高三物理原子物理练习题.doc

高二物理 原子物理练习题基础达标1. 下列叙述中符合历史史实的是（ ）A卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构B玻尔理论成功地解释了各种原子的发光现象C爱因斯坦成功地解释了光电效应现象D赫兹从理论上预言了电磁波的存在2. 一个氘核（）与一个氚核（）发生聚变，产生一个中子和一个新核，并出现质量亏损，则聚变过程（ ）A吸收能量，生成的新核为 B放出能量，生成的新核为C吸收能量，生成的新核为 D放出能量，生成的新核为3. 颜色不同的a光和b光由某介质射向空气时，临界角分别为Ca和Cb，且CaCb 。当用a光照射某种金属时发生了光电效应，现改用b光照射，则（ ）A不一定能发生光电效应 B光电子的最大初动能增加1234n- 13.6- 3.4- 1.51- 0.850E/eV图14-3C单位时间内发射的光电子数增加 D入射光强度增加4. 如图14-3所示，1、2、3、4为玻尔理论中氢原子最低的四个能级。处在n=4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能发出若干种频率不同的光子，在这些光子中，波长最长的是（ ）An=4跃迁到n=1时辐射的光子Bn=4跃迁到n=3时辐射的光子Cn=2跃迁到n=1时辐射的光子Dn=3跃迁到n=2时辐射的光子5. 用蓝光照射某种金属表面，发生光电效应。现将该蓝光的强度减弱，则（ ）A从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B逸出的光电子的最大初动能将减小C单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D有可能不发生光电效应6. 有一种核聚变反应为：H+HH+X。已知H的质量为2.0136u，H的质量为1.0073u，X的质量为3.0180u。则下列说法正确的是（ ）AX是质子，该反应吸收能量 BX是氕，该反应吸收能量CX是氘，该反应释放能量 DX是氚，该反应释放能量7. 用粒子轰击铍核，生成物是碳核和另一个粒子，则该粒子是（ ）A. B. C. D. 8. 在以下关于光的波粒二象性的说法中，错误的是（ ）A有些光具有波动性，有些光具有粒子性，复合光具有波粒二象性B光子的波动性是光子本身固有属性，不是由光子之间的相互作用引起的C光的波长越长，波动性就越显著；光的波长越短，粒子性就越显著D光子数量越多，波动性就越显著；光子数量越少粒子性就越显著9. 完成下列核反应方程，并指出其中哪个是发现质子的核反应方程，哪个是发现中子的核反应方程。N+n C+_ N+He O+_ B+n _+He Be+He _+n Fe+H Co+_10. 一个铀235的原子核裂变时释放196MeV的能量，1kg铀235完全裂变释放的能量为_MeV。11. （原子质量为232.0372u）衰变为（原子质量为228.0287u）。释放出a粒子（的原子质量为4.0026u）。则核反应方程为_，在衰变过程中释放的能量为_。（1u=931.5MeV）12. 波长为0.17m的紫外线照射至金属筒上能使其发射光电子，光电子在磁感强度为B的匀强磁场中，做最大半径为r的匀速圆周运动时，已知rB=5.6×106Tm，光电子质量m=9.1×1031Kg，电量e =1.6×1019C，求(1)每个光电子的最大初动能；(2)金属筒的逸出功。（h=6.63×1034 J·s）13. 太阳内部氢元素的质量约占太阳质量的一半以上，在超高温条件下氢被电离并相互碰撞，能使四个质子聚变成一个氦核，同时释放出大量的能量。（已知mHe=4.002623u，mH=1.008142u，me=0.000548u）（1u=931.5MeV）（1）写出此热核反应的核反应方程；（2）求出反应前后的质量亏损；（3）求出反应释放的能量。能力提升 1. 光照射到金属表面上能够发生光电效应，下列关于光电效应的叙述中，正确的是（ ）A金属电子逸出功与入射光的频率成正比B单位时间内逸出的光电子数与入射光强度无关C用绿光照射金属比用紫光照射同种金属产生的光电子最大初动能大D对某一种金属，入射光的波长必须小于极限波长才能产生光电效应CAVREKA图14-4ab2. 利用光电管研究光电效应实验原理示意图如图14-4所示，用可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则（ ）A若移动滑动变阻器的滑动触头到a端时，电流表中一定无电流通过B滑动变阻器的滑动触头由a端向b端滑动的过程中，电流表的示数一定会持续增大C将滑动变阻器的滑动触头置于b端，改用紫外光照射阴极K，电流表一定有电流通过D将滑动变阻器的滑动触头置于b端，改用红外线照射阴极K，电流表一定无电流通过3. 氢原子核外电子由一轨道向另一轨道跃迁时，可能发生的情况（ ）A原子吸收光子，电子动能增大，原子电势能增大，原子能量增大B原子放出光子，电子动能减少，原子电势能减少，原子能量减少C原子吸收光子，电子动能减少，原子电势能增大，原子能量增大D原子放出光子，电子动能增加，原子电势能减少，原子能量减少4. 