2018年高考物理复习专题检测(十九) “活学巧记”掌握原子物理学

2018学年第二学期高二物理期末《原子物理》专题复习1.用同一束单色光，在同一条件下，先后照射锌片和银片，都能产生光电效应．在这两个过程中，对下列四个物理量来说，一定相同的是________，可能相同的是________，一定不相同的是________．A．光子的能量B．金属的逸出功C．光电子的初动能D．光电子的最大初动能2.(多选)用如图1所示的光电管研究光电效应，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转．而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么()A．a光的频率一定大于b光的频率B．只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大C．增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转D．用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到c 图13.(多选)在光电效应实验中，波长为λ1的光恰好能使金属P发生光电效应，波长为λ2的光恰好能使金属Q 发生光电效应，已知波长λ1>λ2，下列选项A、B是两种金属的光电子最大初动能E k与入射光频率ν的图象；选项C、D是用甲光照射金属P、乙光照射金属Q的光电流I与光电管两端电压U的关系图象，已知甲、乙两束光的频率ν甲>ν乙，则下列选项中正确的是()4.从1907年起，美国物理学家密立根开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量．他通过如图2甲所示的实验装置测量某金属的遏止电压U c与入射光频率ν，作出U c－ν的图象如图乙所示，由此算出普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射测出的h相比较，以检验爱因斯坦方程的正确性．图中频率ν1、ν2，遏止电压U c1、U c2及电子的电荷量e均为已知，求：(1)普朗克常量h；(2)该金属的截止频率νc.5．（多选）用如图的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5eV的光照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2mA．移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.7V时，电流表读数为0．则（）A．光电管阴极的逸出功为1.8eVB．电键k断开后，没有电流流过电流表GC．光电子的最大初动能为0.7eVD．改用能量为1.5eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小6．（多选）某实验小组用图甲所示电路研究a、b两种单色光的光电效应现象，通过实验得到两种光的光电流I 与电压U 的关系如图乙所示。

原子物理免费教育资源网编辑部一、选择题原子的核式结构:1. (2018上海物理)下列说法中正确的是A. 玛丽·居里首先提出原子的核式结构学说B. 卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子C. 查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子D. 爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说光的本性、原子核的衰变:2.（2018江苏物理）下列说法正确的是A. α射线与γ射线都是电磁波B. β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流C. 用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期D. 原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于原核的质量氢原子能级结构、光子的发射和吸收:3.（2018全国II 云南、重庆）现有1200个氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是多少？假定处在量子数为n 的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的1n 1 。

A ．2200 B ．2000 C ．1200 D ．24 004.(2018广西物理)图示为氢原子的能级图，用光子能量为13.18eV 的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长有多少种？A. 15B. 10C. 4D. 15.（2018北京理综）氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。

已知基态的氦离子能量为，氦离子能级的示意图如图所示。

在具有下列能量的光子中，不能被基 态氦离子吸收而发生跃迁的是A. 40.8eVB. 43.2eVC. 51.0eVD. 54.4eV6.（2018江苏物理）若原子的某内层电子被电离形成空位，其它层的电子跃迁到该空位上时，会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出来，此电磁辐射就是原子的特征X 射线。

内层空位的产生有多种机制，其中一种称为内转换，既原子中处于激发态的核跃迁回基态时，将跃迁时释放的能量交给某一内层电子，使此内层电子电离而形成空位（被电离的电子称为内转换电子）。

完整版)原子物理学练习题及答案1、在电子偶素中，正电子与负电子绕共同质心运动。

在n=2状态下，电子绕质心的轨道半径等于2m。

2、氢原子的质量约为938.8 MeV/c2.3、一原子质量单位定义为原子质量的1/12.4、电子与室温下氢原子相碰撞，要想激发氢原子，电子的动能至少为13.6 eV。

