高考物理二轮复习选择题强化训练专题1.1 光电效应、波尔原子模型和原子核物理（2份，原卷版+解析版）

这是一份高考物理二轮复习选择题强化训练专题1.1 光电效应、波尔原子模型和原子核物理（2份，原卷版+解析版），共14页。
A．若电源端为正极，光强不变，向右移动滑动变阻器的滑片，则电流表示数一定不断增大
B．若电源端为正极，则电压表的示数为时，电流表示数恰好为零
C．若电源端为正极，入射光频率等于，则当电压表示数为时，电流表示数恰好为零
D．若电源端为正极，入射光的频率，则向右滑动滑动变阻器的滑片，可以产生光电流
【答案】C
【详解】A．电源端为正极，光强不变，饱和光电流不变，在光电流达到饱和值之前，向右移动滑动变阻器的滑片，A、K两极间的电压增大，电路中电流增大；当光电流达到饱和值之后，A、K两极间的电压增大，电路中的电流保持不变，A错误；
BC．根据爱因斯坦光电效应方程可知，入射光频率为时，光电子的最大初动能为
电源端为正极，电路中电流刚好变为零时，K，A两极电压为遏止电压，设为，根据动能定理有
联立解得若入射光的频率为，电流表的示数恰好为零时，电压表的示数为；
而当入射光频率等于时，遏止电压此时电流表的示数为零，B错误，C正确；
D．入射光的频率不会产生光电效应，阴极没有光电子射出，无论怎样改变滑动变阻器的阻值，都不能产生光电流，D错误。故选C。
2．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b光为绿光，a光可能是紫光
B．若a光为绿光，c光可能是紫光
C．若c光光子能量为，用它照射由金属铷构成的阴极，所产生的大量具有最大初动能的光电子去撞击大量处于激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光
D．若c光光子能量为，用它直接照射大量处于激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光
【答案】C
【详解】AB．由光电效应方程Ek＝hν－W0及eU＝Ek联立解得：eU＝hν－W0即光束照射同一块金属的时候，只要遏止电压一样，说明入射光的频率一样，遏止电压越大，入射光的频率越大，因此可知a光和c光的频率一样，且均小于b光的频率，故若b光为绿光，a光不可能是紫光，故AB错误；
C．用光子能量为2.81 eV的c光照射由金属铷构成的阴极，产生的光电子的最大初动能为：
Ek＝hν－W0＝2.81 eV－2.13 eV＝0.68 eV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，这些氢原子吸收能量ΔE＝－0.85 eV－(－1.51 eV)＝0.66 eV从而跃迁到n＝4能级，当大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可向外辐射C＝6种频率的光，C正确；
D．氢原子只能吸收光子的能量恰好为能级之差的光子，若用c光光子直接照射氢原子，2.81 eV不满足氢原子第2能级与其他更高能级间的能级差，因此c光光子不被吸收，不会自发辐射其他频率的光，D错误。
故选C。
3．胶片电影利用光电管把“声音的照片”还原成声音，原理如图所示，在电影放映机中用频率为v、强度不变的一极窄光束照射声音轨道，由于影片上各处的声音轨道宽窄不同，在影片移动的过程中，通过声音轨道后的光强随之变化，射向光电管后，在电路中产生变化的电流，经放大电路放大后，通过喇叭就可以把声音放出来。则（ ）
A．只减小光的频率，一定可以还原出声音B．只增大光的频率，一定可以还原出声音
C．a端为电源正极D．a端为电源负极
【答案】BC
【详解】AB．只增大光的频率，肯定有光电子从光电管的阴极到达阳极，从而使电路导通，一定可以还原出声音，反之则不一定发生光电效应现象使电路导通，故A错误，B正确；
CD．光照射部分为阴极材料，光电子到达另一侧，在电场力作用下到达电源正极，故a端为电源正极，故C正确，D错误。故选BC。
