1、专题十七 波粒二象性 原子结构与原子核考点66 光电效应 光的波粒二象性 （1、3、6、7、18、21） 考点67 原子结构 能级跃迁 （8、9、10、13） 考点68 原子核 核能 （2、4、5、11、12.、14、15、16、17、19、20、22、23） 第I卷（选择题 68分）一、选择题（本题共20个小题，每题4分，共80分。每题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题意，有的有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）1 【2017黑龙江省大庆中学高三上学期期末考试】 考点66 易 下列几种说法中有一种是错误的，它是（）A大如太阳、地球等这些宏观的
2、运动物体也具有波动性，这种波是物质波B光子与物质微粒发生相互作用时，不仅遵循能量守恒，还遵循动量守恒C光子与光电子是同一种粒子，它们对应的波也都是概率波D核力是一种强相互作用力，热核反应中库仑力做功与核力做功相比能忽略2 【2017浙江省绍兴市高三学考选考科目适应性考试】考点68易下列说法正确的是（ ）A“物体的长度”体现了量子化的思想B发生光电效应时，增大入射光的强度能增大光电子的最大初动能C比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定D能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性3 【2017河南省南阳市第一中学高三上学期第六次周考】 考点66易关于近代物理学的下列
3、说法正确的是（）A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，同时电子的动能增大，电势能减小B对于同一种金属来说，其极限频率恒定，与入射光的频率及光的强度均无关C卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子核内部由核子构成D核发生衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数不变，质量数不变4 【广东省肇庆市2017届高三第二次模拟考试】考点68中U的衰变有多种途径，其中一种途径是先衰变成Bi，然后可以经一次衰变变成X（X代表某种元素），也可以经一次衰变变成Ti，最后都衰变变成Pb，衰变路径如右图所示，下列说法中正确的是（）A过程是衰变，过程是衰变；过程是衰变，过程是衰变B过
4、程是衰变，过程是衰变；过程是衰变，过程是衰变C过程是衰变，过程是衰变；过程是衰变，过程是衰变D过程是衰变，过程是衰变；过程是衰变，过程是衰变5 【2017西藏自治区拉萨中学高三上学期期末】考点68易北京时间2011年3月11日13时46分，在日本本州岛附近海域发生里氏9.0级强烈地震，地震和海啸引发福岛第一核电站放射性物质泄漏，其中放射性物质碘131的衰变方程为+Y.根据有关放射性知识，下列说法正确的是（）A生成的处于激发态，放射射线.射线的穿透能力最强，电离能力也最强B若的半衰期大约是8天，取4个碘原子核，经16天就只剩下1个碘原子核了C Y粒子为粒子 D中有53个质子和132个核子6 【2
5、017天津市和平区高三上学期期末质量调查】 考点66易在光电效应实验中，用波长为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仅增大入射光的强度，光电流大小不变 B仅减小入射光的强度，光电效应现象可能消失 C改用波长大于的光照射，光电子的最大初动能变大 D改用波长大于的光照射，可能不发生光电效应7.【2017年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国3卷正式版）】考点66 中在光电效应试验中，分别用频率为，的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为和、光电子的最大初动能分别为和.为普朗克常量.下列说法正确的是（）A若，则一定有 B若，则一定有C若，则一定有 D若，则一
6、定有8.【2017湖北省部分重点中学高三新考试大纲适应性考试】 考点67易根据玻尔理论，氢原子的能级公式为（n为能级，A为基态能量），一个氢原子中的电子从n= 4的能级直接跃迁到基态，在此过程中（）A氢原子辐射一个能量为的光子 B氢原子辐射一个能量为的光子C氢原子辐射一系列频率的光子，其中频率最大的光子能量为D氢原子辐射一系列频率的光子，其中频率最大的光子能量为9.【2017重庆市高三上学期（一诊）期末测试】 考点67中下列说法正确的是 （）A光电效应表明光子既具有能量也具有动量 B氢原子光谱是连续谱 C在原子核的尺度内，核力比库仑力小得多 D放射性元素的衰变表明原子核的能量变化是不连续的10
