2020高考物理二轮复习 专题五 加试选择题题型强化 第3讲 波粒二象性 原子和原子核学案

2020高考物理二轮复习 专题五 加试选择题题型强化 第3讲 波粒二象性 原子和原子核学案

第3讲　波粒二象性　原子和原子核 ‎[历次选考考情分析]‎ 章 知识 内容 考试要求 历次选考统计 必考 加试 ‎2015/10‎ ‎2016/04‎ ‎2016/10‎ ‎2017/04‎ ‎2017/11‎ ‎2018/04‎ 波粒二 象性 能量量子化 b ‎15‎ 光的粒子性 c ‎14‎ ‎16‎ ‎15‎ ‎15‎ 粒子的波动性 c ‎16‎ ‎15‎ 概率波 b 不确定性关系 b ‎14‎ 原子 结构 电子的发现 a 原子的核式结构模型 b b 18‎ 氢原子光谱 玻尔的原子模型 c ‎14‎ ‎14‎ ‎15‎ ‎14‎ ‎15‎ ‎15‎ 原子核 原子核的组成 a 放射性元素的衰变 c ‎14‎ ‎14‎ ‎14‎ 探测射线的方法 a 放射性的应用与防护 a 核力与结合能 c ‎16‎ ‎14‎ ‎14‎ ‎14‎ 核裂变 c ‎16‎ ‎14‎ 核聚变 c ‎14‎ 粒子和宇宙 a 考点一　光电效应的规律和理解 ‎1．光电效应 在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子．‎ ‎2．实验规律 ‎(1)每种金属都有一个极限频率．‎ ‎(2)光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大．‎ ‎(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的．‎ ‎(4)在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大．‎ ‎3．爱因斯坦光电效应方程 18‎ ‎(1)光子：光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，这些能量子称为光子，频率为ν的光的能量子为hν.‎ ‎(2)爱因斯坦光电效应方程 ‎①表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0.‎ ‎②物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量一部分用于克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的初动能Ek.‎ 例1　(多选)如图1甲所示，在光电效应实验中，某同学用相同频率的单色光，分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管，结果都能发生光电效应．图乙为某中一个光电管的遏止电压Uc随入射光频率ν变化的函数关系图象．对于这两个光电管，下列判断正确的是(　　)‎ 图1‎ A．因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压Uc不同 B．光电子的最大初动能不同 C．因为光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，饱和光电流也可能相同 D．两个光电管的Uc－ν图象的斜率可能不同 答案　ABC 解析　根据Ek＝hν－W0和eUc＝Ek联立得：eUc＝hν－W0即Uc＝－，可知，入射光的频率相同，逸出功W0不同，则遏止电压Uc也不同，故A正确．根据Ek＝hν－W0得，相同的频率，不同的逸出功，则光电子的最大初动能也不同，故B正确．虽然光的频率相同，但光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，饱和光电流也可能相同，故C正确．由Uc＝－，可知，Uc－ν图象的斜率k＝＝常数，所以两个光电管的Uc－ν图象的斜率一定相同，故D错误．‎ ‎1．(多选)在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用蓝色弧光灯照射锌板时，验电器的指针张开了一个角度，如图2所示，则(　　)‎ 18‎ 图2‎ A．验电器指针带正电 B．验电器指针带负电 C．改用紫色弧光灯照射锌板时，原来不带电的验电器的指针能张开一个角度 D．