原子物理 量子論初步

量子論初步光光電效應(yīng)規(guī)律電光子說效應(yīng)愛因斯坦光電效應(yīng)方程光的光具有波粒二象性本量性子論玻玻爾理論初爾原子光譜步模型玻爾理論的局限性德布羅意波物波長公式h質(zhì)= p波氫原子的電子云原子核湯姆生原子模型粒子散射實(shí)驗(yàn)原子物理盧瑟福核式結(jié)構(gòu)核式結(jié)構(gòu)學(xué)說大小原子核組成三種射線本質(zhì)及特性天然放射現(xiàn)象衰變及其方程半衰期人工轉(zhuǎn)變原放射性同位素及應(yīng)用子核反應(yīng)質(zhì)量虧損核質(zhì)能方程 E = m c 2E m c2重核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)核反應(yīng)堆核電站核能利用熱核反應(yīng)輕核聚變可控?zé)岷朔磻?yīng)媒介子 : 是傳遞各種相互作用的粒子，如光子、膠子粒子輕子 : 是不參與強(qiáng)相互作用的粒子，如電子、強(qiáng)子 : 是參與強(qiáng)相互作用的粒子，如質(zhì)子、中子、介子、超子等強(qiáng)子是由更基本的 6種夸克組成的概率波光子質(zhì)子中子子、子等第二十三章量子論初步基礎(chǔ)訓(xùn)練 一、選擇題1我們觀察到的太陽光譜是（A 明線光譜B吸收光譜C 連續(xù)光譜D氫原子光譜）2 紅外光、藍(lán)光、 X光三種光子比較它們的能量有A紅外光最大B藍(lán)光最大C X 光最大D一樣大（）3 產(chǎn)生光電效應(yīng)的必要條件是（）A入射光的照射時(shí)間足夠長B入射光的強(qiáng)度足夠大C入射光的波長足夠長D入射光的頻率足夠大4 在光電效應(yīng)中 ,入射光的頻率高于極限頻率時(shí),能增大光電流 ( 飽和 ) 的方法是（）A增大入射光的頻率B增大入射光的強(qiáng)度C增大加在光電管上的電壓D延長光照射的時(shí)間5 用藍(lán)光照射一光電管，能產(chǎn)生光電效應(yīng)欲使光電子從陰極逸出時(shí)的最大初動(dòng)能增大，則應(yīng)（）A改用紫光照射B增大藍(lán)光的強(qiáng)度C增大光電管上的加速電壓D 改用綠光照射6 關(guān)于光的波粒二象性，下述說法中正確的是（）A 頻率高的光子易顯示波動(dòng)性B 個(gè)別光子產(chǎn)生的效果易顯示粒子性C 光的衍射說明光具有波動(dòng)性D 光電效應(yīng)說明光具有粒子性7 按玻爾理論，一個(gè)氫原子中的電子從一半徑為r a的圓軌道自發(fā)地直接躍遷到一半徑為r b的圓軌道上，r a>r b，在此過程中（）A原子要發(fā)出一系列頻率的光子B原子要吸收一系列頻率的光子C原子要發(fā)出某種頻率的光子D原子要吸收某種頻率的光子二、填空題1光的干涉或 _現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性；光的_現(xiàn)象說明光具有粒子性這些現(xiàn)象說明了光具有_性2粒子性的顯著程度來說，射線比倫琴射線的粒子性_，按波動(dòng)性的顯著程度來說，紫光比紅光的波動(dòng)性_3一群氫原子處于n 4 的能級，向能量較低的能級發(fā)生躍遷時(shí)，所輻射光子的頻率最多有種其中輻射光子的最小波長為，最大波長為（氫原子基態(tài)能量為 13.6 eV ）三、計(jì)算題1若供給白熾燈泡的能量中有5用來發(fā)出可見光 ,設(shè)所有可見光的波長都是 560 nm，求 100 W燈泡每秒可發(fā)出多少個(gè)光子（保留兩位有效數(shù)字1 nm 10-9 m）2氫原子處于基態(tài)時(shí)，能量為13.6 eV，核外電子軌道半徑為r ，電子電量為 e，靜電引力恒量為k，求：（ 1）電子躍遷到 n2 的軌道上運(yùn)動(dòng)，需吸收多少 eV 的能量（ 2）電子在 n 2 的軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能第二十三章 量子論初步 提高測試 一、選擇題1 光譜分析所用的光譜是（A連續(xù)光譜B明線光譜C太陽光譜D以上都可以）2 以下關(guān)于光譜的說法正確的是（）A熾熱的固體產(chǎn)生的光譜是連續(xù)光譜B氣體發(fā)光產(chǎn)生的光譜是明線光譜C經(jīng)棱鏡色散后的太陽光譜是連續(xù)光譜D對月光進(jìn)行光譜分析可了解月球的化學(xué)組成成分3 下列關(guān)于光電效應(yīng)的陳述中，正確的是（）A金屬電子逸出功與入射光的頻率成正比B光電流強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度無關(guān)C用不可見光照射金屬一定比用可見光照同種金屬產(chǎn)生的光電子的初動(dòng)能大D對任何一種金屬，都有一個(gè)”最大波長”，入射光的波長必須小于這個(gè)波長才能產(chǎn)生光電效應(yīng)4 