高中物理原子物理题(夯实基础拿高分)
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高中物理原子物理题解析原子物理是高中物理中的重要内容之一,也是考试中经常出现的题型。
本文将通过具体题目的举例,解析原子物理题的考点,并给出解题技巧和指导,帮助高中学生和他们的父母更好地理解和应对这类题目。
1. 考点:原子结构和电子能级题目示例:某元素的原子核中有20个质子和22个中子,该元素的电子排布为2, 8, 8, 4,求该元素的元素符号和原子序数。
解析:首先,根据原子核中的质子数,我们可以确定该元素的原子序数为20。
然后,根据电子排布,我们可以将电子填充到各个能级中,即第1能级填充2个电子,第2能级填充8个电子,第3能级填充8个电子,第4能级填充4个电子。
根据元素的电子排布规律,我们可以确定该元素的元素符号为Ca(钙)。
解题技巧:掌握原子结构和电子能级的基本知识,了解电子填充规律,能够根据元素的原子核质子数和电子排布确定元素符号和原子序数。
2. 考点:原子核的稳定性和放射性衰变题目示例:某放射性核素发生α衰变后,得到的新核素是一个稳定核素,原核素的质子数为92,中子数为146,求新核素的质子数和中子数。
解析:α衰变是指原子核放出一个α粒子(由2个质子和2个中子组成),质子数减2,中子数减2。
根据题目中原核素的质子数和中子数,我们可以得知原核素为铀(U),质子数为92,中子数为146。
由于α衰变后得到的新核素是一个稳定核素,说明质子数和中子数之和不变,即新核素的质子数为90,中子数为144。
解题技巧:了解放射性衰变的基本规律,掌握α衰变的特点,能够根据原核素的质子数和中子数确定新核素的质子数和中子数。
3. 考点:能级跃迁和光谱题目示例:某元素的原子光谱中有一条波长为400nm的谱线,该元素的能级差为2.5eV,求该元素的电子跃迁前后的能级编号。
解析:能级差可以通过波长与能量之间的关系进行转换。
波长与能量之间的关系为E = hc/λ,其中E为能量,h为普朗克常数,c为光速,λ为波长。
将波长400nm转换为能量,可得E = (6.63e-34 J·s × 3e8 m/s) / (400e-9 m) ≈ 4.96e-19 J。
94 2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练(选修3-5)第六部分 原子物理 专题6.11 原子核物理(提高篇)一.选择题1.(2020东北三省四市二模)下列关于原子核的叙述中正确的是A .居里夫人通过α粒子轰击铝原子核,首次发现了中子B .核反应堆中的“慢化剂”是为了减慢反应速度,防止反应过于剧烈C .轻核聚变过程中,会有质量亏损,要释放能量D .原子核的质量越大,比结合能就越小 【参考答案】C【命题意图】本题考查中子的发现、核反应堆、轻核聚变、比结合能及其相关知识点,意在考查对相关知识点的理解和知道。
【解题思路】查德威克通过α粒子轰击铝原子核,首次发现了中子,选项A 错误;核反应堆中的“慢化剂”是为了降低快中子的速度,以利于重核裂变反应正常进行,选项B 错误;轻核聚变过程中,会有质量亏损,要释放能量,选项C 正确;原子核的质量越大,核子数就多,但是比结合能不一定就越小。
例如氦核的质量大于氘核,但是氦核的比结合能大于氘核,选项D 错误。
2.(2020湖南永州模拟)氚核发生β衰变除了产生β粒子和新核外,还会产生质量数和电荷数都是0的反中微子v e 。
若氚核在云室中发生β衰变后,产生的反中微子和β粒子的运动方向在同一条直线上,设反中微子的动量为P 1,β粒子动量为P 2,则。
A .上述核反应方程为0-1314102H+n e+He →+v eB .β粒子在云室中穿过会留下清晰的路径,此体现了粒子的波动性C .氚核内部某个中子转变为质子时,会向外发射β粒子D .新核的动量为P 1-P 2 【参考答案】C【名师解析】根据题述,氚核发生β衰变,其核反应方程为0323-11H e+He →+v e ,选项A 错误;β粒子在云室中穿过会留下清晰的路径,此体现了粒子的粒子性,选项B 错误;氚核发生β衰变,是氚核内部某个中子转变为质子时,会向外发射β粒子,选项C 正确;根据动量守恒定律,新核的动量为P 1+P 2,选项D 错误。
