高三原子物理最后练习.docx

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高三原子物理最后练习

养鹿中学高三原子物理练习

一、选择题（本题共20道小题，每小题5分，共100分）

1.波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法不正确的有（　　）

A．光电效应现象揭示了光的粒子性

B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性

C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释

D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长不相等

2.（多选题）如图所示是研究光电效应的电路，阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K在受到光照时能够发射光电子．阳极A吸收阴极K发出的光电子，在电路中形成光电流．如果用单色光a照射阴极K，电流表的指针发生偏转；用单色光b照射光电管阴极K时，电流表的指针不发生偏转．下列说法正确的是（　　）

A．a光的波长一定小于b光的波长

B．只增加a光的强度，可使通过电流表的电流增大

C．只增加a光的强度，可使逸出的光电子的最大初动能变大

D．用单色光a照射阴极K，当电源的正负极对调时，电流表的读数可能减为零

3.如图甲所示，闭合开关，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零．调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60V时，电流表读数仍不为零，当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零．把电路改为图乙，当电压表读数为2V时，电子到达阳极时的最大动能为（　　）

A．0.6eVB．1.9eVC．2.6eVD．4.5eV

4.（多选题）下列叙述的情况中正确的是（　　）

A．光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体一样

B．光是波，但与宏观概念的波有本质的区别

C．光是一种粒子，它和物质作用是“一份一份”进行的

D．光子在空间各点出现的可能性大小．概率可以用波动的规律来描述

5.氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n=4的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n=3的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光b，则（　　）

