精品2018最新版本高考物理原子和原子核复习试题及答案-Word版
2018届高考物理一轮复习第十三章原子和原子核物理第3讲：原子核物理(答案)
2018届高考物理一轮复习第十三章原子和原子核物理第3讲：原子核物理（参考答案）一、知识清单1． 【答案】2． 【答案】二、例题精讲 3． 【答案】BCD 4． 【答案】D【解析】α、β、γ射线穿过窄孔沿直线前进射到荧光屏上，打出一个亮点P .在小孔附近加一张薄纸能将α射线挡住，这是因为α射线的穿透能力很弱．γ射线是能量很大穿透能力很强的电磁波，在电场和磁场中不会偏转，仍沿原方向前进，打在荧光屏上的P 点．而β射线是带负电的电子流，穿透能力也较强，能够通过薄纸，并在电场或磁场中发生偏转，根据它的受力情况可知D 图正确．5． 【答案】 B【解析】据题意，在发生衰变前原子核处于静止状态，发生衰变时由于动量守恒，两个新原子核的动量大小相等，根据 ,则mv=qBR ，由于两圆半径之比为1:16，则可知大圆为电荷数较小的新核的轨迹，且向下运动，小圆为电荷数较大的新核的轨迹，且向上运动，所以可以判断这是β衰变，则选项A 错误，B 选项正确；据反应前后电荷数守恒，可以确定原静止核原子序数为15，C 选项错误；据T=2m/qB 可知，由于两个新核的荷质比不相同，所以周期也不相同，D 选项错误。
考点：带电粒子在匀强磁场中的运动。
【名师点睛】此题考查了放射性衰变以及带电粒子在匀强磁场中的运动问题；要知道衰变前后动量守恒，衰变后的粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，应用半径和周期公式解即可知道电荷数的关系；此题是一道综合题，考查学生对物理问题的综合分析能力.6． 【答案】A【解析】一个238 92U 原子核衰变为一个206 82Pb 原子核的过程中，发生α衰变的次数为(238－206)÷4＝8次，发生β衰变的次数为2×8－(92－82)＝6次，选项A 正确。
7． 【答案】C【解析】由半衰期公式m ′＝m (12)t τ可知，m ′＝m (12)328＝116m ，故选项C 正确。
8． 【答案】A【解析】A 属于β衰变，B 属于裂变，C 是聚变，D 是原子核的人工转变，故选A 项。
2018高考物理全国大一轮复习综合检测：原子与原子核 含答案 精品
《原子与原子核》综合检测(时间:90分钟满分:100分)【测控导航】一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第1～7题只有一个选项正确,第8～12题有多项正确,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错或不选的得0分)1.(2016·天津模拟)下列四幅图涉及不同的物理知识,其中说法正确的是( C )A.图(甲),卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,发现了质子和中子B.图(乙),用中子轰击铀核使其发生聚变,链式反应会释放出巨大的核能C.图(丙),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也是不连续的D.图(丁),汤姆孙通过电子的发现揭示了原子核内还有复杂结构解析:图(甲)卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,得出了原子的核式结构模型,选项A错误;图(乙)用中子轰击铀核使其发生裂变,链式反应会释放出巨大的核能,选项B错误;图(丙)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也是不连续的,选项C正确;图(丁)汤姆孙通过电子的发现揭示了原子有复杂结构,选项D错误.2. 在卢瑟福的α粒子散射实验中,某一α粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图所示.图中P,Q为轨迹上的点,虚线是经过P,Q两点并与轨迹相切的直线,两虚线和轨迹将平面分为四个区域.不考虑其他原子核对α粒子的作用,则关于该原子核的位置,正确的是( A )A.一定在①区域B.一定在②区域C.可能在③区域D.一定在④区域解析:卢瑟福通过α粒子散射并由此提出了原子的核式结构模型,正电荷全部集中在原子核内,α粒子带正电,同种电荷相互排斥,若在③④区域粒子轨迹将向上偏转,根据轨迹的弯曲方向知道排斥力向下,所以原子核一定在①区域,故选A.3.(2016·陕西实验中学模拟)下列关于核反应及衰变的表述正确的有( B )A.X错误！未找到引用源。
N错误！未找到引用源。
O错误！未找到引用源。
H中,X表示错误！未找到引用源。
【高三物理试题精选】2018届高考物理第一轮原子核考点复习测试题和答案42
2018届高考物理第一轮原子核考点复习测试题和答案42 原子核（试题展示）
试题展示
1、一个氘核质量为m1，一个氚核质量为m2，它们结合成一个质量为m3的氦核。
核反应方程如下。
在这一核反应过程中释放的能量为△E。
已知光速为c。
则以下判断正确的是（）
A．X是质子 B．X是正电子
C．X的质量为m1＋ m2－ m3 D．X的质量为 m1＋ m2－ m3－
2、据报导我国科学家研制世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”，用解决人类的能之需，代替煤、石油等不可再生资。
“人造太阳”的实验装置模拟太阳产生能量的方式。
从海水中提取氘和氚，使其在上亿度的高温下产生聚变反应，反应方程式为 H+ H—→ He+ n+E。
设氘（ H）的质量为m1，氚（ H）的质量为m2氦（ He）的质量为m3，中子（ n）的质量为m4，c为光在真空中传播的速度。
核反应放出的能量E的大小等于（）
A．（m1+m2）c2B．（m3+m4）c2
C．（m1+m2－m3－m4）c2D．以上三项都不正确
3、以下说法正确的是（）
A．中子与质子结合成氘核后，吸收能量
B．用升温、加压的方法和化学的方法都不能改变原子核衰变的半衰期
C．阴极射线与β射线都是带负电的电子流，都是由原子核受激发后产生的
D．式的含义是质量为的物质所具有的能量为
4、下列核反应中表示核聚变过程的是（）
A． B．
C． D．
5、美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池，它是采用半衰期长达100年的放射性同位素镍63（）和铜两种金属作为长寿命。
【高三物理试题精选】2018届高考物理二轮复习原子物理与核物理测试题及答案
2018届高考物理二轮复习原子物理与核物理测试题及答案 COM 0853 ________________________ -1512 ________________________ -341 ________________________ -136图25-2A、255eVB、136eVC、1275eVD、085eV8、新发现的一种放射性元素X，它的氧化物X2O的半衰期为8天，X2O与F能发生如下反应2X2O+2F2===4XF+O2 ，XF的半衰期为（）A、2天B、4天C、8天D、16天9、一群处于基态的氢原子吸收了某种单色光光子后，能够向外辐射三种频率的光，这三种频率的光的光子能量人别为E1、E2、E3，其间关系为E1 E2 E3。
则氢原子所吸收的单色光的光子能量E为（）A、E=E1B、E=E2C、E=E3D、E=E1+E214、最近几年，原子核科学家在超重元素岛的探测方面取得重大进展，1996年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核经过6次a衰变后的产物是。
由此，可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是（）A、124、259B、124、256C、112、265D、112、277一、填充题15、氢原子核外电子在第2条轨道和第3条轨道运动时，电子的动能之比Ek2Ek3=______,动量之比为p2p3=_________，运动周期之比T2T3=_________。
16、一个U235吸收一个中子后发生的反应是，放出的能量为E。
U235核的质量为M，中子的质量为m0，Xe136核的质量为m1，Sr90核的质量为m2，真空中的光速C，则释放的能量。
最新-2018年全国高考物理试题分类汇编原子物理 精品
原子物理免费教育资源网编辑部一、选择题原子的核式结构:1. (2018上海物理)下列说法中正确的是A. 玛丽·居里首先提出原子的核式结构学说B. 卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子C. 查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子D. 爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说光的本性、原子核的衰变:2.（2018江苏物理）下列说法正确的是A. α射线与γ射线都是电磁波B. β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流C. 用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期D. 原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于原核的质量氢原子能级结构、光子的发射和吸收:3.（2018全国II 云南、重庆）现有1200个氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是多少？假定处在量子数为n 的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的1n 1 。
