高中物理经典题库-原子物理试题66个.pdf

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高中物理经典题库原子物理试题第1页（共10页）原子物理试题集粹（49+17=66个）一、选择题（每题的四个选项中至少有一个是正确的）1氢原子从激发态跃迁到基态，则核外电子的电势能减小，动能减少，周期增大电势能减小，动能增大，周期减小电势能的减小值小于动能的增加值电势能的减小值等于动能的增大值2氢原子从能级跃迁到能级时，释放频率为1的光子；氢原子从能级跃迁到能级时，吸收频率为2的光子若21，则氢原子从能级跃迁到能级时，将吸收频率为21的光子吸收频率为12的光子释放频率为21的光子释放频率为12的光子3氢原子能级图的一部分如图51所示，、分别表示原子在三种跃迁过程中辐射出的光子它们的能量和波长分别为、和、，则下述关系中正确的是1111114氢原子的1，2，3，4各能级的能量如图52所示，氢原子由1的状态激发到4的状态在它回到1的状态的过程中可能发出的能量不同的光子只有3种可能发出6种不同频率的光子可能发出的光子最大能量是12.5可能发出的光了的最小能量是0.855下列叙述中正确的是卢瑟福得出原了核的体积极小的依据是绝大多数粒子穿过金箔后仍按原来的方向前进玻尔认为卢瑟福理论中电子绕核旋转的向心力来自库仑力是错误的，所以提出新的玻尔理论玻尔的原子结构理论没有否定卢瑟福理论，而是在卢瑟福的学说上运用了普朗克的量子理论爱因斯坦用于解释光电效应的光子说依据的也是量子理论，所以光子说是在玻尔理论上发展的6按照玻尔理论，氢原子处在量子数1和2的定态时，其相应的原子能量的绝对值之比12及电子的动能之比12分别等于41，4141，2121，4121，217氢原子从4的激发态直接跃迁到2的能级时，发出蓝色光则氢原了从5的激发态直接跃迁到2的能级时，可能发出的是红外线红光紫光射线8一群处于基态的氢原子吸收某种单色光光子后，向外辐射了1、2、3三种颜色的光子，且321，则被氢原子吸收的光子能量为3被氢原子吸收的光子能量为2被氢原子吸收的光子能量为1被氢原子吸收的光子能量为（12）9天然放射现象的发现揭示了图51图52高中物理经典题库原子物理试题第2页（共10页）原子不可再分原子的核式结构原子核还可再分原子核由质子和中子组成10如图53所示，表示原子核，粒子射向时被散射而偏转，其偏转轨道可能是图中的（粒子入射动能相同）11关于粒了散射实验，下列说法中正确的是绝大多数粒子经过重金属箔后，发生了角度不太大的偏转粒子在接近原子核的过程中，动能减小，电势能减小粒子在离开原子核的过程中，加速度逐渐减小对粒了散射实验的数据分析，可以估算出原子核的大小12氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，判断正确的是电子绕核旋转半径增大电子的动能增大氢原子的电势能增大氢原子的能级减小13图54所示的实验中，用天然放射性元素钋（）放出的射线轰击铍时，产生一种不可见粒子当用这种粒子轰击石蜡时，可从石蜡中打出质子，经过各种检测发现这种不可见粒子在电场和磁场中均不发生偏转，它一定是不带电的中性粒子这种不可见粒子的贯穿能力很强，它一定是射线（光子）这种不可见粒子的速度不到光速的110，而且能量很大（55），因此它不是射线这种不可见粒子和硼作用产生的新原子核增加的质量几乎和质子的质量相等，它一定是和质子质量相等的粒子14质子和粒子在真空条件下，同时自静止由同一电场加速，经同点垂直进入同一偏转电场后均打在平行于偏转电场方向的同一荧光屏上不计质子和粒子所受的重力说法正确的是质子比粒子先打到屏上打到屏上时，粒子的动能比质子大经加速电场时，质子比粒子电场力的冲量大质子和粒子将打到荧光屏上同一点15如图55所示，为未知的天然放射源，为一张黑纸，为水平放置的平行金属板，板间有竖直方向较强的匀强电场，为荧光屏，为固定不动的显微镜筒整个装置放在真空中实验时，如果将电场撤去，从显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁的亮点数没有变化如果再将黑纸移开，则从显微图53题号12345678910答案BCACBCACACADCD图54高中物理经典题库原子物理试题第3页（共10页）镜筒内观察到的每分钟闪烁的亮点数大为增加，由此可判定放射源发出的射线为射线和射线射线和射线射线和射线射线和射线16根据玻尔理论，在氢原子中，量子数越大，说明核外电子轨道半径越小核外电子的速率越小原子能级的能量越小原子的电势能越大17一群处于基态的氢原子吸收某种单色光光子后，向外辐射了1、2、3三种频率的光子（321），对应光子的波长分别是1、2、3，则被氢原子吸收的光子能量为2被氢原子吸收的光子能量为1321312（12）18当氢原子的电子处于第条轨道时，下面说法正确的是电子的轨道半径是1（1为第1条可能轨道半径）由12（1为电子在第一条可能轨道时的能量），可知越大时，原子能量越大原子从定态跃迁到