改用黄色弧光灯照射锌板时，只要光足够强，原来不带电的验电器的指针一定能张开一个角度 答案　AC 解析　锌板在弧光灯照射下，发生光电效应，有光电子逸出，锌板失去电子带正电，验电器与锌板相连，导致指针带正电，故A正确，B错误；改用紫色弧光灯照射锌板时，紫光频率大于蓝光，那么原来不带电的验电器，其指针会张开一个角度，故C正确；改用黄色弧光灯照射锌板时，黄光频率小于蓝光，不一定能发生光电效应，原来不带电的验电器的指针不一定会张开一个角度，故D错误．‎ ‎2．(多选)光电效应实验中，下列表述正确的是(　　)‎ A．发生光电效应时，光照越强，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 答案　ACD 解析　光电流的大小与光电子的多少有关，增大光的强度，可以增大光电流，光照越强，光电流越大，故A正确；无论光强多强，光照时间多长，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应，故B错误；根据爱因斯坦光电效应方程可知，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，对应的遏止电压越大，故C正确；无论光强多强，光照时间多长，只有光的频率大于极限频率才能产生光电效应，故D正确．‎ ‎3．(多选)(2018·新高考研究联盟联考)研究光电效应的实验电路图如图‎3a所示，其光电流与电压的关系如图b所示．则下列说法中正确的是(　　)‎ 18‎ 图3‎ A．若把滑动变阻器的滑动触头向右滑动，光电流一定增大 B．图线甲与乙是同一种入射光，且甲的入射光强度大于乙光 C．由图可知，乙光的频率小于丙光频率 D．若将甲光换成丙光来照射锌板，其逸出功将减小 答案　BC 考点二　玻尔理论和能级 ‎1．玻尔理论的理解 ‎(1)电子绕核运动的半径是不连续的；‎ ‎(2)电子跃迁辐射光子的频率不等于电子绕核圆周运动的频率；‎ ‎(3)实物粒子也能使原子发生能级跃迁；‎ ‎(4)能级之间跃迁时放出的光子频率是不连续的．‎ ‎2．两类能级跃迁 ‎(1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子．‎ 光子的频率ν＝＝.‎ ‎(2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量．‎ ‎①光照(吸收光子)：光子的能量必须恰等于能级差ΔE.‎ ‎②碰撞：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E外≥ΔE.‎ ‎③大于电离能的光子被吸收，原子被电离．‎ ‎3．谱线条数的确定方法 ‎(1)一个处于第n能级的氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为n－1.‎ ‎(2)一群处于第n能级的氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法：‎ ‎①用数学中的组合知识求解：N＝C＝.‎ ‎②利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出，然后相加．‎ 例2　(多选)(2018·浙江4月选考·15)氢原子的能级图如图4所示，关于大量氢原子的能级跃迁，下列说法正确的是(可见光的波长范围为4.0×10－‎7 m～7.6×10－‎7 m，普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，真空中的光速c＝3.0×‎108 m/s)(　　)‎ 18‎ 图4‎ A．氢原子从高能级跃迁到基态时，会辐射γ射线 B．氢原子处在n＝4能级时，会辐射可见光 C．氢原子从高能级向n＝3能级跃迁时，辐射的光具有显著的热效应 D．氢原子从高能级向n＝2能级跃迁时，辐射的光在同一介质中传播速度最小的光子能量为1.89 eV 答案　BC 解析　γ射线是原子核衰变时产生的高能电磁波，与核外电子无关，故A选项错误；电子从高能级向低能级跃迁时辐射出光子，根据ΔE＝hν＝h，可得可见光光子的能量范围为1.63 eV～3.09 eV.从n＝4能级跃迁到n＝2能级ΔE＝2.55 eV，处在可见光能量范围内，故B选项正确；从高能级向n＝3能级跃迁辐射出最大能量为ΔE＝1.51 eV<1.63 eV，属于红外线，具有热效应，所以C选项正确；传播速度越小，折射率越大，光子频率越大，能量越大，而从高能级向n＝2能级跃迁时最大能量为3.4 eV，所以D选项错误．‎ ‎4．(多选)下列关于玻尔原子理论及氢原子能级的说法，正确的是(　　)‎ A．原子中的电子运动轨道分布是连续的 B．原子中的电子在某一定态时，电子绕原子核运动，但不向外辐射能量 C．