5、电子电荷的精确测定首先是由XXX完成的。

特别重要的是他还发现了电荷是量子化的。

6、氢原子n=2.l=1与氦离子He+ n=3.l=2的轨道的半长轴之比为aH/aHe+=1/2，半短轴之比为bH/bHe+=1/3.7、XXX第一轨道半径是0.529×10-10 m，则氢原子n=3时电子轨道的半长轴a=2.12×10-10 m，半短轴b有两个值，分别是1.42×10-10 m，2.83×10-10 m。

8、由估算得原子核大小的数量级是10-15 m，将此结果与原子大小数量级10-10 m相比，可以说明原子核比原子小很多。

9、提出电子自旋概念的主要实验事实是XXX-盖拉赫实验和朗茨-XXX。

10、钾原子的电离电势是4.34 eV，其主线系最短波长为766.5 nm。

11、锂原子（Z=3）基线系（柏格曼系）的第一条谱线的光子能量约为1.19 eV。

12、考虑精细结构，形成锂原子第二辅线系谱线的跃迁过程用原子态符号表示应为2P1/2 -。

2S1/2.13、如果考虑自旋，但不考虑轨道-自旋耦合，碱金属原子状态应该用量子数n。

l。

XXX表示，轨道角动量确定后，能级的简并度为2j+1.14、32P3/2 -。

22S1/2与32P1/2 -。

22S1/2跃迁，产生了锂原子的红线系的第一条谱线的双线。

15、三次电离铍（Z=4）的第一玻尔轨道半径为0.529×10-10 m，在该轨道上电子的线速度为2.19×106 m/s。

16、对于氢原子的32D3/2态，其轨道角动量量子数j=3/2，总角动量量子数J=2或1，能级简并度为4或2.20、早期的元素周期表按照原子量大小排列，但是钾K（A=39.1）排在氩Ar（A=39.9）前面，镍Ni（A=58.7）排在钴Co（A=58.9）前面。

【2019最新】精选高考物理二轮复习专题检测十九“活学巧记”掌握原子物理学1．关于光电效应的规律，下列说法中正确的是( )A．发生光电效应时，不改变入射光的频率，增大入射光强度，则单位时间内从金属内逸出的光电子数目增多B．光电子的最大初动能跟入射光强度成正比C．发生光电效应的反应时间一般都大于10－7 sD．只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能产生解析：选A 发生光电效应时，不改变入射光的频率，增大入射光强度，则单位时间内打到金属上的光子个数增加，则从金属内逸出的光电子数目增多，选项A正确；光电子的最大初动能跟入射光强度无关，随入射光的频率增大而增大，选项B错误；发生光电效应的反应时间一般都不超过10－9 s，选项C错误；只有入射光的频率大于该金属的极限频率时，即入射光的波长小于该金属的极限波长时，光电效应才能产生，选项D错误。

2．(2016·全国卷Ⅲ)一静止的铝原子核Al俘获一速度为1.0×107 m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核Si*。

下列说法正确的是( )A．核反应方程为p＋Al→Si*B．核反应过程中系统动量守恒C．核反应过程中系统能量不守恒D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和E．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致解析：选ABE 核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为p＋Al→Si*，A正确。

核反应过程中遵从动量守恒和能量守恒，B正确，C错误。

核反应中发生质量亏损，生成物的质量小于反应物的质量之和，D错误。

根据动量守恒定律有mpvp＝mSivSi，碰撞后硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度方向一致，E正确。

3．[多选]1927年戴维逊和革末完成了电子衍射实验，该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一。

如图所示是该实验装置的简化图，下列说法正确的是( )A．亮条纹是电子到达概率大的地方B．该实验说明物质波理论是正确的C．该实验再次说明光子具有波动性D．该实验说明实物粒子具有波动性解析：选ABD 电子属于实物粒子，电子衍射实验说明电子具有波动性，说明物质波理论是正确的，与光的波动性无关，B、D正确，C错误；物质波也是概率波，亮条纹是电子到达概率大的地方，A正确。

