1、专题14原子结构、原子核和波粒二象性一、单选题1如图所示为氢原子能级示意图的一部分，根据玻尔理论，下列说法中正确的是（ ）A. 从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出电磁波的波长长B. 处于n=4的定态时电子的轨道半径r4比处于n=3的定态时电子的轨道半径r3小C. 从n=4能级跃迁到n=3能级，氢原子的能量减小，电子的动能减小 D. 从n=3能级跃迁到n=2能级时辐射的光子可以使逸出功为2.5eV的金属发生光电效应【答案】 A光电效应，A正确D错误；根据玻尔理论，能级越高，半径越大，所以处于n=4的定态时电子的轨道半径比处于n=3的定态时电子的轨道半径大，B错误；从
2、n=4能级跃迁到n=3能级，氢原子向外发射电子，能量减小，根据可知，电子越大的半径减小，则电子的动能增大，C错误2下列有关光的现象中，不能用光的波动性进行解释的是（ ）A. 光的衍射现象 B. 光的偏振现象C. 泊松亮斑 D. 光电效应【答案】 D【解析】光的衍射、偏振都是波特有的性质，故能说明光具有波动性（偏振是横波特有的属性），AB不符合题意；泊松亮斑是由于光的衍射形成的，能用光的波动性进行解释，故C不符合题意；光电效应说明光具有粒子性，D符合题意3用波长为的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是。由此可知，钨的极限频率是（ ）。（普朗克常量，光速，结果取两位有效数字）A. B
3、. C. D. 【答案】 B【解析】据可得：，代入数据得：故选B4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不同颜色的光。关于这些光下列说法正确的是（）。A. 最容易发生衍射由n = 4能级跃迁到n = 1能级产生的光子波长最长B. 由n = 2能级跃迁到n = 1能级产生的光子频率最小C. 这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D. 用n = 2 能级跃迁到n = 1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应【答案】 D【解析】A：由图象根据可得：由n = 4能级跃迁到n = 1能级产生的光子频率最高，波长最短，最不容易
4、衍射；故A错误B：由图象根据可得：由n = 4能级跃迁到n = 3能级产生的光子频率最小；故B错误C：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光子种数为；故C错误D：n = 2 能级跃迁到n = 1能级辐射出的光子能量，照射逸出功为6.34eV的金属铂时，能发生光电效应；故D正确点睛：要区分一群原子跃迁时放出的光子种数和一个原子发生跃迁时放出的光子种数。5以下关于物理学家对科学的贡献的说法中正确的是A. 波尔的氢原子结构模型成功的解释了氢原子的发光机制B. 爱因斯坦的光电效应方程表明光电子的最大初动能只与入射光的频率有关C. 伽利略测出了重力加速度并指出自由落体运动就是加速度
5、为g的匀加速直线运动D. 法拉第在一次讲课中无意发现通电导线使下面的小磁针发生偏转的现象.他认为那是因为通电导线周围存在磁场的缘故【答案】 A【解析】A波尔理论很好地解释了氢原子光谱，波尔的氢原子结构模型成功的解释了氢原子的发光机制，故A正确；B爱因斯坦的光电效应方程表明，打出的光电子的初动能与金属的逸出功和入射光的频率均有关，故B错误；C伽利略并未测出重力加速度，故C错误；D发现通电导线周围存在磁场的科学家是奥斯特，故D错，故选A6已知钙和钾的截止频率分别为7.731014Hz和5.441014Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，下列说法正确的是（ ）A. 钙的逸出功大于钾的逸
6、出功B. 钙逸出的电子的最大初动能大于钾逸出的电子的最大初动能C. 比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子钾逸出的光电子具有较大的波长D. 比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子钙逸出的光电子具有较大的动量【答案】 A【解析】根据可知，钙的截止频率较大，则逸出功大于钾的逸出功，选项A正确；根据爱因斯坦光电效应方程可知可知，钙逸出的电子的最大初动能小于钾逸出的电子的最大初动能，选项B错误；根据可知，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子钾逸出的光电子具有较小的波长，选项C错误；根据可知，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子钙逸出的光电子具有较小的动量，选项D错误；故选A.7如图所示为氢
7、原子的能级示意图，一群氢原子处于n3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠下列说法正确的是（ ）A. 这群氢原子能发出3种不同频率的光，其中从n3跃迁到n2所发出的光波长最短B. 这群氢原子能发出6种不同频率的光，其中从n3跃迁到n1所发出的光频率最小C. 这群氢原子发出不同频率的光，只有一种频率的光可使金属钠发生光电效应D. 金属钠表面发出的光电子的最大初动能为9.60eV【答案】 DeV=10.2eV，可见，E2.49eV，能使金属钠的表面发生光电效应从n=3跃迁到n=1发出的光子频率最高，发出的光子能量为E=13.60-1.51eV=12
8、.09eV根据光电效应方程EKm=hv-W0得，最大初动能Ekm=12.09eV-2.49eV=9.60eV故C错误，D正确，故选D点睛：解决本题的关键玻尔理论，以及掌握光电效应方程，并能灵活运用，同时掌握光电效应发生条件8下列有关科学家和所涉及到的物理史实中，正确的说法是：（ ）A. 居里夫妇用粒子轰击铝箔时发现了中子；B. 卢瑟福的利用粒子散射实验构建了原子的核式结构，同时发现了质子；C. 爱因斯坦提出光子说，成功解释的光电效应，证明光具有粒子性；D. 普朗克建立了量子理论，玻尔解释了各种原子的发光现象。【答案】 C【解析】查德威克用粒子轰击铍核时发现了中子，选项A错误；卢瑟福利用粒子散射
9、实验构建了原子的核式结构理论；同时他用粒子轰击氮核发现了质子，选项B错误；爱因斯坦提出光子说，成功解释的光电效应，证明光具有粒子性，选项C正确；普朗克建立了量子理论，玻尔解释了氢原子的发光现象，选项D错误；故选C。9关于近代物理，下列说法错误的是A. 轻核聚变反应方程中，X表示中子B. 粒子散射实验现象揭示了原子的核式结构C. 原子核的比结合能越大，该原子核越稳定D. 分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出，红光照射时，逸出的光电子的最大初动能较大【答案】 D【解析】根据质量数和电荷数守恒，可知X表示中子，故A说法正确；卢瑟福根据粒子散射实验现象的结果提出了原子的核式结构模型，揭示了原子
10、的核式结构，故B说法正确；原子核的比结合能越大，该原子核越稳定，故C说法正确；分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出，红光照射时，由于红光的频率比紫光更小，根据光电效应方程可知逸出的光电子的最大初动能较小，故D说法错误。所以选D。10下列说法中正确的是A. 发生a衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4B. 用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大C. 由玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，其电势能减小，核外电子的动能增大，原子总能量不变D. 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放出核能【答案】 D【解析】发生衰变时，电荷数少2，质量
11、数少4，知中子数少2，A错误；根据爱因斯坦光电效应方程，入射光的频率越大，光电子的最大初动能也越大；不可见光的频率有比可见光大的，也有比可见光小的，B错误；由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，能量减小，轨道半径减小，根据知，电子的动能增大，由于能量等于电子动能和电势能的总和，则电势能减小，C错误；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会出现质量亏损，根据爱因斯坦质能方程得知，一定释放核能，D正确112016年8月16日1时40分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空中国将成为全球第一
12、个实现卫星和地面之间子通信的国家在量子世界中，一个物体可以同时处在多个位置，一只猫可以处在“死”和“活的叠加状态上；所有物体都具有“波粒二象性”，既是粒子也是波；两个处于“纠缠态”的粒子即使相距遥远也具有“心电感应”，一个发生变化，另一个会瞬时发生相应改变。正是由于子具有这些不同于宏观物理世界的奇妙特性，才构成了量子通信安全的基石在量子保密信中，由于量子的不可分割、不可克隆和测不准的特性，所以一旦存在窃听就必然会被发者察觉并规避通过阅读以上材料可知：A. 电磁波是量子化的 B. 量子不具有波粒二象性C. 可以准确测定量子的位置 D. 量子相互独立互不干扰【答案】 A【解析】电磁波是一份份的能量
