訓練六 原子物理

訓練六 原子物理

《教學考試》 物理命題研究中心

1．(2017·河北省石家莊市第二中學考試)如圖所示是原子物理史上幾個著名的實驗，關(guān)于這些實驗，下列說法正確的是

( )

A．盧瑟福通過α粒子散射實驗否定了原子的核式結(jié)構(gòu)模型

B．放射線在磁場中偏轉(zhuǎn)，中間沒有偏轉(zhuǎn)的為γ射線，電離能力最強

C．電壓相同時，光照越強，光電流越大，說明遏止電壓和光的強度有關(guān)

D．鏈式反應(yīng)屬于重核的裂變

2．(多選)(2017·遼寧省莊河市高級中學12月月考)以下有關(guān)近代物理內(nèi)容的若干敘述，正確的是

( )

A．紫外線照射到金屬鋅板表面時能夠發(fā)生光電效應(yīng)，則當增大紫外線的照射強度時，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能也隨之增大

B．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

C．有10個放射性元素的原子核，當有5個原子核發(fā)生衰變所需的時間就是該放射性元素的半衰期

D．氫原子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時氫原子的電勢能減小，電子的動能增大

( )

4．(多選)(2017·開封市高三第一次模擬)下列說法正確的是

( )

A．β衰變現(xiàn)象說明電子是原子核的組成部分

B．α粒子散射實驗揭示了原子具有核式結(jié)構(gòu)

C．氫原子核外電子軌道半徑越大，其能量越低

( )

A．過程①是β衰變，過程③是α衰變；過程②是β衰變，過程④是α衰變

B．過程①是β衰變，過程③是α衰變；過程②是α衰變，過程④是β衰變

C．過程①是α衰變，過程③是β衰變；過程②是β衰變，過程④是α衰變

D．過程①是α衰變，過程③是β衰變；過程②是α衰變，過程④是β衰變

6．(2017·江西省吉安市第一中學段考)用圖示裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，光陰極K與滑動變阻器的中間抽頭c相連，當滑動頭P從a移到c的過程中，光電流始終為零。為了產(chǎn)生光電流，可采取的措施是

( )

A．增大入射光的強度________ B．增大入射光的頻率

C．把P向a移動 D．把P從c向b移動

7．(2017·安徽省淮北市第一中學第四次模擬)如圖所示為氫原子的能級示意圖，那么對氫原子在能級躍遷過程中輻射或吸收光子的特征認識正確的是

( )

A．處于基態(tài)的氫原子可以吸收14 eV的光子使電子電離

B．一群處于n=3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，能輻射出4種不同頻率的光子

C．一群處于n=2能級的氫原子吸收2 eV的光子可以躍遷到n=3能級

D．用能量為10.3 eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)

8．(多選)(2017·甘肅省武威市模擬)如圖是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖象。由圖象可知

( )

A．該金屬的逸出功等于E

B．該金屬的逸出功等于hν0

C．入射光的頻率為2ν0時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為E

9．(2017·河北省石家莊一中月考)如圖所示，相距為d的兩平行金屬板A、B足夠大，板間電壓恒為U，有一波長為λ的細激光束照射到B板中央，使B板發(fā)生光電效應(yīng)，已知普朗克常量為h，金屬板B的逸出功為W0，電子質(zhì)量為m，電荷量為e，求：

(1)從B板運動到A板所需時間最短的光電子，到達A板時的動能；

(2)光電子從B板運動到A板時所需的最長時間。

(1)寫出質(zhì)子流轟擊固態(tài)的重水D2O的核反應(yīng)方程；

(2)當質(zhì)子具有最小動能E1=1.4 MeV時，用質(zhì)子流轟擊固態(tài)的重水D2O(認為氘核是靜止的)可發(fā)生核反應(yīng)；若用氘核轟擊普通水的固態(tài)冰(認為質(zhì)子是靜止的)時，也能發(fā)生同樣的核反應(yīng)，已知氘核質(zhì)量等于質(zhì)子質(zhì)量的2倍。求氘核的最小動能E2。

參考答案

1．D 【解析】盧瑟福通過α粒子散射實驗否定了原子的“棗糕模型”結(jié)構(gòu)，提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型，A項錯誤；放射線在磁場中偏轉(zhuǎn)，中間沒有偏轉(zhuǎn)的為γ射線，但是α粒子電離能力最強，B項錯誤；遏止電壓和光的頻率有關(guān)，C項錯誤；重核的裂變屬于鏈式反應(yīng)，D項正確。

5．B 【解析】由于β衰變產(chǎn)生電子，質(zhì)量數(shù)不變，核電荷數(shù)加1，α衰變產(chǎn)生氦核，質(zhì)量數(shù)減少4，核電荷數(shù)減2；過程①中的質(zhì)量數(shù)不變，故它發(fā)生的是β衰變，C、D項錯誤；過程③的質(zhì)量數(shù)減少4，故應(yīng)該是α衰變；過程②的核電荷數(shù)減少2，故是α衰變，過程④的核電荷加1，說明是β衰變，B項正確。

6．B 【解析】能否產(chǎn)生光電效應(yīng)與入射光的強度無關(guān)，增大入射光的強度，仍不能產(chǎn)生光電流，A項錯誤；增大入射光的頻率，當入射光的頻率大于金屬的極限頻率時，產(chǎn)生光電效應(yīng)，金屬有光電子發(fā)出，電路中能產(chǎn)生光電流，B項正確；把P向a移動。P點電勢大于c點電勢，光電管加上正向電壓，但不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，沒有光電流形成，C項錯誤；把P從c向b移動，不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，沒有光電流形成，D項錯誤。

(2)設(shè)質(zhì)子、氘核的質(zhì)量分別為m、M，當質(zhì)子和氘核發(fā)生完全非彈性碰撞時，系統(tǒng)損失的動能最大。由動量守恒得：mv0=(m+M)v，質(zhì)子轟擊氘核損失的動能為：

同理可得，氘核轟擊質(zhì)子系統(tǒng)損失的動能為：

由于用質(zhì)子轟擊氘核和用氘核轟擊質(zhì)子核反應(yīng)相同，故發(fā)生核反應(yīng)所需的能量相同，由題意知：