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

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n5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n1能級躍遷時釋放的光子，則()圖1A.10種光子中波長最短的是從n5激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時產(chǎn)生的B.10種光子中有4種屬于萊曼系C.使n5能級的氫原子電離至少要0.85eV的能量D.從n2能級躍遷到基態(tài)釋放光子的能量等于從n3能級躍遷到n2能級釋放光子的能量2.(多選)(2018·山東省棗莊八中質(zhì)檢)下列說法正確的是()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(yīng)，是因為該束光的波長太長D.粒子散射實驗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存在時的總質(zhì)量大于該原子核的質(zhì)量B.有4個半衰期為2年的銫134原子核，經(jīng)過4年時間還剩下1個銫134C.同一光電管中發(fā)生光電效應(yīng)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n6能級躍遷至n2能級時輻射出的光子，比從n5能級躍遷至n2能級時輻射出的光子能量較大4.(2018·廣東省佛山市二模)關(guān)于圖2中四幅圖的有關(guān)說法中正確的是()圖2A.圖甲中的粒子散射實驗說明了原子核是由質(zhì)子與中子組成B.圖乙中若改用綠光照射，驗電器金屬箔一定不會張開C.圖丙一群氫原子處于n4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時會有質(zhì)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(yīng)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(yīng)的激發(fā)態(tài)C.某種放射性元素的樣品經(jīng)過6小時后還有沒有衰變，它的半衰期是1.5小時D.比結(jié)合能的大小決定著原子核的穩(wěn)定程度6.為確定愛因斯坦的質(zhì)能方程Emc2的正確性，設(shè)計了如下實驗：用動能為E10.60MeV的質(zhì)子轟擊靜止的鋰核Li，生成兩個粒子，測得兩個粒子的動能之和為E219.9MeV，已知質(zhì)子、粒子、鋰粒子的質(zhì)量分別取mp1.0073u、m4.0015u、mLi7.0160u，求：(1)寫出該反應(yīng)方程；(2)通過計算說明Emc2正確.(1u1.6606×1027kg)7.在微觀領(lǐng)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(yīng)中，兩個氘核(H)以相同的動能E0做對心碰撞，該反應(yīng)中釋放的核能為E，假設(shè)釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為氦核(He)和另一種粒子的動能.(1)寫出核反應(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能各是多少？答案精析1.AB由n5激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時產(chǎn)生的光子能量最大，頻率最高，波長最短，A項正確；51、41、31和21躍遷時釋放的4種光子屬于萊曼系，B項正確；使n5能級的氫原子電離至少要0.54eV的能量，C項錯誤；從n2能級躍遷到基態(tài)釋放光子的能量為3.4eV(13.6eV)10.2eV，從n3能級躍遷到n2能級釋放光子的能量為1.51eV(3.4eV)1.89eV，D錯誤.2.CD光電效應(yīng)說明光具有粒子性，故A錯誤；根據(jù)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，氫原子的電勢能減小；電子與原子核之間的距離變小，由庫侖力提供向心力有km，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(yīng)，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(jù)粒子散射實驗提出了原子核式結(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粒子散射實驗說明了原子具有核式結(jié)構(gòu)，故A項錯誤；紫外線照射金屬板時能產(chǎn)生光電效應(yīng)，換用綠光照射金屬板可能會產(chǎn)生光電效應(yīng)，驗電器金屬箔可能會張開，故B項錯誤；一群氫原子處于n4的激發(fā)態(tài)，最多能輻射不同頻率的光子種數(shù)為C426，故C項正確；原子核C、B結(jié)合成A時，核子平均質(zhì)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(guān)，與入射光的頻率有關(guān)，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(jīng)過了4個半衰期，所以半衰期為1.5小時，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)LiH2He(2)見解析解析(1)核反應(yīng)方程為：LiH2He.(2)核反應(yīng)的質(zhì)量虧損：mmLimp2m7.0160u1.0073u2×4.0015u0.0203u，由質(zhì)能方程可得與質(zhì)量虧損相當(dāng)?shù)哪芰浚篍mc20.0203×931.5MeV18.9MeV，而系統(tǒng)增加的能量：EE2E119.3MeV，這些能量來自核反應(yīng)中，在誤差允許的范圍內(nèi)可認(rèn)為相等，所以Emc2正確.7.(1)2HHen或HHHen(2)(2E0E)(2E0E)解析(1)核反應(yīng)方程為2HHen或HHHen(2)根據(jù)核反應(yīng)中系統(tǒng)的能量守恒，有EkHeEkn2E0E，根據(jù)核反應(yīng)中系統(tǒng)的動量守恒，有pHepn0，由Ek可知，解得EkHe(2E0E)，Ekn(2E0E).5