如圖 23-1 所示用一束光照射光電管，電流表G有一定讀數(shù)，下面的哪項(xiàng)措施可以保證使G的示數(shù)增加（設(shè)光電流為飽和狀態(tài)）（）A增大入射光的頻率B增大入射光的強(qiáng)度C滑片 P向右移動(dòng)D滑片 P向左移動(dòng)圖 23-15 如圖 23-2 所示 , 為氫原子的能級圖 , 若用能量為 10.5 eV 的光子去照射一群處于基態(tài)的氫原子 ,則氫原子（）A能躍遷到 n 2的激發(fā)態(tài)上去B能躍遷到 n 3激發(fā)態(tài)上去C能躍遷到 n 4的激發(fā)態(tài)上去D以上三種說法均不正確6關(guān)于光譜，下列哪些說法是正確的（）A明線光譜一定是物質(zhì)處于高溫狀態(tài)下發(fā)射的圖 23-2B某種元素的明線光譜中有波長為0 的光，則其它元素的明線光譜中就不可能有波長為 0的光C吸收光譜中的每條暗線總與同種元素的明線光譜中的一條明線相對應(yīng)D明線光譜的存在是原子能級存在的依據(jù)之一7關(guān)于光的波粒二象性，如下說法中正確是（）A大量光子的效果往往表現(xiàn)出波動(dòng)性，個(gè)別光子的效果往往表現(xiàn)出粒子性B光在傳播時(shí)往往表現(xiàn)出波動(dòng)性，光跟物質(zhì)相互作用時(shí)往往表現(xiàn)出粒子性C波長小的光粒子性較顯著，波長大的光波動(dòng)性較顯著D光既有波動(dòng)性，又具有粒子性，這是相互矛盾不能統(tǒng)一的二、填空題1已知銫的逸出功W=18.75 eV，則要使金屬銫產(chǎn)生光電效應(yīng)的極限頻率是_1015 Hz， ( 普朗克常量 h=6.6 10-34 J s，保留三位小數(shù) )2圖 23-3 所示是光電管的工作電路， 圖中電源的正極是 _( 填 a 或 b) 若圖 23-3使這種光電管產(chǎn)生的光電效應(yīng)的入射光的最大波長為 ，則能使光電管工作的入射光光子的最小能量為_3某金屬在強(qiáng)度為 I ，頻率為 n的光照射下發(fā)生了光電效應(yīng)單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子為 200個(gè)光電子的最大初動(dòng)能為 2.0 eV 若使用強(qiáng)度為 2I 的該頻率的光照射，則單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)為 _個(gè)，光電子的最大初動(dòng)能為 _ 10-19 J（本空保留一位小數(shù)）4頻率為 v的光照射到一金屬表面上,有電子從金屬表面逸出當(dāng)所加的反向電壓 V的大小增加到 3 V 時(shí) ,光電流剛好減小到零已知這種金屬的極限頻1415率為 v06.00 10Hz, 則照射光的頻率為 _10 Hz( 保留三位有效數(shù)字)三、計(jì)算題1發(fā)光功率為 P 的點(diǎn)光源放在折射率為 n 的介質(zhì)中，點(diǎn)光源向各個(gè)方向均勻發(fā)出波長為 的單色光在距點(diǎn)光源為 l 遠(yuǎn)處，垂直光的傳播方向有一孔屏，小孔的面積為 S，求 t s 內(nèi)通過小孔的光子數(shù)（設(shè)真空中光速為 c，普朗克恒量為 h）例 1（ 2003 年江蘇， 4）鈾裂變的產(chǎn)物之一氪90（ 3690Kr ）是不穩(wěn)定的，它經(jīng)過一系列衰變最終成為穩(wěn)定的鋯90（ 4090 Zr ），這些衰變是A.1 次 衰變， 6 次 衰變B.4 次 衰變C.2 次 衰變D.2 次 衰變， 2 次 衰變【解析】 由于 粒子和 粒子都帶有一定的電荷量，所以發(fā)生 衰變和 衰變都引起原子核核電荷數(shù)的變化，但由于不計(jì) 粒子的質(zhì)量， 所以只有 衰變會(huì)引起原子核質(zhì)量數(shù)的變化，所以可先根據(jù)原子核質(zhì)量數(shù)的變化確定 衰變的次數(shù)， 再結(jié)合核電荷數(shù)的變化確定衰變的次數(shù) .該題中 3690 Kr 衰變?yōu)?9040 Zr ，因其質(zhì)量數(shù)未變，故知未發(fā)生衰變 .核電荷數(shù)由36變?yōu)?40，增加了 4，因每發(fā)生一次 衰變，可使新核的核電荷數(shù)增加1，故知應(yīng)為發(fā)生了4次 衰變，即答案 B 正確 .小結(jié)：該題解析中給出了判斷衰變種類及衰變次數(shù)的一般方法，請同學(xué)們認(rèn)真領(lǐng)會(huì)并予以掌握 .