专题05 近代物理（期末真题汇编，上海专用）高二物理下学期

**基本信息** 高中物理近代物理专题期末试题汇编，涵盖上海延安中学、上海中学等多校真题，聚焦核反应、光电效应、氢原子能级等核心内容，注重基础与综合应用结合。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|6题|α/β衰变、阴极射线、卢瑟福实验|基础概念辨析，如第5题考查天然放射现象意义| |多选题|1题|氢原子跃迁、光电效应|结合图像分析，如第7题关联光电子德布罗意波长| |填空题|2题|能级跃迁能量计算、光电效应应用|联系实际，如第9题光电烟雾报警器参数计算| |综合题|33题|核反应方程、能级跃迁、波粒二象性|情境化设计，如“条形码技术”“人造太阳”等科技应用，融合计算与推理|

专题05 近代物理 1．(24-25高二下·上海延安中学·期末)经过若干次衰变和衰变后变为。则（　　） A．射线的电离能力和穿透能力都比射线强 B．的平均结合能比的平均结合能大 C．共发生了6次衰变 D．共发生了5次衰变 2．(24-25高二下·上海延安中学·期末)阴极射线中粒子的实质是（　　） A．核外电子 B．β粒子 C．正电子 D．光子 3．(24-25高二下·上海中学·期末)某原子的部分能级如图中水平线所示，相邻水平线之间的距离与相应的能级差成正比，当原子中的电子发生跃迁时，辐射如图所示的A、B两种光子，则两光子的波长满足（　　） A． B． C． D．不确定 4．(24-25高二下·上海延安中学·期末)在卢瑟福 α 粒子散射实验中，发生大角度偏转的 α 粒子，靠近金原子核时 （　　） A．受到原子核的库仑引力越来越大 B．速度越来越大 C．电势能越来越大 D．加速度越来越小 5．(24-25高二下·上海延安中学·期末)发现天然放射现象的意义在于使人类认识到（    ） A．原子具有一定的结构 B．原子核具有复杂的结构 C．原子核中含有质子 D．原子核中含有质子和中子 6．(24-25高二下·上海中学·期末)下图是（氡核）发生衰变过程中，氡核的相对含量随时间的变化图线，从图中可知，氡的半衰期为 A．1.6天 B．3.8天 C．7.6天 D．11.4天 二、多选题 7．(24-25高二下·上海师范大学附属中学·期末)如图1所示，三束由氢原子发出的可见光P、Q、R分别由真空玻璃管的窗口射向阴极K。调节滑动变阻器，记录电流表与电压表示数，两者关系如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．分别射入同一单缝衍射装置时，Q的中央亮纹比R宽 B．P、Q产生的光电子在K处最小德布罗意波长，P大于Q C．氢原子向第一激发态跃迁发光时，三束光中Q对应的能级最高 D．对应于图2中的M点，单位时间到达阳极A的光电子数目，P多于Q 三、填空题 8．(24-25高二下·上海延安中学·期末)氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为。已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，________（选填“吸收”或“辐射”）光子的能量为________。（用h、、表示） 9．(24-25高二下·上海延安中学·期末)光电烟雾报警器的原理图和电路图如图（a）、（b）所示，光源S持续发出波长λ=900nm的光。当有烟雾进入探测器时，光被烟雾散射进入光电管C，照射到金属表面发生光电效应，如果光电流I=8×10−9A，报警系统恰被触发。已知元电荷e=1.6×10−19C，真空光速c=3×108m/s，普朗克常量h=6.63×10−34J⋅s。要使该报警器正常工作，光电管内金属的逸出功W0至多为_______eV（保留两位小数），烟雾报警器发出警报时，每秒需要产生的光电子数至少为________个（保留一位有效数字）。保持其它条件不变，为了提高光电烟雾报警器的灵敏度，请写出一种可行操作：___________。 四、综合题 放射性衰变是放射性元素自发释放粒子及能量并转变为另一种元素的过程，这种现象称为天然放射性现象。 10．(24-25高二下·上海奉贤区·期末)天然放射性现象说明______具有复杂结构。铀是放射性元素，在连续发生多次衰变后，会变成铅，在此过程中，共发生了______次衰变、______次衰变。 11．(24-25高二下·上海奉贤区·期末)如图，放射线从铅盒的小孔竖直向上射出，在小孔的正上方处水平放置一张纸，在纸的正上方处水平放置照相机底片，之间有平行于纸面的匀强电场（图中未画出），整个装置放在暗室中。实验发现，照相机底片的、两处被感光（点正对铅盒的小孔），则（　　） A．打到处的为射线 B．打到处的为射线 C．匀强电场方向水平向左 D．放射线中只有和射线 12．(24-25高二下·上海奉贤区·期末)如图，是某种放射性元素的原子核，原来静止在匀强磁场（图中未画出）中。发生衰变后，放出一个粒子，变成新核，粒子与新核的运动方向均与磁场方向垂直。两个虚线圆周表示粒子与新核的运动轨迹，粒子与新核之间的相互作用可忽略。则（　　） A．放出的是粒子 B．圆周为新核运动轨迹 C．磁场方向垂直纸面向里 D．粒子与新核的动能相同 条形码技术 图甲所示超市的条形码扫描探头工作原理如图乙所示，打开扫描探头，发光二极管发出红光，将探头对准条形码，红光遇到条形码的黑色线条时，光几乎全部被吸收；遇到白色空隙时光被大量反射到探头上，光电管发生光电效应产生光电流。通过信号处理系统，条形码就被转换成了脉冲电信号。 13．(24-25高二下·上海曹杨第二中学·期末)扫描探头的工作原理说明光具有_________（选填“A．波动性”或“B．粒子性”），若将发光二极管换为发蓝光的二极管，则扫描探头_________（选填“A．能”或“B．不能”）正常工作。 14．(24-25高二下·上海曹杨第二中学·期末)若扫描探头在条形码上快速移动，_________（选填“A．来得及”或“B．来不及”）发生光电效应。 15．(24-25高二下·上海曹杨第二中学·期末)利用光电管将条形码信息变成电脉冲信号，经信号处理系统完成对条形码信息的识别，等效电路如图丙所示。其中R为光电管的等效电阻，为定值电阻。若接收到光线，R的阻值将急剧变小。当扫描笔头移动到白色线条上时，信号处理系统获得_________（选填“A．