A ．2200 B ．2000 C ．1200 D ．24 004.(2018广西物理)图示为氢原子的能级图，用光子能量为13.18eV 的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长有多少种？A. 15B. 10C. 4D. 15.（2018北京理综）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，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. 40.8eVB. 43.2eVC. 51.0eVD. 54.4eV6.（2018江苏物理）若原子的某内层电子被电离形成空位，其它层的电子跃迁到该空位上时，会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出来，此电磁辐射就是原子的特征X 射线。
内层空位的产生有多种机制，其中一种称为内转换，既原子中处于激发态的核跃迁回基态时，将跃迁时释放的能量交给某一内层电子，使此内层电子电离而形成空位（被电离的电子称为内转换电子）。
专题04 原子与原子核-2018年高考物理考试大纲解读 Word版含解析
专题十二 原子与原子核考纲原文再现考查方向展示考向1 有关原子物理的物理学史问题【样题1】 （2016·天津卷）物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。
下列说法符合事实的是A ．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论B ．查德威克用α粒子轰击147N 获得反冲核178O ，发现了中子 C ．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构 D ．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型 【答案】AC【解析】麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了麦克斯韦的电磁理论，选项A 正确；卢瑟福用α粒子轰击147N ，获得反冲核178O ，发现了质子，选项B 错误；贝克勒尔发现的天然放射性现象，考向2 结合经典实验考查α粒子散射实验和光电效应【样题2】 （2016·上海卷）卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在A．电子B．中子C．质子D．原子核【答案】D【解析】卢瑟福在α粒子散射实验中观察到绝大多数α粒子穿过金箔后几乎不改变运动方向，只有极少数的α粒子发生了大角度的偏转，说明在原子的中央存在一个体积很小的带正电的物质，将其称为原子核。
故选项D正确。
【样题3】用如图所示的装置演示光电效应，当用某种频率的光照射光电管时，闭合开关S，此时电流表A的读数为I，若改用更高频率的光照射光电管A．断开开关S，则一定有电流流过电流表AB．将滑动变阻器的触头c向b端移动，光电子到达阳极时的速度必将变小C．只要电源的电压足够大，将滑动变阻器的触头c向a端移动，光电管中可能没有光电子产生D．只要电源的电压足够大，将滑动变阻器的触头c向a端移动，电流表A读数可能为0【答案】AD【解析】原来电路中，光电管两端加反向电压，此时有光电流，若改用更高频率的光照射光电管，且断开开关S，光电子的最大初动能增大，且无反向电压的减速，光电子一定能到达阳极，有光电流产生，A 正确；将滑动变阻器的触头c向b端移动，光电管两端的反向电压减小，光电子到达阳极的速度必将增大，考向3 通过能级图考查波尔理论【样题4】氢原子的部分能级如图所示，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不同频率的光。
【高三物理试题精选】2018届高考物理第一轮原子核考点复习测试题及答案41
2018届高考物理第一轮原子核考点复习测试题及答案41
原子核（内容分析）
基础知识一、原子的核式结构模型
1、汤姆生的“枣糕”模型
（1）1897年汤姆生发现了电子，使人们认识到原子有复杂结构，揭开了研究原子的序幕．
(2)“枣糕”模型原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球内，电子像枣糕里的枣子一样镶嵌在原子里．
2、卢瑟福的核式结构模型
（1）α粒子散射实验的结果α粒子通过金箔时，绝大多数不发生偏转，仍沿原的方向前进，少数发生较大的偏转，极少数偏转角超过900，有的甚至被弹回，偏转角几乎达到1800．
（2）核式结构模型在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转．原子核所带的单位正电荷数等于核外的电子数，所以整个原子是呈电中性的．电子绕着核旋转所需的向心力就是核对它的库仑引力．
（3）从α粒子散射实验的数据估算出原子核大小的数量级为10－15一10－14 m，原子大小的数量级为 10—10 m。
【例1】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
解析α粒子散射实验中，有少数α粒子发生了较大偏转．并且有极少数α粒子的偏转超过了900，有的甚至被反弹回去，偏转角达到l800，这说明了这些α粒子受到很大的库仑力，施力体应是体积甚小的带电实体。
根据碰撞知识，我们知道只有质量非常小的轻球。
全国版2018高考物理复习原子与原子核综合检测
《原子与原子核》综合检测(时间:90分钟满分:100分)【测控导航】有一个选项正确,第8～12题有多项正确,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错或不选的得0分)1.(2016·天津模拟)下列四幅图涉及不同的物理知识,其中说法正确的是( C )A.图(甲),卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,发现了质子和中子B.图(乙),用中子轰击铀核使其发生聚变,链式反应会释放出巨大的核能C.图(丙),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也是不连续的D.图(丁),汤姆孙通过电子的发现揭示了原子核内还有复杂结构解析:图(甲)卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,得出了原子的核式结构模型,选项A错误;图(乙)用中子轰击铀核使其发生裂变,链式反应会释放出巨大的核能,选项B错误;图(丙)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也是不连续的,选项C正确;图(丁)汤姆孙通过电子的发现揭示了原子有复杂结构,选项D错误.2. 在卢瑟福的α粒子散射实验中,某一α粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图所示.图中P,Q为轨迹上的点,虚线是经过P,Q两点并与轨迹相切的直线,两虚线和轨迹将平面分为四个区域.不考虑其他原子核对α粒子的作用,则关于该原子核的位置,正确的是( A )A.一定在①区域B.一定在②区域C.可能在③区域D.一定在④区域解析:卢瑟福通过α粒子散射并由此提出了原子的核式结构模型,正电荷全部集中在原子核内,α粒子带正电,同种电荷相互排斥,若在③④区域粒子轨迹将向上偏转,根据轨迹的弯曲方向知道排斥力向下,所以原子核一定在①区域,故选A.3.(2016·陕西实验中学模拟)下列关于核反应及衰变的表述正确的有( B )A.X N O H中,X表示HB H H He n是轻核聚变C.半衰期与原子所处的化学状态有关D.β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的解析:A项中X应为He,A错误;半衰期与原子所处的化学状态无关,C错误;β衰变中产生的β射线实际上是原子核内的中子转化成了一个质子和一个电子,这个电子发射到核外,就是β粒子,D错误;所以选B.4.(2016·天津一中月考)已知某单色光的波长为λ,在真空中的光速为c,普朗克常量为h,则该单色光的能量子为( A )A. B. C. D.hcλ解析:单色光的能量子为E=hν=.5.太阳因核聚变释放出巨大的能量,同时其质量不断减少.太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026 J,根据爱因斯坦质能方程,太阳每秒钟减少的质量最接近( D )A.1036 kgB.1018 kgC.1013 kgD.109 kg解析:根据质能方程ΔE=Δm·c2有,Δm== kg=kg=4.4×109 kg,故D正确.6.(2016·北京模拟)按照氢原子的玻尔模型,氢原子的核外电子绕原子核做匀速圆周运动,轨道半径和对应的能量r n=n2r1,E n=,电子从半径较大的轨道n=2的激发态向半径较小的轨道基态跃迁时,放出光子,(r1=0.053 nm,E1=-13.6 eV).则产生的光子频率(结果保留两位有效数字)( C )A.ν=1.5×1015 HzB.ν=2.0×1015 HzC.ν=2.5×1015 HzD.ν=4.5×1015 Hz解析:电子从半径较大的轨道n=2的激发态向半径较小的轨道基态跃迁时,r2=4r1,E2=-3.4 eV,故E2-E1=hν,解得ν=2.5×1015 Hz.7.(2016·江西南昌十所重点中学二模)下列说法中正确的是( D )A.氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后,在向低能级跃迁时放出光子的频率一定等于入射光子的频率B Th(钍)核衰变为Pa(镤)核时,衰变前Th核质量等于衰变后Pa核与β粒子的总质量C.α粒子散射实验的结果证明原子核是由质子和中子组成的D.分别用X射线和绿光照射同一金属表面都能发生光电效应,则用X射线照射时光电子的最大初动能较大解析:氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后,向较低能级跃迁时,有几种可能就会放出多少种光子,因此放出光子的频率可能等于入射光的频率,也可能小于入射光的频率,A错误;根据爱因斯坦的质能方程,会出现质量亏损,亏损的质量以能量的形式放出,B错误;α粒子散射实验的结果证明了原子的核式结构模型,C错误;根据光电效应方程,X射线的能量大于绿光的能量,因此用X射线照射时光电子的最大初动能较大,D正确.8.(2016·贵州遵义模拟)下列说法正确的是( AC )A.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关B.