原子物理与相对论 专题卷 (全国通用)

高考专题复习原子物理与相对论

一、单选题

1.如图所示为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干个不同频率的光，关于这些光，下列说法正确的是（）

A. 波长最大的光是由n=4能级跃迁到n=1能级产生的

B. 频率最小的光是由n=4能级跃迁到n=3能级产生的

C. 这些氢原子总共可辐射出3种不同的频率的光

D. 从n=2能级跃迁到n=1能级电子动能减小

2.原子核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，=1

B. A=2，=2

C. A=3，=3

D. A=3，=2

3.下列说法中正确的是（）

A. α粒子散射实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据

B. Bi的半衰期是5天，12 g Bi样本经过15天后，样本质量变为1.5 g

C. 根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动速度不变

D. 在N+ He→ O+X核反应中，X是中子，这个反应过程叫衰变

4.一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ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＋→ ＋γ

B. 聚变反应中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3

C. 辐射出的γ光子的能量E＝（m3－m1－m2）c

D. γ光子的波长λ＝

5.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（）

A. 40.8 eV

B. 43.2 eV

C. 51.0 eV

D. 54.4 eV

6.一群氢原子处于同一较高的激发态，它们向较低激发态或基态跃迁的过程中（）

A. 可能吸收一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条暗线

B. 可能发出一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条亮线

C. 只吸收频率一定的光子，形成光谱中的一条暗线

D. 只发出频率一定的光子，形成光谱中的一条亮线

7.分别用α、β、γ三种射线照射放在干燥空气中的带正电的验电器，则（）

A. 用α射线照射时，验电器的带电荷量将增加

B. 用β射线照射时，验电器的电荷量将先喊少后增加

C. 用三种射线照射时，验电器的电荷都将消失

D. 用γ射线照射时，验电器的带电量将不变

二、多选题

8.如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数的关系图象，下列说法正确的是（）

A. 若DE能结合成F，结合过程一定能放出核能

B. 若DE能结合成F，结合过程一定要吸收能量

C. 若CB能结合成A，结合过程一定要放出能量

D. 若CB能结合成A，结合过程一定要吸收能量

9.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. 原子核经过6次α衰变和4次β衰变后成为原子核

C. 用升温、加压或发生化学反应的方法不能改变放射性元素的半衰期

D. 以m D、m p、m n分别表示氘核、质子、中子的质量，则m D=m p+m n

E. 天然发射现象中的γ射线是原子核受激发产生的

10.如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34ev，那么对氢原子在能量跃迁过程中发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发射的光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，能放出3种不同频率的光

C. 一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eV

D. 用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态

三、填空题

11.完成核反应方程：，衰变为的半衰期是1.2分钟，则64克

经过6分钟还有克尚未衰变．

12.一个U原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为→

，则下列叙述正确的是

A X原子核中含有86个中子

B X原子核中含有140个核子

C 因为裂变时释放能量，根据E=mc2，所以裂变后的总质量数增加

D 因为裂变时释放能量，出现质量亏损，但生成物的总质量数不会减少．

13.质子的质量m p，中子的质量为m n，它们结合成质量为m的氘核，放出的能量应为

（真空中的光速为c）

四、解答题

14.已知一个氢原子的质量是1.6736×10﹣2kg，一个锂原子的质量是11.6505×10﹣2kg，一个氦原子的质量是

6.6466×10﹣27kg，则当一个锂核（锂7）受到一个质子的轰击，变成两个α粒子时所释放的能量是多少？

五、综合题

15.原来静止的原子核X，发生α衰变后放出一个动能为E0的α粒子，求：

（1）生成的新核动能是多少？

（2）如果衰变释放的能量全部转化为α粒子及新核的动能，释放的核能△E是多少？

（3）亏损的质量△m是多少？

16.为确定爱因斯坦的质能方程△E=△mc2的正确性，设计了如下实验：用动能为E1=0.60MeV的质子轰击静止的锂核，生成两个α粒子，测得两个α粒子的动能之和为E2=19.9MeV，已知质子、α粒子、锂粒子的质量分别取mα=4.0015μ、m p=1.0073μ、m Li=7.0160μ，求：

（1）写出该反应方程．

（2）通过计算说明△E=△mc2正确．（1u=1.6606×10﹣27㎏）