單元質(zhì)量評(píng)估（十二）波粒二象性原子結(jié)構(gòu)和原子核

選擇題（1?8題為單項(xiàng)選擇題，9~13題為多項(xiàng)選擇題）

1.[2020?天津卷，1]在物理學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中，人們通過(guò)對(duì)某些重要物理實(shí)驗(yàn)的深入觀察

和研究，獲得正確的理論認(rèn)識(shí).下列圖示的實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)原子具有核式結(jié)構(gòu)的是（）

A

C

2.下列關(guān)于原子核的敘述中正確的是（）

A.居里夫人通過(guò)a粒子轟擊鋁原子核，首次發(fā)現(xiàn)了中子

B.核反應(yīng)堆中的“慢化劑”是為了減慢反應(yīng)速度，防止反應(yīng)過(guò)于劇烈

C.輕核聚變過(guò)程中，會(huì)有質(zhì)量虧損，要釋放能量

D.原子核的質(zhì)量越大，比結(jié)合能就越小

3.位于廣東東莞的國(guó)家大科學(xué)工程——中國(guó)散裂中子源（CSNS）首次打靶成功，獲得中

子束流.這標(biāo)志著CSNS主體工程順利完工，進(jìn)入試運(yùn)行階段.對(duì)于有關(guān)中子的研究，下面

說(shuō)法正確的是（）

A.中子和其他微觀粒子，都具有波粒二象性

B.一個(gè)氣核和一個(gè)瓶核經(jīng)過(guò)核反應(yīng)后生成氮核和中子是裂變反應(yīng)

C.盧瑟福通過(guò)分析a粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子

D.核反應(yīng)方程部Pof12X+：He中的y=206,X的中子個(gè)數(shù)為128

4.[2021?浙江1月，10]下列說(shuō)法正確的是（）

A.光的波動(dòng)性是光子之間相互作用的結(jié)果

B.玻爾第一次將“量子”引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念

C.光電效應(yīng)揭示了光的粒子性，證明了光子除了能量之外還具有動(dòng)量

D.a射線(xiàn)經(jīng)過(guò)置于空氣中帶正電驗(yàn)電器金屬小球的上方，驗(yàn)電器金屬箔的張角會(huì)變大

5.在研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，用頻率為v的單色光照射光電管，測(cè)得遏止電壓為

U,則下列說(shuō)法中正確的是（）

A.若僅增大該單色光的強(qiáng)度，則遏止電壓一定大于U

B.若改用頻率為2V的單色光照射，則遏止電壓一定大于2U

C.若改用頻率為2V的單色光照射，則飽和光電流一定變?yōu)樵瓉?lái)的2倍

D.若改用頻率為0.5v的單色光照射，則一定不可能產(chǎn)生光電子

6.2020年12月8日，月表最強(qiáng)“打工人”嫦娥四號(hào)迎來(lái)從地球出發(fā)兩周年紀(jì)念日.若

嫦娥四號(hào)上有一塊備用的核燃料電池，能在夜里為其提供動(dòng)力，核燃料為曾Pu,贊Pu核

的轉(zhuǎn)化方程為贊Pu-皆x+2Y,已知留Pu核、X核以及Y核的質(zhì)量分別為他Pu、的、

〃，Y，光速為c.則下列說(shuō)法正確的是（）

A.贊Pu核比X核多4個(gè)中子

B.該過(guò)程釋放的核能為3（mpu+mx+my）^

C.該過(guò)程為a衰變

D.該過(guò)程進(jìn)行的速度隨所處環(huán)境的壓強(qiáng)和溫度的變化而發(fā)生改變

7.在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，先后用頻率相同但光強(qiáng)不同的兩束光照射同一個(gè)光電管.若實(shí)

驗(yàn)a中的光強(qiáng)大于實(shí)驗(yàn)b中的光強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)所得光電流/與光電管兩端所加電壓U間的關(guān)系

曲線(xiàn)分別以a、8表示，則下列圖中可能正確的是（）

0U0U

8.［2022?山西太原模擬］

如圖所示，在研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，保持P的位置不變，用單色光。照射陰極K,

電流計(jì)G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；改用另一頻率的單色光b照射K,電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),

那么（）

A.增加a的強(qiáng)度一定能使電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)

B.用b照射時(shí)通過(guò)電流計(jì)的電流由d到c

C.只增加人的強(qiáng)度一定能使通過(guò)電流計(jì)的電流增大

D.a的波長(zhǎng)一定小于6的波長(zhǎng)

