【物理】2020届一轮复习人教版光电效应波粒二象性氢原子能级原子结构学案

【物理】2020届一轮复习人教版光电效应波粒二象性氢原子能级原子结构学案

‎2020届一轮复习人教版 光电效应波粒二象性氢原子能级原子结构 学案 ‎●光电效应和波粒二象性●‎ 一、黑体辐射和量子 ‎1．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。‎ ‎2．实验规律：‎ 随着温度升高，各种波长的电磁波辐射强度都增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。‎ ‎3．普朗克提出黑体辐射强度按波长分布的公式，理论与实验结果相符，但要求满足能量子假设。‎ ‎4．能量子ε=hν，其中ν为电磁波频率，普朗克常量h=6.63×10–34 J·s。‎ 二、光电效应 ‎1．定义 在物理学中，在光的照射下电子从物体表面逸出的现象，称为光电效应。‎ ‎2．光电子 光电效应中发射出来的电子。‎ ‎3．光电效应规律 ‎（1）每种金属都有一个极限频率，只有入射光的频率大于或等于这个极限频率时，才会产生光电效应；当入射光的频率小于这个极限频率时，不能产生光电效应。‎ ‎（2）光电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）光电效应的发生几乎瞬时的，一般不超过10－9s。‎ ‎（4）当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比。‎ 三、爱因斯坦光电效应方程 ‎1．光子说 在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝hν。其中h＝6.63×10－34J·s。（称为普朗克常量）‎ ‎2．逸出功W0‎ 使电子脱离某种金属所做功的最小值。‎ ‎3．最大初动能 发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。‎ ‎4．爱因斯坦光电效应方程 ‎（1）表达式：hν＝W＋mv2。‎ ‎（2）物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能mv2。‎ 四、光的波粒二象性与物质波 ‎1．光的波粒二象性 ‎（1）光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。‎ ‎（2）光电效应说明光具有粒子性。‎ ‎（3）光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性。‎ ‎2．物质波 ‎（1）概率波 光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波。‎ ‎（2）物质波 任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长λ＝，p为运动物体的动量，h为普朗克常量。‎ ‎1.光电流与电压的关系图象（I–U图象）‎ ‎ ‎ ‎（1）电压范围足够大时，电流的最大值为饱和光电流Im，图线与横轴交点的横坐标的绝对值为遏止电压Uc，光电子的最大初动能Ek=eUc。‎ ‎（2）频率相同的入射光，遏止电压相同，饱和光电流与光照强度成正比。‎ ‎（3）不同频率的入射光，遏止电压不同，入射光频率越大，遏止电压越大。‎ ‎2．最大初动能与入射光频率的关系图象（Ek–ν图象）‎ ‎（1）函数方程为Ek=hν–W0=hν–hνc。‎ ‎（2）图线斜率等于普朗克常量h，横轴截距等于截止频率vc，纵轴截距绝对值E等于逸出功W0=hνc。‎ ‎3．遏止电压与入射光频率的关系图象（Uc–ν图象）‎ ‎（1）函数方程为Uc=ν–=ν–。‎ ‎（2）图线斜率与电子电荷量的乘积等于普朗克常量h，横轴截距等于截止频率νc，纵轴截距的绝对值与电子电荷量的乘积等于逸出功。‎ ‎1．下列关于热辐射和黑体辐射说法不正确的是（ ）‎ A．一切物体都在辐射电磁波 B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关 C．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值像波长较短的方向移动 D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波 ‎【答案】B ‎【解析】一切物体都在辐射电磁波，故A正确。物体辐射电磁波的情况不仅与温度有关，还与其它因素有关。故B错误。黑体辐射的强度的极大值随温度升高向波长较短的方向移动，故C正确。能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体，故D正确。此题选择不正确的选项，故选B。‎ 解决本题的关键知道黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．‎ ‎2．根据课本黑体辐射的实验规律，以下判断不正确的是（    ）‎ A．在同一温度下，辐射强度最大的电磁波波长不是最大的，也不是最小的，而是处在最大与最小波长之间 B．温度越高，辐射强度最大的电磁波的波长越短 C．温度越高，辐射强度的极大值就越大 D．在同一温度下，波长越短的电磁波辐射强度越大 ‎【答案】D ‎【解析】A、D、在同一温度下，辐射强度最大的电磁波波长不是最大的，也不是最小的，而是处在最大与最小波长之间．故A正确，D错误； ‎ B、C、黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，则辐射强度的极大值也就越大，辐射强度最大的电磁波的波长越短．故B正确，C正确．‎ 本题选择不正确的，故选：D 黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．‎ ‎3．用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流强度与照射光的强弱、频率等物理量的关系。图中A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调，分别用a、b、c三束单色光照射，调节AK间的电压U，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示，由图可知（ ）‎ A．单色光a的频率高于单色光c的频率 B．单色光a的频率低于单色光b的频率 C．单色光a和c的频率相同，但a更弱些 D．单色光a和b的频率相同，但a更强些 ‎【答案】B ‎【解析】根据，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大。从图象中看出，b光对应的截止电压U截最大，所以b光的频率最高，a、c光的频率相等，再依据光电流大小来判定光的强弱。‎ 光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率，可知，a、c光对应的截止频率小于b光的截止频率，‎ 根据，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大，a光、c光的截止电压相等，所以a光、c光的频率相等，且小于b光频率；‎ 当a、c光照射该光电管，因频率相同，则a光对应的光电流大，因此a光子数多，那么a光的强度较强，，故B正确，ACD错误。‎ 故选：B。‎ 解决本题的关键掌握截止电压、截止频率，以及理解光电效应方程，同时理解光电流的大小与光强有关。‎ ‎4．频率为γ的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为Ek，改用频率2γ的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能为（h为普朗克常量）‎ A．Ek－hγ B．Ek+hγ C．2hγ－Ek D．2Ek ‎【答案】B ‎【解析】根据光电效应方程求出金属的逸出功，再根据光电效应方程求出用频率为2γ的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能．‎ 根据光电效应方程EKm＝hγ﹣W0，则逸出功W0＝hγ﹣EKm。改用频率为2γ的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能为EKm′＝h•2γ﹣W0＝hγ+EKm．故B正确，A、C、D错误。‎ 本题考查最大初动能与入射光频率的关系，比较简单，关键是掌握光电效应方程EKm＝hγ﹣W0．‎ ‎5．用同一光电管研究a、b、c三束单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间的电压U的关系曲线如图所示，由此可判断 A．a、b、c光的频率关系为νa>νb>νc B．a、b、c光的频率关系为νa=νb<νc C．用三束单色光照射光电管时，a光使其逸出的光电子最大初动能大 D．用三束单色光照射光电管时，b光使其逸出的光电子最大初动能大 ‎【答案】D ‎【解析】据光电流I与光电管两极间的电压U的关系曲线，可得三束光逸出的光电子对应的遏止电压，据可得三束光逸出光电子的最大初动能间关系，再据光电效应方程可得，a、b、c光的频率关系。