北京海淀区物理高三复习总测试：第十三章 原子和原子核
物理大一轮复习讲义5第十三章动量守恒定律波粒二象性原子结构与原子核第讲含答案
第2讲光电效应波粒二象性一、普朗克能量子假说黑体与黑体辐射1．黑体与黑体辐射（1)黑体:如果某种物质能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体．(2）黑体辐射：辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关．2．普朗克能量子假说当带电微粒辐射或吸收能量时,是以最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的，这个最小能量值ε叫做能量子．ε＝hν。
二、光电效应及其规律1．光电效应现象在光的照射下,金属中的电子从表面逸出的现象，发射出来的电子叫光电子．2．光电效应的产生条件入射光的频率大于等于金属的极限频率．3．光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极限频率才能产生光电效应．(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入射光频率的增大而增大．(3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s.(4）当入射光的频率大于等于极限频率时,饱和光电流的大小与入射光的强度成正比．4．爱因斯坦光电效应方程(1)光子说:光的能量不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子,光子的能量ε＝hν。
(2)逸出功W0:电子从金属中逸出所需做功的最小值．(3)最大初动能：发生光电效应时,金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值．(4）光电效应方程①表达式：hν＝E k＋W0或E k＝hν－W0。
②物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν,这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0,剩下的表现为逸出后电子的最大初动能．三、光的波粒二象性物质波1．光的波粒二象性(1)波动性:光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性．(2）粒子性：光电效应、康普顿效应说明光具有粒子性．(3)光既具有波动性,又具有粒子性，称为光的波粒二象性．2．物质波（1)概率波光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现,亮条纹是光子到达概率大的地方,暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波．（2)物质波任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应,其波长λ＝错误!，p为运动物体的动量，h为普朗克常量．1．判断下列说法是否正确．(1)任何频率的光照射到金属表面都可以发生光电效应．(×)(2)要使某金属发生光电效应,入射光子的能量必须大于金属的逸出功．(√）(3）光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比．（×）（4）光的频率越高，光的粒子性越明显,但仍具有波动性．（√）(5）德国物理学家普朗克提出了量子假说，成功地解释了光电效应规律．(×）（6）美国物理学家康普顿发现了康普顿效应，证实了光的粒子性．(√)(7）法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子具有波动性．(√）2．（多选）如图1所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是（)图1A．有光子从锌板逸出B．有电子从锌板逸出C．验电器指针张开一个角度D．锌板带负电答案BC3．（多选)在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是()A．增大入射光的强度，光电流增大B．减小入射光的强度，光电效应现象消失C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D．改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大答案AD解析增大入射光强度,单位时间内照射到单位面积的光子数增加，则光电流将增大，故选项A正确；光电效应是否发生取决于入射光的频率，而与入射光强度无关，故选项B错误．用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时,若光的频率仍大于等于极限频率，则仍会发生光电效应,选项C错误；根据hν－W逸＝错误!mv2可知,增加入射光频率，光电子的最大初动能增大，故选项D正确．4．有关光的本性，下列说法正确的是(）A．光既具有波动性，又具有粒子性，两种性质是不相容的B．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C．大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D．由于光既具有波动性，又具有粒子性,无法只用其中一种性质去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性答案D5．黑体辐射的规律如图2所示，从中可以看出，随着温度的降低，各种波长的辐射强度都________（填“增大”“减小"或“不变)，辐射强度的极大值向波长________（填“较长"或“较短”）的方向移动．图2答案减少较长解析由题图可知,随着温度的降低，相同波长的光辐射强度都会减小;同时最大辐射强度向右侧移动,即向波长较长的方向移动。
高三物理原子核试题
高三物理原子核试题1.下列说法正确的是（）A．α粒子散射实验的结果证明原子核是由质子和中子构成B．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定C．波尔理论认为：氢原子核外电子轨道能量变化是不连续的，存在着能级D．核力是短程力，只存在质子和质子之间【答案】BC【解析】α粒子散射实验的结果证明原子是由原子核和核外电子构成，故选项A错误；结合能越大，原子核越稳定，故选项B正确；波尔理论认为：氢原子核外电子轨道能量变化是不连续的，存在着能级，故选项C正确；核力是短程力，只有原子核之间才显现出来，将核子组成原子核的力，故选项D错误。
【考点】本题考查原子核问题2.与原子核内部变化有关的现象是A．电离现象B．光电效应现象C．天然放射现象D．a粒子散射现象【答案】C【解析】电离现象、光电效应是电子脱离原子核的束缚，a粒子散射现象与原子的核式结构有关，D错；天然放射现象是原子核内部中子和质子发生变化生成新的原子核的现象，C对；3.一个氡核衰变成钋核并放出一个粒子,其半衰期为3.8天.1 g氡经过7.6天衰变掉氡的质量,以及衰变成的过程放出的粒子是( )A．0.25 g,α粒子B．0.75 g,α粒子C．0.25 g,β粒子D．0.75 g,β粒子【答案】B【解析】氡核半衰期为3.8天,7.6天为2个半衰期,所以1 g氡7.6天衰变掉的质量为1 g×y+(1g×y)×y="0.75" g.由的过程中放出的粒子是^4_2He即α粒子,所以B正确.4.一速度为v的高速α粒子(24He)与同方向运动的氖核(1020Ne)发生弹性正碰，碰后α粒子恰好静止．求碰撞前后氖核的速度(不计相对论修正)．【答案】v v【解析】设α粒子与氖核的质量分别为mα与mNe，氖核在碰撞前后的速度分别为vNe与vNe′由动量守恒与机械能守恒定律，有mαv＋mNevNe＝mNevNe′①mαv2＋mNevNe2＝mNevNe′2 ②解得vNe＝v ③vNe′＝v ④已知＝⑤将⑤式代入③④式得：vNe ＝v，vNe′＝v.5. (2010年高考上海卷)现已建成的核电站发电的能量来自于()A．天然放射性元素衰变放出的能量B．人工放射性同位素放出的能量C．重核裂变放出的能量D．化学反应放出的能量【答案】C.【解析】现在核电站所用原料主要是铀，利用铀裂变放出的核能发电，故C项正确．6.（6分）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 H＋H―→ He＋ n 是轻核聚变反应方程④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【答案】③【解析】卢瑟福α粒子散射实验说明的是原子内部的结构而不是原子核内部的结构；天然放射现象说明原子核具有复杂的结构；氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级放出的光子能量大于从n＝2能级跃迁到n＝1能级放出的光子能量，故前者波长小于后者．7.（2010·上海物理·4）现已建成的核电站的能量来自于（）A．天然放射性元素衰变放出的能量B．人工放射性同位素放出的的能量C．重核裂变放出的能量D．化学反应放出的能量【答案】C【解析】本题考查原子核反应。
4420201原子物理计算题
28-29
计算题
2011年天津市滨海新区大港第一中学高三第二次月考物理题
高中物理综合库》动量》动量守恒定律
高中物理综合库》原子物理》原子核》质能方程
试题内容
28．海水中含有丰富的氘，完全可充当未来的主要能源。两个氘核的核反应为： + → + n，其中氘核的质量为2.013u，氦核的质量为3.0150u，中子的质量为1.0087u.(1u=931.5Mev).