氢原子的核外电子由一个能级跃迁到另一个能级吸收光子时，氢原子的能量不变 D．一群氢原子从n＝3能级向n＝1能级跃迁，最多能发出3种不同频率的光子 答案　BD 解析　原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的，故A错误；原子处于称为定态的能量状态时，虽然电子做加速运动，但并不向外辐射能量，故B正确；核外电子由一个能级跃迁到另一个能级时，吸收一定频率的光子后，能量会增大，故C错误；氢原子向低能级跃迁时是随机的，一群处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多可能发出C＝3种不同频率的光子，故D正确．‎ ‎5.(多选)如图5所示，μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子(bydrogen 18‎ ‎ muonatom)．它在原子核物理的研究中有重要作用．图为μ氢原子的能级示意图，假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n＝2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光，且频率依次增大，则(　　)‎ 图5‎ A．μ氢原子吸收光子后处于n＝5能级 B．μ氢原子吸收光子后处于n＝4能级 C．E等于h(ν6－ν4)‎ D．E等于h(ν5－ν2)‎ 答案　BC 解析　由n＝C＝6，解得：m＝4，即μ氢原子吸收能量后先从n＝2能级跃迁到n＝4能级，然后从n＝4能级向低能级跃迁，故A错误，B正确．辐射光子按能量从小到大的顺序排列为能级4到能级3，能级3到能级2，能级4到能级2，能级2到能级1，能级3到能级1，能级4到能级1.所以能量E与hν3相等，也等于h(ν1＋ν2)，也等于h(ν6－ν4)，故C正确，D错误．‎ ‎6．(多选)根据国家科技部‎2017年3月6日报道，迄今为止，科学家已经成功检测定位了纳米晶体结构中的氢原子，按玻尔氢原子理论，氢原子的能级如图6所示，下列判断正确的是(　　)‎ 图6‎ A．用光子能量为13.01 eV的光照射一群处于基态的氢原子，可观测到多种不同频率的光 B．大量处于n＝4激发态的氢原子向基态跃迁时，可能发出6条光谱线 C．氢原子从n＝4激发态跃迁到n＝2激发态需要吸收光子 D．氢原子的核外电子由高能级跃迁到低能级时，氢原子的电势能减小，电子的动能增大 答案　BD 18‎ 解析　氢原子发生能级跃迁的能量差：－13.6 eV＋13.01 eV＝－0.59 eV，氢原子没有－0.59 eV的能级，故A错误；大量处于n＝4激发态的氢原子向基态跃迁时可发出的光谱线条数为＝6种，故B正确；氢原子由高能级态向低能级态跃迁时辐射光子，故C错误；氢原子的核外电子由高能级跃迁到低能级时，轨道半径减小，电场力做正功，氢原子电势能减小，电子的动能增大，D正确．‎ ‎7．(多选)(2018·嘉兴一中期末)如图7是氢原子能级图，大量处在激发态n＝5能级的氢原子向低能级跃迁，a是从n＝4能级跃迁到n＝2能级产生的光，b是从n＝5能级跃迁到n＝3能级产生的光．已知某金属的极限频率ν＝5.53×1014 Hz，普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，电子电荷量e＝1.6×10－‎19 C，则(　　)‎ 图7‎ A．在相同的双缝干涉实验装置中，a光产生的干涉条纹间距比b光的更宽 B．a光和b光的光子动量之比为255∶97‎ C．用a光照射该金属时，能产生最大初动能为0.27 eV的光电子 D．在同样的玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度 答案　BC 考点三　核反应与核能 ‎1．核反应的四种类型 类型 可控性 核反应方程典例 衰变 α衰变 自发 U→Th＋He β衰变 自发 Th→Pa＋　e 人工转变 人工控制 N＋He→O＋H(卢瑟福发现质子)‎ He＋Be→C＋n(查德威克发现中子)‎ Al＋He→P＋n 约里奥—居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子 P→Si＋e 18‎ 重核裂变 比较容易进行人工控制 U＋n→Ba＋Kr＋3n U＋n→Xe＋Sr＋10n 轻核聚变 很难控制 H＋H→He＋n ‎2．对质能方程的理解 ‎(1)一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即E＝mc2.