7、.【2017开封市高三第一次模拟】考点67中下列说法正确的是（）A衰变现象说明电子是原子核的组成部分B粒子散射实验揭示了原子具有核式结构C氢原子核外电子轨道半径越大，其能量越低D原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为2的光子，已知12，那么原子从a能级跃迁到c能级状态时将要吸收波长为的光子11.【2017株洲市高三教学质量统一检测】考点68中核电站中采用反应堆使重核裂变，将释放出的巨大能量转换成电能。反应堆中一种可能的核反应方程式是23592U+01n14360Nd+9040Zr+x+y，设U核质量为m1，中子质量为m2，Nd核质量为
8、m3，Zr核质量为m4，x质量为m5，y质量为m6，那么，在所给的核反应中（）Ax可能是311H，y可能是11 Bx可能是301n，y可能是8C释放的核能为（m1+m2-m3-m4-m5-m6）c2 D释放的核能为（m3+m4+m5+m6+m1-m2）c212.【2017天津市和平区高三上学期期末质量调查】考点68难下列关于原子及原子核的说法正确的是（）A太阳辐射的能量主要来自太阳内部的重核裂变反应B外界环境温度升高，原子核的半衰期不变C原子核发生一次衰变，该原子外层就失去一个电子 D比结合能越大，原子核越稳定13.【2017长春外国语学校高三上学期期末考试】考点67易氢原子的核外电子由离原子
9、核较远的轨道跃迁到离原子核较近的轨道上，下列说法正确的是（ ）A核外电子受力变小 B原子的能量减少C氢原子要吸收一定频率的光子 D氢原子要放出一定频率的光子14.【2017山西省重点中学协作体高三上学期期末联考】考点68中下列说法正确的是（ ）A平均结合能小的原子核结合成或分解成平均结合能大的原子核时一定放出核能B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，原子的能量也减小了D康普顿效应说明光具有粒子性，电子的衍射实验说明粒子具有波动性.E放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关15.【四川
10、省成都市龙泉第二中学2017届高三12月月考】考点68易下列说法正确的是（）A 射线与射线一样都是电磁波，但射线的穿透本领远比射线弱B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C氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时氢原子的能量减少D在原子核中，比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固16.【2017年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国1卷正式版）】考点68 易大科学工程“人造太阳”主要是将氚核聚变反应释放的能量用来发电，氚核聚变反应方程是，已知的质量为2.0136u，的质量为3.0150u，的质量为1.0087u，1u相当于931Mev.氚核聚变反
11、应中释放的核能约为（）A3.7MeV B3.3MeV C2.7MeV D0.93MeV 17 【河北省衡水中学2017届高三上学期四调考】考点68 易下列说法正确的是（）A.欲改放射性元素的半衰期，可以通过改变它的化学状态来实现 B.每个核子只跟邻近的核子发生核力作用C.衰变中产生的射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的D.太阳内部发生的核反应是重核裂变18 【黑龙江省双鸭山市第一高级中学2017届高三12月月考】考点66易用两束频率相同，光照强度不同的紫外线去照射两种不同金属板，都能产生光电效应，则( )A金属板带正电，原因为有电子从金属板逸出B用强度大的紫外线照射时，所产生的光
12、电子的初速度一定大C从极限频率较小的金属中飞出的光电子的初动能一定大D由光照强度大的紫外线所照射的金属，单位时间内产生的光电子数目一定多19 【湖南省五市十校教研教改共同体2017届高三12月联考】考点68易放射性原子核经过n次衰变和m次衰变，最终变为稳定的原子核，则（ ）A. n=7，m=5 B. n=5，m=7 C. n=9，m=7 D. n=7，m=920.【2017年全国普通高等学校招生统一考试物理（天津卷正式版）】考点68 中我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献.下列核反应方程中属于聚变反应的是（）ABCD第II卷（
13、非选择题 30分）二、非选择题（共3小题 ，共30分，按题目要求作答，计算题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）21. （9分）【2017河南省鹤壁市高级中学高三上学期第五次周练】考点66难图甲为观测光电效应的实验装置示意图，已知实验中测得某种金属的遏止电压与入射频率之间的关系如图乙所示，则根据图像可知，普朗克常量h=_，该金属的逸出功=_；如果实验中入射光的频率为，则产生的光电子的最大初动能=_（已知电子的电荷量为e）.22. （9分）【2017甘肃省兰州第一中学高三9月月考】考点68难用速度一定的中子轰击静止的锂核
