階段驗收評估十二原子結構原子核波粒二象性

1、階段驗收評估(十二)原子結構原子核波粒二象性(時間：90分鐘滿分：100分)一、單項選擇題(本題共4小題，每小題4分，共16分)1(2012·重慶高考)以下是物理學史上3個著名的核反應方程()xLi2yyNxOyBezCx、y和z是3種不同的粒子，其中z是A粒子B質子C中子D電子2.氦原子被電離出一個核外電子，形成類氫結構的氦離子，已知基態(tài)的氦離子能量為E154.4eV，氦原子的能級示意圖如圖1所示，在具有下列能量的光子或者電子中，不能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是()圖1A42.8eV(光子) B43.2eV(電子)C41.0eV(電子) D54.4eV(光子)3如圖2甲所示為氫原

2、子的能級，圖乙為氫原子的光譜。已知譜線a是氫原子從n4的能級躍遷到n2的能級時的輻射光，則譜線b是氫原子()圖2A從n3的能級躍遷到n2的能級時的輻射光B從n5的能級躍遷到n2的能級時的輻射光C從n4的能級躍遷到n3的能級時的輻射光D從n2的能級躍遷到n1的能級時的輻射光4(2012·山西山大附中測試)如圖3所示是光電管的原理圖，已知當有波長為0的光照射到陰極K上時，電路中有光電流，則()圖3A若換用波長為1(1>0)的光照射陰極K時，電路中一定沒有光電流B若換用波長為2(2<0)的光照射陰極K時，電路中一定有光電流C增加電路中電源兩極電壓，電路中光電流一定增大D若將電源

3、極性反接，電路中一定沒有光電流產生二、雙項選擇題(本題共5小題，每小題6分，共30分，選對一個得3分，有錯選不得分)5(2012·長安測試)隨著科技的發(fā)展，大量的科學實驗促進了人們對微觀領域的認識，下列說法正確的是()A湯姆孫通過對陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子，從而揭示了原子核是有復雜結構的B盧瑟福通過粒子轟擊氮核實驗的研究，發(fā)現(xiàn)了質子C普朗克通過對黑體輻射的研究，第一次提出了光子的概念D德布羅意首先提出了物質波的猜想，而電子衍射實驗證實了他的猜想6下列說法中正確的是()A衰變現(xiàn)象說明電子是原子核的組成部分B目前已建成的核電站的能量來自于輕核聚變C一群氫原子從n3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時，能

4、輻射3種不同頻率的光子D盧瑟福根據(jù)粒子散射實驗提出了原子核式結構模型7(2013·焦作質檢)下列說法中正確的是()圖4A盧瑟福通過實驗發(fā)現(xiàn)質子的核反應方程為HeNOHB放射性元素的半衰期隨溫度的升高而增加C一個動量為p的電子對應的物質波波長為hp(h為普朗克常量)D從能級圖中可知，氫原子從n2能級躍遷到n1能級釋放出的光子能量高于從n4能級躍遷到n2能級所釋放出的光子能量8(2012·東北三省三校聯(lián)考)如圖5所示，氫原子在不同能級間發(fā)生a、b、c三種躍遷時，釋放光子的波長分別是a、b、c，則下列說法正確的是()圖5A從n3能級躍遷到n1能級時，釋放光子的波長可表示為B從n3

5、能級躍遷到n2能級時，電子的電勢能減小，氫原子的能量增加C若用波長為c的光照射某金屬時恰好能發(fā)生光電效應，則用波長為a的光照射該金屬時也一定能發(fā)生光電效應D用12.09eV的光子照射大量處于基態(tài)的氫原子時，可以發(fā)出3種頻率的光9(2013·潮州金中、揭陽一中聯(lián)合摸底考試)用中子轟擊鋁27，其核反應方程：(1)AlnNaX；Na具有放射性，其核反應方程為：(2)Na2412MgY。則()AX是HeBY是nC(1)是衰變D(2)是衰變三、填空、計算題(本題共3題，共54分，按題目要求作答。計算題應寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)10(18分)(2012

6、83;江蘇南京二模)(1)下列說法正確的有_。A光電子的最大初動能和照射光的頻率成正比B大量光子的效果往往表現(xiàn)出波動性，個別光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性C盧瑟福用粒子散射實驗的數(shù)據(jù)估算原子核的大小D玻爾的原子模型徹底否定了經典的電磁理論(2)放射性原子核U先后發(fā)生衰變和衰變后，變?yōu)樵雍恕Ｒ阎猆質量為m1238.0290u，Pa質量為m2234.0239u，粒子的質量為m4.0026u，電子的質量為me0.0005u。(原子質量單位1u相當于931.5MeV的能量)則：放射性衰變方程為：_。原子核U衰變?yōu)镻a的過程中釋放能量為_MeV(保留三位有效數(shù)字)。(3)在第(2)問中，若原來U靜止，衰變