‎ ‎【详解】‎ CD：由图得：，据，可得三束光逸出光电子的最大初动能间关系为。故C项错误，D项正确。‎ AB：据光电效应方程：，照在同一光电管上，逸出功相等，又，则a、b、c光的频率关系为。故AB两项均错误。‎ ‎6．在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关 系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。则可判断出（ ）‎ A．甲光的光子动量小于乙光的光子动量 B．乙光的波长大于丙光的波长 C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能 ‎【答案】B ‎【解析】通过遏止电压的大小比较光电子的最大初动能，从而根据光电效应方程比较出三种光的频率、波长、光子能量的大小。‎ 根据知，甲、乙的遏止电压相等，则光电子的最大初动能相等，丙的遏止电压最大，所以丙光对应的光电子最大初动能最大，根据光电效应方程，Ekm=hv-W0知，甲、乙的频率相等，丙的频率最大，由公式 可知，丙的波长最小，甲、乙波长相等，‎ 由公式可知，丙光的动量最大，甲、乙动量相等，‎ 同一金属，截止频率是相同的。‎ 故应选：B。‎ ‎7．关于光的波粒二象性的说法中，正确的是（　　）‎ A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子 B．光子和电子是同种粒子，光波与机械波是同种波 C．光的波动性是由光子间的相互作用而形成的 D．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说 ‎【答案】D ‎【解析】光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性，光的波长越长，波动性越明显，波长越短，其粒子性越显著；‎ A、所以的光都具有波粒二象性，光同时具有波和粒子的特性，即光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说，故A错误，D正确； B、电子是组成原子的基本粒子，有确定的静止质量，是一种物质实体，速度可以低于光速；光子代表着一份能量，没有静止质量，速度永远是光速，光波和机械波是不同的两种波，故B错误； C、光在传播时往往表现出的波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性，故C错误；‎ 本题考查了光的波粒二象性，有时波动性明显，有时粒子性明显，光是一种波，同时也是一种粒子。‎ ‎8．以下说法中正确的是（　　）‎ A．光波是概率波，物质波不是概率波 B．实物粒子不具有波动性 C．实物粒子也具有波动性，只是不明显 D．光的波动性是光子之间相互作用引起的 ‎【答案】C ‎【解析】光波和物质波都是概率波，选项A错误； 实物粒子也具有波动性，只是不明显，选项B错误，C正确；光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的，选项D错误；故选C.‎ 点睛：宏观世界里找不到既有粒子性又有波动性的物质，同时波长长的更容易体现波动性，波长短可以体现粒子性．‎ ‎9．如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象．由图象可知错误的是（　　 ）‎ A．该金属的逸出功等于E B．该金属的逸出功等于hν0‎ C．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为E D．入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为 ‎【答案】D ‎【解析】根据光电效应方程得出最大初动能与入射光频率的关系，结合图线的斜率和截距进行分析。‎ 根据Ekm=hv-W0得，金属的截止频率等于ν0；纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，逸出功等于E，则E=hv0，故AB正确；根据光电效应方程有：EKm=hv-W，其中W为金属的逸出功：W=hv0；所以有：EKm═hv-hv0，由此结合图象可知，该金属的逸出功为E，或者W=hv0，当入射光的频率为2v0时，带入方程可知产生的光电子的最大初动能为E，故C正确。入射光的频率时，小于极限频率，不能发生光电效应，故D错误。此题选择错误的选项，故选D。‎ ‎10．用如图的装置研究光电效应现象，当用能量为3.0eV的光子照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2mA，移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.7V时，电流表读数为0，则 （ ）‎ A．电键K断开后，没有电流流过电流表G B．所有光电子的初动能为0.7eV C．光电管阴极的逸出功为2.3eV D．改用能量为1.5eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小 ‎【答案】C ‎【解析】电键S断开，只要有光电子发出，则有电流流过电流表．该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于0.7V时，电流表示数为0，知道光电子点的最大初动能为0.7eV，根据光电效应方程EKm=hγ-W0，求出逸出功．改用能量为1.5eV的光子照射，通过判断是否能发生光电效应来判断是否光电流．‎ 电键S断开后，用光子能量为3.0eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，有光电子逸出，则仍然有电流流过电流表。故A错误。该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于0.7V时，电流表示数为0，知道光电子点的最大初动能为0.7eV，但不是所有光电子的初动能为0.7eV；根据光电效应方程EKm=hγ-W0，W0=2.3eV．故C正确，B错误。改用能量为1.5eV的光子照射，由于光电子的能量小于逸出功，不能发生光电效应，无光电流。故D错误。故选C。‎ ‎11．如图甲所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，（直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5），图乙是氢原子的能级图，下列说法正确的是（　　）‎ A．该金属的逸出功为0.5eV B．根据该图象能求出普朗克常量 C．该金属的极限频率为4.27×1014Hz D．用n＝3能级的氢原子跃迁到m＝2能级时所辐射的光照射该金属能使该金属发生电效应 ‎【答案】BCD ‎【解析】根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hγ-W，Ek-γ图象的斜率等于h。横轴的截距大小等于截止频率，逸出功W=hγ0，根据数学知识进行求解。‎ 当Ek＝hγ﹣W＝0时，逸出功为W＝hγ0＝6.63×10﹣34J•s×4.27×1014 Hz＝2.83×10﹣19J≈1.77eV，故A错误；由Ek＝hγ﹣W，得知，该图线的斜率表示普朗克常量h，故B正确；根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hγ﹣W，Ek﹣γ图象的横轴的截距大小等于截止频率，由图知该金属的截止频率为4.27×1014 Hz，故C正确；用n＝3能级的氢原子跃迁到m＝2能级时所辐射的光能量为△E＝E3﹣E2＝﹣1.51﹣（﹣3.4）＝1.89eV＞1.77eV，能发生光电效应，故D正确。所以BCD正确，A错误。‎ 解决本题的关键掌握光电效应方程，以及知道逸出功与极限频率的关系，结合数学知识即可进行求解。‎ ‎12．相对论和量子理论是现代物理学两大支柱。量子理论的核心观念是“不连续”。关于量子理论，以下说法正确的是；‎ A．普朗克为解释黑体辐射，首先提出“能量子”的概念，他被称为“量子之父”‎ B．爱因斯坦实际上是利用量子观念和能量守恒解释了光电效应 C．康普顿效应证明光具有动量，证明光具有波动性 D．玻尔的能量量子化和电子轨道量子化的观点和现代量子理论是一致的 ‎【答案】AB ‎【解析】普朗克为解释黑体辐射，首先提出“能量子”的概念，他被称为“量子之父”，选项A正确；‎ ‎ 爱因斯坦实际上是利用量子观念和能量守恒解释了光电效应，选项B正确；康普顿效应表明光子具有动量，证明光有粒子性，选项C错误；玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律，且只能解释氢原子光谱，与现代的量子理论不一致的，D错误；故选AB.‎ ‎13．下列说法中正确的有___________。‎ A．按照德布罗意关于实物粒子波动性的假说，物质波的波长λ=‎ B．裂变反应中，常用“慢化剂”让裂变产生的快中子减速 C．研究光电效应实验时，所加的电压高于遏止电压时，将不发生光电效应现象 D．α射线、β射线来自原子核，说明原子核内部是有结构的 ‎【答案】BD ‎【解析】实物粒子也具有波动性，在核反应堆中，为使快中子减速，在轴棒周围要放“慢化剂”，常用的慢化剂有石墨、重水和普通水，α射线、β射线来自原子核，说明原子核内部是有结构的。