高三物理原子物理专练(一)量子论初步.doc

高三物理原子物理专练（一）量子论初步知识概括：1、光的粒子性：光电效应实验、康普顿效应实验证明。 A、光电效应：在光量子照射下，物体发射光电子的现象。说明光的粒子性。 条件：极限，n) 对应光谱呈分立线状型。 光谱条数：2、电子由高能级向低能级跃迁时，动能增加，势能减小，总能量减小。势能的绝对值是动能的2倍。三、物质波：任何运动的物体都有一个波与之对应。即光子、实物粒子运动具有不确定性，但在空间的分布几率受波动规律支配。又称为德布罗意波。 公式： 宏观物体波长小，显粒子性；微观粒子波长长，显波动性。用疏密不同的点表示电子在各个位置出现的几率，即电子云。牛顿力学只能解决宏观、低速运动的物理问题。试题集锦：1、2008年（全国卷 理综）20中子和质子结合成氘核时，质量亏损为m，相应的能量Emc22.2 MeV是氘核的结合能。下列说法正确的是A用能量小于2.2MeV的光子照射静止氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子B用能量等于2.2 Mev的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零C用能量大于2.2MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零D用能借大于2.2MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质r 和一个中子，它们的动能之和不为零2、2008年 (广东卷 物理)6有关氢原子光谱的说法正确的是A氢原子的发射光谱是连续谱B氢原子光谱说明氢原子只发出特点频率的光C氢原子光谱说明氢原子能级是分立的D氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关3、07江苏 1、2006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4、02年高考试题 10 氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值，它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，A、 氢原子的能量减小，电子的动能增加 B、 氢原子的能量增加，电子的动能增加C、 氢原子的能量减小，电子的动能减小 D、 氢原子的能量增加，电子的动能减小5、02年广东、河南12 处于基态的一群氢原子受某种单色光的照射时， 只发射波长为、的三种单色光，且 ，则照射光的波长为（A） （B）+ （C） （D） 6、04（北京卷）20 氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E1=54.4eV，氦离子能级的示意图如图所示。在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是 B E5A40.8eVE4 -3.4eVB43.2evE3 - 6.0eVC51.0eVE2 -13.6eVD54.4eVE1 -54.4Ev1 -13.61 2 -3.40 3 -1.51 4 -0.85 5 -0.54-0.386 0 n E/eV7、04（全国卷）21现有1200个氢原子被激发到量子数为4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。A2200 B2000 C1200 D24 008、04广西22 图示为氢原子的能级图，用光子能量为13.07eV的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长有多少种？（ ）A15B10C4D19、04广西24 分别用波长为和的单色光照射同一金属板,发出的光电子的最大初动能之比为1:2,以h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,则此金属板的逸出功为A B C D10、04（广西卷）25 氦氖激光器发出波长为633nm的激光，当激光器的输出功率为1mW时，每秒发出的光子数为（ ）A2.21015 B3.21015 C2.21014 D3.2101411、04（江苏卷）29 若原子的某内层电子被电离形成空位，其它层的电子 跃迁到该空位上时，会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出来，此电磁辐射就是原子的特征X射线内层空位的产生有多种机制，其中的一种称为内转换，即原子中处于激发态的核跃迁回基态时，将跃迁时释放的能量交给某一内层电子，使此内层电子电离而形成空位(被电离的电子称为内转换电子)214Po的原子核从某一激发态回到基态时，可将能量E0=1.416MeV交给内层电子(如K、L、M层电子，K、L、M标记原子中最靠近核的三个电子层)使其电离实验测得从214Po原子的K,L、M层电离出的电子的动能分别为Ek=1.323MeV、EL=1.399MeV、EM=1.412MeV则可能发射的特征X射线的能量为A. 0.013MeV B. 0.017MeV C. 0.076MeV D. 0.093MeV12、光电效应现象证明了光具有 A.粒子性 B.波动性 C.衍射的特性 D.干涉的特性13、05（天津卷）42 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2.510-7m的紫外线照射阴极，已知真空中光速为3.0108m/s，元电荷为1.610-19C，普朗克常量为6.6310-34Js，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 5.31014HZ，2.2J 5.31014HZ，4.410-19J3.31033HZ，2.2J 3.31033HZ，4.410-19J14、05（天津卷）43 现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结构。