【走向高考】2016届高三物理人教版一轮复习习题：选修3-5-第2讲波粒二象性-原子结构与原子核.doc

选考内容选修3-5第2讲一、选择题1(2014北京朝阳区一模)关于、三种射线，下列说法正确的是()A射线是一种波长很短的电磁波B射线是一种波长很短的电磁波C射线的电离能力最强D射线的电离能力最强答案B解析射线电离本领最大，贯穿本领最小，但不属于电磁波，A错误；射线是原子核在发生衰变和衰变时产生的能量以光子的形式释放，是高频电磁波，波长很短，B正确；射线是具有放射性的元素的原子核中的一个中子转化成一个质子同时释放出一个高速电子即粒子，但电离能力没有射线强，C错误；射线不带电，没有电离能力，D错误。2(2014福建理综)如图，放射性元素镭衰变过程中释放出、三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是_。(填选项前的字母)A表示射线，表示射线B表示射线，表示射线C表示射线，表示射线D表示射线，表示射线答案C解析带正电，带负电，不带电，射线在磁场中一定不偏转，为射线；如左图所示的电场中，射线向右偏，射线向左偏，为射线，为射线；在如右图所示磁场中，由左手定则判断，射线向左偏，射线向右偏，即为射线，为射线，故正确选项是C。3(2014广东江门一模)汞原子的能级如图，现有一束单色光照射到大量处于基态的汞原子上，汞原子只发出三种不同频率的单色光。关于入射光的能量，下列说法正确的是()A等于4.9eVB等于7.7eVC等于8.8eVD大于或等于10.4eV答案B解析汞原子只发出三种不同频率的单色光，所以汞原子跃迁到第3能级，则吸收的光子能量E2.7eV10.4eV7.7eV。B正确，A、C、D错误。4(2014山东菏泽一模)根据玻尔理论，某原子的电子从能量为E的轨道跃迁到能量为E的轨道，辐射出波长为的光，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则E等于()AEhBEhCEhDEh答案C解析根据两轨道的能级差等于光子能量，EEhh，所以EEh，故C正确。5(2014广东肇庆一模)如图所示为氢原子的能级结构示意图，一群氢原子处于n3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，用这些光子照射逸出功为2.49eV的金属钠。下列说法正确的是()A这群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从n3能级跃迁到n2能级所发出的光波长最短B这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减少，电势能增加C能发生光电效应的光有三种D金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9.60eV答案D解析根据C3知，这群氢原子能辐射出三种不同频率的光子，从n3向n2跃迁的光子频率最小，波长最长，A错误。氢原子辐射光子的过程中，能量减少、轨道半径减小，根据km知，电子动能增加，则电势能减少，B错误。只有从n3跃迁到n1，以及从n2跃迁到n1辐射的光子能量大于逸出功，所以能发生光电效应的光有两种，C错误。从n3跃迁到n1辐射的光子能量最大，发生光电效应时，产生的光电子最大初动能最大，光子能量最大值为13.6eV1.51eV12.09eV，根据光电效应方程得，EkmhW012.09eV2.49eV9.60eV，D正确。6(2014广东深圳一模)关于光电效应，下列说法正确的是()A爱因斯坦用光子说成功解释了光电效应B入射光的频率低于极限频率就不能发生光电效应C光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D光电子的最大初动能与入射光频率成正比答案AB解析爱因斯坦提出了光子说并成功地解释了光电效应现象，A正确；当入射光的频率小于极限频率，不会发生光电效应，B正确；根据光电效应方程知EkhW0，光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不是正比关系，D错误；根据光电效应方程知光电子的最大初动能与入射光的强度无关，C错误。7(2014广东深圳二模)U的衰变方程为UThHe，其衰变曲线如图，T为半衰期，则()AU发生的是衰变BU发生的是衰变Ck3Dk4答案AC解析UThHe是衰变方程，A正确，B错误；根据衰变方程可知，经过三个半衰期，质量剩下，C正确，D错误。