13、，所以电磁波是量子化的，同时也具有波粒二象性，A正确B错误；微观的粒子与光子都具有波粒二象性，不能准确测定量子的位置，C错误；由题可知，两个处于“纠缠态”的粒子，即使相距遥远也具有“心电感应”，一个发生变化，另一个会瞬时发生相应改变，故D错误12氢原子的基态能级E113.6 eV，第n能级En，若氢原子从n3能级跃迁到n2能级时发出的光能使某金属发生光电效应，则以下跃迁中放出的光也一定能使此金属发生光电效应的是()A. 从n2能级跃迁到n1能级B. 从n4能级跃迁到n3能级C. 从n5能级跃迁到n3能级D. 从n6能级跃迁到n5能级【答案】 A【解析】n=2跃迁到n=1辐射的光子能量大于n=3
14、跃迁到n=2辐射的光子能量，根据光电效应产生的条件知，一定能使该金属发生光电效应故A正确从n=4跃迁到n=3，n=5跃迁到n=3，从n=6跃迁到n=5辐射的光子能量均小于n=3跃迁到n=2辐射的光子能量，都不一定能使金属发生光电效应故BCD错误故选A13如图所示是实验室用来研究光电效应原理的装置图，电表均为理想电表，当入射光的能量等于9 eV时，灵敏电流表检测到有电流流过，当电压表示数等于5.5 V时，灵敏电流表示数刚好等于0。则下列说法正确的是（ ）A. 若增大入射光的强度，光电子的最大初动能将增大B. 若入射光的能量小于3.5 eV，改变电源的正负极方向，则电流表示数可能会不等于0C. 光
15、电管材料的逸出功等于3.5 eVD. 增大入射光的波长，在电压表示数不变的情况下，电流表示数会变大【答案】 C点睛：解决本题的关键掌握光电效应的条件以及光电效应方程EKm=h-W0，知道光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率；光电流的强度与入射光的光强有关14我国科学家潘建伟院士预言十年左右量子通信将“飞”入千家万户。在通往量子论的道路上，一大批物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法正确的是 ( )A. 玻尔在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念B. 爱因斯坦最早认识到了能量子的意义，提出光子说，并成功地解释了光电效应现象C. 德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，
16、提出了定态和跃迁的概念D. 普朗克大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性【答案】 B【解析】普朗克在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，故A错误；爱因斯坦最早认识到了能量子的意义，为解释光电效应的实验规律提出了光子说，并成功地解释了光电效应现象，故B正确；玻尔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，故C错误；德布罗意大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性，故D错误；故选B.15（4分）下列说法正确的是A. 汤姆生发现了电子，并提出了原子的栆糕模型B. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应C. 一束光照
17、射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的强度小D. 将放射性元素掺杂到其它稳定元素中，并降低其温度，该元素的半衰期将增大【答案】 AB【解析】试题分析：汤姆生发现了电子，并提出了原子的栆糕模型也叫西瓜模型，所以A正确；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应（轻核聚变），故B正确；一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的频率小，所以C错误；放射性元素的半衰期与物理、化学性质无关，故温度降低，半衰期不变，所以D错误。【考点】本题考查原子模型、热核反应、光电效应、半衰期16分别用波长为和的单色光照射同一金属板,发出的光电子的最大初动能之比为12,以h表示普朗克常量,c表示真空中
18、的光速,则此金属板的逸出功为 A. B. C. D. 【答案】 B【解析】根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子的最大初动能为：EkW；根据题意：1=，2，Ek1：EK2=1：2；则联立可得逸出W，故ACD错误，B正确故选B17如图为氢原子能级图， 5种金属的逸出功如下表：大量处在n4 能级的氢原子向低能级跃迁时，可产生多种不同频率的光。现将其中频率最大的光，分别照射在以上5 种金属的表面。则在这五种金属表面逸出的光电子中，最大的动能约为A. 7.77eV B. 10.61eV C. 11.46eV D. 12.75eV【答案】 B【解析】在氢原子向低能级跃迁时，从n=4跃迁到n=1的能级时，产生
19、的光的频率最大，即，根据光电效应方程EKm=hv-W0得，从4能级到1能级跃迁发出的光子照射金属铯产生光电子最大初动能为：12.75-2.14=10.61eV，故B正确，ACD错误。18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A，K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和c的频率相同，但a的光强更强些B. 单色光a和c的频率相同，但a的光强更弱些C. 单色光b的频率小于a的频率D. 改变电源的极性不可能有光电流产生【答案】 A【解析】
20、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，ac光对应的截止频率小于b光的截止频率，根据eU截=mvm2=h-W，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；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A正确，BC错误；若改变电源的极性，仍可能有光电流产生，但电流大小会发生变化，故D错误；故选A点睛：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eU截=mvm2=h-W，同时理解光电流的大小与光强有关19如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单
21、色光 a、b，用这两束单色光 a、b 分别照射同一光电管，下列说法正确的是（ ）A. 若 a 光恰能发生光电效应，则 b 光一定不能发生光电效应B. 若 b 光恰能发生光电效应，则 a 光可能发生光电效应C. 若 a、b 光都能发生光电效应，则 a 光的饱和电流小D. 若 a、b 光都能发生光电效应，则 a 光的遏制电压低【答案】 D【解析】根据折射率定义公式，从空气斜射向玻璃时，入射角相同，光线a对应的折射角较大，故光线a的折射率较小，即nanb，a光的频率较小，若 a 光恰能发生光电效应，则 b 光一定能发生光电效应；若 b 光恰能发生光电效应，则 a 光一定不能发生光电效应，选项A错误；
22、饱和光电流大小与光的频率无关，只与光强有关，选项C错误；a光频率较小，根据E=h，则a光光子能量较小，则a光束照射逸出光电子的最大初动能较小，根据，则a光的遏止电压低，故D正确；故选D点睛：本题关键依据光路图来判定光的折射率大小，然后根据折射率定义公式比较折射率大小，学会判定频率高低的方法，同时掌握光电效应方程，及遏止电压与最大初动能的关系20某单色光在真空中的波长为l，已知真空中的光速为 c ，普朗克常量为 h ，则该单色光 每个光子的能量为（ ）A. hcl B. C. D. 【答案】 C【解析】根据爱因斯坦光子说，1个光子的能量E=h，其中为光子的频率，而光速c=，故一个光子的能量：，故
23、C正确，ABD错误；故选C21下列说法正确的是A. 电子的衍射图样表明电子具有波动性B. 氢原子从某激发态跃迁至基态要吸收特定频率的光子C. 在光电效应现象中，金属的逸出功随入射光的频率增大而增大D. 在光电效应现象中，光电子的最大初动能与入射光的强度有关【答案】 A22入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么A. 从光照射金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B. 逸出的光电子的最大初动能将减小C. 单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D. 有可能不发生光电效应【答案】 C【解析】试题分析：A、光的强弱影响的是单位时间内发出光电子的数目，不
24、影响发射出光电子的时间间隔故A错误B、根据光电效应方程知，EKM=hW0知，入射光的频率不变，则最大初动能不变故B错误C、单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少，光电流减弱，C正确D、入射光的频率不变，则仍然能发生光电效应故D错误 故选C23下列说法中错误的有 （ ）A. 太阳内部发生的核反应是热核反应B. 光电效应揭示了光具有粒子性C. 动量相同的质子和电子，它们的德布罗意波的波长相等D. 原子核发生一次衰变，该原子外层就失去一个电子【答案】 D【解析】A、太阳的能量来自于其内部发生的热核反应即聚变反应，A正确；B、光电效应说明光具有粒子性，故B正确；C、根据 可知，动量相同的质子和电子
