阶段验收评价十二原子结构原子核波粒二象性

1、阶段验收评估 (十二 ) 原子结构原子核 波粒二象性(时间： 90 分钟满分：100 分）16 分 ）、单项选择题 (本题共 4 小题，每小题 4 分，共1(2012 重庆高考 )以下是物理学史上 3 个著名的核反应方程 ( )xLi 2yyNxOyBezCx、y 和 z 是 3 种不同的粒子，其中 z 是A 粒子 B 质子C中子 D 电子2.氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子，已知基态的氦离子能量为E1 54.4eV ，氦原子的能级示意图如图 1 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 ( )图1A 42.8eV（光子） B 43.2eV（电

2、子）a 是氢原子从 n 4C41.0eV（电子） D 54.4eV（光子 ）3如图 2 甲所示为氢原子的能级，图乙为氢原子的光谱。已知谱线的能级跃迁到 n 2的能级时的辐射光，则谱线 b 是氢原子 ( )图2A从n3 的能级跃迁到n 2的能级时的辐射光B从n 5 的能级跃迁到n2 的能级时的辐射光C从n 4 的能级跃迁到n3 的能级时的辐射光D从n2 的能级跃迁到n 1的能级时的辐射光4(2012 山西山大附中测试 )如图 3 所示是光电管的原理图，已知当有波长为0 的光照 射到阴极 K 上时，电路中有光电流，则 ( )图3A 若换用波长为 1(10)的光照射阴极 K 时，电路中一定没有光电流

3、 B若换用波长为 2(20)的光照射阴极 K 时，电路中一定有光电流 C增加电路中电源两极电压，电路中光电流一定增大 D若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生二、双项选择题 (本题共 5 小题，每小题 6分，共 30分，选对一个得 3分，有错选不得 分)5 (2012 长安测试 )随着科技的发展，大量的科学实验促进了人们对微观领域的认识， 下列说法正确的是 ( )A汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子核是有复杂结构的 B卢瑟福通过 粒子轰击氮核实验的研究，发现了质子 C普朗克通过对黑体辐射的研究，第一次提出了光子的概念 D德布罗意首先提出了物质波的猜想，而电子衍射实验证实了

4、他的猜想 6下列说法中正确的是 ( )A衰变现象说明电子是原子核的组成部分 B目前已建成的核电站的能量来自于轻核聚变C一群氢原子从 n 3的激发态跃迁到基态时，能辐射3 种不同频率的光子D卢瑟福根据 粒子散射实验提出了原子核式结构模型7 (2013 焦作质检 )下列说法中正确的是 ( )图44 14 17 1A 卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为42He714N 187O 11HB放射性元素的半衰期随温度的升高而增加C一个动量为 p的电子对应的物质波波长为 hp(h 为普朗克常量 )D从能级图中可知，氢原子从 n2 能级跃迁到 n 1 能级释放出的光子能量高于从 n 4 能级跃迁到 n2 能

5、级所释放出的光子能量a、 b、c 三种跃迁8 (2012 东北三省三校联考 )如图 5 所示，氢原子在不同能级间发生 时，释放光子的波长分别是 a、 b、c，则下列说法正确的是 ( )A从 n3 能级跃迁到n1 能级时，释放光子的波长可表示为hcE3 E1B从 n3 能级跃迁到 n2 能级时，电子的电势能减小，氢原子的能量增加C若用波长为 c的光照射某金属时恰好能发生光电效应，则用波长为 a 的光照射该金属时也一定能发生光电效应D用 12.09eV 的光子照射大量处于基态的氢原子时，可以发出3 种频率的光9 (2013 潮州金中、揭阳一中联合摸底考试)用中子轰击铝 27，其核反应方程：(1)

6、2173Al 10n 2114Na X ；2141Na具有放射性，其核反应方程为： (2)2141Na 2412Mg Y 。则()A X 是24HeBY 是01nC(1) 是 衰变 D (2)是 衰变三、填空、计算题 (本题共 3题，共 54 分，按题目要求作答。计算题应写出必要的文字 说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位 )10(18 分)(2012 江苏南京二模 )(1) 下列说法正确的有 。A光电子的最大初动能和照射光的频率成正比B大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性C卢瑟福用 粒子散射实验的数据估算原子核的大小D玻尔的原子模型彻底否定了经典的电磁理论

7、(2) 放射性原子核 92 U 先后发生 衰变和 衰变后，变为原子核 91 Pa。已知 92 U 质量为 m1 238.0290u，92134Pa 质量为 m2 234.0239u，粒子的质量为 m4.0026u ，电子的质量为 me 0.0005u。 (原子质量单位 1u相当于 931.5MeV 的能量 )则： 放射性衰变方程为： 。 原子核 29238U 衰变为 92134Pa的过程中释放能量为 MeV( 保留三位有效数字 )。238 7(3) 在第 (2)问中，若原来 29328U 静止，衰变后放出的 粒子速度为 v3 107m/s，不计电 子和衰变过程中释放光子的动量，则92314Pa

