量子论初步同步练习(一)

量子论初步 原子核一章末检测一、选择题（共8小题,每小题6分,共48分）1.（2009·宁波质检）氢原子从n =3的激发态向低能级状态跃迁可能放出的光子中,只有一种光子不能使金属A 产生光电效应,则下列说法正确的是（ ）A .不能使金属A 产生光电效应的光子一定是从n =3激发态直接跃迁到基态放出的B .不能使金属A 产生光电效应的光子一定是从n =3激发态直接跃迁到n =2激发态时放出的C .从n =4激发态跃迁到n =3激发态,所放出的光子一定不能使金属A 产生光电效应D .从n =4激发态跃迁到基态,所放出的光子一定不能使金属A 产生光电效应答案 BC2.某核反应方程为X He H H 423121+→+.已知H 21的质量为2.013 6 u ,H 31的质量为3.018 0 u ,42He 的质量为4.002 6 u ,X 的质量为1.008 7 u .则下列说法中正确的是（ ）A .X 是质子，该反应释放能量B .X 是中子，该反应释放能量C .X 是质子，该反应吸收能量D .X 是中子，该反应吸收能量答案 B 3.目前,在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料,这些岩石都不同程度地含有放射性元素,比如,有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡,而氡会发生放射性衰变,放射出α、β、γ射线,这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病,根据有关放射性知识可知,下列说法正确的是( )A.氡的半衰期为3.8天,若取4个氡原子核,经7.6天后就一定剩下一个原子核了B.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的C.γ射线一般伴随着α或β射线产生,在这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,电离能力最弱D.发生α衰变时,生成核与原来的核相比,中子数减少了4个答案 BC4.中子和质子结合成氘核,同时放出γ光子,核反应方程是11H+10n →21H+γ,以下说法中错误．．的 是( )A.反应后氘核的质量一定小于反应前质子和中子的总质量B.反应前后质量数不变,因而质量不变C.由核子组成原子核一定向外释放能量D.光子所具有的能量为Δmc2,Δm为反应中的质量亏损,c为光速答案 B5.在下列四个方程中,X1、X2、X3和X4各代表某种粒子235 92U+1n→14156Ba+9236Kr+3X130 15P→3014Si+X2238 92U→23490Th+X3234 90Th→23491Pa+X4以下判断中错误．．的是( )A.X1是中子B.X2是质子C.X3是α粒子D.X4是电子答案 B6.下列说法中正确的是( )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.光导纤维内芯的折射率比外套小,光传播时在内芯与外套的界面发生全反射C.当放射性元素的原子外层电子具有较高能量时,将发生β衰变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射线答案 D7.美国研究人员正在研制一种新型镍—铜长效电池,它是采用铜和半衰期长达100年的放射性同位素镍63(6328Ni)这两种金属作为长寿命电池的材料.将镍63置于中央,四周包上铜皮,利用镍63发生β衰变时释放电子给铜片,用镍63和铜片作电池两极,为外接负载提供电能.下列有关该电池的说法正确的是( )A.镍63的衰变方程是6328Ni→01-e+6329CuB.镍63的衰变方程是6328Ni→01-e+6229CuC.外接负载时镍63的电势比铜片高D.该电池内电流方向是从铜片到镍答案 ACD8.