‎ A项：实物粒子也具有波动性，这种与实物粒子相联系的波称为德布罗意波，也叫做物质波，物质波的波长，故A错误；‎ B项：在核反应堆中，为使快中子减速，在轴棒周围要放“慢化剂”，常用的慢化剂有石墨、重水和普通水，故B正确；‎ C项：研究光电效应实验时，所加的电压高于遏止电压时，能发生光电效应，只是不能形成光电流，故C错误；‎ D项：α射线、β射线来自原子核，说明原子核内部是有结构的，故D正确。‎ 故选：BD。‎ ‎● 氢原子能级●‎ 一．原子的核式结构 ‎（1）电子的发现：英国物理学家汤姆孙发现了电子。‎ ‎（2）α粒子散射实验：1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的合作者做了用α粒子轰击金箔的实验，实验结果表明，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大的偏转，有极少数α粒子偏转角超过了90°，有的甚至被原路弹回。‎ ‎（3）原子的核式结构模型：原子内部有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷以及几乎全部的质量都集中在原子核内，带负电的电子绕核运动。‎ 二．玻尔理论 ‎（1）定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中，原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫做定态。‎ ‎（2）跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝E2－E1。（h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s）‎ ‎（3）轨道：原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。‎ 三．氢原子的能级、能级公式 ‎（1）氢原子的能级 能级：按照玻尔的原子理论，原子只能处于一系列不连续的能量状态，在每个状态中，原子的能量值都是确定的，各个确定的能量值叫做能级。能级图如图1所示。‎ 图1‎ ‎（2）氢原子的能级和轨道半径 ‎①氢原子的能级公式：En＝（n＝1，2，3，…），其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV。‎ ‎②氢原子的半径公式：rn＝n2r1（n＝1，2，3，…），其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m。‎ 四．光谱 ‎（1）光谱 用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长（频率）和强度分布的记录，即光谱。‎ ‎（2）光谱分类 有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱。‎ 有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱。‎ ‎（3）氢原子光谱的实验规律 巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式＝R，（n＝3，4，5，…），R是里德伯常量，R＝1.10×107 m－1，n为量子数。‎ ‎ ‎ ‎1.氢原子能级及能级跃迁 ‎1．定态间的跃迁——满足能级差 ‎（1）从低能级（n小）高能级（n大）→吸收能量。‎ hν=En大–En小 ‎（2）从高能级（n大）低能级（n小）→放出能量。‎ Hν=En大–En小 ‎2．电离 电离态与电离能 电离态：n=∞，E=0‎ 基态→电离态：E吸=0–（–13.6 eV）=13.6 eV电离能。‎ n=2→电离态：E吸=0–E2=3.4 eV 如吸收能量足够大，克服电离能后，获得自由的电子还携带动能。‎ ‎2.解答氢原子能级图与原子跃迁问题应注意 ‎1．能级之间发生跃迁时放出（吸收）光子的频率由hν=Em–En求得。若求波长可由公式c=λν求得。‎ ‎2．一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为（n–1）。‎ ‎3．一群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：。‎ ‎（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。‎ ‎3.对原子跃迁条件的理解 ‎1．原子从低能级向高能级跃迁，吸收一定能量的光子。只有当一个光子的能量满足hν=E末–E初时，才能被某一个原子吸收，使原子从低能级E初向高能级E末跃迁，而当光子能量hν大于或小于E末–E初时都不能被原子吸收。‎ ‎2．原子从高能级向低能级跃迁，以光子的形式向外辐射能量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差。‎ ‎3．入射光子和入射电子的区别：若是在光子的激发下引起原子跃迁，则要求光子的能量必须等于原子的某两个能级差；若是在电子的碰撞下引起的跃迁，则要求电子的能量必须大于或等于原子的某两个能级差。两种情况有所区别。‎ 特别提醒：原子的总能量Ekn随r的增大而减小，又En随n的增大而增大，故Epn随n的增大而增大，电势能的变化也可以从电场力做功的角度进行判断，当r减小时，电场力做正功，电势能减小，反之，电势能增大。‎ ‎ ‎ ‎1．在物理学发展过程中做出了重要贡献。下列表述正确的是（ ）‎ A．开普勒测出了万有引力常数 B．爱因斯坦发现了天然放射现象 C．安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式 D．卢瑟福提出了原子的核式结构模型 ‎【答案】D ‎【解析】‎ A.卡文迪许测出了万有引力常数，A错误；‎ B.天然放射现象是法国物理学家贝克勒耳发现的，B错误；‎ C.磁场对运动电荷的作用力公式是由洛伦兹提出的，C错误；‎ D.卢瑟福提出了原子的核式结构模型，D正确。‎ 本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。‎ ‎2．关于原子结构的认识历程，下列说法正确的有 （　　）‎ A．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内 B．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据 C．对原子光谱的研究开辟了深入探索原子核内部结构的道路 D．玻尔提出的原子定态，原子可以稳定在固定的能级上，玻尔原子理论能成功地解释几乎所有原子的光谱现象 ‎【答案】B ‎【解析】卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，猜想原子内的正电荷及几乎全部质量集中在很小的核内，选项A错误； α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据，选项B正确；对天然放射现象的研究开辟了深入探索原子核有复杂结构的道路，故C错误；玻尔提出的原子定态，原子可以处在一系列不连续的能量状态中；玻尔原子理论只是成功解释了氢原子光谱，但是不能解释所有原子的光谱现象，选项D错误；故选B.‎ ‎3．在人类对微观世界的探索中科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合史实的是 A．密立根通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷 B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核 C．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋（Po）和镭（Ra）两种新元素 D．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子 ‎【答案】C ‎【解析】‎ A、汤姆孙通过对阴极射线在电场及在磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测定了粒子的比荷，故A错误；B、贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，证明原子核有复杂结构，故B错误；C、居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋（Po）和镭（Ra）两种新元素，故C正确；D、卢瑟福通过а粒子散射实验，证实了原子是由原子核和核外电子组成的，故D错误。本题选C。‎ ‎4．利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟，可以制成氢原子钟。如图所示为氢原子的能级图，一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁，能辐射出波长最短的电磁波的频率为（已知普朗克常数为6.63×10－34J·s）‎ A．