2020版高考物理二轮复习 专题五 光电效应原子结构和原子核光电效应原子结构和原子核

2020版高考物理二轮复习 专题五 光电效应原子结构和原子核光电效应原子结构和原子核

专题突破练13　光电效应　原子结构和原子核 ‎(时间:45分钟　满分:100分)‎ 选择题(共14小题。第1~10题每小题6分,共60分,在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。第11~14题每小题10分,共40分,在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得10分,选对但不全的得5分,有选错或不答的得0分)‎ ‎1.(2018湖南益阳4月调研)关于下列物理史实与物理现象,说法正确的是(　　)‎ A.光电效应现象由德国物理学家赫兹发现,爱因斯坦对其做出了正确的解释 B.只有入射光的频率低于截止频率,才会发生光电效应 C.根据爱因斯坦的光电效应方程可知,光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 D.光电效应现象证明光是一种波 ‎2.(2018山东枣庄二调)下列说法正确的是(　　)‎ A.光电效应实验中,光电流的大小与入射光的强弱无关 B.卢瑟福发现了电子,在原子结构研究方面做出了卓越的贡献 C.大量处于n=3能级的氢原子在自发跃迁时,会发出3种不同频率的光 D.由玻尔的原子模型可以推知,氢原子所处的能级越高,其核外电子动能越大 ‎3.‎ ‎(2018四川“联测促改”)如图所示,用波长为λ0的单色光照射某金属,调节滑动变阻器,当电压表的示数为某值时,电流表的示数恰好减小为零;再用波长为的单色光重复上述实验,当电压表的示数增加到原来的3倍时,电流表的示数又恰好减小为零。已知普朗克常数为h,真空中光速为c。该金属的逸出功为(　　)‎ A. B.‎ C. D.‎ ‎4.(2018河北衡水金卷模拟)如图甲所示为研究光电效应中入射光的频率、强弱与光电子发射情况的实验电路,阴极K受到光照时可以发射光电子,电源正负极可以对调。实验中得到如图乙所示的实验规律,下列表述错误的是 (　　)‎ 6‎ A.在光照条件不变的情况下,随着所加电压的增大,光电流趋于一个饱和值 B.在光的频率不变的情况下,入射光越强饱和电流越大 C.一定频率的光照射光电管,不论光的强弱如何,遏止电压不变 D.蓝光的遏止电压大于黄光的遏止电压是因为蓝光强度大于黄光强度 ‎5.如图所示,当一束一定强度的黄光照射到光电管阴极K上时,此时滑片P处于A、B中点,电流表中有电流通过,则(　　)‎ A.若将滑片P向B端移动时,电流表读数有可能不变 B.若将滑片P向A端移动时,电流表读数一定增大 C.若用红外线照射阴极K时,电流表中一定没有电流通过 D.若用一束紫光照射阴极K时,电流表可能没有读数 ‎6.(2018山西太原二模)如图是氢原子的能级示意图。当氢原子从n=4的能级跃迁到n=3的能级时,辐射出光子a;从n=3的能级跃迁到n=2的能级时,辐射出光子b。以下判断正确的是(　　)‎ A.在真空中光子a的波长大于光子b的波长 B.光子b可使氢原子从基态跃迁到激发态 C.光子a可能使处于n=4能级的氢原子电离 D.大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射2种不同谱线 ‎7.(2018天津卷)国家大科学工程——中国散裂中子源(CSNS)于‎2017年8月28日首次打靶成功,获得中子束流,可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台。下列核反应中放出的粒子为中子的是(　　)‎ A.N俘获一个α粒子,产生O并放出一个粒子 BAl俘获一个α粒子,产生P并放出一个粒子 CB俘获一个质子,产生Be并放出一个粒子 DLi俘获一个质子,产生He并放出一个粒子 ‎8.(2018陕西咸阳二模)对下列各项叙述正确的是(　　)‎ 6‎ A.实物粒子只具有粒子性,没有波动性,光子具有粒子二象性 B.α粒子散射实验中少数α粒子发生较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据 C.当入射光的波长低于极限波长时不会发生光电效应 D.若使放射性物质的温度升高,其半衰期将减小 ‎9.(2018山西晋中调研)下列说法中正确的是(　　)‎ A.