1、回扣练 13：光电效应 原子结构和原子核1关于近代物理学，下列说法正确的是( )A 射线与 射线都是电磁波，但 射线的穿透本领远比 射线强B放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间叫半衰期C比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定D氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离原子核较近的轨道上时，氢原子的能量增大解析：选 B. 射线是电磁波， 射线不是电磁波， 射线的穿透本领远比 射线强，选项 A 错误；放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间叫半衰期，选项 B 正确；比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项 C 错误；氢原子的核外电子由离原子核较
2、远的轨道跃迁到离原子核较近的轨道上时，原子的电势能减小，电子的动能变大，氢原子的总能量减小，选项 D 错误；故选 B.2核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，提高罹患癌症的风险已知钚的一种同位素 Pu 的半衰期为 24 100 年，其衰变方程为23994PuX He，下列有关说法正确的是( )23994 42AX 原子核中含有 143 个中子B100 个 Pu 经过 24 100 年后一定还剩余 50 个23994C由于衰变时释放巨大能量，根据 E mc2，衰变过程总质量增加D衰变发出
3、的 放射线是波长很长的光子，穿透能力较弱解析：选 A.A 项：根据电荷数守恒、质量数守恒知，X 的电荷数为 92，质量数为235，则中子数为 143，故 A 正确；B 项：半衰期对大量的原子核适用，对少量原子核不成立，故 B 错误；C 项：由于衰变时释放巨大能量，根据 E mc2，衰变过程总质量减小，故C 错误；D 项：衰变发出的 放射线是波长很短的光子，穿透能力很强，故 D 错误3(多选)下列的若干叙述中正确的是( )A将核子束缚在原子核内的核力，是不同于万有引力和电磁力的另一种相互作用B对于同种金属产生光电效应时逸出光电子的最大初动能 Ek与照射光的频率成线性关系C一块纯净的放射性元素的矿
4、石经过一个半衰期以后它的总质量仅剩下一半D按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子的能量也减小了解析：选 AB.核力是强相互作用，具有饱和性和短程性；故将核子束缚在原子核内的核力，是不同于万有引力和电磁力的另一种相互作用力且每个核子只跟邻近的核子发生核力的作用；故 A 正确；根据光电效应方程 Ek h W0知，光电子的最大初动能与照射光的频率成线性关系，故 B 正确；一块纯净的放射性元素的矿石，经过一个半衰期以后，有半数发生衰变，不是总质量仅剩下一半，故 C 错误；氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，吸收光子，原子的能量增加，根
5、据 k m 知，电子的动能减小，e2r2 v2r故 D 错误；故选 AB.4(多选)下列说法中正确的是( )A氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，电子的动能增加，原子的电势能减少B微观粒子也具有波动性，粒子动量越大其对应的波长越长C 射线是由原子核放射出的氦核，与 射线和 射线相比它具有很强的电离作用D电磁波的波长越短，其波动性越明显解析：选 AC.氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，电子的轨道半径减小，根据k m 知，电子的动能增加，由于原子的能量减小，则原子的电势能减小，故 A 正确；e2r2 v2r依据德布罗意波长公式 ，可知微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短，故 B 错hp误； 射线是
6、由原子核放射出的氦核，与 射线和 射线相比它具有很强的电离作用，故 C 正确；光的波长越长，越容易衍射，其波动性越明显；波长越短，越不容易衍射，其粒子性越显著，故 D 错误所以 AC 正确，BD 错误5国家大科学工程中国散裂中子源(CSNS)于 2017 年 8 月28 日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台下列核反应中放出的粒子为中子的是( )A. N 俘获一个 粒子，产生 O 并放出一个粒子147 178B. Al 俘获一个 粒子，产生 P 并放出一个粒子2713 3015C. B 俘获一个质子，产生 Be 并放出一个粒子115 84D. Li 俘获
