物理:教科版 選修3-5 2.4 波爾地原子模型 能級 (教案設計)

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1、word 某某省某某市景縣梁集中學 高三 選修3-5原子,原子核物理針對訓練 一、選擇題 1.〔單項選擇〕根據(jù)玻爾理論,在氫原子中,量子數(shù)n越大,如此〔  〕 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.〔單項選擇〕氦原子被電離一個核外電子,形成類氫結構的氦離子.基態(tài)的氦離子能量為E1=﹣54.4eV,氦離子能級的示意圖如下列圖..在具有如下能量的光子中,不能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是〔  〕 A. B. C. D. 3.〔單項選擇〕處于基態(tài)的氫原子在

2、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如此該照射光的光子能量為〔  〕 A. hv1 B. hv2 C. hv3 D. h〔v1+v2+v3〕 4. 〔多項選擇〕氫原子輻射出一個光子后,如下說法正確的答案是〔  〕 A. 電子繞核旋轉半徑減小 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. 電子繞核旋轉的周期增大 5. 〔多項選擇〕如下說法正確的答案是〔  〕 A. 原子核內部某個質子轉變?yōu)橹凶訒r,放出β射線 B. U的半衰期約為7億年,隨地球環(huán)

3、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. 原子核的比結合能越大如此原子核越穩(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.調高電子的能量再次進展觀測,發(fā)現(xiàn)光譜線的數(shù)目比原來增加了幾條.根據(jù)如下列圖的氫原子的能級圖可知,測如下說法正確的答案是〔  〕 A. 假如基態(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. 假如基態(tài)氫原子從最初能躍遷

4、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. 假如基態(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. 假如基態(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. 假如基態(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.〔多項選擇〕如下列圖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,如下說法中正確的答案是〔 〕 A.從n=3的激發(fā)態(tài)躍遷到n=2的激

5、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 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,且使光電子獲得最大初動能 8.〔單項選擇〕如下說法正確的答案是 A.盧瑟福通過α粒子的散射實驗,建立了原子核式結構模型 B.盧瑟福發(fā)現(xiàn)中子的核反響方程為 C.貝克勒爾發(fā)現(xiàn)質子的核反響方程為 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部結構的 9.(單項選擇)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氧經過7.6天衰變掉的質量,以與衰變過程放出的粒子〔  〕 A.1.5g,α粒子B.

6、1.5g,β 粒子C.0.5g,α 粒子D.0.5g,β粒子 10.〔多項選擇〕如下列圖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,如下說法正確的答案是 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 E.金屬鉀外表逸出的光電子最大初動能可能小于7.95ev 二、計算題 11.物理學家們普遍相信太陽發(fā)光是由于其內部不斷發(fā)生從氫核到氦核的核聚變反響。根據(jù)這一理論,在太陽內部4個氫核〔H〕轉化成1個氦核〔He〕和2個正電子〔e〕并放出能

7、量。質子質量mp=1.0073u,α粒子的質量mα=4.0015u,電子的質量me=0.0005u,1u的質量對應931.5 MeV的能量, 〔1〕寫出該熱核反響方程; 〔2〕一次這樣的熱核反響過程中釋放出多少兆電子伏的能量?〔結果保存兩位有效數(shù)字〕 12.1928年,德國物理學家玻特用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展研究,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)暮朔错懛匠蹋? ②假如中子以速度v0與一質量為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,如此中子的質量

8、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,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〕寫出核反響方程式. 〔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. 應當選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

9、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=﹣﹣〔﹣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=﹣﹣〔﹣54.4〕=51.0eV;故C選項中光子能量能被吸收,故C錯誤; 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,應當選項D中的光子能量能被吸收,故D錯誤 應當選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,如此吸收的能量等于

10、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. 應當選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,如此氫原子電勢能減小,電子繞核運動的周期減?。蔄CD正確,BE錯誤. 應當選:ACD. 5.【答案】解:A、原子核內部某個中子轉變?yōu)橘|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

11、光子,同時電子的動能增加,電勢能減小,故D正確; E、原子核的比結合能越大,如此原子核越穩(wěn)定,故E正確; 應當選:CDE. 6.【答案】解:A、假如基態(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, 所以假如基態(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、假如基態(tài)氫原子從最初能躍遷到3激發(fā)態(tài),光譜線的數(shù)目條數(shù)是=3, 假如基態(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,

12、 假如基態(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、假如基態(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、假如基態(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; 應當選:ABE. 7.【答案】CD 8.【答案】A 9.【答案】A 【解析】解:氡核的半衰期為3.8天,根據(jù)半衰期的定義得: m=m0 (),其中m為剩余氡核的質量,m0為衰變前氡核的質量,T為半衰期,t為經歷的時間. 由于T=3.8天,t=7.6天, 0×2g

13、=1.5g, 根據(jù)衰變過程中質量數(shù)和電荷數(shù)守恒,由于生成物質量數(shù)減小4,電荷數(shù)減小2,所以放出的粒子是α粒子. 應當選: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,以與從n=2躍遷到n=1輻射的光子能量大于逸出功,所以能發(fā)生光電效應的光有兩種,故B錯誤.C、從n=3躍遷到n=1輻射的光子能量最大,發(fā)生光電效應時,產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)光電效應方程得,Ekm=hv-W0=12.09-2.2

14、5eV=9.84eV.故CD正確,E錯誤.應當選:ACD. 11.【答案】〔1〕4H→He+2e 〔2〕25 12.【答案】 〔1〕核反響過程中質量數(shù)與核電荷數(shù)守恒,由質量數(shù)守恒與核電荷數(shù)守恒可知, 核反響方程式為:; 〔2〕核反響過程中,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)質量數(shù)與核電荷數(shù)守恒可知, 甲核的核電荷數(shù)是1,質量數(shù)是3,甲核是氚核, 核反響方程式為:N+n→C+H; 〔2〕設中子質量為m0,C核質量mC,甲核質量為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〕核反響方程式是:N+n→C+H; 〔2〕的速度是,甲核的速度是. 文檔

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