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原子物理
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这是一份高中本册综合同步练习题，共17页。试卷主要包含了某同学用如图，甲、乙光子的能量之比为2等内容，欢迎下载使用。
一．选择题（共9小题）
1．用单色光照射一光电管的阴极时，有无光电效应现象发生取决于该单色光的（ ）
A．频率B．强度C．照射时间D．光子数目
2．人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时，只要所接收到的功率不低于2.3×10﹣18W，眼睛就能察觉。已知普朗克常量为6.63×10﹣34J•s，光速为3×108m/s，人眼能察觉到绿光时，每秒至少接收到的绿光光子数为（ ）
A．6B．60C．600D．6000
3．某同学用如图（甲）所示的电路研究光电效应中电子发射的情况与光照强度、光的频率等物理量之间的关系。阴极K和阳极A是密封在真空玻璃中的两个电极，K在受到光照射时能够发射光电子。K、A之间的电压大小可以调节，电源极性也可以对调。当分别用a、b、c三束不同的光照射阴极K，得到的I﹣U关系分别如图（乙）中a、b、c三条曲线所示。下列关于三束光的频率ν、三束光的强度E大小关系，正确的是（ ）
A．νa＞νb＞νc，Ea＞Eb＞Ec
B．νa＞νb＞νc，Ea＝Ec＜Eb
C．νb＞νa＝νc，Ea＞Eb＞Ec
D．νa＜νb＜νc，Ea＜Eb＜Ec
4．用光电管进行光电效应实验中，分别用频率不同的单色光照射到同种金属上。下列说法正确的是（ ）
A．频率较小的入射光，需要经过足够长的时间照射才能发生光电效应
B．入射光的频率越大，极限频率就越大
C．入射光的频率越大，遏止电压就越大
D．入射光的强度越大，光电子的最大初动能就越大
5．光子能量e＝2.49eV的蓝光分别照射到甲、乙两种金属表面上，甲金属的逸出功W1＝1.90eV，乙金属的逸出功W2＝2.25eV．同时按照密立根的方法进行实验，可以测得两种金属相应的遏止电压。则（ ）
A．甲金属的截止频率比乙金属的大
B．甲金属逸出的光电子最大初动能比乙的小
C．按照密立根的方法进行实验，测得其相应的遏止电压甲的比乙的大
D．紫光分别照射到甲、乙两种金属表面上，不会有光电子逸出
6．甲、乙光子的能量之比为2：1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为E1、E2，该金属的逸出功为（ ）
A．E1﹣E2B．E1+E2C．E1﹣2E2D．E1+2E2
7．在探究光电效应现象时，某小组的同学分别用频率为ν1、ν2的单色光照射密封管真空管的钠阴极（阴极K），钠阴极发射出的光电子最大速度之比为2：1，光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流，实验得到了两条光电流与电压之间的关系曲线（为甲光、乙光），如图所示，普朗克常量用h表示。则以下说法正确的是（ ）
A．甲图对应单色光的频率为ν2
B．乙光的强度大于甲光的强度
C．该金属的逸出功为h（2v2﹣v1）
D．该金属的截止频率为
8．在探究光电效应现象时，某小组的同学分别用频率为v、2v的单色光照射某金属，逸出的光电子最大速度之比为1：2，普朗克常量用h表示，则（ ）
A．光电子的最大初动能之比为1：2 B．该金属的逸出功为当
C．该金属的截止频率为 D．用频率为的单色光照射该金属时能发生光电效应
9．用同一光电管研究a、b、c三束单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间的电压U的关系曲线如图所示，由此可判断（ ）
A．a、b、c光的频率关系为νa＞νb＞νc
B．a、b、c光的频率关系为νa＝νb＜νc
C．用三束单色光照射光电管时，a光使其逸出的光电子最大初动能大
D．用三束单色光照射光电管时，b光使其逸出的光电子最大初动能大
二．多选题（共8小题）
10．在光电效应实验中，两个实验小组分别在各自的实验室，分别用不同频率的两种单色光，照射锌的表面，结果都能发生光电效应，对于这两组实验，下列判断正确的是（ ）
A．遏止电压Uc不同 B．饱和光电流一定相同
C．光电子的最大初动能不同 D．单位时间逸出的光电子数一定不同
E．逸出功相同
11．在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效应现象．对于这两个过程，下列四个物理量中，一定不同的是（ ）
A．单位时间内逸出的光电子数
B．反向截止电压
C．饱和光电流
D．光电子的最大初动能
12．如图所示，用导线将验电器与洁净的锌板连接，触摸锌板使验电器箔片不张开。用紫外线灯照射锌板，验电器箔片张开，移走紫外线灯，用带负电的橡胶棒接触锌板，发现验电器箔片张角减小；改用红外线灯照射锌板，结果发现验电器箔片不张开。则说明（ ）
A．用紫外线灯照射后锌板带正电
B．用红外线灯照射后锌板带负电
C．红外线的频率小于锌的极限频率
D．紫外线的频率小于锌的极限频率
13．如图所示，当开关S断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极K，发现电流表的读数不为0，闭合开关S，调节滑动变阻器，发现当电压表的读数小于1.0V时，电流表的读数仍不为0；当电压表的读数大于或等于1.0V时，电流表的读数为0，则（ ）
A．电源的左侧为负极
B．阴极K材料的逸出功为1.5eV
C．光电子的最大初动能为1.0eV
D．若入射光的频率加倍，则光电子的最大初动能也加倍
14．用如图所示的装置研究光电效应现象。用光子能量为2.75eV的光照射到光电管上时发生了光电效应；移动变阻器的触点c，发现当电压表的示数小于1.7V时，电流表有示数，当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为0，则下列说法正确的是（ ）
A．光电子的最大初动能为1.7eV
B．光电管阴极的逸出功为1.7eV
C．电键S断开后，没有电流流过电流表G
D．保持入射光强度不变，改用光子能量为0.9eV的光照射，电流表G示数一定为0
15．现用一光电管进行光电效应的实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．下列说法正确的是（ ）
A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大
B．入射光的频率变高，饱和光电流变大
C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大
D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生
E．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关
16．如图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＝6.63×10﹣34J•s，由图可知（ ）
A．该金属的极限频率为4.30×1014Hz
B．该金属的极限频率为5.5×1014Hz
C．该图线的斜率表示普朗克常量
D．该金属的逸出功为0.5eV
17．2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德•博伊尔和乔治•史密斯主要成就是发明了电荷耦合器件（CCD）图象传感器。他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理。如图所示电路可研究光电效应规律。图中标有A和K的为光电管，其中A为阳极，K为阴极。理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压。现接通电源，用光子能量为10.5eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0V；现保持滑片P位置不变，以下判断正确的是（ ）
A．光电管阴极材料的逸出功为4.5eV
B．若增大入射光的强度，电流计的读数不为零
C．若用光子能量为12eV的光照射阴极K，光电子的最大初动能一定变大
D．若用光子能量为9.5eV的光照射阴极K，同时把滑片P向左移动少许，电流计的读数一定不为零
三．填空题（共2小题）
18．科学家通过X射线的衍射来获得晶体的结构图象。已知普朗克常量为h，真空的光速为c。若X射线在真空中的波长为λ，其对应的光子能量E＝ ，该光子与电子碰撞后其波长将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。