例 2（2003 年江 ， 9）原子從一個(gè)能 遷到一個(gè) 低的能 ，有可能不 射光子，例如在某種條件下， 原子從n=2 能 上的 子 遷到n=1 能 上 并不 射光子，而是將相 的能量 交 n=4能 上的 子，使之能脫離原子， 一 象叫做俄歇效 ，以 種方式脫離原子的 子叫俄歇 子.已知 原子的能 公式可 化 E 有 =-A ，式中n2n=1， 2， 3表示不同的能 ，A 是正的已知常數(shù) .上述俄歇 子的 能是A.3B.7AA1616C.11 AD.13 A16AA16，n=1 的能 E1=-A，所以 子從n=2 能 【解析】 原子 n=2 的能 E2=-2=-24 遷到 n=1 的能 放的能量E=E2-E1=3 A .又 原子 n=4 的能 E4=-AA ， 明44216 子從 n=4 能 遷到無 能 （E=0 ），即脫離原子需吸收A 的能量，由能的 化和16守恒知， 俄歇 子的能量 E） = 11 A ，即答案 C 正確 .k=E-（ -E416小 ： 所述物理情景不是 本所學(xué)內(nèi)容，但在弄懂 意的基 上，將所學(xué)玻 原子 構(gòu)理 遷移 來，解答并不太 .所以 物理概念、 律的學(xué) ，一定要在理解上狠下功夫，只有真正弄懂弄通，才可具 種知 的遷移能力.例 3（ 2003 年新 程理 ， 22）K -介子衰 的方程 K- -+ 0，其中 K -介子和 -介子 的基元 荷， 0 介子不 .一個(gè) K -介子沿垂直于磁 的方向射入勻 磁 中，其 跡 弧 AP，衰 后 生的 -介子的 跡 弧 PB，兩 跡在 P 點(diǎn)相切，它 的半徑 RK-與 R -之比 2 1，如 4-3-1. 0 介子的 跡未畫出 .由此可知 -的 量大小與 0 的 量大小之比 圖 4-3-1A.1 1B.1 2C.1 3D.1 6【解析】 由 意及 示可知 K -介子在 P 點(diǎn) 量方向向下， 衰 后生成的 -介子 量方向向上 .由 粒子在勻 磁 中在洛 力作用下做勻速 周運(yùn) 的半徑公式r= m v 知，在qBq、 B 相同的情況下 量和半徑成正比，所以|PK -| |P-|=RK - R- =21.若 向下方向 正， 由K -介子衰 程中 量守恒，得：|PK -|=-|P -|+|P 0|整理，得：|P -| |P 0|=1 3，即答案 C 正確 .1.（ 2002 年上海， 1）圖 4-3-2 中 P 為放在勻強(qiáng)電場中的天然放射源，其放出的射線在電場的作用下分成 a、 b、 c圖 4-3-2A. a 為 射線， b 為 B. a 為 射線， b 為 C.b 為 射線， c 為 D. b 為 射線， c 為 【解析】 射線帶正電荷，向負(fù)極偏轉(zhuǎn)， 射線帶負(fù)電荷，應(yīng)向正極板偏轉(zhuǎn)， 射線不帶電，在電場中不發(fā)生偏轉(zhuǎn) .所以 a 為 射線， b 為 射線， c 為 射線，可見， C 正確 .【答案】 C2.（ 2002 年天津， 16）目前普遍認(rèn)為， 質(zhì)子和中子都是由被稱為u 夸克和 d 夸克的兩類夸克組成 .u 夸克帶電量為 2 ,1，e 為基元電荷 .下列論斷中可能正確的是e d 夸克帶電量為 -e33A. 質(zhì)子由 1個(gè) u 夸克和 1 個(gè) d 夸克組成，中子由1 個(gè) u 夸克和 2 個(gè) dB. 質(zhì)子由 2個(gè) u 夸克和 1 個(gè) d 夸克組成，中子由1 個(gè) u 夸克和 2 個(gè) dC.質(zhì)子由 1個(gè) u 夸克和 2 個(gè) d 夸克組成，中子由2 個(gè) u 夸克和 1 個(gè) dD. 質(zhì)子由 2個(gè) u 夸克和 1 個(gè) d 夸克組成，中子由1 個(gè) u 夸克和 1 個(gè) d【答案】B3.（ 2000 年上海， 2）關(guān)于 、 、 三種射線，下列說法中正確的是A. 射線是原子核自發(fā)放射出的氦核，它的穿透能力最強(qiáng)B. 射線是原子核外電子電離形成的電子流，它具有中等的穿透能力D. 射線是電磁波，它的穿透能力最弱【答案】 C4.（ 2003 年新課程， 17303015 P 14 Si+X92104Be+ 1H 5 B+Y24He+ 24He 37 Li+ZA.X 是質(zhì)子， Y 是中子， Z 是正電B.X 是正電子， Y 是質(zhì)子， ZC.X 是中子， Y 是正電子， ZD.X 是正電子， Y 是中子， Z【答案】D5.處于基態(tài)的一群氫原子受某種單色光的照射時(shí)， 只發(fā)射波長為 1 、 2、 3 的三種單色光，且 1>2> 3，則照射光的波長為A. 1B. 1+ 2+ 3C.D.232 31 21 2【解析】 激發(fā)后的氫原子能輻射三種單色光，說明氫原子被激發(fā)至 n=3 的能級 .根據(jù)玻爾理論知，照射光的波長 應(yīng)滿足： h ch ch ch c，所以 =3=1212312【答案】 D6.22A. 