（课标版）2020高考物理二轮复习专题五原子物理与物理学史第16讲选择题对“原子物理学”的考查（含解析）

选择题对“原子物理学”的考查

[A组 基础题练熟练快]

1．(2019·甘肃张掖三诊)下列说法正确的是( ) A．光电效应和康普顿效应揭示了光具有波粒二象性

B．牛顿第一定律是利用逻辑推理对实验事实进行分析的产物，能够用实验直接验证 C．英国物理学家汤姆孙发现了电子，否定了“原子不可再分”的观点 D．爱因斯坦首先把能量子的概念引入物理学，否定了“能量连续变化”的观点

解析：光电效应和康普顿效应揭示了光具有粒子性，A错误；牛顿第一定律是利用逻辑推理对实验事实进行分析的产物，不能够用实验直接验证，B错误；英国物理学家汤姆孙发现了电子，否定了“原子不可再分”的观点，C正确；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，D错误． 答案：C

2．(2019·宜宾二诊)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．爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象

B．德布罗意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 C．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 D．普朗克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

解析：爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象，选项A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，选项B错误；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C错误；德布罗意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，选项D错误． 答案：A

3．2018年中国散裂中子源(CSNS)将迎来验收，目前已建设的3台谱仪也将启动首批实验．有关中子的研究，下列说法正确的是( )

A．Th核发生一次α衰变，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4 B．一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是裂变反应 C．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 D．中子和其他微观粒子，都具有波粒二象性

解析：α衰变的本质是发生衰变的核中减少2个质子和2个中子形成氦核，所以一次α衰变，新核与原来的核相比，中子数减少了2，选项A错误；裂变是较重的原子核分裂成较轻的原子核的反应，而该反应是较轻的原子核的聚变反应，选项B错误；卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，查德威克通过α粒子轰击铍核(4Be)获得碳核( 6C)的实验发现了中子，选项C错误；所有粒子都具有波粒二象性，选项D正确．

1

12

9

答案：D

4．(2019·湖南师大附中模拟)图甲为研究光电效应的电路图；图乙为静止在匀强磁场中的某种放射性元素的原子核ZX衰变后产生的新核Y和某种射线的径迹．下列说法不正确的是( )

A

A．图甲利用能够产生光电效应的两种(或多种)频率已知的光进行实验可测出普朗克常量 B．图甲电源的正负极对调，在光照条件不变的情况下，可研究得出光电流存在饱和值 C．图乙对应的衰变方程为ZX→2He＋Z－2Y D．图乙对应的衰变方程为 ZX→－1e＋Z＋1Y

解析：根据光电效应方程得eU遏＝hν－W0，其中W0为金属的逸出功，所以h＝

A 0

AA4A－4

eU遏＋W0

，图ν甲利用能够产生光电效应的两种(或多种)频率已知的光进行实验可测出普朗克常量，故A正确；对于一定的光照条件，产生的光电子数目相等，将电源的正负极对调，调节电压，最多能使所有光电子达到另一极板，此时即可研究得出光电流饱和值，故B正确；由图乙可看出，原子核衰变后放出的粒子与新核所受的洛伦兹力方向相同，而两者速度方向相反，则知两者的电性相反，新核带正电，则放出的必定是β粒子(电子)，发生了β衰变，故C错误，D正确． 答案：C

5．(2019·辽宁大连联考)下列说法正确的是( ) A．频率越低的光，粒子性越显著

B．无论光强多强，只要入射光的频率小于金属的截止频率，就不能发生光电效应 C．氢原子吸收光子后，电子运动的轨道半径变大，动能也变大 D．发生β衰变时，新核的核电荷数不变

解析：频率越低的光，光子的能量值越小，其动量越小，粒子性越不显著，故A错误．光电效应实验中，无论入射光多强，只要入射光的频率低于金属的截止频率，就不可能发生光电

e2mv2

效应，故B正确；氢原子吸收光子后，电子运动的轨道半径变大，根据k2＝，可知电子

rr的动能减小，故C错误；发生β衰变时，原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，新核的质量数不变，核电荷数增加一个，故D错误． 答案：B

