最新高中物理原子物理試題

PAGEPAGE-8-原子物理試題1．關于天然放射現(xiàn)象，以下說法正確的是A．放射性元素的原子核內(nèi)的核子有半數(shù)發(fā)生變化所需的時間就是半衰期B．放射性物質(zhì)放出的射線中，α粒子動能很大．因此貫穿物質(zhì)的本領很強C．當放射性元素的原子的核外電子具有較高能量時，將發(fā)生β哀變D．放射性的原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核從高能級向低能級躍遷時，輻射出γ射線2.氫原子的局部能級如下圖?？梢姽獾墓庾幽芰吭?.62eV到3.11eV之間。由此可推知,氫原子A.從高能級向n=1能級躍遷時了出的光的波長比可見光的短B.從高能級向n=2能級躍遷時發(fā)出的光均為可見光C.從高能級向n=3能級躍遷時發(fā)出的光的頻率比可見光的高D.從n=3能級向n=2能級躍遷時發(fā)出的光為可見光3．一個鈹原子核〔Be〕從最靠近核的K層電子軌道上俘獲一個電子后發(fā)生衰變，生成一個鋰核〔〕，并放出一個不帶電的中微子νe〔質(zhì)量不計〕，人們把這種衰變叫鈹核的EC衰變。核反響方程為：Be。一個鈹原子質(zhì)量為m1，一個鋰原子質(zhì)量為m2，一個電子質(zhì)量為me，光速為c，那么一個鈹原子核發(fā)生上述核反響釋放的能量為A．(m1—m2)c2B．(m1＋me＋m2)c2C．(m1＋me—m2)c2D．(m2—m1—me)c24.以下現(xiàn)象中，與原子核內(nèi)部變化有關的是A．粒子散射現(xiàn)象B．天然放射現(xiàn)象C．光電效應現(xiàn)象D．原子發(fā)光現(xiàn)象5．二十世紀初，為了研究物質(zhì)的內(nèi)部結構，物理學家做了大量的實驗，揭示了原子內(nèi)部的結構，發(fā)現(xiàn)了電子、中子和質(zhì)子，如下圖是A.盧瑟福的粒子散射實驗裝置B.盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的實驗裝置C.湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子的實驗裝置D.查德威克發(fā)現(xiàn)中子的實驗裝置6.放射性元素衰變時放出三種射線，按穿透能力由強到弱的排列順序是A．射線，射線，射線B．射線，射線，射線，C．射線，射線，射線D．射線，射線，射線7．一個質(zhì)子和一個中子聚變結合成一個氘核，同時輻射一個光子。質(zhì)子、中子、氘核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3,普朗克常量為h,真空中的光速為c。以下說法正確的是A．核反響方程是H+nH+γB．聚變反響中的質(zhì)量虧損1+m2-m1C．輻射出的γ光子的能量E=(m3-m1-m2)cD．γ光子的波長8.科學家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的〔氦3〕。它是一種高效、清潔、平安的核聚變?nèi)剂掀鋮⑴c的一種核聚變反響的方程式為。關于聚變以下表述正確的是A．聚變反響不會釋放能量B.聚變反響產(chǎn)生了新的原子核C．聚變反響沒有質(zhì)量虧損D.目前核電站都采用聚變反響發(fā)電9．π+介子、π－介子都是由一個夸克〔夸克u或夸克d〕和一個反夸克〔反夸克或反夸克〕組成的，它們的帶電量如下表所示，表中e為元電荷。π+π－ud帶電量+e－e+e－e－e+e以下說法正確的是A.π+由u和組成B.π＋由d和組成C.π－由u和組成D.π－由d和組成10.原子核聚變可望給人類未來提供豐富的潔凈能源。當氖等離子體被加熱到適當高溫時，氖核參與的幾種聚變反響可能發(fā)生，放出能量。這幾種反響的總效果可以表示為，由平衡條件可知A.k=1,d=4B.k=2,d=2C.k=1,d=6D.k=2,d=311．在以下4個核反響方程中，x表示質(zhì)子的是A.B.C.D.12.以下說法正確的是A.是衰變方程B.是核聚變反響方程C.是核裂變反響方程D.是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程13.在衰變中常伴有一種稱為“中微子〞的粒子放出。中微子的性質(zhì)十分特別，因此在實驗中很難探測。1953年，萊尼斯和柯文建造了一個由大水槽和探測器組成的實驗系統(tǒng)，利用中微子與水中的核反響，間接地證實了中微子的存在?！?〕中微子與水中的發(fā)生核反響，產(chǎn)生中子〔〕和正電子〔〕，即中微子+→+，可以判定，中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是。