高中物理練習(xí) 波粒二象性原子結(jié)構(gòu)與原子核

1、選3-5 第2講一、選擇題1(2010廣東廣州模擬)仔細觀察氫原子的光譜，發(fā)現(xiàn)它只有幾條分離的不連續(xù)的亮線，其原因是()A氫原子只有幾個能級B氫原子只能發(fā)出平行光C氫原子有時發(fā)光，有時不發(fā)光D氫原子輻射的光子的能量是不連續(xù)的，所以對應(yīng)的光的頻率也是不連續(xù)的答案D解析光譜中的亮線對應(yīng)不同頻率的光，“分離不連續(xù)亮線”對應(yīng)著不同頻率的光，B、C錯氫原子在不同的能級之間躍遷時，輻射不同能量的光子，并且滿足Eh.能量不同，相應(yīng)光子頻率不同，體現(xiàn)在光譜上是一些連續(xù)的亮線，A錯誤D正確2(2010廣東深圳調(diào)研)氫原子的核外電子由離原子核較遠的軌道躍遷到離核較近的軌道上時，下列說法中正確的是()A氫原子的能量

2、增加B氫原子的能量減少C氫原子要吸收一定頻率的光子D氫原子要放出一定頻率的光子答案BD解析氫原子的核外電子離原子核越遠，氫原子的能量(包括動能和勢能)越大當(dāng)氫原子的核外電子由離原子較遠的軌道躍遷到離核較近的軌道上時，原子的能量減少，氫原子要放出一定頻率的光子顯然，選項BD正確390232Th(釷)經(jīng)過一系列和衰變，變成82208Pb(鉛)，下列說法錯誤的是()A鉛核比釷核少8個質(zhì)子B鉛核比釷核少16個中子C共經(jīng)過4次衰變和6次衰變D共經(jīng)過6次衰變和4次衰變答案C解析由于衰變不會引起質(zhì)量數(shù)的減少，故可先根據(jù)質(zhì)量數(shù)的減少確定衰變的次數(shù)為：x6現(xiàn)結(jié)合核電荷數(shù)的變化情況和衰變規(guī)律來判斷衰變的次數(shù)y應(yīng)滿

3、足：2xy90828所以y2x84.4(2010啟東中學(xué)檢測)下列有關(guān)光的波粒二象性的說法中，正確的是()A有的光是波，有的光是粒子B光子與電子是同樣的一種粒子C光的波長越長，其波動性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著D大量光子的行為往往顯示出粒子性答案C解析一切光都具有波粒二象性，光的有些行為(如干涉、衍射)表現(xiàn)出波動性，光的有些行為(如光電效應(yīng))表現(xiàn)出粒子性，所以，不能說有的光是波，有的光是粒子雖然光子與電子都是微觀粒子，都具有波粒二象性，但電子是實物粒子，有靜止質(zhì)量、光子不是實物粒子，沒有靜止質(zhì)量，電子是以實物形式存在的物質(zhì)，光子是以場形式存在的物質(zhì)，所以，不能說光子與電子是同樣一種粒子光

4、的波粒二象性的理論和實驗表明，大量光子的行為表現(xiàn)出波動性，個別光子的行為表現(xiàn)出粒子性，光的波長越長，衍射性越好，即波動性越顯著，光的波長越短，其光子能量越大，個別或少數(shù)光子的作用就足以引起光接收裝置的反應(yīng)，所以其粒子性就很顯著，故選項C正確，A、B、D錯誤5(2010河北保定聯(lián)考)如圖所示是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線，普朗克常量h6.631034Js，由圖可知()A該金屬的極限頻率為4.271014HzB該金屬的極限頻率為5.51014HzC該圖線的斜率表示普朗克常量D該金屬的逸出功為0.5eV答案AC解析由光電效應(yīng)方程EkmhW知圖線與橫軸交點為金屬的極

5、限頻率，即04.271014Hz，A對，B錯；該圖線的斜率為普朗克常量，C對；金屬的逸出功Wh06.6310344.271014/1.61019eV1.8eV，D錯6當(dāng)用具有1.87eV能量的光子照射n3激發(fā)態(tài)的氫原子時()A氫原子不會吸收這個光子B氫原子吸收該光子后被電離，電離后電子的動能為0.36eVC氫原子吸收該光子后被電離，電離后電子的動能為零D氫原子吸收該光子后不會被電離答案B解析當(dāng)n3時，氫原子的能量E3eV1.51eV，所以處于n3激發(fā)態(tài)的氫原子的電離能是1.51eV，當(dāng)該原子吸收具有1.87eV能量的光子后被電離，電離后電子的動能是(1.871.51)eV0.36eV.7下列說

6、法中正確的是()A天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)B射線是波長很短的電磁波，它的穿透能力比射線要弱C若能測出核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損，就能根據(jù)Emc2計算出核反應(yīng)中釋放的核能D一個氘核(12H)與一個氚核(13H)聚變生成一個氦核(24He)的同時放出一個電子答案C解析粒子散射實驗揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)，A錯誤；射線是波長很短的電磁波，它的穿透能力比射線要強，B錯誤；若能測出核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損，就能根據(jù)Emc2計算出核反應(yīng)中釋放的核能，C正確；一個氘核(12H)與一個氚核(13H)聚變生成一個氦核(24He)的同時放出一個中子，D錯誤8(2010北京海淀一模)如圖所示為氫原子能級圖，可