小题数
2
【题目1】
写出射线轰击铍核的核反应方程。
【题目2】
试根据上面所述的各种情况，通过具体计算说明该射线是由中子组成，而不是射线。
题号：2
22
计算题
2012届江苏省高三高考压轴物理试卷
高中物理综合库》原子物理
试题内容
22．氢原子处于基态时，原子能量E1=－13.6eV，已知电子电量e，电子质量m，氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为r1，已知氢原子各定态能量与基态能量之间关系为 ，式中n=2、3、4、5……
评分标准
2.13MeV
试题解析及建议
（1）由△E=△mc2可知释放的核能E=（2mH-mHe-mn）c2=2.14MeV
（2）把两个氘核作为一个系统，碰撞过程系统的动量守恒，由于碰撞前两氘核的动能相等，
其动量等大反向，因此反应前后系统的总动量为零，即mHevHe+ mnvn=0
反应前后系统的总能量守恒，即
评分标准
【题目1】 【题目2】
试题解析及建议
氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动，库仑力作向心力，有
（1分）
根据电流强度的定义 得 （1分）
氢原子处于n=2的定态时能级为 ，要使处于n=2的氢原子电离，需要吸收的能量值为 ，即电离能为 ．（2分）
2021届高考物理一轮复习——原子与原子核
高中物理核心素养读本原子与原子核【学业质量解读】【命题趋势分析】本章主要涉及以下几个方面：（1）原子结构的认识历程；（2）原子核的结构及特性、结合能。
所涉及到的内容容量较大、难度不大。
下表是近五年江苏高考中涉及本章的题目分知识点统计（本章的考查放在了第12题，共12分，题型通常为选择、填空）：从以上表格统计可以得到如下教学启示：1. 在本章部分，核反应方程式是考查的重点，在近年的高考中多次出现，有衰变方程、裂变方程等，主要考查了核反应方程中质量数、电荷数守恒。
另外这部分还常涉及到结合能求解及衰变的计算等知识。
2. 新的课程标准增加了“知道原子的核式结构模型”、“知道四种基本相互作用”、“了解放射性”、“关注核技术应用对人类生活和社会发展的影响”知识点。
去掉了“了解人类探索原子结构的有关经典实验”、“会用半衰期描述衰变的速度”、“能简单解释轻核与重核内中子数、质子数具有不同比例的原因”、“关注受控聚变反应研究的进展”、“知道链式反应的发生条件”、“了解裂变反应堆的工作原理”、“了解常用裂变反应堆的类型”、“知道核电站的工作模式”、“通过核能的利用，思考科学技术与社会的关系”、“初步了解恒星的演化”、“初步了解粒子物理学的知识”。
3．新高考试题将趋向于相关概念和细碎知识点的考查，比如结合能与比结合能、核反应堆等，还有核反应方程中的守恒量，以及结合光子能量、光电效应等知识点的综合应用。
【知识网络构建】【必备知识梳理】1．电子的发现英国物理学家 在研究 时发现了电子，提出了原子的 模型． 2．原子的核式结构⑴1909～1911年，英籍物理学家 进行了 实验，提出了核式结构模型．⑵α粒子散射实验 ①实验装置：如右图所示．②实验结果：α粒子穿过金箔后，绝大多数 ，但有少数 ，偏转角度甚至 ，也就是说它们几乎 ．③核式结构模型：原子中心有一个很小的核，叫做原子核，原子核里集中了原子的 和几乎 ，带负电的电子在 ．原子直径的数量级为 m ，而原子核直径的数量级为 m ．请根据此模型解释α粒子散射实验的现象． 3．氢原子光谱⑴用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即 ．有些光谱是一条条亮线，这样的亮线叫 ，这样的光谱叫 ．有的光谱看起来不是一条条分立的谱线，而连在一起的光带，我们把它叫做 ．各种原子的发射光谱都是 ．⑵光谱分析：利用每种原子都有自己的 可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高．在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义．⑶氢原子光谱：巴耳末系是氢光谱在 区的谱线，其波长公式：)121(122n R -=λ，其中R 叫做 ，n ＝3，4，5，…。
北京市海淀北部新区实验中学高中物理选修三第五章《原子核》检测卷(含答案解析)
一、选择题1．(0分)[ID ：130911]下列说法中正确的是（ ） A ．机械波和光有波动性，实物粒子不具有波动性B ．用弧光灯发出紫外线照射锌板并发生光电效应后，锌板带正电C ．由于核聚变需要很高的环境温度，21H 和31H 发生聚变过程中是需要从外界吸收能量的 D ．构成物体的质量是守恒不变的2．(0分)[ID ：130903]质子、中子和氘核的质量分别为m 1、m 2和m 3。
当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是（c 表示真空中的光速）（ ） A ．123()m m m c ＋－ B ．123()m m m c －－ C ．2123()m m m c ＋－D ．2123()m m m c －－3．(0分)[ID ：130890]根据有关放射性方面的知识可知，下列说法正确的是（ ） A ．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个氡原子核 B ．天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的C ．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强D ．放射性元素发生β衰变时所释放的电子来源于核外电子 4．(0分)[ID ：130889]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γ射线产生，其方程为2342349091Th Pa x →+，钍的半衰期为24天，则下列说法中正确的是（ ）A ．此反应为钍核裂变，释放大量的核能，方程中的x 代表质子B ．x 是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的C ．γ射线是镤原子核外电子跃迁放出的高速粒子D ．1g 钍23490Th 经过120天后还剩0.2g 钍5．(0分)[ID ：130886]下列说法正确的是（ ）A ．某种频率的光照射金属能发生光电效应，若增加入射光的强度，则单位时间内发射的光电子数增加B ．在核反应堆中，镉棒的作用是使快中子变为慢中子C ．结合能越大，原子核越稳定D ．入射光的频率不同，同一金属的逸出功也会不同6．(0分)[ID ：130865]某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为，112131671H+C N+Q →，115121762H+N C+X+Q →，方程式中Q 1，Q 2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：A ．X 是32He ，Q 2>Q 1B ．X 是42He ，Q 2>Q 1C ．X 是32He ，Q 2<Q 1D ．X 是42He ，Q 2<Q 1 7．(0分)[ID ：130863]关于天然放射线性质的说法正确的是（）A ．γ射线就是中子流B ．α射线有较强的穿透性C ．β射线是高速电子流D ．电离本领最强的是γ射线8．(0分)[ID ：130862]钍核23290Th 经过6次α衰变和4次β衰变后变成铅核，则A ．铅核的符号为20882Pb ，它比23290Th 少8个中子B ．铅核的符号为20478Pb ，它比23290Th 少16个中子 C ．铅核的符号为20882Pb ，它比23290Th 少16个中子D ．铅核的符号为22078Pb ，它比23290Th 少12个中子9．(0分)[ID ：130860]2411Na 是人工产生的放射性元素，2411Na 产生后会自发的衰变为2412Mg 。
高三物理原子核试题答案及解析
