階段驗收評估(十二) 原子結(jié)構(gòu) 原子核 波粒二象性

1、階段驗收評估(十二)原子結(jié)構(gòu)原子核波粒二象性(時間：90分鐘滿分：100分)一、單項選擇題(本題共4小題，每小題4分，共16分)1(2012重慶高考)以下是物理學(xué)史上3個著名的核反應(yīng)方程()x SKIPIF 1 0 Li2yy SKIPIF 1 0 14eq avs4al( 7)Nx SKIPIF 1 0 17eq avs4al(8)Oy SKIPIF 1 0 Bez SKIPIF 1 0)的光照射陰極K時，電路中一定沒有光電流B若換用波長為2(20)的光照射陰極K時，電路中一定有光電流C增加電路中電源兩極電壓，電路中光電流一定增大D若將電源極性反接，電路中一定沒有光電流產(chǎn)生二、雙項選擇題(本

2、題共5小題，每小題6分，共30分，選對一個得3分，有錯選不得分)5(2012長安測試)隨著科技的發(fā)展，大量的科學(xué)實驗促進了人們對微觀領(lǐng)域的認(rèn)識，下列說法正確的是()A湯姆孫通過對陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子，從而揭示了原子核是有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的B盧瑟福通過粒子轟擊氮核實驗的研究，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子C普朗克通過對黑體輻射的研究，第一次提出了光子的概念D德布羅意首先提出了物質(zhì)波的猜想，而電子衍射實驗證實了他的猜想6下列說法中正確的是()A衰變現(xiàn)象說明電子是原子核的組成部分B目前已建成的核電站的能量來自于輕核聚變C一群氫原子從n3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時，能輻射3種不同頻率的光子D盧瑟福根據(jù)粒子散射實驗提出了原子核式結(jié)構(gòu)

3、模型7(2013焦作質(zhì)檢)下列說法中正確的是()圖4A盧瑟福通過實驗發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為eq oal(4,2)Heeq oal(14, 7)Neq oal(17, 8)Oeq oal(1,1)HB放射性元素的半衰期隨溫度的升高而增加C一個動量為p的電子對應(yīng)的物質(zhì)波波長為hp(h為普朗克常量)D從能級圖中可知，氫原子從n2能級躍遷到n1能級釋放出的光子能量高于從n4能級躍遷到n2能級所釋放出的光子能量8(2012東北三省三校聯(lián)考)如圖5所示，氫原子在不同能級間發(fā)生a、b、c三種躍遷時，釋放光子的波長分別是a、b、c，則下列說法正確的是()圖5A從n3能級躍遷到n1能級時，釋放光子的波長可表示為

4、eq f(hc,E3E1)B從n3能級躍遷到n2能級時，電子的電勢能減小，氫原子的能量增加C若用波長為c的光照射某金屬時恰好能發(fā)生光電效應(yīng)，則用波長為a的光照射該金屬時也一定能發(fā)生光電效應(yīng)D用12.09 eV的光子照射大量處于基態(tài)的氫原子時，可以發(fā)出3種頻率的光9(2013潮州金中、揭陽一中聯(lián)合摸底考試)用中子轟擊鋁27，其核反應(yīng)方程：(1)eq oal(27,13)Aleq oal(1,0)neq oal(24,11)NaX；eq oal(24,11)Na具有放射性，其核反應(yīng)方程為：(2)eq oal(24,11)Na2412MgY。則()AX是eq oal(4,2)HeBY是eq oal(

5、1,0)nC(1)是衰變 D(2)是衰變?nèi)?、填空、計算題(本題共3題，共54分，按題目要求作答。計算題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)10(18分)(2012江蘇南京二模)(1)下列說法正確的有_。A光電子的最大初動能和照射光的頻率成正比B大量光子的效果往往表現(xiàn)出波動性，個別光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性C盧瑟福用粒子散射實驗的數(shù)據(jù)估算原子核的大小D玻爾的原子模型徹底否定了經(jīng)典的電磁理論(2)放射性原子核eq oal(238, 92)U先后發(fā)生衰變和衰變后，變?yōu)樵雍薳q avs4al(oal(234, 91)Pa)。已知eq oal(238, 92)U質(zhì)量為m12

6、38.029 0 u，eq oal(234, 91)Pa質(zhì)量為m2234.023 9 u，粒子的質(zhì)量為m4.002 6 u，電子的質(zhì)量為me0.000 5 u。(原子質(zhì)量單位1 u相當(dāng)于931.5 MeV的能量)則：放射性衰變方程為：_。原子核eq oal(238, 92)U衰變?yōu)閑q oal(234, 91)Pa的過程中釋放能量為_MeV(保留三位有效數(shù)字)。(3)在第(2)問中，若原來eq oal(238, 92)U靜止，衰變后放出的粒子速度為v3107 m/s，不計電子和衰變過程中釋放光子的動量，則eq oal(234, 91)Pa的速度大小約為多少(保留兩位有效數(shù)字)?11(18分)(

7、2013德州模擬)雷蒙德戴維斯因研究來自太陽的中微子(Ve)而獲得了2002年度諾貝爾物理學(xué)獎。他在探測中微子過程中所涉及的一個核反應(yīng)方程式為：Veeq oal(37,17)Cleq oal(37,18)Areq oal(0,1)e，已知eq oal(37,17)Cl核的質(zhì)量為36.956 58 u；eq oal(37,18)Ar核的質(zhì)量為36.956 91 u，eq oal(0,1)e的質(zhì)量為0.000 55 u，1 u質(zhì)量對應(yīng)的能量為931.5 MeV。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以判斷參與上述反應(yīng)的電子中微子的最小能量為_MeV。12(18分)(1)能量為Ei的光子照射基態(tài)氫原子，剛好可使該原子中的