19．利用图甲所示电路研究光电效应中金属的遏制电压Uc与入射光频率v的关系，描绘出图乙中的图象，由此算出普朗克常量h，图乙中U1、v1、v0均已知，电子电荷量用e表示，当入射光的频率增大时，为了测定遏制电压，滑动变阻器的滑片P应向 （选填“M”或“N”）端移动，由Uc﹣v图象可求得普朗克常量h＝ 。（用题中字母表示）。
原子结构
一．选择题（共16小题）
1．氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63eV～3.10eV的光为可见光。要使处于基态（n＝1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为（ ）
A．12.09eV
B．10.20eV
C．1.89eV
D．1.51eV
2．如图是氢原子的能级图，对于一群处于n＝4的氢原子，下列说法中正确的是（ ）
A．这群氢原子能够吸收任意能量的光子后向更高能级跃迁
B．这群氢原子能够发出4种不同频率的光
C．从n＝4能级跃迁到n＝3能级发出的光的波长最长
D．如果发出的光子中有两种能使某金属产生光电效应，其中一种一定是由n＝3能级跃迁到 n＝2能级发出的
3．图甲所示为氢原子能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从n＝4能级向n＝2能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，则（ ）
A．改用从n＝4能级向n＝1能级跃迁时辐射的光，一定能使阴极K发生光电效应
B．改用从n＝3能级向n＝1能级跃迁时辐射的光，不能使阴极K发生光电效应
C．改用从n＝4能级向n＝1能级跃迁时辐射的光照射，逸出光电子的最大初动能不变
D．入射光的强度增大，逸出光电子的最大初动能也增大
4．玻尔的原子模型在解释原子的下列问题时，与卢瑟福的核式结构学说观点不同的是（ ）
A．电子绕核运动的向心力，就是电子与核之间的静电引力 B．电子只能在一些不连续的轨道上运动
C．电子在不同轨道上运动时的能量不同 D．电子在不同轨道上运动时的静电引力不同
5．下列论述中，能够揭示原子核有复杂结构的是（ ）
A．卢瑟福通过α粒子散射实验建立原子核式结构模型 B．汤姆孙发现了电子
C．贝克勒尔发现天然放射性现象 D．伦琴发现X射线
6．在α粒子散射实验中，不计电子和α粒子的碰撞影响，是因为（ ）
A．α粒子和电子根本无相互作用
B．α粒子受电子作用的合力为零，因为电子是均匀分布的
C．α粒子和电子碰撞损失的能量极少，可以忽略不计
D．电子很小，α粒子根本碰不到电子
7．根据玻尔理论可知，处于基态的氢原子吸收一个光子后跃迁到高能级，下列说法正确的是（ ）
A．核外电子的动能增加B．氢原子的电势能减少
C．氢原子的能量增加D．氢原子更加稳定
8．关于原子结构，下列说法错误的是（ ）
A．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
B．卢瑟福α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
C．各种原子的发射光谱都是连续谱
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
9．关于近代原子物理，下列说法正确的是（ ）
A．根据玻尔理论可知，一个氢原子从n＝4能级向低能级跃迁最多可辐射6种频率的光子
B．放射性物质的半衰期受环境温度的影响
C．α粒子散射实验揭示了原子核是可分的
D．能量为3.0eV的光子照射到某一金属表面时从金属表面逸出的电子最大初动能为l.5eV，为使该金属发生光电效应，入射光子的能量至少为1.5eV
10．物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上。下列说法正确的是（ ）
A．贝克勒尔发现天然放射现象，其中β射线来自原子最外层的电子
B．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的
C．卢瑟福的a粒子散射实验发现电荷量子化的
D．汤姆逊发现电子使人们认识到原子内部是有结构的
11．氢原子能级图如图所示，大量处于n＝3激发态的氢原子向低能级状态跃迁辐射出的光子中，发现有两种频率的光子能使金属A产生光电效应，则下列说法正确的是（ ）
A．大量处于n＝3激发态的氢原子向低能级状态跃迁时，只辐射两种频率的光子
B．从n＝3激发态直接跃迁到基态时放出的光子一定能使金属A发生光电效应
C．一个氢原子从n＝3激发态跃到基态时，该氢原子能量增大
D．一个氢原子从n＝3激发态跃到基态时该氢原子核外电子动能减小
12．关于原子结构和原子核的结构，经过不断的实验探索，我们已经有了一定的认识，对于这个探索的过程，下列描述错误的是（ ）
A．卢瑟福根据α粒子轰击金箔时发生散射，提出了原子的核式结构模型
B．为了解释原子的稳定性和辐射光谱的不连续性，波尔提出了氢原子结构模型
C．卢瑟福通过利用α粒子轰击铍原子核，最终发现了中子
D．人类第一次实现的原子核的人工转变核反应方程是N+He→O+H。
13．氢原子的能级示意图如图所示，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时，会辐射出若干种不同频率的光，若用这些光照射逸出功为4.54eV的钨时，下列说法中正确的是（ ）
A．氢原子能辐射4种不同频率的光子
B．氢原子辐射的光子都能使钨发生光电效应
C．氢原子辐射一个光子后，氢原子的核外电子的速率增大
D．钨吸收从n＝4向n＝1能级跃迁的光子能发生光电效应，且最大初动能为12.75eV
14．已知氢原子的基态能量为 E1，激发态能量，其中n＝2，3，4…，用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速。有一氢原子处于n＝3的激发态，在它向低能态跃迁时，可能辐射的光子的最大波长为（ ）
A．B．C．D．
15．如图所示是氢原子的能级图，一群处于n＝4能级的氢原子发生跃迁，释放出不同频率的光子，利用这些光子照射逸出功为3.20eV的金属钙，则下列说法中正确的是（ ）
A．随能级n的增加氢原子能量减小
B．电子发生跃迁时，可放出3种不同频率的光
C．释放出最大频率的光子照射金属钙，电子的最大初动能为12.75eV
D．释放出最大频率的光子照射金属钙，发生光电效应的遏止电压为9.55V
16．在α粒子散射实验中，α粒子的偏转是由于受到原子内正电荷的库仑力作用而发生的，其中有极少数α粒子发生了大角度偏转，甚至被反向弹回。假定一个速度为v的高速α粒子（He）与金原子核（Au）发生弹性正碰（碰撞前金原子核可认为是静止的），则（ ）
A．α粒子在靠近金原子核的过程中电势能逐渐减小
B．α粒子散射实验说明原子核是由质子和中子组成的
C．α粒子散射实验说明带正电的物质均匀分布在原子内部
D．当它们的距离最小时，α粒子与金原子核的动量大小之比为4：197
二．多选题（共10小题）
17．氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62～3.11eV．下列说法正确的是（ ）
A．一个处于n＝2能级的氢原子，可以吸收一个能量为4 eV的光子
B．大量处于n＝4能级的氢原子，跃迁到基态的过程中可以释放出6种不同频率的光子
C．氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中释放的光子的能量可能大于 13.6 eV
D．用能量为 10 eV和 3.6 eV的两种光子同时照射大量处于基态的氢原子，有可能使个别氢原子电离
18．关于原子结构的认识历程，下列说法正确的有（ ）
A．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内
B．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据
C．对原子光谱的研究开辟了深入探索原子结构的道路
D．玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，说明玻尔提出的原子定态概念是错误的
19．下列说法正确的是（ ）
A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程
B．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量
C．波尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律
D．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