7、后放出的粒子速度為v3×107m/s，不計電子和衰變過程中釋放光子的動量，則Pa的速度大小約為多少(保留兩位有效數(shù)字)?11(18分)(2013·德州模擬)雷蒙德·戴維斯因研究來自太陽的中微子(Ve)而獲得了2002年度諾貝爾物理學獎。他在探測中微子過程中所涉及的一個核反應方程式為：VeClAre，已知Cl核的質量為36.95658u；Ar核的質量為36.95691u，e的質量為0.00055u，1u質量對應的能量為931.5MeV。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以判斷參與上述反應的電子中微子的最小能量為_MeV。12(18分)(1)能量為Ei的光子照射基態(tài)氫原子，剛好可使該原

8、子中的電子成為自由電子。這一能量Ei稱為氫的電離能?，F(xiàn)用一頻率為的光子從基態(tài)氫原子中擊出了一電子，該電子在遠離核以后速度的大小為_(用光子頻率、電子質量m、氫原子的電離能Ei和普朗克常量h表示)。(2)氫原子在基態(tài)時軌道半徑r10.53×1010m，能量E113.6eV，求氫原子處于基態(tài)時：電子的動能；原子的電勢能；用波長是多少的光照射可使其電離？ 答 案階段驗收評估(十二)1選C根據(jù)質量數(shù)和電荷數(shù)守恒，三個核反應方程為HLi2He,HeNHO,HeBenC，z為中子，C選項正確。2選A由于光子能量不可分，因此只有能量恰好等于兩能級差的光子才能被氦離子吸收，故A項中光子不能被吸收，D

9、項可以。而實物粒子(如電子)只要能量不小于兩能級差，均可能被吸收，故B、C兩項中電子均能被吸收。3選B從氫原子光譜圖上可以看出譜線a、b相鄰且波長ba，則譜線b光子的頻率大于譜線a光子的頻率，產生譜線b的能級差僅大于產生譜線a的能級差，所以B正確。4選B當用波長為0的光照射陰極K時，電路中有光電流，只有換用頻率更大，也就是波長比0小的光照射陰極K時才一定有光電流，換用波長比0大的光時情況不確定，A錯誤，B正確。電路中光電流由光電子數(shù)目決定，與光的強度有關，與電路中電源兩極電壓無關，C錯誤。若將電源極性反接，光電子做減速運動，若接近A板時還沒有減速到零，電路中就可能有光電流產生，D錯誤。5選BD

10、湯姆孫在研究陰極射線時發(fā)現(xiàn)電子，電子的發(fā)現(xiàn)說明原子是可以再分的，湯姆孫進一步提出了原子的“棗糕式”模型，該模型被盧瑟福用粒子散射實驗給予了否定，盧瑟福提出了原子的核式結構學說，A錯誤。愛因斯坦首先提出了光子的概念，C錯誤。6選CD衰變發(fā)生時，原子核中的中子轉化為一個質子同時放出電子，電子并不是原子核的組成部分，目前建成的核電站的能量來自于重核裂變，A、B均錯誤；一群氫原子從n3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時，能輻射出C3種不同頻率的光子，C正確，由物理學史可知，D也正確。7選AD盧瑟福用粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)了質子，A正確。放射性元素的半衰期是由原子核內部的因素決定的，跟原子所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強)

11、或化學狀態(tài)(如單質、化合物)無關，B錯誤。由德布羅意波長可知一個動量為p的電子對應的物質波波長(h為普朗克常量)，C錯誤。從能級圖中可知，氫原子從n2能級躍遷到n1能級釋放出的光子能量為10.2eV，從n4能級躍遷到n2能級釋放出的光子能量2.55eV，D正確。8選AD從n3能級躍遷到n1能級時，釋放出的光子能量為(E3E1)，由Eh得釋放光子的波長為，A正確。從n3能級躍遷到n2能級時釋放光子，因此電子的電勢能減小，氫原子的能量減小，B錯誤。由能級圖可知波長為c的光對應的光子頻率大于波長為a的光所對應的光子頻率，因此用波長為c的光照射某金屬時恰好能發(fā)生光電效應，用波長為a的光照射該金屬時一定

12、不能發(fā)生光電效應，C錯誤。用12.09eV的光子照射大量處于基態(tài)的氫原子時，氫原子可以從n1能級躍遷到n3能級，大量氫原子再由n3能級躍遷到n1能級時將發(fā)出3種不同頻率的光，D正確。9AD10解析：(1)由光電效應方程EkhW0可知，光電子的最大初動能和照射光的頻率成一次函數(shù)關系，選項A錯誤；玻爾從基本假設出發(fā)，運用經典電磁學和經典力學的理論，計算出氫原子中電子的可能軌道半徑及相應的能量，選項D錯誤。(2)虧損的質量mm1m2mme0.0020u；釋放的能量E0.0020×931.5MeV1.86MeV。(3)由動量守恒可得，mPa·vPam·v，解得vPa·v5.1×105m/s。答案：(1)BC(2)UPaHee1.86(3)5.1×105m/s11解析：核反應過程中質量增加量mmArmemCl36.95691u0.00055u36.95658u0.00088u。故電子中微子的最小能量為mc20.00088×931.5MeV0.82MeV答