A．在水中传播时，a光较b光的速度小

B．氢原子从n=4的能级向n=3的能级跃迁时辐射出的光子的能量可能小于0.66eV

C．一群处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线

D．若a光照射某种金属能发生光电效应，则b光照射这种金属也一定能发生光电效应

6.（多选题）卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有（　　）

A．原子的中心有个核，叫做原子核

B．原子的正电荷均匀分布在整个原子中

C．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里

D．带负电的电子在核外绕着核旋转

7.下列科学家提出的原子物理理论中，对其中描述不正确的是（　　）

A．普朗克假设：

振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍

B．德布罗意提出：

实物粒子也具有波动性，其动量P、波长λ，满足γ=

C．贝可勒尔发现天然放射现象，揭示了原子核具有复杂结构

D．波尔的定态理论和跃迁理论，很好地解释了所有原子光谱的实验规律

8.（多选题）以下关于玻尔原子理论的说法正确的是（　　）

A．电子绕原子核做圆周运动的轨道半径不是任意的

B．电子在绕原子核做圆周运动时，稳定地产生电磁辐射

C．电子从量子数为2的能级跃迁到量子数为3的能级时要辐射光子

D．不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只有某些频率的光可以被氢原子吸收

9.（单选题）

子与氢原子核（质子）构成的原子称为

氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用。

图为

氢原子的能级示意图。

假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n=2能级的

氢原子，

氢原子吸收光子后，发出频率为v1、v2、v3、v4、v5和v6的光，且频率依次增大，则E等于（）

A．h（v3－v1）B．h（v4－v1）

C．h（v5+v6）D．h（v1+v2）

10.（单选）卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是（　　）

11.（多选题）下列关于原子和原子核的说法正确的是（　　）

A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分

B．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化

C．放射性元素的半衰期与温度的变化无关

D．结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固

12.下列说法正确的是（　　）

A．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大

B．α粒子散射实验中极少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据

C．核反应方程：

Be+

He→

C+x中的x为质子

D．

C的半衰期为5730年，若测得一古生物遗骸中的

C含量只有活体中的

，则此遗骸距今约有21480年

13.（多选题）如图所示，两个相切的圆表示一个静止的原子核发生某种衰变后，释放出来的粒子和反冲核在磁场中运动的轨迹，可以判断（　　）

A．原子核发生β衰变

B．原子核发生α衰变

C．大圆是释放粒子的运动轨迹，小圆是新核的运动轨迹

D．大圆是新核的运动轨迹，小圆是释放粒子的运动轨迹

14.典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出x个中子：

，铀235质量为m1，中子质量为m2，钡144质量为m3，氪89的质量为m4．下列说法正确的是（　　）

A．该核反应类型属于人工转变

B．该反应放出能量（m1-xm2-m3-m4）c2

C．x的值是3

D．该核反应比聚变反应对环境的污染较少

15.（单选）关于原子核的结合能，下列说法正确的是（  ） 

A．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定小于原来重核的结合能 

B．铯原子核（

）的结合能小于铅原子核（

）的结合能 

C．平均结合能越大，原子核越不稳定 

D．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能

16.下列说法正确的是

A．光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象

B．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定

C．

的半衰期是5天，12g

经过15天后还有1.5g未衰变

D．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应

E．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，电子的动能增大，

原子总能量增大

17.下列说法中正确的是（　　）

A．卢瑟福提出原子的核式结构模型，建立的基础是α粒子的散射实验

B．发现天然放射现象的意义在于使人类认识到原子核具有复杂的结构

C．原子核内的某一核子与其他核子间都有核力作用

D．核反应方程

N+

He→

O+

H属于原子核的人工转变

E．氢原子的核外电子，在由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道过程中，放出光子，电子动能增加，原子的电势能增加

18.下列说法中不正确的是（　　）

A．升高放射性物质的温度，可缩短其半衰期

B．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短

C．某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少4个

D．汤姆孙发现电子，表明原子具有核式结构

E．核反应堆是人工控制链式反应的装置

19.下列说法中正确的是（　　）

A．汤姆孙发现电子，并提出原子具有核式结构

B．对于同一种金属来说，其极限频率恒定，与入射光的频率及光的强度均无关

C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关

D．E=mc2表明物体具有的能量与其质量成正比

E．“人造太阳”的核反应方程是

20.如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系图象，下列说法中正确的是（　　）

A．若原子核D和E结合成F，结合过程一定会吸收核能

B．若原子核D和E结合成F，结合过程一定会释放核能

C．若原子核A分裂成B和C，分裂过程一定会吸收核能

D．若原子核A分裂成B和C，分裂过程一定会释放核能

E．在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度

试卷答案

1.C

【考点】光的波粒二象性．

【分析】光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性．光的波长越长，波动性越明显，波长越短，其粒子性越显著．

根据德布罗意波的波长公式判断质子与电子的波长关系．

【解答】解：

A、光电效应表明光具有一定的能量，能说明光具有粒子性，故A正确；

B、衍射是波特有的现象，热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性，故B正确；

C、黑体辐射的实验规律可用量子理论来解释，但不能用光的波动性解释．故C错误；

D、动能相等的质子和电子，它们的动量：

P=

，质子与电子的质量不同，所以动能相等的电子与质子的动量是不同的，根据德布罗意波波长公式：

可知它们的德布罗意波长不相等，故D正确．

本题选择不正确的，故选：

C

2.ABD

【考点】爱因斯坦光电效应方程．

【分析】发生光电效应的条件：

γ＞γ0，可知道a光、b光的频率大小．再通过电子的流向判断出电流的方向，并根据光电效应方程EK=hγ﹣W，即可求解．

【解答】解：

A、用一定频率的a单色照射光电管时，电流表指针会发生偏转，知γa＞γ0，由λ=

知a光的波长小于b光的波长，故A正确；

B、只增加a光的强度，即增加了光子的个数，则产生的光电子数目增多，光电流增大，使通过电流表的电流增大，故B正确；

C、根据光电效应方程EK=hγ﹣W，最大初动能与入射光频率有关与强度无关，故只增加a光的强度，逸出的电子最大初动能不变，故C错误；

D、根据光电效应方程EK=hγ﹣W，根据动能定理若qU=0﹣Ek，则光电子无法到达阳极A，电流表示数为0，故D正确；

故选：

ABD．

3.C

【考点】光电效应．

【分析】光电子射出后，有一定的动能，若能够到达另一极板则电流表有示数，当恰好不能达到时，说明电子射出的初动能恰好克服电场力做功，然后根据爱因斯坦光电效应方程即可正确解答．

