阶段验收评估(十二) 原子结构 原子核 波粒二象性

1、阶段验收评估(十二)原子结构原子核波粒二象性(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分)1(2012重庆高考)以下是物理学史上3个著名的核反应方程()x SKIPIF 1 0 Li2yy SKIPIF 1 0 14eq avs4al( 7)Nx SKIPIF 1 0 17eq avs4al(8)Oy SKIPIF 1 0 Bez SKIPIF 1 0)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流B若换用波长为2(20)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流C增加电路中电源两极电压，电路中光电流一定增大D若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生二、双项选择题(本

2、题共5小题，每小题6分，共30分，选对一个得3分，有错选不得分)5(2012长安测试)随着科技的发展，大量的科学实验促进了人们对微观领域的认识，下列说法正确的是()A汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子核是有复杂结构的B卢瑟福通过粒子轰击氮核实验的研究，发现了质子C普朗克通过对黑体辐射的研究，第一次提出了光子的概念D德布罗意首先提出了物质波的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想6下列说法中正确的是()A衰变现象说明电子是原子核的组成部分B目前已建成的核电站的能量来自于轻核聚变C一群氢原子从n3的激发态跃迁到基态时，能辐射3种不同频率的光子D卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子核式结构

3、模型7(2013焦作质检)下列说法中正确的是()图4A卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为eq oal(4,2)Heeq oal(14, 7)Neq oal(17, 8)Oeq oal(1,1)HB放射性元素的半衰期随温度的升高而增加C一个动量为p的电子对应的物质波波长为hp(h为普朗克常量)D从能级图中可知，氢原子从n2能级跃迁到n1能级释放出的光子能量高于从n4能级跃迁到n2能级所释放出的光子能量8(2012东北三省三校联考)如图5所示，氢原子在不同能级间发生a、b、c三种跃迁时，释放光子的波长分别是a、b、c，则下列说法正确的是()图5A从n3能级跃迁到n1能级时，释放光子的波长可表示为

4、eq f(hc,E3E1)B从n3能级跃迁到n2能级时，电子的电势能减小，氢原子的能量增加C若用波长为c的光照射某金属时恰好能发生光电效应，则用波长为a的光照射该金属时也一定能发生光电效应D用12.09 eV的光子照射大量处于基态的氢原子时，可以发出3种频率的光9(2013潮州金中、揭阳一中联合摸底考试)用中子轰击铝27，其核反应方程：(1)eq oal(27,13)Aleq oal(1,0)neq oal(24,11)NaX；eq oal(24,11)Na具有放射性，其核反应方程为：(2)eq oal(24,11)Na2412MgY。则()AX是eq oal(4,2)HeBY是eq oal(

5、1,0)nC(1)是衰变 D(2)是衰变三、填空、计算题(本题共3题，共54分，按题目要求作答。计算题应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)10(18分)(2012江苏南京二模)(1)下列说法正确的有_。A光电子的最大初动能和照射光的频率成正比B大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性C卢瑟福用粒子散射实验的数据估算原子核的大小D玻尔的原子模型彻底否定了经典的电磁理论(2)放射性原子核eq oal(238, 92)U先后发生衰变和衰变后，变为原子核eq avs4al(oal(234, 91)Pa)。已知eq oal(238, 92)U质量为m12

6、38.029 0 u，eq oal(234, 91)Pa质量为m2234.023 9 u，粒子的质量为m4.002 6 u，电子的质量为me0.000 5 u。(原子质量单位1 u相当于931.5 MeV的能量)则：放射性衰变方程为：_。原子核eq oal(238, 92)U衰变为eq oal(234, 91)Pa的过程中释放能量为_MeV(保留三位有效数字)。(3)在第(2)问中，若原来eq oal(238, 92)U静止，衰变后放出的粒子速度为v3107 m/s，不计电子和衰变过程中释放光子的动量，则eq oal(234, 91)Pa的速度大小约为多少(保留两位有效数字)?11(18分)(

7、2013德州模拟)雷蒙德戴维斯因研究来自太阳的中微子(Ve)而获得了2002年度诺贝尔物理学奖。他在探测中微子过程中所涉及的一个核反应方程式为：Veeq oal(37,17)Cleq oal(37,18)Areq oal(0,1)e，已知eq oal(37,17)Cl核的质量为36.956 58 u；eq oal(37,18)Ar核的质量为36.956 91 u，eq oal(0,1)e的质量为0.000 55 u，1 u质量对应的能量为931.5 MeV。根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为_MeV。12(18分)(1)能量为Ei的光子照射基态氢原子，刚好可使该原子中的

