2015--2017三年高考汇总——波粒二象性与原子物理

2015--2017三年高考汇总——波粒二象性与原子物理一、选择题1.(2015·江苏高考)波粒二象性是微观世界的基本特征,以下说法正确的有（）A.光电效应现象揭示了光的粒子性B.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C.黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D.动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波长也相等2.(2015·全国卷Ⅱ)实物粒子和光都具有波粒二象性,下列事实中突出体现波动性的是()A.电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B.β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C.人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构E.光电效应实验中,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与入射光的强度无关3.(2015·山东高考)14C发生放射性衰变成为14N,半衰期约5700年。已知植物存活期间,其体内14C与12C的比例不变;生命活动结束后,14C的比例持续减少。现通过测量得知,某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是（）A.该古木的年代距今约5700年B.12C、13C、14C具有相同的中子数C.14C衰变为14N的过程中放出β射线D.增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变4.(2015·浙江高考)以下说法正确的是()A.所有原子核中的质子数和中子数都相等B.在核反应中,质量数守恒、电荷数守恒C.氢原子从高能级向低能级跃迁时能辐射出γ射线D.只要光照射金属电极的时间足够长,就能发生光电效应5.(2015·安徽高考)图示是α粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹,M、N、P、Q是轨迹上的四点,在散射过程中可以认为重金属原子核静止不动。图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是()A.M点B.N点C.P点D.Q点6.(2015·北京高考)下列核反应方程中,属于α衰变的是()A．1441717281NHeOHB．238234492902UThHeC．23411120HHHenD．23423409091a1ThPe7.(2015·福建高考)下列有关原子结构和原子核的认识,其中正确的是()A.γ射线是高速运动的电子流B.氢原子辐射光子后,其绕核运动的电子动能增大C.太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D．Bi21083的半衰期是5天,100克Bi21083经过10天后还剩下50克8.(2015·广东高考)科学家使用核反应获取氚,再利用氘和氚的核反应获得能量,核反应方程分别为：X+Y→42He+31H+4.9MeV和21H+31H→42He++X+17.6MeV,下列表述正确的有()A.X是中子B.Y的质子数是3,中子数是6C.两个核反应都没有质量亏损D.氘和氚的核反应是核聚变反应9.(2015·天津高考)物理学重视逻辑,崇尚理性,其理论总是建立在对事实观察的基础上。下列说法正确的是()A.天然放射现象说明原子核内部是有结构的B.电子的发现使人们认识到原子具有核式结构C.α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D.密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的二、填空题10.(2015·江苏高考)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，23592U是核电站常用的核燃料。23592U受一个中子轰击后裂变成14456Ba和8936Kr两部分,并产生个中子。要使链式反应发生,裂变物质的体积要(选填“大于”或“小于”)它的临界体积。11.(2015·全国卷Ⅰ)在某次光电效应实验中,得到的遏止电压Uc与入射光的频率ν的关系如图所示,若该直线的斜率和截距分别为k和b,电子电荷量的绝对值为e,则普朗克常量可表示为,所用材料的逸出功可表示为。12.(2015·海南高考)氢原子基态的能量为E1=-13.6eV。大量氢原子处于某一激发态。由这些氢原子可能发出的所有的光子中,频率最大的光子能量为-0.96E1,频率最小的光子的能量为eV(保留2位有效数字),这些光子可具有种不同的频率。三、计算题13.(2015·江苏高考)(3)取质子的质量mp=1.6726×10-27kg,中子的质量mn=1.6749×10-27kg,α粒子的质量mα=6.6467×10-27kg,光速c=3.0×108m/s。请计算α粒子的结合能。(计算结果保留两位有效数字)一、选择题（第11题）1.(2016·全国卷I·T35（1）)现用某一光电管进行光电效应实验,当用某一频率的光入射时,有光电流产生。下列说法正确的是()A.保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,饱和光电流变大B.入射光的频率变高,饱和光电流变大C.入射光的频率变高,光电子的最大初动能变大D.保持入射光的光强不变,不断减小入射光的频率,始终有光电流产生E.遏止电压的大小与入射光的频率有关,与入射光的光强无关2.(2016·全国卷III·T35（1）)一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后,变为处于激发态的硅原子核28*14Si,下列说法正确的是()A.核反应方程为2728*1314pAlSi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105m/s,方向与质子初速度方向一致3.（2016·江苏高考·T12C（1））贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象,如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。下列属于放射性衰变的是()A.14140671CNeB.n2YInU109539139531023592C.23411120H+HHe+nD.427301213150He+AlP+n4.(2016·天津高考·T6)物理学家通过对实验的深入观察和研究,获得正确的科学认知,推动物理学的发展。下列说法符合事实的是()A.