【解答】解：

设用光子能量为2.5eV的光照射时，光电子的最大初动能为Ekm0，阴极材料逸出功为W0，

当反向电压达到U=0.60V以后，具有最大初动能的光电子也达不到阳极，

因此eU=Ekm0

由光电效应方程：

Ekm0=hν﹣W0

由以上二式：

Ekm0=0.6eV，W0=1.9eV．

所以此时最大初动能为0.6eV，该材料的逸出功为1.9eV．

当电压表读数为2V时，根据动能定理：

Ekm﹣Ekm0=eU

代入数据：

Ekm﹣0.6eV=2eV

则逸出功及电子到达阳极时的最大动能为Ekm=0.6eV+2eV=2.6eV，故C正确，ABD错误；

故选：

C．

4.BCD

【考点】光子．

【分析】光电效应以及康普顿效应无可辩驳地证明了光是一种粒子，但是光的干涉和光的衍射又表明光确实是一种波．因此光是一种波，同时也是一种粒子．光具有波粒二象性．

【解答】解：

A、光的粒子性说明光是由一颗一颗的光子组成的光子流，每个光子的能量为ε=hυ，与极小的球体有区别，故A错误；

B、光是一种波，具有波粒二象性，既可把光看作是一种频率很高的电磁波，也可把光看成是一个光子，与宏观概念的波有本质的区别，故B正确；

C、光是一种粒子，它和物质作用即是每个光子与物质微观粒子相互作用，是“一份一份”进行的，故C正确；

D、光具有波粒二象性，属于概率波，因此光子在空间各点出现的可能性大小（概率）可以用波动规律来描述，故D正确；

故选：

BCD．

5.A

【考点】光电效应；氢原子的能级公式和跃迁．

【分析】由光谱知识可知两光在水中的传播速度；

由能级差可得出从4能级到2能级时放出的光子能量；同理也可得出从3到2能级时放出的能量，比较可知两能量关系；则可得出两种光的可能情况；

根据数学组合公式，即可求解；

依据光电效应发生条件，结合跃迁释放能量大小，即可判定．

【解答】解：

A、根据跃迁规律可知从n=4向n=2跃迁时辐射光子的能量大于从n=3向n=2跃迁时辐射光子的能量，则可见光a的光子能量大于b，又根据光子能量E=hγ可得a光子的频率大于b，则a的折射率大于b，又v=

可得在水中传播时，a光较b光的速度小，故A正确；

B、依据△E=E4﹣E3，当氢原子从n=4的能级向n=3的能级跃迁时辐射出的光子的能量△E=﹣0.85﹣（﹣1.51）=0.66eV，故B错误；

C、根据数学组合公式

=6，一群处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生6种谱线，故C错误；

D、根据跃迁规律可知高能级向低能级跃迁时辐射光子的能量等于这两个能级差，从n=4的能级向n=2的能级跃迁时会辐射出的光子能量大于从n=3的能级向n=2的能级跃迁时辐射出能量，若a光照射某种金属能发生光电效应，则b光照射这种金属不一定能发生光电效应，故D错误；

故选：

A．

6.ACD

【考点】原子的核式结构．

【分析】应用卢瑟福原子核式结构理论的主要内容即可判断．

【解答】解：

卢瑟福原子核式结构理论的主要内容是：

在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕核旋转，故B错误，ACD正确；

故选：

ACD

7.D

【考点】玻尔模型和氢原子的能级结构；物质波．

【分析】普朗克提出能量量子化理论；德布罗意提出物质波；贝可勒尔发现天然放射现象，揭示了原子核具有复杂结构；波尔的原子模型，解释了氢原子光谱的实验规律．

【解答】解：

A、普朗克能量量子化假设：

振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍，故A正确；

B、德布罗意提出：

实物粒子也具有波动性，其动量P、波长λ，满足γ=

，故B正确；

C、贝可勒尔发现天然放射现象，揭示了原子核具有复杂结构，故C正确；

D、波尔的原子模型，解释了氢原子光谱的实验规律，不是所有原子光谱，故D错误；

本题选择错误的，故选：

D．

8.AD

【考点】玻尔模型和氢原子的能级结构．

【分析】电子绕核做圆周运动的半径是一些分立值，电子做圆周运动时，不产生电磁辐射．从高能级向低能级跃迁时，辐射光子能量，从低能级向高能级跃迁，吸收能量．吸收或辐射的光子能量等于两能级间的能级差．

