高二物理（含第三冊）優(yōu)化訓(xùn)練 第21~22章章末綜合檢測.doc

2013高二物理（含第三冊）優(yōu)化訓(xùn)練：第2122章章末綜合檢測(時(shí)間：90分鐘，滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)或不選的得0分)1(2011年高考上海單科卷)盧瑟福利用粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)研究原子結(jié)構(gòu)，正確反映實(shí)驗(yàn)結(jié)果的示意圖是()圖222解析：選d.粒子轟擊金箔后偏轉(zhuǎn)，越靠近金箔，偏轉(zhuǎn)的角度越大，所以a、b、c錯(cuò)誤，d正確2(2010年高考天津理綜卷)下列關(guān)于原子和原子核的說法正確的是()a衰變現(xiàn)象說明電子是原子核的組成部分b玻爾理論的假設(shè)之一是原子能量的量子化c放射性元素的半衰期隨溫度的升高而變短d比結(jié)合能越小表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固解析：選b.原子核是由質(zhì)子和中子組成的，衰變是核內(nèi)中子轉(zhuǎn)變成為質(zhì)子同時(shí)生成電子，即粒子，故a錯(cuò)半衰期由原子核本身決定，與外界環(huán)境因素?zé)o關(guān)，c錯(cuò)比結(jié)合能越大表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，d錯(cuò)玻爾提出的氫原子能級不連續(xù)就是原子能量量子化，b對3(2010年高考四川理綜卷)下列說法正確的是()a粒子大角度散射表明粒子很難進(jìn)入原子內(nèi)部b氫原子躍遷發(fā)出的光從空氣射入水時(shí)可能發(fā)生全反射c裂變反應(yīng)有質(zhì)量虧損，質(zhì)量數(shù)不守恒d射線是一種波長很短的電磁波解析：選d.粒子大角度散射是由于粒子進(jìn)入原子內(nèi)部接近原子核從而受到斥力大而引起的，故a錯(cuò)光只有從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)時(shí)才有可能發(fā)生全反射，故b錯(cuò)所有的核反應(yīng)都遵守反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒，故c錯(cuò)由電磁波理論可知，射線是波長很短的一種電磁波，答案為d.4氫原子處在不同的能級時(shí)，具有不同形狀的電子云，這些電子云是()a電子運(yùn)動時(shí)輻射的電磁波b電子運(yùn)動軌道的形狀c反映電子在各處出現(xiàn)的概率分布d電子衍射產(chǎn)生的圖樣答案：c5(2010年高考上海卷)根據(jù)愛因斯坦光子說，光子能量e等于(h為普朗克常量，c、為真空中的光速和波長)()ahbhch d.解析：選a.由愛因斯坦光子說知，光子的能量eh，而c.故eh，a項(xiàng)正確6用波長為和的單色光照射同一金屬板，發(fā)出的光電子最大初動能之比為12.以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，則此金屬板的逸出功為()a. b.c. d.答案：b7(2011年河北石家莊三月調(diào)研)正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像(pet)的基本原理是：將放射性同位系o注入人體，8o在人體內(nèi)衰變放出的正電子與人體內(nèi)的負(fù)電子相遇湮滅轉(zhuǎn)化為一對光子，被探測器采集后，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理生成清晰圖像則根據(jù)pet原理判斷下列表述正確的是()a.o在人體內(nèi)衰變方程是oneb正、負(fù)電子湮滅方程是e 01e2c在pet中，8o主要用途是作為示蹤原子d在pet中，o主要用途是參與人體的新陳代謝解析：選abc.由題意知a、b正確，顯像的原理是采集光子，即注入人體內(nèi)的o衰變放出正電子和人體內(nèi)的負(fù)電子湮滅轉(zhuǎn)化為光子，因此o主要用途是作為示蹤原子，故c對，d錯(cuò)8(2011年廣東深圳模擬)如圖223所示為氫原子的能級圖，現(xiàn)讓一束單色光照射到大量處于基態(tài)(n1)的氫原子上，受激的氫原子能自發(fā)地發(fā)出3種不同頻率的光，則照射氫原子的單色光的光子能量為()圖223a13.6 ev b3.4 evc10.2 ev d12.09 ev解析：選d.受激的氫原子自發(fā)地發(fā)出3種不同頻率的光，可知這些氫原子處于n3激發(fā)態(tài)，光子的能量滿足he3e112.09 ev，d正確914c是一種半衰期為5730年的放射性同位素若考古工作者探測到某古木中14c的含量為原來的，則該古樹死亡時(shí)間距今大約()a22920年 b11460年c5730年 d2865年解析：選b.正在生長的植物中14c的含量是穩(wěn)定的，死亡后發(fā)生衰變，14c的含量在降低放射性同位素都有一定的半衰期，每經(jīng)過一個(gè)半衰期剩余的質(zhì)量為原來的一半，而由于古木中14c的含量為原來的，說明經(jīng)歷了兩個(gè)半衰期，時(shí)間為2573011460年本題也可應(yīng)用公式nn0求解，其中n0、n、t、t分別為放射性元素原來的個(gè)數(shù)、剩余的個(gè)數(shù)、半衰期和經(jīng)歷的時(shí)間由題意知：.所以：，t2t25730年11460年10(2011年福建統(tǒng)考)現(xiàn)有許多設(shè)施采用太陽能技術(shù)太陽的能量來源于氫核的聚變，每次聚變反應(yīng)可以看做是4個(gè)氫核(11h)結(jié)合成1個(gè)氦核(42he)，同時(shí)放出正電子(01e)已知?dú)浜说馁|(zhì)量為mp，氦核的質(zhì)量為m，正電子的質(zhì)量為me，真空中光速為c.