2023届高考物理二轮总复习试题（老高考旧教材）专题分层突破练12　光电效应、原子结构和原子核（Word版附解析）

专题分层突破练12　光电效应、原子结构和原子核

A组

1.(2022湖南卷)关于原子结构和微观粒子波粒二象性,下列说法正确的是(　　)

A.卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征

B.玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律

C.光电效应揭示了光的粒子性

D.电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性

2.(2022山东卷)碘125衰变时产生γ射线,医学上利用此特性可治疗某些疾病。碘125的半衰期为60天,若将一定质量的碘125植入患者病灶组织,经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的(　　)

A. B. C. D.

3.(2021全国甲卷)如图所示,一个原子核X经图中所示的一系列α、β衰变后,生成稳定的原子核Y,在此过程中放射出电子的总个数为(　　)

A.6 

B.8 

C.10 

D.14

4.(多选)(2022贵州贵阳三模)在医疗诊断中,常用能放射正电子的半衰期为20 min的同位素C作为示踪原子C是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击N获得的,同时还产生另一个粒子。下列说法正确的是(　　)

A.C发生衰变时会生成N和正电子

B.质子轰击N获得C的同时会产生He

C.2 g同位素C经过1 h还有0.25 g没有发生衰变

D.医疗诊断中选用C作为示踪原子,是因为它的半衰期比天然放射性物质短得多,放射性废料容易处理

5.(2022内蒙古包头模拟)在物理学发展的过程中,许多科学家作出了重大贡献。下列说法正确的是(　　)

A.卢瑟福预言原子核由中子和质子组成,并发现了中子

B.β衰变的实质是原子核内的中子转化成了一个质子和一个电子

C.爱因斯坦把能量子引入物理学,打破了“能量连续变化”的观念

D.玻尔原子理论的成功之处是它保留了经典粒子的概念

B组

6.(2022全国乙卷)一点光源以113 W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6×10-7 m的光,在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3×1014个。普朗克常量为h=6.63×10-34 J·s。R约为(　　)

A.1×102 m B.3×102 m

C.6×102 m D.9×102 m

7.(2022湖南岳阳二模)在火星上,太阳能电池板的发电能力有限,因此科学家用放射性材料PuO2作为发电能源为火星车供电。PuO2中的Pu元素是Pu,具有天然放射性,半衰期为87.7年Pu发生α衰变的核反应方程为PuXHe,则下列说法正确的是(　　)

A.X原子核的中子数为141

BPu原子核发生α衰变后产生的新核的比结合能比Pu核的比结合能小

C.10个Pu原子核经过87.7年后一定还会剩余5个

D.Pu的半衰期是由核内部自身的因素决定的,跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系

8.(2021江苏卷)如图所示,分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究,其截止频率ν1<ν2,保持入射光不变,则光电子到达A极时动能的最大值Ekm随电压U变化关系的图像是(　　)

9.(2022江苏如皋一调)利用如图所示的电路研究光电效应现象,滑片P的位置在O点的正上方。已知入射光的频率大于阴极K的截止频率,且入射光很强,则(　　)

A.减弱入射光,遏止电压变小

B.P不移动时,微安表的示数为零

C.P向a端移动,微安表的示数增大

D.P向b端移动,光电子到达阳极A的最大动能增大

10.(2022山东济南一模)光电管是一种利用光照产生电流的装置,当入射光照在管中金属板上时,可以形成光电流。下表中记录了某同学进行光电管实验时的数据。

由表中数据得出的以下论断正确的是(　　)

A.三次实验采用了不同频率的入射光

B.三次实验光电管中的金属板材质不同

C.若入射光子的能量为5.0 eV,不论光照多强,饱和光电流一定大于60 mA

D.若入射光子的能量为5.0 eV,逸出光电子的最大初动能为1.8 eV

答案：

1.C　解析 卢瑟福的核式结构模型解释了α粒子散射实验,故A错误;玻尔的原子理论解释了原子光谱的分立特征,故B错误;光电效应揭示了光的粒子性,故C正确;电子的衍射揭示了电子的波动性,故D错误。

2.B　解析 本题考查半衰期的理解和计算。m=m0=m0×m0,选项B正确。

3.A　解析 设发生了m次α衰变,n次β衰变,可写出核反应方程XY+α+β,根据质量数守恒92+146=82+124+4m,解得m=8;根据电荷数守恒92=82+16-n,解得n=6。故选A。

4.BCD　解析 由电荷数守恒和质量数守恒可知CB+e,A错误;质子轰击N有H+NCHe,B正确;由题可知C的半衰期为20 min,1 h是3个半衰期,经3个半衰期后剩余原来的,即还有0.25 g没有发生衰变,C正确;放射性物质的半衰期越短,衰变进行越快,放射性废料越容易处理,D正确。

5.B　解析 卢瑟福预言了中子的存在,查德威克通过原子核人工转变的实验发现了中子,故A错误;β衰变的实质是原子核内的中子转化成了一个质子和一个电子,故B正确;普朗克首先把能量子的概念引入物理学,打破了“能量连续变化”的传统观念,故C错误;玻尔原子理论的成功之处是它引入量子观念,不足之处是它保留了经典粒子的概念,故D错误。

6.B　解析 本题考查光子能量计算。一个光子的能量为ε=hν,ν为光的频率,光的波长与频率的关系满足c=λν,光源在时间t内发出的光子的个数为n=,P为光源的功率。以光源为原点的球面上每平方米的光子数相同,半径为R的球的表面积为S=4πR2,则t=1 s时有S= m2,联立以上各式解得R约为3×102 m,故B正确。

7.D　解析 根据质量数和电荷数守恒可知,X原子核的中子数为(238-4)-(94-2)=142,故A错误Pu原子核发生α衰变后产生的新核更稳定,所以新核的比结合能比Pu核的比结合能大,故B错误;半衰期是针对大量原子核的统计规律,对少量原子核不适用,故C错误;半衰期是由原子核内部自身的因素决定的,跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系,故D正确。

8.C　解析 根据动能定理,eU=Ekm-Ek,根据爱因斯坦光电效应方程,Ek=hν-W0,W0=hν0,可得Ekm=eU+hν-hν0,由于截止频率ν1<ν2,所以图像正确的是C。

9.D　解析 遏止电压仅与入射光频率有关,与光的强弱无关,故A错误;P不移动时,由于在光电管中所加电压为正向电压,管中电场向左,电子从K向右逸出,所受电场力向右,电子加速从A端流出形成光电流,微安表应有示数,故B错误;P向a端移动,则分压所得正向电压变小,电子加速从A端出去的速度变小,则光电流变小,微安表的示数变小,故C错误;P向b端移动,则分压所得正向电压变大,由eUAK=EkA-Ek初可得,光电子到达阳极A的最大动能增大,故D正确。