8、 的速度大小约为多少 (保留两位有效数字 )?11(18 分)(2013 德州模拟 )雷蒙德 戴维斯因研究来自太阳的中微子(V e)而获得了 2002 年度诺贝尔物理学奖。他在探测中微子过程中所涉及的一个核反应方程式为：Ve1377Cl3178Ar01e，已知1377Cl 核的质量为 36.95658u；1387Ar 核的质量为 36.95691u，01e 的质量为 0.00055u，1u 质量对应的能量为 931.5MeV 。根据以上数据，可以判断参与上述反 应的电子中微子的最小能量为 MeV 。12（18 分）（1）能量为 Ei 的光子照射基态氢原子，刚好可使该原子中的电子成为自由电 子。

9、这一能量 Ei 称为氢的电离能。现用一频率为 的光子从基态氢原子中击出了一电子， 该电子在远离核以后速度的大小为 （ 用光子频率 、电子质量 m、氢原子的电离能Ei 和普朗克常量 h 表示 ）。（2）氢原子在基态时轨道半径 r 1 0.53 10 10m，能量 E1 13.6eV ，求氢原子处于基态 时： 电子的动能； 原子的电势能； 用波长是多少的光照射可使其电离？答案阶段验收评估 （十二 ）1选 C 根据质量数和电荷数守恒，三个核反应方程为HLi 2He,HeNHO,HeBe n C， z为中子， C 选项正确。2选 A 由于光子能量不可分，因此只有能量恰好等于两能级差的光子才能被氦离子吸

10、收，故 A 项中光子不能被吸收， D 项可以。而实物粒子 （如电子 ）只要能量不小于两能级差， 均可能被吸收，故 B 、 C 两项中电子均能被吸收。3选 B 从氢原子光谱图上可以看出谱线 a、b相邻且波长 ba，则谱线 b 光子的频率 大于谱线 a光子的频率，产生谱线 b的能级差仅大于产生谱线 a的能级差，所以 B 正确。4选 B 当用波长为 0 的光照射阴极 K 时，电路中有光电流，只有换用频率更大，也 就是波长比 0 小的光照射阴极 K 时才一定有光电流，换用波长比 0 大的光时情况不确定， A 错误， B 正确。电路中光电流由光电子数目决定，与光的强度有关，与电路中电源两极电 压无关，

11、C 错误。若将电源极性反接，光电子做减速运动，若接近 A 板时还没有减速到零， 电路中就可能有光电流产生， D 错误。5 选 BD 汤姆孙在研究阴极射线时发现电子，电子的发现说明原子是可以再分的，汤 姆孙进一步提出了原子的 “ 枣糕式 ” 模型，该模型被卢瑟福用 粒子散射实验给予了否定，C 错误。卢瑟福提出了原子的核式结构学说， A 错误。爱因斯坦首先提出了光子的概念，6选 CD 衰变发生时，原子核中的中子转化为一个质子同时放出电子，电子并不是原 子核的组成部分，目前建成的核电站的能量来自于重核裂变，A 、B 均错误；一群氢原子从n3 的激发态跃迁到基态时，能辐射出C23 3 种不同频率的光子

12、， C 正确，由物理学史可知， D 也正确。7 选 AD 卢瑟福用 粒子轰击氮原子核发现了质子， A 正确。放射性元素的半衰期是由原子核内部的因素决定的， 跟原子所处的物理状态 （如温度、 压强 ）或化学状态 （如单质、 化 合物）无关，B 错误。由德布罗意波长 hp可知一个动量为 p的电子对应的物质波波长 hp pp（h 为普朗克常量 ），C 错误。从能级图中可知，氢原子从n2 能级跃迁到 n1 能级释放出的光子能量为 10.2eV ，从 n4能级跃迁到 n2能级释放出的光子能量 2.55eV ，D 正确。8选 AD 从 n3 能级跃迁到 n1 能级时，释放出的光子能量为 （E3E1），由

13、E h hc得释放光子的波长为 hc ，A 正确。从 n3 能级跃迁到 n 2能级时释放光子，因此电子 E3E1的电势能减小，氢原子的能量减小， B 错误。由能级图可知波长为c 的光对应的光子频率大于波长为 a 的光所对应的光子频率，因此用波长为c的光照射某金属时恰好能发生光电效应，用波长为 a的光照射该金属时一定不能发生光电效应，C错误。用 12.09eV的光子照射大量处于基态的氢原子时，氢原子可以从n1 能级跃迁到 n3 能级，大量氢原子再由 n3 能级跃迁到 n1 能级时将发出 3 种不同频率的光， D 正确。9AD10解析： （1）由光电效应方程 EkhW0 可知，光电子的最大初动能和

14、照射光的频率 成一次函数关系，选项 A 错误；玻尔从基本假设出发，运用经典电磁学和经典力学的理论， 计算出氢原子中电子的可能轨道半径及相应的能量，选项 D 错误。（2） 亏 损 的 质 量 m m1 m2 m me 0.0020u ； 释 放 的 能 量 E 0.0020 931.5MeV 1.86MeV 。(3)由动量守恒可得， mPavPa mv，解得 vPa mv5.1105m/s。mPa答案： (1)BC (2)29328U29314Pa 24He 01e1.86(3)5.1 105m/s11 解析： 核反应过程中质量增加量mmArmemCl36.95691u0.00055u36.95658u 0.00088u 。故电子中微子的最小能量为mc2 0.00088 931.5MeV 0.82MeVv2 h Ei答案： 0.821212解析： (1)由能量守恒得 2mv2 h Ei，解得电子速度为(2)设处于基态的氢原子核外电子速度为v1，则：22 e mv1 k 2 r 1 r1所以电