4.中国“北斗三号”全球组卫星计划在2018年底前完成18颗“北斗三号”卫星发射任务。“北斗三号”采用星载氢原子钟,其精度将比“北斗二号”的星载铷原子钟提高一个数量级。如图所示为氢原子的部分能级图,以下判断正确的是( )。
A.处于n=3能级的氢原子可以辐射任意频率的光子 B.欲使处于基态的氢原子被激发,可用12.09 eV的光子照射 C.当氢原子从n=5的状态跃迁到n=3的状态时,要吸收光子
D.用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射金属铂(逸出功为6.34 eV)时不能发生光电效应
【解析】根据=3知,这些n=3能级的氢原子可以辐射出三种不同频率的光子,A项错误;3能级和1能级的能量之差为
12.09 eV,所以12.09 eV的光子能被基态吸收,跃迁到n=3能级,B项正确;氢原子从高能级跃迁到低能级时放出光子,C项错误;从
n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子的能量E=E2-E1=-3.4 eV-(-13.6)eV=10.2 eV>6.34 eV,而使金属发生光电效应的条件是光
子的能量大于电子的逸出功,故可以发生光电效应,D项错误。
【答案】B
5.(2017·黑龙江一联)(多选)如图为氢原子的能级示意图,则下列对氢原子跃迁的理解正确的是( )。
A.由高能级向基态跃迁时辐射出来的光电子一定不能使逸出功为3.34 eV的金属发生光电效应 B.大量处于n=4能级的氢原子向n=1能级跃迁时,可以向外辐射6种不同频率的光子
C.大量处于n=3能级的氢原子向n=1能级跃迁时,用发出的光照射逸出功为3.34 eV的金属,从金属表面逸出的光电子的最大初动能为8.75 eV
D.若用光子能量为10.3 eV的光照射处于n=1能级的氢原子,则该能级的氢原子能够跃迁到较高能级
【解析】氢原子从高能级向低能级跃迁时放出的光子的能量等于前后两个能级之差,当氢原子从高能级跃迁到基态时放出的光子的能量最小值为-3.4 eV-(-13.6 eV)=10.2 eV,大于3.34 eV,所以一定能使逸出功为3.34 eV的金属发生光电效应,A项错
误;大量处于n=4能级的氢原子向基态跃迁时,辐射光子的种类为==6,B项正确;大量处于n=3能级的氢原子向n=1
能级跃迁时,辐射出的光子能量最大为-1.51 eV-(-13.6 eV)=12.09 eV,用此光子照射逸出功为3.34 eV的金属,由爱因斯坦光电效应方程可得该金属的最大初动能为12.09 eV-3.34 eV=8.75 eV,C项正确;当氢原子由低能级向高能级跃迁时,氢原子吸收的光
子能量一定等于两能级之间的能量差,而由氢原子的能级图可知任何两能级间的能量差都不等于10.3 eV,因此不能使n=1能级的氢原子跃迁到较高的能级,D项错误。
【答案】BC
题组3 天然放射现象 核反应 核能
1.(2017·齐鲁模拟)下列说法正确的是( )。
A.在核反应过程的前后,反应体系的质量数守恒,但总质量一定减少 B.用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期 C.18个放射性元素的原子核经一个半衰期一定有9个发生了衰变 D.由两种元素的原子核结合成一种新元素的原子核时,一定吸收能量
【解析】核反应前后质量数和质量都守恒,但质量有增加的也有减少的,A项错误;半衰期是宏观统计概念,C项错误,核聚变释放能量,D项错误。
【答案】B
2. (2017·河北模拟)下列说法正确的是( )。
A.C与C是同位素,具有放射性,所以它们的化合物的性质并不相同 B.核力是原子核内质子与质子之间的力,中子和中子之间并不存在核力
12
14
C.在裂变反应合能没有
Ba和
UnKr的大
BaKr+n中U的结合能比Ba和Kr的都大,但比结
D.α、β、γ三种射线都是带电粒子流
【解析】同位素的核外电子数相同,所以一种元素的各种同位素都具有相同的化学性质,A项错误;原子核内相邻的质子和中子之间均存在核力,B项错误;核子数越多其结合能也越大,所以的比结合能越大,所以
U的比结合能比
Ba和
U的结合能比
Ba和
Kr的都大,越接近铁元素
Kr的都小, C项正确;α射线、β射线都是带电粒子流,而γ
射线是电磁波不带电,故D项错误。
【答案】C
3.(2017·太原模拟)我国科学家为解决“玉兔号”月球车长时间处于黑夜工作的需要,研制了一种小型核能电池,将核反应释放的核能转变为电能,需要的功率并不大,但要便于防护其产生的核辐射。请据此猜测“玉兔号”所用核能电池有可能采纳的核反应方程是( )。
AHHHen
BUnBakr+n
CPuAme
DAlHePn