有大量的氢原子，吸收某种频率的光子后从基态跃迁到n=3的激发态，已知氢原子处于基态时的能量为E1，则吸收光子的频率=_，当这些处于激发态的氢原子向低能态跃迁发光时，可发出_条谱线，辐射光子的能量分别为_，_，_ 。KABP图14-55. K-介子方程为，其中K-介子和介子带负的基元电荷，0介子不带电。一个K介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP，衰变后产生的介子的轨迹为圆弧PB，两轨迹在P点相切，它们的半径RK与R之比为21。如图14-5所示，0介子的轨迹未画出。由此可知介子的动量大小与0介子的动量大小之比为。6. 静止在匀强磁场中的一个核俘获了一个速度为v=7.3×104m/s的中子而发生核反应，生成粒子与一个新核。测得粒子的速度为2×104m/s，方向与反应前中子运动的方向相同，且与磁感线方向垂直。写出核反应方程。画出核反应生成的两个粒子的运动轨迹及旋转方向的示意图（磁感线方向垂直于纸面向外）。求粒子与新核轨道半径之比。求粒子与新核旋转周期之比。一、选择题1. 原子的核式结构学说是卢瑟福根据以下哪个实验现象提出的？（ ）A. 光电效应现象 B. 氢光谱实验C. a粒子散射实验 D. 阴极射线的有关现象2、根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后（ ）A. 原子的能量增加，电子的动能减少B. 原子的能量增加，电子的动能增加图1C. 原子的能量减少，电子的动能减少D. 原子的能量减少，电子的动能增加3. 图1为氢原子n=1，2，3，4的各个能级示意图。处于n=4能量状态的氢原子，当它向较低能级发生跃迁时，发出的光子能量可能为（ ）A. 2.55eV B. 13.6eV C. 12.75eV D. 0.85eV4. 氢原子从n=4的激发态直接跃迁到n=2的激发态时，发出蓝色光，则当氢原子从n=5的激发态直接跃迁到n=2的激发态时，可能发出的是（ ）A. 红外线 B. 红光 C. 紫光 D. 射线5. 天然放射现象的发现揭示了（ ）A. 原子不可再分 B. 原子的核式结构C. 原子核是可分的 D. 原子核由中子和质子组成6. 某放射性元素的原子核发生两次a衰变和六次衰变，关于它的原子核的变化，下列说法中正确的是（ ）A. 中子数减小8 B. 质子数减小2C. 质子数增加2 D. 核子数减小107. 当一个中子和一个质子结合成氘核时，产生光子辐射，对这一实验事实，下列说法正确的是（ ）A. 核子结合成原子核时，要放出一定的能量B. 原子核分裂成核时，要放出一定的能量C. 光子的质量为零，氘核的质量等于中子与质子的质量之和D. 光子具有一定的能量，氘核的质量小于中子与质子的质量之和8. 新发现的一种放射性元素X，它的氧化物X2O的半衰期为8天，X2O与F能发生如下反应：2X2O+2F2=4XF+O2，XF的半衰期为（ ）A. 2天 B. 4天 C. 8天 D. 16天9.一个U235吸收一个中子后发生的反应是，放出的能量为E。235U核的质量为M，中子的质量为m0，136Xe核的质量为m1，90Sr核的质量为m2，真空中的光速c，则释放的能量E=_。原子物理 （B卷）一、选择题1如图1所示为卢瑟福和他的同事们做a 粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C三个位置时，关于观察到的现象，下述说法中正确的是（ ）A相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多ABC金箔放射源荧光屏显微镜图1B相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数最少C相同时间内放在C位置时观察到屏上的闪光次数最少D放在C位置时观察不到屏上有闪光2下列说法中正确的是（ ）A卢瑟福首先提出原子的核式结构学说B汤姆生在粒子散射实验中发现了电子C玛丽·居里发现了天然放射现象D爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说3光子能量为E的一束光照射容器中的氢（设氢原子处于n=3的能级），氢原子吸收光子后，能发出频率1、2、3、4、5、6六种光谱线，且1<2<3<4<5<6，则E等于（ ）Ah1 Bh6 Ch(61) Dh(1+2+3+4+5+6)4质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3，一个质子和一个中子结合成氘核时，若放出的能量全部转变为一个光子的能量，已知普朗克常量为h，真空中的光速为c。则放出的光子的频率为（ ）A. B. C. D. 5处于激发态的原子，如果在入射光子的作用下，引起高能态向低能态跃迁，同时在两个能态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去，这种辐射叫做受激辐射。原子发生受激辐射时，发出的光子的频率、发射方向等都跟入射光子完全一样，这样使光得到加强，这就是激光产生的机理。