（1）定态时，辐射光子的波长

（1）大量处于这一状态的氢原子通过自发辐射最多产生的光谱线数为

（1）219在匀强磁场里有一个原来静止的放射性碳14，它所放射的粒子与反冲核的径迹是两个相切的圆圆的直径比为71，如图56所示，那么碳14的衰变方程是+146C42eH104eB146C01e145B+146C01e147N146C21H125B20在核反应方程：

+中，表示94eB42eH126C质子中子电子正电子图55图56题号11121314151617181920答案CDBDACDABDCBDCDBDCB高中物理经典题库原子物理试题第4页（共10页）21下列核反应中属于衰变的是+115B42eH147N10n2713Al21H2512gM42eH+23090Th22688Ra42He31H11H42He22最初发现中子的原子核的人工转变，是下列核反应方程中的哪一个+147N42He179F10n94Be42He126C10n+2311Na42He2613Al126C10n2713Al42He3015P10n24在核反应方程中的表示3015P3014Si质子中子电子正电子25用中子轰击铝27，产生钠24和粒子，钠24具有放射性，它衰变后变成镁24，则粒子和钠的衰变过程分别是质子、衰变电子、衰变粒子、衰变正电子、衰变26下列说法正确的是用射线轰击铍（），铍核转变为，并放出射线94Be126C射线是波长很短的电磁波，它的贯穿能力很强利用射线的电离作用，可检查金属内部有无砂眼或裂纹光子的能量足够大时，用射线轰击氘核能使氘核分解为和11H10n271900年，德国物理学家普朗克在研究电磁辐射的能量分布时发现，只有认为电磁波的发射和吸收不是连续的，而是一份一份地进行的，每一份的能量等于，理论计算的结果才能跟实验事实完全符合受该理论的启发，其他一些物理学家开展了有关方面的一些研究工作，取得了一些丰富的成果，下列所述符合这种情况的有：