β射线与γ射线一样都是电磁波,但β射线的穿透本领远比γ射线弱C.玻尔将量子观念引入原子领域,其理论能够解释氢原子光谱的特征D.在原子核中,比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固解析:黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关,故选项A正确;只有γ射线是电磁波,β射线不是电磁波,β射线的穿透本领远比γ射线弱,选项B错误;玻尔将量子观念引入原子领域,其理论能够解释氢原子光谱的特征,选项C正确;在原子核中,比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固,选项D错误.9.氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时,可发出三种不同波长的辐射光.已知其中的两个波长分别为λ1,λ2,且λ1>λ2,则另一个波长可能是( CD )A.λ1+λ2B.λ1-λ2C. D.解析:氢原子在能级间跃迁时,发出的光子的能量与能级差相等,如果这三个相邻能级分别为1,2,3,且能级差满足E3-E1>E2-E1>E3-E2,根据h=E高-E低可得,可以产生的光子波长由小到大分别为,,,这三种波长满足两种关系=+和=-,变形可知C,D是正确的.10.(2016·山东烟台模拟)钍Th具有放射性,它能放出一个新的粒子而变为镤Pa,同时伴随有γ射线产生,其方程为Th→Pa+X,钍的半衰期为24天.则下列说法正确的是( BC )A.X为质子B.X是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的C.γ射线是镤核从高能级向低能级跃迁时辐射出来的D.1 g钍Th经过120天后还剩0.2 g钍解析:根据电荷数和质量数守恒知钍核衰变过程中放出了一个电子,即X为电子,故A错误;β衰变的实质:β衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子同时产生的,故B正确;原子核衰变产生的γ射线是反应生成的镤核从高能级向低能级跃迁时辐射出来的,故C正确;钍的半衰期为24天,1 g钍Th经过120天后,发生5个半衰期,1 g钍经过120天后还剩0.031 25 g,故D错误.11.下列说法中正确的是( BCD )A.氡的半衰期为3.8天,若取4个氡原子核,经7.6天后就一定剩下1个氡原子核了B.核反应U n Ba Kr+mX是若干核裂变反应中的一种,X是中子,m=3C.光是一种概率波D.光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性解析:半衰期是大量原子衰变的统计规律,对少数原子无意义,故选项A错误;由电荷数守恒及质量数守恒可知,X的电荷数为0,质量数为1,其中m=3,选项B正确;根据光的波粒二象性可知,光是一种概率波,选项C正确;光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性,选项D正确.12.(2016·天津一中月考)如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线,普朗克常量h=6.63×10-34J·s,由图可知( AD )A.该金属的截止频率为4.27×1014 HzB.该金属的截止频率为5.5×1014 HzC.该金属的逸出功为0.5 eVD.该图线的斜率表示普朗克常量解析:根据爱因斯坦光电效应方程E k=hν-W0,E kν图像的横轴的截距大小等于截止频率,由图知该金属的截止频率为4.27×1014 Hz,故A正确,B错误;当E k=hν-W0=0时,逸出功为W0=h νc=6.63×10-34 J·s×4.27×1014 Hz=2.83×10-19 J≈1.77 eV,故C错误;由E k=hν-W0,得该图线的斜率表示普朗克常量h,故D正确.二、非选择题(共52分)13.(6分)(2016·江苏南通调研)核电站所需的能量是由铀核裂变提供的,裂变过程中利用(选填“石墨”或“镉棒”)吸收一定数量的中子,控制反应堆的反应速度.核反应堆产物发生β衰变产生反电子中微子(符号),又观察到反电子中微子(不带电,质量数为零)诱发的反应:+p→n+X,其中X代表(选填“电子”或“正电子”).解析:核电站所需的能量是由铀核裂变提供的,裂变过程中利用镉棒吸收一定数量的中子,控制反应堆的反应速度.核反应堆产物发生β衰变产生反电子中微子(符号),又观察到反电子中微子(不带电,质量数为零)诱发的反应:+p→n+X,其中X代表正电子.答案:镉棒正电子评分标准:每空3分.14.(6分)用极微弱的红光做双缝干涉实验,随着曝光时间的延长,可以先后得到如图(a),(b),(c)所示的图样,这里的图样(填“是”或“不是”)光子之间相互作用引起的,实验表明光波是一种(填“概率波”或“物质波”).解析:用极微弱的红光做双缝干涉实验,随着曝光时间的延长,能出现图示现象,说明不是光子之间的相互作用引起的,该实验现象说明光波是一种概率波.答案:不是概率波评分标准:每空3分.15. (6分)如图所示是使用光电管的原理图,当频率为ν的可见光照射到阴极K上时,电流表中有电流通过.(1)当电流表电流刚减小到零时,电压表的读数为U,则光电子的最大初动能为(已知电子电荷量为e).(2)如果不改变入射光的频率而增加入射光的强度,则光电子的最大初动能将(填“增加”“减小”或“不变”).解析:(1)因为反向电压为U时,电流表读数为零,则光电子的最大初动能E k=eU.(2)根据光电效应方程E k=hν-W0可知光电子的最大初动能和入射光的频率有关,与光照强度无关,故如果不改变入射光的频率而增加入射光的强度,则光电子的最大初动能不变.答案:(1)eU(2)不变评分标准:每空3分.16.(8分)(2016·江苏南通调研)一静止的钚核发生衰变后放出一个α粒子变成铀核.已知钚核质量为m1,α粒子质量为m2,铀核质量为m3,光在真空中的传播速度为c.(1)如果放出的粒子的速度大小为v,求铀核的速度大小v′.(2)求此衰变过程中释放的总能量.解析:(1)根据动量守恒定律0=m2v-m3v′(2分)解得v′=v.(1分)(2)质量亏损Δm=m1-m2-m3(2分)释放的总能量ΔE=Δmc2(1分)解得ΔE=(m1-m2-m3)c2.(2分)答案:(1) v(2)(m1-m2-m3)c217. (8分)(2016·广东湛江模拟)如图所示,原子从n>2的某一能级跃迁到n=2的能级,辐射出能量为2.55 eV的光子.问至少要给基态的氢原子提供多少电子伏的能量,才能使它辐射上述能量的光子?请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的跃迁图.解析:(1)氢原子从n>2的某一能级跃迁到n=2的能级,满足hν=E n-E2=2.55 eV(2分)E n=hν+E2=-0.85 eV,所以n=4(2分)基态氢原子要跃迁到n=4的能级,应提供的能量为ΔE=E4-E1=12.75 eV(2分)跃迁图如图(2分)答案:12.75 eV 图见解析18.(8分)一个静止的铀核U(原子质量为232.037 2 u)放出一个α粒子(原子质量为4.002 6 u)后衰变成钍核Th(原子质量为228.028 7 u ).(已知原子质量单位1u=1.67×10-27k g,1u相当于931.5 MeV)(1)写出衰变方程;(2)算出该衰变反应中释放出的核能;(3)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,则钍核获得的动能有多大? 解析:(1)衰变方程为U Th He.(2分)(2)ΔE=Δmc2=(232.037 2-228.028 7-4.002 6)×931.5 MeV≈5.50 MeV;(2分)(3)根据动量守恒定律m钍v钍=mαvα,则=====(2分)故E k钍==≈0.09 MeV.(2分)答案:(1U Th He(2)5.50 MeV(3)0.09 MeV19.(14分)(2016·云南玉溪一中月考)太阳中含有大量的氘核,氘核不断发生核反应释放大量的核能,以光和热的形式向外辐射.已知氘核质量为2.013 6 u,氦核质量为3.015 0 u,中子质量为1.008 7 u,1 u相当于931.5 MeV的能量,则:(1)完成核反应方程H H→n.(2)求核反应中释放的核能.(3)在两氘核以相等的动能0.35 MeV进行对心碰撞,并且核能全部转化为机械能的情况下,求反应中产生的中子和氦核的动能.解析:(1)核反应方程为H H He n(2分)(2)ΔE=(2×2.013 6-3.015 0-1.008 7)×931.5 MeV=3.26 MeV.(2分)(3)两核发生碰撞时0=Mv1-mv2(2分)由能量守恒可得ΔE+2E k=M+m(2分)由以上两式解得E He=M=0.99 MeV(1分)E中=m=2.97 MeV.(1分)答案:(1He (2)3.26 MeV (3)2.97 MeV 0.99 MeV【备用题组】1.(2016·海南文昌中学期末)下面是原子物理领域著名科学家及他们的主要贡献,在贡献后面的横线上填入对应科学家前面的字母代号.A.爱因斯坦B.卢瑟福C.玻尔D.普朗克E.查德威克(1)通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型的科学家是;(2)第一次将量子观念引入原子领域,提出了定态和跃迁的概念,成功地解释了氢原子光谱的实验规律的科学家是;(3)通过核反应方程Be He C n发现了中子的科学家是;(4)首先提出“能量子”的概念,他被称为“量子之父”的科学家是.解析:(1)通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型的科学家是卢瑟福;(2)第一次将量子观念引入原子领域,提出了定态和跃迁的概念,成功地解释了氢原子光谱的实验规律的科学家是玻尔;(3)通过核反应方程Be He C n发现了中子的科学家是查德威克;(4)首先提出“能量子”的概念,他被称为“量子之父”的科学家是普朗克.答案:(1)B (2)C (3)E (4)D2.(2016·江苏清江中学模拟)太阳能量来源于太阳内部氢核的聚变,设每次聚变反应可以看做是4个氢核H)结合成1个氦核He),同时释放出正电子e).