‎ 方程的含义：物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系，物体的能量增大，质量也增大；物体的能量减少，质量也减少．‎ ‎(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量也要相应减少，即ΔE＝Δmc2.‎ ‎(3)原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收的能量为ΔE＝Δmc2.‎ 例3　(多选)(2018·温州市期中)我国首次使用核电池随“嫦娥三号”软着陆月球，并用于嫦娥三号的着陆器和月球车上，核电池是通过半导体换能器，将放射性同位素衰变过程中释放出的能量转变为电能．嫦娥三号采用放射性同位素Pu，静止的Pu衰变为铀核U和α粒子，并放出频率为ν的γ光子，已知Pu、U和α粒子的质量分别为mPu、mU、mα.下列说法正确的是(　　)‎ A. Pu的衰变方程为Pu→U＋He＋γ B．此核反应过程中质量亏损为Δm＝mPu－mU－mα C．释放出的γ光子的能量为(mPu－mU－mα)c2‎ D．反应后U和α粒子结合能之和比Pu的结合能大 答案　ABD 解析　根据质量数守恒与电荷数守恒可知，Pu的衰变方程为Pu→U＋He＋γ，故A正确；此核反应过程中的质量亏损等于反应前后质量的差，为Δm＝mPu－mU－mα，故B正确；释放的γ光子的能量为hν，核反应的过程中释放的能量：E＝(mPu－mU－mα)c2，由于核反应的过程中释放的核能转化为新核与α粒子的动能以及光子的能量，所以光子的能量小于(mPu－mU－mα)c2，故C错误；Pu衰变成U和α粒子后，释放核能，将原子核分解为单个的核子需要的能量更大，原子变得更稳定，所以反应后U和α粒子结合能之和比Pu的结合能大，故D正确．‎ ‎8．(多选)(2018·绍兴市选考诊断)人类对微观世界进行探索的过程中，下列说法正确的是(　　)‎ A．G.P.汤姆孙从实验中发现了电子衍射现象，说明实物粒子也具有波动性 B．查德威克用α粒子轰击铍核发现中子的核反应为H＋Be→n＋C 18‎ C．有些元素的半衰期会随外界温度和压强的改变而略微改变 D．一般化学反应只是核外电子的改变，而核反应则是原子核的改变．所以一般化学反应能量改变比核反应小 答案　AD ‎9．(多选)C能自发地进行β衰变，下列判断正确的是(　　)‎ A.C经β衰变后变成C B.C经β衰变后变成N C.C发生β衰变时，原子核内一个质子转化成中子 D.C发生β衰变时，原子核内一个中子转化成质子 答案　BD 解析　发生β衰变时，原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，所以每发射一个β粒子，一个中子转化为质子，依据质量数与电荷数守恒，则有C→N＋e，故B、D正确，A、C错误．‎ ‎10．(多选)(2018·浙江4月选考·14)下列说法正确的是(　　)‎ A．组成原子核的核子越多，原子核越稳定 B.U衰变为Rn经过4次α衰变，2次β衰变 C．在LC振荡电路中，当电流最大时，线圈两端电势差也最大 D．在电子的单缝衍射实验中，狭缝变窄，电子动量的不确定量变大 答案　BD 解析　比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定，故A错误；U衰变为Rn，质量数减少16，电荷数减少6，由于原子核经过一次α衰变，质子数减少2，质量数减少4，经过一次β衰变，质子数增加1，质量数不变．所以有：α衰变次数m＝＝4；β衰变次数n＝＝2，所以B正确；当线圈两端电势差最大时，电流变化率最大，此时电流为0，故C错误；在电子的单缝衍射实验中，狭缝越窄，屏上中央亮条纹越宽，即能更准确地测得电子的位置．根据不确定性关系ΔxΔp≥，电子动量的不确定量变得更大，故D正确．‎ ‎11．(多选)目前核电站都是利用铀核裂变释放大量核能进行发电，其发生的核反应方程是U＋n→Ba＋Kr＋Xn，一座发电功率为P＝1.00×106 kW的核电站，核能转化为电能的效率η＝50%，每次核反应过程中放出的核能ΔE＝2.78×10－11 J，铀核的质量mU＝390×10－‎27 kg，则下列说法正确的是(　　)‎ A．X＝3‎ B．每年核电站消耗U的能量约为6.3×1016 J 18‎ C．每年消耗U的数目约为2.27×1024个 D．