赫兹通过一系列实验,证实了麦克斯韦关于光的电磁理论B.查德威克用α粒子轰击错误!未找到引用源。147N获得反冲核178O,发现了中子C.贝克勒尔发现的天然放射性现象,说明原子核有复杂结构D.卢瑟福通过对阴极射线的研究,提出了原子核式结构模型5.（2016·海南高考·T17（1））下列说法正确的是()A.爱因斯坦在光的粒子性的基础上,建立了光电效应方程B.康普顿效应表明光子只具有能量,不具有动量C.玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律D.卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型E.德布罗意指出微观粒子的动量越大,其对应的波长就越长6.(2016·北京高考·T13)处于n=3能级的大量氢原子,向低能级跃迁时,辐射光的频率有()A.1种B.2种C.3种D.4种二、填空题7.(2016·全国卷II·T35（1）)在下列描述的核过程的方程中,属于α衰变的是,属于β衰变的是,属于裂变的是,属于聚变的是。A.eNC01147146B.323201516-1S+ePC.238234492902UTh+HeD.1441717281N+HeO+HE.235114094192054380U+nXe+2nSrF.32411120HHHe+n8.（2016·江苏高考·T12C（2））已知光速为c,普朗克常数为h,则频率为ν的光子的动量为。用该频率的光垂直照射平面镜,光被镜面全部垂直反射回去,则光子在反射前后动量改变量的大小为。三、计算题9.（2016·江苏高考·T12C（3））几种金属的逸出功W0见下表:金属钨钙钠钾铷W0(×10-19J)7.265.123.663.603.41用一束可见光照射上述金属的表面,请通过计算说明哪些能发生光电效应。已知该可见光的波长范围为4.0×10-7～7.6×10-7m,普朗克常数h=6.63×10-34J·s。1.(2017·全国甲卷·T15)一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核,衰变方程为23892U→23490Th+42He,下列说法正确的是()A.衰变后钍核的动能等于α粒子的动能B.衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C.铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间D.衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量2．(2017·全国乙卷·T17)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电,氘核聚变反应方程是22311120HHHen→,已知21H的质量为2.0136u，32He的质量为3.0150u，10n的质量为1.0087u,1u=931MeV/c2。氘核聚变反应中释放的核能约为()A.3.7MeVB.3.3MeVC.2.7MeVD.0.93MeV3.(2017·全国丙卷·T19)在光电效应实验中,分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上,测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是()A.若νaνb,则一定有UaUbB.若νaνb,则一定有EkaEkbC.若UaUb,则一定有EkaEkbD.若νaνb,则一定有hνa-Ekahνb-Ekb4.(2017·天津高考·T1)我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证,这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。下列核反应方程中属于聚变反应的是()A.21H+31H→42He+10nB.147N+42He→178O+11HC.42He+2713Al→3015P+10nD.23592U+10n→14456Ba+8936Kr+103n5.(2017·北京高考·T18)2017年年初,我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置,发出了波长在100nm(1nm=10-9m)附近连续可调的世界上首个最强的极紫外激光脉冲,大连光源因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子,但又不会把分子打碎。据此判断,能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h=6.6×10-34J·s,真空光速c=3×108m/s)()A.10-21JB.10-18JC.10-15JD.10-12J6.(2017·江苏高考·T12C（1）)原子核的比结合能曲线如图,根据该曲线,下列判断中正确的有（）A.42He核的结合能约为14MeVB.42He核比63Li核更稳定C.两个21H核结合成42He核时释放能量D.23592U核中核子的平均结合能比8936Kr核中的大7．(2017·江苏高考·T12C（2）)质子(11H)和α粒子(42He)被加速到相同动能时,质子的动量(选填“大于”“小于”或“等于”)α粒子的动量,质子和α粒子的德布罗意波波长之为。8.(2017·北京高考·T23)在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。放射出α粒子（42He）在与磁场垂直的平面内做圆周运动,其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量。(1)放射性原子核用XAZ表示,新核的元素符号用Y表示,写出该α衰变的核反应方程。(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,求圆周运动的周期和环形电流大小。(3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能,新核的质量为M,求衰变过程的质量亏损Δm。2015--2017三年高考汇总——波粒二象性与原子物理答案解析一、选择题1.(2015·江苏高考)【解析】选A、B。光电效应说明光的粒子性,所以A项正确;热中子在晶体上产生衍射图样,即运动的实物粒子具有波的特性,即说明中子具有波动性,所以B项正确;黑体辐射的实验规律说明电磁辐射具有量子化,即黑体辐射是不连续的、一份一份的,所以黑体辐射用光的粒子性解释,即C项错误;根据德布罗意波长公式λ=hp错误!未找到引用源。,p2=2mEk,又质子的质量大于电子的质量,所以动能相等的质子和电子,质子的德布罗意波长较短,所以D项错误。2.(2015·全国卷Ⅱ)【解析】选A、C、D。电子束通过双缝装置后可以形成干涉图样,可以说明电子是一种波,故