原子物理与相对论知识点题库

如图是恒星演化过程的示意图，请填写相应星球的名称．

下列说法正确的是（）

A . 光电效应表明光具有能量，且具有波粒二象性 B . 根据波尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动速度减小 C . $\text{[math]}$ 的半衰期是5天，12g $\text{[math]}$ 经过15天后衰变了1.5g $\text{[math]}$ D . α粒子散射实验时卢瑟福建立原子核结构模型的重要依据

已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u， $\text{[math]}$ He 核的质量为3.0150u．两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成 $\text{[math]}$ He并放出一个中子，质量亏损为1u 时，释放的能量为931.5MeV．

（1）写出该核反应的反应方程式．
（2）该核反应释放的核能是多少？

太阳内部的核聚变反应可以释放出大量的能量，这些能量以电磁波辐射的形式向四面八方辐射出去，其总功率达P＝3.8×10²⁶ W．

（1）估算太阳每秒钟的质量亏损．
（2）设太阳上的核反应都是4 $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ ＋2 $\text{[math]}$ ＋2ν＋28 MeV这种形式的反应（ν是中微子，其质量远小于电子质量，是穿透力极强的中性粒子），地日距离L＝1.5×10¹¹ m，试估算每秒钟太阳垂直照射地面上每平方米有多少中微子到达．
（3）假设原始太阳全部由质子和电子组成，并且只有10%的质子可供“燃烧”，试估算太阳的寿命（太阳的质量为2.0×10³⁰ kg，质子的质量为1.67×10^－27 kg）．

如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放出 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是（）

A . ①和④是 $\text{[math]}$ 射线，它们有很强的穿透本领 B . ③和⑥是 $\text{[math]}$ 射线，它们是高速电子流 C . ②和⑤是 $\text{[math]}$ 射线，它由原子核外的内层电子跃迁产生 D . ③和④是 $\text{[math]}$ 射线，它们有很强的电离本领

下列说法正确的是（）

A . 比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定放出核能 B . 根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动速度减小 C . 某一频率的光照射到某金属表面可以发生光电效应，入射光越强，光电子的最大初动能越大 D . 电子显微镜比光学显微镜的分辨率更高是因为电子穿过样品时发生了更明显的衍射

巴耳末系谱线波长满足巴耳末公式 $\text{[math]}$ ＝R（ $\text{[math]}$ － $\text{[math]}$ ），n＝3，4，5，…在氢原子光谱可见光区（巴耳末系的前四条谱线在可见光区），最长波长与最短波长之比为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

下列说法正确的是（）

A . 若某单色光照射两种不同金属时均可产生光电效应，则其照射逸出功大的金属时，产生的光电子的最大初动能也大 B . 只有当裂变物质的体积小于临界体积时，才能发生链式反应 C . 玻尔原子理论中，核外电子从低能级轨道向高能级轨道跃迁时要放出光子 D . 原子核衰变时电荷数和质量数都守恒

下列关于原子核的叙述中正确的是（）

A . 居里夫人通过α粒子轰击铝原子核，首次发现了中子 B . 核反应堆中的“慢化剂”是为了减慢反应速度，防止反应过于剧烈 C . 轻核聚变过程中，会有质量亏损，要释放能量 D . 原子核的质量越大，比结合能就越小

关于下列四幅图说法正确的是（）

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A . 图a中光电效应实验说明了光具有粒子性 B . 图b中电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有粒子性 C . 图c中α粒子散射实验说明原子质量均匀分布在整个原子中 D . 图d中氢原子的能级图说明氢原子只能处于一系列分立的能量状态中

氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为 E₁＝-54.4 eV，氦离子能级的示意图如图所示。普朗克常量 h=6.6×10-34J·s

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（1）要使氦离子能从第二能级向第四能级跃迁，需要用频率多大的电磁波照射？
（2）已知钠的逸出功为 2.3eV，今用一群处于第三能级的氦离子发射的光照射钠，则光电子的最大初动能的最大值是多少 eV？
（3）若某次射出的具有动能为 1.2eV的光电子正对一个原来静止的电子运动，求此运动过程中两电子电势能增加的最大值（电子所受重力忽略不计）。

