高三一轮复习高三物理复习专项训练-练习：原子物理

原子物理

1.实验得到金属钙的光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系如图所示.下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功,参照下表可以确定的是()

金属钨钙钠

截止频率νc/Hz10.957.73 5.53

逸出功W0/eV 4.54 3.20 2.29

A.如用金属钨做实验得到的E k-ν图线也是一条直线,其斜率比图中直线的斜率大

B.如用金属钠做实验得到的E k-ν图线也是一条直线,其斜率比图中直线的斜率大

C.如用金属钠做实验得到的E k-ν图线也是一条直线,设其延长线与纵轴交点的坐标为(0,-E k2),则E k2

D.如用金属钨做实验,当入射光的频率ν<νc时,可能会有光电子逸出

2.如图为氢原子的能级示意图,大量氢原子从量子数为n的能级向较低能级跃迁时辐射出光子,现利用这些光照射逸出功为4.54 eV的金属钨,其中只有两种频率的光a、b能使金属钨发生光电效应,a光的频率较高,则下列选项正确的是()

A.氢原子从n=3能级向低能级跃迁

B.氢原子从n=4能级向低能级跃迁

C.用a光照射放射性元素Po,其半衰期变小

D.金属钨逸出光电子的最大初动能为5.66 eV

3.静止的氡核Rn放出α粒子后变成钋核Po,α粒子动能为Eα.若衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能,真空中的光速为c,则该反应中的质量亏损为()

A.·

B.0

C.·

D.·

4.[多选]地球的年龄到底有多大,科学家利用天然放射性元素的衰变规律,通过对目前发现最

古老的岩石中铀和铅含量来推算.测得该岩石中现含有的铀是岩石形成初期时(岩石形成初期时不含铅)的一半,铀238衰变后形成铅206,铀238的相对含量随时间变化的规律如图所示,图中N为铀238的原子数,N0为铀和铅的总原子数.由此可以判断下列选项正确的是()

A.铀238的半衰期为90亿年

B.地球的年龄大约为45亿年

C.被测定的古老岩石样品在90亿年时的铀、铅原子数之比约为1:4

D.被测定的古老岩石样品在90亿年时的铀、铅原子数之比约为1:3

5.下列说法正确的是()

A.只要照射到金属表面上的光足够强,金属就一定会发出光电子

B He N O H是卢瑟福发现质子的核反应方程

C.放射性物质的半衰期不会随温度的升高而变短

D.一个处于n=4能级的氢原子,最多可辐射出6种不同频率的光子

6.如图所示为氢原子的能级图,以下判断正确的是()

A.处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的光子

B.欲使处于基态的氢原子被激发,可用12.09 eV的光子照射

C.当氢原子从n=5能级跃迁到n=3能级时,要吸收光子

D.用从n=2能级跃迁到n=1能级的氢原子辐射出的光照射金属铂(逸出功为6.34 eV)时不能发生光电效应

7.物理学家通过对现象的深入观察和研究,获得正确的科学认知,推动了物理学的发展.下列说法正确的是()

A.卢瑟福通过对阴极射线的研究,提出了原子的核式结构模型

B.爱因斯坦通过对光电效应的研究,揭示了光具有波粒二象性

C.玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律

D.德布罗意提出微观粒子动量越大,其对应的波长越长

8.下列关于近代物理知识的说法中,正确的是()

A.所有元素都可能发生衰变

B.太阳辐射的能量来自太阳内部的核裂变反应

C.可利用γ射线对某些金属棒进行探伤检测

D.β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流

9.[4分]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m A:m B=.

10.[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1 u=1.67×10-27 kg,1 u相当于931 MeV)

(1)写出核衰变反应方程;

(2)算出该核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? 11.[9分]铀核裂变有多种形式,其中一种的核反应方程是n Ba Kr+n. (1)试计算一个铀235原子核裂变后释放的能量.U、Ba、Kr n的质量分别为235.043 9 u、140.913 9 u、91.897 3 u、1.008 7 u,1 u相当于931 MeV)

(2)1 kg铀235原子核发生上述裂变时能放出多少核能?它相当于完全燃烧多少煤释放的能量?(煤的热值为2.94×107 J/kg)

(3)一座发电能力为P=1.00×106 kW的核电站,核能转化为电能的效率为η=40%.假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应,所用铀矿石中铀235的含量为4%,则该核电站一年消耗铀矿石多少吨?

12.[12分]太阳现正处于主序星演化阶段.它主要是由电子和H He等原子核组成.维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应,核反应方程是2e+H He+释放的核能,这些核能最后转化为辐射能.根据目前关于恒星演化的理论,若由于聚变反应而使太阳中的H核数目从现有数减少10%,太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段.为了简化,假定目前太阳全部由

电子和H核组成.

(1)为了研究太阳演化进程,需知道目前太阳的质量M.已知地球半径R=6.4×106m,地球质量m=6.0×1024kg,日地中心的距离r=1.5×1011m,地球表面处的重力加速度g=10 m/s2,1年约为3.2×107秒,试估算目前太阳的质量M.

(2)已知质子质量m p=1.672 6×10-27 kg He质量mα=6.645 8×10-27 kg,电子质量m e=0.9×10-30 kg,光速c=3×108 m/s.求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能.

(3)又知地球上与太阳垂直的每平方米截面上,每秒通过的太阳辐射能w=1.35×103W/m2.试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命.(估算结果保留一位有效数字)