《原子原子核物理》针对训练.doc

河北省衡水市景县梁集中学 高三 选修3-5原子，原子核物理针对训练
一、选择题
1.（单选）根据玻尔理论，在氢原子中，量子数n越大，则（　　）

A．
电子轨道半径越小
B．
核外电子运动速度越小

C．
原子能级的能量越小
D．
电子的电势能越大
2.（单选）氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子．已知基态的氦离子能量为E1=﹣54.4eV，氦离子能级的示意图如图所示．．在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是（　　）

A．
40.8eV
B．
43.2eV
C．
51.0eV
D．
54.4eV
3.（单选）处于基态的氢原子在某单色光束照射下，能发出频率为v1，v2，v3的三种光，且v1＜v2＜v3则该照射光的光子能量为（　　）

A．
hv1
B．
hv2
C．
hv3
D．
h（v1+v2+v3）
4.
（多选）氢原子辐射出一个光子后，下列说法正确的是（　　）

A．
电子绕核旋转半径减小
B．
电子的动能减小

C．
氢原子的电势能减小
D．
原子的能级值减小

E．
电子绕核旋转的周期增大

5.
（多选）下列说法正确的是（　　）

A．
原子核内部某个质子转变为中子时，放出β射线

B．
U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短

C．
电子的衍射现象说明实物粒子具有波动性

D．
氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增加，电势能减小

E．
原子核的比结合能越大则原子核越稳定
6.
用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到一定数目的光谱线．调高电子的能量再次进行观测，发现光谱线的数目比原来增加了几条．根据如图所示的氢原子的能级图可知，测下列说法正确的是（　　）

A．
若基态氢原子从最初能跃迁到2激发态，变为从最初能跃迁到4激发态，光谱线增加的条数为5

B．
若基态氢原子从最初能跃迁到3激发态，变为从最初能跃迁到4激发态，光谱线增加的条数为3

C．
若基态氢原子从最初能跃迁到3激发态，变为从最初能跃迁到5激发态，光谱线增加的条数为4

D．
若基态氢原子从最初能跃迁到4激发态，变为从最初能跃迁到5激发态，光谱线增加的条数为5

E．
若基态氢原子从最初能跃迁到5激发态，变为从最初能跃迁到6激发态，光谱线增加的条数为5
7.（多选）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2.49eV的金属钠，下列说法中正确的是（ ）

A．从n=3的激发态跃迁到n=2的激发态时所发出的光的波长最短
B．这群氢原子能发出3种频率不同的光，且均能使金属钠发生光电效应
C．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9.60eV
D．从n=3的激发态跃迁到基态时所发出的光能使金属钠发生光电效应，且使光电子获得最大初动能
8.（单选）下列说法正确的是
A．卢瑟福通过α粒子的散射实验，建立了原子核式结构模型
B．卢瑟福发现中子的核反应方程为
C．贝克勒尔发现质子的核反应方程为
D．查得威克发现了天然放射现象，说明了原子核是有内部结构的
9.(单选)一个氡核 Rn衰变成钋核 PO并放出一个粒子，半衰期为3.8天，2g氧经过7.6天衰变掉的质量，以及衰变过程放出的粒子（　　）
A． 1.5g，α粒子 B． 1.5g，β 粒子 C． 0.5g，α 粒子 D． 0.5g，β粒子
10.（多选）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，在自发跃迁中放出一些光子，用这些光子照射逸出功为2．25ev的钾，下列说法正确的是

A．这群氢原子能发出三种不同频率的光
B．这群氢原子发出光子均能使金属钾发生光电效应
C．金属钾表面逸出的光电子最大初动能一定小于12.09ev
D．金属钾表面逸出的光电子最大初动能可能等于9.84ev
E．金属钾表面逸出的光电子最大初动能可能小于7.95ev
二、计算题
11.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1个氦核（He）和2个正电子（e）并放出能量。已知质子质量mp＝1.0073u，α粒子的质量mα＝4.0015u，电子的质量me＝0.0005u，1u的质量对应931.5 MeV的能量，
（1）写出该热核反应方程；
（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?（结果保留两位有效数字）

12.1928年，德国物理学家玻特用α粒子（）轰击轻金属铍（）时，发现有一种贯穿能力很强的中性射线．查德威克对该粒子进行研究，进而发现了新的粒子——中子．

①请写出α粒子轰击轻金属铍的核反应方程．
②若中子以速度v0与一质量为mN的静止氮核发生碰撞，测得中子反向弹回的速率为v1，氮核碰后的速率为v2，则中子的质量m等于多少？

13.
静止的氮核被速度为v0的中子击中生成碳核和另一种原子核甲，已知与甲核的速度方向与碰撞前中子的速度方向一致，碰后碳核与甲核的动量之比为l：1．
（1）写出核反应方程式．
（2）求与甲核的速度各是多大？