25、，它们的德布罗意波的波长一定相等，故C正确；D、衰变的实质是原子核内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D错误。24如图是光控继电器的示意图，K是光电管的阴极下列说法正确的是A. 图中a端应是电源的正极B. 只要有光照射K，衔铁就被电磁铁吸引C. 只要照射K的光强度足够大，衔铁就被电磁铁吸引D. 只有照射K的光频率足够大，衔铁才被电磁铁吸引【答案】 AD【解析】试题分析：光电子从K极射出，然后在光电管中被加速，故a应为电源的正极，选项A正确；只有照射K的光频率足够大，才能在K极发生光电效应，从而产生电流，经放大器放大后通过电磁铁，衔铁才被电磁铁吸引，选项D正确，
26、BC错误；故选AD.考点：光电管.25如图所示，用频率为v0的光照射某金属能够使验电器指针张开，当用频率为2v0的单色光照射该金属时（）A. 一定能发生光电效应B. 验电器指针带负电C. 金属的逸出功增大D. 逸出电子的最大初动能变为原来的2倍【答案】 A点睛：解决本题的关键知道光电效应的条件，以及掌握光电效应方程Ekm=h-W0注意最大初动能与频率不成正比，及理解逸出功与入射光的频率无关26a、b是两束频率不同的单色光，已知a光频率低于b光频率，则下面说法中正确的是（）A. 若用a光做衍射实验，衍射现象更明显B. 若用b光做衍射实验，衍射现象更明显C. 光束中a光子的能量较大D. 若用a光做
27、光电效应实验，没有光电子打出，则用b光做光电效应实验一定有光电子打出【答案】 A【解析】因a光频率低于b光频率，则a光波长大于b光波长，若用a光做衍射实验，衍射现象更明显故A正确，B错误 a光频率低于b光频率，光束中a光子的能量较小故C错误若用a光做光电效应实验，没有光电子打出，说明a光的频率小于金属的极限频率，若用b光做光电效应实验，则b光的频率不一定大于金属的极限频率，即也不一定有光电子打出，故D错误故选A27关于光的波粒二象性，下列说法中不正确的是A. 波粒二象性指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性。B. 个别光子易表现出粒子性，大量光子易表现出波动性。C. 能量较大的光子其波动性越显
28、著。D. 光波频率越高，粒子性越明显。【答案】 C【解析】试题分析：波粒二象性指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性，选项A正确；个别光子易表现出粒子性，大量光子易表现出波动性，选项B正确；能量较大的光子频率较大，则其粒子性越显著，选项C错误；光波频率越高，粒子性越明显，选项D正确；故选C。考点：光的波粒二象性28用如图的装置研究光电效应现象，当用光子能量为3.0 eV的光照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2 mA,移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.7 V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GB. 所有光电子的初动能为0.7 eVC. 光电管阴极的逸出
29、功为2.3 eVD. 改用能量为1.5 eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小【答案】 C【解析】光电管两端接的是反向电压，当电键断开后，光电管两端的电压为零，逸出的光电子能够到达另一端，则仍然有电流流过电流表G，故A错误当电压表的示数大于或等于0.7V时，电流表读数为0，可知遏止电压为0.7V，根据动能定理得，eUc=Ekm，则光电子的最大初动能为0.7eV，故B错误根据光电效应方程得，Ekm=hv-W0，则逸出功W0=hv-Ekm=3.0-0.7eV=2.3eV，故C正确改用能量为1.5 eV的光子照射，因为光子能量小于逸出功，则不会发生光电效应，没有光电流，故D错误故选C29图为红
30、光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则()A. 甲为紫光的干涉图样B. 乙为紫光的干涉图样C. 丙为红光的干涉图样D. 丁为红光的干涉图样【答案】 B【解析】双缝衍射中条纹间距相等，AB为双缝衍射图样，根据可知红光波长较大，亮纹间距较大，B对；30激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛下面关于激光的叙述正确的是 ()A. 激光是纵波B. 频率相同的激光在不同介质中的波长相同C. 两束频率不同的激光能产生干涉现象D. 利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离【答案】 D【解析】试题分析：光可以发生偏振现象，说明光为横波，所以A错。频率相同的光，根据可知，介
31、质不同，在介质中的传播速度不同，因此波长不同，所以B错。发生干涉需要两列完全相同频率的波，所以C错。利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离，D正确考点：光的性质点评：本题考查了归于光的波动性的理解。光能够发生波特有现象：干涉、衍射，从而表明光具有波动性。31如图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,普朗克常量 h=6.6310-34 Js,由图可知()A. 该金属的极限频率为4.271014 HzB. 该金属的极限频率为5.51014 HzC. 该图线的斜率表示普朗克常量D. 该金属的逸出功为0.5 eV【答案】 AC【解析】由光电效应方程Ekm=h-
32、W知图线与横轴交点为金属的极限频率，即0=4.31014Hz，故A正确，B错误；该图线的斜率为普朗克常量，故C正确；金属的逸出功 ，故D错误故选AC.点睛：解决本题的关键掌握光电效应方程，知道最大初动能与入射光频率的关系，并掌握光电效应方程，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，同时注意保留两位有效数字32研究光电效应的电路如图所示。用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K),钠极板发射出的光电子被阳极A吸收,在电路中形成光电流。下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中,正确的是()A. B. C. D. 【答案】C【解析】根据光电效应方程，联立知
33、，遏止电压越大，入射光的频率越大，光照强度越大，饱和电流越大，所以C正确；A、B、D错误。33关于对微观粒子的认识,下列说法中正确的是()A. 粒子的位置和动量可以同时确定B. 粒子的运动没有确定的轨迹C. 单个粒子的运动没有规律D. 粒子在某一时刻的加速度由该时刻粒子受到的合力决定【答案】 B点睛：在宏观世界里找不到既有粒子性又有波动性的物质，同时波长长的可以体现波动性，波长短可以体现粒子性34如图所示，当开关K断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数不为零；当电压表读数大于或等于0.60
34、 V时，电流表读数为零由此可知阴极材料的逸出功为()A. 1.9 eV B. 0.6 eVC. 2.5 eV D. 3.1 eV【答案】 A【解析】由题意知光电子的最大初动能为EkeU00.60 eV，所以根据光电效应方程hmv2W可得Whmv2(2.50.60) eV1.9 eV.故选A.35下列说法正确的是A. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应B. 黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释C. 一束光照到某金属上，不能发生光电效应，是因为该束光的频率低于极限频率D. 氢原子从较低能级跃迁到较高能级时，棱外电子的动能增大，势能减小【答案】 C【解析】太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚
35、变反应，选项A错误；黑体辐射的实验规律不能使用光的波动性解释，而普朗克借助于能量子假说，完美的解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念故B错误； 根据光电效应的规律，一束光照到某金属上，不能发生光电效应，是因为该束光的频率低于极限频率，选项C正确；氢原子从较低能级跃迁到较高能级时，棱外电子的动能减小，势能增大，选项D错误；故选C.36利用光电管研究光电效应实验如图所示，用频率为的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则()A. 用紫外线照射，电流表不一定有电流通过B. 用红光照射，电流表一定无电流通过C. 用频率为的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头移到A端时，电流表中一定无电流
36、通过D. 用频率为的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头向B端滑动时，电流表示数可能不变【答案】 D【解析】试题分析：用频率为的可见光照射阴极K，电表中有电流通过，知该可见光照射阴极，发生光电效应发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率可见光照射阴极，可以发生光电效应，用紫外光照射，因为紫外光的频率大于可见光的频率，所以一定能发生光电效应，所加的电压是正向电压，则一定有电流通过，A错误；红外光的频率小于红光，不一定能发生光电效应，不一定有电流通过，B错误；频率为的可见光照射K，变阻器的滑片移到A端，两端的电压为零，但光电子有初动能，故电流表中仍由电流通过，C错误；频率为的可见光照射K
