【走向高考】2012年高考物理总复习选3-5-第2讲波粒二象性原子结构与原子核

1、选3-5 第2讲khqhzy课后强化作业一、选择题1. （2010 广东广州模拟）仔细观察氢原子的光谱，发现它只有几条分离的不连续的亮 线，其原因是（）a.氢原子只有几个能级b.氢原子只能发出平行光c.氢原子有时发光，有时不发光d.氢原子辐射的光子的能量是不连续的，所以对应的光的频率也是不连续的答案d解析光谱中的亮线对应不同频率的光，“分离不连续亮线”对应着不同频率的光， b c错.氢原子在不同的能级之间跃迁时，辐射不同能量的光子，并且满足e= hv .能量不同，相应光子频率不同，体现在光谱上是一些连续的亮线，a错误d正确.2. （2010 广东深圳调研）氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃

2、迁到离核较近的 轨道上时，下列说法中正确的是 （）a.氢原子的能量增加b.氢原子的能量减少c.氢原子要吸收一定频率的光子d.氢原子要放出一定频率的光子答案bd解析氢原子的核外电子离原子核越远， 氢原子白能量（包括动能和势能）越大.当氢 原子的核外电子由离原子较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，原子的能量减少，氢原子要放出一定频率的光子.显然，选项 bd正确.3 . 90232th（牡）经过一系列“和3衰变，变成82208pb（铅），下列说法错误的是（）a.铅核比社核少8个质子b.铅核比社核少16个中子c.共经过4次a衰变和6次3衰变d.共经过6次a衰变和4次3衰变答案c解析由于3衰变不会引起质

3、量数的减少， 故可先根据质量数的减少确定 a衰变的 次数为：232-208 _4现结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判断3衰变的次数y应满足：2x-y= 9082=8所以 y= 2x - 8= 4.4. （2010 启东中学检测）下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是（）a.有的光是波，有的光是粒子b.光子与电子是同样的一种粒子c.光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著d.大量光子的行为往往显示出粒子性答案c解析一切光都具有波粒二象性，光的有些行为（如干涉、衍射）表现出波动性，光的有些行为（如光电效应）表现出粒子性，所以，不能说有的光是波，有的光是粒子.虽然光子与电子都是微观

4、粒子，都具有波粒二象性，但电子是实物粒子，有静止质量、 光子不是实物粒子， 没有静止质量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，所以，不能说光子与电子是同样一种粒子.光的波粒二象性的理论和实验表明，大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性，光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著，光的波长越短，其光子能量越 大，个别或少数光子的作用就足以引起光接收装置的反应，所以其粒子性就很显著，故选项c正确，a b、d错误.5. （2010 河北保定联考）如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能 随入射光频率的变化图线，普朗克常量h=6.63 x 10 34j s,

5、由图可知（）4.04.55.0 5j 6.06，7.0a.该金属的极限频率为 4.27x1014hzb.该金属的极限频率为5.5 x 1014hzc.该图线的斜率表示普朗克常量d.该金属的逸出功为0.5ev答案ac解析由光电效应方程em= h y w知图线与横轴交点为金属的极限频率，即y0 =4.27x1014hz,a对，b错；该图线的斜率为普朗克常量，c对；金属的逸出功 w hv 0=6.63x10 34x4.27 x 1014/1.6 x 10 19ev 1.8ev, d错.6.当用具有1.87ev能量的光子照射n= 3激发态的氢原子时（）a.氢原子不会吸收这个光子b.氢原子吸收该光子后被

6、电离，电离后电子的动能为 0.36evc.氢原子吸收该光子后被电离，电离后电子的动能为零d.氢原子吸收该光子后不会被电离答案b. 一 13.6解析当n=3时，氢原子白能量 曰= 2 ev= 1.51ev,所以处于n=3激发态的3氢原子的电离能是1.51ev,当该原子吸收具有1.87ev能量的光子后被电离，电离后电子的动能是（1.87 1.51）ev = 0.36ev.7 .下列说法中正确的是 （）a.天然放射现象的发现，揭示了原子的核式结构8 . 丫射线是波长很短的电磁波，它的穿透能力比3射线要弱c.若能测出核反应过程中的质量亏损，就能根据a e= a m（2计算出核反应中释放的核能d. 一个

7、笊核（12h）与一个瓶核（13h）聚变生成一个氨核（24he）的同时放出一个电子答案c解析“粒子散射实验揭示了原子的核式结构，a错误；丫射线是波长很短的电磁波，它的穿透能力比3射线要强，b错误；若能测出核反应过程中的质量亏损，就能根据a e= a mc计算出核反应中释放的核能，c正确；一个笊核（12h）与一个瓶核（13h）聚变生成一个氨核（24he）的同时放出一个中子，d错误.8. （2010 北京海淀一模）如图所示为氢原子能级图，可见光的光子能量范围约为1.62ev3.11ev.下列说法正确的是（）ne/ev40.8531,532 -3.4i13.6a.大量处在n3的高能级的氢原子向 n=

