近代物理初步練習(xí)

近代物理初步練習(xí)第一頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日思考與研討1.下面哪些事實(shí)證明了原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)()A.粒子的散射實(shí)驗(yàn)B.天然放射現(xiàn)象C.陰極射線(xiàn)的發(fā)現(xiàn)D.倫琴射線(xiàn)的發(fā)現(xiàn)B2.α射線(xiàn)的本質(zhì)是()A.電子流B.高速電子流C.光子流D.高速氦核流D第二頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日3.放射性元素的半衰期是()A.質(zhì)量減小一半需要的時(shí)間B.原子量減少一半需要的時(shí)間C.原子核全部衰變所需時(shí)間的一半D.原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時(shí)間D4.有關(guān)科學(xué)家和涉及的事實(shí)，正確的說(shuō)法是（）A.居里夫婦用粒子轟擊鋁箔時(shí)發(fā)現(xiàn)了正電子B.盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)成功地解釋了氫原子的發(fā)光現(xiàn)象C.麥克斯韋從理論上預(yù)言了電磁波的存在，赫茲用實(shí)驗(yàn)方法給予了證實(shí)D.玻爾建立了量子理論，解釋了各種原子發(fā)光現(xiàn)象AC第三頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日5．對(duì)光電效應(yīng)做出合理解釋的物理學(xué)家是(

)A.愛(ài)因斯坦B.玻爾C.查德威克D.德布羅意A6．紅、橙、黃、綠4種單色光中，光子能量最小的是(

)A.紅光 B.橙光C.黃光D.綠光A思考與研討第四頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日能力·思維·方法【例1】經(jīng)過(guò)

次衰變和

次衰變，轉(zhuǎn)變成.【解析】對(duì)于衰變和衰變來(lái)說(shuō)，衰變不改變質(zhì)量數(shù)，所以應(yīng)當(dāng)先以質(zhì)量數(shù)的變化來(lái)計(jì)算衰變次數(shù).原子每發(fā)生一次衰變時(shí)質(zhì)量就減少4個(gè)單位，電荷數(shù)減少2個(gè)單位，而每發(fā)生一次衰變，則質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)增加一個(gè)單位.第五頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日質(zhì)量數(shù)由232減少到208共發(fā)生α衰變的次數(shù)為：

Na=(232-208)/4=6;再結(jié)合電荷數(shù)的變化確定β衰變的次數(shù)：

N=【解題回顧】解決核反應(yīng)方程類(lèi)問(wèn)題時(shí)，一定要抓住核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒這個(gè)規(guī)律，本例還要注意β衰變的特點(diǎn)——質(zhì)量數(shù)不變.能力·思維·方法第六頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日【例2】將天然放射性物質(zhì)放入頂端開(kāi)有小孔的鉛盒S里，放射線(xiàn)便從小孔中射出，沿帶電平行金屬板A、B之間的中線(xiàn)垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)，軌道如圖所示，則軌跡

是射線(xiàn)，軌跡

是射線(xiàn)，軌跡

是射線(xiàn).

板帶正電，

板帶負(fù)電.能力·思維·方法第七頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日【解析】由于射線(xiàn)不帶電，進(jìn)入電場(chǎng)后不會(huì)改變方向，所以軌跡②為射線(xiàn).

帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，則在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向的位移為s=v0t,設(shè)兩板間的距離為d，則1/2d=1/2at2，a=qE/m=qU/dm,則

s=，能力·思維·方法第八頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日由此式可知s與粒子進(jìn)入電場(chǎng)的初速度v0成正比，與粒子的荷質(zhì)比q/m的平方根成反比.射線(xiàn)速度約為射線(xiàn)的1/10，而粒子的荷質(zhì)比比粒子的荷質(zhì)比要小的多，所以粒子的豎直方向位移要大，所以③是射線(xiàn)的軌跡，①是射線(xiàn)的軌跡.α粒子帶正電，而向A板偏移，因此A板帶負(fù)電，B板帶正電.能力·思維·方法第九頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日【例3】

100W的單色光源,發(fā)光效率為5%,發(fā)射的光波波長(zhǎng)為5.9×10-7m,求它每秒發(fā)射出的光子數(shù).解：設(shè)光源每秒消耗的總能量E，每秒轉(zhuǎn)化成光能的能量E1，每個(gè)光子的能量為又有E1=nE0，E1=5%E，E=Pt則

能力·思維·方法第十頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日【例４】如圖給出氫原子最低的四個(gè)能級(jí)，氫原子在這些能級(jí)之間躍遷所輻射的光子的頻率最多有____種，其中最小的頻率等于

Hz.(保留兩位有效數(shù)字)61.6×1014能力·思維·方法第十一頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日【例５】按照玻爾理論，氫原子處在量子數(shù)為n＝2和n＝3的定態(tài)時(shí)，其相應(yīng)的原子能量的絕對(duì)值之比│E2│∶│E3│＝_____.9∶4【例６】欲使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)，下列措施可行的是(