E．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长
20．α粒子散射实验结果表明（ ）
A．原子中绝大部分是空的
B．原子中全部正电荷都集中在原子核上
C．原子内有中子
D．原子的质量几乎全部都集中在原子核上
21．如图所示是氢原子四个能级的示意图，当氢原子从高能级向低能级跃迁时会辐射一定频率的光子，以下说法正确的是（ ）
A．一个处于n＝3能级的氢原子，自发跃迁时最多能辐射出三种不同频率的光子
B．根据波尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小
C．n＝4能级的氢原子自发跃迁时，辐射光子的能量最大为12.75eV
D．一个处于基态的氢原子可以吸收任意频率的光子后跃迁到高能级
E．氢原子辐射光子后能量减小，核外电子动能增大
22．根据玻尔理论，下列说法正确的是（ ）
A．各种原子吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的发射光谱中的一条亮线相对应
B．电子沿某一轨道绕核运动，若其圆周运动的频率是v，则其发光频率也是v
C．若氢原子处于量子数为m（m＞1）的定态，则氢原子是稳定的，不辐射光子
D．在巴耳末线系中，波长最长的谱线对应的是从量子数n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时发出的
23．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h＝6.63×10﹣34J•s，可见光的频率范围约为4.2×1014Hz～7.8×1014Hz，则（ ）
A．Hα谱线对应光子的能量小于Hδ谱线对应光子的能量
B．图甲所示Hα、Hβ、Hγ、Hδ四种光均属于可见光范畴
C．Hβ对应光子的能量约为10.2eV
D．Hα谱线对应的跃迁是从n＝3能级到n＝2能级
24．下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是 （ ）
A．图甲是α粒子散射实验示意图，当显微镜在A、B、C、D中的A位置时荧光屏上接收到的α粒子数最多
B．图乙是氢原子的能级示意图，氢原子从n＝3能级向低能级跃迁，最多能产生2种频率的光子
C．图丙是光电效应实验示意图，当光照射锌板时验电器的指针将发生偏转，此时验电器的金属杆带的是正电荷
D．图丁是电子束穿过铝箔后的衍射图样，该实验现象说明实物粒子也具有波动性
25．如图所示甲为演示光电效应的实验装置；乙图为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线；丙图为氢原子的能级图；丁图给出了几种金属的逸出功和极限频率关系。以下说法正确的是（ ）
A．若乙光为绿光，甲光可能是紫光
B．若甲光为绿光，丙光可能是紫光
C．若乙光光子能量为2.81eV，用它照射由金属构成的阴极，所产生的大量具有最大初动能的光电子去撞击大量处于n＝3激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光
D．若乙光光子能量为2.81eV，用它直接照射大量处于n＝2激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光
26．如图所示，为氢原子能级图，现有大量氢原子从n＝4的能级发生跃迁，并发射光子照射一个钠光管，其逸出功为2.29ev，以下说法正确的是（ ）
A．氢原子只能发出6种不同频率的光
B．能够让钠光电管发生光电效应现象的有4种光子
C．为了增加钠光电管的光电流强度，可增加入射光的频率
D．光电管发出的光电子与原子核发生β衰变时飞出的电子都是来源于原子核内部
E．钠光电管发出的光电子最多能够让氢原子从n＝1的能级跃n＝2的能级
三．填空题（共2小题）
27．用能量为15eV的光子照到某种金属上，能发生光电效应，测得其光电子的最大初动能为12.45eV，则该金属的逸出功为 eV．氢原子的能级如图所示，现有一群处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁，在辐射出的各种频率的光子中，能使该金属发生光电效应的频率共有 种．
28．氢原子的能级公式为En＝﹣（n＝1，2，3…），式中E0为已知量．氢原子吸收光子从基态跃迁到第二激发态，氢原子吸收光子的能量为 ，增加的质量为 （光速用c表示）．
原子核
一．选择题（共21小题）
1．如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是（ ）
A．①④表示β射线，其穿透能力较强
B．②⑤表示γ射线，其穿透能力最强
C．③⑥表示α射线，其电离能力最强
D．②⑤表示γ射线，是原子发生跃迁时产生
2．某种元素具有多种同位素，反映这些同位素的质量数A与中子数N关系的是图（ ）
A．B．
C．D．
3．实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生α衰变，衰变产生的新核与α粒子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图。则（ ）
A．轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里
B．轨迹2是α粒子的，磁场方向垂直纸面向外
C．轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里
D．轨迹1是α粒子的，磁场方向垂直纸面向外
4．中子n轰击氮核N，轰击后生成碳核C和另一原子核X，则原子核X的中子数为（ ）
A．1B．2C．3D．4
5．下列关于原子结构和原子核的说法中不正确的是（ ）
A．卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型
B．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能
C．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量
D．天然放射性元素在衰变过程中核电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中不偏转的是γ射线
6．已知、、的静止质量分别是226.0254u、22.0175u、4.0026，u为原子质量单位，且1u相当于931.5MeV．当发生α衰变时，下列说法正确的是（ ）
A． 的质量等于组成它的核子的质量之和
B． 发生一次α衰变释放的核能为4.93695MeV
C．因 的比结合能比 小，所以 比 更稳定
D．一个静止的 发生一次α衰变，产生的 和 的速度之比约为111：2
7．2018年11月21日消息，中科院合肥物质科学研究院核能安全所吴宜灿研究员获得了美国核学会聚变核能杰出成就奖。关于聚变与衰变、天然放射现象，下面说法正确的是（ ）
A．原子核核子间的距离接近到10﹣10m就会发生聚变反应
B．Pb衰变成Pb要经过6次α衰变和4次β衰变
C．天然放射现象中产生的a射线穿透能力很强且速度与光速相当
D．β衰变是放射性元素原子的核外电子具有较高能量时发生的
8．原子核X俘获一个中子，生成一个核Y并释放一个质子。由此可知（ ）
A．A＝13 Z＝6B．A＝13 Z＝7C．A＝14 Z＝6D．A＝14 Z＝7
9．人类和平利用核能始于二十世纪五十年代，核能的开发和应用是解决能源问题的重要途径之一。下列关于核反应的描述或判断正确的是（ ）
A．U→Th+He是核聚变 B．Th→Pa+e是α衰变
C．H+H→He+n是β衰变 D．U+n→Ba+Kr+3n是核裂变
10．国产科幻大片《流浪地球》讲述了太阳即将在未来出现“核燃烧”现象，从而导致人类无法生存，决定移民到半人马座比邻星的故事。据科学家论证，太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，当太阳内部达到一定温度时，会发生“核燃烧”，其中“核燃烧”的核反应方程为He+X→Be+γ，方程中X表示某种粒子，Be是不稳定的粒子，其半衰期为T，则下列说法正确的是（ ）
A．X粒子是He B．若使Be的温度降低，其半衰期会减小
C．经过2T，一定质量的Be占开始时的 D．“核燃烧”的核反应是裂变反应
11．2019年1月3日，中国“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面。因月球的昼夜温差特别大，长达近半个月的黑夜会使月表温度降到零下一百多度，“嫦娥四号”除了太阳能板之外，还带了一块“核电池”。核电池利用Pu衰变为到U时释放的能量，可在月夜期间提供不小于2.5W的电功率，还能提供大量热能用于舱内温度控制。已知Pu的质量为mPu，U的质量为mU，真空中光速为c，下列说法正确的是（ ）
