《波粒二象性-原子结构和原子核》单元试题
波粒二象性、原子结构、原子核单元总结与测试成果测评
学习成果测评基础达标1、卢瑟福提出的原子核式结构学说，包括下列内容中的哪些：（）A、原子的中心有一个很小的原子核B、原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里C、原子核是由质子和电子组成的D、带负电的电子在核外空间绕核运转2、在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是：（）A、原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B、正电荷在原子中是均匀分布的C、原子中存在着带负电的电子D、原子只能处于一系列不连续的能量状态中3、对爱因斯坦光电效应方程E K= hν-W，下面的理解正确的有：（）A、只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中逸出的所有光电子都会具有同样的初动能E KB、式中的W表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金属中正电荷引力所做的功C、逸出功W和极限频率ν0之间应满足关系式W= hν0D、光电子的最大初动能和入射光的频率成正比4、氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到离核较远的轨道的过程中：（）A、原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大B、原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小C、原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小D、原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大5、氢原子辐射出一个光子后，则：（）A、电子绕核旋转半径增大B、电子的动能增大C、氢原子电势能增大D、原子的能级值增大6、某原子核发生一次α衰变和一次β衰变而变成一种新核，则新核比原来的核：（）A、质子数减少2个，中子数减少2个B、质子数减少1个，中子数减少3个C、质子数减少4个，核电荷数减少1D、质子数减少5个，核电荷数减少2个7、静止的氡核Rn放出α粒子后变成钋核Po，α粒子动能为Eα。
若衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能，真空中的光速为c，则该反应中的质量亏损为：（）A、B、 0 C、D、8、如图是伦琴射线管的结构示意图。
电源E给灯丝K加热，从而发射出热电子，热电子在K、A间的强电场作用下高速向对阴极A飞去。
高考物理试题分项解析：原子结构原子核和波粒二象性(含解析)
原子结构、原子核和波粒二象性【2018高考真题】1．在核反应方程中，X表示的是A. 质子B. 中子C. 电子D. α粒子【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（北京卷）【答案】 A【解析】设X为：，根据核反应的质量数守恒：，则：电荷数守恒：，则，即X为：为质子，故选项A正确，BCD错误。
点睛：本题考查了核反应方程式，要根据电荷数守恒、质量数守恒得出X的电荷数和质量数，从而确定X 的种类。
2．用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.2810-19 J。
已知普朗克常量为6.6310-34 J·s，真空中的光速为3.00108 m·s-1，能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为（）A. 11014 HzB. 81014 HzC. 21015 HzD. 81015 Hz【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国II卷）【答案】 B则代入数据可得：，故B正确；故选B点睛：本题比较简单，知道光电效应方程并利用方程求解即可。
3．氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定A. 对应的前后能级之差最小B. 同一介质对的折射率最大C. 同一介质中的传播速度最大D. 用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能【来源】2018年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题（天津卷）【答案】 A度最大，BC错误；的波长小于的波长，故的频率大于的频率，若用照射某一金属能发生光电效应，则不一定能，D错误．【点睛】光的波长越大，频率越小，同一介质对其的折射率越小，光子的能量越小．4．国家大科学过程——中国散裂中子源（CSNS）于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台，下列核反应中放出的粒子为中子的是A. 俘获一个α粒子，产生并放出一个粒子B. 俘获一个α粒子，产生并放出一个粒子C. 俘获一个质子，产生并放出一个粒子D. 俘获一个质子，产生并放出一个粒子【来源】2018年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题（天津卷）【答案】 B【解析】根据质量数和电荷数守恒可知四个核反应方程分别为、、，，故只有B选项符合题意；【点睛】核反应过程中，质量数与核电荷数守恒，应用质量数与核电荷数守恒即可写出核反应方程式．5．1934年，约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝核，产生了第一个人工放射性核素X ：。
专题8 原子结构、原子核和波粒二象性（解析版）
2020年各地高考模拟物理试题分项解析（二）专题12原子结构、原子核和波粒二象性一．选择题1．（2020年3月武汉质检）硅光电池是一种直接把光能转换成电能的半导体器件，它的工作原理与光电效应类似：当光照射硅光电池，回路里就会产生电流。
关于光电效应，下列说法正确的是A．任意频率的光照射到金属上，只要光照时间足够长就能产生光电流B．只要吸收了光子能量，电子一定能从金属表面逸出C．逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关D．超过截止频率的入射光光强越强，所产生的光电子的最大初动能就越大【参考答案】.C【命题意图】本题以直接把光能转换成电能的硅光电池为情景，考查对光电效应规律的理解及其相关知识点，考查的核心素养是能量的观点。
【解题思路】根据光电效应规律，只有频率大于极限频率的光照射到金属上，才会发生光电效应，所以选项A错误；若吸收光子的能量小于金属中电子的逸出功，额电子不能从金属表面逸出，选项B错误；根据爱因斯坦光电效应方程，逸出的光电子的最大初动能Ek=hv-W，即逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关，选项C正确；根据光电效应规律，超过截止频率的入射光光强越强，所产生的光电子的数目就越大，光电子的最大初动能不变，选项D错误。
【易错警示】解答此题常见错误主要有：一是对截止频率、光电效应规律理解掌握不到位；二是对爱因斯坦光电效应方程理解掌握不到位。
2.（2020贵阳一模）下列现象中，与原子核内部变化有关的是A．天然放射现象B．光电效应现象C．原子发光现象D．α粒子散射现象【参考答案】.A【命题意图】本题以与原子核内部变化无关切入，考查对天然放射现象、光电效应现象、原子发光现象、α粒子散射现象的理解及其相关知识点。
【解题思路】天然放射现象是原子核内释放出α粒子、或者β粒子、或者γ光子的现象，属于原子核内部变化，选项A 正确；光电效应现象是频率大于极限频率的光照射金属，使金属中电子逸出的现象，与原子核内部变化无关，选项B 错误；原子发光现象是原子外层电子从高能级向低能级或基态跃迁辐射光子的现象，与原子核内部变化无关，选项C 错误；α粒子散射现象是卢瑟福探究原子内部结构，用α粒子轰击金箔产生的α粒子散射，与原子核内部变化无关，选项D 错误。
高中物理一轮复习 单元综合测试十六(波粒二象性 原子结构和原子核)
2012高中物理一轮复习单元综合测试十六(波粒二象性原子结构和原子核)本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，试卷满分为100分．考试时间为90分钟．第Ⅰ卷(选择题，共40分)一、选择题(本题共10小题，每题4分，共40分．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1．(2009·浙江高考)氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是( )A．核力、万有引力、库仑力B．万有引力、库仑力、核力C．库仑力、核力、万有引力D．核力、库仑力、万有引力解析：本题考查三种相互作用及库仑定律、万有引力定律，意在考查考生知道三种相互作用和对两定律的理解．在原子核大小范围内，有强相互作用存在即核力是最大的，由于质子的质量比较小，由万有引力定律和库仑定律可知，库仑力比万有引力大，所以选D.答案：D2．下面是一核反应方程式：12H＋13H―→24He＋X，用c表示光速，则( )A．X是质子，核反应放出的能量等于质子质量乘c2B．X是中子，核反应放出的能量等于中子质量乘c2C．X是质子，核反应放出的能量等于氘核与氘核的质量和减去氦核与质子的质量和，再乘c2D．X是中子，核反应放出的能量等于氘核与氘核的质量和减去氦核与中子的质量和，再乘c2解析：由荷电核数守恒及质量数守恒，和爱因斯坦质能方程可以求解．答案：D3．据媒体报道，叛逃英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦敦离奇身亡，英国警方调查认为毒杀利特维年科的是超级毒药——放射性元素钋(84210Po)，若该元素发生α衰变，其半衰期是138天，衰变方程为84210Po→X＋24He＋γ，则下列说法中正确的是( ) A．