氢原子的能级如图所示。原子从能级 n=4 向 n=2 跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应。现有一群处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属。普朗克常量h= 6.63´10^-³⁴J×s，求：

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（1）该金属的逸出功为多少？截止频率是多少？（结果保留三位有效数字）
（2）一群处于 n=4的能级的氢原子向低能级跃迁，可以辐射几种频率的光子？在辐射出的各种频率的光子中，能使该金属发生光电效应的频率共有多少种？
（3）这些光子使该金属材料产生光电效应时，产生光电子最大初动能的最大值是多少。

根据α粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型．如图表示了原子核式结构模型的α粒子散射图景．图中实线表示α粒子的运动轨迹．其中一个α粒子在从a运动到b再运动到c的过程中(α粒子在b点时距原子核最近),下列判断中正确的是( )

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A . α粒子的动能先增大后减小 B . α粒子的电势能先增大后减小 C . α粒子的加速度先变小后变大 D . 电场力对α粒子先做正功后做负功

氢原子第n能级的能量为 $\text{[math]}$ （n=1，2，3…），大量处在n=3能级的氢原子向低能级跃迁过程中，下列说法中正确的是（）

A . 氢原子的发射光谱为连续谱 B . 会辐射出两种不同频率的光子 C . 由n=2能级跃迁到n=1能级时产生的光子频率最小 D . 辐射出的光子照射逸出功为4.54eV的金属钨，能使其发生光电效应的光子有两种

下列关于原子和原子核的说法正确的是（）

A . 氢原子光谱的发现是原子具有核式结构的实验依据 B . 原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律 C . 核电站应用了核裂变原理并利用镉棒控制反应进程 D . 每个核子都会和其余的核子发生核力作用

以下对物理现象和物理规律的认识中正确的是（）

A . 只要照射到金属表面的光的强度足够强就一定能产生光电效应现象 B . 当给放射性材料加热时其衰变进程将加快 C . 卢瑟福利用 $\text{[math]}$ 粒子轰击氮核从而发现了原子核中有中子 D . 原子核中的中子可以放出一个电子变成一个质子

卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在（）

A . 电子 B . 中子 C . 质子 D . 原子核

下列关于光和辐射的说法正确的是（）

A . 黑板吸收可见光，故为黑色，它是一种黑体 B . 部分物质有放射性，可使人致癌，因此，放射性射线只会对人有害 C . 放射性物质可使人致癌，因此，我们应当远离放射性物质，类似的，我们也应当远离有辐射的物质 D . 光子频率越高，能量越大，光强却可以很小

铀核裂变的产物是多样的。一种典型的铀核裂变是生成钡和原子核X，同时放出三个中子，核反应方程是 $\text{[math]}$ 。下列说法正确的是（）

A . 原子核X的中子数为53 B . 原子核X的中子数为55 C . $\text{[math]}$ 的比结合能比 $\text{[math]}$ 的比结合能大 D . $\text{[math]}$ 的比结合能比 $\text{[math]}$ 的比结合能小

我国自主研发的聚变—裂变混合反应堆的主体部分由“聚变堆芯”和“裂变包层”等组成，“聚变堆芯”中氘、氚燃料发生可控热核聚变反应，输出大量高能中子，“裂变包层”中的 $\text{[math]}$ 在高能中子的作用下可转变为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 经过两次衰变后可变成 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 发生裂变反应能够稳定、可控地输出巨大的能量。1个 $\text{[math]}$ 核“捕捉”一个中子发生裂变反应，可产生两个新核X₁、X₂ ，同时产生x个中子。已知 $\text{[math]}$ 核、X₁核、X₂核和中子的质量分别为m、m₁、m₂和m_n ，光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（）

A . “聚变堆芯”中发生的核反应方程为 $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ 衰变为 $\text{[math]}$ 发生了2次α衰变 C . 新核X₁的比结合能小于 $\text{[math]}$ 核的比结合能 D . 1个 $\text{[math]}$ 核发生裂变反应释放的能量 $\text{[math]}$

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