第 m 個(gè)定態(tài)和第 n 個(gè)定態(tài)的軌道半徑 m 和 n 之比為 m n=m nB. 第 m 個(gè)定態(tài)和第 n 個(gè)定態(tài)的能量 Em 和 En 之比為 Em En=n2m2C.電子沿某一軌道繞核運(yùn)動(dòng)，若其圓周運(yùn)動(dòng)的頻率是 ，則其發(fā)光頻率也是D. 若氫原子處于能量為 E 的定態(tài)，則其發(fā)光頻率為E =h【答案】 A7.（ 2003 年上海， 9）盧瑟福通過 _實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了原子中間有一個(gè)很小的核，并由此提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，圖4-3-3 中的四條線表示 粒子運(yùn)動(dòng)的可能軌跡，在圖中完成中間的兩條 粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡 .圖 4-3-3【答案】8.（ 2002 年江蘇文理大綜合，33）在其他能源中，核能具有能量密度大，地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)勢 .在核電站中，核反應(yīng)堆釋放的核能被轉(zhuǎn)化為電能.核反應(yīng)堆的工作原理是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放出大量核能.（ 1）核反應(yīng)方程式235114192Kr+ aX92 U+ 0 n 56 Ba+ 36是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種，n 為中子， X 為待求粒子， a 為 X 的個(gè)數(shù)，則23514192X 為 _， a=_ ，以 mU、 mBa、 mKr 分別表示 92U、 56Ba、 36 Kr 核的質(zhì)量， mn、 mp 分別表示中子、質(zhì)子的質(zhì)量，c 為光在真空中傳播的速度，則在上述核反應(yīng)過程中放出的核能E=_.（ 2）有一座發(fā)電能力為 P=1.00106 kW 的核電站，核能轉(zhuǎn)化為電能的效率 =40 %. 假定反應(yīng)堆中發(fā)生的裂變反應(yīng)全是本題 （1）中的核反應(yīng)，已知每次核反應(yīng)過程中放出的核能E=2.78 10-11 J， 23592 U 核的質(zhì)量 mU=390 10-27 kg.求每年（ 1 年 =3.15 107 s）消耗的 23592 U 的質(zhì)量_.【解析】 （ 1）根據(jù)核電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可判斷X 為中子（ 10 n), 且 a=3.根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能聯(lián)系方程E= mc2 得：E=mU-(mBa+mKr +2mn)c2.（ 2）每年發(fā)電量W=Pt，消耗的核能E= Pt ，發(fā)生核反應(yīng)的次數(shù)n=Pt，每年消耗EPtMU =110.477 kg.的 U235 的質(zhì)量 MU 總 =nM U=E【答案】（ 1）中子（ 10 n）； 3；mU-( mBa+mKr +2mn)c2(2)110.477 kg9.（ 2001 年全國理綜）太陽現(xiàn)正處于主序星演化階段，它主要是由電子和14He 等1 H、 2電子核組成，維持太陽輻射的是它內(nèi)部的核聚變反應(yīng)，核反應(yīng)方程是2014He+釋1 e+4 1 H 2放的核能， 這些核能最后轉(zhuǎn)化為輻射能，根據(jù)目前關(guān)于恒星演化的理論，若由于聚變反應(yīng)而使太陽中的 11H 核數(shù)目從現(xiàn)有數(shù)減少10%，太陽將離開主序星階段而轉(zhuǎn)入紅巨星的演化階段，為了簡化，假定目前太陽全部由電子和11 H 核組成 .（ 1）為了研究太陽演化進(jìn)程，需知道目前太陽的質(zhì)量M ，已知地球半徑 R=6.4 106m，地球質(zhì)量 m=6.0 1024 kg，日地中心的距離 r=1.51011 m，地球表面處的重力加速度g=10 m/s2，1 年約為 3.2 107 s，試估算目前太陽的質(zhì)量 M .-274-27kg,電子質(zhì)量 me=0.9（ 2）已知質(zhì)子質(zhì)量 mp=1.6726 10kg, 2 He 質(zhì)量 m =6.6458 1010-30 kg，光速 c=3 108 m/s，求每發(fā)生一次題中所述的核聚變反應(yīng)所釋放的核能.