X原子核含有124个中子B．X原子核含有206个核子C．γ射线是由处于激发态的钋核从较高能级向较低能级跃迁时发出的D．100 g的84210Po经276天，已衰变的质量为75 g解析：X原子核中的核子数为210－4＝206个，B正确．中子数为206－(84－2)＝124个，A正确．γ射线是由于核反应前后因质量损亏释放的能量以γ光子的形式放出，C错．经过两个半衰期，剩余的钋的质量为原来的四分之一，则已衰变的质量为原来的四分之三，D正确．答案：ABD4．根据有关放射性方面的知识可知，下列说法正确的是( )A．随着气温的升高，氡的半衰期会变短B．许多元素能自发地放出射线，使人们开始认识到原子是有复杂结构的C．放射性元素发生β衰变时所释放的电子来源于核外电子D．氢核、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3，当氢核与中子结合为氘核时，放出的能量为(m1＋m2－m3)c2解析：半衰期是由原子核内部结构决定的，与化学、物理性质无关，故A项错．β衰变是核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，电子被释放出来，故C项错．氢核和中子结合成氘核放出的能量为(m1＋m2－m3)c2是正确的，故D项正确，放射性使人们认识到原子核有复杂结构，B错．答案：D5．关于天然放射现象，下列说法正确的是( )A．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B．放射性物质放出的射线中，α粒子动能很大，因此贯穿物质的本领很强C．当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生β衰变D．放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线解析：半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所用的时间，故A错；α、β、γ三种射线中，α粒子速度最小，其贯穿本领最小，故B错；β衰变的原因是原子核内部的中子转化为质子时产生了电子，故C错；衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，释放能量，辐射出γ射线，故D对．答案：D图16．氢原子的能级如图1所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62～3.11 eV，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D ．大量处于n ＝4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 解析：要使处于n ＝3能级的氢原子电离，其光子的能量必须大于或等于1.51 eV ，而紫外线光子的能量大于3.11 eV ，故能使n ＝3能级的氢原子电离；大量氢原子从高能级向n ＝3能级跃迁时，放出的光子在红外线区，故具有显著的热效应；大量氢原子由n ＝4能级向低能级跃迁时，可能放出6种不同频率的光，其中有2种不同频率的可见光，D 选项错误．答案：D7．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λ的光，以h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，则E ′等于( )A ．E －h λcB ．E ＋h λcC ．E －h c λD ．E ＋h c λ解析：根据玻尔理论，原子从一种定态(设能量为E )跃迁到另一种定态(设能量为E ′)时，它辐射(或吸收)一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即h ν＝E －E ′，又光在真空中传播时ν＝c λ，联立得E ′＝E －h c λ. 答案：C8．(2010·天津高考)下列关于原子和原子核的说法正确的是( )A. β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B ．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化C ．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短D ．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固解析：β衰变是原子核内一个中子转化为一个质子，同时放出一个电子，核反应方程为01n→11H ＋－10e ，选项A 错误；放射性元素的半衰期不随外界温度、压强等发生改变，选项C 错误；比结合能越大，核子结合的越牢固，选项D 错误．答案：B9．(2010·全国卷Ⅱ)原子核Z A X 与氘核12H 反应生成一个α粒子和一个质子．由此可知( )A ．A ＝2，Z ＝1B ．A ＝2，Z ＝2C ．A ＝3，Z ＝3D ．A ＝3，Z ＝2 解析：核反应方程为Z A X ＋12H→24He ＋11H ，根据质量数、电荷数守恒有A ＋2＝4＋1，Z ＋1＝2＋1.解得A ＝3，Z ＝2，本题只有选项D 正确．答案：D10．(2011·上海虹口区期末)如图2所示是查德威克实验示意图，在这个实验中发现了一种不可见的贯穿能力很强的粒子，这种粒子是( )图2A．正电子 B．中子C．光子 D．电子解析：查德威克发现中子的核反应方程式：24He＋49Be→612C＋01n，是用钋(Po)放出的α粒子轰击铍(Be)，选项B正确．答案：B第Ⅱ卷(非选择题，共60分)二、填空题(本题共2小题，每题8分，共16分)11．(2009·山东高考)历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5 MeV 的质子11H轰击静止的Z A X，生成两个动能均为8.9 MeV的24He.(1 MeV＝1.6×10－13J)①上述核反应方程为________．②质量亏损为________kg.解析：11H＋37X→24He＋24He或11H＋37Li→24He＋24He①Δm＝3.0×10－29kg②答案：见解析12．(2009·福建高考)随着现代科学的发展，大量的科学发现促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是________．(填选项前的编号)①卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构②天然放射现象表明原子核内部有电子③轻核聚变反应方程有：12H＋13H―→24He＋01n④氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级和从n＝2能级跃迁到n＝1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长解析：本题考查原子的基本结构和原子核的基本组成，核反应方程式的写法以及玻尔的氢原子能级量子化理论．①选项错误，卢瑟福的α粒子散射实验说明了原子应该具有核式结构．选项②错误，天然放射现象放射出的β射线是高速运动的电子流，是由原子核中的中子变成质子后产生的．选项③正确，写核反应方程时应遵循质量数守恒和电荷数守恒的原则．选项④错误，由氢原子能级方程hν＝E m－E n，而ν＝cλ，则hcλ＝E m－E n得λ＝hcE m－E n，当氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级时，λ1＝hcE3－E1，从n＝2能级跃迁到n＝1能级时，λ2＝hcE2－E1，E3－E1>E2－E1，所以λ1<λ2.答案：③三、计算题(本题共4小题，13、14题各10分，15、16题各12分，共44分，计算时必须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)图313．(2010·江苏高考)(1)研究光电效应的电路如图3所示．用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I与A、K之间的电压U AK的关系图象中，正确的是________．(2)钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子．光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小________(选填“增大”、“减小”或“不变”)，原因是________．(3)已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为－3.40eV和－1.51eV，金属钠的截止频率为5.53×1014Hz，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应．解析：(1)由于光的频率相同，所以对应的反向截止电压相同，选项A、B错误；发生光电效应时，在同样的加速电压下，光强度越大，逸出的光电子数目越多，形成的光电流越大，所以选项C正确，D错误．(2)光电子受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功)，所以光电子的动量减小．(3)氢原子放出的光子能量E＝E3－E2，代入数据得E＝1.89 eV金属钠的逸出功W0＝hνc，代入数据得W0＝2.3 eV因为E<W0，所以不能发生光电效应．答案：(1)C (2)减小光电子受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功)(3)不能．原因见解析14．(2010·浙江高考)(1)在核反应01n＋X→13H＋24He＋ΔE过程中，X是未知核．由核反应知识可以确定X核为____①____.