3.08×1014Hz B．3.08×1015Hz C．1.93×1014Ihz D．1.93×1014Hz ‎【答案】B ‎【解析】辐射出的波长最短的电磁波为频率最高的电磁波，即对应着从n=4的能级到n=1能级的跃迁；根据波尔理论列出方程求解频率。‎ 辐射出的波长最短的电磁波为频率最高的电磁波，即为能量最大的电磁波，根据波尔理论可知：，解得，故选B.‎ ‎5．氢原子的能级如图所示，一个处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是（ ）‎ A．氢原子可能发出3种不同频率的光 B．已知钾的逸出功为2.22eV，则氢原子能从n=3能级跃迁到n=2能级释放的光子可以从金属钾的表面打出光电子 C．氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级释放的光子能量最小 D．氢原子由n=3能级跃迁到n=1能级时，产生的光电频率最高，波长最短 ‎【答案】D ‎【解析】由高能级向低能级跃迁，辐射的光子能量等于两能级间的能极差，光子频率越高，波长越短。当光子的能量大于逸出功，即可发生光电效应；‎ A．一个处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁，最多可辐射出两种频率的光子，即3→2，2→1，选项A错误；‎ B．氢原子能从n=3能级跃迁到n=2能级释放的光子能量为E32 =-1.51-（-3.40）=1.89eV<2.22eV；则氢原子能从n=3能级跃迁到n=2能级释放的光子不能从金属钾的表面打出光电子，选项B错误；‎ C．氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，能级差最小，释放的光子能量最小，选项C错误；‎ D．从n=3的能级跃迁到n=1的能级时，能级差最大，辐射出的光的频率最高，波长最短，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎6．一对正、负电子可形成一种寿命比较短的称为“电子偶素”的新粒子。电子偶素中的正电子与负电子都以速率v绕它们连线的中点做圆周运动。假定玻尔关于氢原子的理论可用于电子偶素，电子的质量m、速率v和正、负电子间的距离r的乘积也满足量子化条件，即 ，式中n称为量子数，可取整数值1、2、3、¼，h为普朗克常量。已知静电力常量为k，电子质量为m、电荷量为e，当它们之间的距离为r时，电子偶素的电势能，则关于电子偶素处在基态时的能量，下列说法中正确的是（ ）‎ A． B． C． D．‎ ‎【答案】C ‎【解析】正电子与负电子都以速率v 绕它们连线的中点做圆周运动，两者间的库仑力充当向心力；结合题中量子化的条件，可得n=1时正、负电子间的距离、电子的速率。求出n=1时两个电子的动能和电子偶素的电势能可得电子偶素处在基态时的能量。‎ 设n=1时正、负电子间的距离为、电子的速率为，则，由量子化条件可得，联立解得：、。每个电子的动能，系统的电势能，则电子偶素处在基态时的能量，解得：。故C项正确，ABD三项错误。‎ ‎7．如图为玻尔理论的氢原子能级图，当一群处于激发态n=3能级的氢原子向低能级跃迁时，发出的光中有两种频率的光能使某种金属产生光电效应，以下说法中正确的是（ ）‎ A．这群氢原子向低能级跃迁时能发出四种频率的光 B．这种金属的逸出功一定小于10.2eV C．用波长最短的光照射该金属时光电子的最大初动能一定大于3.4eV D．由n=3能级跃迁到n=2能级时产生的光一定能够使该金属产生光电效应 ‎【答案】B ‎【解析】根据氢原子从n=3能级向低能级跃迁时发出的光子能量来判断该金属的逸出功，然后根据光电效应方程进行判断即可；‎ A、由能级的激发态向低能级跃迁时，辐射出三种频率光子的能量分别为、、，结合题意，根据光电效方程可知，这种金属的逸出功一定小于，故选项A错误，选项B正确；‎ C、用波长最短即光子能量为的光照射该金属时，其最大初动能最小值为：，则其最大初动能一定大于，故选项C错误；‎ D、由n=3能级跃迁到n=2能级时产生的光子能量为，由上面分析可知该金属的逸出功一定小于，所以不一定能够使该金属产生光电效应，故选项D错误。‎ ‎8．已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量为，其中n＝2，3，4…已知普朗克常量为h，则下列说法正确的是（　　）‎ A．氢原子跃迁到激发态后，核外电子动能增大，原子的电势能减小 B．基态氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后，电子速度大小为 C．大量处于n＝3的激发态的氢原子，向低能级跃迁时可辐射出3种不同频率的光 D．若原子从n＝6能级向n＝1能级跃迁时所产生的电磁波能使某金属发生光电效应，则原子从n＝6能级向n＝2能级跃迁时所产生的电磁波也一定能使该金属发生光电效应 ‎【答案】C ‎【解析】‎ A、氢原子跃迁到激发态后，核外电子的动能减小，电势能增大，总能量增大，选项A错误；‎ B、基态的氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后，最大动能为Ekm＝hν－E1，设电子的最大速度为vm，则vm＝，选项B错误；‎ C、大量处于n＝3的激发态的氢原子，向低能级跃迁可能辐射的光线的条数＝3种，选项C正确；‎ 从n＝6能级向n＝1能级跃迁产生的电磁波能使某金属发生光电效应，则从n＝6能级向n＝2能级跃迁产生的电磁波不一定能使该金属发生光电效应，选项D错误．‎ 故选C ‎9．如图所示为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光．关于这些光，下列说法正确的是（　 　）‎ A．最容易表现出波动性的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的 B．这些氢原子最多可辐射出6种不同频率的光 C．若用n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光照射某金属恰好发生光电效应，则用n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光照射该金属一定能发生光电效应 D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为3.86eV ‎【答案】BD ‎【解析】波长越短的光越不容易产生波动性；大量处于激发态n的氢原子，在向低能级跃迁时可产生的光子种类为个；处于激发态的氢原子的电子从高能级向低能级跃迁过程中，产生的光子能量由前后两个能级的能量差决定，；根据爱因斯坦光电效应方程，电子从金属表面逸出时的最大初动能。‎ A、最容易表现出波动性的光是波长较大，即频率较小的光。根据，在所有辐射出的光中，只有从n=4能级到n=3能级跃迁的能量差最小，波长最长，最满足题意，故A错误；‎ B、由于是一群氢原子处于n=4能级，故它们在向低能级跃迁过程中产生的光子种类为种，故B正确；‎ C、根据，从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光子的频率小于从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光子的频率，用频率的光恰好发生光电效应，则频率小于该种金属的极限频率（截止频率），无论光多么强，都不能发生光电效应，C错误；‎ D、用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光子的能量为；又根据光电效应方程，最大初动能，D正确。‎ 故选BD。‎ 本题考查了能级跃迁和光电效应的综合运用，知道能级间跃迁辐射的光子频率与能级差的关系以及光电效应的条件是解决本题的关键。‎ ‎10．氦原子被电离出一个核外电子,形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为,氦离子的能级示意图如图所示。在具有下列能量的粒子中,能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是（　　）‎ A．54.4 eV（光子） B．50.4 eV（光子）‎ C．48.4 eV（电子） D．42.8 eV（光子）‎ ‎【答案】AC ‎【解析】根据玻尔理论，能级间发生跃迁吸收或辐射的光子能量等于两能级间的能级差。‎ 由玻尔理论知，基态的氦离子要实现跃迁，入射光子的能量（光子能量不可分）应该等于氦离子在某激发态与基态的能量差，因此只有能量恰好等于两能级差的光子才能被氦离子吸收；而实物粒子（如电子）只要能量不小于两能级差，均可能被吸收。氦离子在图示的各激发态与基态的能量差为： △E1=E∞-E1=0-（-54.4 eV）=54.4 eV △E2=E4-E1=-3.4 eV-（54.4 eV）=51.0 eV △E3=E3-E1=-6.0 eV-（-54.4 eV）=48.4 eV △E4=E2-E1=-13.6 eV-（54.4 eV）=40.8 eV 可见，50.4eV和42.8 eV的光子不能被基态氦离子吸收而发生跃迁。故AC正确，BD错误；故选AC。