7、見光的光子能量范圍約為1.62eV3.11eV.下列說法正確的是()A大量處在n3的高能級的氫原子向n3能級躍遷時，發(fā)出的光有一部分是可見光B大量處在n3的氫原子向n2能級躍遷時，發(fā)出的光是紫外線C大量處在n3能級的氫原子向n1能級躍遷時，發(fā)出的光都應(yīng)具有顯著的熱效應(yīng)D處在n3能級的氫原子吸收任意頻率的紫外線光子都能發(fā)生電離答案D解析當(dāng)處在n3的高能級的氫原子向n3能級躍遷時，放出光子的最大能量E1.53eV，故不可能為可見光，A錯；當(dāng)從n3向n2躍遷時，光子能量E3.4eV1.53eV1.87eV為可見光，B錯；當(dāng)從n3向n1躍遷時，光子能量E12.07eV在紫外區(qū)，無顯著的熱效應(yīng)，C錯；紫

8、外線光子的能量h3.11eV，大于處于n3的氫原子的電離能，故D正確二、非選擇題9(2010試題調(diào)研)我們居住的房屋所使用的建材、煤及天然氣等都有可能會放出稀有放射性物質(zhì)氡(86222Rn)，它能嚴重損傷人體的組織和器官，導(dǎo)致病變成癌癥，故氡被稱為居室里的隱避殺手請完成其反應(yīng)方程86222Rn84218Po_，此原子核的變化叫原子核的_衰變.86222Rn的半衰期為3.8天，質(zhì)量為m0的86222Rn經(jīng)7.6天后，剩余沒有衰變的質(zhì)量為_答案24Hem0解析根據(jù)電荷數(shù)守恒可知粒子為原子氦核，再根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可知為24He.根據(jù)半衰期的概念可計算出，經(jīng)7.6天后剩余沒有衰變的86222Rn的質(zhì)量為

9、m0.10氫原子處于基態(tài)時，原子能量E113.6eV，已知電子電量e1.61019C，電子質(zhì)量m0.911030kg，氫的核外電子的第一條可能軌道的半徑為r10.531010m.(1)若要使處于n2能級的氫原子電離，至少要用頻率為多大的電磁波照射該氫原子？(2)氫原子核外電子的繞核運動可等效為一環(huán)形電流，則氫原子處于n2的激發(fā)態(tài)時，核外電子運動的等效電流為多大？答案(1)8.211014Hz(2)1.3104A解析(1)要使處于n2能級的氫原子電離，照射光光子的能量應(yīng)能使電子從第2能級躍遷到無限遠處，最小頻率的電磁波的光子能量應(yīng)為：h0得8.211014Hz(2)氫原子核外電子繞核做勻速圓周運

10、動，庫侖力提供向心力，有其中r24r1.根據(jù)電流強度的定義I由以上兩式得I將數(shù)據(jù)代入得I1.3104A11(2010山東淄博質(zhì)檢)某些建筑材料可產(chǎn)生放射性氣體氡，氡可以發(fā)生或衰變，如果人長期生活在氡濃度過高的環(huán)境中，那么，氡經(jīng)過人的呼吸道沉積在肺部，并大量放出射線，從而危害人體健康原來靜止的質(zhì)量為M的氡核(86222Rn)發(fā)生一次衰變生成新核釙(Po)已知衰變后的粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q、速度為v，并假設(shè)衰變過程中釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為粒子和新核的動能(注：涉及動量問題時，虧損的質(zhì)量可忽略不計)(1)寫出衰變方程；(2)求出衰變過程中的質(zhì)量虧損答案(1)86222Rn84218Po24He(2

11、)解析(1)86222Rn84218Po24He.(2)設(shè)新核釙的速度為v由動量守恒定律mv(Mm)v得vv衰變過程中釋放的核能為Emv2(Mm)v2由愛因斯坦質(zhì)能方程，得：Emc2解得：m.12如圖所示，氫原子從n2的某一能級躍遷到n2的能級，輻射出能量為2.55eV的光子問最少要給基態(tài)的氫原子提供多少電子伏特的能量，才能使它輻射上述能量的光子？請在圖中畫出獲得該能量后的氫原子可能的輻射躍遷圖答案12.75eV見解析圖解析氫原子從n2的某一能級躍遷到n2的能級，滿足hEnE22.55eVEnhE20.85eV, 所以n4.基態(tài)氫原子要躍遷到n4的能級，應(yīng)提供：EE4E112.75eV躍遷圖見

12、下圖13(2010西安模擬)如圖所示，一倫琴射線管，K為陰極可產(chǎn)生電子，陰極K與對陰極A外加電壓UAK30kV.設(shè)電子離開K極時速度為零，通過電壓加速后而以極大的速度撞到對陰極A上而產(chǎn)生X射線，假定電子的全部動能轉(zhuǎn)為X射線的能量求：(1)電子到達A極時的速度是多大？(2)從A極發(fā)出的X射線的最短波長是多少？(3)若電路中的毫安表的示數(shù)為10mA，則每秒從A極最多能輻射出多少個X光子？(已知電子的質(zhì)量me9.11031kg，電子的電荷量e1.61019C，普朗克常量h6.61034Js)答案(1)1.0108m/s(2)4.11011m(3)6.251016個解析電子在電場力作用下的末速度可以由動能定理求出電子的動能若全部轉(zhuǎn)變成X射線光子的能量，可根據(jù)光子說Eh，求出X光子的頻率和波長每個光子的能量都是由沖向A極的電子來提供的，即可根據(jù)電流值求出每秒到達