若01n、X核、13H和24He的静止质量分别为m1、m X、m3和m4，则ΔE的值为____②____.(2)核能、风能等新能源是近来能源发展的重点方向之一．与煤、石油等传统能源相比较，核能具有哪些优点和缺点？(3)有一座城市，经常受到大风和风沙的侵扰．为了合理使用新能源，计划建造风能发电站或太阳能发电站．请用物理学知识，指出建造哪种类型的发电站更合适，并请说明理由．解析：(1)由质量数和电荷数守恒可知，X核是36Li由爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2可得．(2)(3)见答案．答案：(1)①36Li ②ΔE＝[(m1＋m X)－(m3＋m4)]c2(2)优点：核裂变产生的能源比使用煤和石油更加清洁；产能更多．缺点：核裂变反应造成的核废料具有放射性，难处理；建造成本高．(3)建风能发电站比较合理理由：在使用风能发电时，根据能量守恒知识，风能一方面转化为电能，另一方面可以减弱风速，减小对城市的破坏．15．(2009·江苏高考)在β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11H的核反应，间接地证实了中微子的存在．(1)中微子与水中的11H发生核反应，产生中子(01n)和正电子(＋10e)，即中微子＋11H―→01n＋＋10e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)A．0和0 B．0和1C．1和0 D．1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(γ)，即＋10e＋－10e―→2γ已知正电子和电子的质量都为9.1×10－31kg，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．解析：(1)在核反应中，由质量数和电荷数守恒可知A 正确．(2)2mc 2＝2E E ＝mc 2＝8.2×10－14 J ，碰撞过程中遵循动量守恒，如果是产生一个光子，合动量为零，光子的速度为零，与实际光子的运动状况矛盾．(3)粒子的动量p ＝2mE k ，物质波的波长λ＝h p由m n >m e ，知p n >p e ，则λn <λe .答案：(1)A (2)8.2×10－14 遵循动量守恒 (3)λn <λe16．(2009·海南高考)(Ⅰ)已知：功率为100 W 的灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量，光速c ＝3.0×108 m/s ，普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s.假定所发出的可见光的波长都是560 nm ，计算灯泡每秒内发出的光子数．(Ⅱ)钚的放射性同位素94239Pu 静止时衰变为铀核激发态92235U *和α粒子，而铀核激发态92235U *立即衰变为铀核92235U ，并放出能量为0.097 MeV 的γ光子．已知：94239Pu 、92235U 和α粒子的质量分别为m Pu ＝239.0521 u 、m U ＝235.0439 u 和m α＝－4.0026 u,1 u ＝931.5 MeV/c 2.(1)写出衰变方程；(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略，求α粒子的动能．解析：(Ⅰ)一波长为λ的光子能量为E γ＝hc λ① 设灯泡每秒内发出的光子数为n ，灯泡电功率为P ，则n ＝kP E γ② 式中，k ＝5%是灯泡的发光效率．联立①②式得 n ＝kP λhc③ 代入题给数据得n ＝1.4×1019 s －1.④(Ⅱ)(1)衰变方程为94239Pu→92235U *＋α①92235U *→92235U ＋γ② 或合起来有94239Pu→92235U ＋α＋γ.③ (2)上述衰变过程的质量亏损为Δm ＝m Pu －m U －m α④放出的能量为ΔE ＝c 2·Δm ⑤这能量是铀核92235U 的动能E U 、α粒子的动能E α和γ光子的能量E γ之和ΔE ＝E U ＋E α＋E γ⑥由④⑤⑥式得E U ＋E α＝(m Pu －m U －m α)c 2－E γ⑦设衰变后的铀核和α粒子的速度分别为v U 和v α，则由动量守恒有 m U v U ＝m αv α⑧又由动能的定义知E U ＝12m U v U 2，E α＝12m αv α2⑨由⑧⑨式得E U E α＝mαm U⑩由⑦⑩式得E α＝m Um U ＋m α[(m Pu －m U －m α)c 2－E γ]⑪代入题给数据得E α＝5.034 MeV.⑫答案：(Ⅰ)1.4×1019 (Ⅱ)(1)94239Pu→92235U ＋α＋γ(2)5.034 MeV。
高中物理 专题复习 《 波粒二象性》《原子与原子核》(含答案解析)
第12课时波粒二象性原子与原子核考点光电效应波粒二象性1．光电效应方程(1)光子：频率为ν的光的能量子为hν.(2)方程表达式：hν＝E k＋W0或E k＝hν－W0.2．三个关系式(1)爱因斯坦光电效应方程：E k＝hν－W0(2)最大初动能与遏止电压：E k＝eU c(3)逸出功与截止频率：W0＝hνc3．两个图象(1)光电流与电压的关系，如图1所示图1①I m为饱和光电流，由光照强度决定．②U c为遏止电压，对应光电子的最大初动能，由光的频率决定．(2)用图象表示光电效应方程，如图2所示图2①截止频率：图线与ν轴的交点的横坐标νc②逸出功：图线与E k轴交点的纵坐标的绝对值W0③普朗克常量：图线的斜率k＝h.4．两条线索(1)光强大→光子数目多→发射光电子数多→光电流大(2)光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大5．光的波粒二象性(1)大量光子易显示出波动性，而少量光子易显示出粒子性．(2)波长长(频率低)的光波动性强，而波长短(频率高)的光粒子性强．例1(2019·河南九师联盟质检)关于光电效应，下列说法正确的是()A．在光电效应实验中，用不同频率的光照射相同的金属表面，这种金属的逸出功不同B.若用紫光照射某金属表面能发生光电效应，用黄光照射该金属表面时一定能发生光电效应C．用同一种频率的单色光照射不同的金属(都有光电效应发生)，光电子的最大初动能与金属的逸出功成线性关系D．只要增加光照时间和光照强度照射金属表面，该金属一定能发生光电效应答案 C解析在光电效应实验中，金属的逸出功是由金属本身决定的物理量，与入射光的频率无关，选项A错误；黄光的频率小于紫光，则若用紫光照射某金属表面能发生光电效应，用黄光照射该金属表面时不一定能发生光电效应，选项B错误；根据E k＝hν－W0可知，用同一种频率的单色光照射不同的金属(都有光电效应发生)，光电子的最大初动能与金属的逸出功成线性关系，选项C正确；能否发生光电效应，由入射光的频率决定，与光照时间和光照强度无关，选项D错误．变式训练1．(2019·四川综合能力提升卷)用一种红光照射某种金属，发生了光电效应．现改用紫光照射该金属，下列说法正确的是()A．若紫光强度较小，可能不会产生光电子B．用红光照射时，该金属的逸出功小，用紫光照射时该金属的逸出功大C．用紫光照射时，光电子的最大初动能更大D．两种光比较，用红光照射产生的光电子的动能都比用紫光照射产生的光电子的动能小答案 C解析因为紫光的频率大于红光的频率，红光照射某种金属，发生了光电效应，则紫光一定发生光电效应，选项A错误；某种金属的逸出功与入射光的频率无关，选项B错误；照射在都能产生光电效应的同一种金属上，紫光的光子能量较大，则用紫光照射时，光电子的最大初动能更大，选项C正确；两种光比较，用红光照射产生的光电子的最大初动能比用紫光照射产生的光电子的最大初动能小，但用红光照射产生的光电子的动能不一定都比用紫光照射产生的光电子的动能小，选项D错误．例2(多选)(2019·浙江嘉丽3月联考)某同学用某一金属为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图3甲所示．测得该金属的遏止电压U c与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.则()图3A．图甲中电极A为光电管的阳极B．探究遏止电压U c与入射光频率ν关系时，电源的左侧是正极C．该金属的截止频率νc为5.15×1014 HzD．该金属的逸出功为3.41×10－19 eV答案AC解析电子从金属板上射出后被电场加速，知A板为阳极，故选项A正确；探究遏止电压U c与入射光频率ν关系时，应让电子减速，直至光电流为零，故电源左侧是负极，选项B错误；由E k＝hν－W0和eU c＝E k知，当U c＝0时，hνc＝W0.据题图乙知截止频率νc＝5.15×1014Hz，故选项C正确；W0＝hνc＝6.63×10－34×5.15×1014 J≈3.41×10－19 J，故D错误．变式训练2.(2020·山东等级考模拟卷·6)如图4所示，有一束单色光入射到极限频率为ν0的金属板K 上，具有最大初动能的某出射电子，沿垂直于平行板电容器极板的方向，从左侧极板上的小孔入射到两极板间的匀强电场后，到达右侧极板时速度刚好为零.已知电容器的电容为C ，带电荷量为Q ，极板间距为d ，普朗克常量为h ，电子电荷量的绝对值为e ，不计电子的重力.关于电容器右侧极板的带电情况和入射光的频率ν，以下判断正确的是( )图4A.带正电，ν0＋Qe ChB.带正电，ν0＋QeChdC.带负电，ν0＋QeChD.带负电，ν0＋QeChd答案 C解析 以最大初动能入射至电容器的电子经板间电场到达右侧极板时速度刚好为零，说明电场力做负功，电场强度方向向右，右侧极板带负电，且－eU ＝0－E k0，由电容器电压与电荷量的关系知U ＝QC ，由最大初动能与单色光入射频率的关系知E k0＝hν－hν0，代入化简可得ν＝ν0＋Qe Ch.3．(2019·浙江宁波市 “十校联考”)以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实．光电效应实验装置示意图如图5.用频率为ν的普通光源照射阴极K ，没有发生光电效应．