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1、word
省市景縣梁集中學 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.
B.
C.
D.
3.(單選)處于基態(tài)的氫原子在某單色光束照射下,
2、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)下列說確的是( )
A.
原子核部某個質(zhì)子轉(zhuǎn)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)境的變化,半衰期可能變短
C.
電子的
3、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.
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
4、
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
5、使金屬鈉發(fā)生光電效應(yīng)
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
6、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)
E.金屬鉀表面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
7、的質(zhì)量對應(yīng)931.5MeV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,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
8、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.
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)
9、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,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:
10、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、原子核部某個中子轉(zhuǎn)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.
11、
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)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
12、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,
0×2g=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
13、】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
14、)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.
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