【解答】解：

A、根据玻尔理论知，电子绕核做圆周运动的半径是一些分立值，故A正确．

B、电子绕核做圆周运动时，不发生电磁辐射，故B错误．

C、从低能级向高能级跃迁时，需吸收光子，故C错误．

D、当吸收的光子能量等于两能级间的能级差，才能被氢原子吸收，所以不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只有某些频率的光可以被氢原子吸收，故D正确．

故选：

AD．

9.D

解析μ子吸收能量后从n=2能级跃迁到较高m能级，然后从m能级向较低能级跃迁，若从m能级向低能级跃迁时如果直接跃迁到基态n=1能级，则辐射的能量最大，否则跃迁到其它较低的激发态时μ子仍不稳定，将继续向基态和更低的激发态跃迁，即1、2、3…m任意两个轨道之间都可以产生一种频率的辐射光，故总共可以产生的辐射光子的种类n=

=6，解得：

m=4，即μ子吸收能量后先从n=2能级跃迁到n=4能级，然后从n=4能级向低能级跃迁．辐射光子的按能量从小到大的顺序排列为4能级到3能级，能级3到能级2，能级4到能级2，能级2到能级1，能级3到能级1，能级4到能级1．所以能量E与hν3相等，也等于h（v1+v2），故ABC错误，D正确；故选：

D．

10.D

11.BC

【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度；原子核的结合能．

【分析】该题考察知识比较全面，题目中四个选项，考察了四个方面的知识，但是所考察问题均为对基本概念、规律的理解．只要正确理解教材中有关概念即可．如半衰期的大小是有原子核内部决定，与外在环境无关等．

【解答】解：

A、β衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程，但电子不是原子核的组成部分，故A错；

B、玻尔理论的假设是提出了轨道量子化和能量量子化，故B正确；

C、放射性元素的半衰期不随温度、状态及化学变化而变化，是由原子核内部本身决定的，故C正确；

D、比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，故D错误．

故选BC．

12.B

【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度．

【分析】根据光电效应方程比较光电子的最大初动能；卢瑟福通过α粒子散射实验得出了原子核式结构模型；根据在核反应方程中电荷数守恒、质量数守恒得出x的电荷数和质量数，从而确定x是什么粒子．半衰期为原子核有半数发生衰变所需的时间．

【解答】解：

A、不可见光的频率不一定比可见光的频率大，则用不可见光照射金属不一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大．故A错误．

B、α粒子散射实验中极少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据．故B正确．

C、根据电荷数守恒，质量数守恒知，x的电荷数为0，质量数为1，则x为中子．故C错误．

D、测得一古生物遗骸中的

C含量只有活体中的

，知经过了3个半衰期，则此遗骸距今约有17190年．故D错误．

故选：

B．

13.AC

【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度；洛仑兹力．

【分析】静止的原子核发生衰变，根据动量守恒可知，发生衰变后的粒子的运动的方向相反，在根据粒子在磁场中运动的轨迹可以判断粒子的电荷的性质；衰变后的粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力可得半径公式，结合轨迹图分析．

【解答】解：

A、B、原子核发生衰变，粒子的速度方向相反，由图可知粒子的运动的轨迹在同一侧，很据左手定则可以得知，衰变后的粒子带的电性相反，所以释放的粒子应该是电子，所以原子核发生的应该是β衰变；故A正确，B错误；

C、D、衰变后，粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，故：

qvB=m

解得：

R=

静止的原子核发生衰变，根据动量守恒可知，衰变前后，动量守恒，故两个粒子的动量mv相等，磁感应强度也相等，故q越大，轨道半径越小；故大圆是释放粒子的运动轨迹，小圆是新核的运动轨迹；

