（全國通用）2020版高考物理一輪復習 第十二章 微專題80 原子和原子核加練半小時（含解析）

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1、原子和原子核 1.(多選)如圖1所示是氫原子的能級圖，大量處于n＝5激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，一共可以輻射出10種不同頻率的光子，其中萊曼系是指氫原子由高能級向n＝1能級躍遷時釋放的光子，則(　　) 圖1 A.10種光子中波長最短的是從n＝5激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時產生的 B.10種光子中有4種屬于萊曼系 C.使n＝5能級的氫原子電離至少要0.85eV的能量 D.從n＝2能級躍遷到基態(tài)釋放光子的能量等于從n＝3能級躍遷到n＝2能級釋放光子的能量 2.(多選)(2018·山東省棗莊八中質檢)下列說法正確的是(　　) A.光電效應表明光具有能量，具有波粒二象性 B.根據玻爾理論

2、可知，氫原子輻射出一個光子后，氫原子的電勢能增大，核外電子的運動速度減小 C.一束光照射到某金屬上不能發(fā)生光電效應，是因為該束光的波長太長 D.α粒子散射實驗是盧瑟福建立原子核式結構模型的重要依據 3.(多選)下面敘述正確的是(　　) A.原子核所含核子單獨存在時的總質量大于該原子核的質量 B.有4個半衰期為2年的銫134原子核，經過4年時間還剩下1個銫134 C.同一光電管中發(fā)生光電效應時，增大照射光的頻率就能增大光電子的最大初動能 D.氫原子從n＝6能級躍遷至n＝2能級時輻射出的光子，比從n＝5能級躍遷至n＝2能級時輻射出的光子能量較大 4.(2018·廣東省佛山市二模)關

3、于圖2中四幅圖的有關說法中正確的是(　　) 圖2 A.圖甲中的α粒子散射實驗說明了原子核是由質子與中子組成 B.圖乙中若改用綠光照射，驗電器金屬箔一定不會張開 C.圖丙一群氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，最多能輻射6種不同頻率的光子 D.圖丁原子核C、B結合成A時會有質量虧損，要釋放能量 5.(多選)(2018·山東省青島市城陽區(qū)模擬)下列說法正確的是(　　) A.在光電效應實驗中，入射光越強，逸出的光電子的初動能越大 B.處于基態(tài)的氫原子可以吸收任意頻率的光子而躍遷到對應的激發(fā)態(tài) C.某種放射性元素的樣品經過6小時后還有沒有衰變，它的半衰期是1.5小時 D.比結合能的大

4、小決定著原子核的穩(wěn)定程度 6.為確定愛因斯坦的質能方程ΔE＝Δmc2的正確性，設計了如下實驗：用動能為E1＝0.60MeV的質子轟擊靜止的鋰核Li，生成兩個α粒子，測得兩個α粒子的動能之和為E2＝19.9MeV，已知質子、α粒子、鋰粒子的質量分別取mp＝1.0073u、mα＝4.0015u、mLi＝7.0160u，求： (1)寫出該反應方程； (2)通過計算說明ΔE＝Δmc2正確.(1u＝1.6606×10－27kg) 7.在微觀領域，動量守恒定律和能量守恒定律依然適用.在輕核聚變的核反應中，兩個氘核(H)以相同的動能E0做對心碰撞，該反應中釋放的核能為

5、ΔE，假設釋放的核能全部轉化為氦核(He)和另一種粒子的動能. (1)寫出核反應方程式； (2)在上述輕核聚變的核反應中生成的氦核和另一種粒子的動能各是多少？ 答案精析 1.AB　[由n＝5激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時產生的光子能量最大，頻率最高，波長最短，A項正確；5→1、4→1、3→1和2→1躍遷時釋放的4種光子屬于萊曼系，B項正確；使n＝5能級的氫原子電離至少要0.54eV的能量，C項錯誤；從n＝2能級躍遷到基態(tài)釋放光子的能量為－3.4eV－(－13.6eV)＝10.2eV，從n＝3能級躍遷到n＝2能級釋放光子的能量為－1.51eV－(－3.4eV)＝1.89eV，D錯誤.] 2.CD　

6、[光電效應說明光具有粒子性，故A錯誤；根據玻爾理論可知，氫原子輻射出一個光子后，電子從高軌道躍遷到低軌道，電子與原子核之間的距離變小，庫侖力做正功，氫原子的電勢能減??；電子與原子核之間的距離變小，由庫侖力提供向心力有k＝m，則核外電子的運動速度v＝增大，故B錯誤；一束光照射到某金屬上不能發(fā)生光電效應，可能是因為該束光頻率太小，即波長太長，故C正確；盧瑟福依據α粒子散射實驗提出了原子核式結構模型，故D正確.] 3.ACD　[半衰期是統(tǒng)計規(guī)律，是對大量原子核來說的，對少量原子核不成立，故B錯誤.] 4.C　[α粒子散射實驗說明了原子具有核式結構，故A項錯誤；紫外線照射金屬板時能產生光電效應，換

7、用綠光照射金屬板可能會產生光電效應，驗電器金屬箔可能會張開，故B項錯誤；一群氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，最多能輻射不同頻率的光子種數(shù)為C42＝6，故C項正確；原子核C、B結合成A時，核子平均質量增大，要吸收能量，故D項錯誤.] 5.CD　[光電子的最大初動能大小與入射光強弱無關，與入射光的頻率有關，A錯誤；一個處于基態(tài)的氫原子只能吸收等于兩能級間能量差的光子，故B錯誤；樣品還有沒有衰變，說明經過了4個半衰期，所以半衰期為1.5小時，故C正確；比結合能越大表示原子核中核子結合得越牢固，原子核越穩(wěn)定，故D正確.] 6.(1)Li＋H→2He (2)見解析 解析　(1)核反應方程為：Li＋H→

8、2He. (2)核反應的質量虧損：Δm＝mLi＋mp－2mα＝7.0160u＋1.0073u－2×4.0015u＝0.0203u，由質能方程可得與質量虧損相當?shù)哪芰浚害＝Δmc2＝0.0203×931.5MeV＝18.9MeV，而系統(tǒng)增加的能量：ΔE′＝E2－E1＝19.3MeV，這些能量來自核反應中，在誤差允許的范圍內可認為相等，所以ΔE＝Δmc2正確. 7.(1)2H→He＋n或H＋H→He＋n (2)(2E0＋ΔE)　(2E0＋ΔE) 解析　(1)核反應方程為2H→He＋n或H＋H→He＋n (2)根據核反應中系統(tǒng)的能量守恒，有EkHe＋Ekn＝2E0＋ΔE， 根據核反應中系統(tǒng)的動量守恒，有pHe－pn＝0， 由Ek＝可知＝＝， 解得EkHe＝(2E0＋ΔE)，Ekn＝(2E0＋ΔE). 5