已知氢核的质量为m p,氦核的质量为mα,正电子的质量为m e,真空中光速为c.计算每次核反应中的质量亏损及氦核的比结合能.解析:由题意可知,质量亏损为Δm=4m p-mα-2m e;由E=Δmc2可知氦核的比结合能为E0=.答案:4m p-mα-2m e3.已知某金属表面接收波长为λ和2λ的单色光照射时,释放出光电子的最大初动能分别为30 eV和10 eV,求能使此种金属表面发生光电效应的入射光的极限波长为多少?(h=6.63×10-34 J·s,c=3×108 m/s)解析:若此种金属的逸出功为W0,极限波长为λ0.由爱因斯坦光电效应方程得h-W0=E k1h-W0=E k2,h=W0,可得λ0=1.24×10-7 m.答案:1.24×10-7 m4.紫光在真空中的波长为4.5×10-7m,问:(1)紫光光子的能量是多少?(2)用它照射截止频率为νc=4.62×1014Hz的金属钾能否发生光电效应?(3)若能产生,则光电子的最大初动能为多少?(h=6.63×10-34J·s)解析:(1)E=hν=h=4.42×10-19 J.(2)ν==6.67×1014Hz,因为ν>νc,所以能发生光电效应.(3)E k=hν-W0=h(ν-νc)=1.36×10-19J.答案:(1)4.42×10-19 J (2)能(3)1.36×10-19J5.(2016·广东湛江模拟)(多选)据新华社报道,由我国自行设计、研制的世界上第一个全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试.下列关于“人造太阳”的说法中,正确的是( AC )A.“人造太阳”的核反应方程是H H He nB.“人造太阳”的核反应方程是U n Ba Kr+nC.“人造太阳”释放的能量大小的计算式是ΔE=Δmc2D.“人造太阳”释放的能量大小的计算式是E=mc2/2解析:“人造太阳”的核反应是轻核的聚变反应,其方程是H+H He n,选项A正确,B错误;根据爱因斯坦质能方程可知,“人造太阳”释放的能量大小的计算式是ΔE=Δmc2,选项C正确,D错误.。
2018届高考物理一轮复习第十三章原子和原子核物理第2讲：原子物理(答案)
2018届高考物理一轮复习第十三章原子和原子核物理第2讲：原子物理（参考答案）一、知识清单1．【答案】2．【答案】3．【答案】二、例题精讲4．【答案】BCD【解析】汤姆孙发现了电子符合物理史实，但电子电荷量是密立根测定的，A错误，B、C、D都符合物理史实.5．【答案】 B【解析】α粒子在原子核形成的电场中运动时，电荷间的电场力做功，根据电场力做功情况，即可判断α粒子动能、电势能的变化情况。
题借助α粒子散射实验考查了带电粒子在电场中运动时动能、势能、加速度等物理量的变化情况，根据电场有关知识即可解答。
【解答】α粒子受到斥力作用，根据电场力做功特点可知：从a运动b过程中电场力做负功，电势能增加，动能减小，从b运动到c过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，AD错误，B正确；根据点电荷周围电场可知，距离原子核近的地方电场强度大，故越靠近原子核加速度越大，因此α粒子加速度先增大后减小，故C错误。
6．【答案】BC【解析】氢原子核外电子从外层轨道跃迁到内层轨道这一过程中，原子的能量减小，原子要放出光子，由能量守恒定律可知原子的电势能减小量大于电子的动能增加量．又由氢原子能级图知因跃迁到n＝3轨道放出的光子能量(或原子的能量减小量)最多为1.51 eV，而氢原子核外电子从n＝3轨道跃迁到n＝2轨道放出的光子的能量(或原子的能量减小量)为1.89 eV，B、C正确．7．【答案】C【解析】从能级图上可以看出，a光子的能量最大，光的波长最短，b光子的能量最小，频率最低，波长最长，因此C选项正确．8．【答案】B【解析】氢原子从高能级向低能级跃迁时，将以辐射光子的形式向外放出能量，故选项B正确．9．【答案】D＝E n－E m，对应跃迁中能级【解析】最容易发生衍射的应是波长最长而频率最小、能量最低的光波，hν＝h cλ差最小的应为n＝4能级到n＝3能级，故A、B错误．由C2n可知n＝4能级上的氢原子共可辐射出C24＝6种不同频率的光，故C错误．根据hν＝E2－E1及发生光电效应的条件hν≥W0可知D正确．三、自我检测10．【答案】C【解析】由于α粒子带正电，受到原子核的斥力作用而发生散射，离原子核越近的粒子，受到的斥力越大，散射角度越大，选项C正确．11．【答案】D【解析】卢瑟福在α粒子散射实验中观察到绝大多数α粒子穿过金箔后几乎不改变运动方向，只有极少数的α粒子发生了大角度的偏转，说明在原子的中央存在一个体积很小的带正电的物质，将其称为原子核。
2018届高考物理一轮复习第十三章原子和原子核物理第1讲：光电效应(答案)
2018届高考物理一轮复习第十三章原子和原子核物理第1讲：光电效应（参考答案）一、知识清单1． 【答案】2． 【答案】3． 【答案】4． 【答案】5． 【答案】6． 【答案】二、例题精讲7． 【答案】BD【解析】入射光波长太长，入射光的频率低于截止频率时，不能发生光电效应，故选项B 正确；电路中电源反接，对光电管加了反向电压，若该电压超过了遏止电压，也没有光电流产生，故选项D 正确。
8． 【答案】A【解析】逸出功W ＝hν0，W ∝ν0，A 正确；只有照射光的频率ν大于金属极限频率ν0，才能产生光电效应现象，B 错；由光电效应方程hν＝12mv 2max ＋W 知，因ν不确定时，无法确定12mv 2max与W 的关系，C 错；光强E ＝nhν，ν越大，E 一定，则光子数n 越小，单位时间内逸出的光电子数就越少，D 错。
9． 【答案】A【解析】由爱因斯坦光电效应方程hν＝W 0＋12mv 2m ，又由W 0＝hν0，可得光电子的最大初动能12mv 2m ＝hν－hν0，由于钙的截止频率大于钾的截止频率，所以钙逸出的光电子的最大初动能较小，因此它具有较小的能量、频率和动量，B 、C 、D 错；又由c ＝λf 可知光电子频率较小时，波长较大，A 对。
10．【答案】AB【解析】由于用单色光a 照射光电管阴极K ，电流计G 的指针发生偏转，说明发生了光电效应，而用另一频率的单色光b 照射光电管阴极K 时，电流计G 的指针不发生偏转，说明b 光不能发生光电效应，即a 光的频率一定大于b 光的频率；增加a 光的强度可使单位时间内逸出光电子的数量增加，则通过电流计G 的电流增大；因为b 光不能发生光电效应，所以即使增加b 光的强度也不可能使电流计G 的指针发生偏转；用a 光照射光电管阴极K 时通过电流计G 的电子的方向是由d 到c ，所以电流方向是由c 到d .选项A 、B 正确．13．【答案】BD【解析】光电管加正向电压情况：P 右移时，参与导电的光电子数增加；P 移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚参与了导电，光电流恰达最大值；P 再右移时，光电流不能再增大．光电管加反向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数减少；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚不参与了导电，光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率；P再右移时，光电流始终为零．eU 截= m =hγ-W，入射光的频率越高，对应的截止电压U 截越大．从图象中看出，丙光对应的截止电压U 截最大，所以丙光的频率最高，丙光的波长最短，丙光对应的光电子最大初动能也最大．该题考查光电效应的实验，解决本题的关键掌握截止电压、截止频率，以及理解光电效应方程eU 截= m =hγ-W．A、根据eU 截= m =hγ-W，入射光的频率越高，对应的截止电压U 截越大．甲光、乙光的截止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等；故A错误．B、丙光的截止电压大于乙光的截止电压，所以丙光的频率大于乙光的频率，则乙光的波长大于丙光的波长；故B正确．C、同一金属，截止频率是相同的，故C错误．D、由图象可知，甲光对应的饱和光电流大于丙光对应的饱和光电流，故D正确．E、丙光的截止电压大于甲光的截止电压，所以甲光对应的光电子最大初动能小于于丙光的光电子最大初动能，故E错误；14．【答案】AB【解析】光电效应说明光的粒子性，所以A正确；热中子束在晶体上产生衍射图样，即运动的实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，所以B正确；黑体辐射的实验规律说明电磁辐射具有量子化，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐射用光的粒子性解释，即C错误；根据德布罗意波长公式λ＝hp，p2＝2mE k，又质子的质量大于电子的质量，所以动能相等的质子和电子，质子的德布罗意波较短，所以D错误.三、自我检测15．【答案】CD16．【答案】ACD【解析】同一束光照射不同的金属，一定相同的是入射光的光子能量，不同金属的逸出功不同，根据光电效应方程E km＝hν－W0知，最大初动能不同，则遏止电压不同，选项A、C、D正确；同一束光照射，单位时间内射到金属表面的光子数目相等，所以饱和光电流是相同的，选项B错误．17．【答案】ACE【解析】在发生光电效应时，饱和光电流大小由光照强度来决定，与频率无关，光照强度越大饱和光电流越大，因此A正确，B错误；根据E km＝hν－W可知，对于同一光电管，逸出功W不变，当频率变高，最大初动能E km变大，因此C正确；由光电效应规律可知，当频率低于截止频率时无论光照强度多大，都不会有光电流产生，因此D错误；由E km＝eU c和E km＝hν－W，得hν－W＝eU c，遏制电压只与入射光频率有关，与入射光强无关，因此E正确。
2018年4月25日 原子与原子核-试题君之每日一题君2018年高考物理三轮复习 含解析 精品