高”或“B．低”）电压。 16．(24-25高二下·上海曹杨第二中学·期末)小舞想利用如图所示装置进一步研究光电效应，如果先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，则验电器的张角将_________（选填“A．变大”、“B．不变”或“C．变小”）。 17．(24-25高二下·上海曹杨第二中学·期末)某金属的遏止电压与入射光频率的关系如图所示，若电子的电荷量用e表示，、、普朗克常量h已知，求该金属的截止频率。 天然放射现象的发现开启了人类对位于物质深处的原子核的认识。 18．(24-25高二下·上海师范大学附属中学·期末)物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是（　　） A．赫兹通过一系列实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论 B．查德威克用粒子轰击获得反冲核，发现了中子 C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构 D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型 19．(24-25高二下·上海师范大学附属中学·期末)如图，放射源发出未知射线，移开强磁场后计数器测得的数值保持不变，再将薄铝片移开，计数器的测得的数值大幅上升，则未知射线中包含_________。 20．(24-25高二下·上海师范大学附属中学·期末)磷30具有放射性，其衰变方程为______。的半衰期是2.5min，4g经过10min后还剩______g。 21．(24-25高二下·上海师范大学附属中学·期末)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电，氘核聚变反应方程是，已知的质量为2.0136u，的质量为3.0150u，的质量为1.0087u，1u＝931MeV/c²。氘核聚变反应中释放的核能约为（　　） A．3.7MeV B．3.3MeV C．2.7MeV D．0.93MeV 22．(24-25高二下·上海师范大学附属中学·期末)在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。放射出α粒子（）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷。 （1）α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小。 （2）设该衰变过程释放的核能都转为α粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损Δm。 氢原子光谱是指氢原子内的电子在不同能级跃迁时所发射或吸收不同波长的光子而得到的光谱。玻尔理论对其进行了解释，如图为氢原子的能级图。（普朗克常量，元电荷） 23．(24-25高二下·上海师范大学附属中学·期末)玻尔运用经典理论结合量子化假设描述了氢原子的轨道和能级。 （1）n为量子数，、分别表示第n条可能的轨道半径和电子处在轨道上时氢原子的能量，为核外电子第1条（离原子核最近的一条）可能的轨道半径。以下符合玻尔理论的是( ) （2）氢原子从一个轨道跃迁到另一轨道时向外辐射电磁波，电子绕核运动的动能______，电子与氢原子核间的电势能______。（选填“增大”“减小”或“不变”） 24．(24-25高二下·上海师范大学附属中学·期末)一群处于n=4能级上的氢原子，跃迁到基态最多能发出______种不同频率的光，其中最小频率为______Hz（保留2位有效数字）。 25．(24-25高二下·上海师范大学附属中学·期末)一群处于n=5激发态的氢原子自发跃迁，辐射出的光子中仅有一种能使某金属发生光电效应，且光电子的最大初动能为0.2eV，则该金属的逸出功W=______eV。 26．(24-25高二下·上海华东师范大学第二附属中学·期末)氢原子光谱实验 氢原子是自然界中存在的最简单的原子，氢原子光谱实验和理论的发展使人们逐渐正确认识氢原子的内部结构和原子发光原理，更推动了人们对其他复杂原子内部结构的认识。 (1)氢灯是在真空管中充入稀薄的氢气，将真空管两极接到2~3kV的直流高压电源上，在电场的激发下发光。氢灯的光谱属于（　　） A．明线光谱 B．吸收光谱 C．发射光谱 D．连续光谱 (2)氢原子光谱在可见光波段内有四条谱线，分别是由位于（　　）能级的电子产生的。 A．n=2、3、4、5跃迁到n=1 B．n=3、4、5、6跃迁到n=2 C．n=4、5、6、7跃迁到n=3 D．n=2、3跃迁到n=1以及n=3、4跃迁到n=2 (3)如图一束氢灯发出的光经过等边三棱镜后分裂为1、2、3、4四条光线。 ①（计算）若入射光与AB的夹角为i=30°，出射光中光线2与AC的夹角也是i，求三棱镜对光2的折射率是多少______？ ②实验中观察到的光谱如图所示，其中谱线Hβ对应的是光线( ) A．1    B．2    C．3    D．4 ③在三棱镜中速度最快的是光线( )。 A 1    B．2    C． 3    D．4 (4)（多选）如图甲为氢原子的能级图，现用频率为ν0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为νa、νb、νc的三条谱线，现用这三种频率的光去照射图乙的光电效应的实验装置，其中只有a、b两种光能得到图丙所示的电流与电压的关系曲线，已知图乙中的阴极材料是图丁所给材料中的一种，丁图是几种金属的逸出功和截止频率。已知e=1.6×10-19C，以下说法正确的是（　　） A．一定有 B．图乙中的阴极材料一定是钾 C．图丙中的b光照射阴极时每秒射出的光电子数大约4×1011个 D．a光是从n=3能级跃迁到n=1能级发出的光 (5)用同一双缝干涉装置研究（4）中a、b两种光的干涉现象，得到如图2和图3所示的干涉条纹。下列说法正确的是（　　） A．a光的亮度更高 B．图2中的干涉条纹对应的是a C．用同一单色光照射时，为了把图3的图案变成图2，可以把双缝间的距离减小 D．用同一单色光照射时，为了把图3的图案变成图2，可以把单缝与双缝间的距离减小 对光的认识，不应局限于对其直线传播、反射、折射等现象的研究，更在于对其本质的探讨。