【配套新教材】专题九 原子物理——2023届高考物理一轮复习夯基固本时时练1.某核电站获得核能的核反应方程为235114489192056360U n Ba Kr n x +→++,已知铀核23592U 的质量为1m ,钡核4456Ba 的质量为2m ,氪核8936Kr 的质量为3m ,中子10n 的质量为4m ,下列说法正确的是( ) A.该核电站通过核聚变获得核能B.铀核23592U 的质子数为235C.在上述核反应方程中,3x =D.一个铀核23592U 发生上述核反应,释放的能量为()21234m m m m c ---2.卢瑟福指导他的助手进行的α粒子散射实验所用仪器的示意图如图所示.放射源发射的α粒子打在金箔上,通过显微镜观察散射的α粒子.实验发现,绝大多数α粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来方向前进,但少数α粒子发生了大角度偏转,极少数的角度甚至大于90°.于是,卢瑟福大胆猜想( )A.原子核内存在中子B.原子核内存在质子C.电子围绕原子核运动D.原子内部有体积很小、质量很大的核3.物理学家密立根利用如图甲所示的电路研究金属钾的遏止电压c U 与入射光频率ν的关系,其图象如图乙所示。
已知电子的电荷量大小为e ,下列说法正确的是( )A.若仅增大入射光的光强,则光电子的最大初动能增大B.若增大入射光的频率,则光电子的最大初动能保持不变C.由c U ν-图象可知,金属钾的截止频率为0νD.由c U ν-图象可求出普朗克常量为11cU eνν- 4.如图所示为氢原子能级的示意图,下列有关说法正确的是( )A.处于基态的氢原子吸收10.5 eV 的光子后能跃迁至2n =能级B.大量处于4n =能级的氢原子向低能级跃迁时,最多可辐射出3种不同频率的光C.若用氢原子从3n =能级跃迁到2n =能级辐射出的光,照射某金属时恰好发生光电效应,则用从4n =能级跃迁到3n =能级辐射出的光,照射该金属时也一定能发生光电效应D.用氢原子从4n =能级跃迁到1n =能级辐射出的光,照射逸出功为6.34 eV 的金属铂时逸出的光电子的最大初动能为6.41 eV5.图为a b c 、、三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。
高中物理《原子结构》练习题(附答案解析)学校:___________姓名:___________班级:___________一、单选题1.提出原子核式结构模型的科学家是()A.汤姆孙B.法拉第C.卢瑟福D.奥斯特2.卢瑟福预言原子核内除质子外还有中子的事实依据是()A.电子数与质子数相等B.绝大多数原子核的质量与电荷量之比都大于质子的质量与电荷量之比C.原子核的核电荷数等于质子数D.质子和中子的质量几乎相等3.世界上第一台激光器诞生于1960年,我国于1961年研制出第一台激光器,40多年来,激光技术与应用发展迅猛,已与多个学科相结合形成多个应用技术领域。
原子从高能级向低能级跃迁产生光子,将频率相同的光子汇聚可形成激光。
下列说法正确的是()A.频率相同的光子能量相同B.原子跃迁发射的光子频率连续C.原子跃迁只产生单一频率的光子D.激光照射金属板不可能发生光电效应n=的激发态向低能级跃迁时,产生的光子种类可能是()4.一个氢原子从5A.4种B.10种C.6种D.8种5.如图所示为氢原子的能级分布图,已知可见光光子的能量在1.61 3.10eV范围内,由图可知()n=能级A.基态氢原子吸收能量为10.3eV的光子能从n=1能级跃迁到2B.基态氢原子的电离能为13.6eVn=能级的氢原子向低能级跃迁时,可辐射6种不同频率的光子C.一群处于5D .氢原子从4n =能级跃迁到3n =能级,辐射的是可见光光子6.下列说法中正确的是( )A .汤姆孙依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型B .目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变C .β衰变现象说明电子是原子核的组成部分D .质子不可能衰变为一个中子和一个正电子7.如图所示为玻尔原子理论的氢原子能级图,下列说法正确的是( )A .大量处于5n =能级的氢原子向基态跃迁,最多可以发出20种不同频率的光B .处于2n =能级的氢原子其电势能比处于3n =能级的氢原子的电势能小C .若氢原子由4n =能级分别直接跃迁至3n =和2n =能级时所发出光的波长为λ1和λ2,则λ1<λ2D .用光子能量为12.5eV 的光照射大量处于基态的氢原子,此过程中氢原子最多可以发出3种不同频率的光8.处于不同能级的氢原子,电子做匀速圆周运动,下列说法中正确的是( )A .能量越大的氢原子,电子的向心加速度越大B .能量越大的氢原子,电子的动能越大,电势能越小C .处于基态的氢原子,电子的运动周期最大D .处于基态的氢原子,电子运动的角速度最大二、多选题9.对于原子光谱,下列说法正确的是( )A .原子光谱是不连续的B .因为原子都是由原子核和电子组成的,所以各种原子的光谱是相同的C .各种原子的原子结构不同,所以各种原子的光谱也是不同的D .分析物质的光谱,可鉴别物质含哪种元素10.关于元电荷,下列说法正确的是( )A .元电荷就是电子B .元电荷所带电荷量等于电子或质子所带的电荷量C .某物体所带电荷量可以是196.610C -⨯D .