2011屆高考物理一輪復(fù)習(xí)單元練習(xí)：第2講 波粒二象性、原子結(jié)構(gòu)與原子核 選修3-5

1、選修3-5 第2講一、選擇題1關(guān)于光譜和光譜分析，下列說法正確的是()A太陽光譜和白熾燈光譜是線狀譜B霓虹燈和煤氣燈火焰中燃燒的鈉蒸氣產(chǎn)生的光譜是線狀譜C進行光譜分析時，可以利用線狀譜，也可用連續(xù)譜D觀察月亮光譜，可以確定月亮的化學(xué)組成答案B解析太陽光譜是吸收光譜，月亮光譜是太陽光譜，煤氣燈火焰中鈉蒸氣屬稀薄氣體發(fā)光，是線狀譜，若從周圍觀察煤氣燈火焰中的鈉蒸氣則是吸收光譜，進行光譜分析只能用線狀譜而不能用連續(xù)譜2(2009·合肥市一模)關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的認識歷程，下列說法正確的有()A湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子后猜想出原子內(nèi)的正電荷集中在很小的核內(nèi)B粒子散射實驗中少數(shù)粒子發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)是盧瑟福猜想原子

2、核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù)C對原子光譜的研究開辟了深入探索原子結(jié)構(gòu)的道路D玻爾原子理論無法解釋較復(fù)雜原子的光譜現(xiàn)象，說明玻爾提出的原子定態(tài)概念是錯誤的答案BC解析盧瑟福通過粒子散射實驗設(shè)想原子內(nèi)的正電荷集中在很小的核內(nèi)，A錯；玻爾理論有局限性，但不能說是錯誤的，D錯；B、C說法是正確的3下列關(guān)于氫光譜的敘述，正確的是()A從光譜上看，氫原子輻射光波的頻率只有若干分立的值B稀薄氫氣通電時能發(fā)出連續(xù)譜C氫原子從低能級向高能級躍遷時產(chǎn)生原子光譜D氫原子從高能級向低能級躍遷時產(chǎn)生原子光譜答案AD解析由于氫原子能級是不連續(xù)的，所以氫原子輻射光波從光譜上看只有若干分立值，屬于線狀譜，A正確；稀薄氣體通電發(fā)光時

3、發(fā)出的是線狀譜，B錯誤；根據(jù)能級理論，原子由低能級向高能級躍遷時要吸收光子，且光子能量等于兩個能級差，C錯，D對4(2009·深圳一模)關(guān)于天然放射現(xiàn)象，敘述正確的是()A若使放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期將減少B衰變所釋放的電子是原子核外的電子電離形成的C在、這三種射線中，射線的穿透能力最強，射線的電離能力最強D鈾核(U)衰變?yōu)殂U核(Pb)的過程中，要經(jīng)過8次衰變和10次衰變答案C解析物理化學(xué)方法都無法改變放射性元素的半衰期，故A項錯；衰變中釋放的電子是核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化的，并不是核外電子，B錯；、三種射線的電離本領(lǐng)依次減弱，貫穿本領(lǐng)依次增強，C正確；8次衰變質(zhì)量數(shù)減少32，質(zhì)子數(shù)減少

4、16,10次衰變質(zhì)量數(shù)不變，質(zhì)子數(shù)增加10個，電荷數(shù)不守恒，故D項錯誤正確答案為C.5(2009·河南新鄉(xiāng)模擬)如圖所示，兩束不同的單色光A1和B1，分別沿半徑射入截面為半圓形的玻璃磚后，經(jīng)過圓心O分別沿OA2方向和OB2方向射出，且兩入射光之間的夾角和兩出射光之間的夾角都等于，該角小于10°.下列說法中正確的是()A在玻璃中B1光傳播的速度較大BA1光的光子能量較大C用A1、B1光分別做雙縫干涉實驗，實驗條件相同，則A1光在屏上形成的明條紋寬度較大D若用B1光照射某金屬板能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則用A1光照射該金屬板也一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)答案C解析從圖中可得，A1光的入射角比B1光