下列關(guān)于氫核聚變的說法正確的是()a核反應(yīng)方程為411h42he201eb核反應(yīng)方程為411h42he01ec每次核反應(yīng)所釋放的能量為(4mpm2me)c2d每次核反應(yīng)所釋放的能量為(4mpmme)c2答案：ac二、填空題(本題共2小題，共12分，把正確答案填在題中的橫線上)11(2011年高考海南卷)(1)2011年3月11日，日本發(fā)生九級大地震，造成福島核電站嚴(yán)重的核泄漏事故在泄漏的污染物中含有131i和137cs兩種放射性核素，它們通過一系列衰變產(chǎn)生對人體有危害的輻射在下列四個(gè)式子中，有兩個(gè)能分別反映131i和137cs的衰變過程，它們分別是_和_(填入正確選項(xiàng)前的字母).131i和137cs原子核中的中子數(shù)分別是_和_ax1137 56ba10n bx2131 54xe 01ecx3137 56ba 01e dx4131 54xe11p解析：根據(jù)核反應(yīng)方程的質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒知，131i的衰變?yōu)檫x項(xiàng)b,137cs的衰變?yōu)檫x項(xiàng)c,131i的中子數(shù)為1315378，137cs的中子數(shù)為1375582.答案：bc788212(2011年高考天津卷改編)回旋加速器在核科學(xué)、核技術(shù)、核醫(yī)學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，有力地推動了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展當(dāng)今醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備pet/ct堪稱“現(xiàn)代醫(yī)學(xué)高科技之冠”，它在醫(yī)療診斷中，常利用能放射正電子的同位素碳11作示蹤原子碳11是由小型回旋加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊氮14獲得，同時(shí)還產(chǎn)生另一粒子，試寫出核反應(yīng)方程_若碳11的半衰期為20 min，經(jīng)2.0 h剩余碳11的質(zhì)量占原來的_%？(結(jié)果取2位有效數(shù)字)解析：核反應(yīng)方程為nhche設(shè)碳11原有質(zhì)量為m0，經(jīng)過t2.0 h剩余的質(zhì)量為m，根據(jù)半衰期定義有()()1.6%答案：nhche1.6二、計(jì)算題(本題共4小題，共48分解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13(10分)已知：功率為100 w燈泡消耗的電能的5%轉(zhuǎn)化為所發(fā)出的可見光的能量，光速c3.0108 m/s，普朗克常量h6.631034 js.假定所發(fā)出的可見光的波長都是560 nm，計(jì)算燈泡每秒內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)解析：一波長為光子能量為e設(shè)燈泡每秒內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)為n，燈泡電功率為p，則n式中，k5%是燈泡的發(fā)光效率聯(lián)立以上兩式得n代入題給數(shù)據(jù)得n1.41019.答案：1.4101914(10分)已知?dú)湓踊鶓B(tài)的電子軌道半徑為r10.531010 m，基態(tài)的能級值為e113.6 ev.(1)求電子在n2的軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)原子系統(tǒng)具有的能量、電子的動能及電勢能(2)有一群氫原子處于量子數(shù)n3的激發(fā)態(tài)畫一能級圖，在圖上用箭頭標(biāo)明這些氫原子能發(fā)出哪幾條光譜線(3)計(jì)算這幾條光譜線中最長的波長解析：(1)n2時(shí)，e23.4 ev電子繞核旋轉(zhuǎn)所需向心力由庫侖引力提供，即ke2/rmv2/r2，而r24r1，則ek2mv2j3.4 ev因?yàn)閑2ek2ep2所以ep2e2ek23.4 ev3.4 ev6.8 ev.(2)由于這群氫原子的自發(fā)躍遷輻射，會得到三條光譜線，如答案圖所示(3)三條光譜線中波長最長的光子能量最小，發(fā)生躍遷的兩個(gè)能級的能量差最小，根據(jù)氫原子能級的分布規(guī)律可知，氫原子一定是從n3的能級躍遷到n2的能級設(shè)波長為，由he3e2得： m6.58107 m.答案：(1)3.4 ev3.4 ev6.8 ev(2)如圖所示(3)6.58107 m15(12分)氫原子的能級如圖224所示，某金屬的極限波長恰等于氫原子由n4能級躍遷到n2能級所發(fā)出的光的波長現(xiàn)在用氫原子由n2能級躍遷到n1能級時(shí)發(fā)出的光去照射，則從該金屬表面逸出的光電子最大初動能是多少電子伏？圖224解析：據(jù)玻爾理論知，氫原子由n4能級躍遷到n2能級時(shí)，輻射出的光子能量為：h1e4e2據(jù)題意知，該金屬的逸出功為：wh1氫原子從n2能級躍遷到n1能級時(shí)，所輻射的光子能量為：he2e1據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得知，光電子的最大初動能ek滿足：ekhw解聯(lián)立方程式可得：ek2e2e1e4將e113.6 ev，e23.4 ev和e40.85 ev代入上式可得：ek7.65 ev.答案：7.65 ev16(16分)钚的放射性同位素239 94pu靜止時(shí)衰變?yōu)殁櫤思ぐl(fā)態(tài)235 92u*和粒子，而鈾核激發(fā)態(tài)235 92u*立即衰變?yōu)殁櫤?35 92u，并放出能量為0.097 mev的光子已知：239 94pu、235 92u和粒子的質(zhì)量分別為mpu239.0521 u、mu235.0439 u和m4.0026 u，1 u931.5 mev.(1)寫出衰變方程；(2)已知衰變放出的光子的動量可忽略，求粒子的動能解析：(1)衰變方程為239 94pu235 92u*235 92u*235 92u或合起來有239 94pu235 92u.(2)上述衰變過程的質(zhì)量虧損為mmpumum放出的