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1、 选修3-5 第十六章 波粒二象性 原子结构 原子核一、选择题1下列能揭示原子具有核式结构的实验是()A光电效应实验B伦琴射线的发现C粒子散射实验 D氢原子光谱的发现1、C 解析光电效应实验揭示了光具有粒子性，故A错误；伦琴射线是原子内层电子能级跃迁产生，故B错误；粒子散射实验揭示了原子具有核式结构因为绝大部分粒子不偏转，极少数粒子发生了大角度散射故C正确；氢原子光谱的发现揭示了氢原子能量分布是不连续的故D错误2下列有关物理学的史实中，正确的是( )A伽利略认为力是维持物体运动的原因B奥斯特最早发现了电磁感应现象C爱因斯坦提出光子假设并建立了光电效应方程D卢瑟福的粒子散射实验证明了原子核是由质
2、子和中子组成的2.C 解析：伽利略认为力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因；法拉第发现了电磁感应现象，奥斯特发现了电流的磁效应；卢瑟福的粒子散射实验证明了原子具有核式结构模型。本题答案为C。3下列说法中正确的是A放射性元素发生一次衰变，原子序数减少1B氢原子由n=3向n=1的能级跃迁时，只能辐射2种频率的光子C在光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光强无关，只随入射光的频率增大而增大DU的半衰期约为7亿年，随着地球环境的不断变化，半衰期可以变短3.C 解析：衰变时，原子核放出一个电子，同时转化成新核，形如，可见，原子序数增加1，选项A错误；氢原子由n=3向n=1的能级跃迁时
3、，能辐射n=种频率的光子，选项B错误；根据光电效应方程Ek=h-W0可知，选项C正确；放射性元素的半衰期由原子核内部的本身因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态无关，选项D错误。本题答案为C。4.下面列出的是两个核反应方程式，X1和X2各代表某种粒子。Be+HB+X1 UTh+X2则以下判断中正确的是（ ）AX1是电子，X2是粒子 BX1是中子，X2是质子CX1是质子，X2是中子 DX1是中子，X2是粒子4.D 解析：根据质量数守恒和电荷数守恒可得，X1是即中子，X2是即粒子，答案为D。5.目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性
4、知识的说法中正确的是A射线与射线一样是电磁波，但穿透本领远比射线弱B氡的半衰期为38天，4个氡原子核经过76天后就一定只剩下1个氡原子核CU衰变成要经过8次衰变和8次衰变D放射性元素发生衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的 6表示放射性元素碘131(I)衰变的方程是()A.ISbHe B.IXeeC.IIn D.ITeH6、B 解析衰变释放的是电子e，A、C、D错误，B正确7核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射射线下列说法正确的是()A碘131释放的射线由氦核组成B铯1
5、37衰变时辐射出的光子能量小于可见光光子能量C与铯137相比，碘131衰变更慢D铯133和铯137含有相同的质子数7、D 解析射线是高速电子流，A错误；光子能量比可见光光子能量大，B错误；碘131比铯137衰变得更快，C错误铯137和铯133是同位素，即核内具有相同质子数和不同中子数，故D正确8当用具有1.87eV能量的光子照射n3激发态的氢原子时()A氢原子不会吸收这个光子B氢原子吸收该光子后被电离，电离后电子的动能为0.36eVC氢原子吸收该光子后被电离，电离后电子的动能为零D氢原子吸收该光子后不会被电离8、B 解析当n3时，氢原子的能量E3eV1.51eV，所以处于n3激发态的氢原子的电
6、离能是1.51eV，当该原子吸收具有1.87eV能量的光子后被电离，电离后电子的动能是(1.871.51)eV0.36eV.9氢原子辐射出一个光子后，根据波尔理论，下述说法正确的是A氢原子的能级减少 B氢原子的电势能增大C核外电子绕核旋转的半径增大 D核外电子的运动加速度增大9. AD 解析：氢原子从高能级向低能级跃迁时会辐射出一个光子，所以辐射出一个光子后，氢原子的能级减少，选项A正确；氢原子从高能级向低能级跃迁时，核外电子绕核旋转的半径减小，其受到的库仑力增大，加速度增大，因为库仑力做正功，电子的动能增大，电势能减小，所以选项BC错误，D正确。本题答案为AD。10关于近代物理，下列说法正确