4．甲图为不同温度下的黑体辐射强度随波长的变化规律；乙图中，某种单色光照射到光电管的阴极上时，电流表有示数；丙图为氢原子能级图，有大量处于能级的氢原子向低能级跃迁；丁图为放射性元素剩余质量与原质量的比值随时间的变化规律，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
B．乙图中，用频率更低的光照射光电管的阴极时，电流表一定没有示数
C．丙图中，从能级跃迁到能级时产生的光子波长最长
D．丁图中，的半衰期是5730年，则100个经过5730年还剩50个
【答案】AC
【详解】A．随着温度的升高，各种波长辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故A正确；
B．用频率更低的光照射光电管的阴极时，如果频率小于极限频率电流表没有示数，如果大于极限频率有示数，故B错误；
C．从能级跃迁到能级时，能级差最小，根据可知光子频率最小，波长最长，故C正确；
D．半衰期指的是大量原子核衰变时的统计规律，100个不是大量，经过一个半衰期后不一定剩余50个，故D错误。故选AC。
5．目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子，已知氢原子第n能级的能量为，金属钨的逸出功为，如图是按能量排列的电磁波谱，则（ ）
A．紫外线波段的光子均不能使基态氢原子电离
B．氢原子跃迁时可能会辐射X射线波段的光子
C．足够长时间红外线照射能使金属钨产生光电效应
D．可见光能使的氢原子失去一个电子变成氢离子
【答案】D
【详解】A．基态氢原子具有的能量为若基态氢原子电离，则需要吸收的光子能量，由题图可知紫外线波段中存在光子能量的光子，这些光子可以使基态氢原子电离，A错误；
B．氢原子跃迁时辐射的光子能量不超过13.6eV，由题图可知，X射线的光子能量均大于13.6eV，故氢原子跃迁时不会辐射X射线波段的光子，B错误；
C．金属钨的逸出功为，由题图可知，红外线的光子能量小于，故不能让金属钨产生光电效应，C错误；
D．的氢原子能量为由题图可知可见光的光子能量大于0.034eV，故可见光可以使的氢原子失去一个电子变成氢离子，D正确。故选D。
6．氢原子的基态能量为，第n能级能量为，能级如图甲所示，现有大量处于激发态（）的氢原子，向较低能级跃迁放出光子，其中有2种频率的光子可以使某金属发生光电效应。该金属的遏止电压与入射光的频率的关系如乙图所示，下列说正确的是（ ）
A．将滑动变阻器的滑片向右移动，电压表和电流表的示数均增大
B．这群氢原子，所发出的光子的最大频率是
C．由图乙可知，普朗克常量
D．大量处于激发态（）的氢原子，向较低能级跃迁时，将有4种频率的光子可以使该金属发生光电效应
【答案】C
【详解】A．由电路图可知，加在板间的电压为反向电压，所以将滑动变阻器的滑片向右移动时，电压表示数增大，而电流表的示数减小，故A错误；
B．由题意可知，这群处于n=4能级的氢原子，所发出的光子的最大频率为从n=4能级跃迁到n=1能级发出的，即频率为即故B错误；
C．由爱因斯坦光电效应方程知则由图像知解得
故C正确；
D．由题意知，大量处于激发态（）的氢原子，向较低能级跃迁放出光子，其中有2种频率的光子可以使某金属发生光电效应。即n=4能级向n=1能级和n=3能级向n=1能级放出的两种频率的光子。则大量处于激发态（）的氢原子，向较低能级跃迁时，将有n=5能级向n=1能级、n=4能级向n=1能级和n=3能级向n=1能级这3种频率的光子可以使该金属发生光电效应，故D错误。故选C。
7．图示为氢原子能级图以及氢原子从n=3、4、5、6能级跃迁到n=2能级时辐射的四条光谱线，已知氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时辐射光子的波长为656nm，下列说法正确的是（ ）
A．四条谱线中波长最大的是Hδ
B．用633nm的光照射能使氢原子从n=2能级跃迁到n=3能级
C．一群处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时，最多产生3种谱线