美国物理学家密立要用实验最早测定了元电荷的数量值11.下列四幅图涉及到不同的物理知识,其中说法正确的是( )A .图甲:卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,发现了质子和中子B .图乙:玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的C .图丙:普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,成为量子力学的奠基人之一D .图丁:每种原子都有自己的特征谱线,故光谱分析可用来鉴别物质12.图甲为氢原子的能级图,大量处于n =2激发态的氢原子吸收一定频率的光子后跃迁到较高的能级,之后再向低能级跃迁时辐射出10种不同频率的光子。
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专题15 原子物理第一部分名师综述综合分析近几年的高考物理试题发现,试题在考查主干知识的同时,注重考查必修中的基本概念和基本规律.考纲要求1、知道什么是光电效应,理解光电效应的实验规律;会利用光电效应方程计算逸出功、极限频率、最大初动能等物理量;知道光的波粒二象性,知道物质波的概念.2、知道两种原子结构模型,会用玻尔理论解释氢原子光谱;掌握氢原子的能级公式并能结合能级图求解原子的跃迁问题。
3、掌握原子核的衰变、半衰期等知识;会书写核反应方程,并能根据质能方程求解核能问题.命题规律1、光电效应现象、实验规律和光电效应方程,光的波粒二象性和德布罗意波是理解的难点,也是考查的热点,一般以选择题形式出现,光电效应方程可能会以填空题或计算题形式出现。
2、核式结构、玻尔理论、能级公式、原子跃迁条件在选做题部分出现的几率将会增加,可能单独命题,也可能与其它知识联合出题.3、半衰期、质能方程的应用、计算和核反应方程的书写是高考的热点问题,试题一般以基础知识为主,较简单。
第二部分知识背一背(1)光电效应①光电效应规律(a)每种金属都有一个极限频率.(b)光子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入射光的频率增大而增大.(c)光照射到金属表面时,光电子的发射几乎是瞬时的.(d)光电流的强度与入射光的强度成正比.(2)爱因斯坦光电效应方程①光电效应方程: E k=hν-W0。
高二物理原子物理试题答案及解析1.下列四幅图涉及到不同的物理知识,其中说法正确的是A.图甲:普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,成为量子力学的奠基人之一B.图乙:玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的C.图丙:卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,发现了质子和中子D.图丁:根据电子束通过铝箔后的衍射图样,可以说明电子具有粒子性【答案】AB【解析】普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,成为量子力学的奠基人之一,选项A正确;玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的,选项B正确;卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,发现了原子核式结构,选项C错误;根据电子束通过铝箔后的衍射图样,可以说明电子具有波动性,选项D错误;故选AB【考点】考查原子物理点评:本题难度较小,实际上本题算是一个物理史实问题,对物理史实问题要注意积累和记忆2.黑体辐射的实验规律如图所示,由图可知()A.随温度升高,各种波长的辐射强度都有增加B.随温度降低,各种波长的辐射强度都有增加C.随温度升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D.随温度降低,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动【答案】AC【解析】黑体辐射的强度与温度有关,温度越高,黑体辐射的强度越大.故A正确,B错误.随着温度的升高,黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动.故C正确,D错误.故选AC.【考点】本题考查的是学生读图的能力,点评:只要认真分析是较为容易的找出答案的.3.下列关于近代物理知识说法,你认为正确的是()A.汤姆生发现了电子,表明原子具有核式结构B.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应C.