直至20世纪初，人类才认识到光具有波粒二象性。 27．(24-25高二下·上海奉贤区·期末)将下列光的现象或应用，与对应的物理知识进行配对。 （1）自然光下肥皂膜上出现彩色条纹：______ （2）激光照射不透明圆盘形成泊松亮斑：______ （3）观测到恒星的光线经过太阳时发生偏折：______ （4）光导纤维制成的内窥镜检查人的脏器内部：______ （5）X射线经石墨散射后波长随散射角增大而增大：______ A．光的折射    B．光的全反射    C．光的干涉 D．光的衍射    E．光的粒子性    F．广义相对论 28．(24-25高二下·上海奉贤区·期末)某激光垂直照射一竖直双缝片，在远处墙面上得到的干涉图样如图所示。已知双缝间距为d，双缝到墙面距离为L，图样上a、b两标线间距为s，可得激光的波长为______。 29．(24-25高二下·上海奉贤区·期末)如图，一个玻璃球的球心为O，球面内侧单色点光源S发出的一束光从球面A点射出，光线SA与水平直径SC间的夹角为θ（0°<θ≤45°），出射光线AB水平。若玻璃球外为真空，光在真空中的传播速度为c。则该玻璃球对这束光的折射率为______，这束光在玻璃球内的传播速度大小为______。 30．(24-25高二下·上海奉贤区·期末)用不同波长的光照射某金属，产生的光电子最大初动能Ekmax与入射光波长λ的关系如图所示，Ekmax=−W0为图线的渐近线。图中W0、λ0为已知量，且真空中的光速为c。则该金属的截止频率为______，普朗克常量为______。 光梳是一种复色光，包含频率等间距分布的多种单色光，其中各单色光光强与频率的关系如图所示。各单色光的频率可以表示为（k=0，±1，±2…），其中是中心频率，相邻两单色光的频率差为。 31．(24-25高二下·上海华东师范大学第一附属中学·期末)在双缝干涉实验中，分别用频率为、光进行实验，其他参数保持不变的情况下得到图（b）（c）两幅干涉图样。则图（c）用的是______（选填：“”或“”）光。 32．(24-25高二下·上海华东师范大学第一附属中学·期末)用光梳照射到某种金属，验证光电效应的实验规律。 （1）（多选）若频率为的光能使金属表面发射光电子，光梳中一定可以使金属表面发射光电子的单色光有( ) A．    B．    C．    D． （2）频率为的光照射某种金属材料，产生光电子的最大初动能为，已知元电荷电量为，普朗克常量为，则该金属的逸出功为______；若以频率的光射同一金属材料，此时光电子的最大初动能______。 33．(24-25高二下·上海华东师范大学第一附属中学·期末)某光梳的光强与频率的关系如题图所示，则光强与波长的关系可能为（　　） A． B． C． D． 34．(24-25高二下·上海华东师范大学第一附属中学·期末)当光照射到物体表面上，光子会被反射或者吸收，此时对物体表面会产生压强，这压强被称为“光压”。某激光器功率为，发射出波长为的激光。假设这束光垂直照射到物体表面时，光子全部被垂直反射。如图所示为时间内光子束的“柱状模型”，已知光束横截面积为S，普朗克常量为，光速为。 （1）一个光子反射前后，动量变化量大小为______。 （2）时间内到达物体表面的光子数为______。 （3）（计算）求激光束对物体表面产生的光压______。（用、S、表示） 原子内的各种粒子 阴极射线的研究和电子的发现揭开了人类探索物质微观结构的序幕，放射性射线的研究深入到原子核的内部。已知质子质量mp=1.6726×10−27kg，中子质量mn=1.6749×10−27kg。 35．(24-25高二下·上海青浦高级中学·期末)如图，放射源发出未知射线，移开强磁场后计数器测得的数值保持不变，再将薄铝片移开，计数器的测得的数值大幅上升，则未知射线中包含（　　） A．α射线 B．β射线 C．γ射线 36．(24-25高二下·上海青浦高级中学·期末)根据量子理论可以推断或解释的是（　　） A．实物粒子都具有波动性 B．光电子的最大初动能与入射光的强度无关 C．电子绕原子核旋转对外辐射电磁波，能量会越来越少 D．经物质散射的光除了传播方向发生变化，频率也会发生变化 37．(24-25高二下·上海青浦高级中学·期末)某原子从能级A跃迁到能级B时辐射出波长为λ1的光子，从能级A跃迁到能级C时辐射出波长为λ2的光子，且λ1<λ2，则该原子从能级B跃迁到能级C将__________（选填“吸收”或“发射”）光子，光子的波长为__________。 38．(24-25高二下·上海青浦高级中学·期末)电子显微镜可观测的分子线度为电子的德布罗意波长的n倍（n>1）。已知普朗克常量为h。能观测到线度为d的分子的电子动量为__________。 39．(24-25高二下·上海青浦高级中学·期末)已知α粒子的结合能为4.347×10−12J，则α粒子的质量约为（　　） A．6.647×10−27kg B．6.695×10−27kg C．6.743×10−27kg 微观粒子 40．(24-25高二下·上海中学·期末)轴辐射的衰变方程为，该核反应类型为_____衰变；已知的质量为的质量为，X的质量为，真空中的光速为c，则该核反应放出的核能为_____；的核子平均结合能_____（选填“大于”或“小于”）的核子平均结合能。 41．(24-25高二下·上海中学·期末)玻尔建立的氢原子模型，仍然把电子的运动视为经典力学描述下的轨道运动，同时引入量子化的概念，认为原子只能处于不连续的轨道和能量状态中。已知元电荷为e，静电力常量为k，普朗克常量为h，光速为c。 （1）类比太阳系中行星与太阳之间引力势能的表达式，以无穷远处为零势能面，氢原子中电子与氢原子核间静电相互作用的电势能为( )（r为电子轨道半径） A． B. C. D. （2）氢原子的能量等于电子绕原子核运动的动能、电子与原子核系统的电势能的总和。已知氢原子核外电子第1条（量子数）轨道半径。取无穷远处电势为零，求： i.处于基态的氢原子的能量E________； ii.它从子数的激发态跃迁到基态，向外辐射的电磁波的波长_________。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 近代物理 1．(24-25高二下·上海延安中学·期末)经过若干次衰变和衰变后变为。则（　　） A．