为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为d/n，其中n1。已知普朗克常量h、电子质量m和电子电荷量e，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为 15、05（黑龙江、吉林、广西）47 氢原子的能级图如图所示（参照第8题图）。欲使一处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子，该氢原子需要吸收的能量至少是A . 13.60eV B .10.20eV C . 0.54 eV D . 27. 20eV 16、06（江苏卷）51 氢原子的能级如图所示，已知可见的光的光子能量范围约为 1.62eV3.11eV.下列说法错误的是 A处于 n = 3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离 B大量氢原子从高能级向 n = 3 能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应 C大量处于 n = 4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出 6 种不同频率的光 E4E3E2E1图1D大量处于 n = 4是能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出 3种不同频率的可见光17、07广东卷 60 、图1所示为氢原子的四个能级，其中为基态，若氢原子A处于激发态E2，氢原子B处于激发态E3，则下列说法正确的是A原子A可能辐射出3种频率的光子B原子B可能辐射出3种频率的光子C原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁道能级E4D原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁道能级E418、07重庆理综 73 真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾（其极限波长分别为1和2）制成，板面积为S，间距为d。现用波长为(22的单色光持续照射两板内表面，则电容器的最终带电量Q正比于A B C D19、（黄冈市2008年高三模拟适应考试）紫外线照射一些物质时，会发生萤光效应，即物质发出可见光。这些物质中的原子先后发生两类跃迁：照射时原子能量变化的绝对值为E1，发光时原子能量变化的绝对值为E2。关于原子这两类跃迁的说法正确的是（ ）A均向高能级跃迁，且E1E2B均向低能级跃迁，且E1E2C先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且E1E220、湖北省示范学校08年4月联考）处于激发状态的原子，如果在入射光的电磁场的影响下，引起高能态向低能态跃迁，同时两个状态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去，这种辐射叫做受激辐射，原子发生受激辐射时，发出的光子的频率、发射方向等，都跟入射光子完全一样，这样使光得到加强，这就是激光产生的机理，那么发生受激辐射时，产生激光的原子的总能量En、电子的电势能Ep、电子动能Ek的变化关系是AEp增大、Ek减小、En减小BEp减小、Ek增大、En减小CEp增大、Ek增大、En增大DEp减小、Ek增大、En不变21、（湖北省2008年4月质检）一群处于基态的氢原子吸收了能量Eo的光子后，释放出多种能量的光子，其中有一种光子的能量为E1，则下列说法正确的是 （ ）AE1一定不大于Eo BE1一定不小于Eo CE1一定小于Eo DE1一定等于Eo22、如图所示为氢原子的能级示意图，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发出光子，用这些光照射逸出功为2. 49 eV的金属钠，下列说法正确的是（ ）A这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=2所发出的光波长最短B这群氢原子能发出两种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=1所发出的光频率最高C金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11. 11 eVD金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9. 60 eV23氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子，已知基态的氦离子能量为E1=54. 4 eV,氦离子的能级示意图如图所示在具有下列能量的光子或者电子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是（ ）A42.8 eV（光子） B43. 2 eV（电子）C41. 0 eV（电子） D54.4 eV（光子）24用一束单色光照射处于基态的一群氢原子，这些氢原子吸收光子后处于激发态，并能发射光子，现测得这些氢原子发射的光子频率仅有三种，分别为、和，且化学反应能量：爱因斯坦质能方程：E=mc2 E=mc2原子（质）量单位：u 1u=1.661027kg 1u相当于931.5MeV的能量。试题集锦：1、2008年（北京卷 理综）14.一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3,普朗克常量为h,真空中的光速为c。下列说法正确的是A. 核反应方程是H+nH+B. 