那么发生受激辐射时，产生激光的原子的总能量En、电子的电势能EP、电子动能EK的变化关系是（ ）AEP增大、EK减小、En减小BEP减小、EK增大、En减小CEP增大、EK增大、En增大DEP减小、EK增大、En不变核子平均质量原子序数zOFeDEFCBA图26处于基态的氢原子，要想从基态跃迁到能量较大的激发态，可以有两种方法：一种是用光照射，氢原子吸收了入射光子的能量而跃迁到激发态；另一种是氢原子间相互碰撞，基态氢原子从相互碰撞中得到一定的能量而发生跃迁已知氢原子从基态跃迁到某一个激发态需要吸收的能量为12.09 eV，下面哪种情况可以使一个原来静止并处于基态的氢原子跃迁到该激发态（ ）A吸收一个能量大于12.09 eV的光子B吸收一个能量小于12.09 eV的光子C动能等于12.09 eV的另一个氢原子与这个氢原子发生正碰D动能比12.09 eV大得足够多的另一个氢原子与这个氢原子发生碰撞7下列关于原子结构和原子核的说法中正确的是（ ）A卢瑟福在粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型B天然放射性元素在衰变过程中核电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中不偏转的是射线C据图2可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能D据图2可知，原子D和E聚变成原子核F要吸收能量8一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中，由于发生了衰变而形成了如图3所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为116 ，下面正确的是（ ）B图3A该原子核发生了衰变B反冲核沿小圆作顺时针方向运动C原静止的原子核的原子序数为15D沿大圆和小圆运动的粒子的周期相同9若原子的某内层电子被电离形成空位，其它层的电子跃迁到该空位上时，会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出来，此电磁辐射就是原子的特征X射线。内层空位的产生有多种机制，其中的一种称为内转换，即原子中处于激发态的核跃迁回基态时，将跃迁时释放的能量交给某一内层电子，使此内层电子电离而形成空位（被电离的电子称为内转换电子）。214Po的原子核从某一激发态回到基态时，可将能量E0=1.416MeV交给内层电子（如K、L、M层电子，K、L、M标记原子中最靠近核的三个电子层）使其电离。实验测得从214Po原子的K、L、M层电离出的电子的动能分别为EK =1.323MeV、EL =1.399MeV、EM =1.412MeV。则可能发射的特征X射线的能量为（ ）A0.013MeV B0.017MeV C0.076MeV D0.093MeV二、填空题图41如图4所示，是利用放射线自动控制铝板厚度的装置。假如放射源能放射出、三种射线，而根据设计，该生产线压制的是3mm厚的铝板，那么是三种射线中的_射线对控制厚度起主要作用。当探测接收器单位时间内接收到的放射性粒子的个数超过标准值时，将会通过自动装置将M、N两个轧辊间的距离调节得 些（填“大”或“小”）。2放射性同位素在技术上有很多应用，不同的放射源可用于不同的目的，下表列出这些放射性同位素的半衰期和可供利用的射线：同位素辐射线半衰期同位素辐射线半衰期同位素辐射线半衰期钋210138天锶9028年钴605年镅241433天锝996小时对于以下几种用途，分别选取表中哪一种放射性元素作放射源。（1）塑料公司生产聚乙烯薄膜，方法是让较厚的聚乙烯膜通过轧辊变薄，利用适当的放射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀。答：_。（2）医生用放射性方法治疗肿瘤。答：_。（3）放射源和控制器间相隔很小一段距离，若它们之间烟尘浓度超过某一设定的临界值，探测器探测到的射线强度将比正常情况下小得多，从而通过自动控制装置，触发电铃，发出火灾警报，预防火灾。答：_。（4）用放射性同位素作示踪原子，用来诊断人体内的器官是否正常。方法是给被检查者注射或口服附有放射性同位素的元素的某些物质，当这些物质的一部分到达要检查的器官时，可根据放射性同位素的射线情况分析器官正常与否。答：_。 三计算题 10. 一个中子以1.9×107m/s的速度击中一个静止的氮核，并发生核反应，生成甲、乙两种新核，它们的运动方向与中子原来的运动方向相同，测得甲核质量是中子质量的11倍，速度是1×106m/s，乙原子核垂直进入B=2T的匀强磁场中，做匀速圆周运动的半径为R=0.02m，已知中子质量m=1.6×1027kg，e=1.6×1019C，求乙原子核是何种原子核？并写出核反应方程。11. 用质子轰击锂核（Li）生成两个a粒子。已知质子质量Mp=1.0078u，锂核质量为MLi=7.0160u，M=4.0026u，质子的初动能是E1=0.6MeV。求：（1）写出核反应方程式；（2）核反应前后发生的质量亏损；（3）核反应过程中释放的能量E；（4）核反应释放的能量全部用来增加两个粒子的动能，则核反应后两个a粒子具有总能量是多少？