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文檔簡介
1、金太陽新課標資源網(wǎng) 專題十九波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)和原子核1.(2012銀川模擬)如圖為氫原子能級的示意圖,現(xiàn)有大量的氫原子處于n4的激發(fā)態(tài),當向低能級躍遷時輻射出若干不同頻率的光關(guān)于這些光下列說法正確的是( )A.由n4能級躍遷到n1能級產(chǎn)生的光子能量最大B.由n2能級躍遷到n1能級產(chǎn)生的光子頻率最小C.這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光D.用n2能級躍遷到n1能級輻射出的光照射逸出功為6.34 eV 的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng)2.(2012昌平模擬)北京時間2011年3月11日13時46分,在日本本州島附近海域發(fā)生里氏9.0級強烈地震,地震和海嘯引發(fā)福島第一核電站放射性物質(zhì)泄漏,其中放射性物
2、質(zhì)碘131的衰變方程為13153I13154Xe+Y根據(jù)有關(guān)放射性知識,下列說法正確的是( )A.Y粒子為粒子B.13153I的半衰期大約是8天,則若取4個碘原子核,經(jīng)16天就一定剩下1個碘原子核了C.生成的13154Xe處于激發(fā)態(tài),還會放射射線,射線的穿透能力最強,電離能力也最強D.13153I中有53個質(zhì)子和131個中子3.(2012寶雞模擬)在勻強磁場中有一個靜止的氡原子核(22286Rn),由于衰變它放出一個粒子,此粒子的徑跡與反沖核的徑跡是兩個相互外切的圓,大圓與小圓的直徑之比為421,如圖所示,那么氡核的衰變方程應(yīng)是下列方程中的哪一個( )A.22286Rn22287Fr+0-1e
3、B.22286Rn21884Po+42HeC.22286Rn22285At+01e D.22286Rn22085At+21H4.(2012徐州模擬)下列說法中正確的是( )A.太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的裂變反應(yīng)B.原子核式結(jié)構(gòu)模型是由湯姆孫在粒子散射實驗基礎(chǔ)上提出的 C.放射性元素的半衰期是由核內(nèi)自身的因素決定的,跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)沒有關(guān)系D.用射線治療腫瘤時一定要嚴格控制劑量,以免對人體正常組織造成太大的傷害5.(2012廣州模擬)如圖為氫原子的能級示意圖,圖中、分別表示氫原子由所處激發(fā)態(tài)向低能級的躍遷,躍遷時所發(fā)射的光子的頻率分別為1、2、3下列說法正確的是( )A.12B.223
4、,且h1=h2+h3,則1=2+3,A、B、D錯,C對.6.【解析】選B.根據(jù)左手定則可得打在a、b、c三點的射線分別是、射線,A錯.、粒子在磁場中做圓周運動,C錯,B對.再加一個豎直向上的勻強電場,則、粒子向上、下偏轉(zhuǎn)更大,D錯.7.【解析】選D.含23892U質(zhì)量為m的礦石中的鈾238發(fā)生衰變,變成的新核質(zhì)量和沒有發(fā)生衰變的部分質(zhì)量仍存在于礦石中,減少的質(zhì)量就是釋放出的射線粒子質(zhì)量,再根據(jù)半衰期的定義即可以判斷出,A、B、C錯,D對.【誤區(qū)警示】解答本題容易出現(xiàn)以下錯誤:(1)礦石質(zhì)量為M與23892U的質(zhì)量為m相混淆導(dǎo)致錯誤.(2)對半衰期理解不清,將礦石中鈾的剩余質(zhì)量誤認為發(fā)生衰變的質(zhì)
5、量而導(dǎo)致錯誤.8.【解析】選D.輻射光子能量最大為E,又E=h,故最大頻率為A、B錯.最小波長為= C錯.頻率最大為=折射率最大,D對.9.【解析】選C、D.依題意寫出核反應(yīng)方程為:yxXyx-1Y+0+1e yx-1Y+11H y-3x-2Z+42He,由上述方程得X核比Y核多一個質(zhì)子,Y核比Z核多一個質(zhì)子,所以X核比Z核多兩個質(zhì)子,X核比Z核中子數(shù)多1,故選項A、B錯.X核與Y核質(zhì)量數(shù)相等,Y核比Z核質(zhì)量數(shù)多3,選項C對.由題意可知X、Y、Z原子核的電荷數(shù)分別為qX、qY、qZ,則qX=qY+e,qY=qZ+e,則qX+qZ=2qY,故D正確.【方法技巧】判斷多個核變化時中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)變化
6、的方法(1)寫出各個核變化方程,找質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之間的聯(lián)系.(2)根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒列方程組,即可找出各個核之間質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)之間的關(guān)系.10.【解析】選B.由題圖可看出當滑動頭P在a、c之間移動時,光電管上加正向電壓,在a點時正向電壓最大都沒有光電流,說明沒有產(chǎn)生光電效應(yīng),所以只有增大入射光的頻率,才能產(chǎn)生光電流,A、C錯,B對;當滑動頭P在c、b之間移動時,光電管上加反向電壓,更不能產(chǎn)生光電流,D錯.11.【解析】選A. 這是一個核聚變反應(yīng),方程是21H+31H42He+10n+,所以A對,B錯.輻射出的光子的能量為E=(m1+m2m3m4)c2,C錯.光子的波長D錯.12.【解析