(2009·海口模拟)某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象.当用某一频率的光照射光电管的阴极K时,会发生光电效应现象,电流计中有电流通过.闭合开关S ,在阳极A 和阴极K 之间加上反向电压,通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压,直至电流计中电流恰好为零,此时电压表的电压值称为反向截止电压.现有频率为ν的绿光照射阴极,测量到反向截止电压为U ,设电子电荷量为e ,普朗克常量为h ,则( )A.逸出的光电子的最大初动能为eUB.阴极K 的逸出功W =h ν-eUC.如改用紫光照射,则光电子的最大初动能一定增加D.如改用紫光照射,则阴极K 的逸出功一定发生变化答案 ABC二、计算论述题(共4小题,共52分,其中9、10小题各12分,11、12小题各14分)9.物理学家们普遍相信太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应.根据这一理论,在太阳内部4个氢核(11H)转化成一个氦核(42He)和两个正电子(01e)并放出能量.已知质子质量m p =1.007 3 u,α粒子质量αm =4.001 5 u,电子的质量m e =0.000 5 u,1 u 的质量对应931.5 MeV 的能量.(1)写出该热核反应方程.(2)一次这样的热核反应过程中释放出多少兆电子伏的能量?(结果保留四位有效数字)答案 (1)411H →42He+201e (2)24.87 MeV10.已知氢原子基态的电子轨道半径r 1=0.53×10-10 m,基态的能级值为E 1=-13.6 eV.(1)求电子在n =1的轨道上运动形成的等效电流.(2)有一群氢原子处于量子数n =3的激发态,画出能级图,在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线.(3)计算这几条光谱线中最长的波长.答案 (1)1.05×10-3 A (2)(3)6.58×10-7m11.2006年,我国自行设计并研制的“人造太阳”——托卡马克实验装置运行获得重大进展,这标志着我国已经迈入可控热核反应领域先进国家行列.该反应所进行的聚变过程是21H+31H →42He+10n,反应原料氘(21H)富存于海水中,而氚(31H)是放射性元素,自然界中不存在,但可以通过中子轰击锂核(63Li)的人工核转变得到.则(1)请把下列用中子轰击锂核(63Li)产生一个氚核(31H)和一个新核的人工核转变方程填写完整.63Li+ → +31H.(2)在(1)中,每生产1 g 的氚同时有多少个63Li 核实现了核转变?(阿伏加德罗常数N A 取6.0× 1023 mol -1)(3)一个氘核和一个氚核发生核聚变时,平均每个核子释放的能量为5.6×10-13 J,求该核聚变过程中的质量亏损.答案 (1)10n 42He (2)2.0×1023个 (3)3.1×10-29 kg 12.1930年科学家发现钋放出的射线贯穿能力极强,它甚至能穿透几厘米厚的铅板,1932年,英国年轻物理学家查德威克用这种未知射线分别轰击氢原子和氮原子,结果打出一些氢核和氮核,测量出被打出的氢核和氮核的速度,并由此推算出这种粒子的质量.若未知射线均与静止的氢核和氮核正碰,测出被打出的氢核最大速度为v H =3.3×107 m/s,被打出的氮核的最大速度v N =4.5×106 m/s,假定正碰时无机械能损失,设未知射线中粒子质量为m ,初速为v ,质子的质量为m ′.(1)推导被打出的氢核和氮核的速度表达式;(2)根据上述数据,推算出未知射线中粒子的质量m 与质子的质量m ′之比.(已知氮核质量为氢核质量的14倍,结果保留三位有效数字)答案 (1)v H =v H 2m m m + v N =v N 2m m m + (2)m m '=1.05。