4月25日原子与原子核高考频度：★☆☆☆☆难易程度：★☆☆☆☆用如图所示的装置演示光电效应，当用某种频率的光照射光电管时，闭合开关S，此时电流表A的读数为I，若改用更高频率的光照射光电管A．断开开关S，则一定有电流流过电流表AB．将滑动变阻器的触头c向b端移动，光电子到达阳极时的速度必将变小C．只要电源的电压足够大，将滑动变阻器的触头c向a端移动，光电管中可能没有光电子产生D．只要电源的电压足够大，将滑动变阻器的触头c向a端移动，电流表A读数可能为0【参考答案】AD【试题解析】原来电路中，光电管两端加反向电压，此时有光电流，若改用更高频率的光照射光电管，且断开开关S，光电子的最大初动能增大，且无反向电压的减速，光电子一定能到达阳极，有光电流产生，A 正确；将滑动变阻器的触头c向b端移动，光电管两端的反向电压减小，光电子到达阳极的速度必将增大，B错误；改用更高频率的光照射光电管，光电管中一定有光电子产生，C错误；只要电源的电压足够大，将滑动变阻器的触头c向a端移动，使光电管两端的反向电压达到遏止电压，光电子就不能到达阳极，无法形成光电流，则电流表A的读数可能为0，D正确。
【知识补给】光电效应的图象分析1．光电流与电压的关系图象（I–U图象）（1）电压范围足够大时，电流的最大值为饱和光电流I m；图线与横轴交点的横坐标的绝对值为遏止电压U c；光电子的最大初动能E k=eU c（2）频率相同的入射光，遏止电压相同；饱和光电流与光照强度成正比。
（3）不同频率的入射光，遏止电压不同；入射光频率越大，遏止电压越大。
2．最大初动能与入射光频率的关系图象（E k–ν图象）（1）函数方程为E k=hν–W0=hν–hνc（2）图线斜率等于普朗克常量h；横轴截距等于截止频率v c；纵轴截距的绝对值E等于逸出功W0=hνc 3．遏止电压与入射光频率的关系图象（U c–ν图象）（1）函数方程为U c=错误！未找到引用源。
2018大二轮高考总复习物理文档：第13讲 光电效应、原子与原子核(专题强化训练)(含答案)
专题强化训练(十三)光电效应、原子与原子核一、选择题(1～9为单选题，10～16为多选题)1．(2017·南昌市高三模拟)下列说法正确的是()A．光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量B．比结合能越大，原子核越不稳定C．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期D．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损解析：光子像其他粒子一样，不但具有粒子性，而且也有波动性，则不但具有能量，也具有动量，故A正确；比结合能越大的原子核越稳定，B错误；放射性元素的半衰期与外界因素没有任何关系，只和本身性质有关，C错误；原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损，故D错误．答案：A2．(2017·怀化市高三模拟)下列说法中错误的是()A．光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性B．光电效应中光电子的最大动能与入射光频率有关，与入射光强度无关C．通过α粒子散射实验卢瑟福提出了原子核式结构模型D．太阳辐射能量主要来自于太阳内部的裂变反应解析：光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性，选项A正确；光电效应中光电子的最大动能与入射光频率有关，与入射光强度有关，选项B正确；通过α粒子散射实验卢瑟福提出了原子核式结构模型，选项C正确；太阳辐射能量主要来自于太阳内部的聚变反应，选项D错误；此题选择错误的选项，故选D．答案：D3．(2017·天津卷)我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献．下列核反应方程中属于聚变反应的是()A．21H＋31H→42He＋10n B．147N＋42He→178O＋11HC．42He＋2713Al→3015P＋10n D．23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n解析：本题考查核反应类型．选项A是质量小的核结合成质量较大的核，属于核聚变．选项B是卢瑟福发现质子的人工转变方程．选项C是约里奥·居里夫妇发现人工放射性同位素的人工转变方程．选项D是铀核在中子轰击下分裂为中等质量的核的过程，属于核裂变．答案：A4．(2017·苏锡常镇四市高三调研)如图所示为研究光电效应现象的实验，电路中所有元件完好，当光照射到光电管上时，灵敏电流计中没有电流通过，可能的原因是( )A ．入射光强度较弱B ．入射光波长太长C ．电源电压太高D ．光照射时间太短解析：光的强度和光照时间都不能决定能否发生光电效应；光照射到光电管上时，灵敏电流计中没有电流通过，则可能是没有发生光电效应，即入射光的频率过小，波长较大造成的； 电源电压也不能决定光电管中能否有光电流；故选项B 正确，ACD 错误；故选B ．答案： B5． (2017·甘肃省高三诊断)如图为氢原子的能级示意图，现有大量的氢原子处于n ＝4的激发态，当原子向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光．关于这些光下列说法正确的是( )A ．最容易发生衍射现象的光是由n ＝4能级跃迁到n ＝1能级产生的B ．频率最小的光是由n ＝2能级跃迁到n ＝1能级产生的C ．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D ．用n ＝2能级跃迁到n ＝1能级辐射出的光去照射逸出功为6.34 eV 的金属铂能发生光电效应解析：由n ＝4能级跃迁到n ＝3能级产生的光，能量最小，波长最长，因此最容易表现出衍射现象，故A 错误；由能级差可知能量最小的光频率最小，是由n ＝4能级跃迁到n ＝3能级产生的，故B 错误；处于n ＝4能级的氢原子能发射n (n －1)2＝6种频率的光，故C 错误；由n ＝2能级跃迁到n ＝1能级辐射出的光的能量为ΔE ＝－3.4－(－13.6)＝10.2 eV ，大于6.34 eV ，能使该金属发生光电效应，故D 正确．故选D ．答案：D6．(2017·宜宾市二诊)有关原子结构和原子核的认识，下列说法正确的是( )A ．居里夫人最先发现天然放射现象B ．伦琴射线的发现揭示了原子具有核式结构C ．在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关D ．在衰变方程239 94Pu →X ＋42He ＋γ中，X 原子核的质量数是234 解析：贝克勒尔首先发现了天然放射性现象，证明原子核有复杂的结构；故AB 错误；在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，选项C 正确；在衰变方程239 94Pu →X ＋42He ＋γ中，X 原子核的质量数是235，电荷数为92，选项D 错误；故选C ．答案：C7．(2017·包头市高三模拟)下列说法正确的是( )A ．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的B ．对于某种金属，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大C ．原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是吸收能量的过程．D ．用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核，可使氘核分解为一个质子和一个中子解析：β衰变所释放的电子是原子核内中子转化而来的，不是原子核外的电子电离形成的，故A 错误；根据光电效应方程知，E km ＝hν－W 0，入射光子频率越高，光电子的最大初动能越大．光电子的最大初动能与入射光的强度无关，B 正确；原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，根据玻尔理论得知，释放能量；C 错误；核子结合成原子核与原子核分解为核子是逆过程，质量的变化相等，能量变化也相等，故用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核，但分解后不可能都静止，需要能量大于氘核结合能的光子照射静止氘核，才可能使氘核分解为一个质子和一个中子，D 错误；故选B ．答案：B8．(2017·南平市高中检测)用如图甲所示的装置研究光电效应现象．闭合电键S ，用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应．图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系图象，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b )，下列说法中正确的是( )A ．普朗克常量为h ＝a bB ．断开电键S 后，电流表G 的示数不为零C ．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大D ．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G 的示数保持不变解析：由hν＝W 0＋E k ，变形得E k ＝hν－W 0，可知图线的斜率为普朗克常量，即h ＝b a，故A 错误；断开电键S 后，初动能大的光电子，也可能达到阴极，所以电流表G 的示数不为零，故B 正确；只有增大入射光的频率，才能增大光电子的最大初动能，与光的强度无关，故C 错误；保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，单个光子的能量增大，而光的强度不变，那么光子数一定减少，发出的光电数也减少，电流表G的示数要减小，故D错误．答案：B9．(2017·江西师范大学附属中学高三月考)匀强电场中有一个原来静止的碳14原子核，它放射出的粒子与反冲核的径迹是两个内切的圆，两圆的直径之比为7∶1，如图所示，那么碳14的衰变方程为()A．146 C→01e＋145 B B．146 C→42He＋104 BeC．146 C→21H＋145 B D．146C→0－1e＋147 N解析：原子核的衰变过程满足动量守恒，粒子与反冲核的速度方向相反，根据左手定则判断得知，粒子与反冲核的电性相反，则知粒子带负电，所以该衰变是β衰变，此粒子是β粒子，符号为0－1e.