訓(xùn)練六 原子物理

《教學(xué)考試》 物理命題研究中心

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

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A．盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)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(qiáng)

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

D．鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于重核的裂變

2．(多選)(2017·遼寧省莊河市高級(jí)中學(xué)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

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A．紫外線照射到金屬鋅板表面時(shí)能夠發(fā)生光電效應(yīng)，則當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時(shí)，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動(dòng)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(gè)放射性元素的原子核，當(dāng)有5個(gè)原子核發(fā)生衰變所需的時(shí)間就是該放射性元素的半衰期

D．氫原子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要釋放一定頻率的光子，同時(shí)氫原子的電勢能減小，電子的動(dòng)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

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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(shí)驗(yàn)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

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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(xué)段考)用圖示裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，光陰極K與滑動(dòng)變阻器的中間抽頭c相連，當(dāng)滑動(dòng)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

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A．增大入射光的強(qiáng)度________ B．增大入射光的頻率

C．把P向a移動(dòng) D．把P從c向b移動(dòng)

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

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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(jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，能輻射出4種不同頻率的光子

C．一群處于n=2能級(jí)的氫原子吸收2 eV的光子可以躍遷到n=3能級(jí)

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(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖象。由圖象可知

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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(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)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(xì)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(yùn)動(dòng)到A板所需時(shí)間最短的光電子，到達(dá)A板時(shí)的動(dòng)能；

(2)光電子從B板運(yùn)動(dòng)到A板時(shí)所需的最長時(shí)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(dāng)質(zhì)子具有最小動(dòng)能E1=1.4 MeV時(shí)，用質(zhì)子流轟擊固態(tài)的重水D2O(認(rèn)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(rèn)為質(zhì)子是靜止的)時(shí)，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(dòng)能E2。

參考答案

1．D 【解析】盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)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(xiàng)錯(cuò)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(qiáng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；遏止電壓和光的頻率有關(guān)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；重核的裂變屬于鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，D項(xiàng)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(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)正確。

6．B 【解析】能否產(chǎn)生光電效應(yīng)與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，增大入射光的強(qiáng)度，仍不能產(chǎn)生光電流，A項(xiàng)錯(cuò)誤；增大入射光的頻率，當(dāng)入射光的頻率大于金屬的極限頻率時(shí)，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(xiàng)正確；把P向a移動(dòng)。P點(diǎn)電勢大于c點(diǎn)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(xiàng)錯(cuò)誤；把P從c向b移動(dòng)，不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，沒有光電流形成，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

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

同理可得，氘核轟擊質(zhì)子系統(tǒng)損失的動(dòng)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：