選擇題對“原子物理學”的考查[A組基礎題練熟練快]1．(2019·甘肅張掖三診)下列說法正確的是()A．光電效應和康普頓效應揭示了光具有波粒二象性B．牛頓第一定律是利用邏輯推理對實驗事實進行分析的產物，能夠用實驗直接驗證C．英國物理學家湯姆孫發現了電子，否定了“原子不可再分”的觀點D．愛因斯坦首先把能量子的概念引入物理學，否定了“能量連續變化”的觀點解析：光電效應和康普頓效應揭示了光具有粒子性，A錯誤；牛頓第一定律是利用邏輯推理對實驗事實進行分析的產物，不能夠用實驗直接驗證，B錯誤；英國物理學家湯姆孫發現了電子，否定了“原子不可再分”的觀點，C正確；普朗克在1900年把能量子引入物理學，破除了“能量連續變化”的傳統觀念，D錯誤．答案：C2．(2019·宜賓二診)我國科學家潘建偉院士預言十年左右量子通信將“飛”入千家萬戶．在通往量子論的道路上，一大批物理學家做出了卓越的貢獻，下列有關說法正確的是()A．愛因斯坦提出光子說，并成功地解釋了光電效應現象B．德布羅意第一次將量子觀念引入原子領域，提出了定態和躍遷的概念C．玻爾在1900年把能量子引入物理學，破除了“能量連續變化”的傳統觀念D．普朗克把光的波粒二象性推廣到實物粒子，預言實物粒子也具有波動性解析：愛因斯坦提出光子說，并成功地解釋了光電效應現象，選項A正確；玻爾第一次將量子觀念引入原子領域，提出了定態和躍遷的概念，選項B錯誤；普朗克在1900年把能量子引入物理學，破除了“能量連續變化”的傳統觀念，故C錯誤；德布羅意把光的波粒二象性推廣到實物粒子，預言實物粒子也具有波動性，選項D錯誤．答案：A3．2018年中國散裂中子源(CSNS)將迎來驗收，目前已建設的3臺譜儀也將啟動首批實驗．有關中子的研究，下列說法正確的是()A．Th核發生一次α衰變，新核與原來的原子核相比，中子數減少了4B．一個氘核和一個氚核經過核反應后生成氦核和中子是裂變反應C．盧瑟福通過分析α粒子散射實驗結果，發現了質子和中子D．中子和其他微觀粒子，都具有波粒二象性解析：α衰變的本質是發生衰變的核中減少2個質子和2個中子形成氦核，所以一次α衰變，新核與原來的核相比，中子數減少了2，選項A錯誤；裂變是較重的原子核分裂成較輕的原子核的反應，而該反應是較輕的原子核的聚變反應，選項B錯誤；盧瑟福通過分析α粒子散射實驗結果，提出了原子的核式結構模型，查德威克通過α粒子轟擊鈹核(eq\o\al(9,4)Be)獲得碳核(eq\o\al(12,6)C)的實驗發現了中子，選項C錯誤；所有粒子都具有波粒二象性，選項D正確．答案：D4．(2019·湖南師大附中模擬)圖甲為研究光電效應的電路圖；圖乙為靜止在勻強磁場中的某種放射性元素的原子核eq\o\al(A,Z)X衰變后產生的新核Y和某種射線的徑跡．下列說法不正確的是()A．圖甲利用能夠產生光電效應的兩種(或多種)頻率已知的光進行實驗可測出普朗克常量B．圖甲電源的正負極對調，在光照條件不變的情況下，可研究得出光電流存在飽和值C．圖乙對應的衰變方程為eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(A－4,Z－2)YD．圖乙對應的衰變方程為eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(A,Z＋1)Y解析：根據光電效應方程得eU遏＝hν－W0，其中W0為金屬的逸出功，所以h＝eq\f(eU遏＋W0,ν)，圖甲利用能夠產生光電效應的兩種(或多種)頻率已知的光進行實驗可測出普朗克常量，故A正確；對于一定的光照條件，產生的光電子數目相等，將電源的正負極對調，調節電壓，最多能使所有光電子達到另一極板，此時即可研究得出光電流飽和值，故B正確；由圖乙可看出，原子核衰變后放出的粒子與新核所受的洛倫茲力方向相同，而兩者速度方向相反，則知兩者的電性相反，新核帶正電，則放出的必定是β粒子(電子)，發生了β衰變，故C錯誤，D正確．答案：C5．(2019·遼寧大連聯考)下列說法正確的是()A．頻率越低的光，粒子性越顯著B．無論光強多強，只要入射光的頻率小于金屬的截止頻率，就不能發生光電效應C．氫原子吸收光子后，電子運動的軌道半徑變大，動能也變大D．發生β衰變時，新核的核電荷數不變解析：頻率越低的光，光子的能量值越小，其動量越小，粒子性越不顯著，故A錯誤．