原子，原子核物理针对训练 答案解析
1.解：n越大，轨道半径越大，原子能量越大，根据，知电子的动能越小，原子能量等于电子动能和势能的总和，知电阻的电势能越大．故B、D正确，A、C错误．
故选BD．
2.【答案】解：根据量子理论可以知道，处于基态的离子在吸收光子能量时是成份吸收的，不能积累的．因此当其它能级和基态能量差和光子能量相等时，该光子才能被吸收．
A、由能级示意图可知：第2能级和基态能级差为：△E1=E2﹣E1=﹣13.6﹣（﹣54.4）=40.8eV，故A选项中光子能量能被吸收，故A错误；
B、没有能级之间的能量差和B中光子能量相等，故B正确；
C、第4能级和基态能级差为：△E2=E4﹣E1=﹣3.4﹣（﹣54.4）=51.0eV；故C选项中光子能量能被吸收，故C错误；
D、当光子能量大于等于基态能量时，将被处于基态离子吸收并能使其电离，故选项D中的光子能量能被吸收，故D错误
故选B．
3.【答案】解：由题意可知，氢原子吸收能量后跃迁到第三能级，则吸收的能量等于n=1和n=3能级间的能级差，即单色光的能量E=hv3．故C正确，A、B、D错误．
故选C．
4.【答案】解：氢原子辐射出一个光子后，从高能级向低能级跃迁，氢原子的能量减小，轨道半径减小，
根据=，得轨道半径减小，电子速率增大，动能增大，由于氢原子能量减小，则氢原子电势能减小，电子绕核运动的周期减小．故ACD正确，BE错误．
故选：ACD．
5.【答案】解：A、原子核内部某个中子转变为质子时，放出β射线，故A错误；
B、半衰期不会随地球环境的变化而变化，故B错误；
C、电子的衍射现象说明实物粒子的波动性，故C正确；
D、核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增加，电势能减小，故D正确；
E、原子核的比结合能越大，则原子核越稳定，故E正确；
故选：CDE．
6.【答案】解：A、若基态氢原子从最初能跃迁到2激发态，光谱线的数目条数是1，
从最初能跃迁到4激发态，光谱线的数目条数是=6，
所以若基态氢原子从最初能跃迁到2激发态，变为从最初能跃迁到4激发态，光谱线增加的条数为5，故A正确；
B、若基态氢原子从最初能跃迁到3激发态，光谱线的数目条数是=3，
若基态氢原子从最初能跃迁到3激发态，变为从最初能跃迁到4激发态，光谱线增加的条数为3，故B正确；
C、从最初能跃迁到5激发态，光谱线的数目条数是=10，
若基态氢原子从最初能跃迁到3激发态，变为从最初能跃迁到5激发态，光谱线增加的条数为7，故C错误；
D、若基态氢原子从最初能跃迁到4激发态，变为从最初能跃迁到5激发态，光谱线增加的条数为4，故C错误；
D、若基态氢原子从最初能跃迁到5激发态，变为从最初能跃迁到6激发态，光谱线增加的条数为﹣10=5，故D正确；
故选：ABE．
7.【答案】CD
8.【答案】A
9.【答案】A
【解析】解：氡核的半衰期为3.8天，根据半衰期的定义得：
m=m0 ()，其中m为剩余氡核的质量，m0为衰变前氡核的质量，T为半衰期，t为经历的时间．
由于T=3.8天，t=7.6天，
解得：m=0.25m0，所以衰变掉的氡的质量为0.75×2g=1.5g，
根据衰变过程中质量数和电荷数守恒，由于生成物质量数减小4，电荷数减小2，所以放出的粒子是α粒子．
故选：A．
10.【答案】ACD 解析： A、根据 =3知，这群氢原子能辐射出三种不同频率的光子，从n=3向n=2跃迁的光子频率最小，波长最长．故A正确．B、只有从n=3跃迁到n=1，以及从n=2跃迁到n=1辐射的光子能量大于逸出功，所以能发生光电效应的光有两种，故B错误．C、从n=3跃迁到n=1辐射的光子能量最大，发生光电效应时，产生的光电子最大初动能最大，光子能量最大值为13.6-1.51eV=12.09eV，根据光电效应方程得，Ekm=hv-W0=12.09-2.25eV=9.84eV．故CD正确，E错误．故选：ACD．
11.【答案】（1）4H→He＋2e （2）25
12.【答案】
（1）核反应过程中质量数与核电荷数守恒，由质量数守恒与核电荷数守恒可知，
核反应方程式为：；
（2）核反应过程中，系统动量守恒，以中子的初速度方向为正方向，
由动量守恒定律得：，
解得：；
13.【答案】解：（1）根据质量数与核电荷数守恒可知，
甲核的核电荷数是1，质量数是3，甲核是氚核，
核反应方程式为：N+n→C+H；
（2）设中子质量为m0，C核质量mC，甲核质量为m甲，
由动量守恒得：m0v0=mC vC+m甲v甲，
即：m0v0=12 m0 vC+3m0v甲，
又因为C与甲核动量比为1：l，
所以m0 vC=m甲v甲，
即12 m0 vC=3 m0v甲，
联立以上两个方程，得：vC=，v甲=．
答：（1）核反应方程式是：N+n→C+H；
（2）的速度是，甲核的速度是．