碘131(即I)核不稳定,会发生β衰变,其半衰期为8天,经过8天后,30个放射性碘131衰变的个数一定是15个 B.光电效应揭示了光的粒子性 C.α射线、β射线、γ射线本质上都是电磁波,且γ射线的波长最短 D.当某种单色光照射某金属表面时,能产生光电效应,则入射光的波长越大,产生的光电效应的最大初动能越大 ‎10.(2018湖南株洲二质检)一种高温扩散云室探测射线的原理是:在上盖透明的密封容器内,放射源镅Am衰变成镎Np的过程中,放射线穿过干净空气并使其电离,沿射线径迹产生一连串的凝结核,容器内就出现“云雾”,这样就可以看到射线的径迹。已知Am的半衰期为432.6年,则下列说法正确的是(　　)‎ A.放射线是核外电子电离形成的 B.通过该云室看到的是α射线的径迹 C.‎0.4 g的Am经过865.2年衰变了‎0.1 g D.若云室的温度升高Am的半衰期会变短 ‎11.(2018山东烟台期末)一群处于n=5能级的氢原子在向n=1的能级跃迁的过程中(　　)‎ A.放出4种频率不同的光子 B.放出10种频率不同的光子 C.放出的光子的最大能量为13.06 eV,最小能量为0.66 eV D.放出的光子有的能使逸出功为13 eV的金属发生光电效应现象 ‎12.(2018湖南永州三模)如图所示是玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图。大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子,设普朗克常量为h,下列说法正确的是(　　)‎ A.能产生3种不同频率的光子 B.产生的光子的最大频率为 C.当氢原子从能级n=2跃迁到n=1时,氢原子的能量变大 D.若氢原子从能级n=2跃迁到n=1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应,则当氢原子从能级n=3跃迁到n=1时放出的光子照到该金属表面时,逸出的光电子的最大初动能为E3-E2‎ ‎13.(2018云南统一检测)原子核的比结合能随质量数的变化图象如图所示,下列判断正确的是(　　)‎ 6‎ A.比结合能越大,原子核越稳定 BH核比Li核更稳定 CU核裂变成两个中等质量的核时释放能量 DKr核的结合能比U核的大 ‎14.(2018广东揭阳二模)下列说法中正确的是(　　)‎ A.α粒子散射实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据 B.根据玻尔理论,氢原子辐射出一个光子后,氢原子的电势能增大 C.在光电效应的实验中,入射光的强度增大,光电子的最大初动能也增大 DBi的半衰期是5天,12 Bi经过15天衰变后剩余的质量为‎1.5 g 6‎ 专题突破练13　光电效应原子结构和原子核 选择题(共14小题。第1~10题每小题6分,共60分,在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。第11~14题每小题10分,共40分,在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得10分,选对但不全的得5分,有选错或不答的得0分)‎ ‎1.A　解析 1887年德国物理学家赫兹发现了光电效应现象,爱因斯坦对光电效应的实验规律做出了正确的解释,故A正确;每种金属都有一个截止频率,只有入射光的频率高于截止频率,才会发生光电效应,故B错误;爱因斯坦的光电效应方程Ek=hν-W0,光电子的最大初动能与入射光的频率不成正比,故C错误;光电效应现象证明光具有粒子性,故D错误;故选A。‎ ‎2.C　解析 光电效应实验中,光电流的大小与入射光的强弱有关,故A错误;汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子,卢瑟福提出了原子的核式结构模型,故B错误;大量处于n=3能级的氢原子在自发跃迁时,会发出=3种不同频率的光,故C正确;由玻尔的原子模型可以推知,氢原子所处的能级越高,离原子核越远,据k=m可知速度越小,核外电子动能越小,故D错误;故选C。‎ ‎3.C　解析 设第一次实验遏止电压为U,根据光电效应方程,则光电子的最大初动能为:Ekm=eU=h-W0;用波长为的单色光照射时,Ekm=3eU=h-W0;联立解得:W0=,故C正确。