高三物理第二輪復習原子物理專題練習試卷(后附)

高三物理第二輪復習原子物理專題練習試卷（后附答案）原子物理1．關于天然放射現(xiàn)象，以下說法正確的選項是．放射性元素的原子核內的核子有多數(shù)發(fā)生變化所需的時間就是半衰期．放射性物質放出的射線中，α粒子動能很大．所以貫穿物質的本事很強C．當放射性元素的原子的核外電子擁有較高能量時，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.氫原子的部分能級以以下圖。已知可見光的光子能量在1.62eV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（47Be）從最湊近核的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（37Li），并放出一個不帶電的中微子νe（質量不計），人們把這類衰變叫鈹核的衰變。核反應方程為：7Be0712EC41e3Live。已知一個鈹原子質量為m，一個鋰原子質量為m，一個電e子質量為m，光速為c，則一個鈹原子核發(fā)生上述核反應開釋的能量為A．(m1—m2)c2B．(m1＋me＋m2)c21e2221e2C．(m＋m—m)cD．(m—m—m)c以下現(xiàn)象中，與原子核內部變化有關的是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，為了研究物質的內部結構，物理學家做了大批實驗，揭穿了原子內部的結構，發(fā)現(xiàn)了電子、中子和質子，如圖示是A.盧瑟福的粒子散射實驗裝置盧瑟福發(fā)現(xiàn)質子的實驗裝置

放射源金箔熒光屏的顯微鏡所ADBC湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子的實驗裝置查德威克發(fā)現(xiàn)中子的實驗裝置放射性元素衰變時放出三種射線，按穿透能力由強到弱的擺列序次是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7．一個質子和一此中子聚變結合成一個氘核，同時輻射一個光子。已知質子、中子、氘核的質量分別為m1、m2、m3,普朗克常量為h,真空中的光速為c。以下說法正確的選項是A．核反應方程是11H+10n13H+γB．聚變反應中的質量損失mm1+m2-m1C．輻射出的γ光子的能量E=(m3-m1-m2)chD．γ光子的波長(m1m2m3)c2科學家發(fā)此刻月球上含有豐富的23He（氦3）。它是一種高效、潔凈、安全的核聚變燃料其參加的一種核聚變反應的方程式為23He23He211H24He。關于23He聚變以下表述正確的選項是A．聚變反應不會開釋能量B.聚變反應產(chǎn)生了新的原子核C．聚變反應沒有質量損失D.目前核電站都采納23He聚變反應發(fā)電9．已知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）構成的，它們的帶電量以下表所示，表中e為元電荷。π+π－ud帶電量+e－e+2e－1e－2e+1e3333以下說法正確的選項是A.π+由u和構成B.π＋由d和構成C.π－由u和構成D.π－由d和構成原子核聚變可望給人類將來供給豐富的潔凈能源。當氖等離子體被加熱到合適高溫時，氖核參加的幾種聚變反應可能發(fā)生，放出能量。這幾種反應的總成效可以表示為621Hk24Hed11H201n43.15MeV，由均衡條件可知A.k=1,d=4B.k=2,d=2C.k=1,d=6D.k=2,d=311．在以下4個核反應方程中，x表示質子的是A.1530P1430Si+xB.23892U23492Th+xC.2713Al+01n1227Mg+xD.2713Al+24He1530P+x以下說法正確的選項是A.157N11H126C24He是衰變方程B.11H21H23He是核聚變反應方程C.23892U23490Th24He是核裂變反應方程D.24He1327Al1530P01n是原子核的人工轉變方程在衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出。中微子的性質十分特別，所以在實驗中很難探測。1953年，萊尼斯和柯文建筑了一個由大水槽和探測器構成的實驗系統(tǒng)，利用中微子與水中11H的核反應，間接地證明了中微子的存在。（1）中微子與水中的11H發(fā)生核反應，產(chǎn)生中子（01n）和正電子（01e），即中微子+11H→01n+01e，可以判斷，中微子的質量數(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）上述核反應產(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，可以轉變?yōu)閮蓚€光子（），即10e+10e2。已知正電子和電子的質量都為9.1×10-31㎏，反應中產(chǎn)生的每個光子的能量約為J。正電子與電子相遇不行能只轉變?yōu)橐粋€光子，原由是。3）試經(jīng)過分析比較，擁有同樣動能的中子和電子的物質波波長的大小。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，故假如只產(chǎn)生一個光子是不可能的，因為此過程依據(jù)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，