〔填寫選項前的字母〕〔A〕0和0〔B〕0和1〔C〕1和0〔D〕1和1〔2〕上述核反響產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可以轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€光子〔〕，即+2。正電子和電子的質(zhì)量都為9.1×10-31㎏，反響中產(chǎn)生的每個光子的能量約為J。正電子與電子相遇不可能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€光子，原因是?！?〕試通過分析比擬，具有相同動能的中子和電子的物質(zhì)波波長的大小。正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體，故系統(tǒng)總動量為零，故如果只產(chǎn)生一個光子是不可能的，因為此過程遵循動量守恒。14．放射性元素的原子核在α衰變或β衰變生成新原子核時，往往會同時伴隨＿＿＿＿＿輻射。A、B兩種放射性元素的半衰期分別為T1和T2，經(jīng)過t＝T1·T2時間后測得這兩種放射性元素的質(zhì)量相等，那么它們原來的質(zhì)量之比mA：mB＝＿＿＿＿＿。15．人類認識原子結構和開發(fā)利用原子能經(jīng)歷了十分曲折的過程。請按要求答復以下問題。⑴盧瑟福、玻爾、查德威克等科學家在原子結構或原子核的研究方面做出了卓越的奉獻。請選擇其中的兩位，指出他們的主要成績。①___________________________________________________。123123在貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象后，人們對放射線的性質(zhì)進行了深入研究，如圖為三種射線在同一磁場中的運動軌跡，請從三種射線中任選一種，寫出它的名稱和一種用途。_________，_______________________。⑵在可控核反響堆中需要給快中子減速，輕水、重水和石墨等常用作減速劑。中子在重水中可與H核碰撞減速，在石墨中與C核碰撞減速。上述碰撞可簡化為彈性碰撞模型。某反響堆中快中子與靜止的靶核發(fā)生對心正碰，通過計算說明，僅從一次碰撞考慮，用重水和石墨作減速劑，哪種減速效果更好？16.钚的放射性同位素靜止時衰變?yōu)殁櫤思ぐl(fā)態(tài)和粒子，而鈾核激發(fā)態(tài)立即衰變?yōu)殁櫤?，并放出能量為的光子。：、和粒子的質(zhì)量分別為、和〔1〕寫出衰變方程；〔2〕衰變放出的光子的動量可忽略，球粒子的動能。17．一個靜止的鈾核〔原子質(zhì)量為232.0372u〕放出一個α粒子〔原子質(zhì)量為4.0026u〕后衰變成釷核〔原子質(zhì)量為228.0287u〕。〔：原子質(zhì)量單位1u=1.67×10—27kg，1u相當于931MeV〕〔1〕寫出核衰變反響方程；〔2〕算出該核衰變反響中釋放出的核能；〔3〕假設反響中釋放出的核能全部轉(zhuǎn)化為釷核和α粒子的動能，那么釷核獲得的動能有多大？18．太陽現(xiàn)正處于主序星演化階段。它主要是由電子和、等原子核組成。維持太陽輻射的是它內(nèi)部的核聚變反響，核反響方程是釋放的核能，這些核能最后轉(zhuǎn)化為輻射能。根據(jù)目前關于恒星演化的理論，假設由于聚變反響而使太陽中的核數(shù)目從現(xiàn)有數(shù)減少10％，太陽將離開主序星階段而轉(zhuǎn)入紅巨星的演化階段。為了簡化，假定目前太陽全部由電子和核組成?！?〕為了研究太陽演化進程，需知道目前太陽的質(zhì)量M。地球半徑R＝6.4×106m，地球質(zhì)量m＝6.0×1024kg，日地中心的距離r＝1.5×1011m，地球外表處的重力加速度g＝10m/s2，1年約為3.2×107秒，試估算目前太陽的質(zhì)量M?！?〕質(zhì)子質(zhì)量mp＝1.6726×1027kg，質(zhì)量mα＝6.6458×1027kg，電子質(zhì)量me＝0.9×1030kg，光速c＝3×108m/s。求每發(fā)生一次題中所述的核聚變反響所釋放的核能?！?〕又知地球上與太陽垂直的每平方米截面上，每秒通過的太陽輻射能w＝1.35×103W/m2。試估算太陽繼續(xù)保持在主序星階段還有多少年的壽命?！补浪憬Y果只要求一位有效數(shù)字?！硡⒖即鸢讣敖馕?．【答案】D【解析】由三種射線的特點和半衰期的含義不難判斷選項D正確。2.【答案】AD【解析】此題考查玻爾的原理理論.從高能級向n=1的能級躍遷的過程中輻射出的最小光子能量為9.20ev,不在1.62eV到3.11eV之間,A正確.