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,是因为该束光的频率太小D.按照波尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,原子总能量增加【解析】卢瑟福的a粒子散射实验说明原子具有核式结构,A错;太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应,B错;4.下列说法正确的有( )A.对原子光谱的研究开辟了深入探索原子结构的道路B.若使放射性物质的温度升高,其半衰期将减小C.在α、β、γ这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,α射线的电离能力最强D.玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象,说明玻尔提出的原子定态概念是错误的【答案】AC【解析】由于原子光谱是线状谱,而不是经典电磁理论认为的连续谱,因此否定了卢瑟福的核式结构模型,鼓励人们进一步探索新的原子结构A项正确。
高考物理专题训练:原子物理(基础卷)一、(本题共13小题,每小题4分,共52分。
在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~13题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1.下列说法正确的是()A.在核反应过程的前后,反应体系的质量数守恒,但电荷数不守恒B.用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变放射性原子核的半衰期C.18个放射性元素的原子核经一个半衰期一定有9个发生了衰变D.由两种元素的原子核结合成一种新元素的原子核时,一定吸收能量【答案】B【解析】核反应前后质量数守恒,电荷数也守恒,A错误;半衰期是宏观统计概念,C错误;核聚变释放能量,D错误。
2.下列说法正确的是()A.12C与14C是同位素,它们的化学性质并不相同B.核力是原子核内质子与质子之间的力,中子和中子之间并不存在核力C.在裂变反应235U+1n→144Ba+89Kr+31n中,235U的结合能比144Ba和89Kr都大,但比结合能没有92056360925636144 56Ba或89Kr大36D.α、β、γ三种射线都是带电粒子流【答案】C【解析】同位素的核外电子数量相同,所以一种元素的各种同位素都具有相同的化学性质,A错误;原子核内相邻的质子和中子之间均存在核力,B错误;核子数越多其结合能也越大,所以23592U的结合能比144Ba和89Kr都大,但235U的比结合能比144Ba和89Kr都小,C正确;α射线、β射线都5636925636是带电粒子流,而γ射线是电磁波,不带电,故D错误。
3.以下说法正确的是()A.氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,原子电势能增大,原子能量减小B.紫外线照射到金属锌板表面时能够产生光电效应,则当增大紫外线的照射强度时,从锌板1表面逸出的光电子的个数增多,光电子的最大初动能增大C.氢原子光谱有很多不同的亮线,说明氢原子能发出很多不同的频率的光,但它的光谱不是连续谱D.天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构,阴极射线是原子核内的中子转变为质子时产生的高速电子流【答案】C【解析】氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,原子电势能增大,原子能量增大,A项错误;由E=hν-W可知,只增加光照强度而不改变光的频k0率,光电子的最大初动能不变,B项错误;原子核内的中子转变为质子时产生的高速电子流是β射线,不是阴极射线,D项错误。
2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练(选修3-5)第六部分原子物理专题6.10 原子核物理(基础篇)一.选择题1.(2020四川眉山二诊)地光是在地震前夕出现在天边的一种奇特的发光现象,它是放射性元素氡因衰变释放大量的带电粒子,通过岩石裂隙向大气中集中释放而形成的。
已知氡22286Rn的半衰期为3.82d,经衰变后产生一系列子体,最后变成稳定的20682Pb,在这一过程中A. 要经过4 次α衰变和4 次β衰变B. 要经过4 次α衰变和6 次β衰变C. 氡核22286Rn的中子数为86,质子数为136D. 标号为a、b、c、d 的4 个氡核22286Rn经3.82d 后一定剩下2 个核未衰变【参考答案】A【名师解析】原子核衰变,一次α衰变,核电荷数减少2,质量数减少4;一次β衰变,核电荷数增加1,质量数不变;所以氡22286Rn经过一系列衰变最后变成稳定的20686Pb要经过n=222-2064=4次α衰变,经过4次β衰变,选项A正确B错误;氡核22286Rn的质子数为86,中子数222-86= 136,选项C错误;由于半衰期是对大量原子核的统计规律,对几个原子核没有意义,所以标号为a、b、c、d 的 4 个氡核22286Rn经3.82d 后不一定剩下 2 个核未衰变,选项D错误。