聚变反应中的质量亏损1+m2-m1C. 辐射出的光子的能量E=(m3-m1-m2)cD. 光子的波长2、2008年 (全国I 理科综合)18.三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后变为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个个氦（42He）,则下面说法正确的是A.X核比Z核多一个原子 B.X核比Z核少一个中子C.X核的质量数比Z核质量数大3 D.X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍3.2008年（四川卷 理综）下列说法正确的是 A射线在电场和磁场中都不会发生偏转 B射线比射线更容易使气体电离 C太阳辐射的能量主要来源于重核裂变 D核反应堆产生的能量来自轻核聚变4、.2008年（上海卷物理）在下列4个核反应方程中，x表示质子的是（A）（B）（C）（D）5.2008年（天津卷 理综）15.一个氡核衰变成钋核并放出一个粒子，其半衰期为3.8天。1 g氡经过7.6天衰变掉氡的质量，以及衰变成的过程放出的粒子是A.0.25g，粒子B.0.75g，粒子 C.0.25g，粒子D.0.75g，粒子6、（00天津、江西卷） 2最近几年，原子核科学在超重元素岛的探测方面取得重大进展，1996年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核经过6次衰变后的产物是，由此，可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是( )（A）124、259 （B）124、265 （C）112、265 （D）112、2777、01北京、内蒙古、安徽卷） 7 .下列现象中，与原子核内部变化有关的是（A）粒子散射（B）光电效应（C）天然放射现象（D）原子发光现象8、01（上海卷） 9 卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有（A）原子的中心有个核，叫做原子核 （B）原子的正电荷均匀分布在整个原子中（C）原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里（D）带负电的电子在校外绕着核旋转9、04广西23 中子n、质子p、氘核D的质量分别为现用光子能量为E的射线照射静止氘核使之分解，反应的方程为若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是A BC D10、04江苏27 下列说法正确的是（ ） A. 射线与射线都是电磁波 D. 射线为原子的核外电子电离后形成的电子流 C. 用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期 D. 原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于原核的质量11、05（江苏卷）37 .下列四个方程中，表示重核裂变的是ABCD 12、06（江苏卷）50 质子（p）和粒子以相同的速率在同一匀强磁场中作匀速圆周运动，轨道半径分别为 RP 和，周期分别为 TP 和，则下列选项正确的是AA B C D 13、06（重庆卷）58 .14C是一种半衰期为5730年的放射性同位素。若考古工作者探测到某古木中14C的含量为原来的，则该古树死亡时间距今大约A.22920年 B.11460 C.5730年 D.2865年14（湖北省武汉市部分学校2008届新高三起点调研）太阳内部的热核反应方程为:下列说法正确的是（ ）A和是两种不同元素的原子核B和是氢的两种同位素的原子核C这个反应既是核反应，也是化学反应D这个反应过程中有质量亏损15. （湖北省八校2008届第二次联考）据最新报道，放射性同位素钬，可有效治疗癌症，该同位素原子核内中子数与核外电子数之差是A32 B67 C99 D16616、（湖北省部分重点2008年4月联考）据新化社报道，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”）已完成了首次一程调试。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B. “人造太阳”的核反应方程是C.根据公式E=mc2可知，核燃料的质量相同，聚变反应释放的能量比裂变反应大得多D.根据公式E=mc2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221H32He+10n+3.26 MeV17、(2009届安徽省皖南八校高三第一次联考试卷)某放射性元素经过6 次 衰变和8 次衰变，生成了新核则新核和原来的原子核相比( )A质子数减少了12 B质子数减少了20 C中子数减少了14 D核子数减少了2418、（宜宾市2008级第二次诊断）下列说法正确的是 A铀235只要俘获中子就能进行链式反应B方程所描述的是核裂变反应C粒子散射实验的结果证明原子核是由质子和中子组成的D放射性元素发生正电子衰变时，产生的新核质量数不变，核电荷数减少1 19、（赤峰市08届四月份全市统考）是人工产生的放射性元素，产生后会自发的衰变为关于衰变为，下列描述正确的是：A上述核反应属于衰变B上述核反应属于衰变C的半衰期随温度升高、压强增大而变小D的半衰期随着数量的减少而增大 20、（赤峰市08届四月份全市统考）正负电子对撞后湮灭成两个频率相同的光子已知普朗克恒量为h，电子质量为m，电荷量为e，电磁波在真空中传播速度是c，不计电子的初速度，则生成的光子在折射率为n的介质中传播的波长为：A B C D21、（湖北省天门中学、枝江中学广华中学、随州一中五月四校联考）某元素的原子核可以俘获自身核外的一个K电子而转变成新元素，这种现象称为K俘获，在K俘获的过程中，原子核将会放出K电子的结合能。