光電效應實驗中，無論入射光多強，只要入射光的頻率低于金屬的截止頻率，就不可能發生光電效應，故B正確；氫原子吸收光子后，電子運動的軌道半徑變大，根據keq\f(e2,r2)＝eq\f(mv2,r)，可知電子的動能減小，故C錯誤；發生β衰變時，原子核內的一個中子轉化為一個質子和一個電子，新核的質量數不變，核電荷數增加一個，故D錯誤．答案：B6．(多選)(2019·全國大聯考)關于近代物理，下列說法正確的是()A．放射性元素的半衰期與壓強有關，壓強越高，半衰期越大B．光電效應中，光電子的最大初動能與照射光光子能量成正比C．比結合能是結合能與核子數之比，比結合能越大，原子核越穩定D．一個處于n＝6的激發態的氫原子向低能級躍遷時最多能輻射出5種不同頻率的光解析：放射性元素的半衰期與外部的物理條件以及所處的化學狀態均無關，選項A錯誤；根據愛因斯坦光電效應方程Ekm＝hν－W0，光電效應中，光電子的最大初動能Ekm隨照射光光子能量hν的增大而增大，但不是成正比關系，選項B錯誤；比結合能是結合能與核子數之比，比結合能越大，原子核分解成核子需要的能量越大，原子核越穩定，選項C正確；一個處于n＝6的激發態的氫原子向低能級躍遷時最多能輻射出(6－1)即5種不同頻率的光，選項D正確．答案：CD7．(多選)(2019·安徽宣城二次調研)下列四幅圖涉及不同的物理知識，其中說法正確的是()A．圖甲：盧瑟福通過分析α粒子散射實驗結果，發現了質子和中子B．圖乙：用中子轟擊鈾核使其發生裂變，鏈式反應會釋放出巨大的核能C．圖丙：玻爾理論指出氫原子能級是分立的，所以原子發射光子的頻率也是不連續的D．圖丁：湯姆孫通過電子的發現揭示了原子核內還有復雜結構解析：盧瑟福通過分析α粒子散射實驗結果，得出原子的核式結構模型，故A錯誤；用中子轟擊鈾核使其發生裂變，裂變反應會釋放出巨大的核能，故B正確；玻爾理論指出氫原子能級是分立的，所以原子發射光子的頻率也是不連續的，故C正確；湯姆孫通過電子的發現揭示了原子有一定結構，天然放射現象的發現揭示了原子核內還有復雜結構，故D錯誤．答案：BC8．(多選)(2019·哈爾濱六中二模)某半導體激光器發射波長為1.5×10－6m，功率為5.0×10－3W的連續激光．已知可見光波長的數量級為10－7m，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，該激光器發出的()A．是紫外線B．是紅外線C．光子能量約為1.3×10－13JD．光子數約為每秒3.8×1016個解析：波長的大小大于可見光的波長，屬于紅外線，故A錯誤，B正確．光子能量ε＝heq\f(c,λ)＝6.63×10－34×eq\f(3×108,1.5×10－6)J＝1.326×10－19J，故C錯誤．每秒鐘發出的光子數n＝eq\f(Pt,ε)≈3.8×1016，故D正確．答案：BD9．(多選)(2019·廣東珠海聯考)下列說法正確的是()A．α粒子散射實驗說明原子內部具有核式結構B．在eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X中，X表示質子C．重核的裂變和輕核的聚變都是質量虧損的放出核能過程D．一個氫原子從n＝1能級躍遷到n＝2能級，必需吸收光子解析：盧瑟福的α粒子散射實驗說明原子的核式結構模型，故A正確．根據質量數與質子數守恒，可知，X的質量數是1，電荷數是0，表示中子，故B錯誤．重核的裂變和輕核的聚變都存在質量虧損，從而放出核能，故C正確．根據躍遷公式，可知，一個氫原子從n＝1能級躍遷到n＝2能級，必須吸收能量，可能是吸收光子，也可能是電子與其他的電子發生碰撞而吸收能量，故D錯誤．故選A、C.答案：AC[B組中難題目練通抓牢]10.(2019·天一大聯考)如圖所示為光電管的示意圖，光照時兩極間可產生的最大電壓為0.5V．若光的波長約為6×10－7m，普朗克常量為h，光在真空中的傳播速度為c，取hc＝2×10－25J·m，電子的電荷量為1.6×10－19C，則下列判斷正確的是()A．該光電管K極的逸出功大約為2.53×10－19JB．當光照強度增大時，極板間的電壓會增大C．當光照強度增大時，光電管的逸出功會減小D．