射线的电离能力和穿透能力都比射线强 B．的平均结合能比的平均结合能大 C．共发生了6次衰变 D．共发生了5次衰变 【答案】C 【详解】A．α射线的电离能力比β射线强，但穿透能力更弱，故A错误； B．衰变后生成物比反应物更稳定，比结合能更大，则的平均结合能比的平均结合能小，故B错误。 CD．根据题意，设共发生了次衰变，次衰变，则有， 解得，，故C正确，D错误。 故选C。 2．(24-25高二下·上海延安中学·期末)阴极射线中粒子的实质是（　　） A．核外电子 B．β粒子 C．正电子 D．光子 【答案】A 【详解】A．阴极射线由阴极在高压下发射的带负电粒子组成，本质是原子的核外电子，故A正确； B．β粒子虽为电子，但特指核衰变产生的电子，与阴极射线来源不同，故B错误； CD．正电子带正电，光子不带电，均不符合阴极射线的带电特性，故CD错误。 故选A。 3．(24-25高二下·上海中学·期末)某原子的部分能级如图中水平线所示，相邻水平线之间的距离与相应的能级差成正比，当原子中的电子发生跃迁时，辐射如图所示的A、B两种光子，则两光子的波长满足（　　） A． B． C． D．不确定 【答案】C 【详解】原子发生跃迁时，辐射出的光子能量等于两能级间的能量差，由题意及图A、B两种光子对应的水平线间距离可知，根据 可得两光子的波长满足 故选C。 4．(24-25高二下·上海延安中学·期末)在卢瑟福 α 粒子散射实验中，发生大角度偏转的 α 粒子，靠近金原子核时 （　　） A．受到原子核的库仑引力越来越大 B．速度越来越大 C．电势能越来越大 D．加速度越来越小 【答案】C 【详解】A．在卢瑟福 α 粒子散射实验中，部分粒子由于受到原子核库仑斥力的作用而发生大角度偏转，根据库仑定律可知，靠近金原子核时受到原子核的库仑斥力越来越大，故A错误； B．靠近金原子核时，库仑斥力与速度方向之间夹角为钝角，库仑力做负功，粒子动能减小，速度减小，故B错误； C．靠近金原子核时，库仑力做负功，则电势能越来越大，故C正确； D．因为受到原子核的库仑力越来越大，根据牛顿第二定律可知，加速度越来越大，故D错误。 故选C。 5．(24-25高二下·上海延安中学·期末)发现天然放射现象的意义在于使人类认识到（    ） A．原子具有一定的结构 B．原子核具有复杂的结构 C．原子核中含有质子 D．原子核中含有质子和中子 【答案】B 【分析】天然放射现象的发现说明原子核还能够再分。 【详解】天然放射现象中，原子核发生衰变，生成新核，同时有电子或α粒子产生，因此说明了原子核可以再分，具有复杂的结构。 故选B。 6．(24-25高二下·上海中学·期末)下图是（氡核）发生衰变过程中，氡核的相对含量随时间的变化图线，从图中可知，氡的半衰期为 A．1.6天 B．3.8天 C．7.6天 D．11.4天 【答案】B 【详解】从图中可以看出，氡核的相对含量为时所需的时间为3.8天，则氡的半衰期为3.8天，故选B. 二、多选题 7．(24-25高二下·上海师范大学附属中学·期末)如图1所示，三束由氢原子发出的可见光P、Q、R分别由真空玻璃管的窗口射向阴极K。调节滑动变阻器，记录电流表与电压表示数，两者关系如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．分别射入同一单缝衍射装置时，Q的中央亮纹比R宽 B．P、Q产生的光电子在K处最小德布罗意波长，P大于Q C．氢原子向第一激发态跃迁发光时，三束光中Q对应的能级最高 D．对应于图2中的M点，单位时间到达阳极A的光电子数目，P多于Q 【答案】BC 【详解】A．根据 因Q的截止电压大于R，可知Q的频率大于R的频率，Q的波长小于R的波长，则分别射入同一单缝衍射装置时，R的衍射现象比Q更明显，则Q的中央亮纹比R窄，选项A错误； B．同理可知P、Q产生的光电子在K处Q的最大初动能比P较大，根据 可知最小德布罗意波长，P大于Q，选项B正确； C．因Q对应的能量最大，则氢原子向第一激发态跃迁发光时，根据 可知三束光中Q对应的能级最高，选项C正确； D．对应于图2中的M点，P和Q的光电流相等，可知P和Q单位时间到达阳极A的光电子数目相等，选项D错误。 故选BC。 三、填空题 8．(24-25高二下·上海延安中学·期末)氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为。已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，________（选填“吸收”或“辐射”）光子的能量为________。（用h、、表示） 【答案】 辐射 【详解】[1][2]氢原子从能级跃迁到能级时辐射红光，则有 从能级跃迁到能级时吸收紫光，则有 因为紫光的能量大于红光的能量，氢原子从能级跃迁到能级，可知辐射光子的能量为 9．(24-25高二下·上海延安中学·期末)光电烟雾报警器的原理图和电路图如图（a）、（b）所示，光源S持续发出波长λ=900nm的光。当有烟雾进入探测器时，光被烟雾散射进入光电管C，照射到金属表面发生光电效应，如果光电流I=8×10−9A，报警系统恰被触发。已知元电荷e=1.6×10−19C，真空光速c=3×108m/s，普朗克常量h=6.63×10−34J⋅s。要使该报警器正常工作，光电管内金属的逸出功W0至多为_______eV（保留两位小数），烟雾报警器发出警报时，每秒需要产生的光电子数至少为________个（保留一位有效数字）。保持其它条件不变，为了提高光电烟雾报警器的灵敏度，请写出一种可行操作：___________。 【答案】 1.38 5×1010 增大光束的强度、增大电源电压 【详解】[1]要发生光电效应，则入射光的极限波长小于金属的极限波长，则金属逸出功的最大值 [2]光电流8×10−9A对应每秒产生的光电子数个 [3]保持其它条件不变，为了提高光电烟雾报警器的灵敏度，可以增大每秒产生的光电子数，可以增大光束的强度，也可以增大电源电压。 四、综合题 放射性衰变是放射性元素自发释放粒子及能量并转变为另一种元素的过程，这种现象称为天然放射性现象。 10．(24-25高二下·上海奉贤区·期末)天然放射性现象说明______具有复杂结构。铀是放射性元素，在连续发生多次衰变后，会变成铅，在此过程中，共发生了______次衰变、______次衰变。 11．