高考物理作業(yè)手冊(cè)第12單元原子物理

第12單元原子物理課時(shí)作業(yè)(三十)第30講波粒二象性氫原子能級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)間/40分鐘基礎(chǔ)鞏固1.[2017·湖南岳陽(yáng)二模]關(guān)于原子物理問(wèn)題,下列說(shuō)法中正確的是 ()A.一群處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子向較低能級(jí)躍遷,最多可放出兩種不同頻率的光子B.由于每種原子都有自己的特征譜線,故可以根據(jù)原子光譜來(lái)鑒別物質(zhì)C.實(shí)際上,原子中的電子沒(méi)有確定的軌道,在空間各處出現(xiàn)的概率是一定的D.α粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子的可能能量狀態(tài)是不連續(xù)的2.(多選)對(duì)光的認(rèn)識(shí),下列說(shuō)法正確的是 ()A.個(gè)別光子的行為表現(xiàn)出粒子性B.大量光子的行為表現(xiàn)出粒子性C.光的波動(dòng)性是光子本身的一種屬性,不是光子之間的相互作用引起的D.光表現(xiàn)出波動(dòng)性時(shí),就不具有粒子性了,光表現(xiàn)出粒子性時(shí),就不再具有波動(dòng)性了3.[2017·安徽黃山模擬]在“光電效應(yīng)”實(shí)驗(yàn)中,用某一單色光照到某金屬表面時(shí),沒(méi)有光電子從金屬表面逸出,下列說(shuō)法中正確的是 ()圖K301A.增大照射光的頻率,就一定發(fā)生光電效應(yīng)B.增大照射光的強(qiáng)度,就一定發(fā)生光電效應(yīng)C.延長(zhǎng)照射光照射時(shí)間,就一定發(fā)生光電效應(yīng)D.若照射光的頻率大于該金屬材料的極限頻率,則能發(fā)生光電效應(yīng)4.(多選)[2017·成都二診]光伏發(fā)電是利用光電效應(yīng)原理來(lái)工作的.目前,人類提高光伏發(fā)電效率的途徑主要有兩個(gè)方面:一是改變光源體發(fā)光譜帶的頻率,從而改變產(chǎn)生光電效應(yīng)的光譜寬度;二是改變被照射金屬材料的成分,從而改變其逸出功.下列提高光伏發(fā)電效率的途徑正確的是 ()A.減小光源體發(fā)光譜帶的頻率 B.增大光源體發(fā)光譜帶的頻率C.增大金屬材料的逸出功 D.減小金屬材料的逸出功5.氫光譜在可見光的區(qū)域內(nèi)有4條譜線,按照在真空中波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短的順序,這4條譜線分別是Hα、Hβ、Hγ和Hδ,它們都是氫原子的電子從量子數(shù)大于2的可能軌道上躍遷到量子數(shù)為2的軌道時(shí)所發(fā)出的光.下列判斷錯(cuò)誤的是 ()A.電子處于激發(fā)態(tài)時(shí),Hα所對(duì)應(yīng)的軌道量子數(shù)大B.Hγ的光子能量大于Hβ的光子能量C.對(duì)于同一種玻璃,4種光的折射率以Hα為最小D.對(duì)同一種金屬,若Hα能使它發(fā)生光電效應(yīng),則Hβ、Hγ、Hδ都可以使它發(fā)生光電效應(yīng)6.(多選)[2017·太原模擬]20世紀(jì)初,愛因斯坦提出光子理論,使得光電效應(yīng)現(xiàn)象得以完美解釋.玻爾的氫原子模型也是在光子概念的啟發(fā)下提出的.關(guān)于光電效應(yīng)和氫原子模型,下列說(shuō)法正確的是 ()A.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,照射光足夠強(qiáng)就可以有光電流B.若某金屬的逸出功為W0,則該金屬的截止頻率為C.保持照射光強(qiáng)度不變,增大照射光頻率,在單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)將減少D.氫原子由低能級(jí)向高能級(jí)躍遷時(shí),吸收光子的能量可以稍大于兩能級(jí)間能量差技能提升7.(多選)[2018·河北衡水中學(xué)月考]如圖K302所示為研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,閉合開關(guān),滑片P處于滑動(dòng)變阻器中央位置,當(dāng)一束單色光照到此裝置的金屬表面K時(shí),電流表有示數(shù).下列說(shuō)法正確的是 ()圖K302A.若僅增大該單色光照射的強(qiáng)度,則光電子的最大初動(dòng)能增大,電流表示數(shù)也增大B.無(wú)論增大照射光的頻率還是增加照射光的強(qiáng)度,金屬的逸出功都不變C.