每年消耗U的质量约为‎885 kg 答案　ABD 解析　根据核反应方程遵循质量数和电荷数守恒知，X＝3，A正确；因核电站发电效率为50%，则核电站消耗U的功率为P′＝＝2.00×106 kW，核电站每年消耗U的能量为W＝P′t＝2.00×109×365×24×3 600 J≈6.3×1016 J，B正确；产生这些能量消耗的铀核的数目：n＝＝≈2.27×1027(个)，C错误；每年消耗U的质量为M＝nmU＝2.27×1027×390×10－‎27 kg≈‎885 kg，D正确．‎ 专题强化练 ‎1．(多选)(2018·七彩阳光联盟期中)下列说法正确的是(　　)‎ A．光的偏振现象说明光是横波 B．氢原子光谱规律的发现揭示了氢原子的波动性 C．一个光子与一个静止的电子碰撞而被散射，散射光子的波长大于原来光子的波长 D．在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，形成的光电流与加在光电管阴极和阳极的电压成正比 答案　AC ‎2．下列说法正确的有(　　)‎ A．用红光照射某金属表面时发生光电效应，改用紫光照射时也一定能发生光电效应 B．用紫光照射某金属表面时发生光电效应，改用红光照射时也一定能发生光电效应 C．原子核放出β粒子后，转变成新核所对应的元素是原来元素的同位素 D．改变压强、温度可改变放射性元素的半衰期 答案　A ‎3．(多选)(2018·台州市3月选考)关于天然放射现象，下列说法正确的是(　　)‎ A.U经过7次α衰变和4次β衰变后得到Pb B．将放射性元素掺杂到其他稳定元素中，其半衰期不变 C．β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变成中子时产生的 D．在α、β、γ这三种射线中，α射线的电离能力最强，γ射线的穿透能力最强 答案　ABD ‎4．(多选)(2017·浙江4月选考·14)下列说法正确的是(　　)‎ 18‎ A．β、γ射线都是电磁波 B．原子核中所有核子单独存在时质量总和大于该原子核的总质量 C．在LC振荡电路中，电容器刚放电时，电容器极板上电荷量最多，回路电流最小 D．处于n＝4激发态的氢原子共能辐射出4种不同频率的光子 答案　BC 解析　β射线为高速电子流，不是电磁波，选项A错误．原子核的总质量小于组成它的所有核子的质量之和，选项B正确．LC振荡电路中，电容器开始放电时，由于自感线圈的阻碍作用，因此回路电流从小变大，选项C正确．大量处于n＝4激发态的氢原子可以放出C＝6种不同频率的光子，单个处于n＝4激发态的氢原子最多可以放出3种不同频率的光子，故选项D错误．‎ ‎5．(多选)三束单色光1、2和3的波长分别为λ1、λ2和λ3(λ1＞λ2＞λ3)．分别用这三束光照射同一种金属．已知用光束2照射时，恰能产生光电子．下列说法正确的是(　　)‎ A．用光束1照射时，不能产生光电子 B．用光束3照射时，不能产生光电子 C．用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多 D．用光束2照射时，光越强，产生的光电子的最大初动能越大 答案　AC 解析　依据波长与频率的关系：λ＝，因λ1＞λ2＞λ3，那么ν1＜ν2＜ν3；由于用光束2照射时，恰能产生光电子，因此用光束1照射时，不能产生光电子，而光束3照射时，一定能产生光电子，故A正确，B错误；用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多，而由光电效应方程：Ek＝hν－W0，可知，光电子的最大初动能与光的强弱无关，故C正确，D错误．‎ ‎6．(多选)在研究某金属的光电效应现象时，发现当入射光的频率为ν时，其遏止电压为U.已知普朗克常数为h，电子电荷量大小为e，下列说法正确的是(　　)‎ A．该金属的截止频率为ν－ B．该金属的逸出功为eU－hν C．增大入射光的频率，该金属的截止频率增大 D．增大入射光的频率，该金属的遏止电压增大 答案　AD 解析　根据光电效应方程Ek＝hν－hν0和eU＝Ek得：ν0＝ν－，故A正确．根据光电效应方程Ek＝hν－W0和eU＝Ek得，W0＝hν0＝hν－eU，故B错误．金属的截止频率与入射光的频率无关，故C错误．根据光电效应方程Ek＝hν－W0和eU＝Ek得eU＝hν－W0‎ 18‎ ‎，可知，增大入射光的频率，该金属的遏止电压增大，故D正确．‎ ‎7.(多选)氢原子的部分能级如图1所示，已知可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间．由此可推知，氢原子(　　)‎ 图1‎ A．