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1、河北省衡水市景縣梁集中學(xué) 高三 選修3-5原子，原子核物理針對訓(xùn)練 一、選擇題 1.（單選）根據(jù)玻爾理論，在氫原子中，量子數(shù)n越大，則（　?。? 　 A． 電子軌道半徑越小 B． 核外電子運動速度越小 　 C． 原子能級的能量越小 D． 電子的電勢能越大 2.（單選）氦原子被電離一個核外電子，形成類氫結(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． 40.8eV B． 43.2eV C． 51.0eV D． 54.4eV

2、 3.（單選）處于基態(tài)的氫原子在某單色光束照射下，能發(fā)出頻率為v1，v2，v3的三種光，且v1＜v2＜v3則該照射光的光子能量為（　　） 　 A． hv1 B． hv2 C． hv3 D． h（v1+v2+v3） 4. （多選）氫原子輻射出一個光子后，下列說法正確的是（　?。? 　 A． 電子繞核旋轉(zhuǎn)半徑減小 B． 電子的動能減小 　 C． 氫原子的電勢能減小 D． 原子的能級值減小 　 E． 電子繞核旋轉(zhuǎn)的周期增大 　 　 5. （多選）下列說法正確的是（　?。? 　 A． 原子核內(nèi)部某個質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶訒r，放出β射線 　 B．

3、U的半衰期約為7億年，隨地球環(huán)境的變化，半衰期可能變短 　 C． 電子的衍射現(xiàn)象說明實物粒子具有波動性 　 D． 氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能增加，電勢能減小 　 E． 原子核的比結(jié)合能越大則原子核越穩(wěn)定 6. 用大量具有一定能量的電子轟擊大量處于基態(tài)的氫原子，觀測到一定數(shù)目的光譜線．調(diào)高電子的能量再次進行觀測，發(fā)現(xiàn)光譜線的數(shù)目比原來增加了幾條．根據(jù)如圖所示的氫原子的能級圖可知，測下列說法正確的是（　?。? 　 A． 若基態(tài)氫原子從最初能躍遷到2激發(fā)態(tài)，變?yōu)閺淖畛跄苘S遷到4激發(fā)態(tài)，光譜線增加的條數(shù)為5 　 B

4、． 若基態(tài)氫原子從最初能躍遷到3激發(fā)態(tài)，變?yōu)閺淖畛跄苘S遷到4激發(fā)態(tài)，光譜線增加的條數(shù)為3 　 C． 若基態(tài)氫原子從最初能躍遷到3激發(fā)態(tài)，變?yōu)閺淖畛跄苘S遷到5激發(fā)態(tài)，光譜線增加的條數(shù)為4 　 D． 若基態(tài)氫原子從最初能躍遷到4激發(fā)態(tài)，變?yōu)閺淖畛跄苘S遷到5激發(fā)態(tài)，光譜線增加的條數(shù)為5 　 E． 若基態(tài)氫原子從最初能躍遷到5激發(fā)態(tài)，變?yōu)閺淖畛跄苘S遷到6激發(fā)態(tài)，光譜線增加的條數(shù)為5 7.（多選）如圖所示為氫原子的能級示意圖，一群氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài)，在向較低能級躍遷的過程中向外發(fā)出光子，用這些光照射逸出功為2.49eV的金屬鈉，下列說法中正確的是（ ） A．從n=3的

5、激發(fā)態(tài)躍遷到n=2的激發(fā)態(tài)時所發(fā)出的光的波長最短 B．這群氫原子能發(fā)出3種頻率不同的光，且均能使金屬鈉發(fā)生光電效應(yīng) C．金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動能最大值為9.60eV D．從n=3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時所發(fā)出的光能使金屬鈉發(fā)生光電效應(yīng)，且使光電子獲得最大初動能 8.（單選）下列說法正確的是 A．盧瑟福通過α粒子的散射實驗，建立了原子核式結(jié)構(gòu)模型 B．盧瑟福發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為 C．貝克勒爾發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為 D．查得威克發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，說明了原子核是有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的 9.(單選)一個氡核 Rn衰變成釙核 PO并放出一個粒子，半衰期為3.8天，2g氧經(jīng)過7.6天衰變掉

6、的質(zhì)量，以及衰變過程放出的粒子（　　） A． 1.5g，α粒子 B． 1.5g，β 粒子 C． 0.5g，α 粒子 D． 0.5g，β粒子 10.（多選）如圖所示為氫原子的能級示意圖，一群氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài)，在自發(fā)躍遷中放出一些光子，用這些光子照射逸出功為2．25ev的鉀，下列說法正確的是 A．這群氫原子能發(fā)出三種不同頻率的光 B．這群氫原子發(fā)出光子均能使金屬鉀發(fā)生光電效應(yīng) C．金屬鉀表面逸出的光電子最大初動能一定小于12.09ev D．金屬鉀表面逸出的光電子最大初動能可能等于9.84ev E．金屬鉀表面逸出的光電子最大初動能可能小于7.

