吉林省集安市第一中学高三物理课后强化作业6

吉林省集安市第一中学高三物理课后强化作业6一、选择题1．(2022·天津)下列能揭示原子具有核式结构的实验是(　　)A．光电效应实验　　　　　B．伦琴射线的发现C．α粒子散射实验D．氢原子光谱的发现[答案]　C[解析]　①光电效应实验揭示了光具有粒子性，故A错误；②伦琴射线是原子内层电子能级跃迁产生，故B错误；③α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构．因为绝大部分α粒子不偏转，极少数α粒子发生了大角度散射．故C正确；④氢原子光谱的发现揭示了氢原子能量分布是不连续的．故D错误．2．(2022·北京)表示放射性元素碘131(I)β衰变的方程是(　　)A.I→Sb＋HeB.I→Xe＋eC.I→I＋nD.I→Te＋H[答案]　B[解析]　β衰变释放的是电子e，A、C、D错误，B正确．3．(2022·重庆)核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线．下列说法正确的是(　　)A．碘131释放的β射线由氦核组成B．铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量C．与铯137相比，碘131衰变更慢D．铯133和铯137含有相同的质子数[答案]　D[解析]　①β射线是高速电子流，A错误；②γ光子能量比可见光光子能量大，B错误；③碘131比铯137衰变得更快，C错误．④铯137和铯133是同位素，即核内具有相同质子数和不同中子数，故D正确．4．(2022·浙江)关于天然放射现象，下列说法正确的是(　　)A．α射线是由氦原子核衰变产生B．β射线是由原子核外电子电离产生C．γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D．通过化学反应不能改变物质的放射性[答案]　D[解析]　①α射线本身是氦核流，所以A错误；②β射线是高速电子流，是原子核内一个中子变成一个质子时放射出的电子，不是核外电子电离产生的，所以B错误；③γ射线是α衰变或β衰变发生时，产生的新核由于具有过多的能量(处于激发态)而辐射出的光子流，所以C错误；④化学反应中不会形成新的原子核，而物质的放射性主要是元素的放射性，所以D正确．5.Th(钍)经过一系列α和β衰变，变成Pb(铅)，下列说法错误的是(　　)A．铅核比钍核少8个质子B．铅核比钍核少16个中子C．共经过4次α衰变和6次β衰变D．共经过6次α衰变和4次β衰变-5-[答案]　C[解析]　由于β衰变不会引起质量数的减少，故可先根据质量数的减少确定α衰变的次数为：x＝＝6现结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判断β衰变的次数y应满足：2x－y＝90－82＝8所以y＝2x－8＝4.6．(2022·苏北四市模拟)北京时间2022年3月11日在日本海域发生强烈地震，强震引发了福岛核电站危机．下列关于核裂变和核辐射的方程正确的是(　　)A.U＋n→Ba＋Kr＋10nB.Pu→U＋HeC.Cs→Ba＋eD.I→Xe＋e[答案]　BCD[解析]　根据电荷数和质量数守恒可知，BCD正确．7．当用具有1.87eV能量的光子照射n＝3激发态的氢原子时(　　)A．氢原子不会吸收这个光子B．氢原子吸收该光子后被电离，电离后电子的动能为0.36eVC．氢原子吸收该光子后被电离，电离后电子的动能为零D．氢原子吸收该光子后不会被电离[答案]　B[解析]　当n＝3时，氢原子的能量E3＝eV＝－1.51eV，所以处于n＝3激发态的氢原子的电离能是1.51eV，当该原子吸收具有1.87eV能量的光子后被电离，电离后电子的动能是(1.87－1.51)eV＝0.36eV.8．(2022·温州八校模拟)如图为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n＝3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光子照射逸出功为2.49eV的金属钠，下列说法中正确的是(　　)A．这群氢原子能辐射出三种频率不同的光，其中从n＝3跃迁到n＝2所发出的光波长最短B．这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减小，原子势能增大C．金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为11.11eV-5-D．金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为9.60eV[答案]　D[解析]　①氢原子由n＝3的激发态向较低能级跃迁的过程中，可辐射出三种不同频率的光，分别为n＝3→n＝2、n＝3→n＝1和n＝2→n＝1跃迁时发出，由E＝hc/λ可以得出：能级差越大的，所发出的光波长越短，选项A错误；②这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的半径减小，动能增大，原子势能减小，选项B错误；③入射光能量越大，从金属钠表面所发出的光电子的最大初动能越大，所以金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为氢原子由n＝3向n＝1跃迁时发出的光子照射时获得的，Ek＝hν－W＝(13.6－1.51)eV－2.49eV＝9.60eV，选项C错误、D正确．二、非选择题9．(2022·江苏)按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量________(选填“越大”或“越小”)．已知氢原子的基态能量为E1(E1＜0)，电子质量为m,基态氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后，电子速度大小为________(普朗克常量为h)．[答案]　越大　[解析]　由En＝－可知，电子离原子核越远，n越大，En越大，故氢原子的能量越大．由能量守恒定律得：E1＋hν＝mv2－0解得：v＝.10．(2022·茂名模拟)一个原来静止的锂核(Li)俘获一个速度为v0＝1.54×105m/s的中子后，生成一个氚核和一个氦核，已知氚核的速度为v1＝2.0×103m/s，方向与中子的运动方向相反．(1)请写出核反应方程；(2)求出氦核的速度v2.[答案]　(1)Li＋n→H＋He　(2)4×104m/s[解析]　(1)核反应方程：Li＋n→H＋He(2)设中子速度v0的方向为正，中子质量为m，则氚核质量为3m，氦核质量为4m.根据动量守恒定律得：mv0＝－3mv1＋4mv2代入数据得：v2＝4×104m/s.11．氢原子的核外电子质量为m，电荷量为e，在离核最近的轨道上运动，轨道半径为r1.(1)电子运动的动能Ek是多少？(2)电子绕核转动的频率是多少？(3)氢原子核在离核最近的电子轨道处产生的电场强度E为多大？[答案]　(1)　(2)　(3)[解析]　(1)根据＝和Ek＝mv2得Ek＝(2)周期T＝，频率f＝，结合＝得-5-f＝(3)根据库仑定律F＝k和F＝Ee得E＝.12．(2022·潍坊模拟)用速度大小为v的中子轰击静止的锂核(Li)，发生核反应后生成氚核和α粒子，生成的氚核速度方向与中子的初速度方向相反，氚核与α粒子的速度之比为7∶8.中子的质量为m，质子的质量可近似看做m，光速为c.(1)写出核反应过程；(2)求氚核和α粒子的速度大小；(3)若核反应过程中放出的核能全部转化为α粒子和氚核的动能，求质量亏损．[答案]　(1)n＋Li→H＋He　(2)v　v　(3)[解析]　(1)n＋Li→H＋He①(2)由动量守恒定律得mv＝－3mv1＋4mv2②由题意得v1∶v2＝7∶8解得v1＝v，v2＝v③(3)氚核和α粒子的动能之和为Ek＝×3mv＋×4mv＝mv2④释放的核能为ΔE＝Ek－Ekn＝mv2－mv2＝mv2⑤由爱因斯坦质能方程得，质量亏损为Δm＝＝⑥13．如图所示，氢原子从n>2的某一能级跃迁到n＝2的能级，辐射出能量为2.55eV的光子．问最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射上述能量的光子？请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图．[答案]　12.75eV　见解析图[解析]　氢原子从n>2的某一能级跃迁到n＝2的能级，满足hν＝En－E2＝2.55eV基态氢原子要跃迁到n＝4的能级，应提供：ΔE＝E4－E1＝12.75eV-5-跃迁图见下图-5-