高三物理原子核试题答案及解析1. 假设两个氘核在一直线上相碰发生聚变反应生成氦的同位素和中子，已知氘核的质量是2.013 6 u ，中子的质量是1.008 7 u ，氦核同位素的质量是3.015 0 u.(1)聚变的核反应方程式是________，在聚变核反应中释放出的能量为______ MeV.(保留两位有效数字)(2)若氚核和氦核发生聚变生成锂核，反应方程式为H ＋He→Li ，已知各核子比结合能分别为E H ＝1.112 MeV 、E He ＝7.075 MeV 、E Li ＝5.603 MeV ，求此核反应过程中释放的核能 ． 【答案】(1) H ＋H→He ＋n 3.3 (2)7.585 MeV 【解析】(1)在核反应前后质量数和核电荷数守恒，由爱因斯坦的质能方程可知在聚变核反应中释放出的能量为（2.013 6 u+2.013 6 u-1.008 7 u-3.015 0 u ）×931.5MeV="3.3"MeV(2)比结合能为平均每个核子的能量，所以释放的能量为1.112 MeV×3+7.075 MeV×4-5.603 MeV×7="7.585" MeV2. 中子和质子结合成氘核时,质量亏损为Δm,相应的能量ΔE=Δmc 2="2.2" MeV 是氘核的结合能.下列说法正确的是( )A ．用能量小于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时,氘核不能分解为一个质子和一个中子B ．用能量等于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和为零C ．用能量大于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和为零D ．用能量大于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和不为零【答案】AD【解析】用能量小于等于结合能的光子照射氘核时,氘核一定不能分解,所以A 正确,B 错误.用能量大于结合能的光子照射氘核时,氘核可能分解,只要分解,分解出的质子和中子动能之和一定不为零(若动能之和为零就分不开了),所以C 错误,D 正确.3. (山东临沂一模)如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z 的关系图象.下列说法中正确的是( )A ．若D ､E 能结合成F,结合过程一定要释放能量B ．若D ､E 能结合成F,结合过程一定要吸收能量C ．若A 能分裂成B ､C,分裂过程一定要释放能量D ．若A 能分裂成B ､C,分裂过程一定要吸收能量【答案】AC【解析】核反应过程中,核子数守恒,反应后比反应前核子平均质量减小,则反应过程一定要放出能量,反之,反应后核子平均质量增大,则反应过程中一定要吸收能量,由图象易知A ､C 正确.实际上在这里A 项为轻核的聚变反应,C 项为重核的裂变反应.4. 放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时,往往会同时伴随__________辐射.已知A､B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2,经过t=T1·T2时间后测得这两种放射性元素的质量相等,那么它们原来的质量之比mA mB=__________.【答案】γ 2T22T1【解析】由半衰期公式m=m0结合题意可得mA·mB·所以5.太阳内部持续不断地发生着4个质子聚变为一个氦核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源．(1)写出这个核反应方程．(2)这一核反应能释放出多少能量？(3)已知太阳每秒释放能量为3.8×1026 J，则太阳每秒减少的质量为多少kg?(4)若太阳质量减小万分之三，热核反应不能继续进行，计算太阳还能存在多少年？(mp＝1.0073u，mα＝4.0015 u，me＝0.00055 u，太阳的质量为2×1030 kg)【答案】(1)4H―→He＋2e(2)24.78 MeV (3)4.2×109 kg(4)4.5×109年【解析】(1)核反应方程是4H―→He＋2 e.(2)这一核反应的质量亏损是Δm＝4mp －mα－2me＝0.0266 uΔE＝Δmc2＝0.0266×931.5 MeV≈24.78 MeV.(3)由ΔE＝Δmc2得每秒太阳质量减少Δm＝＝ kg≈4.2×109 kg.(4)太阳的质量为2×1030 kg，太阳还能存在的时间为t＝＝s≈1.4×1017 s即为4.5×109年．6.太阳的能量来源是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，核聚变反应可以看做是4个氢核结合成1个氦核同时放出2个正电子．试写出核反应方程，并由表中数据计算出该聚变反应过程中释放的能量(取1 u＝×10－26 kg)．粒子名称质子pα粒子电子e中子n质量/u 1.0073 4.00150.00055 1.0087【答案】：见解析【解析】核反应方程为4H―→He＋2e,4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损为Δm＝(1.0073×4－4.0015－2×0.00055)u＝0.0266 u＝4.43×10－29 kg由爱因斯坦质能方程得，聚变反应过程中释放的能量为ΔE＝Δmc2＝4.43×10－29×(3×108)2 J＝4.0×10－12 J.7.（2010·北京·15）太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。
高考物理一轮复习文档：第十三章第1讲 原子结构 氢原子光谱讲义解析含答案
第1讲原子结构氢原子光谱板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】氢原子光谱Ⅰ1．原子的核式结构(1)电子的发现：英国物理学家J.J.汤姆孙发现了电子。
(2)α粒子散射实验：1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来。
(3)原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。
2．光谱(1)光谱用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。
(2)光谱分类有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱。
有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱。
(3)氢原子光谱的实验规律巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R⎝⎛⎭⎪⎫122－1n2，(n＝3,4,5，…)，R是里德伯常量，R＝1.10×107 m－1，n为量子数。
【知识点2】氢原子的能级结构、能级公式Ⅰ1．玻尔理论(1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。
(2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝E m－E n。
(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s)(3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。
原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。
2．基态和激发态原子能量最低的状态叫基态，其他能量较高的状态叫激发态。
3．氢原子的能级图板块二考点细研·悟法培优考点1氢原子能级图及原子跃迁[深化理解]1．能级图中相关量意义的说明氢原子的能级图如图所示。
北京市北京大学附属中学高三物理一轮复习 专题训练 原
北大附中2014届高三物理一轮复习单元训练：原子核第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题(共12小题，每小题4分，满分48分。
在每小题给出的四个选项中，有一个或一个以上选项符合题目要求，全部选对得4分，选不全得2分，有选错或不答的得0分。