14、Li)，发生核反应后生成氚核和粒子，则核反应方程为；生成的氚核速度方向与中子的初速度方向相反，粒子的速度为v，氚核与粒子的速率之比为78，已知质子、中子质量均为m，光速为c，核反应过程中放出的能量全部转化为氚核和粒子的动能，则中子的初速度v0=，此反应过程中质量亏损为.23. （12分）【黑龙江省牡丹江市第一高级中学2017届高三12月月考】考点68 难用质子轰击锂核，生成2个粒子己知质子质量mp=1.0073u，粒子的质量Ma=4.0015u，锂核质量MLi=7.0160u ，试回答下列问题（1u相当于931Mev）（1）写出核反应方程式；（2）核反应中释放出的能量E是多少？（保留3位有效数
15、字）参考答案1.【答案】C【名师点睛】本题考查光的波粒二象性等知识点的内容，属于对基础知识的考查，要注意明确物质波、光子及光电子等的区别.2.【答案】CD【解析】所谓量子化是指数据是分立的，不连续的，物体的长度物理量的数值都可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的，故选项A错误；根据光电效应方程知，最大初动能与入射光的强度无关，故B错误；比结合能越大表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定，故C正确；根据热力学第二定律可知，宏观自然过程自发进行是有其方向性，能量耗散就是从能量的角度反映了这种方向性，故D正确.考点：量子化、光电效应、比结合能、能量的耗散【名师点睛】本题考
16、查了量子化、光电效应、比结合能、能量的耗散相关知识.3.【答案】AB【名师点睛】明确各种物理现象的实质和原理才能顺利解决此类题目，故平时学习时要“知其然，更要知其所以然”4.【答案】B【解析】由于衰变产生电子，质量数不变，核电荷数加1，衰变产生氦核，质量数减少4，核电荷数减2.过程中的质量数不变，故它发生的是衰变，选项CD错误；过程的质量数减少4，故应该是衰变；过程的核电荷数减少2，故是衰变，过程的核电荷加1，说明是衰变，故选项B正确.考点：原子核的衰变5.【答案】C【名师点睛】知道半衰期的意义知道zxI中，x为质量数，z为核电荷数半衰期是一个统计规律，只对大量的原子核才适用，对少数原子核是不
17、适用的.6.【答案】D【解析】光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，能否发生光电效应，与入射光的强度无关，与光照时间也无关，当发生光电效应时，增大入射光的强度，则光电流会增大，故A错误；入射光的频率大于金属的极限频率，才会发生电效应，与入射光的强度无关，故B错误；在光电效应中，根据光电效应方程知，Ekm= -W0，改用波长大于的光照射，光电子的最大初动能变小，或者可能不发生光电效应，选项C错误，D正确；故选D考点：光电效应【名师点睛】光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度无关，根据光电效应方程判断影响光电子最大初动能的因素.7.【答案】BC【解析】由爱因斯坦光
18、电效应方程，由动能定理可得：，所以当时，.故A错误，B正确；若，则一定有，故C正确；由光电效应方程可得：金属的逸出功，故D错误.考点：光电效应方程；遏止电压；动能定理8.【答案】B【解析】根据玻尔理论，一个氢原子中的电子从n= 4的能级直接跃迁到基态，辐射一个光子的能量为，选项B正确，ACD错误；故选B考点：玻尔理论【名师点睛】此题是对玻尔理论的考查；注意原子从高能级向低能级跃迁时，向外辐射光子的能量等于两个能级的能级差；注意搞清楚是“一个”还是“一群”氢原子.9.【答案】D考点：考查氢原子的能级公式和跃迁；光电效应；核力、核反应【名师点睛】波尔理论：氢原子的轨道是不连续的，是一些特殊的分立的
19、值，电子只能在这些轨道上绕原子核运动电子在不同的轨道上运动时对应不同的能量值，原子只能处于一系列能量不连续的状态中当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时只能吸收或发射特定频率的光子.10.【答案】BD【解析】衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程，但电子不是原子核的组成部分，故A错误；粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，B正确；氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离原子核较近的轨道上时，能量减小减小的能量以光子的形式释放出来故氢原子核外电子轨道半径越大，其能量越高，C错误；原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为的光子，已知根
20、据玻尔理论得ab：，bc：，ac：，联立上三式得，故D正确.考点：考查了衰变、粒子散射实验、氢原子跃迁【名师点睛】衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程，但电子不是原子核的组成部分，粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离原子核较近的轨道上时，能量减小减小的能量以光子的形式释放出来11.【答案】BC【名师点睛】本题主要考查了质量数和电荷数守恒在书写核反应方程过程中的应用，是考查基础知识和规律的好题12.【答案】BD【解析】太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变反应，选项A错误；原子核的半衰期与外界环境无关，选项B正确；原子核的衰变过程是中子转