2. (2020全国I卷高考仿真模拟1)下列有关原子结构和原子核的认识,其中正确的是()A.γ射线是高速运动的电子流B.氢原子辐射光子后,其绕核运动的电子动能增大C.太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D.210 83Bi的半衰期是5天,100克210 83Bi经过10天后还剩下50克【参考答案】B【名师解析】β射线是高速电子流,而γ射线是一种电磁波,选项A错误.氢原子辐射光子后,绕核运动的电子距核更近,动能增大,选项B正确.太阳辐射能量的主要来源是太阳内部氢核的聚变,选项C错误.10天为两个半衰期,剩余的210 83Bi 为100×1()2t τ g =100×(12)2 g =25 g ,选项D 错误. 3.(2020年4月贵州模拟)核反应方程为U 23892→323490Th x +,根据方程提供的信息,下例说法中正确的是( )A.方程中的x 3表示的是电子B.方程表示的是原子的裂变C.这种核反应的变化是自发的,与原子所处的物理化学状态无关D.这种核反应没有质量亏损【参考答案】C【命题意图】考查原子核的衰变规律和核反应方程等必备知识。
一、选择题1.如图为氢原子的能级示意图,已知光子能量在1.63eV~3.10eV的光为可见光。
要使大量处于基态的氢原子被激发后可辐射出2种可见光光子,原子应吸收的能量为()A.10.2eV B.12.09eV C.12.75eV D.13.06eV2.在光电效应实验中,先后用两束光照射同一个光电管。
若实验a中光束的入射光的强度和频率分别大于b实验中光束的入射光的强度和频率,a、b两实验中所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线分别以a、b表示,则下列图中正确的是()A.B.C.D.3.氢原子能级示意如图。
现有大量氢原子处于n=3能级上,下列正确的是()A.这些原子跃迁过程中最多可辐射出6种频率的光子B.从n=3能级跃迁到n=1能级比跃迁到n=2能级辐射的光子频率低C.从n=3能级跃迁到n=4能级需吸收0.66eV的能量D.n=3能级的氢原子电离至少需要吸收13.6eV的能量4.用如图甲所示的装置研究光电效应现象。
用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应。
图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系图像,图线与横轴的交点坐标为(a,0),与纵轴的交点坐标为(0,-b),下列说法中正确的是()A.普朗克常量为b haB.仅增加照射光的强度,光电子的最大初动能将增大C.仅提高照射光频率,金属的逸出功增大D.保持照射光强度不变,仅提高照射光频率,电流表G的示数增大5.如图所示为氢原子的能级图,已知金属钨的逸出功为4.54eV,则下列说法正确的是()A.处于基态的氢原子可以吸收10.3eV的光子而被激发B.一个氢原子处于n=4能级,最多辐射6种波长的光C.用n=4能级跃迁到n=2能级的辐射光照射钨,能发生光电效应D.氢原子从能级n=4跃迁到n=3比从能级n=3跃迁到n=2辐射的电磁波波长要长6.如图所示为氢原子的能级示意图,对于处于n=4激发态的一群氢原子来说,则()A.由n=2跃迁到n=1时发出光子的能量最大B.由较高能级跃迁到较低能级,电子轨道半径减小,动能增大C.当氢原子自发向低能级跃迁时,可发出3种光谱线D.由n=4跃迁到n=1发出光子频率是n=4跃迁到n=2发出的光子频率的6倍7.氢原子的能级如图所示,已知可见光的光子能量范围约为1.62~3.11 eV。