A．Pu衰变为U的核反应方程为Pu→U+He
B．Pu衰变为强U，中子数减少4
C．Pu衰变为强U释放的能量为（mPu﹣mU） c2
D．Pu 衰变时释放的能量大小和衰变快慢会受到阳光、温度、电磁场等环境因素的影响
12．氡是一种化学元素，符号为Rn，无色、无嗅、无味具有放射性，当吸入体内后可在人的呼吸系统造成辐射损伤，引发肺癌，建筑材料是室内氡的主要来源。氡的一种衰变为Rn→P+X，则下列判断正确的是（ ）
A．该衰变为β衰变 B．衰变过程中质量数守恒，电荷数不守恒
C．Rn的结合能小于P的结合能 D．Rn的比结合能小于P的比结合能
13．利用碘131（）治疗是临床上常用的一种治疗甲亢的方法，它是通过含有β射线的碘被甲状腺吸收，来破环甲状腺组织，使甲状腺合成和分泌甲状腺激素水平减少来达到治愈甲亢的目的。已知碘131发生β衰变的半衰期为8天，则以下说法正确的是（ ）
A．碘131的衰变方程为I→Xe+e B．碘131的衰变方程为
C．32g碘131样品经16天后，大约有8g样品发生了β衰变D．升高温度可能会缩短碘131的半衰期
14．钚的一种同位素Pu的衰变方程为Pu→X+He+γ，衰变后产生的巨大的能量以γ光子的形式释放，若Pu的半衰期为24100年，则（ ）
A．X的核电荷数为92，72个Pu经过24100年后一定还剩余36个
B．X的中子数为143，40克Pu经过48200年后，还有10克未衰变
C．X的质量数为236，核反应过程中电荷数、质量数守恒
D．Pu核衰变前的质量等于衰变后X、He核的质量之和
15．以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是（ ）
A．发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子
B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应
C．用α粒子轰击铍核（Be），可以得到碳核（C）和质子
D．用质子流工作的显微镜比用相同速度的电子流工作的显微镜分辨率高
16．实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生衰变，衰变产生的新核与释放出的粒子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图。则下列说法正确的是（ ）
A．发生的α衰变，磁场方向垂直纸面向里
B．发生的α衰变，磁场方向垂直纸面向外
C．发生的β衰变，磁场方向垂直纸面向里
D．发生的β衰变，磁场方向垂直纸面向外
17．某静止的原子核发生核反应且释放能量为Q．其方程为，并假设释放的能量全部转化为新核Y和Z的动能，测其中Z的速度为v，以下结论正确的是（ ）
A．Y原子核速度大小为
B．Y原子核的动能是Z原子核的动能的倍
C．Y原子核和Z原子核的质量之和比X原子核的质量大（c1为光速）
D．虽然会有质量亏损，但反应前后的总质量数保持不变
18．关于近代物理的知识，下列说法正确的有（ ）
A．结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定
B．铀核裂变的一种核反应方程为U→Ba+Kr+2n
C．U→Th+X中X为中子，核反应类型为衰变
D．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
19．一个中子与某原子核发生核反应，生成一个氘核，该反应放出的能量为Q，则氘核的比结合能为（ ）
A．B．QC．D．2Q
20．下列叙述正确的是（ ）
A．紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，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．重核的裂变和轻核的聚变过程都有质量亏损，都向外界放出核能
C．有10个放射性元素的原子核，当有5个原子核发生衰变所需的时间就是该放射性元素的半衰期
D．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，会辐射一定频率的光子，同时氢原子的电势能减小，电子的动能减小
21．核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能，其中U+n→Ba+Kr+aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种，X是某种粒子，a是X粒子的个数，用mU、mBa、mKr分别表示U、Ba、Kr核的质量，mX表示X粒子的质量，c为真空中的光速，关于上述核反应以下说法正确的是（ ）
A．X为中子，a＝2
B．X为质子，a＝3
C．对于铀核，平均每个核子放出的核能
D．对于铀核，平均每个核子放出的核能
二．多选题（共4小题）
22．下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，当弧光灯发出的光照射到锌板上时，与锌板相连的验电器铝箔有张角，证明光具有粒子性
B．如图乙所示为某金属在光的照射下，光电子最大初动能Ek与入射光频率v的关系图 象，当入射光的频率为2v0时，产生的光电子的最大初动能为E
C．图丙中，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，不能发生光电效应
D．丁图中由原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系可知，若D和E能结合成F，结合过程一定会释放能量
E．图戊是放射线在磁场中偏转示意图，射线c是β粒子流，它是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
23．（A）元素Χ的原子核可用符号表示，其中a、b为正整数，下列说法中正确的是（ ）
A．a等于此原子核中的质子数，b等于此原子核中的中子数
B．a等于此原子核中的中子数，b等于此原子核中的质子数
C．a等于此元素的原子处于中性状态时核外电子数，b等于此原子核中的质子数加中子数
D．a等于此原子核中的质子数，b等于此原子核中的核子数
24．关于原子核的变化、核能及核力，下列说法正确的是（ ）
A．核力是一种弱相互作用，只能发生在原子核内相邻核子之间
B．某原子经过一次α衰变和两次β衰变后，核内质子数不变
C．放射性原子核X发生衰变，衰变产物的结合能之和一定大于原来X的结合能
D．U+n→Ba+Kr+3n是太阳内部发生的核反应之一
25．原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线，下列判断正确的有（ ）
A．He核的结合能约为28MeVB．Li核比He核更稳定
C．两个H核结合成He核时释放能量
D．U核中核子的平均结合能比Kr核中的大
三．填空题（共4小题）
26．恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108K时，可以发生“氦燃烧”．
①完成“氦燃烧”的核反应方程：He+ →Be+γ．
②Be是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10﹣16s．一定质量的Be，经7.8×10﹣16s后所剩Be占开始时的 ．
27．氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤．它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一．其衰变方程是Rn→4P+ ．已知Rn的半衰期约为3.8天，则约经过 天，16g的Rn衰变后还剩1g．
28．放射性元素每秒有一个原子核发生衰变时，其放射性活度即为1贝可勒尔．I是核电站中核反应的副产物，它可以衰变成Xe，半衰期为8天．福岛核电站泄漏出的放射性物质中就含有I，当地政府在某次检测中发现空气样品的I放射性活度为本国安全标准值的4倍． 则一个I核中有 个中子、I衰变成Xe时放出的粒子为 粒子．至少经过 天，该空气样品中I的放射性活度才会达到本国安全标准值．
29．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H+C→N+Q1，H+N→C+X+Q2，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 Q1（填“大于”、“等于”或“小于”）．
原子核
H
He