5、大，而折射角也是大，結(jié)合光路可逆原理可知這種材料對A1光的折射率相對較小，即A1光波長較長，在玻璃中速度較大，故A錯，波長長的光的光子的能量較小，故B也錯，雙縫干涉的條紋的寬度與波長成正比，即C正確，而A1光光子的能量較小，故不一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)，D錯二、非選擇題6(1)放射性物質(zhì)Po和Co的核衰變方程分別為：PoPbX1CoNiX2方程中的X1代表的是_，X2代表的是_(2)如圖所示，鉛盒內(nèi)裝有能釋放、和射線的放射性物質(zhì)，在靠近鉛盒的頂部加上電場E或磁場B，在圖(a)、(b)中分別畫出射線運動軌跡的示意圖(在所畫軌跡上須標明是、和中的哪種射線)答案(1)Hee(2)見解析解析(1)由質(zhì)量數(shù)守

6、恒可知X1、X2的質(zhì)量數(shù)分別為4、0，由電荷數(shù)守恒可知X1、X2的電荷數(shù)分別為2、1.故X1是He，X2是e.(2)粒子帶正電，在(a)圖電場中右偏，在(b)圖磁場受到指向左側(cè)的洛倫茲力向左偏，粒子帶負電，故在(a)圖中左偏而在(b)圖中右偏，粒子不帶電故不發(fā)生偏轉(zhuǎn)如圖所示(曲率半徑不作要求，每種射線可只畫一條軌跡)7(2009·江蘇鹽城3月)鐳(Ra)是歷史上第一個被分離出來的放射性元素，已知Ra能自發(fā)地放出粒子而變成新核Rn，已知Ra的質(zhì)量為M13.7533×1025kg，新核Rn的質(zhì)量為M23.6867×1025kg，粒子的質(zhì)量為m6.6466×1

7、027kg，則(1)寫出該核反應(yīng)的方程式(2)此反應(yīng)過程中放出的能量是多少？(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)答案見解析解析(1)RaRnHe.(2)Emc2(M1M2m)c21.2×1012J.8人類認識原子結(jié)構(gòu)和開發(fā)利用原子能經(jīng)歷了十分曲折的過程請按要求回答下列問題：(1)盧瑟福、玻爾、查德威克等科學(xué)家在原子結(jié)構(gòu)或原子核的研究方面做了卓越的貢獻請選擇其中的兩位，指出他們的主要成績_._.在貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象后，人們對放射線的性質(zhì)進行了深入研究，如圖為三種射線在同一磁場中的運動軌跡，請從三種射線中任選一種，寫出它的名稱和一種用途(2)在可控核反應(yīng)堆中需要給快中子減速，輕水、重水和石

8、墨等常用作減速劑中子在重水中可與H核碰撞減速，在石墨中與C核碰撞減速上述碰撞可簡化為彈性碰撞模型某反應(yīng)堆中快中子與靜止的靶核發(fā)生對心正碰，通過計算說明，僅從一次碰撞考慮，用重水和石墨作減速劑，哪種減速效果更好？答案(1)見解析(2)重水減速效果更好解析(1)盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型(或其他成就)；玻爾把量子理論引入原子模型，并成功解釋了氫光譜(或其他成就)；查德威克發(fā)現(xiàn)了中子(或其他成就)如：2是射線，可用來檢查金屬內(nèi)部有無砂眼和裂紋(2)設(shè)中子質(zhì)量為Mn，靶核質(zhì)量為M，由動量守恒定律：Mnv0Mnv1Mv2由能量守恒：MnvMnvMv解得v1v0在重水中靶核質(zhì)量：MH2Mn，v1Hv0

