原子物理习题

对点专题训练(十七)

原子物理(选修3－5)1．(多选题)(2015·江苏物理)波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有()A．光电效应现象揭示了光的粒子性B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等

解析：光电效应说明光具有粒子性，A正确．衍射是波的特点，说明中子具有波动性，B正确．黑体辐射的实验规律说明光具有粒子性，C错误．动能相等的质子和电子，二者质量不同，德布罗意波长不相等，D错误．答案：AB2．(2015·福建理综)下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是()A．γ射线是高速运动的电子流B．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D.Bi的半衰期是5天，100克Bi经过10天后还剩下50克解析：γ射线是高速运动的光子流，A错误．氢原子辐射光子后，绕核运动的电子势能减小，动能增大，B正确．太阳辐射能量的主要来源是太阳中的轻核聚变，C错误.100克Bi经过两个半衰期后剩25克，D错误

答案：B3．(2015·浙江自选)以下说法正确的是()A．所有原子核中的质子数和中子数都相等B．在核反应中，质量数守恒、电荷数守恒C．氢原子从高能级向低能级跃迁时能辐射出γ射线D．只要光照射金属电极的时间足够长，就能发生光电效应解析：原子核内的质子数与中子数不一定相等，A错误．在核反应中，反应前后的质量数、电荷数守恒，B正确．氢原子从高能级向低能级跃迁时，能辐射出光子，但只能是可见光、红外线和紫外线，C错误．照射光的频率必须大于金属的极限频率时才能发生光电效应，与光照时间无关，D错误．答案：B4．(多选题)(2015·广东理综)科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：X＋Y→He＋H＋4.9MeV和H＋H→He＋X＋17.6MeV.下列表述正确的有()A．X是中子B．Y的质子数是3，中子数是6C．两个核反应都没有质量亏损D．氘和氚的核反应是核聚变反应解析：由H＋H→He＋X＋17.6MeV，得X为中子n，A正确．由X＋Y→He＋H＋4.9MeV，得Y为Li，质子数为3，中子数为3，B错误．两反应中均有能量产生，由质能方程可知，两个核反应都有质量亏损，C错误．氘和氚反应生成α粒子，该反应为核聚变反应，D正确．

答案：AD5．(2015·天津理综)物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上．下列说法正确的是()A．天然放射现象说明原子核内部是有结构的B．电子的发现使人们认识到原子具有核式结构C．α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的解析：天然放射现象由原子核变化引起，可以说明原子核内部是有结构的，A正确．α粒子散射实验使人们认识到原子具有核式结构，B、C错误．通过密立根油滴实验发现电荷是量子化的，D错误．答案：A6．(2015·北京理综)下列核反应方程中，属于α衰变的是()A.N＋He→O＋HB.U→Th＋HeC.H＋H→He＋nD.Th→Pa＋e解析：原子核自发放射α粒子的过程叫α衰变，B正确，A、C、D错误．答案：B7．(多选题)(2015·山东理综)14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约5700年．已知植物存活期间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减少．现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一．下列说法正确的是()A．该古木的年代距今约5700年B．12C、13C、14C具有相同的中子数C．14C衰变为14N的过程中放出β射线D．增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变解析：古木样品中14C正好是现代植物所制样品的二分之一，可知时间正好是5700年，A正确.12C中子数为6，13C中子数为7,14C中子数为8，B错误．与14N相比，质量数一样而质子数少一个，可知发生的是β衰变，C正确．半衰期与外界环境无关，D错误．答案：AC8．核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设．核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，提高患癌症的风险．已知钚的一种同位素Pu的半衰期为24100年，其衰变方程为Pu→X＋He＋γ，下列有关说法正确的是()A．X原子核中含有92个中子B．100个Pu经过24100年后一定还剩余50个C．由于衰变时释放巨大能量，根据E＝mc2，衰变过程总质量增加D．衰变发出的γ放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力解析：根据核反应方程遵循的规律，X原子核中含有92个质子，235个核子，143个中子，选项A错误．半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，100个Pu经过24100年后不一定还剩余50个，选项B错误；由于衰变时释放巨大能量，衰变过程总质量减小，放出粒子的质量和生成新核的质量之和小于衰变前核的质量，选项C错误；衰变发出的γ放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力，选项D正确

答案：D9．(多选题)下列说法正确的是()A．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定释放核能B．一定强度的入射光照射某金属发生光电效应时，入射光的频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多C．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大D．β射线的速度接近光速，普通一张白纸就可挡住解析：比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定释放核能，选项A正确；一定强度的入射光照射某金属发生光电效应时，入射光的强度越高，单位时间内逸出的光电子数就越多，而入射光的频率越高，则逸出的光电子的初动能越大，选项B错误；根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大，选项C正确；β射线的速度接近光速，普通一张白纸可挡住α射线，不能挡住β射线，选项D错误．答案：AC10.μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子(hydrogen

muon

atom)，它在原子核物理的研究中有重要作用．图为μ氢原子的能级示意图，假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n＝2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光，且频率依次增大，则E等于()A．h(ν3－ν1)B．h(ν5＋ν6)C．hν3D．hν4答案：C11.(多选题)如图是某金属在光的照射下，光电子最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象，由图象可知：()A．该金属的逸出功等于EB．该金属的逸出功等于hν0C．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为2ED．入射光的频率为ν0时，产生的光电子的最大初动能为E解析：根据爱因斯坦光电效应方程，结合题给光电子最大初动能Ek与入射光频率的关系图象，该金属的逸出功等于E，等于hν0，选项A、B正确．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为E，入射光的频率为ν0时，不能产生光电效应，选项C、D错误．答案：AB12．一个静止的氮核N俘获一个速度为2.3×107m/s的中子生成一个复核A，A又衰变成B、C两个新核．设B、C的速度方向与中子速度方向相同，B的质量是中子的11倍，B的速度是106m/s，B、C两原子核的电荷数之比为5∶2.求：(1)C为何种粒子？(2)C核的速度大小．解析：(1)静止的氮核