原子物理训练-答案
原子物理训练
【答案】
1. ABD 2. ACD 3. BDE 4. CDE 5. BCD 6. ACD 7. ABE 8. ADE 9. ACE 10. ABD 【解析】
1. 解:A 、光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面.前者表明光子具有能量,后者表明光子具有能量之外还具有动量.故A 正确.
B 、光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面.前者表明光子具有能量,后者表明光子具有能量之外还具有动量.故B 正确. C 、比结合能越大,原子核越稳定,越牢固.故C 错误.
D 、聚变时释放能量是因为发生了亏损质量,所以聚变反应后原子核的总质量小于反应前原子核的总质量,故D 正确. E 、处于基态的氢原子的能级是不连续的,且辐射光子的能量也是不连续的,故E 错误; 故选:ABD .
光电效应和康普顿效应都揭示了光的粒子性;亮纹的地方是光子到达几率大的地方;比结合能越大,原子核越稳定;依据质能方程可知,质量与能量相对应的;能级不连续,辐射光子的能量也不连续,从而即可求解.
本题考查了光电效应方程和康普顿效应的意义、掌握质能方程、能级等知识点,关键理解这些知识点的基本概念和基本规律,难度不大,注意结合能与比结合能的区别.
2. 解:A 、根据=6知,这些氢原子可能辐射出6种不同频率的光子.故A 正确.
BC 、氢原子由n =4向n =1能级跃迁时辐射的光子能量最大,频率最大,最大能量为13.6-0.85eV =12.75eV ,故B 错误,C 正确;
D 、若由n =3能级跃迁到n =2能级产生的光能使某种金属逸出光电子,而由n =2能级跃迁到n =1能级产生的光的能量大于由n =3能级跃迁到n =2能级产生的光的能量,因此一定能使该种金属逸出光电子,故D 正确;
E 、由n =4能级跃迁到n =2能级,由n =3能级跃迁到n =2能级和由n =4能级跃迁到n =3能级产生的光的波长分别为λ1、λ2、λ3,则有:h =h +h , 即为λ1=
,故E 错误.
故选:ACD .
根据数学组合公式求出氢原子可能辐射光子频率的种数.能级间跃迁时,辐射的光子能量等于两能级间的能级差,能级差越大,辐射的光子频率越高,并根据光电效应发生条件,即可一一求解.
解决本题的关键知道光电效应的条件,以及知道能级间跃迁时辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差,掌握辐射光子的种类计算方法.
3. 解:A 、卢瑟福通过α粒子散射实验确定了原子的核式结构模型.故A 错误. B 、根据数学组合=6,故B 正确.
C 、半衰期具有统计意义,对大量的原子核适用,对少量的原子核不适用.故C 错误. D 、氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,原子能量增加,根据k =m 知,轨道半径增大,电子动能减小.故D 正确.
E 、质子、中子、α粒子的质量分别为m 1、m 2、m 3.质子和中子结合成一个α粒子,质
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量亏损△m =(2m 1+2m 2-m 3),根据质能方程,释放的能量为△E =△mc =(2m 1+2m 2-m 3)c 2,故E 正确. 故选:BDE .
卢瑟福通过α粒子散射实验确定了原子的核式结构模型;根据数学组合,即可确定辐射种类;半衰期具有统计意义,对大量的原子核适用;轻核聚变有质量亏损,求出质量亏损,根据质能方程求出释放的能量;根据轨道半径的变化,结合库仑引力提供向心力判断电子动能的变化,轨道半径越大,原子能量越大.
本题考查了射线的性质、半衰期、质能方程以及能级等基础知识点,关键要熟悉教材,牢记这些基础知识点,注意半衰期的适用条件,及一群原子与一个原子的区别. 4. 解:A 、卢瑟福用α粒子散射实验证明了原子的核式结构,故A 错误;
B 、某种元素的半衰期为一年,两年后该元素,还剩下四分之一没有衰变,不是完全变成了另一种元素,故B 错误;
C 、玻尔理论,氢原子放出一个光子,核外电子的运动半径减小,故C 正确; D 、查德威克发现原子核内存在中子,故D 正确; E 、原子核
O 内,质量数为17,而质子数为8,那么有9个中子,故E 正确;
故选:CDE .
α粒子散射实验提出原子的核式结构;依据半衰期的定义,即可判定;据玻尔理论,放出一个光子,半径减小;查德威克发现中子;及质量数等于质子数与中子数之和,从而即可求解.
考查α粒子散射实验的作用,理解半衰期的定义,掌握玻尔理论的内容,注意中子的发现者.
5. 解:A 、卢瑟福通过α粒子散射实验得出了原子的核式结构模型,故A 错误. B 、康普顿效应证实了光的粒子性,故B 正确.
C 、一群处于第四能级的氢原子向基态跃迁时,根据=6知,将向外辐射6种不同频率的光子,故C 正确.
D 、爱因斯坦质能方程E =mc 2
表明,物体具有的能量和它的质量之间有简单的正比关系,故D 正确.
E 、紫外线照射某金属表明时发生了光电效应,知紫外线的频率大于金属的极限频率,但是红外线的频率小于紫外线的频率,用红外线照射,不一定能发生光电效应,故E 错误.
故选:BCD .
卢瑟福通过α粒子散射实验得出了原子的核式结构模型;康普顿效应、光电效应说明光具有粒子性;根据数学组合公式确定可能释放光子频率的种数;结合爱因斯坦质能方程分析物体具有能量和质量之间的关系;当入射光的频率大于金属的极限频率时,会发生光电效应.
本题考查了α粒子散射实验、康普顿效应、光电效应、爱因斯坦质能方程、能级等基础知识点,关键要熟悉教材,牢记这些基础概念和基本规律,难度不大.