9、v0在石墨中靶質(zhì)量：MC12Mn，v1Cv0v0與重水靶核碰后中子速度較小，故重水減速效果更好9如下圖所示為氫原子最低的四個能級，當氫原子在這些能級間躍遷時，求：(1)有可能放出幾種能量的光子？(2)在哪兩個能級間躍遷時，所發(fā)出光子波長最長？波長是多少？答案(1)6(2)由第四能級向第三能級躍遷1.88×106m解析要放出光子，原子只能從高能級向低能級躍遷，當它們躍遷時，有的氫原子由n4的激發(fā)態(tài)躍遷到n3，然后再躍遷到n2直到n1的基態(tài)，或由n3直接到n1；也有的氫原子由n4直接躍遷到n2或n1等，對大量的氫原子而言，發(fā)生上述各種躍遷都是可能的根據(jù)數(shù)學(xué)知識，可求出放出光子的種類，波長

10、最長的光子，能量最小，因而波長最長的光子應(yīng)由能級差最小的躍遷發(fā)出(1)由NC可得NC6(種)(2)氫原子由第四能級向第三能級躍遷時，能級差最小，輻射的光子波長最長，根據(jù)hE4E30.85(1.51)0.66(eV)m1.88×106m.10已知氘核(H)質(zhì)量為2.0136u，中子(n)質(zhì)量為1.0087u，氦核(He)質(zhì)量為3.0150u,1u相當于931.5MeV.(1)寫出兩個氘核聚變成He的核反應(yīng)方程；(2)計算上述核反應(yīng)中釋放的核能(保留三位有效數(shù)字)；(3)若兩個氘核以相同的動能0.35MeV做對心碰撞即可發(fā)生上述反應(yīng)，且釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為機械能，則反應(yīng)后生成的氦核(He

11、)和中子(n)的速度大小之比是多少？答案(1)HHHen(2)3.26MeV(3)13解析(1)根據(jù)題中條件，可知核反應(yīng)方程為：HHHen(2)質(zhì)量虧損m2mH(mHemn)2.0136u×2(3.0150u1.0087u)0.0035u由于1u的質(zhì)量與931.5MeV的能量相對應(yīng)，所以核反應(yīng)中釋放的核能為E0.0035×931.5MeV3.26MeV(3)由動量守恒定律有：0mHevHemnvn得vHevn1:311氫原子處于基態(tài)時，原子能量E113.6eV，已知電子電量e1.6×1019C，電子質(zhì)量m0.91×1030kg，氫的核外電子的第一條可能軌

12、道的半徑為r10.53×1010m.(1)若要使處于n2能級的氫原子電離，至少要用頻率為多大的電磁波照射該氫原子？(2)氫原子核外電子的繞核運動可等效為一環(huán)形電流，則氫原子處于n2的激發(fā)態(tài)時，核外電子運動的等效電流為多大？答案(1)8.21×1014Hz(2)1.3×104A解析(1)要使處于n2能級的氫原子電離，照射光光子的能量應(yīng)能使電子從第2能級躍遷到無限遠處，最小頻率的電磁波的光子能量應(yīng)為：h0得8.21×1014Hz(2)氫原子核外電子繞核做勻速圓周運動，庫侖力提供向心力，有其中r24r1.根據(jù)電流強度的定義I由以上兩式得I將數(shù)據(jù)代入得I1.3&

13、#215;104A12(2009·海南)()已知：功率為100W燈泡消耗的電能的5%轉(zhuǎn)化為所發(fā)出的可見光的能量，光速c3.0×108 m/s，普朗克常量h6.63×1034J·s，假定所發(fā)出的可見光的波長都是560 nm，計算燈泡每秒內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)()钚的放射性同位素Pu靜止時衰變?yōu)殁櫤思ぐl(fā)態(tài)U*和粒子，而鈾核激發(fā)態(tài)U*立即衰變?yōu)殁櫤薝，并放出能量為0.097MeV的光子已知：Pu和U和粒子的質(zhì)量分別為mPu239.052lu、mU235.0439u和m4.0026u1u931.5MeV/c2(1)寫出衰變方程；(2)已知衰變放出的光子的動量可忽略，求粒子的動能答案()1.4×1019()(1)PuU(2)5.034MeV解析()一波長為光子能量為E設(shè)燈泡每秒內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)為n，燈泡電功率為P，則n式中，k5%是燈泡的發(fā)光效率聯(lián)立式得n代入題給數(shù)據(jù)得n1.4×1019s1