麦克斯韦提出的光的电磁说汤姆生提出的原子模型爱因斯坦提出的光子说玻尔提出的“玻尔理论”28人类认识原子核的复杂结构并进行研究是从发现电子开始的发现质子开始的粒子散射实验开始的发现天然放射现象开始的29目前，关于人类利用核能发电，下列说法中正确的是核能发电对环境的污染比火力发电要小核能发电对环境的污染比火力发电要大还只是利用重核裂变释放大量能量既有重核裂变、又有轻核聚变释放大量能量30下列说法中正确的是高中物理经典题库原子物理试题第5页（共10页）射线就是大量的原子被激发后，从原子的内层电子中脱出的电子由于每种原子都有自己的特征谱线，故可以根据原子光谱来鉴别物体和确定其化学组成把一个动能为零的自由电子和一个氢离子结合成基态的氢原子时，将要放出紫外线由于原子里的核外电子不停地绕核做加速运动，所以原子要向外辐射能量，这就是原子光谱的来源31天然放射物质的放射线包含三种成份，下面的说法中正确的是一导厚的黑纸可以挡住射线，但不能挡住射线和射线某原子核在放出粒子后会变成另一种元素的原子核三种射线中对气体电离作用最强的是射线粒子是电子，但不是原来绕核旋转的核外电子32根据玻尔理论，在氢原子中，量子数越大，则电子轨道半径越小电子轨道速度越小原子的能量越小原子的电势能越小33对卢瑟福的粒子散射实验现象的分析表明了原子内存在着质量与正电荷集中的原子核原子内有带负电的电子电子绕核运行的轨道是不连续的原子核只占原子体积的极小部分34如图5-1为氢原子1，2，3，4的各个能级示意图处于4能量状态的氢原子，当它向较低能级发生跃迁时，发出的光子能量可能为255136127508535下面列举的现象中，哪个是卢瑟福在粒子散射实验中观察到的，并据此现象得出原子的核式结构大多数粒子发生较大角度偏转，少数粒子仍按原方向前进多数粒子发生较大角度偏转，少数粒子按原方向前进，或被弹回绝大多数粒子穿过金箔后仍按原方向前进极少数粒子发生较大角度偏转，甚至被弹回36如图5-2所示的4个图中，点表示某原子核的位置，曲线和表示经过该原子核附近的粒子的运动轨迹，正确的图是题号21222324252627282930答案BCBDCBDCDDACB图5-1图5-2高中物理经典题库原子物理试题第6页（共10页）37根据玻尔理论，氢原子的基态能级为，氢原子从3的定态跃迁到1的基态过程中辐射光子的波长为，为普朗克常量，为光速，则电子的动能增大电子的电势能增大电子的运动周期增大辐射光子波长9838下列说法正确的是天然放射现象的发现，揭示了原子核是由原子和中子组成的玻尔的原子结构理论没有否定卢瑟福理论，而是在卢瑟福的学说上运用了量子理论射线是波长很短的电磁波，它的贯穿能力很强光子的能量足够大，用线轰击氘核能使氘核分解为和11H10n39如图5-3所示是“原子核人工转变”实验装置示意图，其中是放射性物质，是铝箔，为荧光屏，在容器中充入氮气后，屏上出现闪光，该闪光是粒子射到屏上产生的粒子从打出的粒子射到屏上产生的粒子击中氮核后产生的新粒子射到屏上产生的放射性物质放出的射线射到屏上产生的40质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图5-4所示，离子源产生一个质量为，电量为的正离子，离子产生出来时速度很小，可以看作是静止的离子产生出来后经过电压加速，进入磁感强度为的匀强磁场，沿着半圆周运动而达到记录它的照相底片上，测得它在上的位置到入口处的距离为则下列说法正确的是若某离子经上述装置后，测得它在上的位置到入口处的距离大于，则说明离子的质量一定变大若某离子经上述装置后，测得它在上的位置到入口处的距离大于，则说明加速电压一定变大若某离子经上述装置后，测得它在上的位置到入口处的距离大于，则说明磁感强度一定变大图5-3图5-4高中物理经典题库原子物理试题第7页（共10页）若某离子经上述装置后，测得它在上的位置到入口处的距离大于，则说明离子所带电量可能变小41如果某放射性元素经过次衰变和次衰变，变成一种新原子核，则这个新原子核的质子数比放射性元素原子核的质子数减小2242某放射性元素的原子核的衰变过程是，下列说法中正确的是原子核的中子数比少2原子核的质子数比少1原子核的中子数比少1原子核的质子数比少1431999年9月18日，中共中央、国务院、中央军委在人民大会堂隆重表彰研制“两弹一星”作出突出贡献的科技专家，下列核反应方程中属研究两弹的基本的核反应方程式的是44一个质子以1010的速度撞入一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变为硅原子核，已知铝原子核的质量是质子的27倍，硅原子核的质量是质子的28倍，则下列判断正确的是硅原子核速度的数量级为107，方向跟质子的初速度方向一致硅原子核速度的数量级为105，方向跟质子的初速度方向一致45同学们根据中学物理知识讨论“随着岁月的流逝，地球绕太阳公转的周期、日地间的平均距离、地球表面温度变化的趋势”的问题中，有下列结论请你判断哪些结论正确太阳内部进行着剧烈的热核反应，辐射大量光子，根据可知太阳质量在不断减少根据和知日地距离不断增大，地球环绕速度将减少，且周期2将增大根据和知日地距离将不断减小，地球环绕速度将增大，且周期2将减小由于太阳质量不断减小，辐射光子的功率不断减小，而日地距离增大，所以辐射到地球表面的热功率也减小，地球表面温度也将逐渐降低46是一种放射性元素，进行一系列放射性衰变，由图5-5可以知道23892U题号31323334353637383940答案ACDBADACDDADBCDCD高中物理经典题库原子物理试题第8页（共10页）表中是84，是206是衰变，放出电子，电子是由中子转变成质子时产生的是衰变，放出电子，电子是由中子转变成质子时产生的从衰变成要经过6次衰变，8次衰变23892U20682Pb47质子和中子结合成氘核，同时放出光子，核反应方程是+，以下说法正确的是11H10n21H反应后氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和反应前后的质量数不变，因而质量不变光子的能量为，为反应中的质量亏损因存在质量亏损，所以“物质不灭”的说法是不正确的48氘核（）和氚核（）结合成氦核（）的核反应方程为：