‎ ‎ ● 放射性与核能●‎ 一、天然放射现象 ‎（1）天然放射现象 物质自发地放出射线的现象，首先由贝克勒尔发现。天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构。‎ ‎（2）放射性和放射性元素 物质放出射线的性质，叫做放射性。具有放射性的元素，叫做放射性元素。‎ ‎（3）三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是α射线、β射线、γ射线。‎ ‎（4）放射性同位素的应用与防护 ‎①放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同。‎ ‎②应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子等。‎ ‎③防护：防止放射性对人体组织的伤害。‎ 二、原子核的衰变 ‎（1）衰变：原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变。‎ ‎（2）分类 α衰变：X→Y＋He β衰变：X→Y＋e ‎（3）半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。半衰期由原子核内部的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关。‎ 三、核力、结合能、质量亏损 ‎1．核力 ‎（1）定义：‎ 原子核内部，核子间所特有的相互作用力。‎ ‎（2）特点：‎ ‎①核力是强相互作用的一种表现；‎ ‎②核力是短程力，作用范围在1.5×10－15m之内；‎ ‎③每个核子只跟它的相邻核子间才有核力作用。‎ ‎2．结合能 核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能。‎ ‎3．比结合能 ‎（1）定义：‎ 原子核的结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。‎ ‎（2）特点：‎ 不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。‎ ‎4．质能方程、质量亏损 爱因斯坦质能方程E＝mc2，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm，这就是质量亏损。由质量亏损可求出释放的核能ΔE＝Δmc2。‎ 四、裂变反应和聚变反应、裂变反应堆　核反应方程 ‎1．重核裂变 ‎（1）定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程。‎ ‎（2）典型的裂变反应方程：‎ U＋n→Kr＋Ba＋3n。‎ ‎（3）链式反应：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程。‎ ‎（4）临界体积和临界质量：裂变物质能够发生链式反应的最小体积及其相应的质量。‎ ‎（5）裂变的应用：原子弹、核反应堆。‎ ‎（6）反应堆构造：核燃料、减速剂、镉棒、防护层。‎ ‎2．轻核聚变 ‎（1）定义：两轻核结合成质量较大的核的反应过程。轻核聚变反应必须在高温下进行，因此又叫热核反应。‎ ‎（2）典型的聚变反应方程：‎ H＋H→He＋n＋17.6 MeV ‎1．衰变规律及实质 ‎（1）两种衰变的比较 衰变类型 α衰变 β衰变 衰变方程 衰变实质 ‎2个质子和2个中子结合成一个整体射出 中子转化为质子和电子 衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒 ‎（2）γ射线：γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的。其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量（核处于激发态）而辐射出光子。‎ ‎2．原子核的人工转变 用高能粒子轰击靶核，产生另一种新核的反应过程。‎ 典型核反应：‎ ‎（1）卢瑟福发现质子的核反应方程为：。‎ ‎（2）查德威克发现中子的核反应方程为：‎ ‎。‎ ‎（3）居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为：‎ ‎。‎ ‎。‎ ‎3．确定衰变次数的方法 ‎（1）设放射性元素经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素，则表示该核反应的方程为 根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程 A=A′+4n，Z=Z′+2n–m ‎（2）确定衰变次数，因为β衰变对质量数无影响，先由质量数的改变确定α衰变的次数，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数。‎ ‎4．半衰期 ‎（1）公式：N余=N原（）t/τ，m余=m原（）t/τ 式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期。‎ ‎（2）影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态（如温度、压强）或化学状态（如单质、化合物）无关。‎ ‎5. 质量亏损及核能的计算 ‎1．核能 ‎（1）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。‎ ‎（2）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。‎ ‎2．核能释放的两种途径的理解 ‎（1）使较重的核分裂成中等大小的核。‎ ‎（2）较小的核结合成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，都可以释放能量。‎ ‎6. 应用质能方程解题的流程图 ‎（1）根据ΔE=Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”。‎ ‎（2）根据ΔE=Δm×931.5 MeV计算。因1原子质量单位（u）相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”。‎ ‎1．下列说法正确的是（　　）‎ A．质量数越小的原子核，比结合能越大 B．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子核式结构模型 C．德国物理学家普朗克提出了量子假说，并成功解释了光电效应现象 D．氡的半衰期为3.8天，若取40个氡原子核，则经过7.6天剩下10个氡原子核 ‎【答案】B ‎【解析】‎ A、中等大小的原子核，比结合能最大，原子核最稳定，故A错误；‎ B、 卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子核式结构模型，故B正确；‎ C、德国物理学家普朗克提出了，认为能量是由一份一份不可分割最小能量值组成，并利用能量子假说成功解释了黑体辐射的强度按波长分布的规律，爱因斯坦提出光子学，成功解析了光电效应，故C错误；‎ D、半衰期是一个统计规律，适用于大量原子核，不适用于数量很少的原子核，故D错误。‎ 本题考查了知识点较多，考查了比结合能、原子核式结构模型、量子的假说和半衰期等，需要同学们在平时学习过程中注意掌握，同时要熟练应用。‎ ‎2．下列说法正确的是（ ）‎ A．原子核的结合能越大，原子核越稳定 B．某些原子核能够放射出β粒子，说明原子核内有β粒子 C．核泄漏污染物能够产生对人体有害的辐射，核反应方程式为，X为电子 D．若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光能可能使该金属发生光电效应 ‎【答案】C ‎【解析】原子核的比结合能越大，原子核越稳定，选项A错误；某些原子核能够放射出β粒子，这是核内的中子转化为质子时放出的负电子，不能说明原子核内有β粒子，选项B错误；核泄漏污染物能够产生对人体有害的辐射，核反应方程式为，X电荷数为-1，质量数为零，所以为电子，选项C正确；若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，而氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光子的能量小于从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光子的能量，则不能使该金属发生光电效应，选项D错误；故选C.‎ ‎3．以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是 A．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子 B．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，但原子的能量增大 C．比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定吸收能量 D．