常常會同時陪同＿＿＿＿＿輻射。

已知

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

質量相等，那么它們本來的質量之比

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。請按要求回答以下問題。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優(yōu)異的貢獻。請選擇此中的兩位，指出他們的主要成績。___________________________________________________。___________________________________________________。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，12寫出它的名稱和一種用途。_________，_______________________。3⑵在可控核反應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2H核碰撞減速，在石墨中與12C核碰撞減速。上述碰撞可簡化為16彈性碰撞模型。某反應堆中快中子與靜止的靶核發(fā)生對心正碰，經(jīng)過計算說明，僅從一次碰撞考慮，用重水和石墨作減速劑，哪一種減速成效更好？16.钚的放射性同位素

94239Pu靜止時衰變?yōu)殁櫤思ぐl(fā)態(tài)

23592U

和

粒子，而鈾核激發(fā)態(tài)

23592U

馬上衰變?yōu)殁櫤?/p>

92235U

，并放出能量為

0.097MeV

的

光子。已知：

23994Pu

、

23592U

和

粒子的質量分別為mPu

239.0521u、

mu

235.0439u

和m

4.0026u

1u

931.5MeV/c

21）寫出衰變方程；2）已知衰變放出的光子的動量可忽視，球粒子的動能。17．一個靜止的鈾核23292U（原子質量為232.0372u）放出一個α粒子（原子質量為4.0026u）后衰變?yōu)殁Q核228Th（原子質量為228.0287u）。（已知：原子質量單位1u=1.67×10—27kg，1u相當于931MeV）901）寫出核衰變反應方程；2）算出該核衰變反應中開釋出的核能；3）假設反應中開釋出的核能所有轉變?yōu)殁Q核和α粒子的動能，則釷核獲取的動能有多大？18．太陽現(xiàn)正處于主序星演化階段。它主若是由電子和11H、24He等原子核構成。保持太陽輻射的是它內部的核聚變反應，核反應方程是2e411H24He開釋的核能，這些核能最后轉變?yōu)檩椛淠堋Ｒ罁?jù)目前關于恒星演化的理論，若因為聚變反應而使太陽中的11H核數(shù)量從現(xiàn)有數(shù)減少10％，太陽將走開主序星階段而轉入紅巨星的演化階段。為了簡化，假設目前太陽所有由電子和11H核構成。（1）為了研究太陽演化進度，需知道目前太陽的質量M。已知地球半徑R＝6.4×106m，地球質量m＝6.0×1024kg，日地中心的距離r＝1.5×1011m，地球表面處的重力加速度g＝10m/s2，1年約為3.2×107秒，試估量目前太陽的質量M。（2）已知質子質量mp＝1.6726×1027kg，4He質量mα＝6.6458×1027kg，電子質量me＝0.9×10302kg，光速c＝3×108m/s。求每發(fā)生一次題中所述的核聚變反應所開釋的核能。（3）又知地球上與太陽垂直的每平方米截面上，每秒經(jīng)過的太陽輻射能w＝1.35×103W/m2。試估量太陽連續(xù)保持在主序星階段還有多少年的壽命。（估量結果只要求一位有效數(shù)字。）參照答案及分析1．【答案】D【分析】由三種射線的特色和半衰期的含義不難判斷選項