2

6．(多选)(2019·全国大联考)关于近代物理，下列说法正确的是( ) A．放射性元素的半衰期与压强有关，压强越高，半衰期越大 B．光电效应中，光电子的最大初动能与照射光光子能量成正比 C．比结合能是结合能与核子数之比，比结合能越大，原子核越稳定

D．一个处于n＝6的激发态的氢原子向低能级跃迁时最多能辐射出5种不同频率的光 解析：放射性元素的半衰期与外部的物理条件以及所处的化学状态均无关，选项A错误；根据爱因斯坦光电效应方程Ekm＝hν－W0，光电效应中，光电子的最大初动能Ekm随照射光光子能量hν的增大而增大，但不是成正比关系，选项B错误；比结合能是结合能与核子数之比，比结合能越大，原子核分解成核子需要的能量越大，原子核越稳定，选项C正确；一个处于

n＝6的激发态的氢原子向低能级跃迁时最多能辐射出(6－1)即5种不同频率的光，选项D

正确． 答案：CD

7．(多选)(2019·安徽宣城二次调研)下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是( )

A．图甲：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 B．图乙：用中子轰击铀核使其发生裂变，链式反应会释放出巨大的核能

C．图丙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的 D．图丁：汤姆孙通过电子的发现揭示了原子核内还有复杂结构

解析：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，得出原子的核式结构模型，故A错误；用中子轰击铀核使其发生裂变，裂变反应会释放出巨大的核能，故B正确；玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的，故C正确；汤姆孙通过电子的发现

3

揭示了原子有一定结构，天然放射现象的发现揭示了原子核内还有复杂结构，故D错误． 答案：BC

8．(多选)(2019·哈尔滨六中二模)某半导体激光器发射波长为1.5×10 m，功率为5.0×10

－3

－6

W的连续激光．已知可见光波长的数量级为10 m，普朗克常量h＝6.63×10

－7－34

J·s，

该激光器发出的( ) A．是紫外线 B．是红外线

C．光子能量约为1.3×10

－13

J

D．光子数约为每秒3.8×10个

解析：波长的大小大于可见光的波长，属于红外线，故A错误，B正确．光子能量ε＝h＝6.63×10

－34

16

cλ3×10Pt－19

× J，故C错误．每秒钟发出的光子数n＝－6 J＝1.326×101.5×10ε8

≈3.8×10，故D正确． 答案：BD

9．(多选)(2019·广东珠海联考)下列说法正确的是( ) A．α粒子散射实验说明原子内部具有核式结构 B．在1H＋1H→2He＋X中，X表示质子

C．重核的裂变和轻核的聚变都是质量亏损的放出核能过程 D．一个氢原子从n＝1能级跃迁到n＝2能级，必需吸收光子

解析：卢瑟福的α粒子散射实验说明原子的核式结构模型，故A正确．根据质量数与质子数守恒，可知，X的质量数是1，电荷数是0，表示中子，故B错误．重核的裂变和轻核的聚变都存在质量亏损，从而放出核能，故C正确．根据跃迁公式，可知，一个氢原子从n＝1能级跃迁到n＝2能级，必须吸收能量，可能是吸收光子，也可能是电子与其他的电子发生碰撞而吸收能量，故D错误．故选A、C. 答案：AC

[B组 中难题目练通抓牢]

10.(2019·天一大联考)如图所示为光电管的示意图，光照时两极间可产生的最大电压为0.5 V．若光的波长约为6×10 m，普朗克常量为h，光在真空中的传播速度为c，取hc＝2×10的电荷量为1.6×10

－19

－25－7

2

3

4

16

J·m，电子

C，则下列判断正确的是( )

－19

A．该光电管K极的逸出功大约为2.53×10 J

B．当光照强度增大时，极板间的电压会增大 C．当光照强度增大时，光电管的逸出功会减小

D．若改用频率更大、强度很弱的光照射时，两极板间的最大电压可能会减小

4