（ 3）又知地球上與太陽光垂直的每平方米截面上，每秒通過的太陽輻射能 =1.35 103W/m 2，試估算太陽繼續(xù)保持在主序星階段還有多少年的壽命.（估算結(jié)果只需要一位有效數(shù)字）【解析】 （1）地球繞太陽的運(yùn)動(dòng)近似地認(rèn)為是勻速圓周運(yùn)動(dòng).由 GMm22r 得：2m()rT42r 3M=2 .GT又因?yàn)?g=GM所以 M=4 2 r 3 m=2 1030kg.R22 2gR T22-12(2)E=mc =(2 me+4mp -m) c =4.2 10J.1E=M10% E，太陽每秒輻射的總能量 E(3)太陽中 1 H 減少 10%放出的總能量4mp2me=4 r2 ，所以太陽保持在主序星階段壽命t=E =10 10 年 .E【答案】 (1)2 1030 kg (2)4.2 10-12 J(3)10 10 年10.已知氘核的質(zhì)量為 2.0136 u，中子的質(zhì)量為1.0087 u， 32 He 核的質(zhì)量為 3.0150 u.（ 1）寫出兩個(gè)氘核聚變成23 He 的核反應(yīng)方程 .（ 2）計(jì)算上述核反應(yīng)中釋放的核能 .（ 3）若兩氘核以相等的動(dòng)能0.35MeV 做對心碰撞，即可發(fā)生上述核反應(yīng)，且釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，則反應(yīng)中生成的32 He 核和中子的動(dòng)能各是什么？【解析】應(yīng)用質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒不難寫出核反應(yīng)方程為：22311 H+ 1 H 2 He+ 0 n由題給條件可m=2.0136 2-(3.0150+1.0087)= 0.0035 uE=mc2=931.5 0.0035=3.26 MeV因?yàn)樵摲磻?yīng)中釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，即轉(zhuǎn)化為核和中子的質(zhì)量分別為m1、m2，速度分別為v1、 v2.則由動(dòng)量守恒及能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，得m1v1-m2v2=0Ek1+Ek2=2Ek0+E解方程組，可得Ek1=1(2Ek0+E)=1 (20.35+3.26)44=0.99 MeVEk2=3(2Ek0+E)=3 (2 0.35+3.26)44=2.97 MeV【答案】（ 1）22311 H+ 1H 2 He+ 0 n (2)3.26 MeV32 He 核和中子的動(dòng)能.若設(shè) 32 He(3)0.99 MeV ； 2.97 MeV第二十四章原子核一、選擇題1下列核反應(yīng)方程中，哪些是平衡的A 1 50 B + ( 粒 子 )173 N + 11 HB 21 73 A l+ 01 n1227 M g + ( 質(zhì) 子 )C 49 B e+ 24 H e1 26 C + ( 中 子 )D 1 74 N + 24 H e1 78 O + ( 氘 核 )2下面關(guān)于原子核衰變的說法中正確的是A發(fā)生 衰變時(shí)，原子在周期表中的位置向前移兩位B發(fā)生 衰變時(shí)原子在周期表中的位置向后移一位C 、 衰變不能同時(shí)發(fā)生D發(fā)生 衰變時(shí)原子核質(zhì)量基本上不變3同位素指的是A. 具有相同的核子數(shù)而質(zhì)子數(shù)不同的原子B. 具有相同的質(zhì)子數(shù)而核子數(shù)不同的原子C. 具有相同的核子數(shù)而中子數(shù)不同的原子D. 具有相同的質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的原子4盧瑟福的 粒子散射實(shí)驗(yàn)第一次顯示了A質(zhì)子比電子重B原子的全部正電荷都集中在原子核里C 粒子是帶正電的D可以用人為方法產(chǎn)生放射性現(xiàn)象5在 粒子散射的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng) 粒子最接近金核時(shí)A 粒子動(dòng)能最小B 粒子受到的庫侖力最大C 粒子電勢能最小D 粒子與金核間有核力作用6一個(gè)放射性元素的原子核放出一個(gè) 粒子和一個(gè) 粒子后，其核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的變化是A質(zhì)子數(shù)減少3個(gè)，中子數(shù)減少1個(gè)B質(zhì)子數(shù)減少2個(gè)，中子數(shù)減少1個(gè)C質(zhì)子數(shù)減少1個(gè)，中子數(shù)減少3個(gè)D質(zhì)子數(shù)減少1 個(gè)，中子數(shù)減少2 個(gè)7下列關(guān)于放射性元素半衰期的說法中,正確的是A. 