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十四波粒二象性原子结构和原子核1．(多选)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，始终有光电流产生答案AC解析在发生光电效应时，饱和光电流大小由光照强度来决定，与频率无关，光照强度越大饱和光电流越大，因此A正确，B错误；根据Ekm＝hν－W0可知，对于同一光电管，逸出功W0不变，当入射光的频率变高，光电子的最大初动能Ekm变大，因此C正确；由光电效应规律可知，当入射光的频率低于截止频率时无论光照强度多大，都不会有光电流产生，因此D错误。2．(多选)下列说法正确的是()A．天然放射性现象说明原子核内部具有复杂的结构B．α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构C．原子核发生β衰变生成的新核原子序数增加D．氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长答案AC解析天然放射现象说明原子核内部具有复杂的结构，A正确；α粒子散射实验说明原子具有核式结构，B错误；根据电荷数守恒、质量数守恒知，β衰变放出了一个电子，新核的电荷数加1，即原子序数增加，C正确；氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的能量小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的能量，故从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长大于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长，D错误。3.(多选)如图所示，是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象。由图象可知()A．该金属的逸出功等于EB．该金属的逸出功等于hνcC．入射光的频率为2νc时，产生的光电子的最大初动能为ED．入射光的频率为νc2时，产生的光电子的最大初动能为E2答案ABC解析由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0，对应图线可得，该金属的逸出功W0＝E＝hνc，A、B均正确；若入射光的频率为2νc，则产生的光电子的最大初动能Ek＝2hνc－W0＝hνc＝E，故C正确；入射光的频率为νc2时，该金属不发生光电效应，D错误。4.(多选)如图是氢原子的能级图，一群氢原子处于n＝3能级，下列说法中正确的是()A．这群氢原子跃迁时能够发出3种不同频率的光子B．这群氢原子发出的光子中，能量最大为10.2eVC．从n＝3能级跃迁到n＝2能级时发出的光波长最长D．如果发出的光子中只有一种能使某金属产生光电效应，那一定是由n＝3能级跃迁到n＝1能级发出的答案ACD解析根据C23＝3知，这群氢原子跃迁时能够发出3种不同频率的光子，故A正确；由n＝3能级跃迁到n＝1能级，辐射的光子能量最大，ΔE＝－1.51eV－(－13.6)eV＝12.09eV，故B错误；从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射的光子能量最小，频率最小，则波长最长，故C正确；如果发出的光子中只有一种能使某金属产生光电效应，则这种光子为能量最大的那种，即为从n＝3能级跃迁到n＝1能级发出的，故D正确。5．(多选)钚的一种同位素23994Pu衰变时释放巨大能量，其衰变方程为23994Pu→23592U＋42He＋γ，则下列说法正确的是()A．核燃料总是比结合能小的核B．核反应中γ光子的能量就是结合能C.23592U核比23994Pu核更稳定，说明23592U的结合能大D．由于衰变时释放巨大能量，所以23994Pu比23592U的比结合能小答案AD解析比结合能小的核反应生成比结合能大的核会释放核能，故核燃料比结合能较小，A、D正确；反应释放的能量除了γ光子，还有其他粒子的动能，B错误；核越稳定，比结合能越大，C错误。6．(多选)关于衰变方程23490Th→23491Pa＋X＋ΔE(ΔE为释放的核能，X为新生成的粒子)，已知23490Th的半衰期为1.2min，则下列说法正确的是()A．此反应为β衰变B.23491Pa核和23490Th核具有相同的质量C.23491Pa有143个中子D．64g的23490Th经过6min还有1g23490Th尚未衰变答案AC解析根据衰变时质量数和电荷数守恒可判断出X为0－1e，所以此反应为β衰变，A正确；因为衰变释放出电子和核能，23491Pa核与23490Th核质量不相同，B错误；23491Pa质量数为234，质子数为91，故中子数为234－91＝143，C正确；利用半衰期公式m余＝12tτm原，可得m余＝2g，则D错误。7．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素。比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放射出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病。根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是()A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就剩下一个氡原子核了B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，α射线的穿透能力最强，电离能力最弱D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4答案B解析半衰期遵循统计规律，对单个或极少数原子核是没有意义的，A错误；根据β衰变实质可知B正确；γ射线常常伴随着α衰变和β衰变产生，三种射线中α射线的穿透能力最弱，电离能力最强，C错误；发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减小2，D错误。8．用频率为ν0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为ν1、ν2和ν3的三条谱线，且ν3＞ν2＞ν1，则()A．ν0ν1B．ν3＝ν2＋ν1C．ν0＝ν1＋ν2＋ν3D.1ν1＝1ν2＋1ν3答案B解析大量氢原子跃迁时只有三种频率的光谱线，这说明是从n＝3能级向低能级跃迁，n＝3能级向n＝1能级跃迁时，hν3＝E3－E1；n＝3能级向n＝2能级跃迁时，hν1＝E3－E2；n＝2能级向n＝1能级跃迁时，hν2＝E2－E1；由以上三式可得hν3＝hν2＋hν1，解得ν3＝ν2＋ν1，所以B正确，D错误；再根据氢原子理论可知，入射光频率ν0＝ν3，所以A、C错误。9．人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数有如图所示的关系。下列关于原子结构和核反应的说法错误的是()A．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要放出能量B．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能C．已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子，若增加γ射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大D．在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度答案C解析原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要放出能量，A正确；原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能，B正确；增强γ射线强度，而频率不变，则逸出光电子的最大初动能不变，C错误；在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是利用它吸收中子的特性来控制核反应速度，D正确。