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1、量子论初步 原子核一章末检测一、选择题（共8小题,每小题6分,共48分）1.（2009宁波质检）氢原子从n=3的激发态向低能级状态跃迁可能放出的光子中,只有一种光子不能使金属A产生光电效应,则下列说法正确的是 （ ）A.不能使金属A产生光电效应的光子一定是从n=3激发态直接跃迁到基态放出的B.不能使金属A产生光电效应的光子一定是从n=3激发态直接跃迁到n=2激发态时放出的C.从n=4激发态跃迁到n=3激发态,所放出的光子一定不能使金属A产生光电效应D.从n=4激发态跃迁到基态,所放出的光子一定不能使金属A产生光电效应答案 BC2.某核反应方程为.已知的质量为2.013 6 u,的质量为3.01
2、8 0 u,He的质量为4.002 6 u,X的质量为1.008 7 u.则下列说法中正确的是 （ ）A.X是质子，该反应释放能量B.X是中子，该反应释放能量C.X是质子，该反应吸收能量D.X是中子，该反应吸收能量答案 B3.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,比如,有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡,而氡会发生放射性衰变,放射出、射线,这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病,根据有关放射性知识可知,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原子核了B.衰变所释放的
3、电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的C.射线一般伴随着或射线产生,在这三种射线中,射线的穿透能力最强,电离能力最弱D.发生衰变时,生成核与原来的核相比,中子数减少了4个答案 BC4.中子和质子结合成氘核,同时放出光子,核反应方程是H+nH+,以下说法中错误的 是 ( )A.反应后氘核的质量一定小于反应前质子和中子的总质量B.反应前后质量数不变,因而质量不变C.由核子组成原子核一定向外释放能量D.光子所具有的能量为mc2,m 为反应中的质量亏损,c为光速答案 B5.在下列四个方程中,X1、X2、X3和X4各代表某种粒子U+nBa+Kr+3X1PSi+X2UTh+X3ThPa+X4以下判断
4、中错误的是 ( )A.X1是中子 B.X2是质子 C.X3是粒子 D.X4是电子答案 B6.下列说法中正确的是 ( )A.放射性元素的原子核内的核子有半数发生变化所需的时间就是半衰期B.光导纤维内芯的折射率比外套小,光传播时在内芯与外套的界面发生全反射C.当放射性元素的原子外层电子具有较高能量时,将发生衰变D.放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时,辐射出射线答案 D7.美国研究人员正在研制一种新型镍铜长效电池,它是采用铜和半衰期长达100年的放射性同位素镍63(Ni)这两种金属作为长寿命电池的材料.将镍63置于中央,四周包上铜皮,利用镍63发生衰变时释放电子给铜片,用镍63
5、和铜片作电池两极,为外接负载提供电能.下列有关该电池的说法正确的是 ( )A.镍63的衰变方程是Nie+CuB.镍63的衰变方程是Nie+CuC.外接负载时镍63的电势比铜片高D.该电池内电流方向是从铜片到镍答案 ACD8.(2009海口模拟)某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象.当用某一频率的光照射光电管的阴极K时,会发生光电效应现象,电流计中有电流通过.闭合开关S,在阳极A和阴极K之间加上反向电压,通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压,直至电流计中电流恰好为零,此时电压表的电压值称为反向截止电压.现有频率为的绿光照射阴极,测量到反向截止电压为U,设电子电荷量为e,普朗克常量为h,
6、则( )A.逸出的光电子的最大初动能为eUB.阴极K的逸出功W=h-eUC.如改用紫光照射,则光电子的最大初动能一定增加D.如改用紫光照射,则阴极K的逸出功一定发生变化答案 ABC二、计算论述题(共4小题,共52分,其中9、10小题各12分,11、12小题各14分)9.物理学家们普遍相信太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应.根据这一理论,在太阳内部4个氢核(H)转化成一个氦核(He)和两个正电子(e)并放出能量.已知质子质量mp=1.007 3 u,粒子质量=4.001 5 u,电子的质量me=0.000 5 u,1 u的质量对应931.5 MeV的能量.(1)写出该热核反应方
7、程.(2)一次这样的热核反应过程中释放出多少兆电子伏的能量?(结果保留四位有效数字)答案 (1)4HHe+2e (2)24.87 MeV 10.已知氢原子基态的电子轨道半径r1=0.5310-10 m,基态的能级值为E1=-13.6 eV.(1)求电子在n=1的轨道上运动形成的等效电流.(2)有一群氢原子处于量子数n=3的激发态,画出能级图,在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线.(3)计算这几条光谱线中最长的波长.答案 (1)1.0510-3 A (2) (3)6.5810-7 m11.2006年,我国自行设计并研制的“人造太阳”托卡马克实验装置运行获得重大进展,这标志着我国已经迈入可
8、控热核反应领域先进国家行列.该反应所进行的聚变过程是H+HHe+n,反应原料氘(H)富存于海水中,而氚(H)是放射性元素,自然界中不存在,但可以通过中子轰击锂核(Li)的人工核转变得到.则(1)请把下列用中子轰击锂核(Li)产生一个氚核(H)和一个新核的人工核转变方程填写完整.Li+ +H.(2)在(1)中,每生产1 g的氚同时有多少个Li核实现了核转变?(阿伏加德罗常数NA取6.0 1023 mol-1)(3)一个氘核和一个氚核发生核聚变时,平均每个核子释放的能量为5.610-13 J,求该核聚变过程中的质量亏损.答案 (1)n He (2)2.01023个 (3)3.110-29 kg12
9、.1930年科学家发现钋放出的射线贯穿能力极强,它甚至能穿透几厘米厚的铅板,1932年,英国年轻物理学家查德威克用这种未知射线分别轰击氢原子和氮原子,结果打出一些氢核和氮核,测量出被打出的氢核和氮核的速度,并由此推算出这种粒子的质量.若未知射线均与静止的氢核和氮核正碰,测出被打出的氢核最大速度为vH=3.3107 m/s,被打出的氮核的最大速度vN=4.5106 m/s,假定正碰时无机械能损失,设未知射线中粒子质量为m,初速为v,质子的质量为m.(1)推导被打出的氢核和氮核的速度表达式;(2)根据上述数据,推算出未知射线中粒子的质量m与质子的质量m之比.(已知氮核质量为氢核质量的14倍,结果保留三位有效数字)答案 (1)vH= vN= (2)=1.05
