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1、第十二章波粒二象性原子结构与原子核 章末综合测试（十二） （时间：45分钟 分数：100分） 一、选择题（本题共10小题，每小题6分. 在每小题给出的四个选项中，第1?5题只 有 一项符合题目要求，第6?10题有多项符合题目要求 . 全部选对的得6分，选对但不全的得3 分，有选错的得0分） 1.下列说法中正确的是（） A.光是一种概率波，物质波也是概率波 B.麦克斯韦首次通过实验证实了电磁波的存在 C.某单色光从一种介质进入到另一种介质，其频率和波长都将改变 D.紫光照射某金属时有电子向外发射，红光照射该金属时也一定有电子向外发射 解析：A麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹首次通过实验证实了电磁
2、波的存在，故B错 误；单色光从一种介质进入到另一种介质时，其频率是不变的，但由于光速不同，所以波长会 改变，C错误；由于紫光的频率大于红光，则根据爱因斯坦的光电效应方程可知，红光照射该 金属时不一定有电子向外发射，故D错误. 2.根据爱因斯坦的光子说，光子能量F等于（力为普朗克常量，c为真空屮的光速，久 为光在真空中的波长）（） A.h c , h C. h 入D. 解析：B根据爱因斯坦的光子说，光子能量E=hv,根据光的传播速度和频率的关系c=久/ 得 =力午，B正确. 3.（2017 ?河南信阳息县一中段考）下列对题中四幅图的分析，其中正确的是 E/eV 0 0.54 0.85 1.51
3、-3.4 n _ 00 -13.6 0 A.从图可知，光电效应实验中方光的频率比日光的大 B.从图可知，能量为5 eV的光子不能被处于n=2能级的氢原子吸收 C.从图可知，随着放射性物质质量的不断减少，其半衰期不断增大 D.从图可知，a粒子散射实验表明原子核由中子和质子组成 解析：A eHe核时释放能量 D.核中核子的平均结合能比冰r核中的大 解析：BC由图象可知，：He的比结合能约为7 MeV,其结合能应为28 MeV,故A错误. 比 结 合能较大的核较稳泄，故B正确. 比结合能较小的核结合成比结合能较大的核时释放能量, 故C 正确. 比结合能就是平均结合能，故由图可知D错误. 2h v B
4、. U= & & * 公 a & （2017 ?福建厦门质检）静止的雹Bi原子核在磁场屮发生衰变 后运动轨迹如图所示，大小圆半径分别为召、金；则下列关于此核衰变 方程和两圆轨迹半径比值判断正确的是 A. 1 2 3 4 slBi- 2siTH-2He B. 28lBi-o+-?e C. : 金=84 : 1 D. Rx : 金=207 : 4 解析：BC原子核发生衰变时，根据动量守恒可知两粒子的速度方向相反，由图可知粒子 的运动轨迹在同一侧，根据左手定则可以得知，衰变后的粒子带的电性相反，所以原子核发生 的应该是0衰变，衰变方程为： 2i ：；Bi- 2JlPo + - （ ；e,故A错误，B
5、正确；根据心初结 合两粒子动量大小相等，故用：兄=彳：s=84 ：1,故C正确，D错误；故选B、C. 9.已知氢原子的能级如图所示，现用光子能量在10?12. 9 eV范围内的光去照射一群处于 基态的氢原子，则下列说法中正确的是（） E/eV -3.4 1 - -13.6 A.在照射光中可能被吸收的光子能量有无数种 B.在照射光中可能被吸收的光子能量只有3种 C.照射后可观测到氢原子发射不同波长的光有6种 D.照射后可观测到氢原子发射不同波长的光有3种 解析：BC =1 “=5, h v=&-R = 13. 06 eV,故能量在10?12. 9 eV范围内的光子 , 仅被吸收符合刀 =1一刀=
6、2,刀=1 门=3, n=n= 4的能级差的三种光子，A错B对；照 射后处于最高能级的氢原 子的量子数77=4,故向低能级跃迁能辐射的光波长种类为N= _=6种，c对D错. 10.原來静止的原子核钦，质量为例，处在区域足够大的匀强磁场中，经衰变变成质量 为饥的原子核Y, a粒子的质量为朋，已测得a粒子的速度垂直于磁场，且动能为区假定原子 核X衰变时释放的核能全部转化为动能，则下列四个结论中，正确的是（） 2 A.核Y与a粒子在磁场屮运动的周期之比为亍 2 B.核Y与a粒子在磁场中运动的半径之比为牙 C.此衰变过程屮的质量亏损为 D.此衰变过程屮释放的核能为学各 解析：BCD原子核发生a衰变吋质
7、量数减小4,电荷数减小2,由题意知X核原先静 mv 止，则衰变后a粒子和反冲核Y的动量大小相筹，由斤 =知，用：Ra = q : 6 = 2 : （Z n 543 -0.54 -0.85 -1.51 2）,故B项正确；周期之比由 &学知，介：T.=?他 =J , 故八项错误；该过Bq 叽Z n 4他 程质量亏损加 =加一（加 +加），故C项正确；由 $=抚知，Y核的动能代尸占，则释放 AF 的核能AE=&+$Y=U，故D项正确 . 二、非选择题（本大题共2小题，每题20分，共40分. ） 11.（2017 ?湖北襄阳调研）氢原子基态能量 = -13.6 eV,电子绕核做圆周运动的半 径刀=0.