故C正确，D错误；

故选：

AC．

14.C

【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度；裂变反应和聚变反应．

【分析】根据电荷数守恒和质量数守恒求解x，根据爱因斯坦质能方程求解该反应放出的能量，放射性元素对环境的污染较大．

【解答】解：

A、该核反应是核裂变，可以自发进行，不是人工控制的，故A错误；

B、C、核反应方程

中

根据质量数守恒，有：

235+1=144+89+x

解得：

x=3

根据爱因斯坦质能方程，该反应放出能量为：

△E=△m•c2=（m1+m2﹣m3﹣m4﹣3m2）c2=

故B错误，C正确；

D、该核反应生成两种放射性元素，核污染较大，故D错误；

故选：

C．

15.B

16.BCD

【知识点】功能关系、机械能守恒定律及其应用，动量、动量守恒定律及其应用，裂变反应和聚变反应、裂变反应堆，原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期氢原子的能级结构、能级公式

【试题解析】光电效应本质是原子外层电子吸收光子向外跃迁释放电子的现象，A错误；比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，B正确；半衰期是对大量原子的统计结果，

的半衰期是5天，12g

经过15天后经历了3个半衰期，所以剩余1．5g未衰变，C正确；太阳辐射的能量主要是来源于轻核的聚变，D正确；按照玻尔理论，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，需要吸收能量，所以原子的能量会增加，但是根据洛伦兹力提供向心力，电子的速度减小，动能减小，E错误。

17.ABD

【考点】天然放射现象；裂变反应和聚变反应．

【专题】定量思想；推理法；衰变和半衰期专题．

【分析】卢瑟福提出的原子核式结构模型，仅能解释α粒子散射实验；元素的放射性不受化学形态影响，说明射线来自原子核，且原子核内部是有结构的；核力是短程力；波尔理论和经典力学判断．

【解答】解：

A、卢瑟福通过α粒子散射实验提出的原子核式结构模型，故A正确；

B、元素的放射性不受化学形态影响，说明射线来自原子核，说明原子核内部是有结构的，故B正确；

C、核力是短程力，只有相邻的核力之间有力，故C错误；

D、核反应方程

N+

He→

O+

H中的核反应不是天然放射现象，故属于原子核的人工转变，故D正确；

E、氢原子的核外电子，在由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道的过程中，放出光子，电子动能增加，原子的电势能减小，故E错误；

故选：

ABD

18.ABD

【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度；光电效应．

【专题】衰变和半衰期专题．

【分析】半衰期与外界因素无关，不能发生光电效应说明入射光的频率小于金属的极限频率，原子核经过一次α衰变和两次β衰变后质量数减少4，电荷数不变，天然放射现象表明原子具有核式结构．

【解答】解：

A、半衰期与外界因素无关，A错误；

B、不能发生光电效应说明入射光的频率小于金属的极限频率，B错误；

C、某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后质量数减少4，电荷数不变，核内中子数减少4个，C正确；

D、汤姆孙发现电子，天然放射现象表明原子具有核式结构，D错误；

E、核反应堆是人工控制链式反应的装置，E正确；

本题选错误的，故选：

ABD

19.BCD

【考点】裂变反应和聚变反应；光电效应．

【专题】定性思想；归纳法；衰变和半衰期专题．

【分析】卢瑟福的α粒子散射实验，表明原子具有核式结构；对于同一种金属来说，其极限频率恒定；辐射电磁波的情况与物体的温度、物体的材料有关；由E=mc2得出物体具有能量与质量的关系；聚变是质量较轻的原子核聚变为质量较大的原子核．

【解答】解：

A、汤姆孙发现电子，提出原子的“枣糕”模型，瑟福的α粒子散射实验，表明原子具有核式结构，故A错误．

B、金属的极限频率由金属本身决定，与入射光的频率和强度无关，故B正确．

C、黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，故C正确．

D、根据E=mc2知，物体具有的能量与其质量成正比，故D正确．

E、太阳内部进行的是轻核聚变，故E错误．

故选：

BCD．

20.BDE

【考点】原子核的结合能．

【分析】由图可知中等质量的原子核的核子平均质量最小，结合重核裂变、轻核聚变都有质量亏损，都向外释放能量；为了控制核反应速度，常在铀棒之间插入镉棒．

【解答】解：

A、D和E结合成F，属于轻核的聚变，有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，有能量释放．故A错误，B正确；

C、若A能分裂成B和C，则属于重核的裂变，分裂过程有质量亏损，一定要释放能量，故C错误，D正确；

E、在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了吸收裂变过程中释放的一部分中子，控制核反应速度．故E正确．

故选：

BDE；