【解析】A是聚变反应,反应剧烈,至今可控聚变反应还处于各种实验研究阶段,B是裂变反应,虽然实现了人工控制,但因反应剧烈,防护要求高还不能小型化,C是人工放射性同位素的衰变反应,是小型核能电池主要采用的反应方式,D是人工核反应,需要高能α粒子,故选C项。
【答案】C
4.(2017·广东二模可以经一次衰变变成
U的衰变有多种途径,其中一种途径是先衰变成Ti,最后都衰变成
Bi,然后可以经一次衰变变成X(X代表某种元素),也
Pb,衰变路径如图所示,下列说法中正确的是( )。
A.过程①是β衰变,过程③是α衰变;过程②是β衰变,过程④是α衰变 B.过程①是β衰变,过程③是α衰变;过程②是α衰变,过程④是β衰变 C.过程①是α衰变,过程③是β衰变;过程②是β衰变,过程④是α衰变 D.过程①是α衰变,过程③是β衰变;过程②是α衰变,过程④是β衰变
【解析】Bi经过①变化为X,质量数没有发生变化,为β衰变,经过③变化为Pb,质量数数少4,为α衰变,过程②变化为Ti,电荷数少2,为α衰变,过程④的电荷数增加1,为β衰变。故A、C、D三项错误,B项正确。
【答案】B
5.(2017·河南二模)(多选)下列说法中正确的是( )。
A.放射性元素的半衰期与温度、压强无关
B.波尔理论认为,原子中的核外电子轨道是量子化的
C.“原子由电子和带正电的物质组成”是通过卢瑟福α粒子散射实验判定的
D.天然放射性元素Th(钍)共经过4次衰变和6次β衰变变成Pb(铅)
【解析】放射性元素的半衰期只与原子核自身有关,与温度、压强无关,故A项正确;玻尔理论认为原子只能处在能量不连续的一系列状态,故B项正确;通过卢瑟福α粒子散射实验判定的是原子具有核式结构,并不是判定“原子由电子和带正电的物质组成”,故C项错误
Th衰变成
Pb时,质量数减小24,而质子数减小8,对于β衰变质量数不变,质子数在增加1,而
α衰变质量数减小4,质子数减小2,所以要经过6次α衰变和4次β衰变,故D项错误。
【答案】AB
6.(2017·黑龙江月考)(多选说法中正确的是( )。
Pu衰变时释放巨大能量,如图所示,其衰变方程为PuUHe,并伴随γ光子辐射,则下列
A.核燃料总是利用比结合能小的核
B.核反应中γ光子的能量就是Pu的结合能
CU核比Pu核更稳定,说明U的结合能大
D.由于Pu的比结合能比U的比结合能小,所以衰变时释放巨大能量
【解析】根据比结合能越大,原子核越稳定,可知核燃料总是利用比结合能小的核,故A项正确。核反应中γ光子的能量就
是质量亏损对应的能量,故B项错误巨大能量,故C项错误,D项正确。
【答案】AD
U比Pu更稳定,说明U的比结合能大,所以Pu衰变时,会释放
1.(2017·河北调研)以下是有关近代物理内容的若干叙述,其中正确的有( )。
A.紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应,则当增大紫外线的照射强度时,从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大
B.每个核子只跟邻近的核子发生核力作用
C.原子核式结构模型是由汤姆孙在α粒子散射实验基础上提出的
D.太阳内部发生的核反应是核裂变反应
【解析】光电子的最大初动能与入射光的频率有关与光照强度无关,因此增大光照强度,光子的最大初动能不变,A项错误;核子为短程力,只能跟邻近的核子产生核力的作用,B项正确;原子核式结构模型是由卢瑟福在α粒子散射实验基础上提出的,C项错误;太阳内部发生的是热核反应,D项错误。
【答案】B
2.(2017·太原模拟)下列叙述中错误的是( )。 ．．
A.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
B.对于同种金属产生光电效应时,逸出光电子的最大初动能 Ek与照射光的频率呈线性关系 C.一块纯净的放射性元素的矿石,经过一个半衰期以后,它的总质量仅剩下一半 D.将核子束缚在原子核内的核力,是不同于万有引力和电磁力的另一种相互作用
【解析】由黑体辐射规律可知,辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关,A项正确;根据光电效应方程Ek=hν-W0
可知,逸出光电子的最大初动能Ek与照射光的频率呈线性关系,B项正确;经过一个半衰期以后,有一半的质量发生衰变,产生新核,C项错误;高中课本提到自然界可分为四种基本的相互作用:万有引力,电磁相互作用,强相互作用,弱相互作用,D项正确。
【答案】C
3.(2017·河南质测)下列五幅图分别对应四种说法,其中错误的是( )。 ．．
A.根据α、β、γ射线的特点可知,射线1是α射线,射线2是β射线,射线3是γ射线
B.氢原子辐射出一个光子后,电势能减小,总能量增大