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光强太小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ β衰变的实质是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，不是来自核外电子。故A错误。按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，根据可知，电子的动能减小，但原子要吸收能量，总能量增大，选项B正确；比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时有质量亏损，释放核能。故C错误；一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的频率太小，选项D错误；故选B.‎ ‎4．如图所示是原子核的核子平均质量（即原子核的质量与核子数之比）与原子序数Z的关系图象。关于核反应的下列说法中正确的是（ ）‎ A．若核A能分裂成核B与核C，则分裂过程一定会释放能量 B．核D比核F的比结合能更大，所以核D比核F更不稳定 C．目前实际建成的核电站是利用了轻核聚变 D．太阳能来自于太阳内部的重核裂变 ‎【答案】A ‎【解析】由图读出，A核子平均质量大于B和C的核子平均质量，若A分裂成B和C，出现质量亏损，根据爱因斯坦质能方程分析是吸收能量还是放出能量．结合比结合能的概念分析原子核的稳定程度．核电站采用重核裂变；阳能来自于太阳内部的轻核聚变，重核裂变和轻核聚变都有质量亏损，释放能量．‎ 由图看出，A核子平均质量大于B和C的核子平均质量，而核反应在中核子数守恒，则若A分裂成B和C，出现质量亏损，根据爱因斯坦质能方程一定释放核能，故A正确；由图可知，D的平均质量大于F的平均质量，结合平均质量与平均结合能的关系可知，F的比结合能更大，F更稳定。故B错误；核电站能源来自重核裂变，故C错误；太阳能来自于太阳内部的轻核聚变。故D错误。故选A。‎ ‎5．下列说法正确的是（ ）‎ A．只要光照射的时间足够长，任何金属都能发生光电效应 B．一群氢原子从能级跃迁到基态时，能发出6种频率的光子 C．比结合能越大，原子核越不稳定 D．核反应为重核裂变 ‎【答案】B ‎【解析】根据光电效应发生条件：入射光的频率大于极限频率，即可判定；一群处于能级激发态的氢原子，根据，即可求解；比结合能越大，原子核越稳定；根据重核裂变与衰变的区别，从而求解.‎ A、只要光照射的频率大于极限频率时，才能产生光电效应，与光照时间无关，故A错误；‎ B、一群处于能级激发态的氢原子，根据，可知，自发跃迁时能发出6种不同频率的光，故B正确；‎ C、比结合能越大，原子核越稳定；故C错误；‎ D、核反应为衰变。故D错误；‎ 故选B.‎ 本题要求能掌握衰变的实质，知道光电效应的条件，明确衰变是来自于原子核内部的反应而产生的，并能区分裂变反应与聚变反应的不同。‎ ‎6．一个电子和一个正电子对撞发生湮灭而转化为一对光子,设正、负电子的质量均为m,动能均为,光速为c,普朗克常量为h,则光子的频率为（ ）‎ A． B． C． D．‎ ‎【答案】D ‎【解析】光子无静止质量，根据反应前后质量之差求出质量亏损，由爱因斯坦质能方程求出电子对撞放出的能量，根据能量守恒定律求出光子具有的能量．由光子能量公式E=hγ求出光子的频率．‎ 由于光子无静止的质量，则电子对撞过程中的质量亏损为△m=2m-0=2m。由爱因斯坦质能方程中电子对撞放出的能量为△E=△mc2=2mc2，根据能量守恒得，每个光子的能量为，又ɛ=hγ，联立得到：，故D正确，ABC错误；故选D。‎ ‎7．关于下列四幅图说法正确的是（ ）‎ A．图①中的放射性同位素应选择衰变时放出α粒子的同位素 B．图②中的镉棒的作用是使核反应中的快中子减速 C．图③中的光子碰撞电子后，其波长将变大 D．图④中的电子的动量越大，衍射现象越明显 ‎【答案】C ‎【解析】‎ A、射线穿透力弱，一张薄纸就可挡住，射线穿透力较强，可穿过几mm厚铝板，射线穿透力最强，可穿过几cm铅板，所以图①中的放射性同位素应选择衰变时放出射线的同位素，故A错误。‎ B、镉棒不能释放中子，也不能使中子减速，对铀核裂变也没有阻碍作用，而是利用对中子吸收能力强的特点，控制中子数量的多少而控制核反应速度，故B错误。‎ C、光子碰撞电子后，根据能量守恒，电子获得了能量，则光子能量减少，光子能量为E=h，h是常量，所以光的频率变小，光速c不变，光子的波长＝，频率变小，则波长变长，故C正确。‎ D、根据德布罗意波的波长=知，电子的动量越大，其波长就越短，衍射现象就越不明显，故D错误。‎ 故选：C ‎8．下列核反应中，属于原子核的衰变的是 A． B．‎ C． D．‎ ‎【答案】A ‎【解析】衰变生成物为α或β粒子，原子核的人工转变是由人为行为发生的和反应方程，不是自发的衰变、裂变和聚变等。‎ A．根据衰变的特点，该方程中有生成，属于衰变，故A正确；‎ B．根据核反应的特点可知，属于轻核的聚变，故B错误；‎ C．根据核反应的特点可知， 属于重核的裂变，故C错误；‎ D．根据核反应的特点可知，属于人工转变，故D错误。‎ 故选：A。‎ 本题较简单，只要根据质量数守恒、电荷数守恒判断出生成物的成分，牢记常见的核反应方程的类型即可解决此类题目。‎ ‎9．有关下列四幅图的说法正确的是（　　）‎ A．甲图中，球m1以速度v正碰球m2，碰撞过程中机械能一定守恒 B．乙图说明光电效应中饱和电流小的对应的遏止电压大 C．丙图（天然放射现象）中，射线①由α粒子组成，射线②为γ射线，射线③由β粒子组成 D．丁图中，链式反应属于原子核的衰变，反应快慢不受外界压强和温度的影响 ‎【答案】C ‎【解析】甲图中，两球碰撞过程中动量守恒，机械能不增加，但机械能不一定守恒，故A错误；乙图中，图中光的颜色保持不变的情况下，即光的频率不变的情况下，根据爱因斯坦光电效应方程 Ek=hγ﹣W0，知光电子的最大初动能不变，知遏止电压也不变，故B错误；丙图中，由左手定则可知，①带正电，则①射线由α粒子组成。②不带电，射线②是γ射线，③射线粒子带负电，则③射线由电子组成，故C正确；丁图所示的链式反应属于重核裂变，不是衰变，故D错误。所以C正确，ABD错误。‎ ‎1．（浙江省普通高校2018年4月选考）氢原子的能级图如图所示，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，普朗克常量，真空中的光速 ‎ ‎ A．氢原子从高能级跃迁到基态时，会辐射射线 B．氢原子处在能级，会辐射可见光 C．氢原子从高能级向能级跃迁时，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 ‎【答案】BC ‎【解析】A、氢原子从高能级跃迁到基态时，辐射的能量值最小值为：‎ ‎，根据，可得：‎ ‎，该波长小于可见光的最小波长，可知此时会辐射紫外线；射线是处于高能级的原子核向低能级跃迁的过程中辐射出的。故A错误；B、从能级跃迁到能级放出的光子的能量，根据，可得：‎ ‎。是可见光，故B正确；氢原子从高能级向能级跃迁时，辐射的光子的最大能量值为，其波长为最小波长，为：，可知氢原子从高能级向能级跃迁时，辐射的光属于红外线，具有显著的热效应，故C正确；根据光的折射率与光的频率的关系可知，光的频率越大，则光对同一种介质的折射率越大，则光在介质中传播的速度越小；光子的能量，可知光子的能量值越大则光子的频率越大；因此可得，光子的能量值越大，则光在介质中传播的速度越小，所以氢原子辐射的光在同一介质中传播速度最小的光子能量最大；则氢原子从高能级向 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故D错误。故选：BC。‎ ‎2．（浙江省2017普通高校招生选考）下列说法正确的是（ ）‎ 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，共能辐射出四种不同频率的光子 ‎【答案】BC ‎【解析】β射线是高速移动的电子流.属于实物波.不属于电磁波.故A错误，‎ 在核子结合成原子核过程中需要释放出结合能.根据质能方程 ,所以结合原子核过程中存在质量损失. 所以B正确，‎ LC振荡电路中放电之前属于充电过程，电场能逐渐增大.磁场能逐渐减小，回路电流逐渐减小 .刚刚开始放电时正好是电场能最大，磁场能最小的时刻.所以回路电流此时最小，故C对；‎ 处于n=4激发态的氢原子能释放出C42=6频率的光子，故D错；‎ 综上所述本题答案是：BC ‎3．（浙江省2019届高三上学期11月选考）一个铍原子核（）俘获一个核外电子（通常是最靠近原子核的K壳层的电子）后发生衰变，生成一个锂核（ ），并放出一个不带电的质量接近零的中微子νe，人们把这种衰变称为“K俘获”。静止的铍核发生零“K俘获”，其核反应方程为已知铍原子的质量为MBe=7.016929u，锂原子的质量为MLi=7.016004u，1u相当于9.31×102MeV。下列说法正确的是 A．中微子的质量数和电荷数均为零 B．锂核（）获得的动能约为0.86MeV C．中微子与锂核（）的动量之和等于反应前电子的动量 D．