高考物理近代物理知识点之原子核基础测试题含答案解析(2)一、选择题1.从法国物理学家贝克勒尔发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线开始,人类开启了对原子核的研究并和平利用核能,以下说法正确的是( )A .核聚变反应中平均每个核子质量亏损比核裂变反应中平均每个核子质量亏损小B .查德威克用氮核轰击铍核的核反应方程是: 94121042611Be He C H e -+→++C .人类第一次实现的原子核的人工转变的核反应是:1441717281N He O H +→+D .α射线和β射线来自原子核,γ射线是原子核外电子跃迁时辐射出的光子流 2.关于原子、原子核以及核反应,以下说法正确的是( )A .一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线,且γ射线穿透能力最强B .一个氢原子从n =3的能级发生跃迁,可能只辐射1种频率的的光子C .10个23592U 原子核经过一个半衰期后,一定还剩5个23592U 原子核没发生衰变D .核泄漏事故污染物铯(Cs)137能够产生对人体有危害的辐射,其衰变方程为1371375556Cs Ba+x →,由方程可判断x 是正电子3.为提出原子核式结构模型提供依据的实验或现象是 A .α粒子散射实验 B .电子的发现 C .质子的发现 D .天然放射现象4.一个氘核()与一个氚核()发生聚变,产生一个中子和一个新核,并出现质量亏损,则聚变过程中 A .吸收能量,生成的新核为 B .吸收能量,生成的新核为 C .放出能量,生成的新核为D .放出能量,生成的新核为5.在人类对微观世界进行探索的过程中,科学实验起到了非常重要的作用。
下列说法符合历史事实的是( )A .卢瑟福在原子核人工转变的实验中发现了中子B .爱因斯坦为了解释光电效应的实验规律提出了光子说C .贝克勒尔通过对天然放射现象的研究,发现了原子中存在原子核D .查德威克利用α射线轰击氮原子核获得了质子 6.下列关于α粒子的说法,正确的是 A .α粒子是氦原子核,对外不显电性B .卢瑟福根据α粒子散射实验,提出了原子“枣糕模型”C .天然放射现象中, α粒子形成的射线速度很快,穿透能力很强D .核反应2382349290U TH X →+中,X 代表α粒子,则是α衰变7.关于天然放射性,下列说法正确的是 A .所有元素都可能发生衰变B .放射性元素的半衰期与外界的温度有关C .放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D .α、β和γ三种射线中,γ射线的穿透能力最弱8.由于地震、山洪等原因将大量的金丝楠及其他树种深埋,经千万年碳化、氧化、冲刷形成似石非石、似木非木的植物“木乃伊”,又叫碳化木,俗称乌木,已知植物存活期间,其体内14C 与12C 的比例与大气中相同,生命活动结束后,14C 衰变为14N ,14C 的比例持续减少,其半衰期约为5700年,现通过测量得知,某乌木样品中14C 的比例恰好是现代植物所制样品的二分之一。
原子物理一、选择题在每小题给出的四个选项中,有的只有一项是正确的,有的有多个选项正确,全选对的得5分,选对但不全的得3分,选错的得0分。
1.2020年是“世界物理年”,100年前的1920年是爱因斯坦的“奇迹”之年,这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文,其中关于光量子的理论成功地解释了光电效应现象。
关于光电效应,下列说法正确的是()A.当入射光的频率低于极限频率时,不能发生光电效应B.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C.光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D.某单色光照射一金属时不能发生光电效应,改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应2.从原子核中能放出α、β、γ射线,关于原子核的组成,以下说法中正确的是()A.原子核中,有质子、中子,还有α粒子B.原子核中,有质子、中子,还有β粒子C.原子核中,有质子、中子,还有γ粒子D.原子核中,只有质子和中子3.某光电管的阴极是用金属钾制成的,它的逸出功为2.21eV,用波长为2.5×10-7m的紫外线照射阴极,已知真空中光速为3.0×108m/s,元电荷为1.6×10-19C,普朗克常量为6.63×10-34J s,求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大动能应分别是()A .5.3×1194HZ ,2.2JB .5.3×1014HZ ,4.4×10-19JC .3.3×1203H Z ,2.2JD .3.3×1203H Z ,4.4×10-19J 4.下列说法正确的是 ( )A.H 21+H 31→He 42+n 10是聚变 B.U 23592+n 10→Xe 14054+Sr 9438+2n 10是裂变 C.Ra 2411→Rn 22288+He 42是α衰变D.Na 2411→Mg 2412+e 01-是裂变5.在演示光电效应的实验中,原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连。