7、一个质子，产生 He 并放出一个粒子63 32解析：选 B.根据核反应过程中质量数守恒及电荷数守恒可知， N He O H，A147 42 178 1项错误； Al He P n，B 项正确； B H Be He，C 项错误；2713 42 3015 10 115 1 84 42Li H He He，D 项错误63 1 32 426一对正负电子相遇后转化为光子的过程被称为湮灭速度足够大且等值反向的一对正负电子发生湮灭时产生两个光子，每个光子的能量均为 E.已知电子的质量为 m，光速为c，普朗克常量为 h.则( )A两个光子可能同向运动B两个光子的波长均为hcEC两个光子的动量均为 mcD每个光
8、子的能量 E mc2解析：选 B.一对正负电子湮灭会产生两个同频率的光子，由于光子既有能量，又有动量，根据动量守恒定律可知，产生的两个光子的总动量与初动量是相等的，即它们的和为零，所以两个光子的运动方向相反，故 A 错误；根据 E h ，且 c ，解得波长为 ，故 B 正确；每个光子的动量为 p ，故 C 错误；设一对正负电子发生湮灭前，hcE h cE各自的动能为 Ek，发生湮灭后，根据能量守恒得：2 Ek2 mc22 E ，解得： E Ek mc2，故 D 错误；故选 B.7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
9、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 IU 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 、三束光的强度 E 大小关系，正确的是( )A a b c， Ea Eb EcB a b c， Ea Ec EbC b a c， Ea Eb EcD a b c， Ea Eb Ec解析：选 C.由图可知， a 的饱和电流最大，因此 a 光束照射时单位时间内产生的光电子数量大，光强大，而 c 光的强度最小， b 光的强度介于其中，即有 Ea Eb Ec
10、; 当光电流为零时，光电管两端加的电压为遏止电压，对应的光的频率为截止频率，根据eU h W，入射光的频率越高，对应的遏止电压 U 越大， a 光、 c 光的遏止电压相等，所以 a 光、 c 光的频率相等，而 b 光的频率大，故 C 正确，ABD 错误8下列说法正确的是( )A处于 n3 激发态的一个氢原子回到基态时一定会辐射三种频率的光子B 射线的穿透能力比 射线强C 衰变中的电子来自原子的内层电子D放射性元素的半衰期与压力、温度无关解析：选 D.处于 n3 的一个氢原子回到基态时可能会辐射一种频率的光子，或两种不同频率的光子，处于 n3 的“一群”氢原子回到基态时会辐射三种频率的光子，故
11、A 错误； 射线的穿透能力最弱，电离本领最强，故 B 错误； 衰变中的电子来自原子内部的中子转化为质子同时释放出一个电子故 C 错误；放射性元素的半衰期与压力、温度无关，故 D 正确所以 D 正确，ABC 错误9某静止的原子核发生核反应且放出能量 Q. 其方程为 X Y Z，并假设释放的能BA DC FE量全都转化为新核 Y 和 Z 的动能，测得其中 Z 的速度为 v，以下结论正确的是( )AY 原子核的速度大小为 vECBY 原子核的动能是 Z 原子核的动能的 倍DFCY 原子核和 Z 原子核的质量之和比 X 原子核的质量大 (c 为光速)QcDY 和 Z 的结合能之和一定大于 X 的结合能
12、解析：选 D.静止的原子核发生核反应，反应前后系统动量守恒，可得 DvY Fv，所以Y 原子核的速度大小为 v，故 A 项错误Y 原子核的动能可写为 Dv D ，ZFD 12 2Y 12(FDv)2 F2v22D原子核的动能可写为 Fv2，所以二者动能之比为 ，故 B 项错误根据爱因斯坦质能方程12 FD E mc2，可得该核反应的质量亏损为 ，故 C 项错误核反应中放出核能说明生成Qc2新原子核的结合能更大，故选项 D 正确10(多选)下列说法正确的是( )A根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小B放射性物质的温度升高，
13、则半衰期减小C用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核，不可能使氘核分解为一个质子和一个中子D某放射性原子核经过 2 次 衰变和一次 衰变，核内质子数减少 3 个解析：选 ACD.A 项：氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，库仑力做正功，动能增大，电势能减小，故 A 正确；B 项：半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间，由原子核本身决定，与原子的物理、化学状态无关，故 B 错误；C 项：核子结合成原子核与原子核分解为核子是逆过程，质量的变化相等，能量变化也相等，故用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核，还要另给它们分离时所需要的足够的动能所以不可能使氘核分解为一个质子和一个中子，故 C 正确；D项：根据质量数和电荷数守恒，某放射性原子核经过 2 次 衰变质子数减少 4，一次 衰变质子数增加 1，故核内质子数减少 3 个，D 正确