高考物理复习专题五第13讲保分小题自主演练.docx
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高考物理复习专题五第13讲保分小题自主演练
专题五近代物理初步
第13讲光电效应能级核能
1.下列说法正确的是( )(导学号57180068)
A.在光电效应实验中,用同一种单色光,先后照射锌和银的表面,都能发生光电效应,但饱和光电流一定不同
B.氡222的半衰期是3.8天,100g氡222经过7.6天后还剩下50g
C.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,原子总能量增大
D.只要有核反应发生,就一定会释放出核能
解析:
同一束光照射,即单位时间内发射的光电子数相同,则饱和光电流相同,A错误;7.6天为两个半衰期,剩余的氡222为100×
g=25g,B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,库仑力对电子做负功,所以动能变小,电势能变大(动能转为电势能),但因为吸收了光子,故原子总能量增大,C正确;只有存在质量亏损的核反应才会释放核能,D错误.
答案:
C
2.(多选)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,下列说法正确的是( )
A.增大入射光的强度,光电流增大
B.减小入射光的强度,光电效应现象消失
C.改用频率小于ν的光照射,一定不发生光电效应
D.改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大
解析:
增大入射光强度,使单位时间内逸出的光电子数增加,因此光电流增大,选项A正确;能否发生光电效应与照射光的频率有关,与强度无关,选项B错误;当照射光的频率小于ν,但仍大于极限频率时发生光电效应,选项C错误;由Ekm=hν-W,增加照射光的频率,光电子的最大初动能变大,选项D正确.
答案:
AD
3.放射性元素(
86Rn)经α衰变成为钋(
84Po),半衰期约为3.8天;但勘测表明,经过漫长的地质年代后,目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素
86Rn的矿石,其原因是( )
A.目前地壳中的
86Rn主要来自于其他放射性元素的衰变
B.在地球形成的初期,地壳中元素
86Rn的含量足够高
C.当衰变产物
84Po积累到一定量以后,
84Po的增加会减慢
Rn的衰变进程
D.
86Rn主要存在于地球深处的矿石中,温度和压力改变了它的半衰期
解析:
元素半衰期的长短由原子核自身因素决定,一般与原子所处的物理、化学状态以及周围环境、温度无关,C、D错;即使元素氡的含量足够高,经过漫长的地质年代,地壳中也几乎没有氡了,一定是来自于其他放射性元素的衰变,故A对,B错.
答案:
A
4.如图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹,气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里.以下判断可能正确的是( )
A.a、b为β粒子的径迹
B.a、b为γ粒子和径迹
C.c、d为α粒子的径迹
D.c、d为β粒子和径迹
解析:
因为α粒子带正电,由左手定则可知,α粒子刚射入磁场时所受洛伦兹力方向平行于纸面向上,故α粒子向上偏转;因为β粒子带负电,由左手定则可知,β粒子刚射入磁场时所受洛伦兹力方向平行于纸面向下,故β粒子向下偏转;综上可知,选项A、C错误,选项D正确.因为γ粒子不带电,所以在磁场中运动时不发生偏转,故选项B错误.
答案:
D
一、单项选择题
1.(2017·肇庆模拟)下列有关四幅图的说法正确的是( )
A.α粒子散射实验证实了汤姆孙原子枣糕模型的正确性
B.在光颜色保持不变的情况下,入射光越强,饱和光电流越大
C.放射线甲由α粒子组成,每个粒子带两个单位正电荷
D.该链式反应属于原子核的聚变反应
解析:
α粒子散射实验否定了汤姆孙原子枣糕模型的正确性,得出了原子的核式结构理论,选项A错误;在光颜色保持不变的情况下,入射光越强,饱和光电流越大,选项B正确;C图中由左手定则可知,放射线甲带负电,是由β粒子组成,每个粒子带一个单位负电荷,选项C错误;D图中该链式反应属于原子核的裂变反应,选项D错误;故选B.
答案:
B
2.(2017·北京卷)2017年年初,我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置,发生了波长在100nm(1nm=10-9m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲,“大连光源”因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用.
一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子,但又不会把分子打碎.据此判断,能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h=6.6×10-34J·s,真空光速c=3×108m/s)( )
A.10-21J B.10-18J
C.10-15JD.10-12J
解析:
一个处于极紫外波段的光子所具有的能量E=hν=h
=6.6×10-34×
J=1.98×10-18J,选项B正确.
答案:
B
3.(2017·潍坊模拟)原子从A能级跃迁到B能级时吸收波长为λ1的光子;原子从B能级跃迁到C能级时发射波长为λ2的光子.已知λ1>λ2,那么原子从A能级跃迁到C能级时将要( )(导学号57180139)
A.发出波长为λ1-λ2的光子
B.发出波长为
的光子
C.吸收波长为λ1-λ2的光子
D.吸收波长为
的光子
解析:
因为λ1>λ2,根据ν=
,知ν1<ν2.A到B吸收光子的能量小于B到C辐射光子的能量,所以A能级能量比C能级能量大,跃迁时辐射光子,A、C间的能级差E=h
-h
.又知E=h
,解得λ3=
,那么原子从A能级跃迁到C能级时将要发出波长为
的光子,故选B.
答案:
B
4.铀核裂变的产物是多样的,一种典型的铀核裂变的核反应方程是
92U+
n→X+
Kr+3
n,则下列叙述正确的是( )
A.X原子核中含有86个中子
B.X原子核中含有144个核子
C.因为裂变时释放能量,出现质量亏损,所以裂变后的总质量数减少
D.因为裂变时释放能量,出现质量亏损,所以裂变后的总质量数增加
解析:
根据质量数与电荷数守恒,可得X的质量数为144,电荷数为56,所以中子数为144-56=88,所以A错误,B正确;裂变时释放能量,出现质量亏损,所以裂变后的质量减少,质量数不变,所以C、D错误.