He
C
N
N
质量/u
1.0078
3.0160
4.0026
12.0000
13.0057
15.0001
一．选择题（共9小题）
1．用单色光照射一光电管的阴极时，有无光电效应现象发生取决于该单色光的（ ）
A．频率B．强度C．照射时间D．光子数目
2．人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时，只要所接收到的功率不低于2.3×10﹣18W，眼睛就能察觉。已知普朗克常量为6.63×10﹣34J•s，光速为3×108m/s，人眼能察觉到绿光时，每秒至少接收到的绿光光子数为（ ）
A．6B．60C．600D．6000
3．某同学用如图（甲）所示的电路研究光电效应中电子发射的情况与光照强度、光的频率等物理量之间的关系。阴极K和阳极A是密封在真空玻璃中的两个电极，K在受到光照射时能够发射光电子。K、A之间的电压大小可以调节，电源极性也可以对调。当分别用a、b、c三束不同的光照射阴极K，得到的I﹣U关系分别如图（乙）中a、b、c三条曲线所示。下列关于三束光的频率ν、三束光的强度E大小关系，正确的是（ ）
A．νa＞νb＞νc，Ea＞Eb＞Ec
B．νa＞νb＞νc，Ea＝Ec＜Eb
C．νb＞νa＝νc，Ea＞Eb＞Ec
D．νa＜νb＜νc，Ea＜Eb＜Ec
4．用光电管进行光电效应实验中，分别用频率不同的单色光照射到同种金属上。下列说法正确的是（ ）
A．频率较小的入射光，需要经过足够长的时间照射才能发生光电效应
B．入射光的频率越大，极限频率就越大
C．入射光的频率越大，遏止电压就越大
D．入射光的强度越大，光电子的最大初动能就越大
5．光子能量e＝2.49eV的蓝光分别照射到甲、乙两种金属表面上，甲金属的逸出功W1＝1.90eV，乙金属的逸出功W2＝2.25eV．同时按照密立根的方法进行实验，可以测得两种金属相应的遏止电压。则（ ）
A．甲金属的截止频率比乙金属的大
B．甲金属逸出的光电子最大初动能比乙的小
C．按照密立根的方法进行实验，测得其相应的遏止电压甲的比乙的大
D．紫光分别照射到甲、乙两种金属表面上，不会有光电子逸出
6．甲、乙光子的能量之比为2：1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为E1、E2，该金属的逸出功为（ ）
A．E1﹣E2B．E1+E2C．E1﹣2E2D．E1+2E2
7．在探究光电效应现象时，某小组的同学分别用频率为ν1、ν2的单色光照射密封管真空管的钠阴极（阴极K），钠阴极发射出的光电子最大速度之比为2：1，光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流，实验得到了两条光电流与电压之间的关系曲线（为甲光、乙光），如图所示，普朗克常量用h表示。则以下说法正确的是（ ）
A．甲图对应单色光的频率为ν2
B．乙光的强度大于甲光的强度
C．该金属的逸出功为h（2v2﹣v1）
D．该金属的截止频率为
8．在探究光电效应现象时，某小组的同学分别用频率为v、2v的单色光照射某金属，逸出的光电子最大速度之比为1：2，普朗克常量用h表示，则（ ）
A．光电子的最大初动能之比为1：2 B．该金属的逸出功为当
C．该金属的截止频率为 D．用频率为的单色光照射该金属时能发生光电效应
9．用同一光电管研究a、b、c三束单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间的电压U的关系曲线如图所示，由此可判断（ ）
A．a、b、c光的频率关系为νa＞νb＞νc
B．a、b、c光的频率关系为νa＝νb＜νc
C．用三束单色光照射光电管时，a光使其逸出的光电子最大初动能大
D．用三束单色光照射光电管时，b光使其逸出的光电子最大初动能大
二．多选题（共8小题）
10．在光电效应实验中，两个实验小组分别在各自的实验室，分别用不同频率的两种单色光，照射锌的表面，结果都能发生光电效应，对于这两组实验，下列判断正确的是（ ）
A．遏止电压Uc不同 B．饱和光电流一定相同
C．光电子的最大初动能不同 D．单位时间逸出的光电子数一定不同
E．逸出功相同
11．在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效应现象．对于这两个过程，下列四个物理量中，一定不同的是（ ）
A．单位时间内逸出的光电子数
B．反向截止电压
C．饱和光电流
D．光电子的最大初动能
12．如图所示，用导线将验电器与洁净的锌板连接，触摸锌板使验电器箔片不张开。用紫外线灯照射锌板，验电器箔片张开，移走紫外线灯，用带负电的橡胶棒接触锌板，发现验电器箔片张角减小；改用红外线灯照射锌板，结果发现验电器箔片不张开。则说明（ ）
A．用紫外线灯照射后锌板带正电
B．用红外线灯照射后锌板带负电
C．红外线的频率小于锌的极限频率
D．紫外线的频率小于锌的极限频率
13．如图所示，当开关S断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极K，发现电流表的读数不为0，闭合开关S，调节滑动变阻器，发现当电压表的读数小于1.0V时，电流表的读数仍不为0；当电压表的读数大于或等于1.0V时，电流表的读数为0，则（ ）
A．电源的左侧为负极
B．阴极K材料的逸出功为1.5eV
C．光电子的最大初动能为1.0eV
D．若入射光的频率加倍，则光电子的最大初动能也加倍
14．用如图所示的装置研究光电效应现象。用光子能量为2.75eV的光照射到光电管上时发生了光电效应；移动变阻器的触点c，发现当电压表的示数小于1.7V时，电流表有示数，当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为0，则下列说法正确的是（ ）
A．光电子的最大初动能为1.7eV
B．光电管阴极的逸出功为1.7eV
C．电键S断开后，没有电流流过电流表G
D．保持入射光强度不变，改用光子能量为0.9eV的光照射，电流表G示数一定为0
15．现用一光电管进行光电效应的实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．下列说法正确的是（ ）
A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大
B．入射光的频率变高，饱和光电流变大
C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大
D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生
E．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关
16．如图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＝6.63×10﹣34J•s，由图可知（ ）
A．该金属的极限频率为4.30×1014Hz
B．该金属的极限频率为5.5×1014Hz
C．该图线的斜率表示普朗克常量
D．该金属的逸出功为0.5eV
17．2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德•博伊尔和乔治•史密斯主要成就是发明了电荷耦合器件（CCD）图象传感器。他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理。如图所示电路可研究光电效应规律。图中标有A和K的为光电管，其中A为阳极，K为阴极。理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压。现接通电源，用光子能量为10.5eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0V；现保持滑片P位置不变，以下判断正确的是（ ）
A．光电管阴极材料的逸出功为4.5eV
B．若增大入射光的强度，电流计的读数不为零
C．若用光子能量为12eV的光照射阴极K，光电子的最大初动能一定变大
D．若用光子能量为9.5eV的光照射阴极K，同时把滑片P向左移动少许，电流计的读数一定不为零
三．填空题（共2小题）
18．科学家通过X射线的衍射来获得晶体的结构图象。已知普朗克常量为h，真空的光速为c。若X射线在真空中的波长为λ，其对应的光子能量E＝ ，该光子与电子碰撞后其波长将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。
19．利用图甲所示电路研究光电效应中金属的遏制电压Uc与入射光频率v的关系，描绘出图乙中的图象，由此算出普朗克常量h，图乙中U1、v1、v0均已知，电子电荷量用e表示，当入射光的频率增大时，为了测定遏制电压，滑动变阻器的滑片P应向 （选填“M”或“N”）端移动，由Uc﹣v图象可求得普朗克常量h＝ 。（用题中字母表示）。