D．如果用能量为10.3eV的电子轰击，一定不能使基态的氢原子受激发
【答案】C
【详解】A．根据能级跃迁规律可知； 可知四条谱线中波长中最大的是，故A错误；
B．氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时辐射光子的波长为656nm，所以氢原子从n=2能级跃迁到n=3能级也需要656nm的光照射，故B错误；
C．一群处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时，最多产生种谱线，故C正确；
D．当实物粒子轰击氢原子时，只要实物粒子的能量大于等于能级跃迁所需要的能量就可以发生跃迁，电子的能量大于从基态跃迁到第一激发态需要的能量10.2eV，故用能量为10.3eV的电子轰击，能使基态的氢原子受激发，故D错误。故选C。
8．华能石岛湾高温气冷堆核电站是我国自主研发的世界首座具有第四代核电特征的核电站。核反应堆是核电站的心脏，它是通过可控链式核裂变反应来实现核能利用的。一个原子核在中子的轰击下发生裂变反应，其裂变方程为，下列说法正确的是（ ）
A．核反应方程中的中子数为56
B．核反应方程中的质量数为92
C．因为裂变释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少
D．因为裂变释放能量，原子核的比结合能应比U原子核的小
【答案】A
【详解】AB．根据质量数守恒和电荷数守恒可得；解得；
所以核反应方程中的中子数为故A正确、B错误；
C．核裂变释放能量，会出现质量亏损，但是总质量数不变，故C错误；
D．比结合能越大，原子核越稳定，原子核裂变得到原子核，说明原子核比原子核稳定，即原子核的比结合能应比原子核的大，故D错误。故选A。
9．月球夜晚温度低至，“玉兔二号”月球车携带的放射性同位素238（）会不断发生衰变，释放能量为仪器设备供热。可以通过以下反应过程得到，，，下列说法正确的是（ ）
A．B．X为电子
C．为轻核聚变D．的比结合能比的比结合能大
【答案】B
【详解】A．根据质量数守恒可得解得故A错误；
B．根据质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为0，电荷数为-1，即X为电子，故B正确；
C．代表的核反应并不是轻核聚变，故C错误；
D．因月球车携带的放射性同位素238（ ）会不断发生α衰变，且放出热量，所以的比结合能比的比结合能小，故D错误。故选B。
10．我国核能发展采取“三步走”战略——“热堆—快堆—聚变堆”。其中快堆采用易裂变的钚作燃料，在堆心燃料钚的外围再生区里放置不易发生裂变的铀；钚裂变成两个中等大小的核，同时释放出快中子，再生区内的铀吸收快中子后转变为铀，铀极不稳定，经过衰变，进一步转变为钚，从而实现核燃料的“增殖”，对我国实现低碳经济具有十分重要的意义。关于快堆内部的核反应，下列说法正确的是( )
A．铀的比结合能小于钚的比结合能
B．钚变成两个中等大小核的过程是衰变
C．冬天的气温低，铀的衰变速度会变慢
D．铀吸收中子转变成铀，原子核内的质子数增加
【答案】A
【详解】A．比结合能越大的原子核越稳定，铀衰变成钚，是由不稳定的铀生成较稳定的钚，所以铀的比结合能小于钚的比结合能，故A正确；
B．钚变成两个中等大小核的过程并未释放粒子，不属于衰变，故B错误；
C．原子核的半衰期不随物理环境和化学环境的改变而改变，只由原子核内部结构决定，故C错误；
D．铀吸收中子转变成铀，核内中子数增加，质子数不变，故D错误。
故选A。
11．2021年9月在甘肃武威，全球首台第四代核电技术基熔盐核反应堆试运行，反应堆工作原理如图所示，钍吸收一个中子后会变成钍233，钍233不稳定，会变成易裂变铀，下列说法正确的是（ ）
A．核反应堆是通过核聚变把核能转化为电能
B．核比核多一个质子
C．镤233变成铀233的核反应方程式是
D．核反应中产生的新核镤从高能级向低能级跃迁时，会伴随辐射
【答案】C
【详解】A．核反应堆是通过核裂变将核能转化为电能，A错误；
B．释放一个电子，变成，根据质量数和电荷数守恒，可知核比核少一个质子，B错误；