(24-25高二下·上海奉贤区·期末)如图，放射线从铅盒的小孔竖直向上射出，在小孔的正上方处水平放置一张纸，在纸的正上方处水平放置照相机底片，之间有平行于纸面的匀强电场（图中未画出），整个装置放在暗室中。实验发现，照相机底片的、两处被感光（点正对铅盒的小孔），则（　　） A．打到处的为射线 B．打到处的为射线 C．匀强电场方向水平向左 D．放射线中只有和射线 12．(24-25高二下·上海奉贤区·期末)如图，是某种放射性元素的原子核，原来静止在匀强磁场（图中未画出）中。发生衰变后，放出一个粒子，变成新核，粒子与新核的运动方向均与磁场方向垂直。两个虚线圆周表示粒子与新核的运动轨迹，粒子与新核之间的相互作用可忽略。则（　　） A．放出的是粒子 B．圆周为新核运动轨迹 C．磁场方向垂直纸面向里 D．粒子与新核的动能相同 【答案】10． 原子核 6 2 11．AC 12．AB 【分析】10．[1]天然放射现象说明原子核具有复杂的结构。 [2][3]铀变成铅过程中，设共发生了次衰变、次衰变。 由质量数和电荷数守恒可得， 联立解得， 11．ABC．射线不可能穿透黑纸，在照相机底片的a、b两处被感光，说明是β射线与γ射线； γ射线在电场中不偏转，故打到处的为射线；打到处的为射线； 射线带负电，说明匀强电场方向水平向左，故AC正确B错误； D．此放射性元素放出的射线中可能有α射线，但一定有β射线与γ射线，故D错误； 故选AC。 12．AB．发生衰变后，放出一个粒子，变成新核过程动量守恒 粒子与新核速度方向相反，结合运动轨迹和左手定则可知两者电性相同，故为衰变，故A正确； 由可得，粒子与新核动量大小相等，轨道半径与电荷量成反比。 新核电荷量大，圆周为新核运动轨迹，故B正确； C．由于不知道粒子与新核具体速度方向，故磁场方向不能确定，故C错误； D．动能，粒子与新核的动量大小相同质量不同，故粒子与新核的动能不相同，故D错误。 故选AB。 【点睛】 条形码技术 图甲所示超市的条形码扫描探头工作原理如图乙所示，打开扫描探头，发光二极管发出红光，将探头对准条形码，红光遇到条形码的黑色线条时，光几乎全部被吸收；遇到白色空隙时光被大量反射到探头上，光电管发生光电效应产生光电流。通过信号处理系统，条形码就被转换成了脉冲电信号。 13．(24-25高二下·上海曹杨第二中学·期末)扫描探头的工作原理说明光具有_________（选填“A．波动性”或“B．粒子性”），若将发光二极管换为发蓝光的二极管，则扫描探头_________（选填“A．能”或“B．不能”）正常工作。 14．(24-25高二下·上海曹杨第二中学·期末)若扫描探头在条形码上快速移动，_________（选填“A．来得及”或“B．来不及”）发生光电效应。 15．(24-25高二下·上海曹杨第二中学·期末)利用光电管将条形码信息变成电脉冲信号，经信号处理系统完成对条形码信息的识别，等效电路如图丙所示。其中R为光电管的等效电阻，为定值电阻。若接收到光线，R的阻值将急剧变小。当扫描笔头移动到白色线条上时，信号处理系统获得_________（选填“A．高”或“B．低”）电压。 16．(24-25高二下·上海曹杨第二中学·期末)小舞想利用如图所示装置进一步研究光电效应，如果先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，则验电器的张角将_________（选填“A．变大”、“B．不变”或“C．变小”）。 17．(24-25高二下·上海曹杨第二中学·期末)某金属的遏止电压与入射光频率的关系如图所示，若电子的电荷量用e表示，、、普朗克常量h已知，求该金属的截止频率。 【答案】13． B A 14．A 15．A 16．C 17． 【详解】13．[1][2]扫描探头的工作原理是利用发光二极管发出红光，被反射到探头上，光电管发生光电效应，把光信号转换成电信号，说明光具有粒子性，若将发光二极管换为发蓝光的二极管，光的频率更大，可以使探头的光电管发生光电效应，则扫描探头能正常工作。 14．发生光电效应具有瞬时性，快速移动来得及发生光电效应。 15．根据闭合电路欧姆定律 信号处理系统获得的电压等于R0的电压 当扫描笔头移动到白色线条上时，光被大量反射到探头上，R的阻值将急剧变小，则I增大，U0增大 ，信号处理系统获得高电压。 16．紫外线灯照射锌板，锌板会发生光电效应，电子逸出锌板，锌板的带电量减小，则验电器的张角将变小。 17．根据光电效应方程 又由 当入射光频率为时，遏止电压为，带入可得 该金属的截止频率为 天然放射现象的发现开启了人类对位于物质深处的原子核的认识。 18．(24-25高二下·上海师范大学附属中学·期末)物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是（　　） A．赫兹通过一系列实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论 B．查德威克用粒子轰击获得反冲核，发现了中子 C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构 D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型 19．(24-25高二下·上海师范大学附属中学·期末)如图，放射源发出未知射线，移开强磁场后计数器测得的数值保持不变，再将薄铝片移开，计数器的测得的数值大幅上升，则未知射线中包含_________。 20．(24-25高二下·上海师范大学附属中学·期末)磷30具有放射性，其衰变方程为______。的半衰期是2.5min，4g经过10min后还剩______g。 21．(24-25高二下·上海师范大学附属中学·期末)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电，氘核聚变反应方程是，已知的质量为2.0136u，的质量为3.0150u，的质量为1.0087u，1u＝931MeV/c²。氘核聚变反应中释放的核能约为（　　） A．3.7MeV B．3.3MeV C．2.7MeV D．0.93MeV 22．(24-25高二下·上海师范大学附属中学·期末)在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。放射出α粒子（）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷。 （1）α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小。 （2）设该衰变过程释放的核能都转为α粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损Δm。 【答案】18．AC 19．γ射线和α射线 20． 0.25 21．B 22．（1）；；（2） 【解析】18．A．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，该说法符合事实，故A正确； B．查德威克用 粒子轰击铍核，发现了中子；而用 粒子轰击获得反冲核的是卢瑟福，他通过此实验发现了质子，故B错误； C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，表明原子核不是不可再分的，说明原子核有复杂结构，故C正确； D．卢瑟福是通过 α 粒子散射实验提出了原子核式结构模型；对阴极射线的研究，是汤姆孙发现电子等成果的相关实验，故D错误。 故选AC。 19．移开强磁场后计数器数值不变，说明射线中不含带电粒子（因为带电粒子在磁场中会偏转，影响计数），射线不带电，所以有射线；薄铝片能挡住射线，移开薄铝片后计数大幅上升，说明有射线被薄铝片挡住，移开后被检测到，所以未知射线包含射线和射线。 20．[1]根据衰变过程中质量数和电荷数守恒，磷30衰变成硅30 质量数不变，电荷数减少1，所以此处应为（正电子）。 [2]已知的半衰期，经过的时间，则半衰期的次数 根据半衰期公式 其中可得剩余质量。 21．根据质能方程，先计算质量亏损 再计算释放的核能 故选B。 22．（1）粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即 可得 圆周运动的周期 可得 因环形电流 得到 （2）根据动量守恒定律，衰变前原子核静止，总动量为0，衰变后粒子和新核的动量大小相等，方向相反，即 为新核的速度，所以 衰变过程释放的核能 根据质能方程 可得 氢原子光谱是指氢原子内的电子在不同能级跃迁时所发射或吸收不同波长的光子而得到的光谱。玻尔理论对其进行了解释，如图为氢原子的能级图。（普朗克常量，元电荷） 23．(24-25高二下·上海师范大学附属中学·期末)玻尔运用经典理论结合量子化假设描述了氢原子的轨道和能级。 （1）n为量子数，、分别表示第n条可能的轨道半径和电子处在轨道上时氢原子的能量，为核外电子第1条（离原子核最近的一条）可能的轨道半径。以下符合玻尔理论的是( ) （2）氢原子从一个轨道跃迁到另一轨道时向外辐射电磁波，电子绕核运动的动能______，电子与氢原子核间的电势能______。（选填“增大”“减小”或“不变”） 24．(24-25高二下·上海师范大学附属中学·期末)一群处于n=4能级上的氢原子，跃迁到基态最多能发出______种不同频率的光，其中最小频率为______Hz（保留2位有效数字）。 25．(24-25高二下·上海师范大学附属中学·期末)一群处于n=5激发态的氢原子自发跃迁，辐射出的光子中仅有一种能使某金属发生光电效应，且光电子的最大初动能为0.2eV，则该金属的逸出功W=______eV。 【答案】23． B 增大 减小 24． 6 1.6×1014 25．12.86 【解析】23．（1）[1]AB．根据玻尔理论有 可知，与成正比，故A错误，B正确； CD．根据玻尔理论有 可知，能级均为负值，且与成正比，故CD错误。 故选B。 （2）[2]电子绕核做匀速圆周运动，则有 解得电子动能 氢原子从一个轨道跃迁到另一轨道时向外辐射电磁波，可知，氢原子由高能级跃迁至低能级，轨道半径减小，电子的动能增大； [2]氢原子由高能级跃迁至低能级，轨道半径减小，原子核对电子的库仑力做正功，电子与氢原子核间的电势能减小。 24．[1]一群处于n=4能级上的氢原子，跃迁到基态最多能发出不同频率的光的种类数目为 [2]上述6种光的光子能量最小时，其频率最小，可知是由4能级跃迁至3能级，则有 解得 25．一群处于n=5激发态的氢原子自发跃迁，辐射出的光子中仅有一种能使某金属发生光电效应，则这种光的光子能量最大，其应由5能级跃迁至1能级辐射出的，则有 电子的最大初动能为0.2eV，根据光电效应方程有 解得该金属的逸出功W=12.86eV 26．(24-25高二下·上海华东师范大学第二附属中学·期末)氢原子光谱实验 氢原子是自然界中存在的最简单的原子，氢原子光谱实验和理论的发展使人们逐渐正确认识氢原子的内部结构和原子发光原理，更推动了人们对其他复杂原子内部结构的认识。 (1)氢灯是在真空管中充入稀薄的氢气，将真空管两极接到2~3kV的直流高压电源上，在电场的激发下发光。氢灯的光谱属于（　　） A．明线光谱 B．吸收光谱 C．发射光谱 D．连续光谱 (2)氢原子光谱在可见光波段内有四条谱线，分别是由位于（　　）能级的电子产生的。 A．n=2、3、4、5跃迁到n=1 B．n=3、4、5、6跃迁到n=2 C．n=4、5、6、7跃迁到n=3 D．n=2、3跃迁到n=1以及n=3、4跃迁到n=2 (3)如图一束氢灯发出的光经过等边三棱镜后分裂为1、2、3、4四条光线。 ①（计算）若入射光与AB的夹角为i=30°，出射光中光线2与AC的夹角也是i，求三棱镜对光2的折射率是多少______？ ②实验中观察到的光谱如图所示，其中谱线Hβ对应的是光线( ) A．1    B．2    C．3    D．4 ③在三棱镜中速度最快的是光线( )。 A 1    B．2    C． 3    D．4 (4)（多选）如图甲为氢原子的能级图，现用频率为ν0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为νa、νb、νc的三条谱线，现用这三种频率的光去照射图乙的光电效应的实验装置，其中只有a、b两种光能得到图丙所示的电流与电压的关系曲线，已知图乙中的阴极材料是图丁所给材料中的一种，丁图是几种金属的逸出功和截止频率。已知e=1.6×10-19C，以下说法正确的是（　　） A．一定有 B．图乙中的阴极材料一定是钾 C．图丙中的b光照射阴极时每秒射出的光电子数大约4×1011个 D．a光是从n=3能级跃迁到n=1能级发出的光 (5)用同一双缝干涉装置研究（4）中a、b两种光的干涉现象，得到如图2和图3所示的干涉条纹。