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专题9 动量和原子物理（选修3-5）练习题

一 选择题（1-10题为单项选择题，11-15题为多项选择题）
1.已知氢原子的基态能量为E0，激发态能量，其中n=2,3…。用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速。能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为 ( )
B. C. D.
2．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．α粒子散射实验 D．氢原子光谱的发现

3．如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n＝3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49 eV的金属钠，下列说法正确的是(　　 )

A．这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从n＝3跃迁到n＝2所发出的光波长最短
B．这群氢原子能发出两种频率不同的光，其中从n＝3跃迁到n＝1所发出的光频率最高
C．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11.11 eV
D．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9.60 eV

4.氢原子从能级A跃迁到能级B吸收频率为ν1的光子，从能级A跃迁到能级C释放频率为ν2的光子，若ν2＞ν1，则当它从能级B跃迁到能级C时，将( )
A．放出频率为ν2－ν1的光子
B．放出频率为ν2＋ν1的光子
C．吸收频率为ν2－ν1的光子
D．吸收频率为ν2＋ν1的光子

5. “轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核(称为母核)俘获一个核外电子，其内部一个质子变为中子，从而变成一个新核(称为子核)，并放出一个中微子的过程．中微子的质量很小，不带电，很难被探测到，人们最早就是通过子核的反冲而间接证明中微子的存在的．一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”(忽略电子的初动量)，衰变为子核并放出中微子．下列关于该过程的说法正确的是( )
A．母核的质量数小于子核的质量数
B．母核的电荷数等于子核的电荷数
C．子核的动量大小等于中微子的动量大小
D．子核的动能大于中微子的动能
6.近段时间，朝鲜的“核危机”引起了全世界的瞩目，其焦点问题就是朝鲜核电站采用的是轻水堆还是重水堆．因为重水堆核电站在发电的同时还可以产出供研制核武器的钚239(PU). 这种PU可由铀239(U)经过衰变而产生，则下列判断中正确的是(　　)
A. PU与U的核内具有相同的中子数
B. PU与U的核内具有相同的质子数
C. U经过2次β衰变产生PU
D. U经过1次α衰变产生PU
7. 2010年上海世博会力主“低碳世博”，对绿色新能源的使用大大提高，其中，太
阳能的利用成为本届世博会的“当家花旦”．太阳能是由于太阳内部高温高压条件下的核聚变反应产生的，其核反应方程是( )
A. N＋He→O＋H
B. H＋H→He＋n
C. U＋n→Xe＋Sr＋10n
D. U→Th＋He
8.在光滑的水平面上，质量m1＝2 kg的球以速度v1＝5 m/s和静止的质量为m2＝1 kg的球发生正碰，碰后m2的速度v2′＝4 m/s，则碰后m1 ( )
A．以3 m/s速度反弹
B．以3 m/s速度继续向前运动
C．以1 m/s速度继续向前运动
D．立即停下
9.下列说法中正确的是( )
A．经典物理学能解释原子的稳定性和原子光谱的不连续性
B．光电效应说明光具有粒子性
C．天然放射性元素衰变的快慢与化学、物理状态有关
D．天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构
10.甲、乙两车相向运动，碰撞后连成一体并沿甲车的原方向运动，由此可判断( )
A．乙车的质量比甲车的小
B．乙车的速度比甲车的小
C．乙车的动量比甲车的小
D．乙对甲的作用力小于甲对乙的作用力
（以下为多项选择题）
11.下列说法中正确的是 (　 　)
A．光电效应现象显示了光的粒子性，它否定了光的波动性
B．为了解释原子光谱的不连续性，普朗克提出能量量子化观点
C．某元素原子核内的质子数决定了核外电子的分布，进而决定了该元素的化学性质
D．核力是短程力，在其作用范围内，随核子间距离的变化可表现为引力也可表现为斥力
12. 光电效应实验中，下列表述正确的是 ( )
A.光照时间越长光电流越大
B.入射光足够强就可以有光电流
C.遏止电压与入射光的频率有关
D.入射光频率大于极限频率才能产生光电子
13.下列关于近代物理知识说法中正确的是 (　 　)
A．光电效应显示了光的粒子性
B．玻尔理论可以解释所有原子的光谱现象
C．康普顿效应进一步证实了光的波动特性
D．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的
14.下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是 ( 　　)
A . 通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦方程的正确性
B．通过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分
C．通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象
D．利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性
15.下列说法中正确的是 ( 　　)
A．氢原子在辐射出一个光子后，其核外电子的动能增大
B. U经过两次β衰变产生Pu
C．α射线的电离本领比β射线的大
D．放射性元素U的半衰期随温度的升高而变短
二 填空题
图2
16.在天然放射现象中，释放出的三种射线a、b、c在磁场中运动轨迹如图2所示，其中________是β射线，________穿透能力最强．(选填“a”、“b”或“c”)
17.利用水平放置的气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验，如图3所示，图中A、B装置叫______________，其作用是__________________．若测得滑块甲的质量为0.6 kg，滑块乙的质量为0.4 kg，两滑块作用前甲的速度大小为0.8 m/s，乙的速度大小为0.5 m/s，迎面相碰后甲乙粘在一起以0.28 m/s的速度沿甲原来的方向前进．则两滑块相互作用过程中不变的量是__________，大小为________．