上海市各区县2018届高三物理试题原子物理学，光学，宇宙，物理学史汇编（选择、填空）专题分类精编一、选择题1．（2018宝山区二模第1题）卢瑟福的α粒子散射实验的结果表明（A ）原子还可再分 （B ）原子核还可再分（C ）原子具有核式结构 （D ）原子核由质子和中子组成2．（2018宝山区二模第2题）用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘，发现在不透明圆板的阴影中心，有一个亮斑，产生这个亮斑的原因是（A ）光的反射 （B ）光的衍射 （C ）光的折射 （D ）光的干涉3．（2018宝山区二模第3题）用α粒子(42He)轰击氮核(147N)，生成氧核(178O)并放出一个粒子，该粒子是（A ）质子 （B ）电子 （C ）中子 （D ）光子4．（2018崇明区二模第1题）建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是A ．法拉第B ．奥斯特C ．麦克斯韦D ．赫兹 5．（2018崇明区二模第2题）由核反应产生，且属于电磁波的射线是A ．阴极射线B ．X 射线C ．α射线D ．γ射线6．（2018崇明区二模第4题）在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子穿过金箔散射过程的径迹（图中的黑点为金箔的原子核），其中正确的是7．（2018奉贤区二模第1题）汤姆孙通过对阴极射线研究，发现了（ ）（A ）电子 （B ）质子 （C ）中子 （D ）原子核式结构8．（2018奉贤区二模第2题）光在真空中传播，每份光子的能量取决于光的（ ）B C DA（A）振幅（B）强弱（C）频率（D）速度9．（2018奉贤区二模第3题）下列用科学家名字命名的单位，属于基本单位的是（）（A）安培（B）牛顿（C）库仑（D）特斯拉10．（2018奉贤区二模第4题）经过一次β衰变，原子核（）（A）少一个中子（B）少一个质子（C）少一个核子（D）多一个核子11．（2018虹口区二模第2题）太阳放出的能量来自于（）A．重核裂变B．天然衰变C．轻核聚变D．人工转变12．（2018虹口区二模第3题）下列射线中，属于原子核内的高速电子流是（）A．阴极射线B．β射线C．α射线D．γ射线13．（2018虹口区二模第4题）雷达通过发射一定波长的无线电波来探测空中目标，我国研制的米波雷达对隐形战机有较强的探测能力，其发出的无线电波的频率约为（）A．102 Hz B．104 Hz C．106 Hz D．108 Hz14．（2018虹口区二模第5题）用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是（）A．改用紫光照射B．改用X射线照射C．增大紫外线强度D．延长照射时间15．（2018黄浦区二模第1题）下列射线中，属于电磁波的是（A）阴极射线（B）α射线（C）β射线（D）γ射线16．（2018黄浦区二模第2题）白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光具有不同的（A）传播速度（B）光强（C）振动方向（D）波长17．（2018黄浦区二模第3题）在一个23892U原子核衰变为一个20682Pb原子核的过程中，释放出的α粒子个数为（A）5 （B）8 （C）10 （D）1618．（2018黄浦区二模第4题）三束单色光①、②、③的频率分别为ν1、ν2、ν3（已知ν1<ν2<ν3）。

原子物理学试题及答案原子物理学试题及答案(一) 光子、微观粒子(如质子、中子、电子等)既具有波动性，又具有粒子性，即具有波粒二象性，其运动方式显示波动性，与实物相互作用时又显示粒子性。

爱因斯坦的光电效应方程和德布罗意物质波假说分别说明了光的粒子性和微粒的波动性。

光电效应现象历来都是高考考察的重点。

例1、(江苏卷)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的____也相等A、速度B、动能C、动量D、总能量解析：根据可知，波长相等时，微粒的动量大小相等。

答案：C例2、(上海卷)当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时( )A、锌板带负电B、有正离子从锌板逸出C、有电子从锌板逸出D、锌板会吸附空气中的正离子解析：光电效应是指在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，所以产生光电效应，指有电子从锌板逸出。