6. 解:A 、大量处于能级n =3的氢原子向低能级跃迁能产生3中不同频率的光子,故A 正确;
B 、大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁,产生光子的最大能量为第3能级到第1能级, 则最大频率为v =
,故B 错误;
C 、当氢原子从能级n 2跃迁到n 1时,能量减小,离轨道越近,对应的电子的轨道半径变
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小,故C 正确; D 、若氢原子从能级n 2跃迁到n 1时放出的光子恰好能使某金属发生的光电效应,则当氢原子从能级n 3跃迁到n 1时放出的光子照到该金属表面时,逸出的光电子的最大初动能为E 3-E 2.故D 正确.
E 、电子是有质量的,撞击氢原子是发生弹性碰撞,由于电子和氢原子质量不同,故电子不能把-E 3的能量完全传递给氢原子,因此不能使氢原子完全电离,而光子的能量可以完全被氢原子吸收,故E 错误; 故选:ACD .
基态的氢原子吸收的能量必须等于两能级间的能级差时,才能被吸收,根据该关系,确定出吸收光子后跃迁的第几能级,根据数学组合公式求出激发后发射光子的种类,只有当吸收光子的能量大于处于第3能级的能量时,才能发生电离现象. 解决本题的关键知道辐射或吸收光子的能量等于两能级间的能级差,即E m -E n =hv ,并掌握光电效应发生条件,及注意电离的条件.
7. 解:A 、普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,成为量子力学的奠基人之一,故A 正确;
B 、发生光电效应时,若入射光频率确定,则光照强度越大形成的饱和光电流越大,故B 正确;
C 、β衰变产生的电子不是原子的核外电子电离后形成的电子流,而是核内的中子转化成质子和电子产生的,故C 错误;
D 、核反应方程H +H →He +n 是轻核聚变反应,但不是链式反应,故D 错误; E 、玻尔原子模型无法解释复杂原子光谱的实验规律,是因为仍然把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动,故E 正确; 故选:ABE
普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,成为量子力学的奠基人之一,玻尔原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律,β衰变产生的电子是核内的中子转化成质子和电子产生的.
掌握波尔理论的内容及应用,知道发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,知道β衰变的本质,难度适中.
8. 解:A 、在该核反应中,H +H →He +X +17.6MeV ,根据电荷数守恒、质量数守恒,
则X 的电荷数为0,质量数为1,可知X 是中子,故A 正确.
B 、在X +Y →He +H +4.9MeV 中,根据电荷数守恒、质量数守恒,Y 的电荷数为3,质量数为 6,则Y 的质子数为3,中子数为3,故B 错误.
C 、两个核反应都释放能量,都有质量亏损,故C 错误,D 正确. E 、两核反应均为核聚变反应,故E 正确. 故选:ADE .
根据质量数守恒以及电荷数守恒即可判断出X 和Y ;根据是否释放能量判定有没有质量亏损;根据核反应的特点判定是否是聚变反应.
该题考查常见的核反应方程,在这一类的题目中,要注意质量数守恒和核电荷数守恒的应用.基础题目.
9. 解:解:A 、光子像其他粒子一样,不但具有能量,也具有动量,故A 正确; B 、原子核比结合能越大,原子核越稳定,故B 错误; C 、依据质量数与质子数守恒,那么核反应方程式为C S →B a +x ,可以判断x
为电子,故C 正确;
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D 、β射线在云室中穿过会留下清晰的直线径迹,但不能说明β射线具有波动性,故D 错误;
E 、一个氢原子处在n =4的能级,由较高能级跃迁到较低能级时,最多可以发出4→3,3→2,和2→1三种频率的光,故E 正确. 故选:ACE .
光子既有能量,又有动量;
比结合能大小与原子核是否稳定有关; 依据质量数与质子数守恒,即可判定;
依据径迹是否模糊,能否发生衍射,从而判定是否具有波动性;
一个在n =4的能级电子,当它跃迁到较低能级时,最多可发出3种频率的光子. 考查光子的两面性,掌握比结合能与结合能的区别,知道核反应方程的书写规律,注意一个电子与大量电子跃迁放出频率的种类的不同,该题考查原子物理学中的、包括物理学史在内的多个记忆性的知识点的内容,这一类的情况要多加积累.
10. 解:A 、重核裂变和轻核聚变都释放能量,都有质量亏损,故A 正确.
B 、电子的发现可知原子还可以再分,原子不是组成物质的最小微粒,故B 正确. C 、铀核裂变需要其它粒子轰击,不能自发进行,故C 错误. D 、卢瑟福通过α粒子轰击氮核发现了质子,核反应方程为He +
N →
O +H ,故
D 正确.
E 、由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子,若发光材料白天吸收光子外层电子跃迁到n >2的高能轨道,晚上向低能级跃迁放出光子,其发射光的能量可能与吸收的光的能量相等,也可能小于吸收的光的能量,波长不一定跟吸收的光的波长完全一致.故E 错误. 故选:ABD .
重核裂变和氢核聚变都有质量亏损,向外辐射能量;电子的发现说明原子不是组成物质的最小微粒;重核裂变不能自发进行,需要其它粒子的轰击;卢瑟福通过α粒子轰击氮核发现了质子;根据能级跃迁分析发出的光子波长与吸收光子波长的关系,注意跃迁时可能跃迁到n >2的能级,释放的光子种类可能有多种.
本题考查了近代物理中的基本知识,对于这部分基本知识要注意加强理解和应用.该题中,一大群氢原子在吸收了光子的能量后,可能跃迁至n >2的能级,所以释放出的光子的种类可能有多种,这是容易被忽略和犯错误的地方.
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