D正確。2.【答案】AD【分析】本題觀察玻爾的原理理論.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.已知可見光子能量在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的過程中開釋的光的能量等于1.89ev介于1.62到3.11之間,所以是可見光D對。3．【答案】A【分析】已知一個鈹原子質量為m，則鈹核的質量為m－4m。一個鋰原子質量為m，則鋰核的質量為11e2m1－3me。題述核反應的質量損失m＝[(m1－4me)＋me]－(m1－3me)＝m1—m2，故題述核反應開釋的能量為E＝2122mc＝(m—m)c，A正確?！敬鸢浮緽【分析】α粒子散射實驗表示了原子內部有一個很小的核，并無涉及到核內部的變化，故A項錯誤；天然放射現(xiàn)象是原子核內部發(fā)生變化自覺的放射出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離開原子核的約束而逸出，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【分析】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【分析】分析：因為三種射線的能量不一樣，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【分析】核反應方程是

11H+10n

21

H+

；輻射出的

光子的能量

E=(m1+m2-m3)c2；

光子的波長h。(m1m2m3)c38.【答案】B【分析】聚變反應時將質量較小的輕核聚變?yōu)橘|量較大的核，聚變過程會有質量損失，要放出大批的能量。但目前核電站都采用采納鈾核的裂變反應。所以B正確。9．【答案】AD【分析】u帶+2e電量，帶+1e電量，（+2e）+（+1e）=＋e，而π+帶+e電量，帶電量守恒，3333所以A選項正確，同理，D選項正確。10.【答案】B【分析】由質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，分別有4kd10，2kd6，解得k=2，d=2。正確選項為B?！敬鸢浮緾【分析】由核反應方程的質量數(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、質子、中子。12.【答案】BD【分析】A選項中157N在質子的轟擊下發(fā)生的核反應，屬于人工轉變，A錯；C選項是α衰變，不是裂變，C錯。13.【答案】C.（1）A；(2)8.21014，依據(jù)動量守恒?！痉治觥浚?）發(fā)生核反應前后，粒子的質量數(shù)和核電荷數(shù)均不變，據(jù)此可知中微子的質量數(shù)和電荷數(shù)分都是0，A項正確。（2）產(chǎn)生的能量是因為質量損失。兩個電子轉變?yōu)閮蓚€光子以后，質量變?yōu)榱?，?/p>

Emc2，故一個光子的能量為

E

，帶入數(shù)據(jù)得

E

=8.210

14

J。22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，故假如只產(chǎn)生一個光子是不可能的，因為此過程依據(jù)動量守恒。14．【答案】γ，2T2:2T1【分析】放射性元素的原子核在α衰變或β衰變生成新原子核時，常常以γ光子的形式開釋能量，t＝T1·T2時間后剩下的放射性元素的質量同樣，則mAmB即陪同γ輻射；依據(jù)半衰期的定義，經(jīng)過2T2=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，并成功解說了氫光譜；查德威克發(fā)現(xiàn)了中子（2）重水減速成效更好【分析】(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，并成功解說了氫光譜；查德威克發(fā)現(xiàn)了中子（或其余成就）。設中子質量為Mn靶核質量為M，由動量守恒定律Mnv0=Mnv1+Mv2MnM1v0；在石墨中靶核質量：M=12M11MnMHnc313與重水靶核碰后中子速度較小，故重水減速成效更好。16.【分析】（1）衰變方程為

94239Pu

23592U*23592U*

23592U或合起來有23994Pu92235U（2）上述衰變過程的質量損失為mmPumUm放出的能量為Ec2m這能來那個是軸核92235U的動能EU、粒子的動能Ea和y光子的能量Ey之和EEUEEy由④⑤⑥式得EE(mmm)c2EyUPuU設衰變后的軸核和粒子的速度分別為v和v，則由動量守恒有UmUvUmv又由動能的定義知EU

12

mUvU2

,E

12

mva2由⑧⑨