21、变为质子而释放出电子的过程，核外电子没有参与该反应中；故C错误；比结合能越大，原子核越稳定，选项D正确；故选BD考点：聚变反应；半衰期；衰变；比结合能【名师点睛】本题考查了聚变反应、半衰期、衰变、比结合能等基础知识点，关键要熟悉教材，牢记这些基本概念，注意原子核比结合能越大，原子核越稳定，不是结合能越大，原子核越稳定.13.【答案】BD【名师点睛】解决本题的关键知道从高能级向低能级跃迁，放出光子，从低能级向高能级跃迁，吸收光子14.【答案】ABD【解析】平均结合能是核子与核子结合成原子核时平均每个核子放出的能量，平均结合能越大的原子核越稳定，平均结合能小的原子核结合成或分解成平均结合能大的原子
22、核时出现质量亏损，一定放出核能，故A正确；黑体辐射随着波长越短温度越高则辐射越强，所以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，故B正确；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，原子的能量增大，选项C错误；康普顿效应说明光具有粒子性，而电子的衍射实验说明粒子具有波动性，故D正确；原子核的半衰期由核内部自身因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关，故E错误；故选ABD考点：平均结合能; 玻尔理论；半衰期；康普顿效应15.【答案】BC【解析】射线不是电磁波，但射线的穿透本领远比射线弱，故A错误；玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出
23、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，故B正确；氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，轨道半径减小，原子能量减小，故C正确；在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，故D错误；故选BC.考点：玻尔理论；比结合能；三种射线16.【答案】B【解析】根据质能方程，释放的核能，则，故B正确，A、C、D 错误.考点：爱因斯坦质能方程17.【答案】B【解析】半衰期由原子核本身决定，与外界因素无关，故A错误；原子核内每个核子只跟邻近的核子发生核力作用，选项B正确；衰变中产生的射线实际上是原子中的中子转变成质子，而发出的电子，故C错误；太阳内部发生的核反应
24、是轻核聚变，选项D错误；故选B.考点：半衰期；核力；核反应18.【答案】ACD考点：光电效应19.【答案】A【解析】核反应方程为，根据电子数守恒可得，根据质量数守恒可得，故解得n=7，m=5，A正确；BCD错误.考点：考查了核反应方程【名师点睛】衰变的过程中电荷数少2，质量数少4，衰变的过程中电荷数多1，质量数不变根据衰变的实质确定衰变的次数20.【答案】A【解析】是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核，同时放出一个中子，属于聚变反应，故A正确；是卢瑟福发现质子的核反应，他用粒子轰击氮原子核，产生氧的同位素氧17和一个质子，是人类第一次实现的原子核的人工转变，属于人工核反应，故B错误；是居里夫妇用
25、粒子轰击铝片时发现了放射性磷（磷30），属于人工核反应，故C错误；是一种典型的铀核裂变，属于裂变反应，故D错误.考点：核聚变；人工核反应方程21.【答案】、 （每空3分）【解析】由图象可知，知图线的斜率，那么普朗克常量当遏止电压为零时，最大初动能为零，则入射光的能量等于逸出功，所以；如果实验中入射光的频率为，根据光电效应方程考点：考查了光电效应方程【名师点睛】解决本题的关键掌握光电效应方程，以及知道遏止电压与最大初动能之间的关系本题考察知识点简单，但是学生在学习中要牢记公式以及物理量之间的关系，同时注意计算的准确性22.【答案】 ；v ； (每空3分）考点：核反应方程；动量守恒定律；质能方程【名师点睛】此题考查核反应方程、动量守恒定律以及质能方程；注意核反应遵守两大基本规律：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。23.【答案】（1）Li+H2He（2）18.9MeV【解析】（1）根据题意可知该反应的核反应方程式： Li+H2He （4分）（2）核反应前后的质量亏损为：M=mLi+mp2m=0.0203 u （4分）核反应中释放的能量为：E=Mc2=18.9MeV （4分）考点：核反应方程；质能方程【名师点睛】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.