用弧光灯照射锌板时,验电器的指针就张开一个角度,如图所示,这时( ) A .锌板带正电,指针带负电 B .锌板带正电,指针带正电 C .锌板带负电,指针带正电 D .锌板带负电,指针带负电6.在中子衍射技术中,常利用热中子研究晶体的结构,因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近.已知中子质量m=1.67⨯10—27kg ,普朗克常量h=6.63⨯10—34J ·s ,可以估算德布罗意波长λ=1.82⨯10-10m 的热中子动能的数量级为( )A .10—17JB .10—19JC .10—21JD .10—24 J7.可见光光子的能量在1.61 eV ~3.10 eV 范围内.若氢原子从高能级跃迁到量子数为n 的低能级的谱线中有可见光,根据氢原子能级图可判断n 为( ) A.1 B.2 C.3 D.4 8.在光电管的实验中(如图所示),发现用一定频率的A 单色照射光 电管时,电流表指针会发生偏转,而用另一频率的B 单色光照射时不发生光电效应,那么( )A .A 光的频率大于B 光的频率。
B .B 光的频率大于A 光的频率。
C .用A 光照射光电管时流过电流表G 的电流方向是a 流向b 。
D .用A 光照射光电管时流过电流表G 的电流方向是b 流向a 。
9.氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时,可能发出三种不同波长的辐射光。
已知其中的两个波长分别为1λ和2λ,且1λ>2λ,则另一个波长可能是( ) A .1λ+2λ B. 1λ-2λ C. 1212λλλλ+ D. 1212λλλλ- 10.下列说法正确的是:( )A .太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应B .汤姆生发现电子,表明原子具有核式结构C .一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,是因为该束光的波长太短D .按照波尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,原子总能量增加 11.关于天然放射现象,下列说法正确的是( )A .放射性元素的原子核内的核子有半数发生变化所需的时间就是半衰期B .放射性物质放出的射线中,α粒子动能很大.因此贯穿物质的本领很强C .当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时,将发生β哀变D .放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时,辐射出γ射线12.目前普遍认为,质子和中子都是由被称为u 夸克和d 夸克的两类夸克组成的,u 夸克带电荷量为32e ,d 夸克带电荷量为-31e ,e 为元电荷.下列论断中可能正确的是 ( )A.质子由1个u 夸克和1个d 夸克组成,中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成B.质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成,中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成C.质子由1个u 夸克和2个d 夸克组成,中子由2个u 夸克和1个d 夸克组成D.质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成,中子由1个u 夸克和1个d 夸克组成13.下图所示为卢瑟福α粒子散射实验的原子核和两个α粒子的径迹,其中可能正确的是( )14.现有k 个氢原子被激发到量子数为3的能级上,若这些受激氢原子最后都回到基态,则在此过程中发出的光子总数是多少?假定处在量子数为n 的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的1/n ( ) A .2k B .k C .23kD .2k选1. 用大量具有一定能力的电子轰击大量处于基态的氢原子,观测到了一定数目的光谱线。
调高电子的能力在此进行观测,发现光谱线的数目比原来增加了5条。
用△n 表示两侧观测中最高激发态的量子数n 之差,E 表示调高后电子的能量。
根据氢原子的能级图可以判断,△n 和E 的可能值为( ) A 、△n =1,13.22 eV <E <13.32 eV B 、△n =2,13.22 eV <E <13.32 eV C 、△n =1,12.75 eV <E <13.20 eV D 、△n =2,12.75 eV <E <13.20 Ev选2.2020年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家,以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化。
