2013年高考物理专题训练-选择题6(原子物理)

12013年高考物理专题训练---选择题6（原子物理）一、知识链接：（一）原子结构和原子核1．原子核式结构模型(1)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了较大角度偏转，极少数α粒子甚至被反弹回来．(2)三个原子模型的对比实验基础结构差异成功和局限“枣糕”模型电子的发现原子是一个球体，正电荷均匀分布在球内，电子镶嵌其中解释了一些实验现象，但被一些新的实验现象所否定，无法说明α粒子散射实验核式结构模型卢瑟福的α粒子散射实验原子的中心有一个很小的核，全部正电荷和几乎全部质量集中在核里，电子在核外空间旋转成功解释了α粒子散射实验，但与经典电磁理论有着深刻的矛盾，无法解释原子的稳定性，无法解释原子光谱的分立特征玻尔模型氢原子光谱的研究在核式结构模型基础上，引入量子观念说明了原子稳定的原因，成功解释了氢原子光谱，但由于保留了过多的经典物理理论，在解释较复杂的原子光谱时，碰到了很大的困难2.玻尔原子理论与能级(1)玻尔理论①轨道假设：电子绕核运动的轨道是不连续的，电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射．②能级假设：原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫做能级．原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为定态．能量中最低的状态叫做基态，其他的状态叫做激发态．③跃迁假设：当电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会放出能量为hν的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝Em－En.(2)氢原子的能级和轨道①能级公式：En＝1n2E1(n＝1,2,3，…)，其中E1＝－13.6eV.②半径公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1＝0.53×10－10m.(3)氢原子的能级图如图所示为氢原子的能级图．①能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态——定态．②横线左端的数字“1,2,3…”表示量子数，右端的数字“－13.6，－3.4，…”表示氢原子的能级．③相邻横线间的距离，表示相邻的能量差，量子数越大，相邻的能量差越小．④带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁．3．原子核(1)原子核的组成2①原子核由质子和中子组成，质子和中子统称核子．②同位素：质子数相同而中子数不同的原子核，在元素周期表中处于同一位置，它们互称同位素．(2)原子核的衰变①天然放射现象：放射性元素自发地放出射线的现象．②三种射线：α射线、β射线和γ射线．③原子核的衰变：放射性元素的原子核放出射线，自发地转变成另一种新核．④半衰期a．意义：放射性元素每经过一段时间，就有一半的核发生衰变，这段时间叫放射性元素的半衰期，它表示放射性元素衰变的快慢．b．决定因素：半衰期是由核本身因素决定的，与它所处的物理状态或化学状态无关．不同的放射性元素半衰期不同．4．核力与核能(1)核力①含义：原子核里的核子间存在互相作用的核力，核力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核．②特点：a．核力是强相互作用的一种表现．b．核力是短程力，作用距离只有10－15m的数量级．c．每个核子只跟邻近的核子发生核力作用．(2)核能①结合能：核子结合成原子核所释放的能量．结合能越大，将原子核拆散开需要的能量越大，说明原子核越稳定．②平均结合能：核子结合成原子核时每个核子平均放出的能量称为平均结合能．平均结合能的大小能够反映核的稳定程度．平均结合能越大，原子核就越难拆开，该核越稳定．由于轻核的平均结合能小，两个轻核结合成中等核时会释放出大量的能量；同理，平均结合能较小的重核分裂成两个中等核时也要放出大量的能量．(3)质能方程，质量亏损①爱因斯坦质能方程：E＝mc2.②质量亏损：组成原子核的核子的总质量与原子核的质量之差叫做质量亏损．5．裂变和聚变(1)重核分裂成两个或多个中等质量的原子核的反应过程称为裂变．如：23592U＋10n→13654Xe＋9038Sr＋1010n.裂变过程释放核能．发生链式反应的条件是：裂变物质的体积≥临界体积．裂变的应用：原子弹、原子反应堆．(2)两个或多个轻核结合成质量较大的原子核的反应过程称为聚变．如：衰变类型α衰变β衰变衰变方程AZX→A－4Z－2Y＋42HeAZX→AZ＋1Y＋0－1e衰变实质2个质子和2个中子结合成氦原子核中子转化为质子和电子衰变规律电荷数守恒、质量数守恒321H＋31H→42He＋10n.聚变过程可释放更多的核能．发生聚变反应的条件是：超高温——热核反应．聚变的应用：氢弹、可控热核反应．重核的裂变与轻核的聚变都是获取大量核能的有效途径．（二）光的波粒二象性1．光电效应(1)定义：在光的照射下电子从物体表面逸出的现象，叫做光电效应，逸出的电子叫做光电子．(2)光电效应的实验规律①对于各种金属都存在着一个极限频率，当入射光的频率高于这个极限频率时，才能产生光电效应；如果入射光的频率低于这个极限频率，无论光多么强，照射时间多长，都不会产生光电效应．②光电子的最大初动能随着入射光频率的增加而增加，与入射光的强度无关．③当产生光电效应时，单位时间内从金属表面逸出的电子数与入射光的强度有关，光的强度越大，单位时间内逸出的电子数越多．④入射光射到金属表面时，光电子的产生几乎是瞬时的，不超过1×10－9s.2．爱因斯坦的光子说(1)逸出功：在产生光电效应时，电子脱离某种金属所做功的最小值，叫做这种金属的逸出功．(2)光子说：光在空间传播时是不连续的，而是一份一份的，一份叫做一个光量子，简称光子．光子的能量E跟光的频率ν成正比，即E＝hν，式中h为普朗克常量．这个学说叫做光子说．(3)光电效应方程：hν＝W＋12mv2.3．光的波粒二象性光是一种波，同时也是一种粒子．光的波粒二象性，既不能把光波理解成宏观状态的波，也不能把光子当成实物粒子．大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性；频率越低的光，波动性越明显，频率越高的光，粒子性越明显；光在传播过程中往往显示出波动性(如光的干涉、衍射)，在与物质作用时往往显示出粒子性(如光电效应)．二、专题训练：1.α粒子散射实验说明了（）Ａ.原子核外有电子Ｂ.电子有一系列不连续的轨道Ｃ.原子核由质子和中子组成Ｄ.原子核集中了原子的全部正电荷和几乎全部的质量2．光通过各种不同的障碍物后会产生各种不同的衍射条纹，衍射条纹的图样与障碍物的形状相对应，这一现象说明A．光是电磁波。B．光具有波动性。C．光具有粒子性。D．光具有波粒二象性。3.入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光强度减弱，而频率保持不变，那么A．