原子结构
一．选择题（共16小题）
1．氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63eV～3.10eV的光为可见光。要使处于基态（n＝1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为（ ）
A．12.09eV
B．10.20eV
C．1.89eV
D．1.51eV
2．如图是氢原子的能级图，对于一群处于n＝4的氢原子，下列说法中正确的是（ ）
A．这群氢原子能够吸收任意能量的光子后向更高能级跃迁
B．这群氢原子能够发出4种不同频率的光
C．从n＝4能级跃迁到n＝3能级发出的光的波长最长
D．如果发出的光子中有两种能使某金属产生光电效应，其中一种一定是由n＝3能级跃迁到 n＝2能级发出的
3．图甲所示为氢原子能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从n＝4能级向n＝2能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，则（ ）
A．改用从n＝4能级向n＝1能级跃迁时辐射的光，一定能使阴极K发生光电效应
B．改用从n＝3能级向n＝1能级跃迁时辐射的光，不能使阴极K发生光电效应
C．改用从n＝4能级向n＝1能级跃迁时辐射的光照射，逸出光电子的最大初动能不变
D．入射光的强度增大，逸出光电子的最大初动能也增大
4．玻尔的原子模型在解释原子的下列问题时，与卢瑟福的核式结构学说观点不同的是（ ）
A．电子绕核运动的向心力，就是电子与核之间的静电引力 B．电子只能在一些不连续的轨道上运动
C．电子在不同轨道上运动时的能量不同 D．电子在不同轨道上运动时的静电引力不同
5．下列论述中，能够揭示原子核有复杂结构的是（ ）
A．卢瑟福通过α粒子散射实验建立原子核式结构模型 B．汤姆孙发现了电子
C．贝克勒尔发现天然放射性现象 D．伦琴发现X射线
6．在α粒子散射实验中，不计电子和α粒子的碰撞影响，是因为（ ）
A．α粒子和电子根本无相互作用
B．α粒子受电子作用的合力为零，因为电子是均匀分布的
C．α粒子和电子碰撞损失的能量极少，可以忽略不计
D．电子很小，α粒子根本碰不到电子
7．根据玻尔理论可知，处于基态的氢原子吸收一个光子后跃迁到高能级，下列说法正确的是（ ）
A．核外电子的动能增加B．氢原子的电势能减少
C．氢原子的能量增加D．氢原子更加稳定
8．关于原子结构，下列说法错误的是（ ）
A．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
B．卢瑟福α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
C．各种原子的发射光谱都是连续谱
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
9．关于近代原子物理，下列说法正确的是（ ）
A．根据玻尔理论可知，一个氢原子从n＝4能级向低能级跃迁最多可辐射6种频率的光子
B．放射性物质的半衰期受环境温度的影响
C．α粒子散射实验揭示了原子核是可分的
D．能量为3.0eV的光子照射到某一金属表面时从金属表面逸出的电子最大初动能为l.5eV，为使该金属发生光电效应，入射光子的能量至少为1.5eV
10．物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上。下列说法正确的是（ ）
A．贝克勒尔发现天然放射现象，其中β射线来自原子最外层的电子
B．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的
C．卢瑟福的a粒子散射实验发现电荷量子化的
D．汤姆逊发现电子使人们认识到原子内部是有结构的
11．氢原子能级图如图所示，大量处于n＝3激发态的氢原子向低能级状态跃迁辐射出的光子中，发现有两种频率的光子能使金属A产生光电效应，则下列说法正确的是（ ）
A．大量处于n＝3激发态的氢原子向低能级状态跃迁时，只辐射两种频率的光子
B．从n＝3激发态直接跃迁到基态时放出的光子一定能使金属A发生光电效应
C．一个氢原子从n＝3激发态跃到基态时，该氢原子能量增大
D．一个氢原子从n＝3激发态跃到基态时该氢原子核外电子动能减小
12．关于原子结构和原子核的结构，经过不断的实验探索，我们已经有了一定的认识，对于这个探索的过程，下列描述错误的是（ ）
A．卢瑟福根据α粒子轰击金箔时发生散射，提出了原子的核式结构模型
B．为了解释原子的稳定性和辐射光谱的不连续性，波尔提出了氢原子结构模型
C．卢瑟福通过利用α粒子轰击铍原子核，最终发现了中子
D．人类第一次实现的原子核的人工转变核反应方程是N+He→O+H。
13．氢原子的能级示意图如图所示，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时，会辐射出若干种不同频率的光，若用这些光照射逸出功为4.54eV的钨时，下列说法中正确的是（ ）
A．氢原子能辐射4种不同频率的光子
B．氢原子辐射的光子都能使钨发生光电效应
C．氢原子辐射一个光子后，氢原子的核外电子的速率增大
D．钨吸收从n＝4向n＝1能级跃迁的光子能发生光电效应，且最大初动能为12.75eV
14．已知氢原子的基态能量为 E1，激发态能量，其中n＝2，3，4…，用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速。有一氢原子处于n＝3的激发态，在它向低能态跃迁时，可能辐射的光子的最大波长为（ ）
A．B．C．D．
15．如图所示是氢原子的能级图，一群处于n＝4能级的氢原子发生跃迁，释放出不同频率的光子，利用这些光子照射逸出功为3.20eV的金属钙，则下列说法中正确的是（ ）
A．随能级n的增加氢原子能量减小
B．电子发生跃迁时，可放出3种不同频率的光
C．释放出最大频率的光子照射金属钙，电子的最大初动能为12.75eV
D．释放出最大频率的光子照射金属钙，发生光电效应的遏止电压为9.55V
16．在α粒子散射实验中，α粒子的偏转是由于受到原子内正电荷的库仑力作用而发生的，其中有极少数α粒子发生了大角度偏转，甚至被反向弹回。假定一个速度为v的高速α粒子（He）与金原子核（Au）发生弹性正碰（碰撞前金原子核可认为是静止的），则（ ）
A．α粒子在靠近金原子核的过程中电势能逐渐减小
B．α粒子散射实验说明原子核是由质子和中子组成的
C．α粒子散射实验说明带正电的物质均匀分布在原子内部
D．当它们的距离最小时，α粒子与金原子核的动量大小之比为4：197
二．多选题（共10小题）
17．氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62～3.11eV．下列说法正确的是（ ）
A．一个处于n＝2能级的氢原子，可以吸收一个能量为4 eV的光子
B．大量处于n＝4能级的氢原子，跃迁到基态的过程中可以释放出6种不同频率的光子
C．氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中释放的光子的能量可能大于 13.6 eV
D．用能量为 10 eV和 3.6 eV的两种光子同时照射大量处于基态的氢原子，有可能使个别氢原子电离
18．关于原子结构的认识历程，下列说法正确的有（ ）
A．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内
B．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据
C．对原子光谱的研究开辟了深入探索原子结构的道路
D．玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，说明玻尔提出的原子定态概念是错误的
19．下列说法正确的是（ ）
A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程
B．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量
C．波尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律
D．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
E．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长
20．α粒子散射实验结果表明（ ）
A．原子中绝大部分是空的