37、，一定能发生光电效应，变阻器的滑片向B端滑动时，可能电流已达到饱和电流，所以电流表示数可能增大，可能不变，D正确37如图所示为康普顿效应示意图，光子与一个静止的电子发生碰撞，图中标出了碰撞后电子的运动方向设碰前光子频率为，碰后为，则关于光子碰后的运动方向和频率的说法中正确的是()A. 可能沿图中方向 B. 可能沿图中方向C. D. 【答案】 B【解析】光子与电子碰撞过程满足动量守恒，总动量与碰前光子动量方向一致大小相等，故光子可能的运动方向为方向，故A错误，B正确；碰撞过程光子能量减小，因此频率减小，所以vv，故C D错误；故选B.38入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，
38、而频率保持不变，那么A. 从光照射金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B. 逸出的光电子的最大初动能将减小C. 单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D. 有可能不发生光电效应【答案】 C【解析】试题分析：A、光的强弱影响的是单位时间内发出光电子的数目，不影响发射出光电子的时间间隔故A错误B、根据光电效应方程知，EKM=hW0知，入射光的频率不变，则最大初动能不变故B错误C、单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少，光电流减弱，C正确D、入射光的频率不变，则仍然能发生光电效应故D错误故选C39在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距
39、相近已知中子质量m1.671027 kg，普朗克常量h6.631034 Js，可以估算德布罗意波长1.821010 m的热中子动能的数量级为()A. 1017 J B. 1019 J C. 1021 J D. 1024 J【答案】 C试题点评：考查宏观物质的描述特征40氢原子的能级图如图所示，一群氢原子处于n = 4的激发态，在向基态跃迁的过程中，下列说法中正确的是A. 这群氢原子能发出3种频率不同的光，其中从n=4能级跃迁到n=3能级所发出光的波长最长B. 这群氢原子能发出6种频率不同的光，其中从n=4能级跃迁到n=l能级所发出光的频率最小C. 在这群氢原子发出的光子中，从n=4能级跃迁到能
40、级所发出光子能量最大D. 用从n=2能级跃迁到n=l能级所发出光照射逸出功为3.20 eV的某金属，则从金属表面所发出的光电子的初动能一定为7.00 eV【答案】 C【解析】根据知，这群氢原子能发出6种频率不同的光，其中从n=4跃迁到n=3所发出光的波长最大，频率最小，故A B错误在这群氢原子发出的光子中，从n=4能级跃迁到n=1能级所发出光子能量最大，选项C正确；从n=2能级跃迁到n=l能级辐射光子的能量为（-3.4）=（-13.6）=10.2eV，则用从n=2能级跃迁到n=l能级所发出光照射逸出功为3.20 eV的某金属，则从金属表面所发出的光电子的最大初动能一定为10.2-3.20=7.
41、00 eV，选项D错误；故选C.点睛：题考查了能级跃迁与光电效应的综合运用，知道能量差越大，辐射的光子频率越大，波长越短注意根据光电效应方程求解的是最大初动能.41以下说法正确的是（ ）A. 密立根用摩擦起电的实验发现了电子；B. 密立根用摩擦起电的实验测定了元电荷的电荷量；C. 密立根用油滴实验发现了电子；D. 密立根用油滴实验测定了元电荷的电荷量。【答案】 D【解析】密立根用油滴实验测定了元电荷的电荷量，密立根用油滴实验测定了元电荷的电荷量，故D正确42下列说法正确的是A. 质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3，则质子与中子结合为氘核的反应是人工核转变，放出的能量为（m3m1m2）
42、c2B. 玻尔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C. 紫外线照射到金属锌板表面时能够产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大D. 半衰期是反映放射性元素天然衰变的统计快慢，若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小【答案】 B【解析】A、根据爱因斯坦质能方程：，当一个质子和一个中子结合成一个氘核时，质量亏损为：，因此核反应放出的能量：，A错误；B、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，B正确；C、光电子的最大初动能与入射光的频率有关与光照强度无
43、关，因此增大光照强度，光子的最大初动能不变，C错误；D、半衰期不随物理状态与化学状态而改变，所以温度升高，半衰期不变，D错误；故选B。43下列说法正确的是（）A. 天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构B. 一群处于n=3能级激发态的氢原子，自发跃迁时能发出最多6种不同频率的光C. 放射性元素发生一次衰变，原子序数增加1D. 的半衰期约为7亿年，随着地球环境的不断变化，半衰期可能变短【答案】 C【解析】天然放射现象的发现揭示了原子核具有复杂结构，故A错误；一群处于n=3能级激发态的氢原子，自发跃迁时能发出3种不同频率的光，分别是从n=3到n=2，从n=3到n=1，从n=2到n=1，故B错误；根
44、据质量数与质子数守恒，则有放射性元素发生一次衰变，原子序数增加1，故C正确；半衰期不随着地球环境的变化而变化，故D错误；故选C44氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62eV-3.11eV。下列说法正确的是（）。A. 处于n=2能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离B. 大量氢原子从高能级向n=2能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应C. 大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光D. 大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光【答案】 C【解析】紫外线的频率大于3.11eV，n=2能级的氢原子若发生电离需要吸收的最
45、小能量是3.4eV，故n=2能级的氢原子吸收紫外线后，氢原子不一定能发生电离故A错误氢原子从高能级向n=2能级跃迁时发出的光子能量小于3.4eV，不一定小于可见光的频率，则不可能为红外线所以发出的光不具有热的作用故B错误；根据计算出处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光，故C正确；大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光子因为可见光的光子能量范围约为1.62eV3.11eV，满足此范围的有：n=4到n=2，n=3到n=2所以可将有2种不同频率的可见光故D错误故选C45原子的认识经历了漫长的过程，下列说法正确的是A. 汤姆孙发现阴极射线射出的粒子
46、流是电子，并且求出了电子的荷质比B. 为了解释原子中正负电荷分布问题，勒纳德提出了“枣糕模型”C. 盖革和马斯顿通过粒子的散射实验提出了原子的核式结构D. 玻尔首次将量子化引入到原子领域，其提出的原子结构假说适用于所有原子【答案】 A【解析】汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成该粒子为电子，并测出了该粒子的比荷，故A正确；汤姆生发现了原子内有带负电的电子，提出了枣糕模型，故B错误；卢瑟福通过粒子的散射实验提出了原子的核式结构模型，故C错误；玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征，但不能够解释所有原子光谱的特征，故D错误。所以A正确
47、，BCD错误。46氢原子能级如图所示，已知可见光光子的能量在1.61eV3.10eV范围内，则下列选项说法正确的是：A. 氢原子能量状态由n=2能级跃迁到n=1能级，放出光子为可见光B. 大量氢原子处于n=4能级时，向低能级跃迁能发出6种频率的光子C. 氢原子光谱是连续光谱D. 氢原子处于n=2能级时，可吸收2.54 eV的能量跃迁到高能级【答案】 B47下列选项中，说法正确的是：A. 卢瑟福提出核式结构模型，很好的解释了粒子散射实验中的现象B. 电子穿过晶体时会产生衍射图样，这证明了电子具有粒子性C. 借助于能量子的假说，爱因斯坦得出了黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合非常好D. 射
48、线是高速电子流，它的穿透能力比射线和射线都弱【答案】 A【解析】卢瑟福提出核式结构模型，很好的解释了粒子散射实验中的现象，A正确；衍射是波的特性，故电子穿过晶体时会产生衍射图样，这证明了电子具有波动性，B错误；普朗克引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元，故C错误；射线是高速电子流，它的穿透能力比射线弱，比射线强，故D错误48关于光谱的下列说法中，错误的是A. 连续光谱和明线光谱都是发射光谱B. 明线光谱的谱线叫做原子的特征谱线C. 固体、液体和气体的发射光谱是连续光谱，只有金属蒸气的发射光谱是明线光谱D. 在吸收光谱中，低温气体原