他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点,下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法中正确的是A 、微波是指波长在10-3m 到10m 之间的电磁波B、微波和声波一样都只能在介质中传播C、黑体的热辐射实际上是电磁辐射D、普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说二、计算题:(50分)解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后的答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
15.如图所示,氢原子从n>2的某一能通级跃迁到n=2的能级,辐射出能量为2.55eV的光子,问要给基态的氢原子最少提供多少电子伏特的能量,才能使它辐射出上述能量的光子?请在图中画出获得该能量后氢原子可能的辐射跃迁图。
如图所示,氢原子从n>2的某一能通级跃迁到n=2的能级,辐射出能量为2.55eV的光子,问要给基态的氢原子最少提供多少电子伏特的能量,才能使它辐射出上述能量的光子?请在图中画出获得该能量后氢原子可能的辐射跃迁图。
16.太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应,这个核反应释放出的大量能量就是太阳能的来源. (1)写出这个核反应方程; (2)求这一核反应放出的能量.17.氢原子第n 能级的能量为21nE E n =,其中E1是基态能量,而n =1,2,…。
若一氢原子发射能量为1163E -的光子后处于比基态能量高出143E -的激发态,则氢原子发射光子前后分别处于第几能级?18.(10分)U 23592受中子轰击时会发生裂变,产生Ba 13956和Kr 9436,同时放出能量.已知每个铀核裂变释放的平均能量为200 MeV. (1)写出核反应方程;(2)现在要建设发电功率为5×120 kW 的核电站,用U 235作核燃料,假设核裂变释放的能量一半转化为电能,那么该核电站一天消耗U 235多少千克?(阿伏加德罗常数取6.0×1023 mol -1)选1人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程。
请按要求回答下列问题。
(1)卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献。
请选择其中的两位,指出他们的主要成绩。
①_________________________________________________________②__________________________________________________________ 在贝克勒尔发现天然放射现象后,人们对放射线的性质进行了深入研究,下图为三种射线在同一磁场中的运动轨迹,请从三种射线中任选一种,写出它的名称和一种用途。
________________________________________。
(2)在可控核反应堆中需要给快中子减速,轻水、重水和石墨等常用作减速剂。
中子在重水中可与12H核碰撞减速,在石墨中与612C核碰撞减速。
上述碰撞可简化为弹性碰撞模型。
某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰,通过计算说明,仅从一次碰撞考虑,用重水和石墨作减速剂,哪种减速效果更好?参考答案15.12.75eV,略(共6条)16.(1)根据质量数守恒和电荷数守恒可知核反应方程为:4H11→He42+2e1.(2)该反应过程中的质量亏损为:Δm=4m H-(m He+2m e)=0.026 6 uΔE=Δm×c2=0.026 6×1.660 6×10-27×(3×108)2 J=3.98×10-12 J. 17解:设氢原子发射光子前后分别处于第l与第m能级,则依题意有① ②由②式解得 m =2 ③由①③式得l =4 ④氢原子发射光子前后分别处于第4与第2能级。
18解析(1)核反应方程U 23592+n 10→Ba 13956+Kr 9436+3n 10+200 MeV.(2)电站一天发出的电能E 1=Pt ①设每天消耗U 23592为m kg ,核裂变释放的能量为E 2=m ×120×6.0×1023×200×120×1.6×10-19/235② 由能量转化得E 1= E 2③由①②③式得m =1.20 kg. 选1(1)卢瑟福提出了原子的核式结构模型(或其他成就玻尔把量子理论引入原子模型,并成功解释了氢光谱(或其他成就)查德威克发现了中子(或其他成就)。