专练20

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专练20 选考3－5模块 题型40 原子结构和能级跃迁 1．以下说法中正确的是( )

A．图甲是α粒子散射实验示意图，当显微镜在A、B、C、D中的A位置时荧光屏上接收到的α粒子数最多 B．图乙是氢原子的能级示意图，氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级时产生的光子的频率属于可见光范畴 C．图丙是光电效应实验示意图，当光照射锌板时验电器的指针将发生偏转，此时验电器的金属杆带的是正电荷 D．图丁是电子束穿过铝箔后的衍射图样，该实验现象说明实物粒子也具有波动性 E．图戊是风力发电的国际通用标志 答案 ACD 解析 图甲是α粒子散射实验示意图，当显微镜在A、B、C、D中的A位置时荧光屏上接收到的α粒子数最多．故A正确；图乙是氢原子的能级示意图，结合氢原子光谱可知，氢原子精 品 试 卷 推荐下载 从n＝3能级跃迁到n＝1能级时产生的光子的频率属于紫外线范畴．故B错误；当光照射锌板时，锌板失去电子，将带正电，所以与之相连的验电器的指针将发生偏转，此时验电器的金属杆带的是正电荷．故C正确；图丁是电子束穿过铝箔后的衍射图样，由于衍射是波特有的性质，所以该实验现象说明实物粒子也具有波动性．故D正确；图戊是国际通用的放射性标志，不是风力发电的国际通用标志．故E错误． 2．关于近代物理学，下列说法正确的是( ) A．α射线、β射线和γ射线是三种波长不同的电磁波 B．一群处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时能辐射出6种不同频率的光 C．重核裂变过程生成中等质量的核，反应前后质量数守恒，但质量一定减少 D．10个放射性元素的原子核在经过一个半衰期后，一定有5个原子核发生衰变 E．光电效应和康普顿效应的实验都表明光具有粒子性 答案 BCE 解析 γ射线是电磁波，而α射线、β射线不是电磁波，故A错误；C24＝6，故B正确；核子结合成原子核时一定有质量亏损，释放出能量，故C正确；半衰期是大量原子核显现出来的统计规律，对少量的原子核没有意义，故D错误；光电效应和康普顿效应都揭示了光具有粒子性，故E正确． 3．下列说法正确的是 ( ) A．根据玻尔理论，氢原子在辐射光子的同时，轨道也在连续地减小 B．放射性物质的温度升高，则半衰期减小 C．用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核，不可能使氘核分解为一个质子和一个中子 D．某放射性原子核经过2次α衰变和一次β衰变，核内质子数减少3个 E．根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小 答案 CDE 解析 玻尔理论认为原子的能量是量子化的，轨道半径也是量子化的，故氢原子在辐射光子的同时，轨道不是连续地减小，故A错误；半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间，由原子核本身决定，与原子的物理、化学状态无关，故B错误；核子结合成原子核与原子核分解为核子是逆过程，质量的变化相等，能量变化也相等，故用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核，还要另给它们分离时所需要的足够的动能(光子方向有动量)，所以不可能使氘核分解为一个质子和一个中子，故C正确；根据质量数和电荷数守恒，某放精 品 试 卷 推荐下载 射性原子核经过2次α衰变质子数减少4，一次β衰变质子数增加1，故核内质子数减少3个，D正确；能级跃迁时，由于高能级轨道半径较大，速度较小，电势能较大，故氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小，故E正确． 4．下列说法正确的是( ) A．在关于物质波的表达式ε＝hν和p＝hλ中，能量ε和动量p是描述物质的粒子性的重要物

理量，波长λ和频率ν是描述物质的波动性的典型物理量 B．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核的组成 C.234 90Th(钍)核衰变为234 91Pa(镤)核时，衰变前Th核质量等于衰变后Pa核与β粒子的总质量 D．根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小 E．光电效应的实验结论是：对于某种金属，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大 答案 ADE 解析 表达式ε＝hν和p＝hλ中，能量ε和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量，波长λ

和频率ν是描述物质的波动性的典型物理量，A正确；卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子由原子核和核外电子组成，故B错误；234 90Th(钍)核衰变为234 91Pa(镤)核时，衰变前后存在质量亏损，故C错误；根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，库仑力对电子做正功，电子的动能增大，电势能减小，故D正确；照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，根据光电效应方程，最大初动能与入射光的频率有关，频率越高，则产生的光电子的最大初动能越大，故E正确． 5．19世纪初，爱因斯坦提出光子理论，使得光电效应现象得以完美解释，玻尔的氢原子模型也是在光子概念的启发下提出的．关于光电效应和氢原子模型，下列说法正确的是( ) A．光电效应实验中，只要入射光足够强就可以有光电流 B．若某金属的逸出功为W0，该金属的截止频率为W0h