换用同样频率为ν的强激光照射阴极K ，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U ，即将阴极K 接电源正极，阳极A 接电源负极，在K 、A 之间就形成了使光电子减速的电场．逐渐增大U ，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U 可能是下列的(其中W 0为逸出功，h 为普朗克常量，e 为电子电荷量)( )图5A ．U ＝hνe －W 0eB ．U ＝2hνe －W 0eC ．U ＝2hν－W 0D ．U ＝5hν2e －W 0e答案 B解析 发生光电效应时有E k ＝nhν－W 0(n ＝2,3,4…)，在K 、A 间逐渐增大U ，当光电流为零时，由－eU ＝0－E k 得U ＝nhνe －W 0e(n ＝2,3,4…)，故B 项正确．考点氢原子模型与原子结构1.玻尔理论的基本内容(1)能级假设：氢原子E n ＝E 1n2(n 为量子数)．(2)跃迁假设：吸收或释放的能量hν＝E m －E n (m >n )． (3)轨道假设：氢原子r n ＝n 2r 1(n 为量子数)． 2．两类能级跃迁(1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子． 光子的频率ν＝ΔE h ＝E 高－E 低h.(2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量．①光照(吸收光子)：光子的能量必须恰好等于能级差ΔE . ②碰撞：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E 外≥ΔE . ③大于电离能的光子被吸收，原子被电离． 3．四点技巧(1)原子跃迁时，所吸收或释放的光子能量只能等于两能级之间的能量差． (2)原子电离时，所吸收的能量可以大于或等于某一能级的绝对值．(3)一群氢原子处于量子数为n 的激发态时，可能辐射光子的种类N ＝C 2n＝n (n －1)2. (4)计算能级能量时应注意：因一般取无穷远处为零电势参考面，故各个能级的能量值均为负值．例3(2019·河南濮阳市5月模拟)He －Ne 激光器产生的波长为6.33×10－7 m 的谱线是Ne 原子从激发态能级(用E 1表示)向能量较低的激发态能级(用E 2表示)跃迁时发生的；波长为3.39×10－6 m 的谱线是Ne 原子从激发态能级E 1向能量较低的激发态能级(用E 3表示)跃迁时发生的．已知普朗克常量h 与光速c 的乘积hc ＝1.24×10－6 m·eV .由此可知Ne 的激发态能级E 2与E 3的能量差为(结果保留两位有效数字)( ) A ．1.6 eV B ．2.6 eV C ．3.6 eV D ．4.0 eV答案 A解析 由E m －E n ＝hcλ，有E 2－E 1＝hcλ1，E 3－E 1＝hcλ2，则ΔE ＝E 2－E 3＝hc λ1－hcλ2代入数值得ΔE ≈1.6 eV ，故A 项正确．变式训练4．(2019·四川宜宾市第二次诊断)玻尔首先提出能级跃迁．如图6所示为氢原子的能级图，现有大量处于n ＝3能级的氢原子向低能级跃迁．下列说法正确的是( )图6A．这些氢原子总共可辐射出三种不同频率的光B．氢原子由n＝3能级跃迁到n＝2能级产生的光频率最大C．氢原子由n＝3能级跃迁到n＝1能级产生的光波长最长D．这些氢原子跃迁时辐射出光子能量的最大值为10.2 eV答案 A5．(2019·全国卷Ⅰ·14)氢原子能级示意图如图7所示．光子能量在1.63 eV～3.10 eV的光为可见光．要使处于基态(n＝1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为()图7A．12.09 eV B．10.20 eVC．1.89 eV D．1.51 eV答案 A解析因为可见光光子的能量范围是1.63 eV～3.10 eV，所以处于基态的氢原子至少要被激发到n＝3能级，要给氢原子提供的能量最少为E＝(－1.51＋13.60) eV＝12.09 eV，故选项A 正确．考点核反应与核能1．核反应的四种类型2.原子核的衰变(1)衰变的实质：α衰变为211H＋210n→42He，即放出α射线；β衰变为10n→11H＋0－1e，即放出β射线，在α衰变或β衰变过程中放出γ射线．(2)衰变的快慢由原子核内部因素决定，与原子所处的物理、化学状态无关；半衰期是统计规律，对个别、少数原子无意义．3．核反应方程解答技巧(1)熟记常见基本粒子的符号——是正确书写核反应方程的基础．如质子(11H)、中子(10n)、α粒子(42He)、β粒子(0－1e)、正电子( 0+1e)、氘核(21H)、氚核(31H)等．(2)掌握核反应方程遵守的规律——是正确书写核反应方程或判断核反应方程是否正确的依据，所以要理解并会应用质量数守恒和电荷数守恒．(3)明白核反应过程是不可逆的——核反应方程只能用箭头连接并表示反应方向，不能用等号连接．4．核能的计算方法(1)根据ΔE＝Δmc2计算时，Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算时，Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．(3)根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子比结合能×核子数．例4(2019·安徽A10联盟开年考)关于核反应方程238 92U→X 90Th＋42He，其中X为Th原子核的质量数，则下列说法正确的是()A．该反应属于β衰变B. X 90Th中含有148个中子C.238 92U的平均结合能比X 90Th大D．该反应新生成的粒子X 90Th具有放射性答案 D解析该反应放出α粒子，属于α衰变，选项A错误；根据电荷数守恒可知X＝238－4＝234，则X 90Th中含有234－90＝144个中子，选项B错误；核电荷数越小的平均结合能越大，则238 92U 的平均结合能比X 90Th小，选项C错误；该反应新生成的粒子X 90Th原子序数大于83，具有放射性，选项D正确．变式训练7．(2019·天津市和平区上学期期末)天然放射现象的发现，证明了原子核具有复杂的结构．关于原子核，下列说法正确的是()A．β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流B．某原子核经过一次α衰变后，核内质子数减少4个C．增大压强不能改变原子核衰变的半衰期D．α射线的贯穿作用很强，可用来进行金属探伤答案 C解析β射线是原子核内的一个中子转化为一个质子同时生成一个电子形成的，故A错误；α衰变是原子核自发放射α粒子的核衰变过程．α粒子是核电荷数为2、质量数为4的氦核．质子数等于核电荷数2，所以“核内质子数减少4个”是错误的，则B错误；原子核的半衰期有其自身决定，与原子所处的物理、化学状态和外部条件无关，故改变压强不能改变半衰期，C正确；γ射线的贯穿作用很强，可用来进行金属探伤，α射线的电离本领最强，D错误．8．(2019·湖北武汉市二月调研)据悉我国第四代先进核能系统之一的钍基熔盐堆核能系统(TMSR)研究已获重要突破．该反应堆以钍为核燃料，钍俘获一个中子后经过若干次β衰变转化成铀；铀的一种典型裂变产物是钡和氪，同时释放巨大能量．下列说法正确的是() A．钍核232 90Th有90个中子，142个质子B．铀核裂变的核反应方程为233 92U＋10n→142 56Ba＋8936Kr＋310nC．放射性元素衰变的快慢与核内部自身因素无关，由原子所处的化学状态和外部条件决定D．重核分裂成中等大小的核，核子的比结合能减小答案 B解析钍核232 90Th有90个质子，142个中子，故A错误；根据反应前后质量数守恒，电荷数守恒可知，故B正确；根据半衰期的特点可知，放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，故C错误；较重的核分裂成中等质量大小的核或较轻的核合并成中等质量大小的核的过程中会释放一定的能量，所以核子的比结合能都会增大，故D错误．例5(2019·全国卷Ⅱ·15)太阳内部核反应的主要模式之一是质子－质子循环，循环的结果可表示为411H→42He＋201e＋2γ，已知11H和42He的质量分别为m p＝1.007 8 u和mα＝4.002 6 u,1 u＝931 MeV/c2，c为光速．在4个11H转变成1个42He的过程中，释放的能量约为()A．8 MeV B．16 MeVC．26 MeV D．52 MeV答案 C解析因电子的质量远小于质子的质量，计算中可忽略不计．核反应质量亏损Δm＝4×1.007 8 u －4.002 6 u＝0.028 6 u，释放的能量ΔE＝0.028 6×931 MeV≈26.6 MeV，选项C正确．变式训练9．(多选)(2019·浙江绍兴市3月选考)一座核电站反应堆产生的热功率为3 400 MW，发电功率为1 100 MW.已知一个铀235核裂变时释放的能量约为200 MeV，下列说法正确的是() A．核裂变的反应方程为23592U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋210nB．核反应后总质量增加了C．核电站的发电效率约为32%D．每秒钟约有1.1×1020个铀235核发生裂变答案CD解析根据质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程应为23592U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n，由于释放核能，据ΔE＝Δmc2，总质量一定减小；发电效率η＝1 100 MW3 400 MW×100%≈32%；由Pt＝nE，每秒发生裂变的铀核n＝ 3 400×106 W×1 s≈1.1×1020个．200×106×1.6×10－19J专题突破练级保分练1．(2019·山东日照市上学期期末)用光电管进行光电效应实验中，分别用频率不同的单色光照射到同种金属上，下列说法正确的是()A．频率较小的入射光，需要经过足够长的时间照射才能发生光电效应B．入射光的频率越大，极限频率就越大C．