两带电粒子动量大小相等，方，可见r与q成向相反，就动量大小而言有：m1v1＝m2v2，由带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径公式可得r＝m vqB反比．由题意，大圆与小圆的直径之比为7∶1，半径之比为7∶1，则得：粒子与反冲核的电荷量之比为1∶7，所以反冲核的电荷量为7e，电荷数是7，其符号为147 N，所以碳14的衰变方程为146 C→147 N＋0－1e，故D正确．答案：D10．(2017·江苏省联盟高三联考)下列关于物理史实的说法中正确的是()A．普朗克根据黑体辐射的规律，提出了能量子的观点B．贝克勒尔通过研究铀矿石，发现了天然放射现象C．玻尔根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型D．汤姆逊通过研究阴极射线发现了电子，并精确测量出电子的电荷量解析：普朗克为解释黑体辐射的规律，提出了能量子的观点，所以A正确；贝克勒尔通过研究铀矿石，发现了天然放射现象，故B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，所以C错误；汤姆逊通过研究阴极射线发现了电子，密立根通过油滴实验精确测量出电子的电荷量，故D错误．答案：AB11．(2017·第一次全国大联考卷Ⅰ)下列说法中正确的是()A．光子具有能量，但是没有动量B．玻尔认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的C．用X射线和紫光照射同一金属表面都能发生光电效应，则用X射线照射时光电子的最大初动能较大D．轻核聚变更为清洁、安全，目前大型核电站都是利用轻核的聚变发电的解析：光子不仅具有能量，也具有动量，A错误；玻尔认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的，B正确；用X射线和紫光照射同一金属表面都能发生光电效应，由光电效应方程E km＝hν－W可知，用频率比较大的X射线照射时光电子的最大初动能较大，C正确；目前核电站是利用重核的裂变发电的，D错误．答案：BC12．(2017·第一次全国大联考卷Ⅰ)下列说法正确的是()A．光电效应揭示了光的粒子性，而康普顿效应从动量方面进一步揭示了光的粒子性B．爱因斯坦曾经大胆假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε也叫做能量子C．比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定放出核能D．放射性元素的半衰期与元素所处环境的温度无关，但与原子所处的化学状态有关解析：光电效应、康普顿效应都揭示了光的粒子性，故A正确；普朗克曾经大胆假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量的整数倍，这个不可再分的最小能量也叫做能量子，故B错误；中等核的比结合能较大，比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时，都有质量亏损，会放出核能，故C正确；放射性元素的半衰期由原子核内部决定，与外界的温度无关，与原子所处的化学状态也无关，故D错误．答案：AC13．(2017·太原市高三模拟)钍23490Th具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤23491Pa，同时伴随有γ射线产生，其方程为23490Th→23491Pa＋X，钍的半衰期为24天．则下列说法中正确的是()A．一块纯净的钍234矿石经过24天，矿石的质量仅剩下原来质量的一半B．X是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的C．γ射线是钍原子核发生衰变后产生的镤234的原子核释放的D．γ射线具有很强的电离作用，对人体细胞破坏能力较大解析：一块纯净的钍234矿石经过24天，钍核有半数发生衰变，不是矿石的质量仅剩下原来质量的一半，故A 错误；根据质量数、电荷数守恒得出X是电子，其产生的本质是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的，所以B正确；钍原子核发生衰变后产生的镤234的原子核处于激发态，不稳定，向基态跃迁的过程以γ射线向外释放能量，所以C正确；γ射线具有很强的穿透本领，电离作用很弱，所以D错误．答案：BC14．(2017·江苏卷)原子核的比结合能曲线如图所示．根据该曲线，下列判断正确的有()A ．42He 核的结合能约为14 MeVB ．42He 核比63Li 核更稳定C ．两个21H 核结合成42He 核时释放能量D ．235 92U 核中核子的平均结合能比8936Kr 核中的大解析：由图象可知，42He 的比结合能约为7 MeV ，其结合能应为28 MeV ，故A 错误．比结合能较大的核较稳定，故B 正确．比结合能较小的核结合成比结合能较大的核时释放能量，故C 正确．比结合能就是平均结合能，故由图可知D 错误．答案：BC15．(2017·河南省天一高三联考)1905年，爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广，成功地解释了光电效应现象，提出了光子说．在给出与光电效应有关的四个图象中，下列说法正确的是( )A ．图1中，当紫外线照射锌板时，发现验电器指针发生了偏转，说法锌板带正电，验电器带负电B ．图2中，从光电流与电压的关系图象中可以看出，电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关C ．图3中，若电子电量用e 表示，ν1、νc 、U 1已知，由U c －ν图象可求得普朗克常量的表达式为h ＝U 1e ν1－νcD ．图4中，由光电子最大初动能E k 与入射光频率ν的关系图象可知该金属的逸出功为E 或hν0解析：用紫外线灯发出的紫外线照射锌板，锌板失去电子带正电，验电器与锌板相连，则验电器的金属球和金属指针带正电，故选项A 错误；由图可知电压相同时，光照越强，光电流越大，只能说明光电流强度与光的强度有关，遏止电压只与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，故选项B 错误；根据爱因斯坦光电效应方程U c e ＝hν－W 0，可知U c ＝h e ν－W 0e ，图像U c －ν的斜率表示h e ，即h e ＝U 1ν1－νc ，解得h ＝U 1e ν1－νc，故选项C 正确；根据光电效应方程E km ＝hν－W 0知道E k －ν图线的纵轴截距的绝对值表示逸出功，则逸出功为E ，当最大初动能为零，入射光的频率等于金属的极限频率，则金属的逸出功等于hν0，故选项D正确．答案：CD16．(2017·江西省重点中学盟校高三联考)新华社记者2016年11月2日从中科院合肥物质科学研究院获悉，该院等离子体所承担的国家大科学工程“人造太阳”实验装置EAST近日在第11轮物理实验中再获重大突破，获得超过60秒的稳态高约束模等离子体放电．关于太阳的相关知识，下列判断正确的是()A．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，释放出一定频率的光子，太阳的能量来自于这个过程B．要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到10－15 m以内，核力才能起作用，这需要非常高的温度C．太阳内部大量氢核聚变成氦核，聚变后比结合能增加，释放出巨大的能量D．氘核和氚核可发生热核聚变，核反应方程是21H＋31H→42He＋10n解析：核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，而太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应，又称热核反应，并不是核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，释放出来的能量，故A错误；要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到10－15m以内，核力才能起作用，故B正确；轻核聚变后比结合能增加，因此反应中会释放能量，故C正确；氘核和氚核可发生热核聚变，由质量数守恒和核电荷数守恒得，核反应方程是21H＋31H→42 He＋10n，故D正确；故选BCD．答案：BCD。
2018大二轮高考总复习物理文档：第13讲 光电效应、原子与原子核 Word版含答案
专题五原子物理第13讲光电效应、原子与原子核一、对光电效应的理解二、对光的波粒二象性的理解四、对原子核的衰变、半衰期的理解五、核反应方程、核能的计算高频考点1光电效应规律和光电效应方程四类图象对比1－1.(多选)(2017·全国卷Ⅲ)在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为U a和U b、光电子的最大初动能分别为E k a和E k b.h为普郎克常量．下列说法正确的是()A．若νa>νb，则一定有U a<U bB．若νa>νb，则一定有E k a>E k bC．若U a<U b，则一定有E k a<E k bD．若νa>νb，则一定有hνa－E k a>hνb－E k b解析：本题考查对光电效应方程hν－W0＝E k的理解．光照射到同种金属上，同种金属的逸出功相同．若νa>νb，据hν－W0＝E k，得E k a>E k b，则B项正确．由hν－W0＝E k＝eU，可知当νa>νb时U a>U b，则A项错误．若U a<U b说明E k a<E k b，则C项正确．由hν－E k＝W0，而同一种金属W0相同，则D项错误．答案：BC1－2.(多选)(2017·淮北市第一中学高三周考)用甲、乙两种单色光照射同一金属做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所示．已知普朗克常量为h，被照射金属的逸出功为W 0，遏止电压为U c ，电子的电荷量为e ，则下列说法正确的是( )A ．甲光的强度大于乙光的强度B ．甲光的频率大于乙光的频率C ．甲光照射时产生的光电子初动能均为eU cD ．