8、電子成為自由電子。這一能量Ei稱為氫的電離能。現(xiàn)用一頻率為的光子從基態(tài)氫原子中擊出了一電子，該電子在遠(yuǎn)離核以后速度的大小為_(用光子頻率、電子質(zhì)量m、氫原子的電離能Ei和普朗克常量h表示)。(2)氫原子在基態(tài)時軌道半徑r10.531010 m，能量E113.6 eV，求氫原子處于基態(tài)時：電子的動能；原子的電勢能；用波長是多少的光照射可使其電離？ 答 案階段驗收評估(十二)1選C根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，三個核反應(yīng)方程為 SKIPIF 1 0 H SKIPIF 1 0 Li2 SKIPIF 1 0 He, SKIPIF 1 0 He SKIPIF 1 0 14eq avs4al( 7)N SKIP

9、IF 1 0 H SKIPIF 1 0 17eq avs4al( 8)O, SKIPIF 1 0 He SKIPIF 1 0 Be SKIPIF 1 0 n SKIPIF 1 0 12eq avs4al( 6)C，z為中子，C選項正確。2選A由于光子能量不可分，因此只有能量恰好等于兩能級差的光子才能被氦離子吸收，故A項中光子不能被吸收，D項可以。而實物粒子(如電子)只要能量不小于兩能級差，均可能被吸收，故B、C兩項中電子均能被吸收。3選B從氫原子光譜圖上可以看出譜線a、b相鄰且波長ba，則譜線b光子的頻率大于譜線a光子的頻率，產(chǎn)生譜線b的能級差僅大于產(chǎn)生譜線a的能級差，所以B正確。4選B當(dāng)用波

10、長為0的光照射陰極K時，電路中有光電流，只有換用頻率更大，也就是波長比0小的光照射陰極K時才一定有光電流，換用波長比0大的光時情況不確定，A錯誤，B正確。電路中光電流由光電子數(shù)目決定，與光的強度有關(guān)，與電路中電源兩極電壓無關(guān)，C錯誤。若將電源極性反接，光電子做減速運動，若接近A板時還沒有減速到零，電路中就可能有光電流產(chǎn)生，D錯誤。5選BD湯姆孫在研究陰極射線時發(fā)現(xiàn)電子，電子的發(fā)現(xiàn)說明原子是可以再分的，湯姆孫進一步提出了原子的“棗糕式”模型，該模型被盧瑟福用粒子散射實驗給予了否定，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說，A錯誤。愛因斯坦首先提出了光子的概念，C錯誤。6選CD衰變發(fā)生時，原子核中的中子轉(zhuǎn)化

11、為一個質(zhì)子同時放出電子，電子并不是原子核的組成部分，目前建成的核電站的能量來自于重核裂變，A、B均錯誤；一群氫原子從n3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時，能輻射出Ceq oal(2,3)3種不同頻率的光子，C正確，由物理學(xué)史可知，D也正確。7選AD盧瑟福用粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，A正確。放射性元素的半衰期是由原子核內(nèi)部的因素決定的，跟原子所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強)或化學(xué)狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無關(guān)，B錯誤。由德布羅意波長eq f(h,p)可知一個動量為p的電子對應(yīng)的物質(zhì)波波長eq f(h,p)(h為普朗克常量)，C錯誤。從能級圖中可知，氫原子從n2能級躍遷到n1能級釋放出的光子能量為10.2 eV，

12、從n4能級躍遷到n2能級釋放出的光子能量2.55 eV，D正確。8選AD從n3能級躍遷到n1能級時，釋放出的光子能量為(E3E1)，由Eh得釋放光子的波長為eq f(hc,E3E1)，A正確。從n3能級躍遷到n2能級時釋放光子，因此電子的電勢能減小，氫原子的能量減小，B錯誤。由能級圖可知波長為c的光對應(yīng)的光子頻率大于波長為a的光所對應(yīng)的光子頻率，因此用波長為c的光照射某金屬時恰好能發(fā)生光電效應(yīng)，用波長為a的光照射該金屬時一定不能發(fā)生光電效應(yīng)，C錯誤。用12.09 eV的光子照射大量處于基態(tài)的氫原子時，氫原子可以從n1能級躍遷到n3能級，大量氫原子再由n3能級躍遷到n1能級時將發(fā)出3種不同頻率的

13、光，D正確。9AD10解析：(1)由光電效應(yīng)方程EkhW0可知，光電子的最大初動能和照射光的頻率成一次函數(shù)關(guān)系，選項A錯誤；玻爾從基本假設(shè)出發(fā)，運用經(jīng)典電磁學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的理論，計算出氫原子中電子的可能軌道半徑及相應(yīng)的能量，選項D錯誤。(2)虧損的質(zhì)量mm1m2mme0.002 0 u；釋放的能量E0.002 0931.5 MeV1.86 MeV。(3)由動量守恒可得，mPavPamv，解得vPaeq f(m,mPa)v5.1105 m/s。答案：(1)BC(2)eq oal(238, 92)Ueq oal(234, 91)Paeq oal(4,2)Heeq oal(0,1)e1.86(3)5.1105 m/s11解析：核反應(yīng)過程中質(zhì)量增加量mmArmemCl36.956 91 u0.000 55 u36.956 58 u0.000 88 u。故電子中微子的最小能量為mc20.000 88931.5 MeV0.82 MeV答案：0.8212解析：(1)由能量守恒得eq f(1,2)mv2hEi，解得電子速度為v eq r(f(2hEi,m)。(2)設(shè)處于基態(tài)的氫原子核外電子速度為v1，則：keq f(e2,roal(2,1)eq f(mvoal(2,1),r1)。所以電子動能Ek1eq f(1,2)mveq oal(2,1)eq f(ke2,2r1)eq