+，设氘核，21H31H42He21H31H42He10n氚核，氦核和中子质量分别为，和，真空中光速为，则反应过程释放的能量为（）2（）2（）2（）249一个中子和一个质子相结合生成一个氘核，若它们的质量分别是、，则由于反应前后质量数不变，所以由于反应时释放出了能量，所以由于反应在高温高压下进行从而吸收能量，所以反应时产生了频率为（）2的光子，式中是光速、是普朗克常量二、填空题1现在科学家们正在设法探寻“反物质”所谓“反物质”是由“反粒子”组成，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和电量，但电荷的符号相反，例如正电子就是电子的“反粒子”据此，若有反质子存在，它的质量数应为，基元电荷的电量是1.601019，则反质子的带电量为2氢原子中核外电子在基态轨道上运动的能量为13.6，若已知氢原子辐射光子的能量为2.55，则可判断这个氢原子的核外电子是由第条可能轨道跃迁到第条可能轨道3如图57中给出的氢原子最低的四个能级、分别表示氢原子在这些能级之间跃迁所辐射的光子，其中波长最短的光子是（填字母）最小的频率等于（保留两位有效数字，普朗克常量6.61034）图5-5题号414243444546474849答案DBCBDABDABDABDACCBD高中物理经典题库原子物理试题第9页（共10页）4在玻尔的氢原子模型中，电子的第一条可能轨道的半径为1，则由此向外数的第三条可能轨道的半径3电子在这第三条轨道上运动时的动能（已知基元电荷，静电力常量为）5假设二个氘核在一直线上相碰发生聚变反应生成氦的同位素和中子已知氘核的质量是2.0136，中子的质量是1.0087，氦核同位素的质量是3.0150，写出聚变核反应方程，在聚变核反应中释放出的能量为（保留三位有效数字）6完成下列核反应方程

（1）+；147N42He11H

（2）+；94Be42He126C（3）+；147N10n11H（4）；3015P3014Si（5）+23592U10n14156Ba9236Kr7处于基态的氢原子在某种单色光照射下，只能发出频率为1、2和3的三种光，且123，则该照射光的光子能量为8用光子轰击氘核，使之产生质子和中子，写出核反应方程式已知氘核质量为2.0135，质子质量为1.0072，中子质量为1.0086，11.66051027，普朗克常量6.631034，则光子的波长应为（要求一位有效数字）9下列核反应均属释放核能的反应，请完成核反应方程，并注明反应类型

（1）+，反应；21H42He10n

（2）+，反应23592U10n9038Sr13654Xe10质子击中锂核后变成两个粒子，其核反应式为；若它们的质量分别为1.67261027、11.65051027、6.64661027，则此过程中释放的能量等于（取3位有效数字）11太阳内部发生热核反应，每秒钟辐射出的能量约381026，据此估算太阳一年内质量将减少_（保留两位数字）12要使一个中性锂原子最外层的电子脱离锂原子所需的能量是539，要使一个中性氟原子结合一个电子形成一个氟离子所放出的能量是351，则将一个电子从锂原子转移到氟原子所须提供的能量为_13如图5-6所示给出的氢原子最低的四个能级，、分别表示氢原子在这些能级之间跃迁所辐射的光子，其中波长最短的光子是_（填字母），最小的频率等于_（保留两位有效数字，普朗克常量661034）图57高中物理经典题库原子物理试题第10页（共10页）14氢原子的基态能量是136，则氢原子光谱中频率最高的光波的波长是_（6631034）15在匀强电场中逆电场线运动的核（）速度减为零时若发生衰变，衰变时与电场线垂直，23892U衰变后当粒子沿的方向移动位移为时残核在与电场线平行的方向上位移为_，与方向_16用质子轰击锂核，生成2个粒子，这个核反应方程式为_，若用表示质子质量，73Li表示锂核质量，表示粒子质量，表示光速，则此核反应中释放能量_17两个氘核聚变产生一个氦核（）和一个中子，这一过程的核反应方程是_32He已知氘核质量为334261027，氦核质量500491027，中子质量167441027，上述核反应释放的能量为_参考答案11，1.60101924，23，1.61014491，218153.266

（1）

（2）（3）（4）（5）3178O10n146C01e10n738+，6101321H11H10n9

（1），聚变

（2）10，裂变31H10n10+2，2.69101211H73Li42He11131017121881310101414914108151013相同图5-6高中物理经典题库原子物理试题第11页（共10页）16+

（2）273Li11H42He42He172+，53101321H32He10n