入射光的频率越大，遏止电压就越大D．入射光的强度越大，光电子的最大初动能就越大答案 C解析只要入射光的频率低于金属的极限频率，无论时间多长，无论光的强度多大，都不会发生光电效应，故A错误；金属材料的性质决定金属的逸出功，而逸出功决定金属的极限频率，与入射光的频率无关，故B错误；根据eU c＝hν－W0可知，入射光的频率越大，遏止电压就越大，故C正确；根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0，可知光电子的最大初动能随照射光的频率增大而增大，与入射光的强度无关，故D错误．2.(多选)(2019·安徽皖江名校联盟摸底大联考) 利用光电效应可以把光信号转变为电信号，因此利用光电效应制作的光电器件在工农业生产、科学技术和文化生活领域内得到了广泛的应用，其中光电管就是应用最普遍的一种光电器件，把光电管接入如图1所示的电路中，闭合开关S，用波长为λ的单色光照射光电管时发生了光电效应，下列说法正确的是()图1A．照射的单色光越强，饱和光电流将越大B．若用波长更长的单色光照射光电管，则光电管中金属的逸出功越大C．若把滑片c向左滑动，电流表G的示数一定增大D．若把电源正负极反接，电流表G的示数可能为零答案AD解析发生光电效应时，保持入射光的频率不变，饱和光电流随入射光强度的增大而增大，A正确；金属的逸出功与入射光的频率(波长)无关，由金属本身决定，B错误；若把滑片c 向左滑动，当电流达到饱和电流后，电流不在随电压的增大而增大，C错误；若把电源正负极反接，则电压为遏止电压，当遏止电压与电子电荷量的乘积大于光电子的最大初动能时，光电子不能到达阳极，光电流为零，D正确．3.(多选)(2019·浙江嘉兴一中高三期末)如图2所示，是某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压U c与入射光频率ν的关系图象．则由图象可知()图2A．遏止电压与入射光的频率无关B．该金属的逸出功等于hν0C．图象的斜率表示普朗克常量hD．入射光的频率为3ν0时，产生的光电子的最大初动能为2hν0答案BD4．(2019·江西宜春市上学期期末)下列说法中不正确的是()A．光电效应表明光子有能量，康普顿效应表明光子有动量，这两者均证明了光的粒子性B．卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构C．玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，成功地解释了所有原子的光谱D．天然放射现象表明原子核有更为精细的结构答案 C解析光电效应表明光子具有能量，康普顿效应表明光子除了具有能量之外还具有动量，它们都是光的粒子性的证明，故A正确；卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，故B正确；玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，成功地解释了氢原子光谱的实验规律，不能解释所有原子光谱的实验规律，故C错误；天然放射现象表明原子核有更为精细的结构，故D正确．5．(多选)(2019·贵州部分重点中学教学质量评测)下列说法中正确的是()A．在核反应21H＋31H→42He＋10n，42He与10n的质量和一定小于21H与31H的质量和B．卫星可以在大于地球半径的任意圆轨道上运动，电子也可以在大于基态轨道半径的任意圆轨道上运动C．分别用绿光和紫光照射同一金属表面都能发生光电效应，逸出的光电子的最大初动能可能相等D．随着黑体温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动答案AD解析在核裂变和核聚变反应中有能量释放，对应的有质量亏损，故A正确；由玻尔理论知电子绕原子核的圆周运动轨道半径是不连续的，故B错误；对同一金属来讲逸出功是一定的，紫光光子的能量大于绿光光子的能量，由光电效应方程知用紫光照射同一金属表面，逸出的光电子的最大初动能较绿光大，故C错误；根据黑体辐射理论，黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故D正确．6．(2019·贵州安顺市上学期质量监测)下列说法正确的是()A．电子在核外绕核旋转，向心力为万有引力B．一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子吸收光子，能量增加C．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型D．光电子的最大初动能随着入射光的强度增大而增大答案 C解析电子在核外绕核旋转，向心力为原子核对电子的静电引力，选项A错误；一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子释放光子，能量减小，选项B错误；根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，选项C正确；根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能随着入射光的频率增大而增大，选项D错误．7.(2020·山东等级考模拟卷·1)2019年是世界上首次实现元素人工转变100周年.1919年，卢瑟福用氦核轰击氮原子核，发现产生了另一种元素，该核反应方程可写为42He＋147N→m 8X＋1n Y.以下判断正确的是()A.m＝16，n＝1B.m＝17，n＝1C.m＝16，n＝0D.m＝17，n＝0答案 B解析由质量数和电荷数守恒可得：4＋14＝m＋1,2＋7＝8＋n，解得：m＝17，n＝1. 8．(2019·山东临沂市2月质检)氢原子的能级图如图3所示，不同色光的光子能量如下表所示．图3一群处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内只有1条，其颜色为() A．红色 B. 黄色 C. 绿色 D. 蓝—靛答案 A解析如果激发态的氢原子处于第二能级，能够发出10.2 eV的光子，不属于可见光；如果激发态的氢原子处于第三能级，能够发出12.09 eV、10.2 eV、1.89 eV的三种光子，只有1.89 eV属于红色可见光；如果激发态的氢原子处于第四能级，能够发出12.75 eV、12.09 eV、10.2 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV的六种光子，1.89 eV和2.55 eV属于可见光，1.89 eV的光子为红光，2.55 eV的光子为蓝－靛光；由题意，由一群处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内只有1条，则一定对应着从第三能级到低能级的跃迁，其可见光的颜色为红色，故选A.9．(多选)(2019·浙江超级全能生2月联考)如图4所示的四幅图，下列说法中正确的是()图4A．根据甲图氢原子的电子云示意图可知，电子在玻尔理论中的某一轨道上稳定运动，应该是一个概率问题B．根据乙图中原子核的比结合能示意图可知，63Li原子核中的平均核子质量比16 8O的要小C．丙图中的链式反应要能持续，裂变物质必须具有一定的体积或质量D．根据丁图中氡的衰变可知，1 g氡经过38天后还剩0.1 g答案AC10．(2019·山东菏泽市下学期第一次模拟)下列关于核力、原子核的结合能、比结合能的说法正确的是()A．维系原子核稳定的力是核力，核力就是表现为相邻核子间的相互吸引力B．核力是强相互作用的一种表现，原子核尺度内，核力比库仑力小C．比结合能小的原子核分解成比结合能大的原子核时会释放核能D．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能答案 C解析维系原子核稳定的力是核力，核力既可以是核子间的相互吸引力，也可以是排斥力，A项错误；核力是强相互作用的一种表现，原子核尺度内，核力比库仑力大的多，B项错误；比结合能小的原子核分解成比结合能大的原子核时会亏损质量，释放核能，C项正确；自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，D项错误．级争分练11.(2019·辽宁葫芦岛市一模)如图5所示，氢原子在不同能级间发生的a、b、c三种跃迁时，释放光子的频率分别是νa、νb、νc，下列关系式正确的是()图5A．νb＝νa＋νcB．νa＝νbνcνb＋νcC．νb＝νaνcνa＋νcD．νc＝νbνaνa＋νb答案 A解析因为E m－E n＝hν，知E b＝E a＋E c，即hνb＝hνa＋hνc，解得νb＝νa＋νc，故选A.12.(2019·湖北恩施州2月教学质量检测)利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟，可以制成氢原子钟；如图6所示为氢原子的能级图，一群处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁，能辐射出波长最短的电磁波的频率约为(已知普朗克常量为6.63×10－34 J·s)()图6A．3.08×1014 Hz B．3.08×1015 HzC．1.93×1014 Hz D．1.93×1015 Hz答案 B解析辐射出的波长最短的电磁波为频率最高的电磁波，即为能量最大的电磁波，根据玻尔理论可知：E4－E1＝hν，解得ν＝[－0.85－(－13.6)]×1.6×10－196.63×10－34Hz≈3.08×1015 Hz，故选B.13.(多选)(2019·浙南名校联盟高三期末)如图7为普通使用的“慢中子”核反应堆的示意图，铀棒是核燃料，一种典型的铀核裂变方程：235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n，用重水做慢化剂可使快中子减速，假设中子与重水中的氘核(21H)每次碰撞都是弹性正碰，而且认为碰撞前氘核是静止的，氘核的质量是中子的两倍，则下列说法正确的是()图7A ．钡核的比结合能比铀核的大B ．若碰撞前中子的动能为E 0，经过一次弹性碰撞后中子动能变成19E 0 C ．镉棒插入深一些可增大链式反应的速度D ．水泥防护层可用来屏蔽裂变产物放出的射线答案 ABD14．(2019·福建泉州市第一次质量检查)重核裂变的一个核反应方程为235 92U ＋10n →136 54Xe ＋9038Sr＋х10n ，已知235 92U 、136 54Xe 、9038Sr 的平均结合能分别为7.6 MeV 、8.4 MeV 、8.7 MeV ，则( )A ．该核反应方程中x ＝10B.235 92U 的中子数为92 C ．该核反应中质量增加D.235 92U 的平均结合能比136 54Xe 小，235 92U 比136 54Xe 更稳定 答案 A解析 根据质量数和电荷数守恒可知，x ＝10，故A 正确；235 92U 的质子数为92，质量数为235，所以中子数为143，故B 错误；该核反应是重核裂变，质量会发生亏损，故C 错误；平均结合能越大，表示原子越稳定，故D 错误．15．(多选)(2019·山东实验中学第二次模拟)核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的元素，它可破坏细胞基因，增加患癌的风险．已知钚的一种同位素239 94Pu 的半衰期为24 100年，其衰变方程为239 94Pu →X ＋42He ＋γ，则下列说法中正确的是( )A ．衰变发出的γ射线是波长很短的光子，穿透能力很强B ．上述衰变方程中的X 含有143个中子。
