(课标通用版)2020版高考物理总复习第十二章02第2讲原子结构与原子核精练(含解析)

第2讲原子结构与原子核
A组基础过关
1.处于n=3的能级的大量氢原子向低能级跃迁时,辐射光的频率有( )
A.1种
B.2种
C.3种
D.4种
答案 C 处于能级为n的大量氢原子向低能级跃迁能辐射光的种类为 ,所以处于n=3能级的大量氢原子向低能级跃迁,辐射光的频率有 =3种,故C项正确。

2.在核反应方程He N O+X中,X表示的是( )
A.质子
B.中子
C.电子
D.α粒子
答案 A 本题考查核反应方程。

由核反应中质量数和电荷数均守恒,可判断X为质子H,故选项A正确。

3.(多选)如图所示是氢原子的能级图,大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时,一共可以辐射出6种不同频率的光子,其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n=2能级跃迁时释放的光子,则( )
A.6种光子中波长最长的是n=4激发态跃迁到基态时产生的
B.6种光子中有2种属于巴耳末系
C.使n=4能级的氢原子电离至少要0.85eV的能量
D.若从n=2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应,则从n=3能级跃迁到n=2能级释放的光子也一定能使该金属板发生光电效应
答案BC 氢原子在跃迁的过程中释放光子的能量等于两能级之差,故从n=4跃迁到n=3时释放光子的能量最小,频率最小,波长最长,所以A错误;由题意知6种光子中有2种属于巴耳末系,它们分别是从n=4跃迁到n=2和从n=3跃迁到n=2时释放的光子,故B正确;E4=-0.85eV,故n=4能级的电离能等于0.85eV,
所以C正确;由题图知,从n=3能级跃迁到n=2能级释放的光子的能量小于n=2能级跃迁到基态释放的光子的能量,所以D错误。

4.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
答案 D 氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光,说明能级m高于能级n,而从能级n跃迁到能级k时吸收紫光,说明能级k也比能级n高,而紫光的频率ν2大于红光的频率ν1,所以hν2>hν1,因此能级k
比能级m高,所以若氢原子从能级k跃迁到能级m,应辐射光子,且光子能量应为hν2-hν1,选项D正确。

5.在垂直于纸面的匀强磁场中,有一原来静止的原子核,该核衰变后,放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图中a、b所示,由图可以判定( )
A.该核发生的是α衰变
B.该核发生的是β衰变
C.磁场方向一定垂直纸面向里
D.磁场方向一定垂直纸面向外
答案 B 本题考查对α粒子及β粒子的性质的了解,对动量守恒定律以及左手定则的应用能力。

原来静止的核,放出粒子后,总动量守恒,所以粒子和反冲核的速度方向一定相反,根据图示,它们在同一磁场
中是向同一侧偏转的,由左手定则可知它们必带异种电荷,故应为β衰变;由于不知它们的旋转方向,因而无法判定磁场方向是向里还是向外,即都有可能。

6.一块含铀的矿石质量为M,其中铀元素的质量为m,铀发生一系列衰变,最终生成物为铅。

已知铀的半衰期为T,那么下列说法中正确的是( )
A.经过2个半衰期后,这块矿石中基本不再含有铀
B.经过2个半衰期后,原来所含的铀元素的原子核有发生了衰变
C.经过3个半衰期后,其中铀元素的质量还剩
D.经过1个半衰期后,该矿石的质量剩下
答案 C 经过2个半衰期后,这块矿石中剩余的铀元素质量还有,故选项A、B错误;经过3个半衰期后,这块矿石中剩余的铀元素质量还有,故选项C正确;因为衰变产物大部分仍然留在该矿石中,所以矿石质量没有太大的改变,选项D错误。

7.(多选)如图为氢原子的能级示意图,则下列对氢原子跃迁的理解正确的是( )
A.由高能级向低能级跃迁时辐射出来的光子一定不能使逸出功为3.34eV的金属发生光电效应
B.大量处于n=4能级的氢原子向n=1能级跃迁时,向外辐射6种不同频率的光子
C.大量处于n=3能级的氢原子向n=1能级跃迁时,用发出的光照射逸出功为3.34eV的金属,从金属表面逸出的光电子的最大初动能为8.75eV
D.如果用光子能量为10.3eV的光照射处于n=1能级的氢原子,则该能级的氢原子能够跃迁到较高能级答案BC 氢原子从高能级向低能级跃迁时放出的光子的能量等于两个能级之差,当氢原子从高能级跃迁到基态时放出的光子的能量最小值为-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV,大于3.34eV,所以一定能使逸出功为。