乙光的频率为W 0＋eU c h解析：根据光的强度越强，则光电子数目越多，对应的光电流越大，即可判定甲光的强度较大；选项A 正确；由光电效应方程12m v 2＝hν－W 0，12m v 2＝U c e ，由图可知，甲乙的遏止电压相同，故甲乙的频率相同，选项B 错误；甲光照射时产生的光电子的最大初动能均为eU c ，选项C 错误；根据12m v 2＝hν－W 0＝U c e ，可得ν＝U c e ＋W 0h，选项D 正确；故选AD ． 答案：AD1－3.(多选)(2017·西安长安区一中模拟)2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德·博伊尔和乔治·史密斯主要成就是发明了电荷耦合器件(CCD)图象传感器．他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理．如图所示电路可研究光电效应规律．图中标有A 和K 的为光电管，其中K 为阴极，A 为阳极．理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压．现接通电源，用光子能量为10.5 eV 的光照射阴极K ，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P 缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0 V ；现保持滑片P 位置不变，以下判断正确的是( )A ．光电管阴极材料的逸出功为4.5 eVB ．若增大入射光的强度，电流计的读数不为零C ．若用光子能量为12 eV 的光照射阴极K ，光电子的最大初动能一定变大D ．若用光子能量为9.5 eV 的光照射阴极K ，同时把滑片P 向左移动少许，电流计的读数一定不为零解析：本题考查了光电效应实验．由电路图可知图中所加电压为反向减速电压，根据题意可知遏止电压为6 V，由E k＝hν－W0＝eU c得W0＝4.5 eV，选项A正确；当电压达到遏止电压时，所有电子都不能到达A极，无论光强如何变化，电流计示数仍为零，选项B错；若光子能量增大，根据光电效应方程，光电子的最大初动能一定变大，选项C正确；若光子能量为9.5 eV的光照射阴极K，则遏止电压为5 V，滑片P向左移动少许，电流计的读数仍为零，选项D错．答案：AC高频考点2光的波粒二象性和物质波2－1.(多选)关于物质的波粒二象性，下列说法中正确的是()A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性解析：由德布罗意波可知A、C正确；运动的微观粒子，达到的位置具有随机性，而没有特定的运动轨道，B正确；由德布罗意理论知，宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，不是不具有波粒二象性，D错误．答案：ABC2－2.(2017·资阳市高三模拟)以下说法正确的是()A．一束光照射到某种金属上不能产生光电效应，可能是因为这束光的强度太小B．23892U→23490Th＋42He为α衰变方程C．按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较大的轨道跃迁到半径较小的轨道时电子动能增大，原子的能量增加D．只有光才具有波粒二象性解析：一束光照射到某种金属上不能产生光电效应，是因为这束光的频率低于这种金属的极限频率，A错误；天然放射现象中放出α粒子的为α衰变，B正确；按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较大的轨道跃迁到半径较小的轨道时要释放能量，原子的能量减小，C 错误；所有物体都具有波粒二象性，D错误．答案：B2－3.(2017·北京卷)2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm＝10－9m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲．大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用．一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎．据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h ＝6.6×10－34 J·s ，真空光速c ＝3×108 m/s)( )A ．10－21J B ．10－18J C ．10－15J D ．10－12J 解析：由题意知，电离一个分子的能量等于照射分子的光子能量，E ＝kν＝h c λ＝2×10－18J ，故选项B 正确．答案：B高频考点3 原子结构与原子光谱3－1.(2017·第二次全国大联考卷Ⅱ)对于原子结构和原子核的结构，经过不断的实验探索，我们已经有了一定的认识，对于这个探索的过程，下列描述错误的是( )A ．卢瑟福根据α粒子轰击金箔时发生散射，提出了原子的核式结构模型B ．为了解释原子的稳定性和辐射光谱的不连续性，波尔提出了氢原子结构模型C ．卢瑟福通过利用α粒子轰击铍原子核，最终发现了中子D ．人类第一次实现的原子核的人工转变核反应方程是147N ＋42He →178O ＋11H解析：α粒子轰击金箔时大部分粒子没有偏转，有部分发生大角度偏转，卢瑟福提出原子的大部分质量集中在原子中心，即原子的核式结构模型，选项A 正确．按照原子的核式结构模型，原子将不断对外辐射波长连续变化的光波并最终消失，为了解释事实上原子的稳定性和辐射光谱的不连续性，波尔结合量子论提出了氢原子结构模型，选项B 对．通过利用α粒子轰击铍原子核，最终发现了中子的不是卢瑟福，而是查德维克，选项C 错．人类第一次实现的原子核的人工转变核反应方程是14 7N ＋42He →17 8O ＋11H ，选项D 对．答案：C3－2.(2017·泰安市高三质量检测)根据氢原子的能级图，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 eVB ．13.06 eVC ．13.6 eVD ． 0.85 eV解析：受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光，知跃迁到第4能级，则吸收的光子能量为ΔE＝－0.85 eV＋13.6 eV＝12.75 eV.A正确，B、C、D错误．答案：A3－3.(2017·第二次全国大联考Ⅲ卷)预计2017年7月，我国“北斗三号”全球组网卫星进行首次发射，采用星载氢原子钟。
2018年高考物理一轮复习 专题51 原子与原子核(测)(含解析)
专题51 原子与原子核【满分：110分时间：90分钟】一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分。
在每小题给出的四个选项中. 18题只有一项符合题目要求； 912题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
)1．下列说法正确的是：（）A．质子不能够发生衍射现象B．链式反应在任何条件下都能发生C．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D．将放射性元素掺杂到其它稳定元素中，并降低其温度，该元素的半衰期将增大【答案】C【解析】电子、质子等实物粒子具有波动性，都能发生衍射现象，A错误；链式反应只有到达临界体积时才能发生，B错误；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，C正确；半衰期由原子核本身决定，与外界因素无关，D错误；故选BC。
【名师点睛】解答此题主要掌握波粒二象性，裂变和聚变的特点，半衰期的影响因素；基础题.2．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【答案】A【名师点睛】对这个实验要清楚两点：一是α粒子散射实验的实验现象；二是对实验现象的微观解释--原子的核式结构．3．氢原子基态能级为-13.6ev，一群氢原子处于量子数n=3的激发态，它们向较低能级跃迁时，放出光子的能量不可能的是：（）A．1.51eV B．1.89eV C．10.2eV D．12.09eV【答案】A【解析】基态能级为-13.6eV ，根据12n E E n，知E 2=-3.4eV ，E 3=-1.51eV ，一群氢原子处于量子数n=3的激发态，可能从能级3跃迁到能级2或能级1，也可能从能级2跃迁到能级1．若从能级3跃迁到能级2，根据h γ=E m -E n ，放出的光子能量为1.89eV ；从能级3跃迁到基态，放出的光子能量为12.09eV ；从能级2跃迁到基态，放出的光子能量为10.2eV ．故BCD 错误，A 正确．故选A 。
2018届高三物理复习课时作业：专题五 原子结构和原子核5 含解析
[课时作业](本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)一、选择题(1～7题为单项选择题，8～13题为多项选择题)1．(2017·江西省五校高考模拟)下列有关光电效应的说法正确的是( )A ．光电效应现象证明了光是电磁波B ．普朗克为了解释光电效应现象，提出了光子说C ．只要增大入射光的强度，就可以产生光电效应D ．入射光的频率低于金属的截止频率时不发生光电效应解析： 光电效应显示了光的粒子性，但不能证明光是电磁波，选项A 错误。
爱因斯坦为了解释光电效应现象，提出了光子说，选项B 错误。
根据光电效应产生的条件可知，只有当入射光的频率大于金属的极限频率(或截止频率)时，才能发生光电效应，选项C 错误，D 正确。
答案： D2．下列说法正确的是( )A ．光的波粒二象性是综合了牛顿的微粒说和惠更斯的波动说得出来的 B.235 92U ＋10n ―→9038Sr ＋136 54Xe ＋x 10n 是核裂变方程，其中x ＝10 C ．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大D ．爱因斯坦的质能方程E ＝mc 2中，E 是物体以光速c 运动的动能解析： 光的波粒二象性不同于牛顿的微粒说和惠更斯的波动说，而是爱因斯坦的光子说和麦克斯韦的电磁说的统一，选项A 错误；由核反应方程质量数守恒可得235＋1＝90＋136＋x ，解得x ＝10，选项B 正确；由光电效应方程E k ＝h ν－W 0可得，发生光电效应时，入射光的频率越高，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大，与光的强度无关，选项C 错误；质能方程只是说明质量和能量中间存在简单的正比关系，并不是说E 是物体以光速运动的动能，选项D 错误。