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B．逸出的光电子的最大初动能将减小C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D．有可能不发生光电效应44.下列说法正确的是A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的裂变反应B．利用卢瑟福的α粒子散射实验可以估算原子核的大小C．玻尔理论是依据α粒子散射实验分析得出的D．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，电子的动能减小，原子势能增大，总能量减小5．爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说。从科学研究的方法来说，这属于A.等效替代B.控制变量C.科学假说D.数学归纳6．关于原子核，下列说法中正确的是（）A．原子核能发生β衰变说明原子核内存在电子B．核反应堆利用镉棒吸收中子控制核反应速度C．轻核的聚变反应可以在任何温度下进行D．一切核反应都能释放核能7.目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出、、射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是（）A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个原子核了B．衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的C．射线一般伴随着或射线产生，在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力也最强D．发生衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了48.下列关于近代物理知识说法，你认为正确的是（）A．汤姆生发现了电子，表明原子具有核式结构B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应C．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D．按照波尔理论，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，电子的动能减小，原子总能量增加9.关于核反应方程XHeHH423121，以下说法中正确的是。（填选项前的编号）A．X是n10，该核反应属于聚变B．X是H11，该核反应属于裂变C．X是n10，该反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料D．X是H11，该反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料510.一个氘核（H21）与一个氚核（H31）发生聚变，产生一个中子和一个新核，并出现质量亏损。聚变过程中（）A．吸收能量，生成的新核是He42B．放出能量，生成的新核是He42C．吸收能量，生成的新核是He32D．放出能量，生成的新核是He3211.月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3（32He）”的化学元素，将可作为地球发电燃料．即利用氘和氦3发生核聚变反应产生一个质子和一个新核，释放能量进行发电．关于“氦3”与氘核聚变反应，下列说法中正确的是。(填选项前的字母)A．生成的1个He42核，并释放1个电子B．释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少C．目前核电站普遍利用的就是这种核聚变反应D．核聚变反应需要一定条件才能发生，如高温、高压12.“光子说”和“玻尔理论”等“科学猜想”极大促进了物理学的发展。“轨道电子俘获”是科学家对放射性同位素衰变形式的一种猜想：原子核俘获一个核外电子，与核内一个质子结合使质子变为中子，原子核则衰变成一个新核，并且放出一个中微子（其质量远小于电子质量且不带电）。，则下列说法中正确的是。(填选项前的字母)A．生成的新核与衰变前的原子核核子数相同B．生成新核的核电荷数增加C．生成新核的核电荷数不变D．生成的新核与衰变前的原子核为同位素13.下列说法中正确的是。（填选项前的字母）A．经典物理学能解释原子的稳定性和原子光谱的不连续性B．光电效应说明光具有粒子性C．天然放射性元素衰变的快慢与化学、物理状态有关D．天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构14.正电子是电子的反粒子，它跟普通电子的电量相等，而电性相反，科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质—反物质．1997年初和年底，欧洲和美国的科学研究机构先后宣布：他们分别制造出9个和7个反氢原子，这是人类探索反物质的一大进步．你推测反氢原子的结构是（）A．由一个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成B．由一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成C．由一个不带电的中子与一个带负电荷的电子构成D．由一个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成15．下列说法中正确的是（）A.在α粒子的散射实验中，只有少数粒子没有发生较大角度的偏转B.氢原子分别从n=3和n=2的激发态跃迁到基态时辐射的光子波长分别是λ3和λ2，则λ3λ2C.某放射性原子核发生6次α衰变和4次β衰变后产生的新核比原来的核减少16个中子D.用紫光照射某金属能产生光电子，用绿光照射该金属也能产生光电子6近四年高考题和省质检题：(2009年高考)29、⑴随着现代科学的发展，大量的科学发展促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是。（填选项前的编号）①卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构②天然放射现象表明原子核内部有电子③轻核骤变反应方程有：nHeHH10423121④氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级和从n=2能级跃迁到n=1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长(2010年高考)29、（1）14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法。若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C的质量，0m为t＝0时0m的质量。下面四幅图中能正确反映