中微子与锂核（）的能量之和等于反应前电子的能量 ‎【答案】AC ‎【解析】反应方程为，根据质量数和电荷数守恒可知中微子的质量数和电荷数均为零，A正确；根据质能方程，质量减少，为释放的核能，不是锂核获得的动能，B错误；衰变过程中内力远大于外力，故反应前后动量守恒，故中微子与锂核（‎ ‎）的动量之和等于反应前电子的动量，C正确；由于反应过程中存在质量亏损，所以中微子与锂核（）的能量之和小于反应前电子的能量，D错误．‎ ‎4．（浙江新高考2018年4月选考）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． 衰变为 经过4次衰，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】‎ A、比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，与核子多少无关，故A错误；‎ B、衰变为经过，质量数减少16，质子数减少6，而一次α衰变，质子数减2，质量数减4，一次β衰变，质子数增加1，质量数不变，所以是4次α衰变，2次β衰变，故B正确；‎ C、当线圈两端电势差也最大时，电流变化率最大，电流为0，故C错误；‎ D、狭缝变窄，使得变小，根据不确定关系，则变大，故D正确；‎ 故选BD。‎ ‎5．（2017届11月第一次浙江省普通高校招生选考）以下说法正确的是（ ）‎ A．核聚变反映方程可能为 B．铀核裂变的核反应方向可能为 C．发生衰变时原子核放出电子，说明电子是原子核的组成部分 D．中子和质子结合成氘核，若果过程质量亏损为，则氘核的结合能为 ‎【答案】BD ‎【解析】核反应方程式为，A错误；重核裂变成几个中等质量的核的现象为核裂变，B正确；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，C错误；根据质能方程可知，D正确．‎ ‎6．（2017届11月第一次浙江省普通高校招生选考）a、b是两种单色光，其光子能量分别为，其 A．a、b光子动量之比为 B．若a、b入射到同一双缝干涉装置上，则相邻亮条纹的间距之比 C．若a、b都能使某种金属发生光电效应，则光电子最大初动能之差 D．若a、b是由处在同一激发态的原子跃迁到a态和b态时产生的，则a、b两态能级之差 ‎【答案】BC ‎【解析】试题分析：根据公式、、、分析解题．‎ 根据德布罗意方程，以及光子能量公式可得，故，A错误；根据可知，因为，故，所以，B正确；根据电子最大初动能可知，故可得，C正确；根据公式，又由同一激发态原子跃迁所以相同，且都由高能级往低能级跃迁，所以，D错误．‎ ‎ ‎ ‎1．（浙江镇海中学2018学年第一学期高三选考）下列说法正确的是（ ）‎ A．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一 B．波尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了各种原子光谱的实验规律 C．单缝衍射实验的结果表明：微观粒子的位置和动量不能够同时确定 D．电磁波频率越高，相同的时间能传递的信息量越大 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ 普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，选项A正确；波尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律，但是不能成功地解释其它原子光谱的实验规律，选项B错误；单缝衍射实验的结果表明：微观粒子的位置和动量不能够同时确定，选项C正确；电磁波频率越高，能量越大，则相同的时间能传递的信息量越大，选项D正确；故选ACD.‎ ‎2．（浙江杭州学军2018学年11月选考高三物理模拟）氢原子光谱如甲图所示，图中给出了谱线对应的波长，已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s，玻尔的氢原子能级图如乙图所示，则下列说法正确的是 A．Hα谱线对应光子的能量小于Hδ谱线对应光子的能量 B．甲图所示的四种光均属于可见光范畴 C．Hβ对应光子的能量约为10.2 eV D．Hα谱线对应的跃迁是从n=3能级到n=2能级 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ Hα波长大于Hβ波长，故Hα频率较小，Hα谱线对应光子的能量小于Hβ谱线对应光子的能量，故A正确；可见光的波长范围在780~380nm左右，则选项B正确；Hβ谱线对应光子的能量 ‎，故C错误；Hα谱线对应光子的能量为：‎ E==3.03×10-19J=1.89eV，从n =3能级到n =2能级释放的光子能量为（-1.51）-（-3.4）=1.89eV，则Hα谱线对应的跃迁是从n =3能级到n =2能级，故D正确；故选ABD.‎ ‎ 3．（浙江七彩阳光联盟2018届高三第二次联考）一个铍原子核（）从最靠近核的 K 层电子轨道上俘获一个电子后发生衰变，生成一个锂核（），并放出一个不带电的质量接近零（质量可视为零）的中微子 ，人们把这种衰变叫“K俘获”。静止的铍核俘获电子的核反应方程为：已知铍原子质量为MBe=7.016 929u，锂原子质量为 MLi=7.016 004u。已知 1u 的质量对应的能量约为 9.3×102MeV。 下列说法中正确的是 A．衰变后的锂核与衰变前的铍核相比，质量数不变，电荷数减少 1‎ B．衰变后的锂核与衰变前的铍核相比，质量数不变，电荷数不变 C．中微子所获得的能量 E v=0.86MeV D．锂核所获得的动量 pLi≈ 0‎ ‎【答案】ACD ‎【解析】根据爱因斯坦质能方程求出核反应中释放的能量，根据动量守恒可知锂核所获得的动量 pLi≈ 0。‎ 根据，可知衰变后的锂核与衰变前的铍核相比，质量数不变，电荷数减少 1，故A正确，B错误；在该核反应中质量亏损为△E=（MBe- MLi）9.3×102MeV=0.86MeV，所以中微子所获得的能量 Ev=0.86MeV，故C正确；根据动量守恒可知锂核所获得的动量 pLi≈ 0，故D正确。所以ACD正确，B错误。本题比较简单考查了核反应方程、核能计算等基础知识，越是简单基础问题，越要加强理解和应用，为解决复杂问题打下基础，注意核反应方程的书写规律，及动量守恒定律的应用。‎ ‎4．（浙江省嘉兴市第一中学2019届高三上学期期末）以下说法中正确的是（　　）‎ A．如甲图是α粒子散射实验示意图，当显微镜在A、B、C、D中的A位置时荧光屏上接收到的α粒子数最多．‎ B．如乙图是氢原子的能级示意图，氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时吸收了一定频率的光子能量．‎ C．如丙图是光电效应实验示意图，当光照射锌板时验电器的指针发生了偏转，则此时验电器的金属杆带的是正电荷．‎ D．如丁图是电子束穿过铝箔后的衍射图样，该实验现象说明实物粒子也具有波动性．‎ ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ A、图示是α粒子散射实验示意图，当显微镜在A、B、C、D中的A位置时荧光屏上接收到的α粒子数最多。故A正确；‎ B、图示是氢原子的能级示意图，结合氢光谱可知，氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时辐射了一定频率的光子能量。故B错误；‎ C、当光照射锌板时，金属板失去电子，将带正电，所以与之相连的验电器的指针将发生偏转，此时验电器的金属杆带的是正电荷。故C正确；‎ D、图示是电子束穿过铝箔后的衍射图样，由于衍射是波特有的性质，所以该实验现象说明实物粒子也具有波动性。故D正确；‎ 故本题选ACD。‎ ‎5．（江省名校协作体2019届高三上学期9月联考）如图所示，波长分别为、的单色光a、b，沿着AO、BO方向射入半圆形玻璃砖，出射光线都沿OC，则下列说法正确的是（ ）‎ A．在玻璃砖内a光的动量大于在空气中a光的动量 B．在玻璃砖内a光的动量大于在玻璃砖内b光的动量 C．a、b光从玻璃砖射入空气时，均受到玻璃砖的作用力 D．但是a、b光的临界角相等 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ A.玻璃砖对a光的折射率大于空气对a的折射率，根据可知，a光在空气中的速度大；光子的动量：，所以在玻璃砖内a光的动量大于在空气中a光的动量，A正确；‎ B.由光路图看出，a光的偏折角大于b的偏折角，折射定律分析得知，a光的折射率比b光的折射率大，由折射率与光的频率的关系可知，a的频率大；光子的动量：，则在玻璃中，a光的动量大于在玻璃砖内b光的动量，B正确；‎ C.由图可知a、b光从玻璃砖射入空气时，均发生偏折，可知光子的动量发生变化，由动量定理可知都受到玻璃砖的作用力。C正确；‎ D.a光的折射率比b光的折射率大，则知a光的频率比b光的频率高，由：可知a的波长小于b的波长。a的折射率大，由可知a的临界角小，D错误。‎ ‎6．（浙江省名校协作体2019届高三上学期9月联考）下列说法正确的是（ ）‎ A．、射线均是来自原子核的高频电磁波，且射线的频率高于射线的频率 B．声波从空气传入水中，声波的波长与波速都变小 C．在LC振荡电路中，当电流最大时，线圈两端电势差最小 D．光电效应实验和康普顿效应证实光具有粒子性 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ A.