下列说法正确的是（　　） A．a光的亮度更高 B．图2中的干涉条纹对应的是a C．用同一单色光照射时，为了把图3的图案变成图2，可以把双缝间的距离减小 D．用同一单色光照射时，为了把图3的图案变成图2，可以把单缝与双缝间的距离减小 【答案】(1)AC (2)B (3) B A (4)BD (5)B 【详解】（1）由于氢灯是在真空管中充入稀薄的氢气，将真空管两极接到2~3kV的直流高压电源上，在电场的激发下发光，所以氢灯的光谱属于发射光谱，且为明线谱。 故选AC。 （2）氢原子光谱在可见光波段内有四条谱线，分别是由位于n=3、4、5、6跃迁到n=2能级的电子产生的。 故选B。 （3）[1]若入射光与AB的夹角为i=30°，出射光中光线2与AC的夹角也是i，则入射角为60°，折射角为30°，所以 [2]由图可知，1、2、3、4光线的折射率依次增大，所以谱线Hβ对应的是光线为2。 故选B。 [3]根据可知，折射率越小，光在介质中的传播速度越大，所以速度最快的是光线1。 故选A。 （4）AD．大量氢原子跃迁时只有三种频率的光谱，根据氢原子跃迁时辐射出光的种数，可知氢原子是从n=3能级向低能级跃迁，则 由图丙，结合 可知 因此可知 即a光是从n=3能级跃迁到n=1能级时辐射出的光，故A错误，D正确； B．根据 a光的遏止电压 代入上式可得 对照图丁可知阴极材料为钾，故B正确； C．图丙中的b光照射金属时产生的饱和光电流， 可得 故C错误。 故选BD。 （5）A．由于a光的饱和电流小于b光的饱和电流，所以b光的亮度更高，故A错误； B．a光的频率大于b光的频率，所以a光的波长小于b光的波长，根据可知，a光形成的条纹间距较小，故图2中的干涉条纹对应的是a，故B正确； CD．用同一单色光照射时，为了把图3的图案变成图2，即减小条纹间距，可以减小双缝与屏的距离L或者增大双缝间的距离d，故CD错误。 故选B。 对光的认识，不应局限于对其直线传播、反射、折射等现象的研究，更在于对其本质的探讨。直至20世纪初，人类才认识到光具有波粒二象性。 27．(24-25高二下·上海奉贤区·期末)将下列光的现象或应用，与对应的物理知识进行配对。 （1）自然光下肥皂膜上出现彩色条纹：______ （2）激光照射不透明圆盘形成泊松亮斑：______ （3）观测到恒星的光线经过太阳时发生偏折：______ （4）光导纤维制成的内窥镜检查人的脏器内部：______ （5）X射线经石墨散射后波长随散射角增大而增大：______ A．光的折射    B．光的全反射    C．光的干涉 D．光的衍射    E．光的粒子性    F．广义相对论 28．(24-25高二下·上海奉贤区·期末)某激光垂直照射一竖直双缝片，在远处墙面上得到的干涉图样如图所示。已知双缝间距为d，双缝到墙面距离为L，图样上a、b两标线间距为s，可得激光的波长为______。 29．(24-25高二下·上海奉贤区·期末)如图，一个玻璃球的球心为O，球面内侧单色点光源S发出的一束光从球面A点射出，光线SA与水平直径SC间的夹角为θ（0°<θ≤45°），出射光线AB水平。若玻璃球外为真空，光在真空中的传播速度为c。则该玻璃球对这束光的折射率为______，这束光在玻璃球内的传播速度大小为______。 30．(24-25高二下·上海奉贤区·期末)用不同波长的光照射某金属，产生的光电子最大初动能Ekmax与入射光波长λ的关系如图所示，Ekmax=−W0为图线的渐近线。图中W0、λ0为已知量，且真空中的光速为c。则该金属的截止频率为______，普朗克常量为______。 【答案】27． C D F B E 28． 29． 30． 【解析】27．（1）[1]自然光下肥皂膜上出现彩色条纹，对应的物理知识是光的干涉，故选C； （2）[2]激光照射不透明圆盘形成泊松亮斑，对应的物理知识是光的衍射，故选D； （3）[3]观测到恒星的光线经过太阳时发生偏折，对应的物理知识是广义相对论，故选F； （4）[4]光导纤维制成的内窥镜检查人的脏器内部，对应的物理知识是光的全反射，故选B； （5）[5]X射线经石墨散射后波长随散射角增大而增大，对应的物理知识是光的粒子性，故选E。 28．由题图可知相邻条纹间距为 又 联立解得激光的波长为 29．[1]如图所示 则该玻璃球对这束光的折射率为 [2]这束光在玻璃球内的传播速度大小为 30．[1][2]根据光电效应方程可得 由题图可知，当λ=λ0时，有 解得普朗克常量为 由，可得该金属的截止频率为 光梳是一种复色光，包含频率等间距分布的多种单色光，其中各单色光光强与频率的关系如图所示。各单色光的频率可以表示为（k=0，±1，±2…），其中是中心频率，相邻两单色光的频率差为。 31．(24-25高二下·上海华东师范大学第一附属中学·期末)在双缝干涉实验中，分别用频率为、光进行实验，其他参数保持不变的情况下得到图（b）（c）两幅干涉图样。则图（c）用的是______（选填：“”或“”）光。 32．(24-25高二下·上海华东师范大学第一附属中学·期末)用光梳照射到某种金属，验证光电效应的实验规律。 （1）（多选）若频率为的光能使金属表面发射光电子，光梳中一定可以使金属表面发射光电子的单色光有( ) A．    B．    C．    D． （2）频率为的光照射某种金属材料，产生光电子的最大初动能为，已知元电荷电量为，普朗克常量为，则该金属的逸出功为______；若以频率的光射同一金属材料，此时光电子的最大初动能______。 33．(24-25高二下·上海华东师范大学第一附属中学·期末)某光梳的光强与频率的关系如题图所示，则光强与波长的关系可能为（　　） A． B． C． D． 34．(24-25高二下·上海华东师范大学第一附属中学·期末)当光照射到物体表面上，光子会被反射或者吸收，此时对物体表面会产生压强，这压强被称为“光压”。某激光器功率为，发射出波长为的激光。假设这束光垂直照射到物体表面时，光子全部被垂直反射。如图所示为时间内光子束的“柱状模型”，已知光束横截面积为S，普朗克常量为，光速为。 （1）一个光子反射前后，动量变化量大小为______。 （2）时间内到达物体表面的光子数为______。 （3）（计算）求激光束对物体表面产生的光压______。（用、S、表示） 【答案】31． 32． AB 33．C 34． 【详解】31．