) 1．关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有( )A．HeThU422349023892+→是α衰变B．HOHeN1117842147+→+是β衰变C．nHeHH1423121+→+是轻核聚变 D.n3KrBan1893614456123592++→+U是重核裂变【答案】ACD2．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【答案】B3．下列说法正确的是( )A．除万有引力外，原子核中两个相邻的中子之间不存在其它相互作用力B．β粒子是电子，是核外电子电离形成的C．有的放射性同位素可以只放出一个γ光子，而变成另一种新元素D．一层厚纸恰好可以挡住α射线，但不能挡住β射线和γ射线【答案】D4．用粒子轰击N147时，得到O178，同时放出一种粒子，关于这种粒子，下列说法中正确的是( )A．它来自于原子核B．它能穿透几厘米厚的铅板C．它垂直进入磁场中不发生偏转D．它是一种频率很高的光子【答案】A5．能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一。
下列释放核能的反应方程，表述正确的有( )A． 31H＋21→42He＋10n是核聚变反应B． 31H＋21H→42He＋10n是β衰变C． 23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n是核裂变反应D． 23592U＋10n→14054Xe＋9438Sr＋210n是α衰变【答案】AC6．下列说法正确的是( )A．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小B．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4C．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应D．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，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量不变【答案】C7．如图甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部的伤痕的示意图，请问图乙中的检查是利用了哪种射线？( )A．α射线B．β射线C．γ射线D．三种射线都可以【答案】C8．原子核反应有广泛的应用，如用于核电站等。
高考物理一轮复习讲义第十三章第讲原子结构氢原子光谱含答案
第1讲原子结构氢原子光谱板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】氢原子光谱Ⅰ1．原子的核式结构(1)电子的发现：英国物理学家J.J.汤姆孙发现了电子。
(2)α粒子散射实验：1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来。
(3)原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。
2．光谱(1)光谱用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。
(2)光谱分类有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱。
有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱。
(3)氢原子光谱的实验规律巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R⎝⎛⎭⎫122－1n2，(n＝3,4,5，…)，R是里德伯常量，R＝1.10×107 m－1，n为量子数。
【知识点2】氢原子的能级结构、能级公式Ⅰ1．玻尔理论(1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。
(2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝E m－E n。
(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s) (3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。
原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。
2．基态和激发态原子能量最低的状态叫基态，其他能量较高的状态叫激发态。
3．氢原子的能级图板块二考点细研·悟法培优考点1 氢原子能级图及原子跃迁[深化理解]1．能级图中相关量意义的说明氢原子的能级图如图所示。
高三物理一轮复习选考部分第13章动量光电效应核能第3节核反应和核能教师用书
第3节核反应和核能知识点1原子核的组成放射性及放射性同位素1.原子核的组成(1)原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子.质子带正电,中子不带电.(2)基本关系①核电荷数=质子数(力=元素的原子序数=核外电子数.②质量数U)=核子数=质子数+中子数.(3)X元素的原子核的符号为臥，苴中月表示质量数,Z表示核电荷数.2.天然放射现象(1)天然放射现象：元素自发地放岀射线的现象，首先由贝可勒尔发现.天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构.(2)放射性和放射性元素：物质发射某种看不见的肘线的性质叫放射性.具有放射性的元素叫放射性元素.(3)三种射线：放射性元素放射岀的射线共有三种，分别是射线、0射线、丫射线.3.放射性同位素的应用与防护(1)R位素：具有相同质子数和不同中子数的原子核.(2)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放対性同位素两类,放射性同位素的化学性质相同.(3)应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子等.(4)防护：防止放射性对人体组织的伤害.知识点2原子核的衰变、半衰期1.原子核的衰变(1)泄义：原子核放出«粒子或3粒子，变成另一种原子核的变化.(2)分类：a 衰变：K；Y+lHeB 衰变：lX-*rAY+AeY辐射：当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生«衰变，有的发生B衰变，同时伴随着丫辐射.(3)两个典型的衰变方程：① a 衰变：MU-^Th+iHe；②B衰变：MTh-孝Pa+Ne.2.半衰期(1)左义：放射性元素的原子核有理发生衰变所需的时间.(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核血自身的因素决左的，跟原子所处的化文档从网络中收集，已重新整理排版.word版本可编辑•欢迎下载支持. 学状态和外部条件没有关系.知识点3核反应和核能1.核反应在核物理学中，原子核在英他粒子的轰击下产生新厘逑的过程.在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒.2.重核裂变(1)定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程.(2)特点：①裂变过程中能够放出巨大的能量；②裂变的同时能够放出2〜3(或更多)个中子；③裂变的产物不是唯一的.对于铀核裂变有二分裂、三分裂和四分裂形式，但三分裂和四分裂概率比较小.(3)典型的裂变反应方程：：9：U + Jn —•- ssKr+：5sBa + 3；n.(4)链式反应：由重核裂变产生的蛀使裂变反应一代接一代继续下去的过程.(5)临界体积和临界质量：裂变物质能够发生链式反应的最小体积及其相应的质量.(6)裂变的应用：原子弹、核反应堆.(7)反应堆构造：核燃料、减速剂、鯉、防护层.3.