1、单元质量评估(十二)波粒二象性原子结构和原子核选择题(18题为单项选择题，913题为多项选择题)12020天津卷，1在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识下列图示的实验中导致发现原子具有核式结构的是()2下列关于原子核的叙述中正确的是()A居里夫人通过粒子轰击铝原子核，首次发现了中子B核反应堆中的“慢化剂”是为了减慢反应速度，防止反应过于剧烈C轻核聚变过程中，会有质量亏损，要释放能量D.原子核的质量越大，比结合能就越小3位于广东东莞的国家大科学工程中国散裂中子源(CSNS)首次打靶成功，获得中子束流这标志着CSNS主体工程顺利完工，进入试运行阶段对
2、于有关中子的研究，下面说法正确的是()A中子和其他微观粒子，都具有波粒二象性B一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是裂变反应C卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子D核反应方程PoXHe中的y206，X的中子个数为12842021浙江1月，10下列说法正确的是()A光的波动性是光子之间相互作用的结果B玻尔第一次将“量子”引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念C光电效应揭示了光的粒子性，证明了光子除了能量之外还具有动量D射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方，验电器金属箔的张角会变大5在研究光电效应规律的实验中，用频率为的单色光照射光电管，测得遏止电压为U，则下列说法中正确
3、的是()A若仅增大该单色光的强度，则遏止电压一定大于UB若改用频率为2的单色光照射，则遏止电压一定大于2UC若改用频率为2的单色光照射，则饱和光电流一定变为原来的2倍D若改用频率为0.5的单色光照射，则一定不可能产生光电子62020年12月8日，月表最强“打工人”嫦娥四号迎来从地球出发两周年纪念日若嫦娥四号上有一块备用的核燃料电池，能在夜里为其提供动力，核燃料为Pu，Pu核的转化方程为PuXY，已知Pu核、X核以及Y核的质量分别为mPu、mX、mY，光速为c.则下列说法正确的是()APu核比X核多4个中子B该过程释放的核能为(mPumXmY)c2C该过程为衰变D该过程进行的速度随所处环境的压强
4、和温度的变化而发生改变7在光电效应实验中，先后用频率相同但光强不同的两束光照射同一个光电管若实验a中的光强大于实验b中的光强，实验所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线分别以a、b表示，则下列图中可能正确的是()82022山西太原模拟如图所示，在研究光电效应的实验中，保持P的位置不变，用单色光a照射阴极K，电流计G的指针不发生偏转；改用另一频率的单色光b照射K，电流计的指针发生偏转，那么 ()A增加a的强度一定能使电流计的指针发生偏转B.用b照射时通过电流计的电流由d到cC只增加b的强度一定能使通过电流计的电流增大Da的波长一定小于b的波长9下列核反应方程中，X1、X2、X3、X4代表
5、粒子的有()AHHnX1BHHnX2C92Un56BaKr3X3DnLiHX4102022广东佛山顺德区测试太阳每年辐射到地球上的能量是地球上获得最大的能源，太阳内部有多种热核反应，其中的一个反应方程是：HHHen.若已知H的质量为m1，H的质量为m2，He的质量为m3，n质量为m4，下列说法中正确的是()AH和H是同种元素的原子核BH和H在常温下就能够发生聚变C虽然该反应出现质量亏损，但反应前后总质量数不变D这个反应释放的核能为E(m1m2m3m4)c211图甲为研究光电效应实验的部分装置示意图实验中用频率为的光照射某种金属，其光电流随光电管外电源电压变化的i U图象如图乙已知普朗克常量为h
6、，电子带的电荷量为e.下列说法中正确的是()A测量电压Uc时，光电管的K极应连接外电源的负极B光电子的最大初动能为eUcC该金属的逸出功为hD当电压大于Um时，增加光照强度则光电流增大12氢原子光谱如图甲所示，图中给出了谱线对应的波长，玻尔的氢原子能级图如图乙所示已知普朗克常量h6.631034 Js.可见光的频率范围约为4.210147.81014 Hz，则()AH谱线对应光子的能量小于H谱线对应光子的能量B图甲所示H、H、H、H四种光均属于可见光范畴CH对应光子的能量约为10.2 eVDH谱线对应的跃迁是从n3能级到n2能级13图甲为氢原子的能级图，大量处于n2激发态的氢原子吸收一定频率的
7、光子后跃迁到较高的能级，之后再向低能级跃迁时辐射出10种不同频率的光子当用这些辐射出的光子去照射如图乙所示光电管阴极K时，发生了光电效应，改变电源的正负极并调节滑动变阻器滑片，发现遏止电压为8 V，则()A该光电管阴极K的逸出功为7.06 eVB吸收的光子能量为2.86 eVC跃迁过程中辐射出的光子能量是连续的D辐射出来的10种光子中只有4种能使该光电管发生光电效应单元质量评估（十二）波粒二象性原子结构和原子核1解析：发现原子具有核式结构的是卢瑟福的粒子轰击金箔发生散射的实验，选项D正确答案：D2解析：查德威克通过粒子轰击铍核的实验发现了中子，故A错误；核反应堆中的“慢化剂”是为了减慢中子速度