保持照射光頻率不變,當(dāng)強(qiáng)度減弱時(shí),發(fā)射光電子的時(shí)間將明顯增加D.若滑動(dòng)變阻器滑片左移,則電壓表示數(shù)減小,電流表示數(shù)增大8.[2017·長(zhǎng)沙模擬]以往我們認(rèn)識(shí)的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng),即一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)只能吸收到一個(gè)光子而從金屬表面逸出.強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對(duì)于光電效應(yīng)的認(rèn)識(shí),用強(qiáng)激光照射金屬,由于其光子密度極大,一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)吸收多個(gè)光子成為可能,從而形成多光子光電效應(yīng),這已被實(shí)驗(yàn)證實(shí).光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖K303所示.用頻率為ν的普通光源照射陰極K,沒(méi)有發(fā)生光電效應(yīng),換用同樣頻率為ν的強(qiáng)激光照射陰極K,則發(fā)生了光電效應(yīng);此時(shí),若加上反向電壓U,即將陰極K接電源正極,陽(yáng)極A接電源負(fù)極,在K、A之間就形成了使光電子減速的電場(chǎng).逐漸增大U,光電流會(huì)逐漸減小;當(dāng)光電流恰好減小到零時(shí),所加反向電壓U可能是(其中W為逸出功,h為普朗克常量,e為電子電荷量) ()圖K303A.U=C.U=2hνW D.U=9.[2017·湖北武昌調(diào)研]用如圖K304所示的光電管研究光電效應(yīng),用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K,電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),而用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時(shí),電流計(jì)G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn),那么 ()圖K304A.a光的波長(zhǎng)一定大于b光的波長(zhǎng)B.增加b光的強(qiáng)度可能使電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)C.用a光照射光電管陰極K時(shí)通過(guò)電流計(jì)G的電流是由d到cD.只增加a光的強(qiáng)度可使通過(guò)電流計(jì)G的電流增大10.(多選)[2017·太原模擬]圖K305為氫原子的能級(jí)示意圖.關(guān)于氫原子躍遷,下列說(shuō)法中正確的是 ()圖K305A.一個(gè)處于量子數(shù)n=5激發(fā)態(tài)的氫原子,它向低能級(jí)躍遷時(shí),最多可產(chǎn)生10種不同頻率的光子B.處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子吸收具有1.87eV能量的光子后被電離C.用12eV的光子照射處于基態(tài)的氫原子,氫原子仍處于基態(tài)D.氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí),動(dòng)能增大,電勢(shì)能增大11.(多選)[2017·濟(jì)南模擬]如圖K306所示是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek與照射光頻率ν的關(guān)系圖像.由圖像可知 ()圖K306A.該金屬的逸出功等于EB.該金屬的逸出功等于hν0C.照射光的頻率為2ν0時(shí),產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為ED.照射光的頻率為時(shí),產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為12.(多選)[2017·東北三校一聯(lián)]如圖K307所示為氫原子的能級(jí)示意圖.氫原子可在下列各能級(jí)間發(fā)生躍遷,設(shè)從n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為λ1,從n=4能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為λ2,從n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為λ3,則下列關(guān)系式中正確的是 ()圖K307A.