轻核聚变(1)左义：两轻核结合成质量较大的核的反应过程.轻核聚变反应必须在高温下进行，因此又叫热核反应.(2)特点：①聚变过程放出大量的能量，平均每个核子放出的能量，比裂变反应中每个核子放出的能量大3至4倍.②聚变反应比裂变反应更剧烈.③对环境污染较少.④自然界中聚变反应原料丰富.(3)典型的聚变反应方程：:H+泊一爼e+：n+17.6 MeV4.核能核子结合为原子核时鲤的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能.5.质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E=是、原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小5这就是质量亏损.由质量亏损可求出释放的核能"=皿・［核心精讲］1.a衰变、B衰变的比较2.衰变次数的确泄方法方法一：确左衰变次数的方法是依据两个守恒规律，设放射性元素啜经过m次u衰变和巾次B衰变后，变成稳左的新元素f Y,则表示该核反应的方程为2X-4Y+於He+必一】匸根据质量数守恒和电荷数守恒可列方程A=A f +4刀Z= Z' 4"2n~znJ—A r A—屮由以上两式联立解得力=亠血=七一+7 -Z4 2由此可见确定衰变次数可归结为求解一个二元一次方程组.方法二：因为P衰变对质量数无影响，可先由质量数的改变确左a衰变的次数，然后根据衰变规律确定B衰变的次数.3.对半衰期的理解（1）半衰期是大量原子核衰变时的统汁规律，对个别或少数原子核，无半衰期可言.⑵根据半衰期的概率，可总结出公式再（+片，恥式中丹、加廉表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，A/、加倉表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，上表示衰变时间，r表示半衰期.（3）影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决左的，跟原子所处的物理状态（如温度、压强）或化学状态（如单质、化合物）无关.［题组通关］1.（多选）（2014 •全国卷I）关于天然放射性，下列说法正确的是（）【导学号：96622228］A.所有元素都可能发生衰变B.放射性元素的半衰期与外界的温度无关C.放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D.a、B和丫三种射线中，Y射线的穿透能力最强E.一个原子核在一次衰变中可同时放出a、B和丫三种射线BCD自然界中绝大部分元素没有放射现象，选项A错误；放射性元素的半衰期只与原子核结构有关，与其他因素无关，选项B、C正确：（」、0和丫三种射线电离能力依次减弱，穿透能力依次增强，选项D正确：原子核发生衰变时，不能同时发生«和B衰变，丫射线伴随这两种衰变产生，故选项E错误.2.（2015 •北京髙考）实验观察到，静止在匀强磁场中於点的原子核发生P衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸而内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意图如图13-3-1所示，则（）图13-3-1A.轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸而向外B.轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸而向外C.轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸而向里D.轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸而向里D根据动量守恒泄律，原子核发生P衰变后产生的新核与电子的动疑大小相等，设为Q根据qvB=—.得轨道半径『=先=± 故电子的轨迹半径较大，即轨迹1是电子的，轨r QD QD 迹2是新核的.根据左手左则，可知磁场方向垂直纸而向里.选项D正确.3.（1）（多选尺Th（锂）经过一系列a衰变和B衰变,变成MPb（铅）.以下说法中正确的是（）A.铅核比锂核少8个质子B.铅核比牡核少16个中子C.共经过4次a衰变和6次P衰变D.共经过6次a衰变和4次B衰变（2）约里奥•居里夫妇因发现人工放射性元素而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素組衰变成：：Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是____________ .沖是沖的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，1 mg :沖随时间衰变的关系如图13-3-2所示，请估算4 mg的沖经多少天的衰变后还剩0. 25 mg?图13-3-2【解析】（1）设“衰变次数为x, B衰变次数为y,由质量数守恒和电荷数守恒得232=208+4.Y90=82+2xp解得x=6, y=4, C错、D对.铅核、社核的质子数分别为82、90,故A对.铅核、社核的中子数分别为126、142,故B对.（2）写出衰变方程»：Si+ 0+心故这种粒子为0+1e（正电子）,由炉r图知訝的半衰期为14天，由也金=zz? . 得0. 25 mg=4 ,故t=56天.【答案】（l）ABD （2）正电子56天［名师微博］1.一个区别：静I上的原子核在磁场中发生«衰变和P衰变时的轨迹不同，分別为相外切圆和相内切圆.2.两个结论：（1）原子核发生衰变时遵循电荷数守恒和质量数守恒.（2）每发生一次a衰变，原子核的质量数减小“4”，每发生一次B衰变，原子核的质子数增大“1” .［核心精讲］1.核反应的四种类型2.核反应方程式的书写（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CH）、中子Gn）, a粒子（址）、P粒子（_：e）、正电子（0+址）、笊核（泊）、氟核CH）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某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“一”表示反应方向.［题组通关］4.（2015 •北京高考）下列核反应方程中，属于a衰变的是（）【导学号:96622229］A.泾+俎e-；0+；HB.塔U-%Th+爼eB a衰变是放射性元素的原子核放出o粒子（爼e）的核反应，选项B正确.5・（2016 •全国丙卷）一静止的铝原子核浪1俘获一速度为1.0X107 m/s的质子p后, 变为处于激发态的硅原子核話i〔下列说法正确的是（）A.核反应方程为p+；jAl-*riSi*B・核反应过程中系统动量守恒C.核反应过程中系统能量不守恒D.核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和E.硅原子核速度的数量级为1（/ m/s,方向与质子初速度的方向一致ABE核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为p+詡1一話门说法A正确.核反应过程中遵从动量守恒和能量守恒，说法B正确，说法C错误•核反应中发生质量亏损，生成物的质量小于反应物的质量之和，说法D错误•根据动量守恒泄律有处％ =抵仏，碰撞后硅原子核速度的数量级为105 nv^,方向与质子初速度方向一致，说法E正确.6.（1）（多选）关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有（）A •魁U-%Th+爼eB・：N+田e-：0+：HC. ；H+!H-：He+on 是轻核聚变D.::Se-；；Kr+2^e 是重核裂变（2）现有四个核反应:A.B・；；U+；n~*X+；：Kr + 3；nC.^a-*I^Mg+AeD.:He 4- ^BeiC+on①.是发现中子的核反应方程. 是研究原子禅的基本核反应方程,是研究氢弹的基本核反应方程.②求B中X的质量数和中子数.