图4
18.氢原子的能级如图4所示．有一群处于n＝4能级的氢原子，这群氢原子能发出________种谱线，发出的光子照射某金属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功应小于________ eV.

三 简述题
19.近年来，国际热核聚变实验堆计划取得了重大进展，它利用的核反应方程是H＋H→He＋n.若H和H迎面碰撞，初速度大小分别为v1、v2，H、H、He、n的质量分别为m1、m2、m3、m4，反应后He的速度大小为v3，方向与H的运动方向相同，求中子n的速度(选取m1的运动方向为正方向，不计释放的光子的动量，不考虑相对论效应)．

20.已知氢原子基态电子轨道半径为r0＝0.528×10－10 m，量子数为n的激发态的能量En＝－ eV.求：①电子在基态轨道上运动的动能；

②有一群氢原子处于量子数n＝3的激发态，画一个能级图，在图上用箭头标明这些氢原子所能发出光的光谱线有哪几条？
③计算这几条光谱线中波长最短的一条光谱线的波长．( k＝9.0×109 N·m2/C2，e＝1.60×
10－19 C，h＝6.63×10－34 J)

21.用速度为v0、质量为m1的He核轰击质量为m2的静止的N核，发生核反应，最终产生两种新粒子A和B.其中A为O核，质量为m3，速度为v3，B的质量为m4
(1)写出核反应方程式；
(2)计算粒子B的速度vB.

22.在真空中，原来静止的原子核X在进行α衰变时，放出α粒子(He)的动能为E0.
假设衰变后产生的新核用Y表示，衰变时产生的能量全部以动能形式释放出来，真空中的光速为c，原子核的质量之比等于质量数之比，原子核的重力不计．
(1)写出衰变的核反应方程；
(2)求衰变过程中总的质量亏损．

专题10 动量和原子物理（选修3-5）参考答案

一 选择题

题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
C
C
D
D
C
C
B
B
题号
9
10

11
12
13
14
15
答案
B
C

CD
CD
AD
CD
ABC

二 填空题
16. c，b

17.光电计时器(或“光电门”)　测量两滑块碰撞前后的速度　甲乙碰撞前或后的总动量　0.28 kg·m/s

18. 6， 　12.75

三 简述题
19.设中子的速度为v，由动量守恒定律有
m1v1－m2v2＝m3v3＋m4v (2分)
解得v＝ (1分)

20.①13.6 eV
②能级图如图所示，可得三条光谱线
③1.03×10－7 m

21. (1)He＋N→O＋H
(2)

22. (1)X→Y＋He　(2)

5