（全國(guó)通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 微專(zhuān)題80 原子和原子核加練半小時(shí)（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(jí)圖，大量處于n＝5激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，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(jí)向n＝1能級(jí)躍遷時(shí)釋放的光子，則(　　) 圖1 A.10種光子中波長(zhǎng)最短的是從n＝5激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)產(chǎn)生的 B.10種光子中有4種屬于萊曼系 C.使n＝5能級(jí)的氫原子電離至少要0.85eV的能量 D.從n＝2能級(jí)躍遷到基態(tài)釋放光子的能量等于從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)釋放光子的能量 2.(多選)(2018·山東省棗莊八中質(zhì)檢)下列說(shuō)法正確的是(　　) A.光電效應(yīng)表明光具有能量，具有波粒二象性 B.根據(jù)玻爾理論

2、可知，氫原子輻射出一個(gè)光子后，氫原子的電勢(shì)能增大，核外電子的運(yùn)動(dòng)速度減小 C.一束光照射到某金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)樵撌獾牟ㄩL(zhǎng)太長(zhǎng) D.α粒子散射實(shí)驗(yàn)是盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù) 3.(多選)下面敘述正確的是(　　) A.原子核所含核子單獨(dú)存在時(shí)的總質(zhì)量大于該原子核的質(zhì)量 B.有4個(gè)半衰期為2年的銫134原子核，經(jīng)過(guò)4年時(shí)間還剩下1個(gè)銫134 C.同一光電管中發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，增大照射光的頻率就能增大光電子的最大初動(dòng)能 D.氫原子從n＝6能級(jí)躍遷至n＝2能級(jí)時(shí)輻射出的光子，比從n＝5能級(jí)躍遷至n＝2能級(jí)時(shí)輻射出的光子能量較大 4.(2018·廣東省佛山市二模)關(guān)

3、于圖2中四幅圖的有關(guān)說(shuō)法中正確的是(　　) 圖2 A.圖甲中的α粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了原子核是由質(zhì)子與中子組成 B.圖乙中若改用綠光照射，驗(yàn)電器金屬箔一定不會(huì)張開(kāi) 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(jié)合成A時(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損，要釋放能量 5.(多選)(2018·山東省青島市城陽(yáng)區(qū)模擬)下列說(shuō)法正確的是(　　) A.在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，入射光越強(qiáng)，逸出的光電子的初動(dòng)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(duì)應(yīng)的激發(fā)態(tài) C.某種放射性元素的樣品經(jīng)過(guò)6小時(shí)后還有沒(méi)有衰變，它的半衰期是1.5小時(shí) D.比結(jié)合能的大

4、小決定著原子核的穩(wěn)定程度 6.為確定愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2的正確性，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：用動(dòng)能為E1＝0.60MeV的質(zhì)子轟擊靜止的鋰核Li，生成兩個(gè)α粒子，測(cè)得兩個(gè)α粒子的動(dòng)能之和為E2＝19.9MeV，已知質(zhì)子、α粒子、鋰粒子的質(zhì)量分別取mp＝1.0073u、mα＝4.0015u、mLi＝7.0160u，求： (1)寫(xiě)出該反應(yīng)方程； (2)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明ΔE＝Δmc2正確.(1u＝1.6606×10－27kg) 7.在微觀領(lǐng)域，動(dòng)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(yīng)中，兩個(gè)氘核(H)以相同的動(dòng)能E0做對(duì)心碰撞，該反應(yīng)中釋放的核能為

5、ΔE，假設(shè)釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為氦核(He)和另一種粒子的動(dòng)能. (1)寫(xiě)出核反應(yīng)方程式； (2)在上述輕核聚變的核反應(yīng)中生成的氦核和另一種粒子的動(dòng)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(shí)產(chǎn)生的光子能量最大，頻率最高，波長(zhǎng)最短，A項(xiàng)正確；5→1、4→1、3→1和2→1躍遷時(shí)釋放的4種光子屬于萊曼系，B項(xiàng)正確；使n＝5能級(jí)的氫原子電離至少要0.54eV的能量，C項(xiàng)錯(cuò)誤；從n＝2能級(jí)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(jí)躍遷到n＝2能級(jí)釋放光子的能量為－1.51eV－(－3.4eV)＝1.89eV，D錯(cuò)誤.] 2.CD　

6、[光電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性，故A錯(cuò)誤；根據(jù)玻爾理論可知，氫原子輻射出一個(gè)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(kù)侖力做正功，氫原子的電勢(shì)能減?。浑娮优c原子核之間的距離變小，由庫(kù)侖力提供向心力有k＝m，則核外電子的運(yùn)動(dòng)速度v＝增大，故B錯(cuò)誤；一束光照射到某金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，可能是因?yàn)樵撌忸l率太小，即波長(zhǎng)太長(zhǎng)，故C正確；盧瑟福依據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，故D正確.] 3.ACD　[半衰期是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，是對(duì)大量原子核來(lái)說(shuō)的，對(duì)少量原子核不成立，故B錯(cuò)誤.] 4.C　[α粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了原子具有核式結(jié)構(gòu)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；紫外線照射金屬板時(shí)能產(chǎn)生光電效應(yīng)，換

7、用綠光照射金屬板可能會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)，驗(yàn)電器金屬箔可能會(huì)張開(kāi)，故B項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)正確；原子核C、B結(jié)合成A時(shí)，核子平均質(zhì)量增大，要吸收能量，故D項(xiàng)錯(cuò)誤.] 5.CD　[光電子的最大初動(dòng)能大小與入射光強(qiáng)弱無(wú)關(guān)，與入射光的頻率有關(guān)，A錯(cuò)誤；一個(gè)處于基態(tài)的氫原子只能吸收等于兩能級(jí)間能量差的光子，故B錯(cuò)誤；樣品還有沒(méi)有衰變，說(shuō)明經(jīng)過(guò)了4個(gè)半衰期，所以半衰期為1.5小時(shí)，故C正確；比結(jié)合能越大表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定，故D正確.] 6.(1)Li＋H→2He (2)見(jiàn)解析 解析　(1)核反應(yīng)方程為：Li＋H→

8、2He. (2)核反應(yīng)的質(zhì)量虧損：Δm＝mLi＋mp－2mα＝7.0160u＋1.0073u－2×4.0015u＝0.0203u，由質(zhì)能方程可得與質(zhì)量虧損相當(dāng)?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(lái)自核反應(yīng)中，在誤差允許的范圍內(nèi)可認(rèn)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(yīng)方程為2H→He＋n或H＋H→He＋n (2)根據(jù)核反應(yīng)中系統(tǒng)的能量守恒，有EkHe＋Ekn＝2E0＋ΔE， 根據(jù)核反應(yīng)中系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，有pHe－pn＝0， 由Ek＝可知＝＝， 解得EkHe＝(2E0＋ΔE)，Ekn＝(2E0＋ΔE). 5