【解析】（1）A为a衰变，B为原子核的人工转变，C为轻核聚变，D为B衰变，故A> C正确.(2)®D为查徳威克发现中子的核反应方程：B是研究原子弹的基本核反应方程：A是研究氢弹的基本核反应方程.②X 的质量数为：(235 + 1) —(89+3) =144X的质子数为：92—36=56X的中子数为：144-56=88.【答案】⑴AC⑵①D B A②144 88［名师微博］两点提醒：1.核反应方程一定满足质量数守恒和核电荷数守恒.2.在确泄生成物是哪种元素时应先由核电荷数守恒确定生成物的核电荷数.［核心精讲］1.对质能方程的理解⑴一泄的能量和一泄的质量相联系，物体的总能疑和它的质量成正比，即E=m& 方程的含义：物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系，物体的能疑增大，质量也增大：物体的能量减少，质量也减少.(2)核子在结合成原子核时岀现质量亏损 5 英能量也要相应减少，即二(3)原子核分解成核子时要吸收一泄的能量，相应的质量增加△皿吸收的能量为" —△ W.2.核能的计算方法⑴根据"=皿计算，计算时△亦勺单位是“kg”，c的单位是“m/s” , AE的单位是“J” .(2)根据A£= A 20X931. 5 MeV计算.因1原子质量单位(u)相当于931. 5 MeV的能量,所以计算时△山的单位是“u” , 的单位是“MeV” .(3)根据核子比结合能来il•算核能：原子核的结合能=核子比结合能X核子数.［师生共研］•考向1对原子核的结合能的理解卜例E!(多选)关于原子核的结合能，下列说法正确的是()A.原子核的结合能等于使貝完全分解成自由核子所需的最小能量B.一重原子核衰变成a粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一泄大于原来重核的结合能C.钠原子核(^Cs)的结合能小于铅原子核隹Pb)的结合能D.比结合能越大，原子核越不稳定E.自由核子组成原子核时，苴质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能ABC原子核分解成自由核子时，需要的最小能量就是原子核的结合能，选项A正确；重核衰变时释放能量，衰变产物更稳立，即衰变产物的比结合能更大，衰变前后核子数不变, 所以衰变产物的结合能之和一立大于原来重核的结合能，选项B正确；艳核的核子数比铅核的核子数少，英结合能也小，选项C正确：比结合能越大，原子核越稳泄，选项D错误；自由核子组成原子核时，需放出能量，因此质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，选项E错误.•考向2核能的计算卜例13 环的放射性同位素常Pu静止时衰变为铀核激发态谆U•和«粒子，而铀核激发态聲U•立即衰变为铀核VU,并放出能量为0. 097 MeV的丫光子.已知：當Pu、至U和a粒子的质量分别为皿=239. 052 1 u、处=235. 043 9 u 和皿=4. 002 6 u, 1 uc2=931. 5 MeV .(1)写出衰变方程：(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略，求a粒子的动能.【规范解答】(1)衰变方程为注u—甌・+：He, MU•—啦+丫.或两式合并为许u― £U+：He+丫 .(2)上述衰变过程的质量亏损为氐m=呱—毗―,由质能方程得卜E= ' mf由能量守恒得+耳设衰变后的铀核和«粒子的速度分别为内和几，则由动量守恒左律得僦内=血几又民=£皿伉联立解得E"='—[(址一/zt+亦)c — E-t ],处十皿代入题给数据得啟=5. 034 MeV.【答案】⑴気Pu—迪J+爼e+Y(2) 5. 034 MeV核能求解的思路方法1.应用质能方程解题的流程图：书写核反应方程一计算质量U损A 2ZT-* 利用△ E= A me计算释放的核能2.在动量守恒方程中，各质量都可用质疑数表示.3.核反应遵守动量守恒和能量守恒龙律，因此我们可以结合动量守恒和能量守恒泄律来计算核能.［题组通关］7.恒星向外辐射的能量来自于英内部发生的各种热核反应，核反应方程为爼e+：He-爼e + Y.以下说法正确的是（）A.该核反应为裂变反应B.热核反应中有质量亏损，会放出巨大能量C.由于核反应中质量数守恒，所以质虽也是守恒的D.任意原子核内的质子数和中子数总是相等的B该核反应为聚变反应，故A错误：核反应中的裂变和聚变，都会有质量亏损，都会放出巨大的能量，故B正确：核反应中质量数守恒，质量不守恒，故C错误；原子中原子核内的质子数和中子数不一左相等，有的原子中相等，有的原子中不相等，有的原子没有中子, 例如氢原子核内有一个质子，没有中子，故D错误.8.（2014 •北京高考）质子、中子和址核的质量分别为加、处和处，当一个质子和一个中子结合成嵐核时，释放的能量是（c表示真空中的光速）（）A.（加+皿―za）cB. （za—/zt—/a）cC. （zoi + zzh —2Zb）CD.（血—ZZfc —ZZb） c~C由质能方程A E— A me ,其中、m= 处一ok可得△片（血+处一庞）选项C正确.。
高三物理一轮复习精品课件3：13.3 原子与原子核
(4)氢原子光谱 氢原子光谱线是最早发现、研究的光谱线，这些 光谱线可用一个统一的公式表示： 1λ＝R(m12－n12) 式中 m＝1,2,3，…对每一个 m，有 n＝m＋1，m ＋2，m＋3，…构成一个谱线系．
[特别提醒] 氢原子光谱是线状的、不连续的，波 长只能是分立的值.
知识点2 氢原子的能级结构、能级公式 Ⅰ 1. 玻尔理论 (1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态 中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核 运动，但并[玻尔理论的跃迁假说][2011·四川高考]氢原子 从能级 m 跃迁到能级 n 时辐射红光的频率为 ν1，从能 级 n 跃迁到能级 k 时吸收紫光的频率为 ν2，已知普朗 克常量为 h，若氢原子从能级 k 跃迁到能级 m，则( )
A．吸收光子的能量为 hν1＋hν2 B．辐射光子的能量为 hν1＋hν2 C．吸收光子的能量为 hν2－hν1 D．辐射光子的能量为 hν2－hν1
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 能级辐射出的光照射 逸出功为 6.34 eV 的金属铂能发生光电效应
解析：大量氢原子从 n＝4 的激发态向低能级跃迁 时能辐射出 6 种不同频率的光；频率最高的是由 n＝4 能级跃迁到 n＝1 能级的光，其波长最短，最难表现出 衍射现象；频率最小的光是由 n＝4 能级跃迁到 n＝3 能级产生的；从 n＝2 能级跃迁到 n＝1 能级辐射出的 光子能量 hν＝E2－E1＝[－3.40－(－13.6)] eV＝10.2 eV>6.34 eV，能发生光电效应，选项 D 正确．
答案：D
3. [跃迁假设和光电效应]右图为氢原 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 射出若干不同频率的光．关于这些光下 列说法正确的是( )
原子练习高三物理第一轮复习北京海淀
高三物理原子物理练习（朝阳09一模）13．在核反应方程2351141929205636U+n Ba+Kr+3X −−→中，以下说法正确的是A ．X 是质子，反应过程中质量有亏损B ．X 是中子，反应过程中质量有亏损C ．X 是电子，反应过程中没有质量亏损D ．X 是氦核，反应过程中没有质量亏损（崇文09一模）14．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素。
如有些含有铀、钍的花岗岩会释放出放射性气体氡，氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线。