量子论初步 原子核（A 卷）一、本题共12小题，每小题4分，共48分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分.1.下列说法中正确的是( )A.氢原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时，电子的动能增加，电势能增加，原子的总能量增加B.α射线是原子核发出的一种粒子流，它的电离能力在α、β、γ三种射线中是最弱的C.原子核反应过程中的质量亏损现象违背了能量守恒定律D.将放射性元素掺杂到其他稳定元素中并大幅度降低其温度，它的半衰期不发生改变2.有下列4个核反应方程①24241112Na Mg a →+ ， ②2351144899205636U n Ba Kr 3b+→++， ③194229210F He Ne c +→+， ④234112H H He d +→+，a 、b 、c 、d 四种粒子依次是（ ） A.11011010H n e n -、、、 B.01111010e n H n -、、、 C.11100101n H n e -、、、 D.01101011e n H e -、、、 3.月球上特有的能源材料32He 总共大约有100万吨，这是由于太阳风带动大量质子打入月球表面的X 粒子中，形成32He .月球表面的稀薄气体内，每立方厘米中有数个32He 分子，收集这些32He ，可以在月球上建立32He 发电站.其中X 粒子应该为( )A. 52HeB.442He 32He D. 21He 4.某原子核A Z X 吸收一个中子后，生成一个新核和α粒子，新核具有放射性，它经过β衰变后变为镁24，由此可以判断()=27，Z=15 =27，Z=13 C.A=28,Z=12 =27,Z=145.静止的氡核22286Rn 发生α衰变成钋核21884Po 时，α粒子的动能是E 0，原子核因反冲而运动，它的动能是（）A.04E 218B.2418（） E 0C.0218E 4D.04E 224、B 两种放射性元素，原来都静止在同一匀强磁场中，磁场方向如图所示，其中一个放出α粒子，另一个放出β粒子，α与β粒子的运动方向跟磁场方向垂直，图中a 、b 、c 、d 分别表示α粒子，β粒子以及两个剩余核的运动轨迹（ ）为α粒子轨迹，c 为β粒子轨迹为α粒子轨迹，d 为β粒子轨迹为α粒子轨迹，c 为β粒子轨迹为α粒子轨迹，d 为β粒子轨迹7.原子核的裂变和聚变都是人类利用原子核能的途径，我国目前已建成了秦山和大亚湾两座核电站.下面关于这两座核电站的说法中正确的（ ）A.它们都是利用核裂变释放的原子能B.它们都是利用核聚变释放的原子能C.它们一座是利用核裂变释放的原子能，另一座是利用核聚变释放的原子能D.以上说法都不正确8.据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置（又称“人造太阳”）已完成了首次工程调试.下列关于“人造太阳”的说法中正确的是()A.“人造太阳”的核反应方程是23411120H H He n +→+B.“人造太阳”的核反应方程是235114192192056360U Ba Kr 3n +→++C.根据公式ΔE=Δmc 2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量比裂变反应大得多D.根据公式E=mc 2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量与裂变反应释放的能量相同9.如图是氢原子的能级图.若一群处于n=3激发态的氢原子跃迁到n=2激发态时发射出的是红光，则这群处于n=3激发态的氢原子发生跃迁还可能发射出（ ）A.红外线B.紫外线C.β射线D.γ射线10.光子的能量为hν，动量的大小为hv c，如果一个静止的放射性元素的原子核在发生γ衰变时只发出一个γ光子，则衰变后的原子核（ ）A.仍然静止B.沿着与光子运动方向相同的方向运动C.沿着与光子运动方向相反的方向运动D.可能向任何方向运动11.如图所示，R是一种放射性物质，虚线框内的匀强磁场B，LL′是一厚纸板，MM′是荧光屏，实验时，发现在荧光屏O、P两处有亮斑，则此时磁场方向、到达O点的射线、到达P点的射线与实验相符的有（）磁场方向到达Ｏ点射线到达Ｐ点射线Ａ竖直向上β射线α射线Ｂ竖直向下α射线β射线Ｃ垂直纸面向内γ射线β射线Ｄ垂直纸面向外γ射线γ射线12.下列说法正确的是（）①22688Ra衰变为22286Rn要经过1次α衰变和1次β衰变②23886Rn衰变为23486Rn要经过1次α衰变和1次β衰变③23290Th衰变为20882Pb要经过6次α衰变和4次β衰变④23892U衰变为22286Rn要经过4次α衰变和4次β衰变A.①②B.②③C.③④D.①④二、本题共5题，共72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.13.放射性物质每分钟衰变的次数跟尚未发生衰变的原子核数目成正比.利用计数器探测某放射源的半衰期，如果最初每分钟平均计数100次，15d后，每分钟平均计数为12.5次，那么，该放射源的半衰期是多少？14.某一年，7颗人造卫星同时接收到来自远方的中子星发射的γ光子，经分析确认，1个负电子和1个正电子湮灭时放出2个频率相同的γ光子.已知负电子、正电子的静止质量m0=×10-31kg，又已知静止质量为m0的粒子，其能量E和湮灭前的动量p满足关系E2=c2p2+2m c4.式中c为光速，若负电子、正电子的动量为零，求：（1）写出湮灭的核反应方程式.（2）用动量的有关知识说明上述核反应不可能只放出一个光子.（3）计算出γ光子的频率.15.氢原子处于基态时，原子的能量为E1=，求：（1）若用一群动能为eV的电子去轰击处于基态的一群氢原子，受激发的氢原子向低能级跃迁时，可能辐射的谱线条数是多少？（2）当氢原子处于n=2的能量状态时，核外电子具有的动能是多少？它的运转所形成的等效电流是多少？Li）发生核反应，生成氚核和α粒子，并放出MeV的能量.16.用中子轰击锂核（63（1）写出核反应方程.（2）求出质量亏损.（3）若中子与锂核是以等值反向的动量相碰，则氚核和α粒子的动能之比是多少？（4）α粒子的动能是多少？17.太阳光垂直射到地面上时，地面上1 m2接受的太阳光的功率为kW,其中可见光部分约占45%.(1)假如认为可见光的波长约为μm，日地间距离R=×1011m.普朗克恒量h=6.6×10-34J·s,估算太阳每秒辐射出的可见光光子数为多少？（2）若已知地球的半径为×106 m，估算地球接受的太阳光的总功率.。