答案:
B
5.(2017·西安联考)如图所示,当一束一定强度某一频率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.若将滑动触头P向B端移动时,电流表读数有可能不变
B.若将滑动触头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.若用一束强度相同的紫外线照射阴极K时,电流表读数不变
解析:
所加的电压,使光电子到达阳极,则灵敏电流表中有电流流过,且可能处于饱和电流,当滑片向B端移动时,电流表读数有可能不变;当滑片向A端移动时,所加电压减小,则光电流可能减小,也可能不变,故A正确,B错误.若用红外线照射阴极K时,因红外线频率小于黄光,但是不一定不能发生光电效应,电流表不一定没有电流,故C错误.若用一束强度相同的紫外线照射阴极K时,紫外线的频率大于黄光的频率,则光子数目减小,电流表读数减小,故D错误.故选A.
答案:
A
6.有关近代物理知识,下列说法正确的是( )
A.碘131的半衰期大约为8天,1g碘131经过64天后未衰变的大约为
g
B.比结合能越大,原子核中核子结合的越不牢固,原子核越不稳定
C.铀235的裂变方程可能为
92U→
55Cs+
Rb+10
n
D.处于基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态,再向低能级跃迁时辐射光子的频率可能大于吸收光子的频率
解析:
设半衰期的个数为n,剩余元素的质量:
m=
nm0,代入得m=
g,所以A正确;比结合能越大,原子核中核子结合的越牢固,原子核越稳定,故B错误;铀235不能自发的发生裂变,需要粒子的轰击,故C错误;处于基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态,再向低能级跃迁时辐射光子的频率只能小于或等于入射光子的频率,所以D错误.
答案:
A
7.(2017·山西三区八校联考)已知能使某种金属发生光电效应的光子的最小频率为ν0.一群氢原子处于量子数n=4的激发态,这些氢原子能够自发地跃迁到较低的能量状态,并向外辐射多种频率的光,且氢原子从量子数n=3的激发态跃迁到量子数n=2的能量状态时向外辐射频率为ν0的光子.下列说法正确的是( )
A.这些氢原子向外辐射的光子频率有8种
B.当照射光的频率ν大于ν0时,若ν增大,则逸出功增大
C.当用频率为2ν0的单色光照射该金属时,所产生的光电子的最大初动能为hν0
D.当照射光的频率ν大于ν0时,若光强增大一倍,则光电子的最大初动能也增大一倍
解析:
根据C
=6知,这些氢原子向外辐射的光子频率有6种,故A错误.金属的逸出功与入射光的频率无关,由金属本身性质决定,故B错误.某种金属发生光电效应的光子的最小频率为ν0,则逸出功为hν0,根据光电效应方程得,用频率为2ν0的单色光照射该金属时,所产生的光电子的最大初动能Ekm=h·2ν0-hν0=hν0,故C正确.光电子的最大初动能与光强无关,故D错误.故选C.
答案:
C
二、多项选择题
8.用如图所示的装置研究光电效应现象,当用光子能量为3.0eV的光照射到光电管上时,电流表G的读数为0.2mA,移动滑动变阻器的触点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.光电管阴极的逸出功为2.3eV
B.所有光电子的初动能均为0.7eV
C.开关K断开后,仍有电流流过电流表G
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
解析:
由题意知,遏止电压为0.7V,根据光电效应方程hν=Ek+W0,又光电子的最大初动能Ek=eUc=0.7eV,解得逸出功W0=2.3eV,所以A正确,B错误;开关K断开后,即不施加反向电压,更容易形成光电流,所以有电流流过电流表G,故C正确;光子的能量为1.5eV小于逸出功2.3eV,不能发生光电效应,没有光电流,所以D错误.
答案:
AC
9.(2017·南昌二模)如图所示是氢原子的能级图,现有一群处于n=4能级上的氢原子,它们在跃迁回到n=1能级的过程中,可能辐射出N种不同频率的光子.辐射出的光子照射某种金属,能产生的光电子最大初动能是Ek,已知该金属的逸出功是4.20eV,则( )
A.N=3 B.N=6
C.Ek=8.55eVD.Ek=9.40eV
解析:
从n=4跃迁到n=1能级,可能辐射6种不同频率的光子;从n=4跃迁到n=1辐射的光子能量最大,即hν=(-0.85+13.6)eV=12.75eV,根据光电效应方程得,光电子的最大初动能Ekm=hν-W0=(12.75-4.20)eV=8.55eV.故选项B、C正确,选项A、D错误.故选BC.
答案:
BC
10.在做光电效应的实验时,某金属被光照射发生了光电效应,实验测得光电子的最大动能Ek与入射光的频率ν的关系如图所示,由实验图线可求出( )
A.该金属的极限频率和极限波长
B.普朗克常量
C.该金属的逸出功
D.单位时间逸出的光电子数
解析:
根据Ekm=hν-W0得,纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功,等于E.当最大初动能为零时,入射光的频率等于截止频率,由λ=
,可求得极限波长,故A、C正确.逸出功等于E,则E=hν0,所以h=
.或通过图线的斜率求出k=h=
,故B正确.单位时间内逸出的光电子数,与入射光的强度有关,故D错误.故选ABC.
答案:
ABC
11.(2017·绵阳模拟)如图所示为氢原子的能级图.氢原子从n=5的能级跃迁到n=3的能级时辐射出a光子,从n=4的能级跃迁到n
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