已知氡的半衰期为3.8天，则下列说法正确的是A. 发生α衰变时，生成的核与原来的核相比，中子数少2B. 发生β衰变时，释放出电子，说明原子核内有电子存在C. γ射线一般伴随着α或β射线产生，其中γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强D. 若只有4个氡核，经7. 6天一定只剩下1个氡核（丰台09一模）13．在核反应方程式kX Xe Sr n U ++→+1365490381023592中A ．X 是质子，k=9B ．X 是质子，k=10C ．X 是中子，k=9D ．X 是中子，k=10（海淀09一模）15．图5所示为氢原子能级图，可见光的光子能量范围约为1.62eV~3.11eV 。
下列说法正确的是A ．大量处在n >3的高能级的氢原子向n =3能级跃迁时，发出的光有一部分是可见光B ．大量处在n =3的氢原子向n =2能级跃迁时，发出的光是紫外线C ．大量处在n =3能级的氢原子向n =1能级跃迁时，发出的光都应具有显著的热效应D ．处在n =3能级的氢原子吸收任意频率的紫外线光子都能发生电离（石景山09一模）13．天然放射现象的发现揭示了A ．原子具有复杂的结构B ．原子的核式结构C ．原子核具有复杂的结构D ．原子核由质子和中子组成（西城09一模）13．下列说法正确的是A ．用加温或加压的方法不能改变原子核衰变的半衰期B ．某原子核经过一次α衰变后，核内质子数减少4个C ．β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流D ．α射线的贯穿作用很强，可用来进行工业探伤n E /eV ∞ 4 3 2 1 0 -0.85 -1.53 -3.4 -13.6 图5（宣武09一模）15、卢瑟福的α粒子散射实验结果表明了A 、原子核是由质子和中子组成的，质子带正电，中子不带电B 、某些原子核容易发生衰变，自身变成另一种元素的原子核C 、原子的正电部分和几乎全部质量都集中在体积很小的核上，整个原子很空旷D 、电子是原子的组成部分，原子不可再分的观念被打破（东城09二模）19．分别用波长为2λ和λ的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1:3.以h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为 ( )A ．34h cλ B ．23hc λ C ．λhc 41 D ． 4hc λ（丰台09二模）14．一置于铅盒中的放射源发射的α、β 和γ 射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔后，铝箔后的空间有一匀强电场。
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第十三章 原子和原子核第一节 原子结构1．处于第四能级的氢原子跃迁基态的过程中，可能发出的不同光的种数有( )A ．一种B ．三种C ．四种D ．六种2．下列关于光谱的说法正确的是( )A ．炽热固体、液体和高压气体发出的光谱是连续光谱B ．各种原子的线状谱中的明线和它的吸收光谱中的暗线必定一一对应C ．气体发出的光只能产生线状光谱D ．甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱3．在α 粒子散射实验中，当α 粒子最接近金原子核时，α 粒子符合下列的( )A ．动能最小B ．电势能最小C ．α 粒子与金原子核组成的系统能量最小D ．所受金原子核的斥力最大4．氢原子从能级A 跃迁到能级B 吸收频率为v 1的光子，从能级A 跃迁到能级C 释放频率为v 2的光子，若v 2＞v 1，则当它从能级B 跃迁到能级C 时，将( )A ．放出频率为v 2－v 1的光子B ．放出频率为v 2＋v 1的光子C ．吸收频率为v 2－v 1的光子D ．吸收频率为v 2＋v 1的光子5．欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是( )A ．用10.2eV 的光子照射B ．用11eV 的光子照射C ．用14eV 的光子照射D ．用13eV 的电子碰撞6．处于基态的氢原子在某单色光照射下，只能发出频率分别为v 1、v 2、v 3的三种光，且v 1＜v 2＜v 3，则该照射光的光子能量为( )A ．hv 1B ．hv 2C ．hv 3D ．h (v 1＋v 2＋v 3)7．光的发射和吸收过程是( )A ．原子从基态跃迁到激发态要放出光子，放出的光子的能量等于原子在初、末两个能级的能量差B ．原子不可能从低能级跃迁到高能级C ．原子吸收光子后从低能级向高能级跃迁，放出光子后从高能级向低能级跃迁D ．只要原子吸收了光子就一定是从高能级跃迁到了低能级8．氢原子从能量为E 1的较高能级跃迁到能量为E 2的较低能级，真空中光速为c ，则( )A ．吸收的光子的波长为h E E c )(21- B ．吸收的光子的波长为h E E c )(21- C ．辐射的光子的波长为)(21E E c h - D ．辐射的光子的波长为21E E hc - 9．已知氦离子He ＋能级E n 与量子数n 的关系和氢原子能级公式类似，处于基态的氦离子He ＋的电离能为E ＝54.4eV 。
为使处于基态的氦离子He ＋处于激发态，入射光子所需的最小能量为( )A ．13.6eVB ．40.8eVC ．48.4eVD ．54.4Ev10．氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中( )A ．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量增大B ．原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小C ．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量增大D ．原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，原子的能量增加第二节原子核1．关于质子和中子，下列说法正确的是( )A．原子核由质子和中子组成B．质子和中子统称为核子C．质子带正电，中子不带电D．质子和中子都是卢瑟福用实验发现的2．如图13－1所示，铅盒A中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔水平射出，在小孔和荧光屏之间有垂直纸面向里的匀强磁场，则下列说法正确的是( )图13－1A．打在图中a、b、c三点的分别是α 射线、γ 射线和β 射线B．α 射线和β 射线的轨迹是抛物线C．α 射线和β 射线的轨迹是圆D．若在铅盒和荧光屏之间再加一个竖直向下的场强适当的匀强电场，可能使屏上的亮斑只有一处3．对天然放射现象，下列说法中正确的是( )A．α 粒子带正电，所以α 射线一定是从原子核中射出的B．β 粒子带负电，所以β 射线有可能是核外电子C．γ 是光子，所以γ 射线是可能是原子发光产生的D．α 射线、β 射线、γ 射线都是从原子核内部释放出来的4．原子核X经过一次β 衰变后变成原子核Y，原子核Y再经过一次α 衰变后变成原子核Z，则下列关于这三种原子核的说法正确的是( )A．X的中子数比Z的中子数多3个B．X的质子数比Z的质子数多2个C．Z的核子数比Y的核子数少3个D．X的中性原子的核外电子数比Y的中性原子的核外电子数少5个5．如图13－2所示，在匀强磁场中，一个原来静止的原子核发生衰变，得到两圆轨迹，不计放出光子的能量，则下列说法正确的是( )图13－2A．发生的是α 衰变B．发生的是β 衰变C．a是β 粒子的运动轨迹D．衰变后的新核是逆时针运动的6．如图13－3为查德威克实验示意图，由天然放射性元素钋(Po)放出的α 射线轰击铍时会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡时会打出粒子流B，经研究知道( )图13－3 A．A为中子，B为质子B．A为质子，B为中子C．A为γ 射线，B为中子D．A为中子，B为γ 射线7．镅(24195Am)是一种放射性元素，在其分裂过程中，会释放出一种新的粒子，变成镎(23793Np)，由于放出的这种粒子很容易被空气阻隔，因此不会对人体构成任何的危害，火警的报警系统就是利用这种粒子作为报警的重要工具，这种粒子是( )A．α 粒子B．质子C．中子D．正电子8．关于放射性同位素的应用，下列说法正确的是( )A．作为示踪原子是利用了放射性同位素贯穿能力很强的性质B．作为示踪原子是利用了放射性同位素的射线可以被仪器探测到的特点C．γ 射线探伤是利用了γ 射线贯穿能力很强的性质D．γ 射线探伤是利用了γ 射线电离能力很强的性质9．下列关于核反应的说法正确的是( )A．爱因斯坦的质能方程说明了物体质量就是能量，它们之间可以相互转化B．由质能方程可知，能量与质量之间存在着正比关系，可以用物体的质量作为它所含有的能量的量度C．核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转化成的D．因在核反应中产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒，系统的的总能量不守恒10．已知原子核21084Po的质量为209.98287u，原子核20682Pb的质量为205.97446u，α 粒子的质量为4.00260，静止的核21084Po在衰变中放出α 粒子后变成核20682Pb，求：(1)衰变过程中的质量亏损；(2)衰变过程中释放的能量；(3)衰变后的瞬间，α 粒子和20682Pb的动能。