光电效应知识总结与复习练习题量⼦论初步⼀、光电效应现象⑴定义：物质在光照条件下释放出电⼦的现象，叫做光电效应。

⑵光电⼦和光电流：光电效应中释放出来的电⼦叫光电⼦，产⽣的电流叫光电流、⑶规律：①任何⼀种⾦属都有⼀个极限频率，⼊射光的频率必须⼤于这个极限频率，才能发⽣光电效应，低于这个频率不能发⽣光电效应。

②光电⼦的最⼤初动能与光的强度⽆关，只随着⼊射光频率的增⼤⽽增⼤。

③⼊射光照在⾦属上时，光电⼦的发射，⼏乎是瞬时的。

④当⼊射光的频率⼤于极限频率时，光电流的强度与⼊射光电流的强度成正⽐。

⑷光电管：利⽤光电效应把光信号转化为电信号，动作⾮常迅速灵敏。

1下列对光电效应的解释中正确的是（）A⾦属内每个电⼦要吸收⼀个或⼀个以上的光⼦，当它积累的能量⾜够⼤时，就能溢出⾦属。

B如果⼊射光⼦的能量⼩于⾦属表⾯的电⼦克服原⼦核的引⼒⽽逸出时所需做得最⼩功，便不能发⽣光电效应。

C发⽣光电效应时，⼊射光越强，光⼦的能量就越⼤，光电⼦的最⼤初动能就越⼤。

D由于不同⾦属的逸出功不相同的，因此使不同⾦属产⽣光电效应的⼊射光的最低频率也不同。

2 光电效应实验的装置如图所⽰，已知紫光频率⼤于锌板的极限频率，则下列说法中正确的有（）A⽤紫光照射锌板，验电器指针会发⽣偏转 B ⽤红⾊光照射锌板，验电器指针会发⽣偏转C锌板带的是负电荷 D使验电器发⽣偏转的是正电荷3在光电管的实验中，发现⽤⼀定频率的A单⾊光照射光电管时，电流表会发⽣偏转，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bD ⽤A光照射光电管时流过电流表的电流⽅向是b流向a ⼆光⼦⑴定义：光在空间传播过程中不是连续的，⽽是⼀份⼀份的，每⼀份叫做⼀个光⼦。