49、子吸收的光恰好就是这种气体原子在高温时发出的光【答案】 C【解析】发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱，故A说法正确；明线光谱的谱线叫做原子的特征谱线，故B说法正确；固体、液体和气体的发射光谱是连续光谱，并不是只有金属蒸气的发射光谱是明线光谱，故C说法错误；在吸收光谱中，低温气体原子吸收的光恰好就是这种气体原子在高温时发出的光，故D说法正确。所以选C。49如图所示为氢原子能级示意图，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，下列说法正确的是A. 这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光B. 由n=2能级跃迁到n=1能
50、级产生的光频率最小C. 用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应D. 由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光波长最长【答案】 C【解析】根据，所以这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光，A错误；由图可知当核外电子从n=4能级跃迁到n=3能级时，能级差最小，所以放出光子的能量最小，频率最小，故B错误；n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子能量E=-3.4-（-13.6）eV=10.2eV，大于逸出功，能发生光电效应，C正确；由图可知，由n=4能级跃迁到n=1能级过程中释放能量最大，则对应的光子的能量最大，波长最短，D错误50下列说法正确的是A. 天然放射
51、现象的发现揭示了原子有复杂的结构B. 、和三种射线，射线的穿透力最强C. 衰变成Pb要经过6次衰变和8次衰变D. 根据玻尔理论可知，一个处于n4能级的氢原子向低能级跃迁时能辐射出6种不同频率的光【答案】 C【解析】天然放射现象中，原子核发生衰变，生成新核，同时有中子产生，因此说明了原子核有复杂的结构，故A错误；、射线的穿透能力最强，电离能力最弱射线的穿透能力最弱，电离能力最强，故B错误；根据质量数和电荷数守恒知，衰变一次质量数减少4个，次数，衰变的次数为n=882+82-92=6要经过8次衰变和6次衰变，因此铀核衰变为铅核要经过6次衰变和8次衰变，故C正确；一个处于n4能级的氢原子向低能级跃迁
52、时能辐射出3种不同频率的光，选项D错误；故选C.点睛：考查天然放射现象的作用，理解三种射线的电离与穿透能力及跃迁种类的计算，注意一个与一群氢原子的区别.51如图所示为氢原子的能级图，当氢原子发生下列能级跃迁时，辐射光子波长最短的是()A. 从n6跃迁到n4B. 从n5跃迁到n3C. 从n4跃迁到n2D. 从n3跃迁到n1【答案】 D【解析】原子在发生跃迁时，辐射的光子波长最短的，对应频率最大的，也就是能级差最大的跃迁，题中四种跃迁中，从n3跃迁到n1的能级差最大，故选项D正确，ABC错误；故选D.52卢瑟福利用镭源所放出的粒子，作为炮弹去轰击金箔原子，测量散射粒子的偏转情况。下列叙述中符合卢瑟
53、福的粒子散射事实的是()A. 大多数粒子在穿过金箔后发生明显的偏转B. 少数粒子在穿过金箔后几乎没有偏转C. 大多数粒子在撞到金箔时被弹回D. 极个别粒子在撞到金箔时被弹回【答案】 D【解析】卢瑟福的粒子散射实验的事实是；大多数粒子在穿过金箔后方向不变；少数粒子方向发生偏转；极少数偏转角超过900，甚至有的被反向弹回；则选项D正确，ABC错误；故选D.53下列说法不正确的是( )A. 卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，提出了原子核内有中子存在B. 核泄漏事故污染物137CS能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为，可以判断x为电子 C. 若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能
54、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也不能使该金属发生光电效应D. 质子、中子、粒子的质量分别是m2、m2、m3，质子和中子结合成一个粒子，释放的能量是【答案】 A【解析】卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，提出了原子的核式结构理论，选项A错误；核泄漏事故污染物137CS能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为，可以判断x质量数为零，电荷数为-1，即为电子，选项B正确；因氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光的能量大于氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光的能量，则根据光电效应理论，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
55、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也不能使该金属发生光电效应，选项C正确；质子、中子、粒子的质量分别是m2、m2、m3，因两个质子和两个中子结合成一个粒子，则质量亏损为，释放的能量是E=mc2=，选项D正确；此题选择不正确的选项，故选A.54关于原子结构，下列说法错误的是()A. 各种原子的发射光谱都是连续谱B. 汤姆孙根据气体放电管实验断定阴极射线是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷C. 卢瑟福粒子散射实验表明:原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动D. 玻尔在原子核式结构模型的基础上，结合普朗克的量子概念，提出了玻尔的原子模型
56、【答案】 A55氢原子能级如图所示，当氢原子从n3跃迁到n2的能级时，辐射光的波长为656nm。以下判断正确的是（）A. 氢原子从n2跃迁到n1的能级时，辐射光的波长大于656nmB. 用波长为325nm的光照射，可使氢原子从n1跃迁到n2的能级C. 一群处于n3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D. 用波长为633nm的光照射，不能使氢原子从n2跃迁到n3的能级【答案】 CD【解析】试题分析：从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射光的波长为656nm，即有：，而当从n=2跃迁到n=1的能级时，辐射能量更多，则频率更高，则波长小于656nm故A错误当从n=2跃迁到n=1的能级，释放的能量
57、：=-34-（-136）1610-19，则解得，释放光的波长是=122nm，则用波长为122nm的光照射，才可使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级故B错误根据数学组合，可知一群n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线，故C正确；同理，氢原子的电子从n=2跃迁到n=3的能级，必须吸收的能量为E，与从n=3跃迁到n=2的能级，放出能量相等，因此只能用波长656nm的光照射，才能使得电子从n=2跃迁到n=3的能级故D正确故选CD考点：波尔理论56仔细观察氢原子的光谱，发现它只有几条分离的不连续的亮线，其原因是()A. 氢原子只有几个能级B. 氢原子只能发出平行光C. 氢原子有时发光，有时不发
58、光D. 氢原子辐射的光子的能量是不连续的，所以对应的光的频率也是不连续的【答案】 D【解析】试题分析：根据玻尔理论可知，氢原子的能量不连续的，辐射的光子的能量是不连续的，辐射的光子频率满足hv=Em-En，所以辐射的光子频率不连续故D正确，A、B、C错误考点：氢原子的能级公式和跃迁57下列说法正确的是（ ）A. 只要照射到金属表面上的光足够强，金属就一定会发出光电子B. 是卢瑟福发现质子的核反应方程C. 放射性物质的半衰期不会随温度的升高而变短D. 一个处于量子数n=4能级的氢原子，最多可辐射出6种不同频率的光子【答案】 C【解析】A、光照射金属表面，不一定发生光电效应，发生光电效应，需入射光
59、的频率大于金属的极限频率，故A错误；B、卢瑟福发现质子的核反应方程是故B错误；C、放射性物质的半衰期只取决于原子核本身，与温度无关，故C正确；D、根据=6知，一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时能辐射出六种不同频率的光子，故D错误。故选：C。58物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步。关于对物理学发展过程中的认识，下列说法不正确的是( )A. 伽利略利用理想斜面实验，说明了力不是维持物体运动的原因B. 玻尔的原子模型成功地解释了氢原子光谱的成因C. 卡文迪许利用扭秤测出了万有引力常量，被誉为能“称出地球质量的人”D.