答案：C例3、(北京卷)以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在短时间内能吸收到一个光子而从金属表面逸出。

强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子电效应，这已被实验证实。

光电效应实验装置示意如图。

用频率为的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应，换同样频率为的强激光照射阴极k，则发生了光电效应;此时，若加上反向电压U，即将阴极k接电源正极，阳极A接电源负极，在kA之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U，光电流会逐渐减小;当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的(其中W 为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量)A、B、C、D、解析：这是一道考查学生迁移能力的好题，题目立意新颖，紧贴现代技术。

依题意，设电子吸收n个激光光子的能量发生光电效应，根据爱因斯坦光电效应方程有：，当反向电压为U时，光电流恰好为零，根据功能关系有：，两式联立，得：;又由“用频率为的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应”可知，，故只有B选项正确。

填空题1、在正电子与负电子形成的电子偶素中，正电子与负电子绕它们共同的质心的运动，在n = 2的状态， 电子绕质心的轨道半径等于 nm 。

2、氢原子的质量约为____________________ MeV/c 2。

3、一原子质量单位定义为 原子质量的 。

4、电子与室温下氢原子相碰撞，欲使氢原子激发，电子的动能至少为 eV 。

5、电子电荷的精确测定首先是由________________完成的。

特别重要的是他还发现了_______ 是量子化的。

6、氢原子 n=2,n φ =1与H +e 离子n=•3,•n φ•=•2•的轨道的半长轴之比a H /a He •=____,半短轴之比b H /b He =__ ___。

7、玻尔第一轨道半径是0.5291010-⨯m,则氢原子n=3时电子轨道的半长轴a=_____,半短轴b•有____个值，•分别是_____•， ••, .8、 由估算得原子核大小的数量级是_____m,将此结果与原子大小数量级• m 相比,可以说明__________________ .9、提出电子自旋概念的主要实验事实是-----------------------------------------------------------------------------和_________________________________-。

10、钾原子的电离电势是4.34V ，其主线系最短波长为 nm 。

11、锂原子（Z =3）基线系（柏格曼系）的第一条谱线的光子能量约为 eV （仅需两位有效数字）。

12、考虑精细结构，形成锂原子第二辅线系谱线的跃迁过程用原子态符号表示应为——————————————————————————————————————————————。

13、如果考虑自旋, 但不考虑轨道-自旋耦合, 碱金属原子状态应该用量子数————————————表示，轨道角动量确定后, 能级的简并度为 。

高考物理复习原子物理学题100题ＷＯＲＤ版含答案一、选择题1.下列说法正确的是:A. β,γ射线都是电磁波B. 原子核中所有核子单独存在时，质量总和大于该原子核的总质量，C. 在LC振荡电路中，电容器刚放电时电容器极板上电量最多，回路电流最小D. 处于n=4激发态的氢原子，共能辐射出四种不同频率的光子2.下列说法正确的是______A．汤姆生发现了电子，表明原子具有核式结构B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短D．将放射性元素掺杂到其它稳定元素中，并降低其温度，它的半衰期不发生改变3.(多选)下列说法正确的是______。

（填正确答案标号。

选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）A．太阳辐射能量与目前采用核电站发电的能量均来自核聚变反应B．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构C．一个氢原子从n=4的激发态跃迁到基态时，能辐射6种不同频率的光子D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量减小E. 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4.如图所示为氢原子的能级结构示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，用这些光子照射逸出功为2.49 eV的金属钠。