若改用頻率更大、強度很弱的光照射時，兩極板間的最大電壓可能會減小解析：該光電管K極的逸出功大約為W0＝eq\f(hc,λ)－Ue＝eq\f(2×10－25,6×10－7)J－0.5×1.6×10－19J≈2.53×10－19J，選項A正確；當光照強度增大時，極板間的電壓不變，選項B錯誤；光電管的逸出功由材料本身決定，與光照強度無關，選項C錯誤；在光電效應中，根據光電效應方程知，Ekm＝hν－W0＝eU，改用頻率更大的光照射，光電子的最大初動能變大，兩極板間的最大電壓變大，故D錯誤；故選A.答案：A11．(2019·全國大聯考)中國科學家吳宜燦獲得2018年歐洲聚變核能創新獎，獲獎理由：開發了一種新的基于CAD的粒子傳輸軟件，用于核設計和輻射安全計算．下列關于聚變的說法中，正確的是()A．同樣質量的物質裂變時釋放的能量比同樣質量的物質聚變時釋放的能量大很多B．裂變過程有質量虧損，聚變過程質量有所增加C．核反應堆產生的能量來自輕核聚變D．聚變反應比裂變反應每個核子釋放的平均能量一定大解析：同樣質量的物質聚變時釋放的能量比同樣質量的物質裂變時釋放的能量大很多，故A錯誤；重核的裂變和輕核的聚變都會放出核能，根據愛因斯坦的質能方程E＝mc2，一定有質量虧損，故B錯誤；核反應堆產生的能量來自重核裂變，故C錯誤；在一次聚變反應中釋放的能量不一定比裂變反應多，但平均每個核子釋放的能量一定大，故D正確．答案：D12．(2019·福建福州質檢)研究光電效應現象的實驗裝置如圖(a)所示，用光強相同的黃光和藍光照射光電管陰極K時，測得相應的遏止電壓分別為U1和U2，產生的光電流I隨光電管兩端電壓U的變化規律如圖(b)所示．已知電子的質量為m，電荷量為－e，黃光和藍光的頻率分別為ν1和ν2，且ν1<ν2.則下列判斷正確的是()(a)(b)A．U1>U2B．圖(b)中的乙線是對應黃光照射C．根據題述條件無法算出陰極K金屬的極限頻率D．用藍光照射時，光電子的最大初動能為eU2解析：根據光電效應方程則有：Ekm1＝hν1－W0＝eU1，Ekm2＝hν2－W0＝eU2，由于藍光的頻率ν2大于黃光的頻率ν1，則有U1<U2，所以圖(b)中的乙線是對應藍光照射；用藍光照射時，光電子的最大初動能為eU2，陰極K金屬的極限頻率ν0＝eq\f(W0,h)＝ν2－eq\f(eU2,h)，故D正確，A、B、C錯誤．答案：D[C組探究創新從容應對]13.(2019·湖南衡陽聯考)在勻強磁場中，一個原來靜止的原子核，由于衰變放射出某種粒子，結果得到一張兩個相切圓1和2的徑跡照片如圖所示，已知兩個相切圓半徑分別為r1、r2，則下列說法正確的是()A．原子核可能發生α衰變，也可能發生β衰變B．徑跡2可能是衰變后新核的徑跡C．若衰變方程是eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He，則衰變后新核和射出的粒子的動能之比為117∶2D．若衰變方程是eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He，則r1∶r2＝1∶45解析：原子核衰變過程系統動量守恒，由動量守恒定律可知，衰變生成的新核與粒子的動量方向相反，粒子速度方向相反，由左手定則可知，若生成的新核與粒子電性相反則在磁場中的軌跡為內切圓，若電性相同則在磁場中的軌跡為外切圓，故A錯誤；核反應過程系統動量守恒，原子核原來靜止，初動量為零，由動量守恒定律可知，原子核衰變生成的新核與粒子動量p大小相等，方向相反，粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：qvB＝meq\f(v2,r)，解得：r＝eq\f(mv,qB)＝eq\f(p,qB)，由于p、B相同，則電荷量q越大，軌道半徑越小，由于新核的電荷量大，所以新核的半徑小于粒子的軌道半徑，所以r2為粒子的運動軌跡，故B錯誤；核反應過程系統動量守恒，原子核原來靜止，初動量為零，由動量守恒定律可知，原子核衰變生成的新核與粒子動量p大小相等，方向相反，由動能與動量的關系Ek＝eq\f(p2,2m)，所以動能之比等于質量的反比，即為2∶117，故C錯誤；由B項分析知，r1∶r2＝2∶90＝1∶45，故D正確．答案：D14．(多選)(2019·西南名校聯盟聯考)如圖為英國物理學家查德威克發現中子的實驗示意圖，利用釙(eq\o\al(210,84)Po)衰變放出的α粒子轟擊鈹(eq\o\al(9,4)Be)時產生了未知射線．查德威克曾用這種射線分別轟擊氫原子(eq\o\al(1,1)H)和氮原子(eq\o\al(14,7)N)，結果打出了一些氫核