第2节 原子结构与原子核
1.以下是有关近代物理内容的若干叙述,其中正确的是( B )
A.α粒子散射实验揭示了原子核内部的复杂性
B.光电效应现象揭示了光具有粒子性
C.紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应,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
D.处于基态的氢原子最不稳定
解析:α粒子散射实验表明,原子绝大多数的质量集中在很小的原子中心,天然放射现象揭示了原子核内部的复杂性,故A错误;光电效应现象表明光具有粒子性,故B正确;根据爱因斯坦光电效应方程Ek= hν-W0,逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率有关,而与照射强度无关,故C错误;处于基态的氢原子最稳定,处于高能级激发态的氢原子不稳定,总要向低能级激发态或基态跃迁,故D错误.
2.(2018·黑龙江哈尔滨六中二模)(多选)某半导体激光器发射波长为1.5×10-6 m,功率为5.0×10-3 W的连续激光.已知可见光波长的数量级为10-7 m,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,该激光器发出的( BD )
A.是紫外线
B.是红外线
C.光子能量约为1.3×10-13 J
D.光子数约为每秒3.8×1016个
解析:该激光的波长比可见光波长长,因此是红外线,A错误,B正确;根据ν=解得ν=Hz=2×1014 Hz.光子能量ε=hν=1.326×10-19 J,故C错误;光子数n==3.8×1016(个),故D正确.
3.(2019·江西上饶六校联考)PET(正电子发射型计算机断层显像)的基本原理是将放射性同位素O注入人体,参与人体的代谢过程O在人体内衰变放出正电子,与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子,被探测器探测到,经计算机处理后产生清晰的图像.根据PET原理,下列说法正确的是( B )
A.O的衰变方程为OFe
B.将放射性同位素O注入人体O的主要用途是作为示踪原子
C.一对正负电子湮灭后也可能只生成一个光子
D.PET中所选的放射性同位素的半衰期应较长
解析:根据质量数守恒和电荷数守恒得O的衰变方程为ONe,故A错误;将放射性同位素O注入人体O的主要用途是作为示踪原子,故B正确;一对正负电子湮灭后动量为零,根据动量守恒定律,湮灭后的系统也必须动量为零,因此必定是两个光子,故C错误;PET中所选的放射性同位素需要在人体内衰变,故其半衰期较短为好,D 错误.
4.(2018·广东广州二模)氢原子第n能级的能量为En=(n=1,2, 3,…),其中E1是基态能量.若氢原子从第k能级跃迁到第p能级,辐射的能量为-E1,第p能级比基态能量高-E1,则( A )
A.k=3,p=2 B.k=4,p=3
C.k=5,p=3 D.k=6,p=2
解析:氢原子在第k能级的能量为,氢原子在第p能级的能量为,有-=-E1,-E1=-E1,解得k=3,p=2,故A正确.
5.(2019·四川乐山调研)某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论,其中的两个核反应方程为H+N+Q1HNC+X+Q2;方程中Q1,Q2表示释放的能量,相关的原子核质量见下表,下列判断正确的是( B )
|
原子核
|
H
|
He
|
He
|
C
|
N
|
N
|
|
质量/u
|
1.007 8
|
3.016 0
|
4.002 6
|
12.000 0
|
13.005 7
|
15.000 1
|
A.X是He,Q2>Q1 B.X是He,Q2>Q1
C.X是He,Q21 D.X是He,Q21
解析:根据质量数和电荷数守恒得HNCHe+Q2;根据爱因斯坦质能方程得,Q1=Δm1c2,Q2=Δm2c2,根据Δm1=(1.007 8+12.000 0- 13.005 7)u=0.002 1 u,Δm2=(1.007 8+15.000 1-12.000 0-4.002 6)u=0.005 3 u,故Q2>Q1,B正确.
