.85 eV)=0.85 eV,所以要使n=4能級的氫原子電離至少需0.85 eV的能量,C項正確。因為E2-E1=10.2 eV=h1,E3-E2=1.89 eV=h2,所以1>2,故D項錯誤。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,當電壓表讀數(shù)大于或等于0.6 V時,電流表讀數(shù)為零,則電子不能到達陽極,由動能定理eU=12mvm2知,最大初動能Ekm=eU=0.6 eV,由光電效應方程h=Ekm+W知W=1.9 eV,對圖乙,當電壓表讀數(shù)為2 V時,電子到達陽極的最大動能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、光電效應現(xiàn)象。盧瑟福做了散射實驗,表明原子具有核式結構,A錯誤;太陽輻射的能量主要來自太陽內部的熱核反應,B正確;光電效應的發(fā)生幾乎是瞬時的,產(chǎn)生電流的時間不超過10-9 s,C正確;衰變的實質是核內的中子轉化成了一個質子和一個電子,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,驗電器的金屬箔張開,說明光具有粒子性,A正確;根據(jù)愛因斯坦光電效應方程Ek=h-W0,結合題圖可知縱截距的絕對值代表的是逸出功,則W0=E=h0,當入射光的頻率為20時,最大初動能為Ek=2h0-W0=E,B正確;根據(jù)能級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,C錯誤;粒子流本質是電子,粒子產(chǎn)生原理是原子核內的一個中子變成一個質子和一個電子,并不是核外電子,D錯誤。7.B解析 光子的能量E=h,c=,聯(lián)立解得E210-18 J,B項正確。8.BD解析 原子核D、E聚變成原子核F,放出能量,A錯誤;A裂變成B、C,放出能量,B正確;增加入射光強度,光電子的最大初動能不變,C錯誤;鎘棒能吸收中子,可控制核反應速度,D正確。9.CD解析 原子核衰變時,釋放出高速運動的射線,這些射線的能量來自原子核的質量虧損,即質量減小,但質量數(shù)不變,D對;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,其使用壽命也最長,射線的穿透能力沒有射線強,故較薄的屏蔽材料即可擋住射線的泄漏,A、B錯,C對。10.BD解析 n=2能級躍遷到n=1能級產(chǎn)生的光子能量為10.2 eV,而n=3能級躍遷到n=1能級產(chǎn)生的光子能量為12.09 eV,故由n=2能級躍遷到n=1能級產(chǎn)生的光子能量小于由n=3能級躍遷到n=1能級產(chǎn)生的光子能量,所以由n=2能級躍遷到n=1能級放出的光子頻率小,A錯誤;根據(jù)C32=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能級上的氫原子躍遷到n=4的激發(fā)態(tài),C錯誤;n=2能級躍遷到n=1能級產(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,D正確。11.ACD解析 由題圖可知,隨著溫度的升高,各種波長的輻射強度都有增加,且隨著溫度的升高,輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。故A、C、D正確,B錯誤。12.BC解析 核反應中,質量數(shù)守恒,電荷數(shù)守恒,則知92235U+01n56141Ba+3692Kr+aX中X為01n,a=3,則A錯誤,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錯誤。