λ1<λ3 B.λ3<λ2C.λ3>λ2 D.13.(多選)圖K308為氫原子的能級(jí)示意圖,則下列對(duì)氫原子躍遷的理解正確的是 ()圖K308A.由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出來(lái)的光子一定不能使逸出功為3.34eV的金屬發(fā)生光電效應(yīng)B.大量處于n=4能級(jí)的氫原子向n=1能級(jí)躍遷時(shí),向外輻射6種不同頻率的光子C.大量處于n=3能級(jí)的氫原子向n=1能級(jí)躍遷時(shí),用發(fā)出的光照射逸出功為3.34eV的金屬,從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能為8.75eVD.如果用光子能量為10.3eV的光照射處于n=1能級(jí)的氫原子,則該能級(jí)的氫原子能夠躍遷到較高能級(jí)14.(多選)利用金屬晶格(大小約10-10m)作為障礙物觀察電子的衍射圖樣,方法是讓電子束通過(guò)電場(chǎng)加速后,照射到金屬晶格上,從而得到電子的衍射圖樣.已知電子質(zhì)量為m,電荷量為e,初速度為0,加速電壓為U,普朗克常量為h.下列說(shuō)法中正確的是A.該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了電子具有波動(dòng)性B.實(shí)驗(yàn)中電子束的德布羅意波長(zhǎng)為λ=C.加速電壓U越大,電子的衍射現(xiàn)象越明顯D.若用相同動(dòng)能的質(zhì)子替代電子,衍射現(xiàn)象將更加明顯挑戰(zhàn)自我15.原子可以從原子間的碰撞中獲得能量,從而發(fā)生能級(jí)躍遷(在碰撞中,動(dòng)能損失最大的是完全非彈性碰撞).一個(gè)具有13.6eV動(dòng)能、處于基態(tài)的氫原子與另一個(gè)靜止的、也處于基態(tài)的氫原子發(fā)生對(duì)心正碰.(1)能否使靜止氫原子發(fā)生能級(jí)躍遷?(氫原子能級(jí)圖如圖K309所示)(2)若上述碰撞中可以使靜止氫原子發(fā)生電離,則運(yùn)動(dòng)氫原子的初動(dòng)能至少為多少?圖K309課時(shí)作業(yè)(三十一)第31講核反應(yīng)、核能時(shí)間/40分鐘基礎(chǔ)鞏固1.[2017·青島模擬]下列說(shuō)法正確的是 ()A.在核反應(yīng)過(guò)程的前后,反應(yīng)體系的質(zhì)量數(shù)守恒,但電荷數(shù)不守恒B.用加溫、加壓或改變其化學(xué)狀態(tài)的方法都不能改變放射性原子核的半衰期C.18個(gè)放射性元素的原子核經(jīng)一個(gè)半衰期一定有9個(gè)發(fā)生了衰變D.由兩種元素的原子核結(jié)合成一種新元素的原子核時(shí),一定吸收能量2.[2017·石家莊二中模擬]下列說(shuō)法正確的是 ()A.12C與14CB.核力是原子核內(nèi)質(zhì)子與質(zhì)子之間的力,中子和中子之間并不存在核力C.在裂變反應(yīng)Kr都大,但比結(jié)合能沒(méi)有Kr大D.α、β、γ三種射線都是帶電粒子流3.(多選)下列說(shuō)法中正確的是 ()A.放射性元素的半衰期與溫度、壓強(qiáng)無(wú)關(guān)B.玻爾理論認(rèn)為,原子中的核外電子軌道是量子化的C.“原子由電子和帶正電的物質(zhì)組成”是通過(guò)盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)判定的D.天然放射性元素Th(釷)共經(jīng)過(guò)4次α衰變和6次β衰變成為Pb(鉛)4.[2017·太原模擬]我國(guó)科學(xué)家為解決“玉兔號(hào)”月球車長(zhǎng)時(shí)間處于黑夜工作的需要,研制了一種小型核能電池,將核反應(yīng)釋放的核能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?需要的功率并不大,但要便于防護(hù)其產(chǎn)生的核輻射.請(qǐng)據(jù)此猜測(cè)“玉兔號(hào)”所用核能電池有可能采納的核反應(yīng)方程是 ()A.nB.nC.eD.n5.(多選)[2018·黑龍江牡丹江一中月考]Pu衰變時(shí)釋放巨大能量,如圖K311所示,其衰變反應(yīng)方程為He,并伴隨γ光子輻射,則下列說(shuō)法中正確的是 ()圖K311A.核燃料總是利用比結(jié)合能小的核B.核反應(yīng)中γ光子的能量就是Pu的結(jié)合能C.Pu核更穩(wěn)定,說(shuō)明U的結(jié)合能大D.由于U的比結(jié)合能小,所以衰變時(shí)釋放巨大能量6.钚239Pu)可由鈾239U)經(jīng)過(guò)衰變而產(chǎn)生.下列說(shuō)法正確的是()A.U的核內(nèi)具有相同的中子數(shù)B.U的核內(nèi)具有相同的質(zhì)子數(shù)C.PuD.Pu技能提升7.[2017·廣州二模]U的衰變有多種途徑,其中一種途徑是先衰成為Bi,然后可以經(jīng)一次衰變成為X(X代表某種元素),也可以經(jīng)一次衰變成為Ti,最后都變成Pb,衰變路徑如圖K312所示,下列說(shuō)法中正確的是()圖K312A.過(guò)程①是β衰變,過(guò)程③是α衰變;過(guò)程②是β衰變,過(guò)程④是α衰變B.過(guò)程①是β衰變,過(guò)程③是α衰變;過(guò)程②是α衰變,過(guò)程④是β衰變C.過(guò)程①是α衰變,過(guò)程③是β衰變;過(guò)程②是β衰變,過(guò)程④是α衰變D.過(guò)程①是α衰變,過(guò)程③是β衰變;過(guò)程②是α衰變,過(guò)程④是β衰變8.[2018·西安鐵一中月考]在正、負(fù)電子對(duì)撞機(jī)中,一個(gè)電子和一個(gè)正電子對(duì)撞發(fā)生湮滅而轉(zhuǎn)化為一對(duì)光子.設(shè)正、負(fù)電子的質(zhì)量在對(duì)撞前均為m,對(duì)撞前的動(dòng)能均為E,光在真空中的傳播速度為c,普朗克常量為h,則對(duì)撞后轉(zhuǎn)化成光子的波長(zhǎng)等于 ()A.C.9.(多選)[2017·湖南十校聯(lián)考]核反應(yīng)堆是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng),釋放出大量核能Kr+aX是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種,X是某種粒子,a是X粒子的個(gè)數(shù),用mU、mBa、mKr分別表示Kr核的質(zhì)量,mX表示X粒子的質(zhì)量,c為真空中的光速,以下說(shuō)法正確的是 ()A.X為中子,a=2B.X為中子,a=3C.上述核反應(yīng)中放出的核能ΔE=(mUmBamKr2mX)c2D.上述核反應(yīng)中放出的核能ΔE=(mUmBamKr3mX)c210.(多選)[2018·山西大學(xué)附中月考]科學(xué)家利用核反應(yīng)獲取氚,再利用氘和氚的核反應(yīng)獲得能量,核反應(yīng)方程分別為:X+YHe+X+17.6MeV.下列表述正確的是 ()A.X是中子B.Y的質(zhì)子數(shù)是3,中子數(shù)是6C.兩個(gè)核反應(yīng)都沒(méi)有出現(xiàn)質(zhì)量虧損D.氘和氚的核反應(yīng)是核聚變反應(yīng)11.(多選)一靜止的原子核A發(fā)生α衰變后變成原子核B,已知原子核A、原子核B和α粒子的質(zhì)量分別為mA、mB和mα,光速為c,反應(yīng)釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為粒子的動(dòng)能,則 ()A.原子核B與α粒子的速度之比為mB∶mαB.原子核B與α粒子的動(dòng)能之比為mB∶mαC.原子核B與α粒子的動(dòng)能之和為(mAmBmα)c2D.原子核A比原子核B的中子數(shù)多2,質(zhì)子數(shù)多212.(多選)[2018·武漢華師一附中月考]現(xiàn)有兩動(dòng)能均為E0=0.35MeV的H核在一條直線上相向運(yùn)動(dòng),兩個(gè)H核發(fā)生對(duì)撞后能發(fā)生核反應(yīng),得到He核和新粒子,且在核反應(yīng)過(guò)程中釋放的能量完全轉(zhuǎn)化為He核的質(zhì)量為3.0160u,新粒子的質(zhì)量為1.0087u,核反應(yīng)時(shí)質(zhì)量虧損1u釋放的核能約為931MeV.下列說(shuō)法正確的是(如果涉及計(jì)算,結(jié)果保留整數(shù)) ()A.核反應(yīng)方程為HB.核反應(yīng)前后不滿足能量守恒定律C.新粒子的動(dòng)能約為3MeVD.He核的動(dòng)能約為1MeV挑戰(zhàn)自我13.靜止的鈾238U)經(jīng)歷一次α衰變成為Th原子核,同時(shí)放出一個(gè)γ光子(頻率為ν),已知α粒子的質(zhì)量為m.(普朗克常量為h,光速為c)(1)寫出衰變方程.(2)若衰變后,α粒子的速度為v,而Th原子核的運(yùn)動(dòng)方向恰好與α粒子的速度方向相反,不考慮γ光子的動(dòng)量,那么Th原子核的速度為多大?(3)如果核反應(yīng)放出的能量全部轉(zhuǎn)化為粒子的動(dòng)能和γ光子的能量,那么該衰變發(fā)生的質(zhì)量虧損Δm為多大?14.[2017·湖北黃石模擬]用速度大小為v的中子轟擊靜止的鋰核Li),發(fā)生核反應(yīng)后生成氚核和α粒子.生成的氚核速度方向與中子的速度方向相反,氚核與α粒子的速度之比為7∶8,已知中子的質(zhì)量為m,質(zhì)子的質(zhì)量可近似看作m,光速為c.(1)寫出核反應(yīng)方程;(2)求氚核和α粒子的速度大小;(3)若核反應(yīng)過(guò)程中放出的核能全部轉(zhuǎn)化為α粒子和氚核的動(dòng)能,求質(zhì)量虧損.教師詳解(作業(yè)手冊(cè))課時(shí)作業(yè)(三十)1.B[解析]一群處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子向較低能級(jí)躍遷,可能放出三種不同頻率的光子,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;每種原子都有自己的特征譜線,故可以根據(jù)原子光譜來(lái)鑒別物質(zhì),故選項(xiàng)B正確;原子中的電子沒(méi)有確定的軌道,在空間各處出現(xiàn)的概率是不一定的,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤.α粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,認(rèn)為電子繞核旋轉(zhuǎn),故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.2.AC[解析]光是一種概率波,少量光子的行為易顯示出粒子性,而大量光子的行為往往顯示出波動(dòng)性,A正確,B錯(cuò)誤;光的波動(dòng)性不是由于光子之間的相互作用引起的,而是光的一種屬性,C正確;粒子性和波動(dòng)性是光同時(shí)具備的兩種屬性,D錯(cuò)誤.3.D[解析]增大照射光的頻率,若其不大于金屬材料的極限頻率,還是不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;光電效應(yīng)是否產(chǎn)生與照射光頻率有關(guān),而與照射光強(qiáng)度無(wú)關(guān),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;光電效應(yīng)是否產(chǎn)生與照射光照射時(shí)間無(wú)關(guān),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;只要照射光的頻率大于該金屬材料的極限頻率,就能發(fā)生光電效應(yīng),選項(xiàng)D正確.4.BD[解析]根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程,hν=W+mv2,最大初動(dòng)能隨照射光頻率的增大而增大,隨照射光頻率的減小而減小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;減小金屬的逸出功,也能增大最大初動(dòng)能,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確.5.A[解析]由E=h可知,波長(zhǎng)大,光子能量小,故Hα光子能量最小,Hδ光子能量最大,再由h=EnE2可知,Hα對(duì)應(yīng)的軌道量子數(shù)最小,A錯(cuò)誤.6.BC[解析]發(fā)生光電效應(yīng)的條件是照射光頻率大于截止頻率,并不是光足夠強(qiáng)就能發(fā)生光電效應(yīng),故A錯(cuò)誤;金屬的逸出功W0=hν,得ν=,故B正確;一定強(qiáng)度的照射光照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),照射光的頻率越高,單個(gè)光子的能量值越大,光子的個(gè)數(shù)越少,單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少,故C正確;氫原子由低能級(jí)向高能級(jí)躍遷時(shí),吸收光子的能量等于兩能級(jí)間能量差,故D錯(cuò)誤.7.BD[解析]若僅增大該單色光照射的強(qiáng)度,由于每個(gè)光子的能量不變,因此光電子的最大初動(dòng)能不變,但單位時(shí)間內(nèi)射出的光電子數(shù)增多,因此光電流增大,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;逸出功由金屬材料自身決定,與是否有光照無(wú)關(guān),故B正確;發(fā)生光電效應(yīng)不需要時(shí)間積累,只要照射光的頻率大于極限頻率即可,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;若滑動(dòng)變阻器滑片左移,則電壓表示數(shù)減小,因?yàn)殡妷菏欠聪螂妷?所以電壓減小時(shí),光電子更容易到達(dá)A極形成電流,電流表示數(shù)增大,故選項(xiàng)D正確.8.B[解析]以從陰極K逸出的且具有最大初動(dòng)能的光電子為研究對(duì)象,由動(dòng)能定理得Ue=0,由光電效應(yīng)方程得nhν=+W(n=2,3,4,…),聯(lián)立解得U=(n=2,3,4,…),故選項(xiàng)B正確.9.D[解析]用一定頻率的a單色光照射光電管時(shí),電流計(jì)指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),知νa>νc,a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng),A錯(cuò)誤;發(fā)生光電效應(yīng)的條件是ν>νc,增加b光的強(qiáng)度不能使電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),B錯(cuò)誤;發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),電子從光電管左端運(yùn)動(dòng)到右端,而電流的方向與電子定向移動(dòng)的方向相反,所以流過(guò)電流計(jì)G的電流方向是由c到d,C錯(cuò)誤;增加a光的強(qiáng)度可使通過(guò)電流計(jì)G的電流增大,D正確.10.BC[解析]一個(gè)處于量子數(shù)n=5激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí),最多可產(chǎn)生4種不同頻率的光子,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;當(dāng)n=3時(shí),氫原子的能量E3=1.51eV,所以處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子的電離能是1.51eV,當(dāng)該氫原子吸收具有1.87eV能量的光子后被電離,選項(xiàng)B正確;根據(jù)玻爾理論,處于基態(tài)的氫原子不可能吸收該光子,所以氫原子仍處于基態(tài),選項(xiàng)C正確;電子從高能級(jí)到低能級(jí)躍遷時(shí),動(dòng)能增大,電勢(shì)能減小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.11.ABC[解析]由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hνW0知,當(dāng)ν=0時(shí),W0=Ek,故W0=E,A正確;而Ek=0時(shí),hν=W0,即W0=hν0,B正確;照射光的頻率為2ν0時(shí)產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ekm=2hν0hν0=hν0=E,C正確;照射光的頻率為時(shí),不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng),D錯(cuò)誤.12.AB[解析]已知從n=4到n=1能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為λ1,從n=4到n=2能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為λ2,從n=2到n=1能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為λ3,則λ1、λ2、λ3的關(guān)系為h,即,λ1<λ3,,λ3<λ2,又h,即,則,選項(xiàng)A、B正確.13.BC[解析]氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出的光子的能量等于前、后兩個(gè)能級(jí)的能量之差,當(dāng)氫原子從高能級(jí)直接躍遷到基態(tài)時(shí)放出的光子的能量最小值為3.4eV(13.6eV)=10.2eV,大于3.34eV,所以一定能使逸出功為3.34eV的金屬發(fā)生光電效應(yīng),A錯(cuò)誤;大量處于n=4能級(jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí),輻射光子的種數(shù)為=6,B正確;大量處于n=3能級(jí)的氫原子向n=1能級(jí)躍遷時(shí),輻射出的光子能量最大為1.51eV(13.6eV)=12.09eV,用此光子照射逸出功為3.34eV的金屬,由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得光電子的最大初動(dòng)能為12.09eV3.34eV=8.75eV,C正確;當(dāng)氫原子由低能級(jí)向高能級(jí)躍遷時(shí),氫原子吸收的光子能量一定等于兩能級(jí)之間的能量差,而由氫原子的能級(jí)圖可知n=1能級(jí)與任何能級(jí)間的能量差都不等于10.3eV,因此不能使n=1能級(jí)的氫原子躍遷到較高的能級(jí),D錯(cuò)誤.14.AB[解析]能得到電子的衍射圖樣,說(shuō)明電子具有波動(dòng)性,A正確;由德布羅意波長(zhǎng)公式λ=,可得λ=,B正確;由λ=可知,加速電壓越大,電子的波長(zhǎng)越小,衍射現(xiàn)象就越不明顯,C錯(cuò)誤;用相同動(dòng)能的質(zhì)子替代電子,質(zhì)子的波長(zhǎng)變小,衍射現(xiàn)象與電子相比更不明顯,故D錯(cuò)誤.15.