⑵光⼦的能量：每个光⼦的能量E=hv。

其中h为普朗克常量，v为光⼦的频率。

三爱因斯坦的光⼦说对光电效应的解释⑴存在极限频率：Vo=W⁄h。

高二物理单元测试题——量子论初步一、选择题1．用同一束单色光在同一条件下，先后照射锌片和银片，都能产生光电效应，对于这两个过程，下列说法正确的是：A ．入射光子能量一定相同B ．逸出功一定相同C ．光电子的动能可能相同D ．光电子最大初动能一定不相同2．一束平行光线经三棱镜折射后分解为互相分离的三束光，分别照射在相同的金属板a 、b 、c 上，如图所示，已知金属板b 有电子放出，则可知： A ．板a 一定不放出光电子 B ．板a 一定放出光电子 C ．板c 一定不放出光电子 D ．板c 一定放出光电子3．一个沿着一定方向运动的光子和一静止的自由电子碰撞，碰撞后电子向某一方向运动，光子向另一方向散射出去，这个散射光子跟原来入射时相比：A ．速率减小B ．频率变大C ．能量增大D ．波长变长4．关于光的波粒二象性的说法中，正确的是：A ．频率越低的光粒子性越强，频率越高的光波动性越强B ．光在传播时往往表现波动性，光在跟物质相互作用时往往表现为粒子性C ．大量光子的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性D ．光既有波动性，又有粒子性，二者互相矛盾，是不能统一的5．关于光的认识，下列说法正确的是：A ．光是一种具有电磁本性的波B ．光具有波粒二象性C ．光子就是电子D ．光的波动性是由于光子间的相互作用形成的6．甲、乙两种单色光均垂直照射到一直“光纤”的端面上，甲色光穿过“光纤”的时间比乙色光长，则下列说法正确的是：A ．单色光甲光子能量较大B ．“光纤”对单色光甲的折射率大C ．用它们分别做同一小孔衍射实验，甲色光衍射现象较显著D ．用它们分别做同一双缝干涉实验，甲色光的干涉条纹间距较大7．用绿光照射光电管，能产生光电效应，欲使光电子从阴极逸出来时有最大初动能，应：A ．改用红光照射B ．增大绿光的强度C ．增大光电管上的加速电压D ．改用紫光照射8．氢原子辐射出一个光子后则：A ．电子绕核旋转的半径增大B ．电子动能增大C ．氢原子的电势能增大D ．原子的能级值增大b9．按照玻尔理论，一个氢原子从较高的能级跃迁到较低的能级的过程中：A．要发出一系列频率的光子B．要吸收一系列频率的光子C．要发射某一频率的光子D．要吸收某一频率的光子10．氢原子从能级A跃迁到能级B要吸收频率为ν1的光子，从能级A跃迁到能级C会释放出频率为ν2的光子，ν1<ν2，则当它从能级C跃迁到能级B时：A．放出频率为ν2-ν1的光子B．放出频率为ν2+ν1的光子C．吸收频率为ν2-ν1的光子D．吸收频率为ν2+ν1的光子11．关于德布罗意波，正确的是：A．运动物体都有一种波和它对应，这就是物质波B．微观粒子都有一种波和它对应，这就是物质波C．原子从高能级向低能级跃迁时会辐射物质波D．宏观物体运动时，它的物质波波长太短，很难观察到12．利用光子说对光电效应的解释，下列说法中正确的是：A．金属表面的一个电子只能吸收一个光子B．电子吸收光子后一定能从金属表面逸出，成为光电子C．金属表面的电子吸收足够多的光子后才能从金属表面逸出D．无论光子能量大小如何，电子吸收了足够的能量总能逸出成为光电子13．欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是：(已知E1=-13.6eV、E2=-3.4eV、E3=-1.51eV、E4=-0.85eV、E5=-0.54eV)A．用10.2eV的光子照射B．用11eV的光子照射C．用14eV的光子照射D．用10eV的光子照射14．下列关于光的波粒二象性说法中，正确的是：A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，粒子性越明显D．γ射线具有显著的粒子性，而不具有波动性15．在光电效应中，正确的是：A．当照射光的频率低于极限频率时，金属中的电子不吸收光子B．金属内层电子成为光电子的逸出功较大C．吸收光子的电子都能成为光电子D．金属表面上的电子吸收光子后也不一定成为光电子16．氢原子从n=4的激发态直接跃迁到n=2的激发态时，发出蓝色光，则当氢原子从n=5的激发态直接跃迁到n=2激发态时，可能发出的光是：A．红外线B．红光C．紫光D．γ射线的规律，如图所示，真空中，有一哑铃形的装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO/在水平面内灵活地转动，其中左边是圆形黑纸片，右边是与左边大小、质量都相同的圆形白纸片，当用平行光垂直正面照射这两个圆面时，对于装置开始时的转动情况（俯视），下列说法中正确的是：A．顺时针方向转动B．逆时针方向转动C．顺时针、逆时针都有可能D．不会转动18．科学研究表明：能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规律。