溫度升高半衰期縮短B. 壓強(qiáng)增大半衰期增長C. 半衰期由該元素質(zhì)量多少?zèng)Q定D.半衰期與該元素質(zhì)量、壓強(qiáng)、溫度無關(guān)8設(shè)質(zhì)子、中子、氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3那么，當(dāng)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)氘核時(shí)，釋放的能量是32122A mcB ( m+m)cC ( m3- m2- m1)c 2D ( m1+m2- m3)c 29重核的裂變和輕核的聚變是人類利用原子核能的兩種主要方法，下面關(guān)于它們的說法中正確的是 A裂變和聚變過程都有質(zhì)量虧損B裂變過程有質(zhì)量虧損，聚變過程質(zhì)量有所增加C裂變過程質(zhì)量有所增加，聚變過程有質(zhì)量虧損D裂變和聚變過程質(zhì)量都有所增加5某原子核的衰變過程為X（ ） Y（ ） Z 符號（ ）表示放射一個(gè) 粒子，（ ）表示放射一個(gè)粒子 ，下列說法正確的是A. 核 X的中子數(shù)減核 Z的中子數(shù)等于 2B. 核 X的質(zhì)量數(shù)減核 Z的質(zhì)量數(shù)等于 5C. 核 Z的質(zhì)子數(shù)比核 X的質(zhì)子數(shù)少 1D. 原子核為 X 的中性原子中的電子數(shù)比原子核Y 的中性原子中的電子數(shù)多 16甲乙兩種放射性元素質(zhì)量相等,半衰期之比為 32,下列說法中正確的是A. 甲的衰變速度較大B. 經(jīng)過某一相等的時(shí)間衰變后 , 甲乙剩余質(zhì)量比可以為 21C. 只要適當(dāng)改變條件 , 二者的半衰期可以相同D.經(jīng)過某一相等的時(shí)間衰變后,甲乙剩余質(zhì)量比可為117元素 X是 Y的同位素 ,都具有放射性,分別進(jìn)行以下的衰變過程:，,則下列說法正確的是A. Q 與 S不再是同位素B. X 和 R的原子序數(shù)可能相同C. X 和 R的質(zhì)量數(shù)可能相同D. R 的質(zhì)子數(shù)大于上述所有任何元素8在勻強(qiáng)磁場中，一靜止的放射性原子核發(fā)生衰變，放出一個(gè)粒子后變?yōu)榱硪恍略雍?，為此拍得如圖24-1 所示兩個(gè)相切的圓形徑跡的照片，則A圖甲為發(fā)生 衰變的照片，其中大圓為 粒子甲乙圖 24-1的徑跡B圖甲為發(fā)生 衰變的照片，其中大圓為電子的徑跡C圖乙為發(fā)生 衰變的照片，其中大圓為 粒子的徑跡D圖乙為發(fā)生 衰變的照片，其中大圓為電子的徑跡二、填空題*11919 年英國物理學(xué)家盧瑟福用 粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，核反應(yīng)方程式為 147 N +24He 178 O + 11 H 1932 年英國物理學(xué)家 查德威克用 粒子轟擊鈹核發(fā)現(xiàn)了中子，核反應(yīng)方程式為 49 Be + 24 He 126 C + 01 n 2一個(gè)原子核，它的符號是3895 Sr ，那么該原子核中有個(gè)質(zhì)子，個(gè)中子3鉍 210的半衰期是 5d， 10g的鉍 210經(jīng)過 10d后，還應(yīng)該剩下g4放射性同位素應(yīng)用較廣，它應(yīng)用的兩個(gè)主要方面是利用它的_和 _5A 和 B 是兩種放射性同位素,當(dāng) A 有 7/8 的原子核發(fā)生衰變時(shí) , B 恰好有 15/16 的原子核發(fā)生衰變 , A 的半衰期是 12 天 ,則 B 的半衰期是 _天 .6放射性原子核A經(jīng)一系列 和 衰變變?yōu)樵雍薆若 B 核內(nèi)質(zhì)子數(shù)比A 核少 8，中子數(shù)比 A核少 16則發(fā)生 衰變的次數(shù)為次三、計(jì)算題（1u=1.660555x10 -27 kg）1某行星內(nèi)發(fā)生核反應(yīng)，三個(gè) 粒子結(jié)合成一個(gè)碳核126 C 要放出能量，已知 粒子的質(zhì)量為4.002 6 u，碳核質(zhì)量為12.000 0 u，求：（ 1）三個(gè) 粒子結(jié)合成一個(gè)碳核放出的能量（ 2） 1.2 kg 氦完全結(jié)合成碳放出的能量2用 光子轟擊氘核，使之分解為中子和質(zhì)子已知氘核的質(zhì)量為2.013 5 u ，中子質(zhì)量為 1.008 6 u，質(zhì)子質(zhì)量為1.007 2 u求：（ 1）氘核需吸收的能量（ 2）為使氘核分解為中子和質(zhì)子， 