B．原子中全部正电荷都集中在原子核上
C．原子内有中子
D．原子的质量几乎全部都集中在原子核上
21．如图所示是氢原子四个能级的示意图，当氢原子从高能级向低能级跃迁时会辐射一定频率的光子，以下说法正确的是（ ）
A．一个处于n＝3能级的氢原子，自发跃迁时最多能辐射出三种不同频率的光子
B．根据波尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小
C．n＝4能级的氢原子自发跃迁时，辐射光子的能量最大为12.75eV
D．一个处于基态的氢原子可以吸收任意频率的光子后跃迁到高能级
E．氢原子辐射光子后能量减小，核外电子动能增大
22．根据玻尔理论，下列说法正确的是（ ）
A．各种原子吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的发射光谱中的一条亮线相对应
B．电子沿某一轨道绕核运动，若其圆周运动的频率是v，则其发光频率也是v
C．若氢原子处于量子数为m（m＞1）的定态，则氢原子是稳定的，不辐射光子
D．在巴耳末线系中，波长最长的谱线对应的是从量子数n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时发出的
23．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h＝6.63×10﹣34J•s，可见光的频率范围约为4.2×1014Hz～7.8×1014Hz，则（ ）
A．Hα谱线对应光子的能量小于Hδ谱线对应光子的能量
B．图甲所示Hα、Hβ、Hγ、Hδ四种光均属于可见光范畴
C．Hβ对应光子的能量约为10.2eV
D．Hα谱线对应的跃迁是从n＝3能级到n＝2能级
24．下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是 （ ）
A．图甲是α粒子散射实验示意图，当显微镜在A、B、C、D中的A位置时荧光屏上接收到的α粒子数最多
B．图乙是氢原子的能级示意图，氢原子从n＝3能级向低能级跃迁，最多能产生2种频率的光子
C．图丙是光电效应实验示意图，当光照射锌板时验电器的指针将发生偏转，此时验电器的金属杆带的是正电荷
D．图丁是电子束穿过铝箔后的衍射图样，该实验现象说明实物粒子也具有波动性
25．如图所示甲为演示光电效应的实验装置；乙图为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线；丙图为氢原子的能级图；丁图给出了几种金属的逸出功和极限频率关系。以下说法正确的是（ ）
A．若乙光为绿光，甲光可能是紫光
B．若甲光为绿光，丙光可能是紫光
C．若乙光光子能量为2.81eV，用它照射由金属构成的阴极，所产生的大量具有最大初动能的光电子去撞击大量处于n＝3激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光
D．若乙光光子能量为2.81eV，用它直接照射大量处于n＝2激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光
26．如图所示，为氢原子能级图，现有大量氢原子从n＝4的能级发生跃迁，并发射光子照射一个钠光管，其逸出功为2.29ev，以下说法正确的是（ ）
A．氢原子只能发出6种不同频率的光
B．能够让钠光电管发生光电效应现象的有4种光子
C．为了增加钠光电管的光电流强度，可增加入射光的频率
D．光电管发出的光电子与原子核发生β衰变时飞出的电子都是来源于原子核内部
E．钠光电管发出的光电子最多能够让氢原子从n＝1的能级跃n＝2的能级
三．填空题（共2小题）
27．用能量为15eV的光子照到某种金属上，能发生光电效应，测得其光电子的最大初动能为12.45eV，则该金属的逸出功为 eV．氢原子的能级如图所示，现有一群处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁，在辐射出的各种频率的光子中，能使该金属发生光电效应的频率共有 种．
28．氢原子的能级公式为En＝﹣（n＝1，2，3…），式中E0为已知量．氢原子吸收光子从基态跃迁到第二激发态，氢原子吸收光子的能量为 ，增加的质量为 （光速用c表示）．
原子核
一．选择题（共21小题）
1．如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是（ ）
A．①④表示β射线，其穿透能力较强
B．②⑤表示γ射线，其穿透能力最强
C．③⑥表示α射线，其电离能力最强
D．②⑤表示γ射线，是原子发生跃迁时产生
2．某种元素具有多种同位素，反映这些同位素的质量数A与中子数N关系的是图（ ）
A．B．
C．D．
3．实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生α衰变，衰变产生的新核与α粒子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图。则（ ）
A．轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里
B．轨迹2是α粒子的，磁场方向垂直纸面向外
C．轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里
D．轨迹1是α粒子的，磁场方向垂直纸面向外
4．中子n轰击氮核N，轰击后生成碳核C和另一原子核X，则原子核X的中子数为（ ）
A．1B．2C．3D．4
5．下列关于原子结构和原子核的说法中不正确的是（ ）
A．卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型
B．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能
C．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量
D．天然放射性元素在衰变过程中核电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中不偏转的是γ射线
6．已知、、的静止质量分别是226.0254u、22.0175u、4.0026，u为原子质量单位，且1u相当于931.5MeV．当发生α衰变时，下列说法正确的是（ ）
A． 的质量等于组成它的核子的质量之和
B． 发生一次α衰变释放的核能为4.93695MeV
C．因 的比结合能比 小，所以 比 更稳定
D．一个静止的 发生一次α衰变，产生的 和 的速度之比约为111：2
7．2018年11月21日消息，中科院合肥物质科学研究院核能安全所吴宜灿研究员获得了美国核学会聚变核能杰出成就奖。关于聚变与衰变、天然放射现象，下面说法正确的是（ ）
A．原子核核子间的距离接近到10﹣10m就会发生聚变反应
B．Pb衰变成Pb要经过6次α衰变和4次β衰变
C．天然放射现象中产生的a射线穿透能力很强且速度与光速相当
D．β衰变是放射性元素原子的核外电子具有较高能量时发生的
8．原子核X俘获一个中子，生成一个核Y并释放一个质子。由此可知（ ）
A．A＝13 Z＝6B．A＝13 Z＝7C．A＝14 Z＝6D．A＝14 Z＝7
9．人类和平利用核能始于二十世纪五十年代，核能的开发和应用是解决能源问题的重要途径之一。下列关于核反应的描述或判断正确的是（ ）
A．U→Th+He是核聚变 B．Th→Pa+e是α衰变
C．H+H→He+n是β衰变 D．U+n→Ba+Kr+3n是核裂变
10．国产科幻大片《流浪地球》讲述了太阳即将在未来出现“核燃烧”现象，从而导致人类无法生存，决定移民到半人马座比邻星的故事。据科学家论证，太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，当太阳内部达到一定温度时，会发生“核燃烧”，其中“核燃烧”的核反应方程为He+X→Be+γ，方程中X表示某种粒子，Be是不稳定的粒子，其半衰期为T，则下列说法正确的是（ ）
A．X粒子是He B．若使Be的温度降低，其半衰期会减小
C．经过2T，一定质量的Be占开始时的 D．“核燃烧”的核反应是裂变反应
11．2019年1月3日，中国“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面。因月球的昼夜温差特别大，长达近半个月的黑夜会使月表温度降到零下一百多度，“嫦娥四号”除了太阳能板之外，还带了一块“核电池”。核电池利用Pu衰变为到U时释放的能量，可在月夜期间提供不小于2.5W的电功率，还能提供大量热能用于舱内温度控制。已知Pu的质量为mPu，U的质量为mU，真空中光速为c，下列说法正确的是（ ）
A．Pu衰变为U的核反应方程为Pu→U+He