下列说法正确的是（ )A. 这群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从n=3能级跃迁到n=2能级所发出的光波长最短B. 这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减小，电势能增大C. 能发生光电效应的光有三种D. 金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9.60 eV5.2017年11月17日，“中国核潜艇之父”----黄旭华获评全国道德模范，颁奖典礼上，习总书记为他“让座”的场景感人肺腑，下列有关核反应说法错误的是（ )A. 目前核潜艇是利用重核裂变提供动力B. 重核裂变反应前后一定有质量亏损C. 式中d=2D. 铀核裂变后的新核比铀核的比结合能小6.下列说法正确的是A. 某种放射性元素的半衰期为T,则这种元素的12个原子核在经过2T时间后，这些原子核一定还有3个没有发生衰变B. 根据爱因斯坦的光电效应方程E K=hv一W，若频率分别为和 (<)的光均能使某种金属发生光电效应，则频率为的光照射该金属时产生的光电子的初动能一定比频率为的光照射该金属时产生的光电子的初动能更大C. 氢原子由高能级向低能级跃迁时，从n=4能级跃迁到n=2能级所放出的光子恰能使某种金属发生光电效应，则处在n=4能级的一大群氢原子跃迁时所放出的光子中有4种光子能使该金属发生光电效应D. 放射性元素发生β衰变时，放射性元素的原子放出核外电子，形成高速电子流一一即β射线。

高三物理原子物理试题答案及解析1.）（5分）下列说法正确的是A．普朗克曾经大胆假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子B．德布罗意提出：实物粒子也具有波动性，而且粒子的能量ε和动量p跟它对所应的波的频率γ和波长λ之间，遵从关系和C．光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方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，光子散射后波长变短E．将放射性元素掺杂到其它稳定元素中，并降低其温度，它的半衰期将发生变化【答案】ABC【解析】普朗克把最小的能量单位叫做能量子，故A选项正确；德布罗意提出实物粒子也具有波动性，故B选项正确；光子到达频率高的区域就是光亮区，故C选项正确；在康普顿效应中，光子动量减小，据可知波长变大，故D选项错误；半衰期不会随外界和是否有杂质而改变，故E选项错误。

【考点】本题考查原子物理知识。

2.下列说法正确的是 (填选项前的字母)A．人们在研究天然放射现象过程中发现了质子B．铀核裂变的核反应方程C．设质子、中子、粒子的质量分别为、、，两个质子和两个中子结合成一个粒子，释放的能量是D．原子在、两个能量级的能量分别为、，且，当原子从a能级跃迁到b能级时，吸收光子的波长（其中c为真空中的光速，h为普朗克常量）【答案】C【解析】1919年，卢瑟福通过粒子轰击氮核，发现了质子，所以A错误；铀核裂变的核反应方程为，所以B错误；根据爱因斯坦质能方程可知，当两个质子和两个中子结合成一个粒子释放的能量为，所以C正确；根据玻尔原子模型可知，原子从高能级跃迁到低能级时会释放光子，故D错误。

【考点】原子物理3.⑴下列说法正确的是A．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定释放核能B．一定强度的入射光照射某金属发生光电效应时，入射光的频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多C．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大D．β射线的速度接近光速，普通一张白纸就可挡住⑵一个中子轰击铀核（）可裂变生成钡（）和氪（）.已知、、和中子的质量分别是mu 、mBa、mKr、mn，则此铀裂变反应的方程为；该反应中一个裂变时放出的能量为．（已知光速为c）（3）如图甲所示，光滑水平面上有A、B两物块，已知A物块的质量mA=1kg．初始时刻B静止，A以一定的初速度向右运动，之后与B发生碰撞并一起运动，它们的位移-时间图象如图乙所示（规定向右为位移的正方向），则物体B的质量为多少？【答案】(1): AC (2) (mu －mBa－mKr－2mn)C2 （3）3kg【解析】(1): 一定强度的入射光照射某金属发生光电效应时，入射光的频率越高，电子获得的能量就越大，B错误，β射线可以射穿几毫米的铝板，D错误，(2)方程为，根据爱因斯坦质能方程可得（3）（4分）根据公式由图可知，撞前（1分）撞后（1分）则由（1分）解得：（1分）【考点】考查了动量守恒定律，核反应方程的书写点评：在书写核反应方程时，需要注意质子数，质量数守恒4.右图为卢瑟福在实验室里第一次成功地实现了原子核人工转变的实验装置示意图。