8、 53X102 in.求氢原子处于门=4激发态时： （1）原子系统具有的能量； （2）电子在刀=4轨道上运动的动能；（己知能量关系E=*,半径关系rn=nr, k= 9.0X10“ N ?1/ 化e=l. 6X109 c） （3）若要使处于 =2轨道上的氢原子电离，至少要用频率为多大的电磁波照射氢原子？ （普朗克常量力=6.63Xl（）f J?s） 解析： （1）由丘=丄圧得（3分） E、 fi=72=-0. 85 eV （3 分） （2）因为“=石,所以门 =4冬，由圆周运动知识得（3分） 2 2 召=丄（3分） -Tl -T1 J（即/1X1O 37 J/s）.现假定该能虽全部来自上述氢核
9、聚变反应，试估算银河系屮氨的含量（最 后结果保留一位有效数字）. （3）根据你的估算结果，对银河系中氨的主要生成途径做出判断. （可能用到的数据：银河系质量约为J3X1041 kg,原子质量单位1 u=l. 66X10“7畑，1 u对应 于1.5X10” J的能量，电子质量加 = 0.000 5 u,氨核质量m. =4. 002 6 u,氢核 质量妬=1.007 8 ,中 微子人质量为零?） 解析： （l）4；H-；He+2纭+ 2 厶（3 分） A加=4朋一加2加（3分） AE= Amc=. 14X 10 -12 J （3 分） Pt （2）m=ma心6. 1 X 10 J9 kg （3 分
10、） 匕 人m 6. 1 X 10 39 “ 心八、 氨的育車 &= 3X0“ 2% （3分） （3）由估算结果可知，2%远小于25%的实际值，所以银河系中的氨主耍是宇宙诞生后不 久生成的 . （5分） 答案：（1）4；H仝He+2；e+2 % 4. 14X10 -12 J （2）2% 所以隔 =撷=寻9.0XKT 32X0. 53X 1O“ 5 * * * * 10 * * * J（3 分） （3）银河系中的氨主要是宇宙诞生后不久生成的 5. 85 eV （3）要使处于 =2的氢原子电离，照射光的光子能量应能使电子从第2能级跃迁到无限 远处，最小频率的电磁波的光子能量应为 h #=0彳（3 分） 得21X10 14 * * Hz （2 分） 答案：（1）-0. 85 eV （2）0. 85 eV （3）8. 21X10 14 Hz 12.天文学家测得银河系中氨的含量约为25%.有关研允表明，宇宙中氨生成的途径有 两条：一是在宇宙诞生后3分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部的 氢核聚变反应生成的 . （1）把氢核聚变反应简化为4个氢核（；H）聚变成氨核（；He）,同时放出2个正电子 （纭）和2 个中微子（厶），请写出该氢核聚变反应的方程，并计算一次反应释放的能量. （2）研究表明，银河系的年龄约为i=3.8X10 17 s,每秒银河系产生的能量约为IX IO?