从高能级向n＝1能级跃迁时发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 答案　AD 解析　从高能级向n＝1能级跃迁时，辐射的光子能量最小为10.2 eV，大于可见光的光子能量，则波长小于可见光的波长，故A正确．从高能级向n＝2能级跃迁时辐射的光子能量最大为3.4 eV, 大于可见光的能量，故B错误．从高能级向n＝3能级跃迁时辐射的光子能量最大为1.51 eV，小于可见光的光子能量，故C错误．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的光子能量为1.89 eV，在可见光能量范围之内，故D正确．‎ 18‎ ‎8．(多选)(2018·台州中学统练)下列有关说法正确的是(　　)‎ A．铀核发生α衰变时，释放出α粒子和一定的能量，目前核电站利用的就是这一自发释放的能量 B．如果利用紫光照射某种金属可以发生光电效应，改用红光一定不能发生光电效应 C．氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，会释放出一定频率的光子 D．机械波和电磁波都具有干涉、衍射的特性 答案　CD 解析　核电站利用的是铀核的裂变反应释放的能量，选项A错误；紫光的频率大于红光，如果利用紫光照射某种金属可以发生光电效应，改用红光不一定能发生光电效应，选项B错误；氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，会释放出一定频率的光子，选项C正确；机械波和电磁波都具有干涉、衍射的特性，选项D正确．‎ ‎9．(多选)(2018·新高考研究联盟联考)如图2所示的几幅图的有关说法中正确的是(　　)‎ 图2‎ A．甲图中少数α粒子发生了较大角度偏转，是由于原子的全部正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 B．乙图中射线丙由α粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷，射线乙不带电，一定是高速运动的中子流 C．丙图中强黄光和弱黄光曲线交于U轴同一点，说明对于同种颜色的光发生光电效应时最大初动能与光的强度无关 D．丁图为粒子通过气泡室时的照片，通过照片可以分析粒子的动量、能量及带电情况 答案　ACD 解析　题图甲中少数α粒子发生了较大角度偏转，是由于原子的全部正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上，选项A正确；题图乙中射线丙向右偏转，由左手定则可知，它由α粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷；射线乙不偏转，故不带电，是γ射线，选项B错误；根据eUc＝Ek＝hν－W0，当强黄光和弱黄光曲线交于U 18‎ 轴同一点，说明对于同种颜色的光发生光电效应时最大初动能与光的强度无关，故C正确；由图和根据玻尔理论知道，通过照片可以分析粒子的动量、能量及带电情况，故D正确．‎ ‎10．(多选)(2018·名校协作体3月选考)下面表格中给出了一些金属材料的逸出功：‎ 材料 铯 铍 钙 钛 逸出功(10－19 J)‎ ‎3.0‎ ‎6.2‎ ‎5.1‎ ‎6.6‎ 现用波长为330～400 nm(1 nm＝10－‎9 m)的紫外线光照射上述材料，能产生光电效应的材料(普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，光速c＝3.0×‎108 m/s)(　　)‎ A．铯 B．铍 C．钙 D．钛 答案　AC ‎11．(多选)已知氢原子的能级如图3所示，下列说法正确的有(　　)‎ 图3‎ A．使n＝2能级的氢原子电离至少需要吸收3.4 eV的能量 B．氢原子由n＝3能级跃迁到n＝2能级，放出光子，能量增加 C．处于基态的氢原子吸收能量为10.2 eV的光子跃迁到n＝4激发态 D．大量处于n＝3激发态的氢原子会辐射出3种不同频率的光 答案　AD ‎12．(多选)(2018·宁波市3月选考)氢原子的部分能级如图4所示，大量处于n＝2激发态的氢原子从一束单一频率的光中吸收了能量后，跃迁到某较高激发态，再向低能级跃迁时，可以发出6种不同频率的光子(频率从高到低依次为：ν1、ν2、ν3、ν4、ν5、ν6)，则下列说法正确的是(　　)‎ 18‎ 图4‎ A．入射光的频率为(ν5＋ν6)‎ B．发出的6种光子，在真空中衍射本领最大的是ν1‎ C．ν3光子照射逸出功为3.34 eV的锌板产生的光电子的最大初动能为6.86 eV D．