60、卢瑟福通过研究天然放射性现象，提出了“核式结构模型”【答案】 D59氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为1=0.632 8 m，2=3.39 m.已知波长为1的激光是氖原子在能级间隔为E1=1.96 eV的两个能级之间跃迁产生的.用E2表示产生波长为2的激光所对应的跃迁的能级间隔，则E2的近似值为()A. 10.50 eV B. 0.98 eVC. 0.53 eV D. 0.37 eV【答案】 D【解析】氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为1=0.6328m，2=3.39m辐射光子的能量与能级差存在这样的关系E=，E1=，E2=，联立两式得，E2=0.37eV故D正
61、确，ABC错误故选D60红宝石激光器的工作物质红宝石含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中铬离子产生激光铬离子的能级图中，E1是基态，E2是亚稳态，E3是激发态，若以脉冲氙灯发出的波长为1的氯光照射晶体，处于基态的铬离子受到激发而跃迁到E3，而后自发地跃迁到E2，释放出波长为2的光子，处于亚稳态E2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长为（）A. B. C. D. 【答案】 A【解析】由题意，根据E=可得：E3-E1=；E3-E2=；设处于亚稳态E2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长为 3，则E2-E1=；由以上各式可得3=，故A正确，BCD错误；故选A.61用大
62、量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到了一定数目的光谱线。调高电子的能量再次进行观测，发现光谱线的数目比原来增加了5条。用n表示两次观测中最高激发态的量子数n之差，E表示调高后电子的能量。根据氢原子的能级图可以判断，n和E的可能值为（ ） A. n=1，13.22eVE13.32 eVB. n=2，13.22eVE13.32 eVC. n=1，12.75eVE13.06 eVD. n=2，12.75eVEQ1B. X是,Q2Q1C. X是,Q2Q1D. X是,Q2【解析】（1）由题中图1可知，光电效应的反向截止电压为Uc，根据动能定理可得，光电子的最大初动能Ekm=eUc 根据爱
63、因斯坦光电效应方程可知，金属K的逸出功W=h- eUc（2）打在电子分布区域边缘的电子，其初速度方向平行于A板表面，做匀变速曲线（类平抛）运动。设两板间的电压为U，电子的质量为m，初速度为v0，在两板间运动的加速度大小为a1，飞行时间为t1，则电子在两极板间运动的加速度设打在落点区域边缘的电子从O点向出时沿垂直极板的方向的速度为vy，平行极板方向的速度为vx，电子在两极板间运动的时间为t2，落点区域边缘处电子到达B板上时速度方向平行于B板。则沿垂直极板方向上有vy2=2a2dvy=a2t2沿平行极板方向上有R= vx t2，从O点逸出光电子的速度vm=联立上述4式可解得，电子的初动能Ekm=设
64、沿垂直极板方向射出的电子刚好不能达到B板时两板间的电压为Um，根据动能定理有Ekm=eUm解得Um=为使B板上没有电子落点的痕迹，则两金属板间的电压应满足的条件是U11类比法经常用到科学研究中。科学家在探索未知领域的规律时，常常将在未知新领域实验中得到的测量结果和实验现象与已知的物理规律作类比，从而推测出未知领域可能存在的规律。然后再通过实验进行检验，以确定类比得到的结论是否正确。经典物理告诉我们，若规定相距无穷远时引力势能为0，则两个质点间引力势能的表达式为，其中G为引力常量，m1、m2为两个质点的质量，r为两个质点间的距离。（1）把电荷之间相互作用的力及电势能与万有引力及引力势能作类比，我
65、们可以联想到电荷之间相互作用的力及电势能的规律。在真空中有带电荷量分别为+q1和-q2的两个点电荷，若取它们相距无穷远时电势能为零，已知静电力常量为k，请写出当它们之间的距离为r时相互作用的电势能的表达式。（2）科学家在研究顶夸克性质的过程中，发现了正反顶夸克之间的强相互作用势能也有与引力势能类似的规律，根据实验测定，正反顶夸克之间的强相互作用势能可表示为，其中A是已知数值为正的常量，r为正反顶夸克间的距离。请根据上述信息，推测正反顶夸克之间强相互作用力大小的表达式（用A和r表示）。（3）如果正反顶夸克在彼此间相互作用下绕它们连线的中点做稳定的匀速圆周运动，若正反顶夸克系统做匀速圆周运动的周期
66、比正反顶夸克本身的寿命小得多，则一对正反顶夸克可视为一个处于“束缚状态”的系统。已知正反顶夸克质量都是m（不考虑相对论效应），根据玻尔理论，如果正反顶夸克粒子系统处于束缚态，正反顶夸克粒子系统必须像氢原子一样满足的量子化条件为：式中n称为量子数，可取整数值1，2，3，h为普朗克常量，rn为系统处于量子数为n的状态时正反顶夸克之间的距离，vn是系统处于该状态时正反顶夸克做圆周运动的速率。若实验测得正反顶夸克的寿命为=0.4010-24s，并且已知组合常数，其中A为（2）中的常数。根据已知条件在以上模型中通过计算判断，正反顶夸克能否构成一个处在束缚状态的系统？【答案】（1）（2）（3）不能【解析】
67、（1）因为真空中的点电荷之间的相互作用力的，这与万有引力的规律相似，且都具有做功与路径无关的特点。在规定无穷远处引力势能为零的情况下，在物体由无穷远到相距为r的过程中，引力做正功，引力势能减小，所以引力势能为负值。同样，两个带异号电性的点电荷由无穷远到相距为r的过程中，静电力做正功，电势能减小，所以电势能为负值。在真空中有带电荷量分别为+q1和-q2的两个点电荷，当它们之间的距离为r时相互作用的电势能的表达式为。（2）类比引力势能公式和强相互作用势能公式，可知强相互作用力为引力。质点间引力表达式为，类比可知，正反顶夸克之间强相互作用力表达式为：（3）设基态时顶夸克粒子的线速度大小为v，各自的半
68、径都是，根据牛顿定律：因为处于基态时，正反顶夸克做圆周运动的周期比所有的激发态的周期都短，所以在该模型中正反顶夸克做圆周运动的周期一定大于正反顶夸克的寿命，故正反顶夸克的束缚态是不可能存在的。12一群氢原子处于量子数n=4能级状态，氢原子的能级的示意图如图所示，则：（1）氢原子可能发射几种频率的光子？（2）氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的能量是多少电子伏？（3）用（2）中的光子照射表中几种金属，哪些金属能发生光电效应？发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是多大？【答案】（1）6种（2）E=2.55eV（3）E只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属才能发生光电效应最大初