‎ ‎4.D　解析 在光照条件不变的情况下,随着所加电压的增大,则从K极发射出的电子射到阳极的电子越来越多,则光电流趋于一个饱和值,选项A正确;在光的频率不变的情况下,入射光越强,则单位时间射出的光电子数越多,则饱和电流越大,选项B正确;一定频率的光照射光电管,不论光的强弱如何,根据光电效应的规律可知射出的光电子的最大初动能不变,则遏止电压不变,选项C正确;因为蓝光的频率大于黄光,蓝光频率大于黄光频率,所以蓝光的遏止电压大于黄光的遏止电压,故选项D错误;此题选择错误的选项,故选D。‎ ‎5.A ‎6.A　解析 氢原子从n=4的能级跃迁到n=3的能级时的能级差小于从n=3的能级跃迁到n=2的能级时的能级差,根据Em-En=hν知,光子a的能量小于光子b的能量,所以a光的频率小于b光的频率,光子a的波长大于光子b的波长,故A正确;光子b的能量小于基态与任一激发态的能级差,所以不能被基态的原子吸收,故B错误;光子a的能量小于n=4能级的电离能,所以不能使处于n=4能级的氢原子电离,C错误;大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射3种不同谱线,故D错误。‎ ‎7.B　解析 本题考查核反应方程式的书写,根据质量数和核电荷数守恒可快速选出答案。根据质量数和核电荷数守恒可得:N+H,选项A错误AlHe→n,选项B正确H→He,选项C错误LiHeHe,选项D错误。‎ ‎8.B　解析 任何物体都有波粒二象性,大到实物粒子,小到光子,选项A错误;α粒子散射实验中少数α粒子发生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;入射光的波长低于极限波长,则入射光的频率高于极限频率,会发生光电效应,选项C错误;半衰期不受外部条件的影响,选项D错误;故选B。‎ ‎9.B　解析 半衰期是对大量原子核的一个统计规律,对少数粒子不适用,故A错误;α射线是氦核,β射线是高速运动的电子,只有γ射线本质上是电磁波,故C错误;根据光电效应方程:Ekm=-W0,可知能产生光电效应时,入射光的波长越大,产生的光电效应的最大初动能越小,故D错误。故选B。‎ ‎10.B　解析 根据题意可知反应方程为NpHe,则放射线是原子核的衰变放出的α粒子,通过该云室看到的是α射线的径迹,选项A错误,B正确;‎0.4 g的Am经过865.2年经过了两个半衰期,则还剩下‎0.1 g,选项C错误;半衰期与外界环境无关,选项D错误;故选B。‎ ‎11.BD　解析 一群处于n=5的能级的氢原子向低能级跃迁,共产生=10种频率不同的光子,故A项错误,B项正确;根据玻尔理论能级差越大跃迁放出的光子能量越大,故ΔEmax=E5-E1=-0.54 eV-(-13.6 eV)=13.06 eV,ΔEmin=E5-E4=-0.54 eV-(-0.85 eV)=0.31 eV,C项错误;因ΔEmax=13.06 eV>13 eV,故光子的能量大于逸出功,可以使金属发出光电效应,D项正确。故选BD。‎ 6‎ ‎12.ABD　解析 从n=3能级跃迁能产生=3种光子,A正确;产生的光子有最大能量的是从n=3能级向n=1能级跃迁时产生的,根据公式hν=E3-E2,解得ν=,B正确;从高能级向低能级跃迁,释放光子,氢原子能量变小,C错误;若氢原子从能级n=2跃迁到n=1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应,则当氢原子从能级n=3跃迁到n=1时放出的光子照到该金属表面时,逸出的光电子的最大初动能为E3-E2,故D正确。‎ ‎13.AC　解析 比结合能越大原子核越稳定,故A正确。由题图可知H核比Li核的比结合能小,故H核比Li核更不稳定,故B错误;重核裂变成中等质量的核,有质量亏损,释放能量,故C正确;由图可知Kr核的比结合能比U核的大,但是Kr核的结合能小于U核的结合能,故D错误,故选AC。‎ ‎14.AD　解析 α粒子散射实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据,故A正确;根据玻尔理论可知,氢原子辐射出一个光子后,氢原子的电势能减小,故B错误;在光电效应的实验中,入射光的强度增大,频率不变,光电子的最大初动能Ek=hν-W不变,C错误;12 Bi经过15天后,发生了3次衰变,则还有‎1.5 g未衰变,故D正确;故选AD。‎ 6‎