根据双缝干涉条纹公式有 根据 可知，频率越大，波长越小，相邻明条纹中心之间的间距越小，由于小于，则频率为的光对应相邻明条纹中心间距大于频率为的光对应相邻明条纹中心间距，可知，图（c）用的是。 32．（1）[1]根据光电效应条件，频率越大，越容易使金属产生光电效应现象。可知，若频率为的光能使金属表面发射光电子，光梳中一定可以使金属表面发射光电子的单色光有、。 故选AB。 （2）[2]频率为的光照射某种金属材料，产生光电子的最大初动能为，根据光电效应方程有 解得 [3] 若以频率的光射同一金属材料，根据光电效应，此时光电子的最大初动能 结合上述解得 33．根据 解得 可知，波长越小频率越大，结合上述有 可知，当k越大时，越小，即随波长的增大，相邻两单色光的波长差越小，可知，图示中第三个选择项满足要求。 故选C。 34．[1]光子对应的波长 光子全部被垂直反射，则一个光子反射前后，动量变化量大小 解得 [2]令单位时间内激光器发出的光子数目为n0，由于激光器功率为，则有 由于 解得 则时间内到达物体表面的光子数 解得 [3]对时间内到达物体表面的光子进行分析，根据动量定理有 其中 激光束对物体表面产生的光压 解得 原子内的各种粒子 阴极射线的研究和电子的发现揭开了人类探索物质微观结构的序幕，放射性射线的研究深入到原子核的内部。已知质子质量mp=1.6726×10−27kg，中子质量mn=1.6749×10−27kg。 35．(24-25高二下·上海青浦高级中学·期末)如图，放射源发出未知射线，移开强磁场后计数器测得的数值保持不变，再将薄铝片移开，计数器的测得的数值大幅上升，则未知射线中包含（　　） A．α射线 B．β射线 C．γ射线 36．(24-25高二下·上海青浦高级中学·期末)根据量子理论可以推断或解释的是（　　） A．实物粒子都具有波动性 B．光电子的最大初动能与入射光的强度无关 C．电子绕原子核旋转对外辐射电磁波，能量会越来越少 D．经物质散射的光除了传播方向发生变化，频率也会发生变化 37．(24-25高二下·上海青浦高级中学·期末)某原子从能级A跃迁到能级B时辐射出波长为λ1的光子，从能级A跃迁到能级C时辐射出波长为λ2的光子，且λ1<λ2，则该原子从能级B跃迁到能级C将__________（选填“吸收”或“发射”）光子，光子的波长为__________。 38．(24-25高二下·上海青浦高级中学·期末)电子显微镜可观测的分子线度为电子的德布罗意波长的n倍（n>1）。已知普朗克常量为h。能观测到线度为d的分子的电子动量为__________。 39．(24-25高二下·上海青浦高级中学·期末)已知α粒子的结合能为4.347×10−12J，则α粒子的质量约为（　　） A．6.647×10−27kg B．6.695×10−27kg C．6.743×10−27kg 【答案】35．AC 36．ABD 37． 吸收 38． 39．A 【解析】35．将磁铁移开后，计数器所得计数率保持不变，说明穿过铝片的粒子中无带电粒子，故包含有γ射线；将薄铝片移开，计数率大幅上升，说明射线中有穿透力很弱的粒子，因此未知射线中包含α射线和γ射线。 故选AC。 36．A．德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也具有波动性，故A正确； B．爱因斯坦提出了光子说，根据光电效应方程，可知光电子的最大初动能与入射光的强度无关，故B正确； C．玻尔的原子理论认为，电子在同一轨道绕原子核转动时，不对外辐射电磁波，只有从高轨道跃迁到低轨道时，才对外辐射电磁波，故C错误； D．量子理论成功解释了康普顿效应散射，经物质散射的光除了传播方向发生变化，频率也会发生变化，故D正确。 故选ABD。 37．[1][2]某原子从能级A跃迁到能级B时辐射出波长为λ1的光子，则有 从能级A跃迁到能级C时辐射出波长为λ2的光子，则有 由于λ1<λ2，则有EB<EC；则该原子从能级B跃迁到能级C将吸收光子，设光子的波长为λ3，则有 联立解得 38．依题意可知，线度为d的分子的电子的德布罗意波长为 则线度为d的分子的电子动量为 39．α粒子由2个质子和2个中子组成，其结合能为 已知， 代入数据解得α粒子的质量约为 故选A。 微观粒子 40．(24-25高二下·上海中学·期末)轴辐射的衰变方程为，该核反应类型为_____衰变；已知的质量为的质量为，X的质量为，真空中的光速为c，则该核反应放出的核能为_____；的核子平均结合能_____（选填“大于”或“小于”）的核子平均结合能。 41．(24-25高二下·上海中学·期末)玻尔建立的氢原子模型，仍然把电子的运动视为经典力学描述下的轨道运动，同时引入量子化的概念，认为原子只能处于不连续的轨道和能量状态中。已知元电荷为e，静电力常量为k，普朗克常量为h，光速为c。 （1）类比太阳系中行星与太阳之间引力势能的表达式，以无穷远处为零势能面，氢原子中电子与氢原子核间静电相互作用的电势能为( )（r为电子轨道半径） A． B. C. D. （2）氢原子的能量等于电子绕原子核运动的动能、电子与原子核系统的电势能的总和。已知氢原子核外电子第1条（量子数）轨道半径。取无穷远处电势为零，求： i.处于基态的氢原子的能量E________； ii.它从子数的激发态跃迁到基态，向外辐射的电磁波的波长_________。 【答案】40． α （m1-m2-m3）c2 小于 41． B 【解析】40．[1]通过质量数与电荷数守恒推导出X质量数为4，电荷数为2，是，故为α衰变； [2]根据ΔE=Δmc2 得放出的核能为ΔE=（m1-m2-m3）c2 [3]核子的平均结合能就是比结合能，由于是放出核能，生成物的结合能更大，则比结合能更大，所以的比结合能小于的比结合能。 41．①万有引力表达式 引力势能表达式 电子与氢原子核间静电相互作用表达式 则类比引力势能公式，可得电子与氢原子核间静电相互作用的电势能公式为 故选B。 ②ⅰ.电子绕原子核做匀速圆周运动，有 处于基态的氢原子的电子的动能为 处于基态的氢原子的电势能为 所以处于基态的氢原子的能量为E=Ek1+Ep1 解得 ⅱ.氢原子核外电子第2条（量子数n=2）的电子能量为 电子从量子数n=2的激发态跃迁到基态，释放的能量，即向外辐射的电磁波的能量为 联立解得 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $