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1、学习好资料欢迎下载专题 15 原子结构与原子核第一节波和粒子一、单项选择题1关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是 () A不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D实物粒子的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性解析：选 D.实物粒子与光子都具有波粒二象性，A、B、C 正确3(2012 年广州质检 )硅光电池是利用光电效应原理制成的器件下列表述正确的是() A硅光电池是把光能转变为电能的一种装置B硅光电池中吸收了能量的电子
2、都能逸出C逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关D任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应答案： A 4(2012 年绵阳一中模拟)用波长为 2.0 107 m 的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7 1019 J 由此可知， 钨的极限频率是(普朗克常量h6.63 1034 J s，光速 c 3.0 108 m/s，结果取两位有效数字)() A5.5 1034 Hz B7.9 1014 Hz C9.8 1014 Hz D1.2 1015 Hz 解析： 选 B.该题考查光电效应方程， 由12mv2 hcW0和 W0h0可得 07.9 1014 Hz，B 选项正确二、不
3、定项选择题5在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占整个从单缝射入的光强的95%以上，假设现精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 10 页学习好资料欢迎下载在只让一个光子通过单缝，那么该光子() A一定落在中央亮纹处B一定落在亮纹处C可能落在暗纹处D落在中央亮纹处的可能性最大答案： CD 7图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图象由图象可知() A该金属的逸出功等于EB该金属的逸出功等于h0C入射光的频率为20时，产生的光电子的最大初动能为ED入射光的频率为0/2 时，产生的光电子的最大初动能为E/2
4、 答案： ABC 8(2012 年南京调研 )在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示则可判断出() 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 10 页学习好资料欢迎下载A甲光的频率大于乙光的频率B乙光的波长大于丙光的波长C乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能解析：选B.由于是同一光电管，因而不论对哪种光，极限频率和金属的逸出功相同，对于甲、乙两种光，反向截止电压相同，因而频率相同，A 项错误；丙光
5、对应的反向截止电压较大， 因而丙光的频率较高，波长较短， 对应的光电子的最大初动能较大，故 C、D 均错，只有 B 项正确三、计算题10 (2012 年温州八校联考)普朗克常量h6.63 1034 J s， 铝的逸出功W06.72 1019 J，现用波长 200 nm 的光照射铝的表面(结果保留三位有效数字)(1)求光电子的最大初动能；(2)若射出的一个具有最大初动能的光电子正对一个原来静止的电子运动，求在此运动过程中两电子电势能增加的最大值(电子所受的重力不计)解析： (1)Ekh W0 c/Ek3.23 1019 J. (2)增加的电势能来自系统损失的动能，当两电子的速度相等时电势能最大，
6、由动量守恒定律得 mv02mv精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 10 页学习好资料欢迎下载损失的动能： Ek12mv2012(2m)v21.62 1019 J 所以，电势能增加的最大值为1.62 1019 J. 答案： (1)3.23 1019 J (2)1.621019 J 课时 36 第二节原子结构氢原子光谱一、单项选择题3(2012 年赤峰一中模拟)氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为10.6328 m ，23.39 m. 已知波长为1的激光是氖原子在能级间隔为 E11.96 eV 的两个能级之间跃迁产
7、生的用 E2表示产生波长为2的激光所对应的跃迁的能级间隔，则 E2的近似值为 () A10.50 eV B0.98 eV C0.53 eV D0.36 eV 解析：选 D.由跃迁公式得 E1hc1， E2hc2， 联立可得 E212E10.36 eV，选项 D 对4(2012 年天津一中模拟)氢原子部分能级的示意图如图所示不同色光的光子能量如精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 10 页学习好资料欢迎下载下表所示 . 色光红橙黄绿蓝-靛紫光子能量范围 (eV) 1.612.00 2.002.07 2.072.14 2.142.
8、53 2.532.76 2.763.10 处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2 条，其颜色分别为() A红、蓝 -靛B黄、绿C红、紫D蓝 -靛、紫解析：选A.原子发光时光子的能量等于原子能级差，先分别计算各相邻的能级差，再由小到大排序结合可见光的光子能量表可知，有两个能量分别为1.89 eV 和 2.55 eV 的光子属于可见光并且属于红光和蓝靛的范围，故答案为A. 二、不定项选择题6如图所示为卢瑟福和他的同事们做粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜分别放在图中的A、B、C、D 四个位置时，下述对观察到现象的说法中正确的是() A放在 A 位置时，相同时间内观察到屏上的
9、闪光次数最多精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 10 页学习好资料欢迎下载B放在 B 位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A 位置时稍少些C放在 C、D 位置时，屏上观察不到闪光D放在 D 位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少答案： AD 三、计算题8如图所示，氢原子从n2 的某一能级跃迁到n2 的能级，辐射出能量为2.55 eV的光子，问：(1)最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射上述能量的光子？(2)请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图解析： (1)氢原子从n2 的某一能级跃迁
10、到n2 的能级，辐射光子的频率应满足：h EnE22.55 eV Enh E2 0.85 eV 所以， n4 基态氢原子要跃迁到n4 的能级，应提供的能量为 EE4E1 12.75 eV. (2)辐射跃迁图如答案图所示答案： (1)12.75 eV (2) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 10 页学习好资料欢迎下载9(2012 年金华十校联考)在研究原子物理时，科学家经常借用宏观模型进行模拟在玻尔原子模型中， 完全可用卫星绕行星运动来模拟研究电子绕原子核的运动当然这时的向心力不是粒子间的万有引力(可忽略不计 )，而是粒子
11、的静电力设氢原子中，电子和原子核的带电荷量大小都是e 1.60 1019 C，电子在第1、 2可能轨道运行时，其运动半径分别为r10.53 1010 m，r24r1，据此求：(1)电子分别在第一、二可能轨道运行时的动能(以 eV 为单位 )(2)当电子从第一可能轨道跃迁到第二可能轨道时，原子还需吸收10.2 eV 的光子， 那么电子的电势能增加了多少？(静电力常量k9.0 109 N m2/C2) 第三节核反应核能一、单项选择题1(2012 年唐山一中模拟)氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则3 种力从大到小的排列顺序是() A核力、万有引力、库仑力
12、B万有引力、库仑力、核力精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 10 页学习好资料欢迎下载C库仑力、核力、万有引力D核力、库仑力、万有引力解析：选D.核力是强相互作用力，氦原子核内的2 个质子是靠核力结合在一起的可见核力远大于库仑力；微观粒子的质量非常小，万有引力小于库仑力故D 选项正确4 (2010 年高考大纲全国卷)原子核AZX 与氘核21H 反应生成一个粒子和一个质子 由此可知 () AA2，Z1 BA2，Z 2 CA3，Z3 DA3，Z 2 解析：选 D.该核反应的方程式为：AZX21H42He11H，由质量数和电荷数守
13、恒得：A4123，Z2112，故正确答案为D. 5.23692U 经过一系列衰变和 衰变，最后变成20882Pb，衰变方程可写为：23692U20882Pb nk P，则 () An7，k4 Bn5， k0 Cn6，k4 Dn4， k7 答案： A 二、不定项选择题6(2012 年南开附中模拟)下列说法正确的是() A.157N11H126C42He 是 衰变方程B.11H21H32He 是核聚变反应方程精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 10 页学习好资料欢迎下载C.23892U23490Th42He 是核裂变反应方程D.
14、42He2713Al 3015P10n 是原子核的人工转变方程解析：选 BD.核反应类型分四种，核反应的方程特点各有不同，衰变方程的左边只有一个原子核， 右边出现或 粒子 聚变方程的左边是两个轻核反应，右边是中等原子核裂变方程的左边是重核与中子反应，右边是中等原子核人工核转变方程的左边是氦核与常见元素的原子核反应，右边也是常见元素的原子核，由此可知B、D 两选项正确三、计算题9太阳的能量来源是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，核聚变反应可以看做是 4 个氢核结合成1 个氦核同时放出2 个正电子 试写出核反应方程，并由表中数据计算出该聚变反应过程中释放的能量(取 1 u16 1026 kg)
15、粒子名称质子 p粒子电子 e中子 n 质量 /u1.00734.00150.000551.0087 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 10 页学习好资料欢迎下载解析：核反应方程为411H42He201e,4个氢核结合成1 个氦核时的质量亏损为 m(1.007344.0015 2 0.00055)u 0.0266 u4.43 1029 kg 由爱因斯坦质能方程得，聚变反应过程中释放的能量为 E mc24.43 1029 (3 108)2 J4.0 1012 J. 答案：见解析10(2012 年金丽衢十二校联考)如图所示，有界
16、的匀强磁场磁感应强度为B0.05 T，磁场方向垂直于纸面向里，MN 是磁场的左边界在磁场中A 处放一个放射源，内装22688Ra，22688Ra 放出某种射线后衰变成22286Rn. (1)写出上述衰变方程(2)若 A 处距磁场边界MN 的距离 OA1.0 m 时，放在MN 左侧边缘的粒子接收器收到垂直于边界MN 方向射出的质量较小的粒子，此时接收器距过OA 的直线 1.0 m求一个静止22688Ra 核衰变过程中释放的核能有多少？(取 1 u1.6 1027 kg，e1.6 1019 C，结 果保留三位有效数字 ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 10 页