C．根据电荷数和质量数守恒，镤233变成铀233的核反应方程式是，C正确；
D．新核镤从高能级向低能级跃迁时，会伴随γ辐射，D错误。
故选C。
12．2021年5月28日，我国“人造太阳”打破世界纪录，成功实现1.2亿摄氏度运行101秒。其结构如图所示，在“人造太阳”周围，距“人造太阳”中心L处有半径均为r的球面形状（可近似为圆形）能量接收装置，“人造太阳”内部发生的氘-氚聚变的核反应方程为，释放出的能量都转化为原子核的动能，最终被能量接收装置吸收并输出，经时间t测得反应物的质量减少了，记光速为c。则下列说法正确的是（ ）
A．的比结合能比的小
B．方程中未知量满足
C．一次氘-氚聚变释放的能量为
D．单个接收装置对外输出功率
【答案】D
【详解】A．该核反应释放能量，生成的更稳定，因此的比结合能比的大，故A错误；
B．结合核反应过程中电荷数守恒可得即故B错误；
CD．由质能方程得t时间内“人造太阳”释放的能量为并非一次聚变释放的能量，以“人造太阳”的中心为球心，L为半径的球面上，单位面积接收到的能量为单个接收装置接收到的能量为
则单个接收装置的功率为故C错误，D正确。故选D。
13．中国科幻电影《流浪地球》中由“火石”引燃行星发动机内部的燃料发生聚变反应，场面非常壮观。关于核反应，下列说法正确的是（ ）
A．核反应中电荷数和质量数守恒
B．链式反应中，热中子更适于引发裂变
C．方程表示核裂变反应
D．核反应温度越高，放射性物质的半衰期越短
【答案】AB
【详解】A．核反应中电荷数和质量数守恒，选项A正确；
B．实验证明在链式反应中，速度与热运动速度相当的中子最适于引发裂变，这样的中子就是“热中子”，选项B正确；
C．由方程可知反应中放出一个氦核，所以是α衰变，不是核裂变反应，选项C错误；
D．放射性物质的半衰期由原子核内部因素决定，与温度无关，选项D错误。
故选AB。
14．质子与中子都是由三个夸克组成，其中质子由两个上夸克和一个下夸克组成，中子由两个下夸克和一个上夸克组成，形成过程中均可类比核聚变。β衰变时，核内的中子转化为一个质子和电子，质子质量约为1.6726×10-27kg，中子质量约为1.6749×10-27kg，电子质量约为9.1096×10-31kg，真空中光速c=3.00×108m/s。下列说法正确的有（ ）
A．中子转化的核反应式为
B．弱相互作用是引起衰变的原因
C．上、下夸克的质量差为2.3×10-30kg
D．一次β衰变释放出的能量为1.3×10-14J
【答案】AB
【详解】A．β衰变时，核内的中子转化为一个质子和电子，根据质量数和核电荷数守恒，中子转化的核反应式为故A正确；
B．弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子-质子转变的原因，故B正确；
C．由题中“形成过程中均可类比核聚变”可知，夸克形成质子、中子过程质量有亏损，故
，无法计算上、下夸克的质量差，故C错误；
D．β衰变中的质量亏损
释放出的能量为
故D错误。故选AB。
15．已知半衰期为1.2min，其衰变方程为，的质量为，为释放的核能。测得原子核的质量为，已知真空中光速为，下列说法正确的是（ ）
A．是氦的原子核
B．原子核的质量小于
C．100个原子核经过2.4min，一定有75个发生了衰变
D．的比结合能小于的比结合能
【答案】BD
【详解】A．根据核反应过程中质量数及电荷数守恒，可写出该衰变方程为
是电子，故A错误；
B．由于衰变过程中，伴随着释放能量，有质量亏损，所以原子核的质量小于，故B正确；
C．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，统计少量个数原子核是没有意义的，所以100个原子核经过2.4min，不一定有75个发生了衰变，故C错误；
D．由于衰变的过程中释放能量，可知的结合能大于的结合能，由结合能与比结合能的定义可知，的比结合能小于的比结合能，故D正确。
故选BD。
几种金属逸出功和极限频率
金属
W0/eV
钠
2.29
5.33
钾
2.25
5.44
铷
2.13
5.15