发出的6种光子在水中传播时，速度最大的是ν1‎ 答案　AC 解析　可放出6种不同频率的光子，说明氢原子吸收光子后处在n＝4能级，从n＝2到n＝4吸收光频率应为ν5＋ν6，故A正确；衍射本领最大的应是波长最长、频率最小的ν6，故B错误；ν3光子能量是hν3＝E2－E1＝10.2 eV，由Ek＝hν3－W0＝6.86 eV，故C正确；在水中传播速度最大的是ν6，D错误．‎ ‎13．(多选)(2018·七彩阳光联盟期中)裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核U为燃料的反应堆中，当U俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为 ‎　U　　＋　n　　→　　Xe　　＋　Sr＋X ‎235．043 9　1.008 7　 　138.917 8　 93.915 4‎ 反应方程下方的数字是中子及有关原子的静止质量(以原子质量单位u为单位)，已知1 u的质量对应的能量为9.3×102 MeV，则(　　)‎ A．此反应方程式中的X是2n B．此反应释放出的能量约为1.8×102 MeV C．此反应前后能量守恒 D．此反应前后动量不守恒 答案　BC ‎14．(多选)一群氢原子从n＝3的能级向低能级跃迁时，放出光子的最大能量为E，已知氢原子处于基态时能量为E1，氢原子各能级的关系为En＝(n＝1,2,3…)，则这群氢原子(　　)‎ A．跃迁时可以放出6种不同能量的光子 B．由n＝2的能级向基态跃迁时放出光子的能量小于E C．由n＝3的能级向n＝2的能级跃迁时放出光子的能量等于 D．由n＝2的能级向基态跃迁时吸收光子的能量为 答案　BC 解析　大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁能产生3种不同频率的光子，故A错误；从n＝3的能级向基态跃迁时，放出光子的最大能量为E，即为E＝－E1＝－E1，则n 18‎ ‎＝2的能级向基态跃迁时放出光子的能量，为：E′＝－E1＝－E1＝E，小于E，故B正确，D错误；当n＝3的能级向n＝2的能级跃迁时放出光子的能量，为：E″＝－＝－E1＝，故C正确．‎ ‎15．(多选)(2018·新高考研究联盟联考)氢原子能级图如图5甲所示，一束光子能量为12.75 eV的单色光照射处于基态的一群氢原子上，这群氢原子吸收光子后处于激发态，并能发出一系列的光子，发出的光子束照到逸出功为3.7 eV的金属镁表面，部分入射光使镁发生了光电效应，若能使镁发生光电效应的其中一种频率的光为a光，不能使镁发生光电效应的其中一种频率的光为b光，则下列有关说法中正确的有(　　)‎ 图5‎ A．氢原子吸收光子后所发出的光子频率有6种 B．有三种不同频率的光子可使镁发生光电效应 C．a光和b光同时入射到同一平行玻璃砖中，如乙图所示，a光有可能在B界面处发生全反射，b光不可能 D．a、b光用同一装置进行双缝干涉实验，b光的明暗相间的条纹间距更小 答案　AB ‎16．(多选)(2017·温州市十校高三期末)小宇同学参加学校科技嘉年华，设计了一个光电烟雾探测器，如图6，S为光源，有一束光束，当有烟雾进入探测器时，来自S的光会被烟雾散射进入光电管C，当光射到光电管中的钠表面(钠的极限频率为6.00×1014Hz)，会产生光电子，当光电流大于10－‎8 A时，便会触发报警系统报警．下列说法正确的是(　　)‎ 图6‎ A．要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能小于0.5 μm B．光源S发出的光波能使光电管发生光电效应，那么光源越强，光电烟雾探测器灵敏度越高 C．光束遇到烟雾发生散射是一种折射现象 D．若5%射向光电管C的光子会发生光电子，当报警器报警时，每秒射向C 18‎ 钠表面的光子最少数目是1.25×1012个 答案　BD 解析　根据Ek＝hν－W0＝－hν0.光源S发出的光波最大波长：λmax＝＝ m＝5×10－‎7 m＝0.5 μm，即要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能大于0.5 μm，故A错误；光源S发出的光波能使光电管发生光电效应，那么光源越强，被烟雾散射进入光电管C的光越多，越容易探测到烟雾，即光电烟雾探测器灵敏度越高，故B正确；光束遇到烟雾发生散射是一种反射现象，故C错误；光电流等于10－‎8 A时，每秒产生的光电子的个数：n＝＝＝6.25×1010个，每秒射向C钠表面的光子最少数目：N＝＝＝1.25×1012 个，故D正确．‎ 18‎