)A.用10.2eV的光子照射B.用11eV的光子照射C.用14eV的光子照射D.用11eV的電子碰撞ACD能力·思維·方法第十二頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日延伸·拓展【例７】靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的某放射性元素的核，放出一個(gè)粒子，其速度方向與磁場(chǎng)方向垂直，測(cè)得粒子和反沖核軌道半徑之比R∶r=30∶1，如圖1所示，則（）A.粒子與反沖核的動(dòng)量大小相等，方向相反B.反沖核的原子序數(shù)為62C.原來(lái)放射性元素的原子序數(shù)為62D.反沖核與α粒子的速度之比為1∶62第十三頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日【解析】本題結(jié)合動(dòng)量守恒、衰變方程、帶電粒子在磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)等幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)綜合運(yùn)用；由動(dòng)量守恒得：MV+mv=0，其中MV為反沖核動(dòng)量，mv為粒子的動(dòng)量.Q為原來(lái)放射性元素的原子核電荷數(shù)，則反沖核的電荷數(shù)為Q-2，α粒子電荷數(shù)為2.

反沖核的軌跡半徑R=MV/[B（Q-2）]；粒子的軌道半徑r=mv/(2B)；綜合以上公式可得Q=62.【解題回顧】把原子核知識(shí)與電磁場(chǎng)及力學(xué)知識(shí)結(jié)合起來(lái)，考查學(xué)生綜合分析也是每年高考中的熱點(diǎn)之一。本例中要注意反沖核與α粒子的動(dòng)量關(guān)系及電磁性質(zhì)，體會(huì)外切圓的由來(lái).第十四頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日【例８】根據(jù)玻爾理論，某原子的電子從能量為E的軌道躍遷到能量為E′的軌道，輻射出波長(zhǎng)為λ的光.以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，則E′等于(

)

C延伸·拓展第十五頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日【例９】氦原子被電離一個(gè)核外電子，形成類(lèi)氫結(jié)構(gòu)的氦離子。已知基態(tài)的氦離子能量為E1=54.4eV，氦離子能級(jí)的示意圖如圖所示。在具有下列能量的光子中，不能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是A.40.8eVB.43.2eVC.51.0eVD.54.4eVB延伸·拓展第十六頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日【例1０】現(xiàn)有1200個(gè)氫原子被激發(fā)到量子數(shù)為4的能級(jí)上，若這些受激氫原子最后都回到基態(tài)，則在此過(guò)程中發(fā)出的光子總數(shù)是()假定處在量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到各較低能級(jí)的原子數(shù)都是處在該激發(fā)態(tài)能級(jí)上的原子總數(shù)的 .A．2200B．2000C．1200D．2400A延伸·拓展第十七頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日例11、一個(gè)氫原子的質(zhì)量為1.6736×10-27kg，一個(gè)鋰原子的質(zhì)量為11.6505×10-27kg，一個(gè)氦原子的質(zhì)量為6.6467×10-27kg。一個(gè)鋰核受到一個(gè)質(zhì)子轟擊變?yōu)?個(gè)α粒子，⑴寫(xiě)出核反應(yīng)方程，并計(jì)算該反應(yīng)釋放的核能是多少？⑵1mg鋰原子發(fā)生這樣的反應(yīng)共釋放多少核能？⑵1mg鋰原子含鋰原子個(gè)數(shù)為10-6÷11.6505×10-27，每個(gè)鋰原子對(duì)應(yīng)的釋放能量是=2.76×10-12J，所以共釋放2.37×108J核能。解：⑴反應(yīng)前一個(gè)氫原子和一個(gè)鋰原子共有8個(gè)核外電子，反應(yīng)后兩個(gè)氦原子也是共有8個(gè)核外電子，因此只要將一個(gè)氫原子和一個(gè)鋰原子的總質(zhì)量減去兩個(gè)氦原子的質(zhì)量，得到的恰好是反應(yīng)前后核的質(zhì)量虧損，電子質(zhì)量自然消掉。由質(zhì)能方程ΔE=Δmc2得釋放核能ΔE=2.76×10-12J第十八頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日例12.靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的一個(gè)

B核俘獲了一個(gè)速度為v=7.3×104m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng)，生成α粒子與一個(gè)新核。測(cè)得α粒子的速度為2×104m/s，方向與反應(yīng)前中子運(yùn)動(dòng)的方向相同，且與磁感線(xiàn)方向垂直。求：⑴寫(xiě)出核反應(yīng)方程。⑵畫(huà)出核反應(yīng)生成的兩個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡及旋轉(zhuǎn)方向的示意圖（磁感線(xiàn)方向垂直于紙面向外）。⑶求α粒子與新核軌道半徑之比。延伸·