9.下列核反應(yīng)方程中，X］、X2、X3、X4代表a粒子的有（）

A.1H+,H—n+Xi

B.\H+；H—%n+X2

144

C.23592U+In—?56Ba+黑Kr+3X3

D.on+:Li—??:H+X4

10.［2022?廣東佛山順德區(qū)測(cè)試］

太陽(yáng)每年輻射到地球上的能量是地球上獲得最大的能源，太陽(yáng)內(nèi)部有多種熱核反應(yīng)，其

中的一個(gè)反應(yīng)方程是：1H+：Hf：He+in.若已知jH的質(zhì)量為；H的質(zhì)量為m2,：

He的質(zhì)量為,"a，1n質(zhì)量為加4，下列說(shuō)法中正確的是（）

A.?H和；H是同種元素的原子核

B.；H和：H在常溫下就能夠發(fā)生聚變

C.雖然該反應(yīng)出現(xiàn)質(zhì)量虧損，但反應(yīng)前后總質(zhì)量數(shù)不變

D.這個(gè)反應(yīng)釋放的核能為AE=Ol+/?2一如一，"4）/

11.圖甲為研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的部分裝置示意圖.實(shí)驗(yàn)中用頻率為V的光照射某種金屬,

其光電流隨光電管外電源電壓變化的i-U圖象如圖乙.已知普朗克常量為/?,電子帶的電

荷量為e.下列說(shuō)法中正確的是（）

5。umu

乙

A.測(cè)量電壓”時(shí)，光電管的K極應(yīng)連接外電源的負(fù)極

B.光電子的最大初動(dòng)能為

C.該金屬的逸出功為加，

D.當(dāng)電壓大于Um時(shí)，增加光照強(qiáng)度則光電流增大

12.氫原子光譜如圖中所示，圖中給出了譜線(xiàn)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)，玻爾的氫原子能級(jí)圖如圖乙

所示.已知普朗克常量/1=6.63X1034Js可見(jiàn)光的頻率范圍約為4.2X1014~7.8XIO'4Hz,

則（）

甲乙

A.H”譜線(xiàn)對(duì)應(yīng)光子的能量小于譜線(xiàn)對(duì)應(yīng)光子的能量

B.圖甲所示H.、所、?、氏四種光均屬于可見(jiàn)光范疇

C.所對(duì)應(yīng)光子的能量約為10.2eV

D.乩譜線(xiàn)對(duì)應(yīng)的躍遷是從〃=3能級(jí)到〃=2能級(jí)

13.圖甲為氫原子的能級(jí)圖，大量處于〃=2激發(fā)態(tài)的氫原子吸收一定頻率的光子后躍

遷到較高的能級(jí)，之后再向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出10種不同頻率的光子.當(dāng)用這些輻射出的

光子去照射如圖乙所示光電管陰極K時(shí)，發(fā)生了光電效應(yīng)，改變電源的正負(fù)極并調(diào)節(jié)滑動(dòng)

變阻器滑片，發(fā)現(xiàn)遏止電壓為8V,貝|（）

￡7eV

4----------------------0.85

3--------------------1.51

2--------------------3.4

1----------------------13.6

甲

A.該光電管陰極K的逸出功為7.06eV

B.吸收的光子能量為2.86eV

C.躍遷過(guò)程中輻射出的光子能量是連續(xù)的

D.輻射出來(lái)的10種光子中只有4種能使該光電管發(fā)生光電效應(yīng)

1.解析：發(fā)現(xiàn)原子具有核式結(jié)構(gòu)的是盧瑟福的a粒子轟擊金箔發(fā)生散射的實(shí)驗(yàn)，選項(xiàng)

D正確.

答案：D

2.解析：查德威克通過(guò)a粒子轟擊鍍核的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了中子，故A錯(cuò)誤；核反應(yīng)堆中的

“慢化劑”是為了減慢中子速度，故B錯(cuò)誤；輕核聚變過(guò)程中，會(huì)有質(zhì)量虧損，要釋放核

能，故C正確；原子核質(zhì)量數(shù)越大，原子核結(jié)合能越大，但該原子的比結(jié)合能不一定越小，

故D錯(cuò)誤.

答案：C

3.解析：所有微觀粒子都具有波粒二象性，故A正確；裂變反應(yīng)是較重的原子核分裂

成較輕原子核的反應(yīng)，而該反應(yīng)是較輕的原子核的聚變反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；盧瑟福通過(guò)分析a

粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，查德威克通過(guò)a粒子轟擊鍍核（；Be）獲

得碳核（,C）的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了中子，故C錯(cuò)誤；），=210—4=206,X的中子個(gè)數(shù)為206—82

=124,故D錯(cuò)誤.

答案：A

4.解析：在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，減小光的強(qiáng)度，讓光子通過(guò)雙箕后，光子只能一個(gè)

接一個(gè)地到達(dá)光屏，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間，仍然發(fā)現(xiàn)相同的干涉條紋，這表明光的波動(dòng)性不是由

光子之間的相互作用引起的，A錯(cuò)誤；玻爾第一次將“量子”引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和

躍遷的概念，B正確；光電效應(yīng)揭示了光的粒子性，康普頓效應(yīng)說(shuō)明了光子除了具有能量還

具有動(dòng)量，C錯(cuò)誤；a射線(xiàn)可以使金屬球附近的空氣電離，金屬球吸引負(fù)離子而使臉電器金

屬箔的張角變小，D錯(cuò)誤.