69、动能为0.65eV【解析】试题分析：（1）根据数学组合公式求出氢原子可能发射的光子频率种数（2）能级间跃迁辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差（3）根据光电效应的条件判断能否发生光电效应，通过光电效应方程求出光电子的最大初动能（1）因为，知氢原子可能发射6种频率的光子（2）氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的能量等于两能级间的能级差，即（3）E只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属才能发生光电效应 根据光电效应方程得，13根据玻尔理论，电子绕氢原子核运动可以看作是仅在库仑引力作用下的匀速圆周运动，已知普朗克常数h，真空中光速为c，电子的电荷量为e，质量为m，电子在第1轨
70、道运动的半径为r1，静电力常量为k. 氢原子在不同的能量状态，对应着电子在不同的轨道上绕核做匀速圆周运动，电子做圆周运动的轨道半径满足rn=n2r1，其中n为量子数，即轨道序号，rn为电子处于第n轨道时的轨道半径。电子在第n轨道运动时氢原子的能量En为电子动能与“电子-原子核”这个系统电势能的总和。理论证明，系统的电势能Ep和电子绕氢原子核做圆周运动的半径r存在关系：Ep=-k（以无穷远为电势能零点）。请根据以上条件完成下面的问题。试证明电子在第n轨道运动时氢原子的能量En和电子在第1轨道运动时氢原子的能量E1满足关系式假设氢原子甲核外做圆周运动的电子从第2轨道跃迁到第1轨道的过程中所释放的能
71、量，恰好被量子数n=4的氢原子乙吸收并使其电离，即其核外在第4轨道做圆周运动的电子脱离氢原子核的作用范围。不考虑电离前后原子核的动能改变，试求氢原子乙电离后电子的动能。氢原子光谱中巴耳末系的谱线波长公式为： ，n = 3、4、5，请根据玻尔理论推导巴耳末公式并确定里德堡常数R的表达式。【答案】【解析】设电子在第n轨道上运动的速度大小为，根据牛顿第二定律有电子在第n轨道运动的动能电子在第n轨道运动时氢原子的能量解得 玻尔理论认为巴耳末系为氢原子从n=3、4、5，等能级向n=2的能级跃迁时发出的光，根据玻尔跃迁假设可知即所以n=3、4、5，对照巴耳末公式可知里德堡常数14（1）从宏观现象中总结出来
72、的经典物理学规律不一定都能适用于微观体系。但在某些问题中利用经典物理学规律也能得到与实际比较相符合的结论。例如玻尔建立的氢原子模型，仍把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动。即氢原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做匀速圆周运动。已知电子质量为m，元电荷为e，静电力常量为k，氢原子处于基态时电子的轨道半径为r1。氢原子处于基态时，电子绕原子核运动，可等效为环形电流，求此等效电流值。氢原子的能量等于电子绕原子核运动的动能与电子和原子核系统的电势能之和。已知当取无穷远处电势为零时，点电荷电场中离场源电荷q为r处的电势。求处于基态的氢原子的能量。（2）在微观领域，动量守恒定律和能量守恒定律依然适
73、用。在轻核聚变的核反应中，两个氘核（）以相同的动能E00.35MeV对心碰撞，假设该反应中释放的核能也全部转化为氦核（）和中子（）的动能。已知氘核的质量mD2.0141u，中子的质量mn1.0087u，氦核的质量mHe3.0160u，其中1u相当于931MeV。在上述轻核聚变的核反应中生成的氦核和中子的动能各是多少MeV（结果保留1位有效数字）。【答案】（1） （2）EkHe1MeV Ekn3MeV【解析】（1）电子绕原子核做匀速圆周运动，库仑力提供向心力，有： 且电解得：（2）由爱因斯坦质能方程，核聚变反应中释放的核能为：核反应中系统动量守恒：核反应中系统能量守恒： 由可知，解得：代入数据可
74、得：， 152017年1月，我国“墨子号”量子科学实验卫星正式进入应用研究在量子理论中，有共同来源的两个微观粒子，不论它们相距都远，它们总是相关的，一个粒子状态的变化会立即影响到另一个粒子，这就是所谓的量子纠缠（1）关于量子理论，下列说法中正确的有_A玻尔氢原子理论，第一次提出了能量量子化的观念B爱因斯坦研究光电效应提出光子说，光子说属于量子理论的范畴C量子理论中，实物粒子具有波粒二象性D微观粒子在受力状况和初速度确定的前提下，可以确定它此后运动状态和位置（2）设一对静止的正、负电子湮灭后产生两个光子A和B，已知电子质量为m，真空中光速为c，普朗克常量为h，则光子A的频率是_；若测量得光子A的
75、波长为，则光子B的动量大小为_（3）原子核的能量也是量子化的，能发生衰变产生新核，处于激发态的新核的能级图如图所示写出发生衰变的方程；发生上述衰变时，探测器能接收到射线谱线有几条？求出波长最长光子的能量E【答案】BCE=E2-E1=0.0721MeV【解析】（1）第一次提出了能量量子化的观念的是普朗克，选项A错误；爱因斯坦研究光电效应提出光子说，光子说属于量子理论的范畴，选项B正确；量子理论中，实物粒子具有波粒二象性，选项C正确；根据不确定原理，微观粒子在受力状况和初速度确定的前提下，不可以同时确定它此后运动状态和位置，选项D错误；故选BC.（2）根据质能方程可知 ，解得： ；根据 ，则（3）
76、衰变的方程；发生上述衰变时，探测器能接收到射线谱线有3条；波长最长光子对应着从2到1的跃迁，能量E=E2-E1=0.0721MeV16上题中，若有一静止的反氢原子从n=2的激发态跃迁到基态已知光子动量p与能量E之间满足关系式p=E/c，元电荷e=1.61019C，光速c=3108m/s求 放出光子的能量； 放出光子时反氢原子获得的反冲动量大小【答案】p=p=5.441027kgm/s【解析】跃迁释放光子能量E=E2-E1=10.2 eV 光子动量p= E/c=5.441027kgm/s，根据动量守恒反冲动量与光子动量大小相等，方向相反，即p=p=5.441027kgm/s17.(选修模块3-5
77、) (1)下列说法正确的是_.A.光电效应中，从金属中通出的光电于的最大初动能与入射光的频率成正比B.对照体辐射的研究表明：随着温度的升高，辐射强度的最大值向波长较长的方向移动C.核裂变与核聚变反应中均存在质量亏损，会释放出较多的核能D. 的半衰期随着环境的不断变化，半衰期可能变短(2)氢原子各定态能量为，为基态氢原子能量，现有大量氢原子处于n=4激发态。这些氢原子可以发出_种不同频率的光子，其中频率最大的光子能量为频率最小的光子能量的_倍（可保留分数）。 (3)静止的锂核俘获一个速度为的中子，发生核反应后产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核，它的速度大小是，方向与反应前的中子速度方向相同，试
78、写出核反应方程，并求反应后产生的另一个粒子的速度大小。【答案】 C6；【解析】（1）根据光电效应方程知，知光电子的最大初动能与入射光的频率有关，频率越高，光电子的最大初动能越大，但不是成正比，A错误；对黑体辐射的研究表明：随着温度的升高，辐射强度的最大值向波长较短的方向移动，故B错误；核裂变与核聚变反应中均存在质量亏损，会释放出较多的核能，C正确；发射性元素的半衰期与外界因素无关，D错误（2）根据可得共有种不同频率的光子，氢原子从n=4能级自发跃迁，释放出的能量最小的光子是由n=4能级跃迁到n=3能级放出的光子，释放出的能量最打的光子是由n=4能级跃迁到n=1能级放出的光子，故（3）核反应方程