可見光子能量在1.62eV到3.11eV之間從高能級向n=2能級躍遷時發(fā)出的光的能量3.40ev，B錯.從高能級向n=3能級躍遷時發(fā)出的光的頻率只有能量大于3.11ev的光的頻率才比可見光高,C錯.從n=3到n=2的過程中釋放的光的能量等于1.89ev介于1.62到3.11之間,所以是可見光D對。3．【答案】A【解析】一個鈹原子質(zhì)量為m1，那么鈹核的質(zhì)量為m1－4me。一個鋰原子質(zhì)量為m2，那么鋰核的質(zhì)量為m1－3me。題述核反響的質(zhì)量虧損Δm＝[(m1－4me)＋me]－(m1－3me)＝m1—m2，故題述核反響釋放的能量為ΔE＝Δmc2＝(m1—m2)c2，A正確。4.【答案】B【解析】α粒子散射實驗說明了原子內(nèi)部有一個很小的核，并沒有涉及到核內(nèi)部的變化，故A項錯誤；天然放射現(xiàn)象是原子核內(nèi)部發(fā)生變化自發(fā)的放射出α粒子或電子，從而發(fā)生α衰變或β衰變，故B項正確；光電效應是原子核外層電子脫離原子核的束縛而逸出，沒有涉及到原子核的變化，故C項錯誤；原子發(fā)光是原子躍遷形成的也沒有涉及到原子核的變化，故D項錯誤。5.【答案】A【解析】題目中所給裝置是盧瑟福研究粒子散射實驗裝置，應選項A正確。6.【答案】B【解析】解析：由于三種射線的能量不同，所以貫穿能力最強的是射線，射線次之，射線最弱，故正確答案選B。7.【答案】B【解析】核反響方程是H+nH+；輻射出的光子的能量E=(1+m2-m3)c2；光子的波長。8.【答案】B【解析】聚變反響時將質(zhì)量較小的輕核聚變成質(zhì)量較大的核，聚變過程會有質(zhì)量虧損，要放出大量的能量。但目前核電站都采用采用鈾核的裂變反響。因此B正確。9．【答案】AD【解析】u帶+e電量，帶+e電量，〔+e〕+〔+e〕=＋e，而π+帶+e電量，帶電量守恒，所以A選項正確，同理，D選項正確。10.【答案】B【解析】由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，分別有，，解得k=2，d=2。正確選項為B。11.【答案】C【解析】由核反響方程的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，可得各個選項中的x分別為正電子、α粒子、質(zhì)子、中子。12.【答案】BD【解析】A選項中在質(zhì)子的轟擊下發(fā)生的核反響，屬于人工轉(zhuǎn)變，A錯；C選項是α衰變，不是裂變，C錯。13.【答案】C.〔1〕A；(2)，遵循動量守恒?！窘馕觥俊?〕發(fā)生核反響前后，粒子的質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)均不變，據(jù)此可知中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分都是0，A項正確?！?〕產(chǎn)生的能量是由于質(zhì)量虧損。兩個電子轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€光子之后，質(zhì)量變?yōu)榱?，由，故一個光子的能量為，帶入數(shù)據(jù)得=J。正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體，故系統(tǒng)總動量為零，故如果只產(chǎn)生一個光子是不可能的，因為此過程遵循動量守恒。14．【答案】γ，2T2:2T1【解析】放射性元素的原子核在α衰變或β衰變生成新原子核時，往往以γ光子的形式釋放能量，即伴隨γ輻射；根據(jù)半衰期的定義，經(jīng)過t＝T1·T2時間后剩下的放射性元素的質(zhì)量相同，那么EQ\F(mA,2T2)=EQ\F(mB,2T1)，故mA：mB＝2T2:2T115．【答案】〔1〕盧瑟福提出了原子的核式結構模型；玻爾把量子理論引入原子模型，并成功解釋了氫光譜；查德威克發(fā)現(xiàn)了中子〔2〕重水減速效果更好【解析】(1)盧瑟福提出了原子的核式結構模型；玻爾把量子理論引入原子模型，并成功解釋了氫光譜；查德威克發(fā)現(xiàn)了中子〔或其他成就〕。(2)設中子質(zhì)量為Mn靶核質(zhì)量為M，由動量守恒定律Mnv0=Mnv1+Mv2解得：在重水中靶核質(zhì)量：MH=2Mn，；在石墨中靶核質(zhì)量：Mc=12M與重水靶核碰后中子速度較小，故重水減速效果更好。16.【解析】〔1〕衰變方程為或合起來有〔2〕上述衰變過程的質(zhì)量虧損為放出的能量為這能來那個是軸核的動能、粒子的動能和光子的能量之和由④⑤⑥式得設衰變后的軸核和粒子的速度分別為和，那么由動量守恒有又由動能的定義知/r/