光子的波長不應(yīng)大于多少3靜止的鐳核 88226 Ra 發(fā)生 衰變，變?yōu)殡焙?6222 Rn 已知鐳核質(zhì)量為226.025 4 u ，氡核質(zhì)量為 222.016 3 u ， 粒子質(zhì)量為 4.002 6 u（ 1）求衰變時(shí)放出的能量 E4靜止的放射性原子核mz X 發(fā)生 衰變時(shí)，設(shè)放出的能量都轉(zhuǎn)變成了 粒子和新核Y的動(dòng)能若測得 粒子的動(dòng)能為E，求新核 Y的動(dòng)能及衰變放出的能量第二十四章原子核 提高測試 一、選擇題1盧瑟福的 粒子散射實(shí)驗(yàn)第一次顯示了A質(zhì)子比電子重B原子的全部正電荷都集中在原子核里C 粒子是帶正電的D可以用人為方法產(chǎn)生放射性現(xiàn)象2在 粒子散射的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng) 粒子最接近金核時(shí)A 粒子動(dòng)能最小B粒子受到的庫侖力最大C粒子電勢能最小D粒子與金核間有核力作用3一個(gè)放射性元素的原子核放出一個(gè)粒子和一個(gè) 粒子后，其核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的變化是A質(zhì)子數(shù)減少 3個(gè)，中子數(shù)減少 1個(gè)B質(zhì)子數(shù)減少 2個(gè)，中子數(shù)減少 1個(gè)C質(zhì)子數(shù)減少 1個(gè)，中子數(shù)減少 3個(gè)D質(zhì)子數(shù)減少 1 個(gè)，中子數(shù)減少 2 個(gè)4下列關(guān)于放射性元素半衰期的說法中,正確的是 A. 溫度升高半衰期縮短B. 壓強(qiáng)增大半衰期增長C.半衰期由該元素質(zhì)量多少?zèng)Q定D.半衰期與該元素質(zhì)量、壓強(qiáng)、溫度無關(guān)5某原子核的衰變過程為 X（） Y（ ） Z 符號（ ）表示放射一個(gè)粒子，（ ）表示放射一個(gè) 粒子 ，下列說法正確的是 A. 核X的中子數(shù)減核 Z的中子數(shù)等于 2B. 核X的質(zhì)量數(shù)減核 Z的質(zhì)量數(shù)等于 5C. 核Z的質(zhì)子數(shù)比核 X的質(zhì)子數(shù)少 1D. 原子核為 X 的中性原子中的電子數(shù)比原子核 Y 的中性原子中的電子數(shù)多16甲乙兩種放射性元素質(zhì)量相等,半衰期之比為 32, 下列說法中正確的是 A. 甲的衰變速度較大B. 經(jīng)過某一相等的時(shí)間衰變后 , 甲乙剩余質(zhì)量比可以為 21C.只要適當(dāng)改變條件 ,二者的半衰期可以相同D.經(jīng)過某一相等的時(shí)間衰變后,甲乙剩余質(zhì)量比可為117 元素 X是 Y的同位 素 ,都具有放射性 ,分別進(jìn)行以下的衰變 過程 :，,則下列說法正確的是A. Q 與 S不再是同位素B. X 和 R的原子序數(shù)可能相同C. X 和 R的質(zhì)量數(shù)可能相同D. R 的質(zhì)子數(shù)大于上述所有任何元素8在勻強(qiáng)磁場中，一靜止的放射性原子核發(fā)生衰變，放出一個(gè)粒子后變?yōu)榱硪恍略雍耍瑸榇伺牡萌鐖D24-1 所示兩個(gè)相切的圓形徑跡的甲乙圖 24-1照片，則A圖甲為發(fā)生 衰變的照片，其中大圓為 粒子的徑跡B圖甲為發(fā)生 衰變的照片，其中大圓為電子的徑跡C圖乙為發(fā)生 衰變的照片，其中大圓為 粒子的徑跡D圖乙為發(fā)生 衰變的照片，其中大圓為電子的徑跡二、填空題1 A 和 B 是兩種放射性同位素 , 當(dāng) A 有 7/8 的原子核發(fā)生衰變時(shí) , B 恰好有 15/16 的原子核發(fā)生衰變 , A 的半衰期是 12 天 , 則 B 的半衰期是 _天.2一對正負(fù)電子相撞時(shí)，會(huì)同時(shí)消失而轉(zhuǎn)化為一對頻率相同的光子，這對光子的頻率應(yīng)是Hz(電子質(zhì)量 m-30kg，普朗克常量=0.9110h=6.6 10-34 Js)3放射性原子核 A 核少 8，中子數(shù)比A 經(jīng)一系列 和 衰變變?yōu)樵雍?A 核少 16則發(fā)生 衰變的次數(shù)為B若 B 核內(nèi)質(zhì)子數(shù)比次三、計(jì)算題1為了測定某水庫的蓄水量 , 用一瓶放射性同位素溶液倒入水庫，入時(shí)該溶液每分鐘有 6107 個(gè)原子核發(fā)生衰變 , 這種同位素的半衰期為 3儲水量為多大 ( 保留 1 位有效數(shù)字 )已知倒 2 天， 8 求水庫的2靜止的鐳核 22688 Ra 發(fā)生 衰變，變?yōu)殡焙?86222 Rn 已知鐳核質(zhì)量為226.0254 u ，氡核質(zhì)量為222.016 3 u ， 粒子質(zhì)量為4.002 6 u （1）求衰變時(shí)放出的能量E（ ）設(shè)衰變時(shí)放出的能量都轉(zhuǎn)變成了 粒子和氡核的動(dòng)能，求 粒2子的動(dòng)能 EK3靜止的放射性原子核 mz X 發(fā)生 衰變時(shí)，設(shè)放出的能量都轉(zhuǎn)變成了 粒子和新核 Y 的動(dòng)能若測得 粒子的動(dòng)能為 E，求新核 Y 的動(dòng)能及衰變放出的能量光學(xué)、原子物理（A 卷）一、選擇題（本題共8 小題，每小題5 分，共 40 分 .