79、为根据动量守恒定律得：，得181926年美国波士顿的内科医生卢姆加特等首次应用放射性氡研究人体动、静脉血管床之间的循环时间，被誉为“临床核医学之父”氡的放射性同位素有27种，其中最常用的是经过m次衰变和n次衰变后变成稳定的求m、n的值；一个静止的氡核（）放出一个粒子后变成钋核（）已知钋核的速率v=1106m/s，求粒子的速率【答案】m是4，n是45.45107m/s【解析】试题分析：核反应过程质量数与核电荷数守恒，根据质量数与核电荷数守恒求出m、n的值；核反应过程系统动量守恒，应用动量守恒定律求出粒子速度核反应过程质量数与核电荷数守恒，由题意可得4m=222206，86=82+2mn，解得m=
80、4，n=4；核反应过程系统动量守恒，以粒子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：，代入数据解得；19用速度大小为v的中子轰击静止的锂核()，发生核反应后生成氚核和粒子。生成的氚核速度方向与中子的速度方向相反，氚核与粒子的速度之比为78，中子的质量为m，质子的质量可近似看成m，光速为c。(1)写出核反应方程；(2)求氚核和粒子的速度大小；(3)若核反应过程中放出的核能全部转化为粒子和氚核的动能，求出质量亏损。【答案】(1)(2), (3)【解析】(1)根据质量数守恒与电荷数守恒，则有核反应方程为：(2)由动量守恒定律得mnvmHv1mHev2。由题意得v1v278，解得，(3)氚核和粒子的动能之
81、和为释放的核能为由爱因斯坦质能方程得，质量亏损为【点睛】核反应中遵守两大基本规律：能量守恒定律和动量守恒定律注意动量守恒定律的矢量性，要明确是如何转化的20用中子轰击锂核（）发生核反应，产生氚和核粒子并亏损了质量m（1）写出核反应方程式；（2）求上述反应中的释放出的核能为多少；（3）若中子与锂核是以等大反向的动量相碰，则粒子和氚的动能之比是多少？【答案】（1）核反应方程式为 （2）mc2（3）3：4【解析】（1）根据质量数守恒和电荷数守恒得：（2）反应中的释放出的核能为：E=mc2（3）设m1、m2、v1、v2分别为氦核、氚核的质量和速度，取碰撞前中子的速度方向为正，由动量守恒定律得：0=m1
82、v1+m2v2氦核、氚核的动能之比为：Ek1：Ek2=m2：m1=3：4点睛：本题的核反应与碰撞相似，遵守动量守恒定律和能量守恒定律，书写核反应方程式时要遵循质量数守恒和电荷数守恒的原则211919年，卢瑟福用a粒子轰击氮核发现质子，科学研究表明其核反应过程是：a粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核，复核发生衮变放出质子，变成氧核。设a粒子质量为m1，初速度为v0,氮核质量为质子质量为m0，氧核的质量为m3,不考虑相对论效应。a粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间，复核的速度为多大？求此过程中释放的核能。【答案】（1）（2）22一个静止在磁场中的22688Ra（镭核），发生衰变后转变为氡核（元素
83、符号为Rn）。已知衰变中释放出的粒子的速度方向跟匀强磁场的磁感线方向垂直。设镭核、氡核和粒子的质量一次是m1、m2、m3，衰变的核能都转化为氡核和粒子的动能。求:（1）写出衰变方程。（2）氡核和粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径之比。（3）氡核的动能EK【答案】：（1）衰变方程为：（2）43:1（3）氡核的动能为【解析】（1）衰变方程为：（2）根据得，两个粒子动量等大，由半径公式，得（3）由质能方程得：E=（m1-m2-m3）c2，因为Ek，可知两粒子动能跟质量成反比，因此氡核分配到的动能为点睛：解决本题的关键知道核反应过程中电荷数守恒、质量数守恒，以及知道两个粒子的动量相等，动能之比等
84、于质量之反比23氘核与氚核的聚变反应：，已知电子电量e=1.610-19C，普朗克常量h=6.610-34Js，求：(1) 这一过程的质量亏损是多少千克？(2) 1g氘核完全参与上述反应，共释放核能多少（阿伏伽德罗常量NA=6.01023mol-1）？【答案】【解析】试题分析：根据质能方程，E=mC2，即可求解；根据摩尔质量，即可求解摩尔数，结合第一问，即可解得共释放核能。（1）根据爱因斯坦质能方程，E=mC2，可得：。（2）氘核的摩尔质量为210-3kg/mol；那么1g氘核的数目为：个，些氘完全反应共释放能量为：E=NE=3102317.61061.610-19J=8.451011J。点睛
85、：本题主要考查了质能方程的内容，掌握求解摩尔数的方法，注意正确的计算是解题的关键。24一个静止的氮核俘获一个速度为的氦核变成B、C两个新核，设B的速度方向与氦核速度方向相同、大小为，B的质量数是C的17倍，B、C两原子核的电荷数之比为8:1。（1）写出核反应方程；（2）估算C核的速度大小。【答案】（1） (2)【解析】（1）根据电荷数守恒、质量数守恒得，B、C电荷数之和为9，因为B、C两原子核的电荷数之比为8:1。则C的电荷数为1，B、C质量数之和为18.因为B的质量是中子的17倍，则B的质量数为17，则C的质量数为1，所以C为质子。故核反应方程为:(2)设氦核的速度方向为正方向；根据动量守恒
86、得:计算得出：251928年，德国物理学家玻特用粒子（）轰击轻金属铍（）时，发现有一种贯穿能力很强的中性射线查德威克对该粒子进行研究，进而发现了新的粒子中子（1）请写出粒子轰击轻金属铍的核反应方程（2）若中子以速度与一质量为的静止氮核发生碰撞，测得中子反向弹回的速率为，氮核碰后的速率为，则中子的质量等于多少？【答案】【解析】(1)核反应过程中质量数与核电荷数守恒，由质量数守恒与核电荷数守恒可知，核反应方程式为：；(2)碰撞过程中，系统动量守恒，以中子的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv0=mv1+mNv2，解得：m=；26花岗岩、大理石等装修材料都不同程度地含有放射性元素氡222，人长
87、期吸入后会对呼吸系统造成损害设有一静止的氡核（）发生衰变生成钋（），若放出5.6MeV的核能全部转化为动能写出核反应方程；求新核钋218的动能（结果保留一位有效数字）27某些建筑材料可产生放射性气体氡,氡可以发生或衰变。如果人长期生活在氡浓度过高的环境中,那么氡会经过人的呼吸道沉积在肺部,并放出大量的射线,从而危害人体健康。原来静止的氡核()发生一次衰变生成新核钋(Po),并放出一个能量E0=0.09MeV的光子。已知放出的粒子动能 E=5.55MeV;忽略放出光子的动量,但考虑其能量;1u相当于931.5MeV。(1)写出衰变的核反应方程。(2)衰变过程中总的质量亏损为多少?(结果保留三位有效数字)【答案】RnPoHe 0.006 16 u【解析】试题分析：(2)衰变方程为：RnPoHe ；（2分，无 不扣分）忽略放出光子的动量，根据动量守恒定律，0ppPo，（2分）即新核钋(Po)的动量与粒子的动量大小相等，又Ek，（1分）可求出新核钋(Po)的动能为EPoE. （1分）由题意，质量亏损对应的能量以光子的能量和新核、粒子动能形式出现衰变时释放出的总能量为EEEPoE0mc2（2分）故衰变过程中总的质量亏损是m0.00616u（1分）考点：衰变质量亏损