8、电子成为自由电子。这一能量Ei称为氢的电离能。现用一频率为的光子从基态氢原子中击出了一电子，该电子在远离核以后速度的大小为_(用光子频率、电子质量m、氢原子的电离能Ei和普朗克常量h表示)。(2)氢原子在基态时轨道半径r10.531010 m，能量E113.6 eV，求氢原子处于基态时：电子的动能；原子的电势能；用波长是多少的光照射可使其电离？ 答 案阶段验收评估(十二)1选C根据质量数和电荷数守恒，三个核反应方程为 SKIPIF 1 0 H SKIPIF 1 0 Li2 SKIPIF 1 0 He, SKIPIF 1 0 He SKIPIF 1 0 14eq avs4al( 7)N SKIP

9、IF 1 0 H SKIPIF 1 0 17eq avs4al( 8)O, SKIPIF 1 0 He SKIPIF 1 0 Be SKIPIF 1 0 n SKIPIF 1 0 12eq avs4al( 6)C，z为中子，C选项正确。2选A由于光子能量不可分，因此只有能量恰好等于两能级差的光子才能被氦离子吸收，故A项中光子不能被吸收，D项可以。而实物粒子(如电子)只要能量不小于两能级差，均可能被吸收，故B、C两项中电子均能被吸收。3选B从氢原子光谱图上可以看出谱线a、b相邻且波长ba，则谱线b光子的频率大于谱线a光子的频率，产生谱线b的能级差仅大于产生谱线a的能级差，所以B正确。4选B当用波

10、长为0的光照射阴极K时，电路中有光电流，只有换用频率更大，也就是波长比0小的光照射阴极K时才一定有光电流，换用波长比0大的光时情况不确定，A错误，B正确。电路中光电流由光电子数目决定，与光的强度有关，与电路中电源两极电压无关，C错误。若将电源极性反接，光电子做减速运动，若接近A板时还没有减速到零，电路中就可能有光电流产生，D错误。5选BD汤姆孙在研究阴极射线时发现电子，电子的发现说明原子是可以再分的，汤姆孙进一步提出了原子的“枣糕式”模型，该模型被卢瑟福用粒子散射实验给予了否定，卢瑟福提出了原子的核式结构学说，A错误。爱因斯坦首先提出了光子的概念，C错误。6选CD衰变发生时，原子核中的中子转化

11、为一个质子同时放出电子，电子并不是原子核的组成部分，目前建成的核电站的能量来自于重核裂变，A、B均错误；一群氢原子从n3的激发态跃迁到基态时，能辐射出Ceq oal(2,3)3种不同频率的光子，C正确，由物理学史可知，D也正确。7选AD卢瑟福用粒子轰击氮原子核发现了质子，A正确。放射性元素的半衰期是由原子核内部的因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关，B错误。由德布罗意波长eq f(h,p)可知一个动量为p的电子对应的物质波波长eq f(h,p)(h为普朗克常量)，C错误。从能级图中可知，氢原子从n2能级跃迁到n1能级释放出的光子能量为10.2 eV，

12、从n4能级跃迁到n2能级释放出的光子能量2.55 eV，D正确。8选AD从n3能级跃迁到n1能级时，释放出的光子能量为(E3E1)，由Eh得释放光子的波长为eq f(hc,E3E1)，A正确。从n3能级跃迁到n2能级时释放光子，因此电子的电势能减小，氢原子的能量减小，B错误。由能级图可知波长为c的光对应的光子频率大于波长为a的光所对应的光子频率，因此用波长为c的光照射某金属时恰好能发生光电效应，用波长为a的光照射该金属时一定不能发生光电效应，C错误。用12.09 eV的光子照射大量处于基态的氢原子时，氢原子可以从n1能级跃迁到n3能级，大量氢原子再由n3能级跃迁到n1能级时将发出3种不同频率的

13、光，D正确。9AD10解析：(1)由光电效应方程EkhW0可知，光电子的最大初动能和照射光的频率成一次函数关系，选项A错误；玻尔从基本假设出发，运用经典电磁学和经典力学的理论，计算出氢原子中电子的可能轨道半径及相应的能量，选项D错误。(2)亏损的质量mm1m2mme0.002 0 u；释放的能量E0.002 0931.5 MeV1.86 MeV。(3)由动量守恒可得，mPavPamv，解得vPaeq f(m,mPa)v5.1105 m/s。答案：(1)BC(2)eq oal(238, 92)Ueq oal(234, 91)Paeq oal(4,2)Heeq oal(0,1)e1.86(3)5.1105 m/s11解析：核反应过程中质量增加量mmArmemCl36.956 91 u0.000 55 u36.956 58 u0.000 88 u。故电子中微子的最小能量为mc20.000 88931.5 MeV0.82 MeV答案：0.8212解析：(1)由能量守恒得eq f(1,2)mv2hEi，解得电子速度为v eq r(f(2hEi,m)。(2)设处于基态的氢原子核外电子速度为v1，则：keq f(e2,roal(2,1)eq f(mvoal(2,1),r1)。所以电子动能Ek1eq f(1,2)mveq oal(2,1)eq f(ke2,2r1)eq