8、，故B错误；轻核聚变过程中，会有质量亏损，要释放核能，故C正确；原子核质量数越大，原子核结合能越大，但该原子的比结合能不一定越小，故D错误答案：C3解析：所有微观粒子都具有波粒二象性，故A正确；裂变反应是较重的原子核分裂成较轻原子核的反应，而该反应是较轻的原子核的聚变反应，故B错误；卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，查德威克通过粒子轰击铍核（Be）获得碳核（C）的实验发现了中子，故C错误；y2104206，X的中子个数为20682124，故D错误答案：A4解析：在光的双缝干涉实验中，减小光的强度，让光子通过双缝后，光子只能一个接一个地到达光屏，经过足够长时间，仍然发现相
9、同的干涉条纹，这表明光的波动性不是由光子之间的相互作用引起的，A错误；玻尔第一次将“量子”引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，B正确；光电效应揭示了光的粒子性，康普顿效应说明了光子除了具有能量还具有动量，C错误；射线可以使金属球附近的空气电离，金属球吸引负离子而使验电器金属箔的张角变小，D错误答案：B5解析：根据光电效应的规律得出：eUhW0，故若仅增大该单色光的强度，则遏止电压不变，仍为U，故A错误；根据光电效应的规律得出：eUhW0，若改用频率为2的单色光照射，则遏止电压一定大于2U，故B正确；光电效应中，一个光子激发出一个光电子，当照射光的强度变为原来的2倍，单位时间内射向阴极的光子数
10、变为原来的2倍，激发出的光电子数变为原来的2倍，电路中的光电流变为原来的2倍，若改用频率为2的单色光照射，饱和光电流不一定变为原来的2倍，故C错误；若改用频率为0.5的单色光照射，若0.5大于金属的极限频率，则能产生光电效应，可能产生光电子，故D错误故选B.答案：B6解析：根据质量数守恒与电荷数守恒可知238234n，94m2，解得n4，m92，即转化方程为PuXHe，该过程为衰变，X核与Pu核相比，质量数减少4，核电荷数减少2，故中子数减少2，选项A错误，C正确；此过程中亏损的质量为mmPumXmY，释放的能量E（mPumXmY）c2，选项B错误；放射性元素的半衰期不受外界环境的影响，即该过
11、程进行的速度与所处环境的压强和温度等均无关，选项D错误答案：C7解析：光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为遏止电压，对应的光的频率为截止频率，入射光的频率越高，对应的遏止电压Uc越大，由于入射光的频率没有变，故遏止电压相同，即图线与横轴的交点相同由于a光的光强大于b光的光强，所以a的饱和光电流大于b的饱和光电流故A项正确、B、C、D项错误答案：A8解析：用单色光a照射阴极K，电流计G的指针不发生偏转，说明a光的频率小于阴极K的截止频率，增加a的强度也无法使电流计的指针发生偏转，A错误；电子运动方向从d到c，电流方向从c到d，B错误；只增加b的强度可以使光电流增大，使通过电流计的电流增大，C正
12、确；b光能使阴极K发生光电效应，b光的频率大于阴极K的截止频率也就大于a光的频率，b的波长一定小于a的波长，D错误答案：C9解析：根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知选项B中的X2质量数是4，电荷数是2，代表粒子，B项正确；选项D中的X4质量数是4，电荷数是2，代表粒子，D项正确；根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知选项A中的X1质量数是3，电荷数是2，A项错误；选项C中的X3质量数是1，电荷数是0，代表中子，C项错误答案：BD10解析：H和H是同种元素的原子核，故A项正确；H和H在极高温度下才能够发生聚变，核聚变又叫热核反应，故B项错误；HHHen反应前后总质量数不变，核
13、子平均质量减小，出现质量亏损，故C项正确；HHHen的质量亏损mm1m2m3m4反应释放的核能Emc2（m1m2m3m4）c2，故D项正确故选ACD.答案：ACD11解析：电压Uc为反向遏止电压，此时光电管的K极应连接外电源的正极，A错误；光电子克服电场力做功，根据能量守恒定律，光电子的最大初动能EkmeUc，B正确；光电效应方程为EkmhW0，结合B选项解得金属的逸出功为W0heUc，C错误；电压Um对应正向饱和电流，已收集了相应光照强度下的所有的光电子若增大光照强度，光子数量增加，光电子数量增加，则电路中的光电流增大，D正确故选BD.答案：BD12解析：根据真空中光速等于波长乘频率可知，波
14、长越长频率越小，根据Eh可知频率越小能量越小，故A正确；由可见光的频率范围可知，可见光的波长范围约为380710 nm，则四种光都属于可见光，故B正确；由Ehh可得E2.56 eV，故C错误；根据Ehh可知，H谱线对应的光子能量为H对应光子能量的倍，约为1.89 eV，结合能级图可知，从n3能级跃迁到n2能级时辐射的光子能量为1.51（3.4）eV1.89 eV，故D正确答案：ABD13解析：从n2能级跃迁到较高能级后能辐射出10种不同频率的光子，由C10，解得n5，故吸收的光子能量EE5E22.86 eV，故B正确；跃迁过程中所放出的光子最大能量为Emax0.54 eV（13.6 eV）13.06 eV，由光电效应方程EkhW0，EkeU，U8 V，可得该光电管阴极K的逸出功W05.06 eV，故A错误；根据玻尔理论可知，跃迁过程中辐射出的光子能量是不连续的，故C错误；由该光电管阴极K的逸出功W05.06 eV，可知辐射出的光子能使其发生光电效应的有氢原子从n5能级到基态、从n4能级到基态、从n3能级到基态、从n2能级到基态共4种，故D正确答案：BD