射线是来自原子核的高频电磁波，而射线是高速的电子流，来自衰变，A错误；‎ B.波的频率是由波源决定的，故当声波由空气进入水中，频率不变。声波从空气传入水中，波速变大，由波速公式得知，声波的波长变长，B错误；‎ C.电容器充电的过程，磁场能转化为电场能，电流在减小，线圈中电流产生的磁场的磁感应强度减小，而电压在增大；当电压达到最大值时，充电完毕，电流强度零；电容器放电的过程，电场能转化为磁场能，电流在增大，线圈中电流产生的磁场的磁感应强度增大，而电压在减小；当放电完毕时，电流强度最大，线圈两端电势差最小为0，C正确；‎ D.光电效应和康普顿效应说明了光具有粒子性，同时没有否定波动性，D正确．‎ 该题考查多个不同的知识点，解决本题的关键知道在LC振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能；当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能．‎ ‎7．（2018年11月浙江省普通高校招生选考科目考试物理仿真模拟）2018年3月14日，英国剑桥大学著名物理学家斯蒂芬·威廉·霍金逝世，享年76岁，引发全球各界悼念。在物理学发展的历程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，为物理学的建立，作出了巨大的贡献。在对以下几位物理学家所做的科学贡献的叙述中，不正确的是 A．卡文迪许将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出万有引力定律，并测出了引力常量G的数值 B．根据玻尔理论，原子从激发态向基态跃迁时将释放出核能 C．布拉凯特利用云室照片发现，粒子击中氮原子形成复核，复核不稳定，会放出一个质子 D．爱因斯坦的光子说认为，只要增加光照时间，使电子多吸收几个光子，所有电子最终都能跃出金属表面成为光电子 ‎【答案】ABD ‎【解析】牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出万有引力定律，并测出了引力常量G的数值，选项A错误。‎ 根据玻尔理论，原子从激发态向基态跃迁时将释放出光能，不是核能，选项B错误；‎ 布拉凯特利用云室照片发现，粒子击中氮原子形成复核，复核不稳定，会放出一个质子，选项C正确；‎ 根据爱因斯坦的光子说认为，只要入射光的频率小于截止频率，即使增加光照时间，也不可能发生光电效应，故D错误。‎ 本题选不正确的，故选ABD ‎8．（2018年11月浙江省普通高校招生选考科目考试物理仿真模拟）下列说法不正确的是（ ）‎ A．是核聚变反应 B．α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流 C．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子 D．发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关 ‎【答案】BD ‎【解析】核反应是由两个轻核经聚变生成质量较大的核的过程，故属于核聚变反应，故A说法正确；α射线、β射线是高速运动的带电粒子流，γ射线是不带电的光子流，故B说法错误；氢原子从激发态向基态跃迁时辐射的能量等于两个能级的能级差，则氢原子从激发态向基态跃迁时只能辐射特定频率的光子，故C说法正确；发生光电效应时光电子的动能只与入射光的频率有关，与光的强度无关，故D说法错误。所以选BD。‎ ‎9．（浙江省杭州市2019届高三上学期物理模拟）如图所示为氢原子的能级图，已知氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级时，辐射出A光，则以下判断正确的是（ ）‎ A．氢原子从n=2跃迁到n=3吸收光的波长小于A光波长 B．只要用波长小于A光波长的光照射，都能使氢原子从n=1跃迁到n=2‎ C．氢原子从n=3跃迁到n=2辐射的光在相同介质中的全反射临界角比A光大 D．氢原子从n=3跃迁到n=2辐射的光在同一种介质中的传播速度比A光大 ‎【答案】CD ‎【解析】根据Em-En ‎=hγ，知氢原子从n=2的能级跃迁到n=3的能级的能级差小于从n=2的能级跃迁到n=l的能级时的能级差，再由λ＝，则有从n=2跃进到n=3吸收光的波长大于A光波长，故A错误。要使氢原子从n=1跃迁到n=2，则光子能量必须是两能级的差值，即为△E=13.6-3.4=10.2eV．故B错误。氢原子从n=2能级跃进到n=1能级差大于氢原子从n=3跃进到n=2的能级差，因此从n=3跃进到n=2辐射的光的频率较低，折射率较小，依据sinC=1/n，那么在相同介质中的全反射临界角比A光大。故C正确。氢原子从n=2能级跃进到n=1能级差大于氢原子从n=3跃进到n=2的能级差，因此从n=3跃进到n=2辐射的光的频率较低，折射率较小，依据v=c/n，则有光在同一种介质中的传播速度比A光大。故D正确。故选CD。‎ 考查能级间跃迁辐射光子的能量等于能级之差，掌握公式v=c/n与sinC=1/n的应用，解决本题的突破口是比较出光子和光子A的频率大小，从而得知折射率、在介质中速度等大小关系．‎ ‎10．（浙江省金丽衢十二校2019届高三上学期第二次联考）以下说法正确的是（ ）‎ A．电子的发现使人们认识到了原子核有结构 B．光电效应显示了光的粒子性 C．随着温度的升高，黒体辐射的强度的极大值向波长较短的方向移动，而各种波长的辐射强度却减小 D．比结合能增加的核反应会释放出核能 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ A．电子的发现使人们认识到了原子有结构，选项A错误；‎ B．光电效应显示了光的粒子性，选项B正确；‎ C．随着温度的升高，黒体辐射的强度的极大值向波长较短的方向移动，各种波长的辐射强度都有所增加，选项C错误；‎ D．比结合能增加的核反应会释放出核能，选项D正确；‎ 故选BD.‎ ‎11．（浙江省宁波市2019届高三上学期期末“十校联考”）下列说法正确的是（ ）‎ A．在LC振荡电路中，当电流在增大时，电容器总是处于放电状态 B．海市蜃楼现象跟光的全反射有关，可以把海面上的空气看作是由折射率不同的许多水平气层组成的，越靠近海面，空气温度越低，密度越大，折射率越小 C．重核裂变发生需要用“热中子”来引发，而裂变产生的都是“快中子”，这时候需要将镉棒插得深一点来减慢中子的速度 D．阴极射线、β射线、光电流中都包含电子 ‎【答案】AD ‎【解析】LC振荡回路中，电流在增大时磁场能增大，电场能减小；发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，入射角大于等于临界角．在核反应堆中，用镉棒吸收中子; 阴极射线和β 射线本质上都是电子流，阴极射线来自原子的核外电子，而β射线是由原子核中中子转化而来的.‎ A、LC振荡回路中，电流在增大时磁场能增大，电场能减小，电容器一定处于放电状态，故A正确；‎ B、由于光在大气层中不停地发生全反射，蜃景是景物由于光在大气层中全反射，而光在大气层中发生全反射，知下层空气的折射率大于上层空气的折射率；故B错误.‎ C、镉棒在裂变中的作用是吸收反应产生的中子来控制核反应速率，调节反应速度的快慢;故C错误.‎ D、汤姆逊研究阴极射线，不论阴极射线，β射线，光电流还是热离子流都包含电子;故D正确.‎ 故选AD.‎ ‎12．（浙江杭州2019届上学期高三物理模拟）PET（正电子发射型计算机断层显像）的基本原理是：将放射性同位素注入人体，参与人体的代谢过程．在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象．根据PET原理，下列说法正确的是:（ ）‎ A．衰变的方程式为 B．将放射性同位素注入人体，的主要用途作为示踪原子 C．一对正负电子湮灭后也可能只生成一个光子 D．PET中所选的放射性同位素的半衰期应较长 ‎【答案】AB ‎【解析】由质量数守恒和电荷数守恒得：的衰变的方程式是，故A正确；将放射性同位素注入人体，的主要用途作为示踪原子，故B正确；正负电子湮灭生成两个光子，故C错误；氧在人体内的代谢时间不长，因此PET中所选的放射性同位素的半衰期应较短，故D错误；故选AB。‎ ‎13．（浙江嘉兴市2018届高三选考模拟）下列说法正确的是（ ）‎ A．玻璃中的气泡看起来特别明亮，是发生全反射的缘故 B．高压输电线上方另加两条与大地相连的导线，是利用静电屏蔽以防输电线遭受雷击 C．透过平行灯管的窄缝看正常发光的日光灯，能观察到彩色条纹，这是光的干涉现象 D．发生α或β衰变时，原子核从高能级向低能级跃迁时辐射γ光子 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ 玻璃中的气泡看起来特别明亮，是发生了光的全反射缘故，故A正确；高压输电线的上方还有两条导线，这两条导线的作用是它们与大地相连，形成稀疏的金属“网”把高压线屏蔽起来，免遭雷击，故B正确；当光通过狭缝时，若缝的尺寸与光的波长相当，则会发生明显的衍射现象，当透过平行灯管的窄缝看正常发光的日光灯，能观察到彩色条纹，这是光的衍射现象。故C错误；放射性的原子核在发生α衰变和β衰变后产生的新核往往处于高能级，这时它要向低能级跃迁，辐射γ光子，即射线，故D正确；故选ABD。‎