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1、专题15 原子结构与原子核1下列说法正确的是()A普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说B若使用某种频率的光不能使某金属发生光电效应，则需增大入射光光照强度才行C结合能越大，原子核结构一定越稳定D用一束绿光照射某金属，能发生光电效应，若换成紫光来照射该金属，也一定能发生光电效应E将核子束缚在原子核内的核力，是不同于万有引力和电磁力的另一种相互作用1ADE普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说，A正确只有当入射光的频率大于金属的极限频率时，才会发生光电效应，B错误比结合能(平均结合能)越大，原子核结构一定越稳定，C错误由于紫光的频率大于绿光的频率，故绿光照射某金属能发生光电效应，若换成紫
2、光来照射该金属，也一定能发生光电效应，D正确将核子束缚在原子核内的核力，是短程力，是不同于万有引力和电磁力的另一种相互作用，E正确2以下是有关近代物理学的若干叙述，其中正确的有()A紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，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B每个核子只跟邻近的核子发生核力作用C原子核式结构模型是由汤姆孙在粒子散射实验基础上提出的D太阳内部发生的核反应是热核反应E关于原子核内部的信息，最早来自天然放射现象3下列说法正确的是()A用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则逸出的光电子数减少，光电子的最大初动
3、能不变BX射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的C发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变长E速度相等的电子和质子，电子的波长大4目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放射出、射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是()A氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就剩下一个原子核了B衰变所释放的电
4、子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的C射线一般伴随着或射线产生，在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力最弱D发生衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了44B半衰期遵循统计规律，对单个或少数原子核是没有意义的，A错误根据3种射线的特性及衰变实质可知B正确，C、D错误5在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步下列表述符合物理学史实的是()A普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论B爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说C卢瑟福通过对粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型D贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现原子核是由质子和中子组
5、成的E玻尔大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性5ABC普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论，A正确爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说，B正确卢瑟福通过对粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，C正确贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现原子核具有复杂结构，D错误德布罗意大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性，E错误6下列说法正确的是()A卢瑟福通过粒子散射实验建立了原子核式结构模型B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C爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说D对于任何一种金属都存在一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才
6、能产生光电效应E根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动动能减小7如图所示为氢原子的能级图氢原子从n5的能级跃迁到n3的能级时辐射出a光子，从n4的能级跃迁到n2的能级时辐射出b光子下列说法正确的是()Aa光子的能量比b光子的能量大B若a、b两种光在同一种均匀介质中传播，则a光的传播速度比b光的传播速度大C若b光能使某种金属发生光电效应，则a光一定能使该金属发生光电效应D若用同一双缝干涉装置进行实验，用a光照射双缝得到相邻亮条纹的间距比用b光照射双缝得到的相邻亮条纹的间距大7BD据题意，氢原子从n5能级跃迁到n3能级释放的光子能量为Ea0.97 eVha，氢
7、原子从n4能级跃迁到n2能级释放的光子能量为Eb2.55 eVhb，则知b光光子的能量大，频率也大，在同一种均匀介质中，频率越大的光传播速度越慢，A错误，B正确如果b光可以使某种金属发生光电效应，则a光不一定能使其发生光电效应，C错误a光频率较小，则a光波长较大，所以在做双缝干涉实验时，用a光照射双缝时得到的干涉条纹较宽，D正确8下列说法正确的是()A天然放射性现象说明原子核内部具有复杂的结构 B粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构C原子核发生衰变生成的新核原子序数增加D氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长E射线是原子核内部发生核反应而释放