答案：B

5.解析：根據(jù)光電效應(yīng)的規(guī)律得出：eU=hv-W0,故若僅增大該單色光的強(qiáng)度，則遏

止電壓不變，仍為U,故A錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)的規(guī)律得出：eU^hv-W0,若改用頻率為

2V的單色光照射，則遏止電壓一定大于2U,故B正確；光電效應(yīng)中，一個(gè)光子激發(fā)出一個(gè)

光電子，當(dāng)照射光的強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，單位時(shí)間內(nèi)射向陰極的光子數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，

激發(fā)出的光電子數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，電路中的光電流變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，若改用頻率為2V的

單色光照射，飽和光電流不一定變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，故C錯(cuò)誤；若改用頻率為0.5v的單色光

照射，若0.5v大于金屬的極限頻率，則能產(chǎn)生光電效應(yīng)，可能產(chǎn)生光電子，故D錯(cuò)誤.故

選B.

答案：B

6.解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒可知238=234+〃，94=〃?+2,解得〃=4,%

=92,即轉(zhuǎn)化方程為留Pu-$X+；He,該過(guò)程為a衰變，X核與贊Pu核相比，質(zhì)量數(shù)

減少4,核電荷數(shù)減少2,故中子數(shù)減少2,選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確；此過(guò)程中虧損的質(zhì)量為

2

Am=mPu—mx—mx,釋放的能量E=(mPu—mx—m\')c,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；放射性元素的半衰

期不受外界環(huán)境的影響，即該過(guò)程進(jìn)行的速度與所處環(huán)境的壓強(qiáng)和溫度等均無(wú)關(guān)，選項(xiàng)D

錯(cuò)誤.

答案：C

7.解析：光電流恰為零，此時(shí)光電管兩端加的電壓為遏止電壓，對(duì)應(yīng)的光的頻率為截

止頻率，入射光的頻率越高，對(duì)應(yīng)的遏止電壓上越大，由于入射光的頻率沒(méi)有變，故遏止

電壓相同，即圖線(xiàn)與橫軸的交點(diǎn)相同.由于〃光的光強(qiáng)大于匕光的光強(qiáng)，所以。的飽和光電

流大于6的飽和光電流.故A項(xiàng)正確、B,C、D項(xiàng)錯(cuò)誤.

答案：A

8.解析：用單色光“照射陰極K,電流計(jì)G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明“光的頻率小于

陰極K的截止頻率，增加〃的強(qiáng)度也無(wú)法使電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，A錯(cuò)誤；電子運(yùn)動(dòng)方

向從4到c,電流方向從c到4,B錯(cuò)誤；只增加6的強(qiáng)度可以使光電流增大，使通過(guò)電流

計(jì)的電流增大，C正確；方光能使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)，人光的頻率大于陰極K的截止頻率

也就大于a光的頻率，h的波長(zhǎng)一定小于a的波長(zhǎng)，D錯(cuò)誤.

答案：C

9.解析：根據(jù)核反應(yīng)方程滿(mǎn)足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可知選項(xiàng)B中的X2質(zhì)量數(shù)

是4,電荷數(shù)是2,代表a粒子，B項(xiàng)正確；選項(xiàng)D中的X4質(zhì)量數(shù)是4,電荷數(shù)是2,代表

a粒子，D項(xiàng)正確；根據(jù)核反應(yīng)方程滿(mǎn)足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可知選項(xiàng)A中的Xi質(zhì)

量數(shù)是3,電荷數(shù)是2,A項(xiàng)錯(cuò)誤；選項(xiàng)C中的X3質(zhì)量數(shù)是1,電荷數(shù)是0,代表中子，C

項(xiàng)錯(cuò)誤.

答案：BD

10.解析：；H和；H是同種元素的原子核，故A項(xiàng)正確；jH和；H在極高溫度下才

能夠發(fā)生聚變，核聚變又叫熱核反應(yīng)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；；H+：H-；He+in反應(yīng)前后總質(zhì)量

數(shù)不變，核子平均質(zhì)量減小，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，故C項(xiàng)正確；；H+；H-；He+in的質(zhì)量虧

損+機(jī)2—反應(yīng)釋放的核能AE=A/HC2=(/?i+W2—m3故D項(xiàng)正確.故

選ACD.

答案：ACD

11.解析：電壓“為反向遏止電壓，此時(shí)光電管的K極應(yīng)連接外電源的正極，A錯(cuò)誤；

光電子克服電場(chǎng)力做功，根據(jù)能量守恒定律，光電子的最大初動(dòng)能Ekm=eUc,B正確；光

電效應(yīng)方程為Ekm=6一川0,結(jié)合B選項(xiàng)解得金屬的逸出功為Wo=6—e&,C錯(cuò)誤；電壓

Um對(duì)應(yīng)正向飽和電流，已收集了相應(yīng)光照強(qiáng)度下的所有的光電子.若增大光照強(qiáng)度，光子

數(shù)量增加，光電子數(shù)量增加，則電路中的光電流增大，D正確.故選BD.

答案：BD

12.解析：根據(jù)真空中光速等于波長(zhǎng)乘頻率可知，波長(zhǎng)越長(zhǎng)頻率越小，根據(jù)E=hv可

知頻率越小能量越小，故A正確；由可見(jiàn)