高考物理-波粒二象性、原子结构和原子核-专题练习
高考物理专题练习 波粒二象性、原子结构和原子核一、选择题（本题共12小题，在每小题给出的四个选项中，至少有一项符合题目要求） 1．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2．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用，下列说法符合历史事实的是（ ）A ．密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值B ．贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，发现了原子中存在原子核C ．卢瑟福通过α粒子散射实验，证实了在原子核内存在质子D ．汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出了该粒子的比荷3．现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。
下列说法正确的（ ） A ．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大 B ．入射光的频率变高，饱和光电流变大C ．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生D ．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关4．以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出。
强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实。
光电效应实验装置如图所示。
用频率为ν的普通光源照射阴极K ，没有发生光电效应。
换用同样频率ν的强激光照射阴极K ，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U ，即将阴极K 接电源正极，阳极A 接电源负极，在KA 之间就形成了使光电子减速的电场。
逐渐增大U ，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U 可能是下列的（其中W 为逸出功，h 为普朗克常量，e 为电子电量）（ ）A ．h WU e eν=- B ．2h WU e e ν=-C ．U 2h W =ν-D ．5h WU 2e eν=-5．一群基态氢原子吸收某种波长的光后，可以发出三种波长的光，这三种光的波长关系为321λ>λ>λ，已知某金属的极限波长为2λ，则下列说法正确的是（ ） A ．该金属的逸出功为2h λB ．波长为3λ的光一定可以使该金属发生光电效应C ．基态氢原子吸收的光子的波长为1λD ．若用波长为4λ的光照射该金属且能发生光电效应，则发生光电效应的光电子的最大初动能为4211hc()-λλ 6．如图为玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图，一群氢原子处于n 4=的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，以下说法符合玻尔理论的有（ ） A ．电子轨道半径减小，动能增大B ．氢原子跃迁时，可发出连续不断的光谱线C ．由n 4=跃迁到n =1时发出光子的频率最小D ．金属钾的逸出功为2.21 eV ，能使金属钾发生光电效应的光谱线有4条7．如图所示为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34eV ，那么对氢原子在能级跃迁过程中辐射或吸收光子的特征认识正确的是（ ）A ．用氢原子从高能级向基态跃迁时辐射的光子照射锌板一定不能产生光电效应B ．一群处于n 3=能级的氢原子向基态跃迁时，能辐射出无数种不同频率的光子C ．一群处于n 3=能级的氢原子向基态跃迁时，辐射的光子照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75 eVD ．用能量为9.3 eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态8．我国矿泉水资源十分丰富，但其中也有不少水源受到天然或人工的放射性污染。
高中物理-波粒二象性、原子结构和原子核练习(1)
高中物理-波粒二象性、原子结构和原子核练习一、单项选择题1．氢原子辐射出一个光子后,根据玻尔理论,下述说法中正确的是（ ） A ．电子绕核旋转的半径增大 B ．氢原子的能量增大 C ．氢原子的电势能增大 D ．氢原子核外电子的速率增大 2.某光电管的阴极为金属钾制成的,它的逸出功为2.21 eV,如图所示是氢原子的能级图,一群处于n = 4能级的氢原子向低能级跃迁时,辐射的光照射到该光电管的阴极上,这束光中能使金属钾发生光电效应的光谱线条数是（ ） A.2条 B.4条 C.5条 D.6条３．图1所示为氢原子的四个能级,其中E 为基态,若氢原子A 处于激发态E 2,氢原子B 处于激发态E 3,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E 4D ．原子B 能够吸收原子A 发出的光子并跃迁道能级E 4 4．下列核反应方程中属于β衰变的是（ ）A ．235114489192056360U+n Ba Kr+3n →+ B ．131131053541I Xe e -→+C ．4141712781He+N O H →+D ．238234492902U Th+He →5.用光照射某种金属,有光电子从金属表面逸出,如果光的频率不变,而减弱光的强度,则（ ） A ．逸出的光电子数减少,光电子的最大初动能不变 B ．逸出的光电子数减少,光电子的最大初动能减小 C ．逸出的光电子数不变,光电子的最大初动能减小 D ．光的强度减弱到某一数值,就没有光电子选出了6．下面列出的是一些核反应方程（ ）A ．X 是质子,Y 是中子,Z 是正电子B ．X 是正电子,Y 是质子,Z 是中子C ．X 是中子,Y 是正电子,Z 是质子D ．X 是正电子,Y 是中子,Z 是质子 7．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XS P +→i 30143015YB H Be +→+1052194ZLi He He +→+734242E 4E 3 E 2E 1 图1D ．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 8．下列说法正确的是（ ）A ．天然放射现象说明原子核内部具有复杂结构B ．α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂结构C ．原子核能发生β衰变说明原子核内存在电子D ．氢原子从定态n =3跃迁到n =2,再跃迁到n =l 定态,则后一次跃迁辐射出的光子波长比前一次的长 9．核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137。
波粒二象性 原子结构与原子核(练习)(含答案)
专题11 波粒二象性原子结构与原子核1．（2019·江苏卷）在“焊接”视网膜的眼科手术中，所用激光的波长λ=6.4×107 m，每个激光脉冲的能量E=1.5×10-2 J．求每个脉冲中的光子数目．（已知普朗克常量h=6.63×l0-34 J·s，光速c=3×108 m/s．计算结果保留一位有效数字）2．（2019·浙江选考）处于较高能级的氢原子向较低能级跃迁时，能辐射出a、b两种可见光，a光照射某金属表面时有光电子逸出，b光照射该金属表面时没有光电子逸出，则A．以相同的入射角射向一平行玻璃砖，a光的侧移量小于b光的B．垂直入射到同一单缝衍射装置，a光的衍射中央亮条纹宽度小于b光的C．a光和b光的频率之比可能是20/27D．a光子的动量大于b光子的3．（2019·浙江选考）一个铍原子核（74Be）俘获一个核外电子（通常是最靠近原子核的K壳层的电子）后发生衰变，生成一个锂核（73Li），并放出一个不带电的质量接近零的中微子νe，人们把这种衰变称为“K俘获”。
静止的铍核发生零“K俘获”，其核反应方程为707413eBe e Li v-+→+已知铍原子的质量为M Be=7.016929u，锂原子的质量为M Li=7.016004u，1u相当于9.31×102MeV。