7、95ev 二、計算題 11.物理學(xué)家們普遍相信太陽發(fā)光是由于其內(nèi)部不斷發(fā)生從氫核到氦核的核聚變反應(yīng)。根據(jù)這一理論，在太陽內(nèi)部4個氫核（H）轉(zhuǎn)化成1個氦核（He）和2個正電子（e）并放出能量。已知質(zhì)子質(zhì)量mp＝1.0073u，α粒子的質(zhì)量mα＝4.0015u，電子的質(zhì)量me＝0.0005u，1u的質(zhì)量對應(yīng)931.5 MeV的能量， （1）寫出該熱核反應(yīng)方程； （2）一次這樣的熱核反應(yīng)過程中釋放出多少兆電子伏的能量?（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） 12.1928年，德國物理學(xué)家玻特用α粒子（）轟擊輕金屬鈹（）時，發(fā)現(xiàn)有一種貫穿能力很強的中性射線．查德威克對該粒子進行研究，

8、進而發(fā)現(xiàn)了新的粒子——中子． ①請寫出α粒子轟擊輕金屬鈹?shù)暮朔磻?yīng)方程． ②若中子以速度v0與一質(zhì)量為mN的靜止氮核發(fā)生碰撞，測得中子反向彈回的速率為v1，氮核碰后的速率為v2，則中子的質(zhì)量m等于多少？ 13. 靜止的氮核被速度為v0的中子擊中生成碳核和另一種原子核甲，已知與甲核的速度方向與碰撞前中子的速度方向一致，碰后碳核與甲核的動量之比為l：1． （1）寫出核反應(yīng)方程式． （2）求與甲核的速度各是多大？ 原子，原子核物理針對訓(xùn)練 答案解析 1.解：n越大，軌道半徑越大，原子能量越大，根據(jù)，知電子

9、的動能越小，原子能量等于電子動能和勢能的總和，知電阻的電勢能越大．故B、D正確，A、C錯誤． 故選BD． 2.【答案】解：根據(jù)量子理論可以知道，處于基態(tài)的離子在吸收光子能量時是成份吸收的，不能積累的．因此當其它能級和基態(tài)能量差和光子能量相等時，該光子才能被吸收． A、由能級示意圖可知：第2能級和基態(tài)能級差為：△E1=E2﹣E1=﹣13.6﹣（﹣54.4）=40.8eV，故A選項中光子能量能被吸收，故A錯誤； B、沒有能級之間的能量差和B中光子能量相等，故B正確； C、第4能級和基態(tài)能級差為：△E2=E4﹣E1=﹣3.4﹣（﹣54.4）=51.0eV；故C選項中光子能量能被吸收，故C錯

10、誤； D、當光子能量大于等于基態(tài)能量時，將被處于基態(tài)離子吸收并能使其電離，故選項D中的光子能量能被吸收，故D錯誤 故選B． 3.【答案】解：由題意可知，氫原子吸收能量后躍遷到第三能級，則吸收的能量等于n=1和n=3能級間的能級差，即單色光的能量E=hv3．故C正確，A、B、D錯誤． 故選C． 4.【答案】解：氫原子輻射出一個光子后，從高能級向低能級躍遷，氫原子的能量減小，軌道半徑減小， 根據(jù)=，得軌道半徑減小，電子速率增大，動能增大，由于氫原子能量減小，則氫原子電勢能減小，電子繞核運動的周期減?。蔄CD正確，BE錯誤． 故選：ACD． 5.【答案】解：A、原子核內(nèi)部某個中子轉(zhuǎn)