8(2014山东潍坊一模)下列关于近代物理知识的说法正确的是()A发生衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了2个B射线是原子核外的电子电离形成的电子流，它具有较强的穿透能力C含有10个原子核的放射性元素，经过一个半衰期，一定有5个原子核发生衰变D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，同时氢原子的电势能减少，电子的动能增加答案AD解析发生衰变时，质量数少4，电荷数少2，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了2个，A正确；射线是原子核内的中子转化为质子同时释放一个电子，B错误；半衰期是对大量粒子的统计规律，对少数原子核不适用，C错误；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，同时氢原子的电势能减少，电子的动能增加，D正确。二、非选择题9(2014江苏淮安楚州中学第一次阶段测试)在实验室内较精准地测量到的双衰变事例是在1987年公布的，在进行了7 960小时的实验后，以68%的置信度认出Se发生的36个双衰变事例，已知静止的Se发生双衰变时，将释放出两个电子和两个中微子(中微子的质量数和电荷数都为零)，同时转变成一个新核X，则X核的中子数为_；若衰变过程释放的核能是E，真空中的光速为c，则衰变过程的质量亏损是_。答案46解析衰变方程为：SeX2e，X核的中子数为823646，由质能方程有：mc2E，m。10(2014山东烟台一模)2011年3月11日，日本福岛核电站发生核泄漏事故，其中铯137(Cs)对环境的影响最大，其半衰期约为30年。(1)请写出铯137(Cs)发生衰变的核反应方程_已知53号元素是碘()，56号元素是钡(Ba)。(2)若在该反应过程中释放的核能为E，则该反应过程中质量亏损为_(真空中的光速为c)。(3)泄漏出的铯137约要到公元_年才会有87.5%的原子核发生衰变。答案(1)CsBae(2)(3)2101解析(1)发生衰变的核反应方程CsBae(2)根据爱因斯坦质能方程知m(3)由半衰期公式N余N0()知，经历了3个半衰期，即90年，剩余的原子核没衰变，所以要到公元2101年才会有87.5%的原子核发生衰变。11(2014山东临沂二模)在衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中H的核反应，间接地证实了中微子的存在。(1)中微子与水中的H发生核反应，产生中子(n)和正电子(e)，即：中微子Hne可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是_。(填写选项前的字母)A0和0B0和1C1和0D1和1(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子()，即ee2已知正电子和电子的质量都为9.11031kg，反应中产生的每个光子的能量约为_J。正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是_。(3)试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。答案(1)A(2)8.21014遵循动量守恒(3)nme，知pnpe，则ne。12(2014山东泰安一模)云室处于一个垂直纸面向外的匀强磁场中，一静止的原子核X在云室中发生了一次衰变，其衰变产物在磁场中运动的圆轨迹如图所示。已知新核Y的质量为M，粒子的质量为m，衰变后粒子的速度大小为v，假设原子核衰变时释放的能量都转化为粒子和新核的动能。(1)试写出核衰变方程；(2)求原子核衰变时释放的能量。答案(1)核衰变方程XYHe(2)解析(1)图中衰变后两圆外切，故发生的是衰变，根据质量数与质子数守恒，则有XYHe(2)原子核在衰变前后动量守恒，设衰变后新核的速度为v1则有Mv1mv根据题意可知，衰变释放的总能量EMvmv2联立得：E13已知氢原子基态的电子轨道半径r10.531010m，基态的能级值E113.6eV。(1)求电子在n1的轨道上运转形成的等效电流；(2)有一群氢原子处于量子数n3的激发态，画一个能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几种光谱线；(3)计算这几条光谱线中最长的波长。答案(1)1.05103A(2)见解析图(3)6.58107m解析(1)电子绕核运动具有周期性，设运转周期为T，由牛顿第二定律和库仑定律有km()2r1。又轨