(1)不能(2)27.2eV[解析](1)設(shè)運(yùn)動(dòng)氫原子的速度為v0,發(fā)生完全非彈性碰撞后兩者的速度為v,損失的動(dòng)能ΔE被靜止氫原子吸收.若ΔE=10.2eV,則靜止氫原子可由n=1能級(jí)躍遷到n=2能級(jí).由動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律有mv0=2mvmv2+ΔE=Ek=13.6eV聯(lián)立解得ΔE==6.8eV因?yàn)棣=6.8eV<10.2eV,所以不能使靜止氫原子發(fā)生躍遷.(2)若要使靜止氫原子電離,則ΔE≥13.6eV聯(lián)立解得Ek≥27.2eV.課時(shí)作業(yè)(三十一)1.B[解析]核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒,電荷數(shù)也守恒,A錯(cuò)誤;半衰期是宏觀統(tǒng)計(jì)概念,C錯(cuò)誤;核聚變釋放能量,D錯(cuò)誤.2.C[解析]同位素的核外電子數(shù)量相同,所以一種元素的各種同位素都具有相同的化學(xué)性質(zhì),A錯(cuò)誤;原子核內(nèi)相鄰的質(zhì)子和中子之間均存在核力,B錯(cuò)誤;核子數(shù)越多其結(jié)合能也越大,所以Kr都大,但Kr都小,C正確;α射線、β射線都是帶電粒子流,而γ射線是電磁波,不帶電,故D錯(cuò)誤.3.AB[解析]放射性元素的半衰期只與原子核自身有關(guān),與溫度、壓強(qiáng)無(wú)關(guān),故A正確;玻爾理論認(rèn)為原子只能處在能量不連續(xù)的一系列狀態(tài),故B正確;通過(guò)盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)判定的是原子具有核式結(jié)構(gòu),并未判定原子由電子和帶正電的物質(zhì)組成,故C錯(cuò)誤Pb時(shí),質(zhì)量數(shù)減小24,而質(zhì)子數(shù)減小8,因β衰變時(shí)質(zhì)量數(shù)不變,質(zhì)子數(shù)增加1,而α衰變時(shí)質(zhì)量數(shù)減小4,質(zhì)子數(shù)減小2,所以要經(jīng)過(guò)6次α衰變和4次β衰變,故D錯(cuò)誤.4.C[解析]A是聚變反應(yīng),反應(yīng)劇烈,至今可控聚變反應(yīng)還處于實(shí)驗(yàn)研究階段;B是裂變反應(yīng),雖然實(shí)現(xiàn)了人工控制,但因反應(yīng)劇烈,防護(hù)要求高,還不能小型化;C是人工放射性同位素的衰變反應(yīng),是小型核能電池主要采用的反應(yīng)方式;D是人工核反應(yīng),需要高能α粒子.5.AD[解析]根據(jù)比結(jié)合能越大,越穩(wěn)定,則核燃料總是利用比結(jié)合能小的核,故A正確.核反應(yīng)中γ光子的能量就是質(zhì)量虧損對(duì)應(yīng)的能量,故B錯(cuò)誤Pu更穩(wěn)定,說(shuō)明U的比結(jié)合能大,所以Pu衰變時(shí),會(huì)釋放巨大能量,故C錯(cuò)誤,D正確.6.C[解析]钚239Pu)和鈾239U)質(zhì)量數(shù)相同,質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均不同,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤Pu多兩個(gè)中子,少兩個(gè)質(zhì)子Pu,選項(xiàng)C正確.7.B[解析]X,質(zhì)量數(shù)沒(méi)有發(fā)生變化,故①為β衰變Pb,質(zhì)量數(shù)減少4,故③為α衰變Ti,電荷數(shù)減少2,故②為α衰變,過(guò)程④的電荷數(shù)增加1,為β衰變,故A、C、D錯(cuò)誤,B正確.8.C[解析]該反應(yīng)方程為e→2γ,由于光子的靜止質(zhì)量為零,所以質(zhì)量虧損為Δm=2m,由質(zhì)能方程,對(duì)應(yīng)的能量為ΔE=2mc2,根據(jù)能量守恒定律可知2hν=2E+ΔE,即有