7、的是()A射线是高速运动的氦原子B核聚变反应方程HHHen中，n表示质子C从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D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10、D 解析：射线是高速运动的氦原子核，选项A错误；选项B中n表示中子；根据光电效应方程mv2hW可知最大初动能与照射光的频率成线性关系而非正比关系，选项C错误；根据玻尔的原子理论可知，选项D正确11.下列说法正确的是A玻尔认为，氢原子的能量是量子化的B一个动量为p的电子对应的物质波波长为hp(h为普朗克常量)C天然放射现象的发现揭示了原子核具有复杂的结构 D随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较长方
8、向移动E一群氢原子处于某一较高的激发态，它们在向较低激发态或基态跃迁时可能发出一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条明线 11.ACE 解析：根据玻尔理论，氢原子的能级和轨道半径都是量子化的，选项A正确；一个动量为p的电子对应的物质波波长应该为h/p(h为普朗克常量)，选项B错误；天然放射现象的发现揭示了原子核具有复杂的结构，选项C正确；随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向频率较大，波长较短的方向移动，选项D错误；因为氢原子的能级是量子化的，氢原子从高能级向低能级跃迁时发出的光子频率也是不连续的，选项E正确。本题答案为ACE。二、非选择题12、已知能使某金属产生光电效应的极限频率为0，当用
9、频率为20的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为 。当照射光的频率继续增大时，则逸出功 （填“增大”、“减小”或“不变”）12.hv0 不变 解析：根据爱因斯坦光电效应方程，所求光电子的最大初动能为Ek=h-W0=h20-h0=hv0。金属的逸出功与金属本身有关，而与照射光的频率无关，所以即使照射光的频率增大了，逸出功也不会变。13一个原来静止的锂核(Li)俘获一个速度为v01.54105m/s的中子后，生成一个氚核和一个氦核，已知氚核的速度为v12.0103m/s，方向与中子的运动方向相反(1)请写出核反应方程；(2)求出氦核的速度v2.13、(1)LinHHe(2)4104m/
10、s解析(1)核反应方程：LinHHe(2)设中子速度v0的方向为正，中子质量为m，则氚核质量为3m，氦核质量为4m.根据动量守恒定律得：mv03mv14mv2代入数据得：v24104m/s.14 (1)(多选)下列说法正确的是 ()A康普顿效应进一步证实了光的波动特性B为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量的量子化C经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征D天然放射性元素的半衰期与环境的温度有关(2)Th是不稳定的，能自发地发生衰变完成Th衰变反应方程ThPa_Th衰变为Rn，共经过_次衰变，_次衰变图1(3)氢原子的能级如图1所示，有一群处于n4能级的氢原子如果原子n2向n
11、1跃迁所发出的光正好使某种金属材料产生光电效应，则：这群氢原子发出的光谱中共有几条谱线能使该金属产生光电效应？从能级n4向n1发出的光照射该金属材料，所产生的光电子的最大初动能为多少？14、(1)BC(2)e32(3)见解析解析(3)共有3种频率的光能够使金属发生光电效应从n4跃迁到n1发出光子的能量EE4E112.75 eV，该金属的逸出功WE2E110.2 eV，根据光电方程EEkmW可知，光电子最大初动能EkmEW2.55 eV.15 (1)(单选)在光电效应实验中，小明同学用同一实验装置(如图3所示)在甲、乙、丙三种光的照射下得到三条电流表与电压表计数之间的关系曲线，如图4所示，则 (
12、)A乙光的频率小于甲光的频率B甲光的波长大于丙光的波长C丙光的光子能量小于甲光的光子能量D乙光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能(2)用光照射铝板表面，使它发生光电效应现象，若增加该入射光的强度，则单位时间内从铝板表面逸出的光电子数_，从表面逸出的光电子最大动量大小_(填“增加”、“减小”或“不变”)(3)用加速后动能为Ek0的质子H轰击静止的原子核X，生成两个动能均为Ek的He核，并释放出一个频率为的光子，写出上述核反应方程并计算核反应中的质量亏损(光子在真空中传播速度为c，普朗克常量为h)15、(1)B(2)增加不变(3)HXHeHe或HLiHeHem解析：(1)从题图中可以看出：乙、丙两束光照射时的反向截止电压相等且大于甲的，则甲的频率比乙、丙的小，即甲的波长大(2)对特定的铝板金属而言，当产生光电效应时，只增加光强，则单位时间内光子数越多，那么产生的光电子则越多；而光电子最大初动能取决于入射光的频率，频率一定，最大初动能一定，则动量大小就不会发生变化(3)系统原来的动能与亏损的质量一并转化为系统后来的动能及释放的光子，即Ek0mc22Ekh，得质量亏损m.