11、變?yōu)橘|(zhì)子時，放出β射線，故A錯誤； B、半衰期不會隨地球環(huán)境的變化而變化，故B錯誤； C、電子的衍射現(xiàn)象說明實物粒子的波動性，故C正確； D、核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能增加，電勢能減小，故D正確； E、原子核的比結(jié)合能越大，則原子核越穩(wěn)定，故E正確； 故選：CDE． 6.【答案】解：A、若基態(tài)氫原子從最初能躍遷到2激發(fā)態(tài)，光譜線的數(shù)目條數(shù)是1， 從最初能躍遷到4激發(fā)態(tài)，光譜線的數(shù)目條數(shù)是=6， 所以若基態(tài)氫原子從最初能躍遷到2激發(fā)態(tài)，變?yōu)閺淖畛跄苘S遷到4激發(fā)態(tài)，光譜線增加的條數(shù)為5，故A正確； B、若基態(tài)氫原子從最初能躍遷到3激發(fā)

12、態(tài)，光譜線的數(shù)目條數(shù)是=3， 若基態(tài)氫原子從最初能躍遷到3激發(fā)態(tài)，變?yōu)閺淖畛跄苘S遷到4激發(fā)態(tài)，光譜線增加的條數(shù)為3，故B正確； C、從最初能躍遷到5激發(fā)態(tài)，光譜線的數(shù)目條數(shù)是=10， 若基態(tài)氫原子從最初能躍遷到3激發(fā)態(tài)，變?yōu)閺淖畛跄苘S遷到5激發(fā)態(tài)，光譜線增加的條數(shù)為7，故C錯誤； D、若基態(tài)氫原子從最初能躍遷到4激發(fā)態(tài)，變?yōu)閺淖畛跄苘S遷到5激發(fā)態(tài)，光譜線增加的條數(shù)為4，故C錯誤； D、若基態(tài)氫原子從最初能躍遷到5激發(fā)態(tài)，變?yōu)閺淖畛跄苘S遷到6激發(fā)態(tài)，光譜線增加的條數(shù)為﹣10=5，故D正確； 故選：ABE． 7.【答案】CD 8.【答案】A 9.【答案】A 【解析】解：氡核的半

13、衰期為3.8天，根據(jù)半衰期的定義得： m=m0 ()，其中m為剩余氡核的質(zhì)量，m0為衰變前氡核的質(zhì)量，T為半衰期，t為經(jīng)歷的時間． 由于T=3.8天，t=7.6天， 解得：m=0.25m0，所以衰變掉的氡的質(zhì)量為0.75×2g=1.5g， 根據(jù)衰變過程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，由于生成物質(zhì)量數(shù)減小4，電荷數(shù)減小2，所以放出的粒子是α粒子． 故選：A． 10.【答案】ACD 解析： A、根據(jù) =3知，這群氫原子能輻射出三種不同頻率的光子，從n=3向n=2躍遷的光子頻率最小，波長最長．故A正確．B、只有從n=3躍遷到n=1，以及從n=2躍遷到n=1輻射的光子能量大于逸出功，所以能發(fā)生光

14、電效應(yīng)的光有兩種，故B錯誤．C、從n=3躍遷到n=1輻射的光子能量最大，發(fā)生光電效應(yīng)時，產(chǎn)生的光電子最大初動能最大，光子能量最大值為13.6-1.51eV=12.09eV，根據(jù)光電效應(yīng)方程得，Ekm=hv-W0=12.09-2.25eV=9.84eV．故CD正確，E錯誤．故選：ACD． 11.【答案】（1）4H→He＋2e （2）25 12.【答案】 （1）核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)與核電荷數(shù)守恒，由質(zhì)量數(shù)守恒與核電荷數(shù)守恒可知， 核反應(yīng)方程式為：； （2）核反應(yīng)過程中，系統(tǒng)動量守恒，以中子的初速度方向為正方向， 由動量守恒定律得：， 解得：； 13.【答案】解：（1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)與核電荷數(shù)守恒可知， 甲核的核電荷數(shù)是1，質(zhì)量數(shù)是3，甲核是氚核， 核反應(yīng)方程式為：N+n→C+H； （2）設(shè)中子質(zhì)量為m0，C核質(zhì)量mC，甲核質(zhì)量為m甲， 由動量守恒得：m0v0=mC vC+m甲v甲， 即：m0v0=12 m0 vC+3m0v甲， 又因為C與甲核動量比為1：l， 所以m0 vC=m甲v甲， 即12 m0 vC=3 m0v甲， 聯(lián)立以上兩個方程，得：vC=，v甲=． 答：（1）核反應(yīng)方程式是：N+n→C+H； （2）的速度是，甲核的速度是．