C．保持入射光强度不变，增大入射光频率，金属在单位时间内逸出的光电子数将减小 D．一群处于第四能级的氢原子向基态跃迁时，将向外辐射6种不同频率的光子 E．氢原子由低能级向高能级跃迁时，吸收光子的能量可以稍大于两能级间能量差 答案 BCD 6．如图1所示为氢原子的能级图．用光子能量为13.06 eV的光照射一群处于基态的氢原子，精 品 试 卷 推荐下载 下列说法正确的是( )

图1 A．氢原子可以辐射出连续的各种波长的光 B．氢原子可以辐射出10种不同波长的光 C．氢原子从n＝4的能级向n＝3的能级跃迁时辐射光的波长最短 D．辐射光中，光子能量为0.31 eV的光波长最长 E．用光子能量为14.2 eV的光照射基态的氢原子，能够使其电离 答案 BDE 7．如图2所示为氢原子的能级结构示意图，一群氢原子处于n＝3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，辐射出的光子中最长波长为________________(已知普朗克常量为h，光速为c)；用这些光子照射逸出功为W0的金属钠，金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是______________．

图2 答案 hcE3－E2 E3－E1－W0

解析 根据辐射的光子能量等于两能级间的能级差可知，从n＝3向n＝2跃迁的光子频率最小，波长最长． E＝E3－E2＝hcλ，λ＝hcE3－E2，用这些光子照射逸出功为W0的金属钠，从n＝3跃迁到n＝1辐

射的光子能量最大，发生光电效应时，产生的光电子的最大初动能最大，根据光电效应方程得，Ekm＝hν－W0＝E3－E1－W0.

题型41 核反应和核能的计算

1．关于原子核的结合能，下列说法正确的是( ) 精 品 试 卷 推荐下载 A．核子结合成原子核时核力做正功，将放出能量，这部分能量等于原子核的结合能 B．原子核的结合能等于使其分解为核子所需的最小能量 C．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能 D．结合能是由于核子结合成原子核而具有的能量 E．核子结合成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能 答案 ABC 2．下列说法正确的是( )

图1 A．原子核发生衰变时要遵守电荷数守恒和质量数守恒的规律 B．α射线、β射线、γ射线都是电磁波 C．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子 D．发生光电效应时光电子的最大初动能只与入射光的频率有关 E．由图1可知，铯原子核133 55Cs的比结合能大于铅原子核208 82Pb的比结合能 答案 ACDE 解析 原子核发生衰变时要遵守电荷数守恒和质量数守恒的规律，故A正确；α射线、β射线都是高速运动的带电粒子流，γ射线是光子，不带电，B错误；氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子，C正确；发生光电效应时光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，D正确；由图可知，中等质量的原子核的比结合能最大，铯原子核133 55Cs的比结合能大于铅原子核208 82Pb的比结合能，故E正确． 3．下列说法中正确的是( ) A．一入射光照射到某金属表面上能发生光电效应，若仅使入射光的强度减弱，那么从金属表面逸出的光电子的最大初动能将变小 B．大量光子产生的效果显示出波动性，个别光子产生的效果显示出粒子性 C．电子的发现说明原子可再分，天然放射现象的发现揭示原子核有复杂的结构 D．放射性同位素Th232经α、β衰变会生成Rn220，其衰变方程为232 90Th→220 86Rn＋xα＋yβ，其精 品 试 卷 推荐下载 中x＝3，y＝1 E．原子核的半衰期是由原子核内部自身因素决定的，与其所处的化学状态和外部条件无关 答案 BCE 解析 一入射光照射到某金属表面上能发生光电效应，由于发生光电效应与入射光的强度无关，所以仅使入射光强度减弱，光电子的最大初动能不变．故A错误；光既具有粒子性，又具有波动性，大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显．故B正确；电子是原子的组成部分，电子的发现说明原子可再分，天然放射现象的发现揭示原子核有复杂的结构．故C正确；在衰变方程中，电荷数守恒，质量数守恒，则90＝86＋2x－y,232＝220＋4x，解得x＝3，y＝2.故D错误；原子核的半衰期是由原子核内部自身因素决定的，与其所处的化学状态和外部条件无关．故E正确． 4．下列说法正确的是( ) A．某放射性元素经过15.2天有1516的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为3.8天

B．铀核裂变的核反应是：235 92U→141 56Ba＋9236Kr＋210n C．原子核232 90Th经过6次α衰变和4次β衰变后成为原子核208 82Pb D．美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于原波长的成分 E．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象 答案 ACD 解析 根据半衰期的定义，某放射性元素经过15.2天有1516的原子核发生了衰变，是经过4个

半衰期，故A选项正确；铀核裂变的核反应是用一个中子轰击铀核得到三个中子，但是方程式中中子不能约去，故B错误；根据核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒可得：232 90Th→x42

He＋y 0－1e＋208 82Pb，x＝6，y＝4，选项C正确；美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的

散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于原波长λ0