B．Pu衰变为强U，中子数减少4
C．Pu衰变为强U释放的能量为（mPu﹣mU） c2
D．Pu 衰变时释放的能量大小和衰变快慢会受到阳光、温度、电磁场等环境因素的影响
12．氡是一种化学元素，符号为Rn，无色、无嗅、无味具有放射性，当吸入体内后可在人的呼吸系统造成辐射损伤，引发肺癌，建筑材料是室内氡的主要来源。氡的一种衰变为Rn→P+X，则下列判断正确的是（ ）
A．该衰变为β衰变 B．衰变过程中质量数守恒，电荷数不守恒
C．Rn的结合能小于P的结合能 D．Rn的比结合能小于P的比结合能
13．利用碘131（）治疗是临床上常用的一种治疗甲亢的方法，它是通过含有β射线的碘被甲状腺吸收，来破环甲状腺组织，使甲状腺合成和分泌甲状腺激素水平减少来达到治愈甲亢的目的。已知碘131发生β衰变的半衰期为8天，则以下说法正确的是（ ）
A．碘131的衰变方程为I→Xe+e B．碘131的衰变方程为
C．32g碘131样品经16天后，大约有8g样品发生了β衰变D．升高温度可能会缩短碘131的半衰期
14．钚的一种同位素Pu的衰变方程为Pu→X+He+γ，衰变后产生的巨大的能量以γ光子的形式释放，若Pu的半衰期为24100年，则（ ）
A．X的核电荷数为92，72个Pu经过24100年后一定还剩余36个
B．X的中子数为143，40克Pu经过48200年后，还有10克未衰变
C．X的质量数为236，核反应过程中电荷数、质量数守恒
D．Pu核衰变前的质量等于衰变后X、He核的质量之和
15．以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是（ ）
A．发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子
B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应
C．用α粒子轰击铍核（Be），可以得到碳核（C）和质子
D．用质子流工作的显微镜比用相同速度的电子流工作的显微镜分辨率高
16．实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生衰变，衰变产生的新核与释放出的粒子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图。则下列说法正确的是（ ）
A．发生的α衰变，磁场方向垂直纸面向里
B．发生的α衰变，磁场方向垂直纸面向外
C．发生的β衰变，磁场方向垂直纸面向里
D．发生的β衰变，磁场方向垂直纸面向外
17．某静止的原子核发生核反应且释放能量为Q．其方程为，并假设释放的能量全部转化为新核Y和Z的动能，测其中Z的速度为v，以下结论正确的是（ ）
A．Y原子核速度大小为
B．Y原子核的动能是Z原子核的动能的倍
C．Y原子核和Z原子核的质量之和比X原子核的质量大（c1为光速）
D．虽然会有质量亏损，但反应前后的总质量数保持不变
18．关于近代物理的知识，下列说法正确的有（ ）
A．结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定
B．铀核裂变的一种核反应方程为U→Ba+Kr+2n
C．U→Th+X中X为中子，核反应类型为衰变
D．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
19．一个中子与某原子核发生核反应，生成一个氘核，该反应放出的能量为Q，则氘核的比结合能为（ ）
A．B．QC．D．2Q
20．下列叙述正确的是（ ）
A．紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，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．重核的裂变和轻核的聚变过程都有质量亏损，都向外界放出核能
C．有10个放射性元素的原子核，当有5个原子核发生衰变所需的时间就是该放射性元素的半衰期
D．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，会辐射一定频率的光子，同时氢原子的电势能减小，电子的动能减小
21．核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能，其中U+n→Ba+Kr+aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种，X是某种粒子，a是X粒子的个数，用mU、mBa、mKr分别表示U、Ba、Kr核的质量，mX表示X粒子的质量，c为真空中的光速，关于上述核反应以下说法正确的是（ ）
A．X为中子，a＝2
B．X为质子，a＝3
C．对于铀核，平均每个核子放出的核能
D．对于铀核，平均每个核子放出的核能
二．多选题（共4小题）
22．下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，当弧光灯发出的光照射到锌板上时，与锌板相连的验电器铝箔有张角，证明光具有粒子性
B．如图乙所示为某金属在光的照射下，光电子最大初动能Ek与入射光频率v的关系图 象，当入射光的频率为2v0时，产生的光电子的最大初动能为E
C．图丙中，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，不能发生光电效应
D．丁图中由原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系可知，若D和E能结合成F，结合过程一定会释放能量
E．图戊是放射线在磁场中偏转示意图，射线c是β粒子流，它是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
23．（A）元素Χ的原子核可用符号表示，其中a、b为正整数，下列说法中正确的是（ ）
A．a等于此原子核中的质子数，b等于此原子核中的中子数
B．a等于此原子核中的中子数，b等于此原子核中的质子数
C．a等于此元素的原子处于中性状态时核外电子数，b等于此原子核中的质子数加中子数
D．a等于此原子核中的质子数，b等于此原子核中的核子数
24．关于原子核的变化、核能及核力，下列说法正确的是（ ）
A．核力是一种弱相互作用，只能发生在原子核内相邻核子之间
B．某原子经过一次α衰变和两次β衰变后，核内质子数不变
C．放射性原子核X发生衰变，衰变产物的结合能之和一定大于原来X的结合能
D．U+n→Ba+Kr+3n是太阳内部发生的核反应之一
25．原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线，下列判断正确的有（ ）
A．He核的结合能约为28MeVB．Li核比He核更稳定
C．两个H核结合成He核时释放能量
D．U核中核子的平均结合能比Kr核中的大
三．填空题（共4小题）
26．恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108K时，可以发生“氦燃烧”．
①完成“氦燃烧”的核反应方程：He+ →Be+γ．
②Be是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10﹣16s．一定质量的Be，经7.8×10﹣16s后所剩Be占开始时的 ．
27．氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤．它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一．其衰变方程是Rn→4P+ ．已知Rn的半衰期约为3.8天，则约经过 天，16g的Rn衰变后还剩1g．
28．放射性元素每秒有一个原子核发生衰变时，其放射性活度即为1贝可勒尔．I是核电站中核反应的副产物，它可以衰变成Xe，半衰期为8天．福岛核电站泄漏出的放射性物质中就含有I，当地政府在某次检测中发现空气样品的I放射性活度为本国安全标准值的4倍． 则一个I核中有 个中子、I衰变成Xe时放出的粒子为 粒子．至少经过 天，该空气样品中I的放射性活度才会达到本国安全标准值．
29．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H+C→N+Q1，H+N→C+X+Q2，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 Q1（填“大于”、“等于”或“小于”）．
原子核
H
He
He
C
N
N
质量/u
1.0078
3.0160
4.0026
12.0000
13.0057
15.0001
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