8、3能级跃迁时，发出的光有一部分是可见光8 .大量处在n= 3的氢原子向n= 2能级跃迁时，发出的光是紫外线c.大量处在n= 3能级的氢原子向n=1能级跃迁时，发出的光都应具有显著的热效应d.处在n=3能级的氢原子吸收任意频率的紫外线光子都能发生电离答案d解析当处在n3的高能级的氢原子向 n= 3能级跃迁时，放出光子的最大能量a e= 1.53ev ,故不可能为可见光，a错；当从n=3向n=2跃迁时，光子能量a e= 3.4ev 1.53ev = 1.87ev为可见光，b错；当从n= 3向n= 1跃迁时，光子能量 a e= 12.07ev在紫外区， 无显著的热效应，c错；紫外线光子的能量 hv

9、3.11ev,大于处于n=3的氢原子的电离能，故d正确.二、非选择题9 . (2010 试题调研)我们居住的房屋所使用的建材、煤及天然气等都有可能会放出稀 有放射性物质氢( 86222rn),它能严重损伤人体的组织和器官，导致病变成癌症，故氨被称为 居室里的隐避杀手.请完成其反应方程86222rn878po+,此原子核的变化叫原子核 的 衰变.86222rn的半衰期为3.8天，质量为m的86222rn经7.6天后，剩余没有衰变的质量为.答案24he “1mo4解析根据电荷数守恒可知粒子为原子氨核，再根据质量数守恒可知为24he.根据半衰期的概念可计算出，经 7.6天后剩余没有衰变的86222r

10、n的质量为4m.10 .氢原子处于基态时，原子能量ei = -13.6ev,已知电子电量 e= 1.6x10 c,电子质量m= 0.91 x 10 30kg,氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为1 = 0.53 x 1010m.(1)若要使处于n= 2能级的氢原子电离，至少要用频率为多大的电磁波照射该氢原子？(2)氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流，则氢原子处于n=2的激发态时，核外电子运动的等效电流为多大？答案(1)8.21 x10 (2010 山东淄博质检)某些建筑材料可产生放射性气体氢，氢可以发生a或3衰 变，如果人长期生活在氢浓度过高的环境中，那么，氨经过人的呼吸道沉积在肺部，

11、并大量放出射线，从而危害人体健康.原来静止的质量为 m的氢核( 86222rn)发生一次a衰变生成新核针(po).已知衰变后的“粒子的质量为 m电荷量为q、速度为v,并假设衰变过程中释放的核能全部转化为 a粒子和新核的动能.(注：涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计) (1)写出衰变方程； (2)求出衰变过程中的质量亏损.hz (2)1.3 x10 4a解析(1)要使处于n= 2能级的氢原子电离，照射光光子的能量应能使电子从第2ei能级跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为：h v =0-2,2ke 4 7tml277=得 y =8.21 x1014hz(2)氢原子核外电子绕核做匀速圆

12、周运动，库仑力提供向心力，有其中2=411.根据电流强度的定义i=t由以上两式得将数据代入得2 e16 兀11i = 1.3 x 10 4a答案(1) 86 rn- 84 po+ 2 he2解析(1 ) 86222rrr 84218po+ 24he.(2)设新核针的速度为 v由动量守恒定律 mv= ( m- m) v得v = mm/衰变过程中释放的核能为_121 一 , 2a e= 2mv+2( m- n) v由爱因斯坦质能方程，得：2,，口mmv解行：am= -2 m- m c1 2.2a e= a nr c12.如图所示，氢原子从n2的某一能级跃迁到n=2的能级，辐射出能量为 2.55ev

13、用心爱心专心8n tn3的光子.问最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射上述能量的光 子？请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图.砸v a -0,54 -0.85-l5jl-l3.613. (2010 西安模拟)如图所示，一伦琴射线管，k为阴极可产生电子，阴极k与对阴极a外加电压uak= 30kv.设电子离开k极时速度为零，通过电压加速后而以极大的速度撞到 对阴极a上而产生x射线，假定电子的全部动能转为x射线的能量.求：(1)电子到达a极时的速度是多大？(2)从a极发出的x射线的最短波长是多少?(3)若电路中的毫安表的示数为10ma则每秒从a极最多能辐射出多少个x光

14、子？(已知电子的质量m=9.1 x 10 31kg,电子的电荷量e= 1.6x10 19c,普朗克常量 h =6.6 x 10 34j s)高压电源答案(1)1.0 x10 8m/s (2)4.1 x10 11m(3)6.25 x 10 16个解析电子在电场力作用下的末速度可以由动能定理求出.电子的动能若全部转变成x射线光子的能量，可根据光子说 e= h y ,求出x光子的频率和波长.每个光子的能量都是由冲向a极的电子来提供的，即可根据电流值求出每秒到达a板的电子数，可推知每秒由a极发射的x射线的光子数.(1)设电子被加速后的动能为ek,由动能定理知，ek=elk= 30000ev= 4.8 x10 15j.,12 由于ek=2mev ,所以v=m2=/m-1.0 x108m/s.(2) x射线光子的能量 e= h y = r,所以15e 4.8x1018v=h= 6.6 x 10 34hz= 7.3 x 10 hz.c由于入=v，所以3.0 x108