每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合要求，選對得5 分，選錯(cuò)或不答得0 分）1.一束光線從空氣射入水中，入射角為50， 在界面處， 光的一部分被反射，一部分被折射，則反射光與折射光的夾角可能是A. 小于 40B. 大于 130C.在 40 80之間D.在 80 130【答案】 D2.甲、乙兩種單色光垂直穿過一塊厚玻璃磚，已知它們在玻璃中通過的時(shí)間t 甲 <t 乙 ，那么甲、乙兩種單色光光子的能量E 甲和 E 乙 ，玻璃對它們的折射率n 甲和 n 乙的關(guān)系是A. E 甲>E 乙 ,n 甲>n 乙B. E 甲<E 乙,n 甲<n 乙C.E 甲<E 乙,n 甲>n 乙D.E 甲>E 乙 ,n 甲<n 乙【答案】 B3.有三個(gè)核反應(yīng)方程分別是：2341(1) 1 H+ 1 H 2 He+ 0 n2262224(2) 88Ra66Rn+ 2 He2351901361(3) 92 U+ 0 n34 Xe+ 58 Sr+10 0 n它們的核反應(yīng)類型分別是A.B.C.D.【答案】 B4.氫原子從量子數(shù)n=1 的基態(tài)躍遷到量子數(shù) n=2由 r n=n2r1 知電子的環(huán)繞半徑為原來的4由 En=1E1 知?dú)湓拥哪芰繙p為原來的124n由 Ekn =1Ek1知電子的動(dòng)能減為原來的1n24氫原子的電子的電勢能增加A. B.C.D.【答案】 B5.如圖 1 所示，光從 A 點(diǎn)射入圓形玻璃， 而從 B 點(diǎn)射出， 若出射光線相對于入射光線的偏向角為 30， AB 弧所對的圓心角為 120，下列說法正確的是圖 1A. 玻璃的折射率是2B. 玻璃的折射率是3C.光線在 A 點(diǎn)的入射角為10562D. 玻璃的折射率是2sin 1【解析】光路圖如圖所示.由幾何知識知， 1=45 ,2=30，所以n=sin 22 .【答案】A6.在演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗(yàn)電器相連，用弧光燈照射鋅板時(shí)，驗(yàn)電器的指針就張開一個(gè)角度，如圖2圖 2A.B.C.D.【解析】 鋅板在弧光燈照射下發(fā)生了光電效應(yīng)現(xiàn)象，即打出了光電子，所以鋅板和驗(yàn)電器指針都帶了正電荷 .【答案】B7.圖 3 是倫琴射線管的示意圖，其中的E、F 是兩種射線 .關(guān)于裝置，則下列說法正確的是圖 3A. E1 可以是低壓交流電源，E2 是高壓直流電源，且B. 射線 E、F 都是高速電子流C.射線 E 是高速電子流，射線F 是倫琴射線D. 射線 E 是能量很大的 射線，射線F 是倫琴射線E2 的左端為電源正極【答案】C8.下列說法正確的是A. 當(dāng)氫原子從n=2的狀態(tài)躍遷到n=6B.C.同一元素的兩種同位素具有相同的核子數(shù)D. 中子與質(zhì)子結(jié)合成氘核時(shí)吸收能量【答案】B二、填空題（本題共3 小題，每小題6 分，共189.如圖4 給出氫原子最低的4 個(gè)能級，在這些能級間躍遷所輻射的光子的頻率最多有P種，其中最小頻率為 min，則 P=_ 種， min=_Hz.圖 4【解析】由圖可知可輻射光子的頻率有6 種，其中由n=4 躍遷至 n=3 能級的光子能量最小，頻率最小.由 h min=E4-E3 得： min= E4E3 =1.61014 Hz.h【答案】6；1.6 101410.（ 1）yx B+ 137 N+ 10 nx=_,y=_.(2) 73 Li+p +_.【答案】(1)5;10(2)42He11.如圖 5 所示，電路研究真空光電管的應(yīng)用，已知其陰極金屬材料的極限頻率為4.514電路中電流計(jì)偏角將_，發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，延長光照時(shí)間，電流計(jì)示數(shù)將_.圖 5【答案】 正；增大；不變?nèi)?、論述、?jì)算題（本題共3 小題，共 4212.（ 12 分）如圖6 所示是一種光電計(jì)數(shù)裝置的原理圖，被計(jì)數(shù)的制品放在