第三节相对论简介1．下列说法正确的是( )A．力学规律在任何参考系中都是相同的B．在所有惯性系中物理规律都是相同的C．在高速运动情况下，惯性系中的物理规律也不一定相同D．牛顿运动定律在非惯性系中不变2．下列说法正确的是( )A．物理的基本规律在所有惯性系中都是等价的B．在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动都无关C．在任何惯性系中，光在真空中沿任意方向的传播速度都相同D．以上说法均不正确3．有甲、乙两人，甲以5m/s的速度、乙以3m/s的速度都向东直线行走，则甲相对于乙的速度大小为( )A．3m/s B．5m/s C．2m/s D．8m/s4．下列属于狭义相对论结论的是( )A．尺缩效应B．时间变慢C．光线在引力场中弯曲D．物体运动时的质量比静止时大5．一根沿自身长度方向运动的直杆，其长度比静止时( )A．长B．短C．相等D．不能确定6．在高速匀速运动的飞船中，在飞船中间位置有一个点光源，在飞船的前端有一个观察者甲，在飞船后端有一个观察者乙，当点光源被点亮时，下列判断正确的是( )A．观察者甲先看到光源变亮B．观察者乙先看到光源变亮C．观察者甲和乙同时看到光源变亮D．无法判断7．关于时空观，经典物理学认为：( )A．时间和空间是脱离物体而独立存在的B．时间和空间与物质的运动状态有关C．空间与时间之间没有联系D．物质、时间、空间是紧密联系的统一体8．关于时空观，相对论认为( )A．时间和空间是脱离物体而独立存在的B．时间和空间与物质的运动状态有关C．空间与时间之间没有联系D．物质、时间、空间是紧密联系的统一体9．甲和乙分别坐在两架相向高速行驶的飞船中，各自拿着沿运动方向放置的尺子，则下列说法正确的是( )A．甲看到乙手中的尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度大B．甲看到乙手中的尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度小C．乙看到甲手中的尺子长度比甲看到自己手中尺子长度大D．乙看到甲手中的尺子长度比甲看到自己手中尺子长度小10．甲和乙分别坐在两架相向高速行驶的飞船中，各自拿着沿运动方向垂直放置的相同的尺子，则下列说法正确的是( )A．甲看到乙手中的尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度大B．甲看到乙手中的尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度小C．甲看到乙手中的尺子长度与乙看到自己手中的尺子长度相同D．无法确定甲乙手中尺子的长短原子和原子核单元练习一、选择题1．关于放射性同位素的半衰期，以下说法正确的是( )A．随着温度的升高，半衰期变小B．外界压强增大，半衰期变大C．放射性元素与别种物质生成化合物，将不再有放射性D．以上说法均不正确2．放射性原子核A经过一次α 衰变、一次β 衰变后变成原子核B，原子核的变化是( )A．A核比B核的中子数多2 B．A核比B核的质子数多1C．A核比B核的核子数多1 D．A核比B核的核子数多33．下列说法中不正确的是( )A．在高速运动的列车中的观察者看到地面上的尺子会变长B ．物理的基本规律在所有惯性系中都是等价的C ．在任何惯性系中，光在真空中沿任意方向的传播速度都相同D ．根据狭义相对论可知在高速运动情况下的物体其惯性会变大4．将α 粒子和某种特性未知的X 粒子，以相同的速度从O 点垂直于磁场方向射入磁感应强度为B 的质谱仪中。
已知α 粒子都落在屏上S 2处，X 粒子落在S 1处，测得OS 2＝2OS 1，则X 粒子可能是( )A ．11X B ．21X C ．31X D ．42X5．关于光谱，下列说法中正确的是( )A ．白炽化的钨丝发射出明线光谱B ．白光通过某种物质的低温蒸气后，能观察到这种物质的明线光谱C ．太阳光谱中的暗线说明太阳上大气中缺少与这些暗线相应的元素D ．稀薄气体发光产生明线光谱6．在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于天然衰变放出一个α 粒子而得到相外切的两条圆形径迹，两圆半径之比为44∶1，则该放射性元素的原子序数为( )A ．43B ．44C ．90D ．887．处于基态的大量氢原子，受某单色光照射时，只发出波长为λ 1、λ 2、λ 3的三种单色光，且λ 1＞λ 2＞λ 3。
则照射光的波长为( )A ．λ 1B ．3232.λλλλ+C ．2121.λλλλ+D ．λ 1＋λ 2＋λ 38．下列说法不正确的是( )A ．n He H H 10423121+→+是聚变B ．n 2S r Xe n U 109438140541023592++→+是裂变C ．He Rn Ra 422229622698+→是α 衰变 D ．e Mg Na 0124122411-+→是裂变 9．静止的铀原子核23892U 由于α 衰变变成23890Th ，假定衰变时释放出的能量全部转化成α 粒子和钍核的动能，则α 粒子的动能和钍核的动能之比是( )A ．1∶1B ．4∶234C ．2∶90D ．234∶410．卢瑟福用α 粒子轰击金箔，进行α 粒子散射实验的贡献是( )A ．使人类第一次发现原子具有复杂的结构B ．发现原子核是由质子和中子组成C ．估算出原子核和直径约为10－15～10－14mD ．由此建立了原子的核式结构学说11．β 衰变中所放出的电子来自( )A ．原子核外的内层轨道电子B ．原子核内所含的电子C ．原子核内中子衰变为质子时放出的电子D ．原子核内质子衰变为中子时放出的电子12．放射性元素放出的三种射线，按穿透能力由强到弱排序正确的是( )A ．α 粒子，β 粒子，γ 射线B ．β 粒子，α 粒子，γ 射线C ．γ 射线，α 粒子，β 粒子D ．γ 射线，β 粒子，α 粒子13．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 ．按照波尔理论，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，电子的动能减小，原子总能量增加C ．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短D ．汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构14．氢原子的能级如图13－4所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62eV —3.11eV ，下列说法错误的是( )图13－4A ．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15．正电子是电子的反粒子，它跟普通电子的电量相等，而电性相反，科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质一反物质。