关于K俘获的过程，下列说法中正确的是A原子序数不变B原子序数减小C原子总质量不变 D原子总质量减小22、（天门市2008年高考第二轮模拟）一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中，由于发生了衰变而形成如下图所示的两个圆形径迹，两个圆的关径之比为1:16，则（ ）A该原子核发生了衰变B反冲核沿小圆做逆时针方向运动C原来静止的原子核的原子序数为15 D沿大圆和沿小圆运动的粒子的周期相等23、（武汉市2008届高中毕业生二月调考）利用氦-3（）和氘进行的聚变安全无污染，容易控制。月球上有大量的氦-3，每个航天大国都将获取氦-3作为开发月球的重要目标之一。“嫦娥一号”探月卫星执行的一项重要任务就是评估月壤中氦-3的分布和储量。已知两个氘核聚变生成一个氦-3和一个中子的核反应方程是：2HHen3.26 MeV若有2g氘全部发生聚变，则释放的能量是（NA为阿伏加德罗常数）（ ）A、0.53.26 MeV B、3.26 MeVC、0.5NA3.26 MeV D、NA3.26 MeV24、（2008年湖北省名师预测卷）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当放射性元素的原子外层电子具有较高能量时，将发生衰变C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D核反应方程+n中的X是中子25、（黄冈市重点中学2008届模拟）下列叙述中符合物理学史实的有A托马斯杨通过对光的干涉的研究，证实了光具有波粒二象性B麦克斯韦不仅在理论上预言了电磁波的存在，而且他还通过实验得到了证实C卢瑟福通过粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型D汤姆生通过对X射线的研究，发现了电子，从而认识到原子是可分的26、（武汉市2008届五月模拟）下列说法正确的是（ ）A用粒子轰击铍核，铍核变为碳核，同时放出射线B射线是由原子核外电子受到激发而产生的C射线是波长很短的电磁波，它的贯穿能力很强D利用射线的电离作用，可检查金属内部有无砂眼和裂纹27、（武汉市四月调研）一个铍原子核（Be）从最靠近核的K层电子轨道上俘获一个电子后发生衰变，生成一个锂核（），并放出一个不带电的质量接近零的中微子（质量不计），人们把这种衰变叫铍核的EC衰变。核反应方程为：Be已知一个铍原子质量为m1，一个锂原子质量为m2，一个电子质量为me，光速为c，则一个铍原子核发生上述核反应释放的能量为（ ）A、（m1m2）c2 B、（m1+me+m2）c2C、（m1+mem2）c2 D、（m2m1me）c228、（黄冈、襄樊、孝感、宜昌、荆州2008届联考）质子和中子的质量分别为m1和m2，当这两种核子结合成氘核时，以射线的形式放邮能量E。已知普朗克常量为h，真空中的光速度为c，不计核子与氘核的动能，则氘核的质量和射线的频率的表达式分别为A BC D29、（武汉二中、汉南一中、武汉一中2008届第二次联考）现在太阳向外辐射的能量是由太阳内部氢核聚变产生的，大约在40亿年以后太阳内部将会启动另一种核反应，其核反应方程为：，到那时太阳向外辐射的能量是由上述两种核反应共同产生的。已知的质量为，的质量为，则下列判断正确的是A B C D30、（2008年湖北八校联考）关于核能和核反应下列说法正确的是A根据E=mC2可知物体所具有的能量和它的质量之间存在着简单的正比关系B根据E=mC2，在核裂变过程中减少的质量转化成了能量C太阳内部进行的热核反应属于重核的裂变D当铀块的体积小于临界体积时就会发生链式反应，瞬时放出巨大能量31如图所示为卢瑟福和他的同事们做粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，下面关于观察到的现象的说法中正确的是（ ）A放在A位置时，相同时间内观察到荧光屏上的闪光次数最多B放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置时稍少些C放在C、D位置时，屏上观察不到闪光D放在D位置时，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少32由图可得出结论（ ）A质子和中子的质量之和小于氘核的质量B.质子和中子的质量之和等于氘核的质量C氘核分解为质子和中子时要吸收能量D质子和中子结合成氘核时要吸收能量33静止的镭核Ra发生衰变，释放出的粒子的动能为E0 ,假设衰变时能量全部以动能形式释放出来，则衰变过程中总的质量亏损是（ ）A. B. C. D. 34、有两束均由质子和氘核混合组成的粒子流，第一束中的质子和氘核具有相同的动量，第二束中的质子和氘核具有相同的动能现打算将质子和氘核分开，有以下一些做法，这些方法中可行的是（ ）A让第一束粒子流垂直电场方向进入匀强电场后穿出B让第一束粒子流垂直磁场方向进入匀强磁场后穿出C让第二束粒子流垂直电场方向进入匀强电场后穿出D让第二束粒子流垂直磁场方向进入匀强磁场后穿出35、正电子是电子的反粒子，它跟普通电子的电量相等，而电性相反，科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质反物质1997年初和年底，欧洲和美国的科学研究机构先后宣布：他们分别制造出9个和7个反氢原子，这是人类探索反物质的一大进步你推测反氢原子的结构是（ ）A由一个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成B由一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成C由一个不带电的中子与一个带负电荷的电子构成D由一个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成36一个电子（质量为m、电荷量为e)和一个正电子（质量为m、电荷量为e），以相等的初动能Ek相向