答案： B3．(2017·青海省西宁市四校高三联考)如图所示为查德威克发现中子的实验示意图，利用钋(210 84Po)衰变放出的α粒子轰击铍(94Be)，产生的粒子P 能将石蜡中的质子打出来。
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专题十三 原子和原子核(附参考答案)一、选择题1. 下列说法错误的是 ( ) A ．原子核分裂成核子时会放出核能B ．α粒子散射实验使人们认识到原子核本身有复杂的结构C ．根据玻尔的原子理论，在氢原子中，量子数n 越大，原子能级的能量也越大D ．氡222衰变成钋218，半衰期为3.8天，因此200个氡222原子核经过3.8天后剩下90个2. 一群处于n =4的激发态的氢原子，向低能级跃迁时，可能发射的谱线为 ( )A ． 3条B ． 4条C ． 5条D ． 6条3.已知氢原子核外电子的第一条可能轨道半径为r l ，此时氢原子的能量为E 1，当核外电子在第n 条可能轨道上时，有 ( ) A ． 其轨道半径为r n =n 2r 1B ．氢原子的能量为E n =E 1/n 2，由此可见n 越大，能量越小C ．氢原子在不同能量状态之间跃迁时，总能辐射出一定波长的光子D ．氢原子由能量状态E n 跃迁到能量状态E n -1时，其辐射光子的波长为1--=n n E E hc λ4. 某放射性元素，在15h 内衰变了全部原子核的7/8，则其半衰期为 ( )A ． 10hB ． 7.5hC ． 5hD ． 3h 5.Th 23290(钍)经过一系列α和β衰变，变成Pb20882 (铅)，下列说法正确的是 ( ) A ．铅核比钍核少8个质子 B ．铅核比钍核少16个中子 C ．共经过4次α衰变和6次β衰变 D ．共经过6次α衰变和4次β衰变6．卢瑟福提出原子的核式结构学说的依据是用α粒子轰击金铂，实验中发现α粒子( ) A ．全部穿过或发生很小偏转B．绝大多数穿过，只有少数发生较大偏转，有的甚至被弹回C．全部发生很大偏转D．绝大多数发生很大偏转，甚至被弹回，只有少数穿过7．在极短的距离上，核力将一个质子和一个中子吸引在一起形成一个氘核，下述说法中正确的是 ( )A．氘核的能量大于一个质子和一个中子能量之和B．氘核的能量等于一个质子和一个中子能量之和C．氘核的能量小于一个质子和一个中子能量之和D．氘核若分裂为一个质子和一个中子时，一定要放出能量8．关于质能方程，下列说法正确的是 ( )A．人质量减少，能量就会增加，在一定条件下质量转化为能量B．物体获得一定的能量，它的质量也相应地增加一定值C．物体一定有质量，但不一定有能量，所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系D．某一定量的质量总是与一定量的能量相联系的9．当一个中子和一个质子结合成氘核时，产生γ光子辐射，对这一实验事实，下列说法正确的是 ( )A．核子结合成原子核时，要放出一定的能量B．原子核分裂成核子时，要放出一定的能量C．γ光子的质量为零，氘核的质量等于中子与质子的质量之和D．γ光子具有一定的能量，氘核的质量小于中子与质子的质量之和10．．原子核A经β衰变(一次)变成原子核B，原子核B再经α衰变(一次)变成原子核C，则下列说法中哪些说法是正确的? ( )A．核A的中子数减核C的中子数等于2B．核A的质子数减核C的质子数等于5C．原子核为A的中性原子的电子数比原子核为B的中性原子中的电子数少1D．核C的质子数比核A的质子数少111．氢原子核外电子由一个轨道向另一个轨道跃迁时，可能发生的情况是 ( ) A．原子吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量增大B．原子放出光子，电子的动能减少，原子的电势能减少，原子的能量减少C．原子吸收光子，电子的动能减少，原子的电势能增大，原子的能量增大D．原子放出光子，电子的动能增加，原子的电势能减少，原子的能量减少12．氢原子从第4能级跃迁到第2能级发出蓝光，那么，当氢原子从第5能级跃迁到第2能级应发出 ( )A．X射线 B．红光 C．黄光 D．紫光13．氢原子第一能级是-13.6eV，第二能级是-3.4eV．如果一个处于基态的氢原子受到一个能量为11eV的光子的照射，则这个氢原子 ( )A．吸收这个光子，跃迁到第二能级，放出多余的能量B．吸收这个光子，跃迁到比第二能级能量稍高的状态C．吸收这个光子，跃迁到比第二能级能量稍低的状态D．不吸收这个光子二、计算题14.处于静止状态的原子核X经历一次α衰变后变成质量为M的Y原子核，放出的α粒子垂直射人磁感应强度为B的匀强磁场，测得其做圆周运动的半径为r，已知α粒子的质量为m，电量为q，设衰变过程中出现的能量全部转化为新核和α粒子的动能．求此衰变过程亏损的质量．15. 核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源.近年来，受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变电站.一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘(又叫重氢)和氚(又叫超重氢)聚合成氦，并释放一个中子若已知氘原子的质量为，氚原子的质量为，氦原子的质量为4.0026u ，中子的质量为1.0087u ，.(1)写出氘和氚聚合的反应方程. (2)试计算这个核反应释放出来的能量.(3)若建一座功率为的核聚变电站，假设聚变所产生的能量有一半变成了电能，每年要消耗多少氘的质量？（一年按计算，光速，结果取二位有效数字）16. 图示为氢原子能级示意图，现有每个电子的动能都是E e =12.89eV 的电子束与处在基态的氢原子束射入同一区域，使电子与氢原子发生迎头正碰。
已知碰撞前一个电子和一个原子的总动量为零。
碰撞后，氢原子受到激发，跃迁到n ＝4的能级。
求碰撞后一个电子和一个受激氢原子的总动能。
已知电子的质量e m 与氢原子的质量H m 之比为4/ 5.44510e H m m -=⨯。
acbO17. 如图所示，在半径为r 的圆形区域内有磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里的匀强磁场， 磁场区域的边界上有a 、 b 、c 三点，三点与圆心O 的连线互成1200角度．某时刻静止在b 点处的原子核X 发生α衰变，α粒子沿bc 连线方向射入磁场，经磁场偏转后恰好由a 点射 出且与ac 连线相切．已知α粒子的质量为m ，电量为2e ，剩余核质量为M ，衰变过程释放 的核能全部转化为动能，求原子核X的质量18. 两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核，已知氘核质量为2.0136 u ， 氦核质量为3.0150u ，中子的质量为1.0087u 。
（1）写出聚变方程，求出释放能量；（2）若反应前两氘核的动能均为0.35 MeV ，正面相碰发生反应，且反应中释放的结合能全部变为动能，则反应后氦核和中子的动能各为多少？参考答案一、选择题1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 ABD DADCABDBCBDADCDCDDD二、计算题14.解：α粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力rv m qvB 2=，所以，α粒子的动能mr B q m qvB m m v E 2)(212122222===αX 核衰变后生成的新核Y 的速度设为u ,则依据动量守恒有Mu =mv ，所以Y 核的动能Mr B q M m m v Mu E M2212122222=== 衰变过程释放的总能量ΔE =E α+E M .释放的能量由衰变过程亏损的质量转化而来，根据质能方程ΔE=Δmc 2，得亏损的质量为)11(222222M m cr B q c E m +=∆=∆15.解：（1）acOb（2）（3）一年中产生的电能发生的核反应次数为所需氘的质量16.解：已v e 和v H 表示碰撞前电子的速率和氢原子的速率，根据题意有0=-H H e e v m v m ①碰撞前，氢原子与电子的总动能为 222121e e H H k v m v m E +=② 解①②两式并代入数据得 90.12897.12≈=k E eV ③ 氢原子从基态激发到n =4的能级所需能量由能级图得74.12)59.13(85.0=---=∆E eV ④碰撞后电子和受激氢原子的总动能16.074.1290.12=-=∆-='E E E k keV ⑤17. 解：原子核衰变过程，系统动量守恒，设沿bc 为正方向，有：120mv Mv =- （2分）根据能量守恒，有：22121122E mv Mv ∆=+ （2分） 对а粒子，有： rm vevB 22=又由几何关系可知： r R = 则可得： 12mv R eB= （2分） 即RBe Mv mv 221== （1分）根据 22k P E m =，得22222114222P e B R mv m m ==22222214222P e B R Mv M M== （2分）又2E mc ∆=∆ （2分）()m M M m '∆=-+ （1分）22222()e B R M m M M m mMc +'∴=++ （2分）18.解： （1）核反应方程为n He H 1032212+→反应中质量亏损为u m m m m n H e H 0035.0)2(=--=∆所以释放的能量为MeV uc mc E 26.30035.022==∆=∆ （2）由动量守恒和能量守恒知H e H e n n v m v m +=0 ①22212120He He n n K v m v m E E +=+∆ ② 由①②解得MeV E He K 99.0=，MeV E n K 97.2=。