7、】選B、D.選項A和D都是原子核人工轉(zhuǎn)變方程,A錯,D對;B表示核聚變反應(yīng)方程,選項B對;C表示衰變方程,選項C錯.13.【解析】選B. 實物粒子既具有粒子性,又具有波動性,A錯;盧瑟福通過粒子散射實驗現(xiàn)象,提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,B對;光波是概率波,光子在前進和傳播過程中,其位置和動量不能夠同時確定,滿足不確定性關(guān)系,C錯;激光的頻率小于光子的頻率,因而能量小于光子的能量,D錯.14.【解析】(1)15O衰變的方程式為:158O157N+01e.(2)15O在人體內(nèi)的主要用途是作為示蹤原子,B正確.(3)正負電子湮滅后生成一對光子,釋放的核能為:E=2mc2,所以 E=2mc2=光子的波長
8、(4)PET中所選的放射性同位素的半衰期應(yīng)短,便于測量.答案:(1)158O157N+01e (2)B (3) (4)短15.【解析】(1)選B.根據(jù)原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)的關(guān)系圖線可得,中等質(zhì)量數(shù)的原子核比結(jié)合能最大,所以核子組合成中等質(zhì)量數(shù)的原子核時質(zhì)量虧損最大,釋放能量最大.故正確答案為B.(2)取中子開始運動的方向為正方向,根據(jù)動量守恒可得,p中子=-p中子+p碳核,所以p碳核0,且p碳核=p中子+p中子,則碰后碳核的運動方向與此時中子運動的方向相反,并且p碳核p中子.(3)依題意得:E3-E1=h解得:=2.91015 Hz根據(jù)能級圖可得,由n=4向n=1躍遷所放出的光子照射金屬產(chǎn)
9、生光電子的初動能最大,根據(jù)愛因斯坦光電方程得:Ek=h-W0=(E4-E1)-(E3-E1)得:Ek=0.66 eV答案:(1)B (2)相反 大于 (3)2.91015 Hz 0.66 eV【高考預(yù)測】1.【解題指南】理清分析思路,分析物理現(xiàn)象:(1)首先是紫外線照射時受激躍遷到較高的能級.(2)然后是自發(fā)躍遷輻射可見光到較低的能級.【解析】選C.第一次躍遷是吸收紫外線光子,躍遷到較高能級,第二次躍遷是放出可見光光子由于h1h2,故E1E2,C項正確2.【解析】選B.太陽每秒鐘輻射的總能量EPt3.81026 J,由質(zhì)能方程Emc2,每秒鐘減少的質(zhì)量m4109 kg,故選B.3.【解析】選C
10、.先計算鉻原子的n=2能級上的電子躍遷到n=1能級上時應(yīng)釋放的能量:E=E2E1=n=4能級上的電子要電離所需的能量E4=則n=4能級上的電子得到E的能量后,首先需要能量使之電離,然后多余的能量以動能的形式存在,所以Ek=E-E4=選項C正確.【誤區(qū)警示】本題易產(chǎn)生的誤區(qū)為:根據(jù)n=2能級上的電子躍遷到n=1能級上時釋放的能量轉(zhuǎn)給n=4能級上的電子使之電離脫離原子,誤認為從n=2躍遷到n=1能級時釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為俄歇電子的動能,從而導(dǎo)致不能得出正確結(jié)論4.【解析】選A、B、C.根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程:Ek=h-W0,分析圖象可得:W0=E=h0,只有當入射光頻率0,才能發(fā)生光電效應(yīng),當=
11、20時,Ek=h0,所以選項D錯,A、B、C正確.5.【解析】選A.由核反應(yīng)方程23692U20882Pbnk,根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可得:2n-k+82=92,4n+208=236,解得n=7,k=4,選項A對.6.【解析】選A、D.用能量小于或等于結(jié)合能的光子照射氘核時,氘核一定不能分解,所以A正確,B錯誤.用能量大于結(jié)合能的光子照射氘核時,氘核可能分解,只要分解,分解出的質(zhì)子和中子動能之和一定不為零(若動能之和為零就分不開了),所以C錯誤,D正確.7【解析】(1)氫原子從n2的某一能級躍遷到n2的能級,輻射光子的頻率應(yīng)滿足:hEnE22.55 eV EnhE2-0.85 eV所以n4基態(tài)
12、氫原子要躍遷到n4的能級,應(yīng)提供的能量為EE4E112.75 eV.(2)輻射躍遷圖如圖所示答案:(1)12.75 eV (2)見解析圖8.【解析】(1)設(shè)運動氫原子的速度為v0,完全非彈性碰撞后兩者的速度為v,損失的動能E被基態(tài)氫原子吸收若E10.2 eV,則基態(tài)氫原子可由n1躍遷到n2.由動量守恒和能量守恒有:mv02mv Ek13.6 eV 解得,E6.8 eV因為E6.8 eV10.2 eV.所以不能使基態(tài)氫原子發(fā)生躍遷(2)若使基態(tài)氫原子電離,則E13.6 eV,代入得Ek2E,所以Ek27.2 eV.答案:(1)不能 (2)27.2 eV9.【解析】(1)設(shè)中子的質(zhì)量為m,則氮核的質(zhì)量為14m,B核的質(zhì)量為11m,C核的質(zhì)量為4m,根據(jù)動量守恒可得:mv0=11mvB+4mvC,代入數(shù)值解得vC=3106 m/s.(2)根據(jù)帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的軌道半徑公式可得: 所以又qC+qB=7e解得:qC=2e,qB=5e,所以C核
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