下列说法正确的是A．中微子的质量数和电荷数均为零B．锂核（73Li）获得的动能约为0.86MeVC．中微子与锂核（73Li）的动量之和等于反应前电子的动量D．中微子与锂核（73Li）的能量之和等于反应前电子的能量4．(2018·高考全国卷Ⅱ，T17)用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10－19 J．已知普朗克常量为6.63×10－34 J·s，真空中的光速为3.00×108 m·s－1.能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为()A．1×1014 Hz B．8×1014 HzC．2×1015 Hz D．8×1015 Hz5．(2018·高考全国卷Ⅲ，T14)1934年，约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝核2713Al，产生了第一个人工放射性核素X：α＋2713Al→n＋X.X的原子序数和质量数分别为()A．15和28 B．15和30C．16和30 D．17和311．（2020·江西省名校高三联考）电子是我们高中物理中常见的一种微观粒子，下列有关电子说法正确的是A．汤姆孙研究阴极射线时发现了电子，并准确测出了电子的电荷量B．光电效应实验中，逸出的光电子来源于金属中自由电子C．卢瑟福的原子核式结构模型认为核外电子的轨道半径是量子化的D．元素发生α衰变时，能够产生电子，并伴随着γ射线产生2．（2020·山西省太原市第五中学高三模拟）下列说法正确的是A．β射线也可能是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力B．按照电离能力来看，放射性元素放出的三种射线由弱到强的排列顺序是α射线、β射线、γ射线C．按照玻尔的氢原子理论，当电子从高能级向低能级跃迁时，氢原子系统的电势能减少量可能大于电子动能的增加量D．在微观物理学中，不确定关系告诉我们不可能准确地知道单个粒子的运动情况，但是可以准确地知道大量粒子运动时的统计规律3．（2020·湖南省长沙市雅礼中学高三调研）下列说法正确的是A．氢原子的核外电子从低能级跃迁到高能级时，吸收光子，电子的轨道半径增大B．238234492902U Th He→+是核裂変方程，当铀块体积大于临界体积时，才能发生链式反应C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的强度无关，与照射光的频率成正比D．α射线是高速运动的氦原子核，能够穿透几厘米厚的铅板4．（2020·北京市顺义区高三模拟）下列说法正确的是A．γ射线比α射线的贯穿本领强B．外界环境温度升高，原子核的半衰期变大C．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的重核裂变反应D．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子5．（2020·山东省潍坊市高三模拟）下列核反应中放出的粒子为中子的是A．147N俘获一个α粒子，产生178O并放出一个粒子B．2713Al俘获一个α粒子，产生3015P并放出一个粒子C．115B俘获一个质子，产生84Be并放出一个粒子D．63Li俘获一个质子，产生32He并放出一个粒子1．(2020·北京市海淀区高三模拟)下列说法正确的是()A．放射性元素的半衰期与外界压强有关B．天然放射现象说明原子具有核式结构C．原子核放出γ射线说明原子核内有光子D．原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子的过程属于β衰变2．（2020·安徽省六安市第一中学调研）以下物理内容描述不正确的是A．爱因斯坦通过对光电效应实验规律的分析揭示了光具有粒子性的一面B．玻尔模型对一切原子的光谱现象都能准确解释C．放射性元素的半衰期与其以单质还是化合物形式存在无关D．原子核的比结合能大小可以反映其稳定性特征3．(2020·四川树德中学高三诊断)下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是()A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成功解释了光电效应B．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的C．图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有波动性4. 氢原子的能级图如图所示，现让一束单色光照射到大量处于基态(量子数n＝1)的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光．则照射氢原子的单色光的光子能量为()A．12.75 eV B．13.06 eV C．13.6 eV D．0.85 eV5．（2020·湖南省怀化市高三模拟）下列说法正确的是A．β衰变的实质是原子核内的一个中子转化成一个质子，同时释放出一个电子B．实验表明，只要照射光的强度足够大，就一定能发生光电效应C．钍的半衰期为24天，1 g钍经过120天后还剩0.2 gD．根据玻尔的原子理论，氢原子从n＝5的激发态跃迁到n＝3的激发态时，核外电子动能减小6．（2020·东北三省四市联考）已知金属钙的逸出功为2.7 eV，氢原子的能级图如图所示，一群氢原子处于量子数n＝4的能量状态，则A．氢原子可能辐射3种频率的光子B．氢原子可能辐射5种频率的光子C．有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应D．有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应7．(2020·河北衡水中学高三调研)下下列说法正确的是()A．原子核内的一个中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子，这就是β衰变B．氡222的半衰期是3.8天，镭226的半衰期是1 620年，所以一个确定的氡222核一定比一个确定的镭226核先衰变C．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电势能增大，电子的动能减小，原子的总能量减小D．原子核越大，它的结合能越高，原子核能级越稳定8．(2020·安徽定远重点中学高三模拟)下列说法正确的是()A．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核内有中子存在B．核泄漏事故污染物137 55Cs能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为137 55Cs→137 56Ba＋X，可以判断X 为电子C．若氢原子从n＝6能级向n＝1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n＝6能级向n＝2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应D．质子、中子、α粒子的质量分别是m1、m2、m3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是( 2m1＋2m2－m3)c29．(2020·江西南昌高三模拟)如图a所示是研究光电效应的电路图．某同学利用该装置在不同实验条件下得到了三条光电流I与A、K两极之间的电压U AK的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图b所示．则下列说法正确的是()A．甲光照射光电管发出光电子的初动能一定小于丙光照射光电管发出光电子的初动能B．单位时间内甲光照射光电管发出的光电子比乙光照射时发出的少C．用强度相同的甲、丙光照射该光电管，则单位时间内逸出的光电子数相等D．对于不同种金属，若照射光频率不变，则逸出光电子的最大初动能与金属的逸出功为线性关系10. (2020广东华南师大附中高三模拟)氢原子能级图如图所示，当氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.下列判断正确的是()A．当氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nmB．当氢原子从n＝4跃迁到n＝2的能级时，辐射出的光子不能使逸出功为2.25 eV的钾发生光电效应C．一个处于n＝4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生6种谱线D．用能量为1.0 eV的光子照射处于n＝4能级上的氢原子，可以使氢原子电离11．(2020·重庆南开中学高三调研)某原子K层失去一个电子后，其K层出现一个电子空位，当L层上有电子跃迁到K层填补空位时会释放一定的能量：一种情况是辐射频率为ν0的X射线；另一种情况是跃迁释放的能量被其他核外电子层的电子吸收，使电子发生电离成为自由电子．若跃迁释放的能量被M层的一个电子吸收，电离后的自由电子的动能是E0，已知普朗克常量为h，则电子处于M层时原子的能级(即能量值)为()A．hν0B．E0C．E0－hν0D．E0＋hν012. (2020·陕西西安市第一中学高三模拟)研究光电效应规律的实验装置如图所示，以频率为ν的光照射光电管阴极K时，有光电子产生．由于光电管K、A间加的是反向电压，光电子从阴极K发射后将向阳极A 做减速运动．光电流i由图中电流计G测出，反向电压U由电压表V测出，当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数称为反向遏止电压U c.在下列表示光电效应实验规律的图象中，正确的是()13．(2020·四川南充高级中学高三模拟)一个静止的铀核232 92U(质量为232.037 2 u)放出一个α粒子(质量为4.002 6 u)后衰变成钍核228 90Th(质量为228.028 7 u)．已知1 u相当于931 MeV的能量．下列说法正确的是()A．该核衰变反应方程为232 92U→228 90Th＋42HeB．该核衰变反应中释放出的核能为0.059 MeVC．该反应产生的钍核和α粒子的动量相同D．假设反应中释放出的核能全部转化为钍核和α粒子的动能，则钍核获得的动能约为0.017 MeV 14．(2020·广东湛江一中高三质检)如图所示，人工元素原子核286113Nh开始静止在匀强磁场B1、B2的边界MN上，某时刻发生裂变生成一个氦原子核42He和一个Rg原子核，裂变后的粒子速度方向均垂直于B1、B2的边界MN.氦原子核通过B1区域第一次经过MN边界时，距出发点的距离为l，Rg原子核第一次经过MN 边界距出发点的距离也为l.则下列有关说法正确的是()A ．两磁场的磁感应强度之比B 1∶B 2＝111∶141B ．两磁场的磁感应强度之比B 1∶B 2＝111∶2C ．氦原子核和Rg 原子核各自旋转第一个半圆的时间比为2∶141D ．氦原子核和Rg 原子核各自旋转第一个半圆的时间比为111∶141答案1．【答案】光子能量hc ελ=，光子数目n =Eε，代入数据得n =5×1016【解析】每个光子的能量为0cE hv h λ== ，每个激光脉冲的能量为E ，所以每个脉冲中的光子个数为：0EN E = ，联立且代入数据解得：16510N =⨯个。