8、出的多余的能量9太阳内部不断进行着各种核聚变反应，一个氘核和一个氚核结合成一个氦核是其中一种，请写出其核反应方程_；如果氘核的比结合能为E1，氚核的比结合能为E2，氦核的比结合能为E3，则上述反应释放的能量可表示为_【解析】核反应方程为：HHHen；反应释放的能量可表示为4E32E13E2. 【答案】HHHen 4E32E13E2(每空8分)10在航天器上仅利用太阳能电池板不能满足仪器用电，因此还需要利用核电池核电池通常采用放射性材料PuO2作为发电能源PuO2中的Pu元素是Pu，Pu发生衰变的核反应方程是_ (衰变后新核的元素符号可用X表示)；生成的新核中含有的中子数为_.Pu的半衰期是87
9、.7年，大约要经过_年才会有75%的Pu原子核发生衰变【解析】根据衰变规律，可写出Pu发生衰变的核反应方程是PuHeX.生成的新核X中含有的中子数为23492142.要使75%的Pu原子核发生衰变，需要经过两个半衰期，即287.7年175.4年【答案】PuHeX(4分)142(6分)175.4(6分)11用甲、乙两种光做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所示，由图可知，两种光的频率甲_乙(填“”或“”)，_(选填“甲”或“乙”)光的强度大已知普朗克常量为h，被照射金属的逸出功为W0，则甲光对应的遏止电压为_(频率用，元电荷用e表示)【解析】两种光的遏止电压相同，由eUEkm可知，产生的光
10、电子的最大初动能Ekm相同，由爱因斯坦光电效应方程可知，两种光的频率相等；因甲光的饱和光电流大于乙，则甲光的强度大，根据hW0Ekm，eUEkm，联立解得U.【答案】(6分)甲(7分)(7分)12(1)某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为HCNQ1，HNCXQ2，方程中Q1、Q2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：则X是_，Q2_(选填“大于”“等于”或“小于”)Q1.原子核HHeHeCNN质量/u1.007 83.016 04.002 612.000 013.005 715.000 1(2)一个Bi原子核中含有的中子个数是_；Bi具有放射性，现有Bi元素16
11、g，经15天，该元素还剩2 g，则该元素的半衰期为_天答案：(1)He大于(2)127513(1)如图所示为氢原子的能级示意图，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，并用这些光照射逸出功为2.49 eV的金属钠这群氢原子能发出_种不同频率的光，其中有_种频率的光能使金属钠发生光电效应金属钠发出的光电子的最大初动能_eV.(2)如图，三个质量相同的滑块A、B、C，间隔相等地静置于同一水平直轨道上现给滑块A向右的初速度v0，一段时间后A与B发生碰撞，碰后A、B分别以v0、v0的速度向右运动，B再与C发生碰撞，碰后B、C粘在一起向右运动滑块A、B与轨道间的动摩擦因数为同一
12、恒定值两次碰撞时间均极短求B、C碰后瞬间共同速度的大小解析：(1)一群氢原子处于n3的激发态，在向较低能级跃迁的过程可以发出的光的种类有：n3向n2；n3向n1；n2向n1三种不同频率的光；n3向n2时放出的光子的能量是1.89 eV，n3向n1时放出的光子的能量是12.09 eV，n2向n1时放出的光子的能量是10.2 eV，所以有2种频率的光能使金属钠发生光电效应金属钠发出的光电子的最大初动能是EkmhW012.09 eV2.49 eV9.60 eV. 据题意可知WAWB设B、C碰撞后瞬间共同速度的大小为v，由动量守恒定律得mvB2mv联立式，代入数据得vv0答案：(1)329.60(2)
13、v014(1)如图所示是研究光电效应的实验装置，某同学进行了如下操作：用频率为1的光照射光电管，此时电流表中有电流调节滑动变阻器，将触头P向_(选填“a”或“b”)端滑动，使微安表示数恰好变为零，记下电压表示数U1.用频率为2的光照射光电管，重复中的步骤，记下电压表示数U2.已知电子的电量为e，由上述实验可知，普朗克常量h_(用上述已知量和测量量表示) (2)如图，光滑水平直轨道上两滑块A、B用橡皮筋连接，A的质量为m.开始时橡皮筋松弛，B静止，给A向左的初速度v0.一段时间后，B与A同向运动发生碰撞并粘在一起碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A的速度的两倍，也是碰撞前瞬间B的速度的一半求：B的质量
14、；碰撞过程中A、B系统机械能的损失解析：(1)根据电路图，结合逸出电子受到电场阻力时，微安表示数才可能为零，因只有K的电势高于A点，即触头P向a端滑动，才能实现微安表示数恰好变为零根据光电效应方程得Ek1h1W0eU1Ek2h2W0eU2联立两式解得：h.答案：(1)a(2)mv15(1)(多选)一群基态氢原子吸收某种波长的光后，可以发出三种波长的光，这三种光的波长关系为321，已知某金属的极限波长为2，则下列说法正确的是_A该金属的逸出功为h2B波长为1的光一定可以使该金属发生光电效应C波长为3的光一定可以使该金属发生光电效应D基态氢原子吸收的光子的波长为1E若用波长为4的光照射该金属且能发
15、生光电效应，则发生光电效应的光电子的最大初动能为hc(2)两块厚度相同的木块A和B并列紧靠着放在光滑的水平面上，处于静止状态，其质量分别为mA2.0 kg，mB0.9 kg，B的上、下底面光滑另有质量mC0.10 kg的铅块C(其长度可略去不计)以大小为vC10 m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面，如图所示若A、C间接触面粗糙，轻质弹簧的原长等于B板的长度，由相互作用，铅块C和木块B最后一起运动的共同速度大小为v0.5 m/s，求：铅块C离开A时的速度大小；轻质弹簧的最大弹性势能(2)设C离开A时的速度大小为v1，此时A、B的共同速度大小为vA.从C滑上A开始到C刚离开A，对A、B、C组成的系统利用动量守恒定律得mCvC(mAmB)vAmCv1从C滑上B到C、B相对静止时，由动量守恒定律知mCv1mBvA(mBmC)v联立解得v12.75 m/s.C、B相对静止时弹簧的弹性势能最大，由能量守恒定律得EpmmCvmBv(mBmC)v2由知vA0.25 m/s解得Epm0.28 J. 答案：(1)BDE(2)2.75 m/s0.28 J