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照相底片
放射源
铅盒
+
++++
-----D C 验电器锌板
弧光灯
单色光
单孔屏
双孔屏 像屏B
A
放射源
荧光屏显微镜
金箔
a
b c
+
P
-
高二物理《波粒二象性、原子结构》单元试题
一、单项选择题（3’×10=30’） 1．下列说法中不正确．．．
的是： A ．汤姆生发现电子，并提出原子结构“枣糕模型”
B ．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子
C ．卢瑟福通过α粒子散射实验，发现原子核有一定的结构
D ．爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说
2．如图所示，P 为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a 、b 、c 三
束．以下判断正确的是：
A ．a 为α射线、b 为β射线
B ．a 为β射线、b 为γ射线
C ．b 为γ射线、c 为β射线
D ．b 为α射线、c 为γ射线 3．在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是：
A ．使光子一个一个地通过单缝，如果曝光时间足够长，底片上将会显示衍射图样
B ．只有单个光子通过单缝后，底片上也会出现完整的衍射图样
C ．光子通过狭缝的运动路线像水波一样起伏
D ．单个光子通过单缝后运动有随机性，大量光子通过单缝后运动也呈现随机性 4． 下列四个实验中，能说明光具有粒子性的是：
5．氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下述说法中正确的是：
A ．电子绕核旋转的半径增大
B ．氢原子的能量增大
C ．氢原子的电势能增大
D ．氢原子核外电子的速率增大
6．利用光电管研究光电效应的实验电路如图所示，用频率为v 0的可见光照射阴极K ，电流表中有电流通过，则：
A ．只用紫外光照射K ，电流表中不一定有电流通过
B ．只用红外光照射K ，电流表中一定无电流通过
C ．频率为v 0的可见光照射K ，变阻器的滑片移到A 端，电流表中一定无电流通过
D ．频率为v 0的可见光照射K ，变阻器的滑片向B 端滑动时，电流表示数可能不变
7． 目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u 夸克和d 夸克的两类夸克组成的，u 夸克带电荷量
为＋
e 32，d 夸克带电荷量为e 3
1
-，e 为元电荷．下列论断中可能正确的是： A ．质子由1个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成 B ．质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成 C ．质子由1个u 夸克和2个d 夸克组成，中子由2个u 夸克和1个d 夸克组成 D ．质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和1个d 夸克组成
8．新发现的一种放射性元素X ，它的氧化物X 2O 的半衰期为8天，X 2O 与F 发生化学反应2X 2O+2F 2=4XF+O 2之后，XF 的半衰期为：
A ．2天
B ．4天
C ．8天
D ．16天
9．氦原子的一个核外电子被电离，会形成类似氢原子结构的氦离子．已知基态的氦离子能量为E 1=－54.4 eV ，氦离子能级的示意图如图所示．可以推知，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： A ．40.8 eV
B ．43.2 eV
C ．51.0 eV
D ．54.4 eV
10．在匀强磁场中有一个静止的氡原子核（Rn 222
86），由于衰变，它沿着与磁场垂直的方向放出一
个粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相互外切的圆，两圆的直径之比为42∶1，如图所示．那么氡核的衰变方程应是下列方程的哪一个： A ．e Fr Rn 0
122287222
86
-+→ B ．
H At Rn 2
122085222
86
+→
C ．
e At Rn 0
12228522286+→ D ．He Po Rn 422188422286+→
二、不定项选择题（6’×4=24’，漏选得3’，错选、不选得0’） 11．关于光谱的产生，下列说法正确的是：
B
b a
X 射线
阳极
K A
灯线电源
A ．正常发光的霓虹灯属稀薄气体发光，产生的是明线光谱
B ．白光通过某种温度较低的蒸气后将产生吸收光谱
C ．撒上食盐的酒精灯火焰发出的光是明线光谱
D ．炽热高压气体发光产生的是明线光谱
12．1999年9月18日，中共中央、国务院、中央军委在人民大会堂隆重表彰为研制“两弹一星”
作出突出贡献的科学家．下列核反应中属于研究“两弹”的基本核反应的是：
A ．N 147 +He 4
2→O 178 +H 11
B ．U 23592 +n 10→Sr 9038+Xe 13654+10n 1
C ．U 23892 →Th 23490 +He 4
2
D ．H 21+H 31→He 42+n 1
13．如图是产生X 射线的装置，图中K 是阴极，A 是阳极．通电时由阴极发出的电子打在阳极上，
从阳极上激发出X 射线．设其中X 光子能量最大值等于电子到达阳极时的动能．已知电子初速度为零，两极间电势差U ，普朗克常量h ，电子电荷e 和光速c ，则： A ．X 射线是从阴极K 直接发出的 B ．高压电源的a 端为正极
C ．X 射线管发出的X 光的最短波长为eU hc
D ．X 射线管发出的X 光的最大频率为eU
h
14．中国提供永磁体的阿尔法磁谱仪如图所示，它曾由航天飞机携
带升空，将安装在阿尔法国际空间站中，主要使命之一是探索宇宙中的反物质．反物质即质量与正粒子相等，带电量与正粒子相等但电性相反的物质，如反质子即为1
1-H ．假若使一束质子、反质子、α粒子和反α粒子组成的射线，
沿OO ′穿过速度选择器后进入匀强磁场B 2形成4条径迹，下列说法正确的是：
A ．1、2是反粒子的径迹
B ．3、4为反粒子的径迹
C ．2为反α粒子径迹
D ．4为反α粒子径迹 三、填空与实验题（5’×5=25’）
15．一个正电子和一个负电子相遇会发生湮灭而转化为一对光子，设正、负电子的质量为m ，普朗
克常量为h ，光速为c ，则这一对光子的频率ν=_______． 16．已知一个U 235核吸收一个中子后可能发生的反应是
n Kr Ba n U 1092361415610235
92
3++→+，
放出的能量为E ．若U 235核的质量为M ，中子的质量为m 0，Ba 141核的质量为m 1，Kr 92核的质量为m 2，真空中的光速c ，则释放的能量E=__________________．
17．氢原子从能级A 跃迁到能级B 时，辐射出波长为λ1的光子；从能级A 跃迁到能级C 时，辐射
出波长为λ2的光子；若λ1＞λ2，则氢原子从能级B 跃迁到能级C 时，将_______（填“辐射”或“吸收”）光子，光子的波长λ=_______．
18．一瓶无害放射性同位素溶液，其半衰期为20天，测得每分钟衰变6×107次．今将这瓶溶液倒
入一水库中，80天后可以认为溶液已均匀分布在水库中，现取1m 3水样本测得每分钟衰变20次，则该水库蓄水量V =_______m 3．
四、计算题（7’×3=21’，解题要有必要的步骤、简图或文字）
19．若氢原子的核外电子质量为m ，电量为e ，在离核最近的轨道上近似做匀速圆周运动，轨道半
径为r 1．试求：（1）电子运动的动能E k 是多少？ （2）电子绕核转动的频率f 是多少？ （3）氢原子核在电子轨道处产生的电场强度E 为多大？
20．物理学家们普遍相信太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应．根据这一理
论，在太阳内部４个氢核（1
1H ）转化成一个氦核（He 42）和两个正电子（e 0
1）并放出能量．已知质子质量m p ＝1.0073u ，α粒子的质量m α＝4.0015u ，电子的质量m e ＝0.0005u ．1u 的质量对应931.5MeV 的能量．试求：（1）写出该热核反应方程；
（2）一次这样的热核反应过程中释放出多少兆电子伏的能量?（结果保留四位有效数字）
21．云室处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，一静止的质量为M 的原子核在云室中发生一次α衰
变， α粒子的质量为m ，电量为q ，其运动轨迹在与磁场垂直的平面内．现测得α粒子的轨道半径为R ，试求在衰变过程中的质量亏损．（提示：涉及动量问题的计算时，亏损的质量可忽略不计）
．。