(13)2009年高考物理试题分类汇编—原子物理学

1 20092009 年高考物理试题分类汇编年高考物理试题分类汇编 原子物理学原子物理学 09 年全国卷 16 氦氖激光器能产生三种波长的激光 其中两种波长分别为 1 0 6328 m 2 3 39 m 已知波长为 1 的激光是氖原子在能级间隔为 1 E 1 96eV 的两 个能级之间跃迁产生的 用 2 E 表示产生波长为 2 的激光所对应的跃迁的能级间隔 则 2 E 的近似值为 A 10 50eV B 0 98eV C 0 53eV D 0 36eV 答案 D 解析解析 本题考查波尔的原子跃迁理论 根据 c hE 可知当 6328 0 196mevE 当m 39 3 时 连立可知evE36 0 2 09 年全国卷 18 氢原子的部分能级如图所示 已知可见光的光子能量在 1 62eV 到 3 11eV 之间 由此可推知 氢原子 A 从高能级向 n 1 能级跃迁时了出的光的波长比可见光的 短 B 从高能级向 n 2 能级跃迁时发出的光均为可见光 C 从高能级向 n 3 能级跃迁时发出的光的频率比可见光的 高 D 从 n 3 能级向 n 2 能级跃迁时发出的光为可见光 答案 AD 解析解析 本题考查玻尔的原理理论 从高能级向 n 1 的能级跃迁的过程中辐射出的最小光 子能量为 9 20ev 不在 1 62eV 到 3 11eV 之间 A 正确 已知可见光子能量在 1 62eV 到 3 11eV 之 间从高能级向 n 2 能级跃迁时发出的光的能量 3 40ev B 错 从高能级向 n 3 能级跃迁时发 出的光的频率只有能量大于 3 11ev 的光的频率才比可见光高 C 错 从 n 3 到 n 2 的过程中释 放的光的能量等于 1 89ev 介于 1 62 到 3 11 之间 所以是可见光 D 对 09 年北京卷 14 下列现象中 与原子核内部变化有关的是 A 粒子散射现象 B 天然放射现象 C 光电效应现象 D 原子发光现象 答案 B 解析解析 粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核 并没有涉及到核内部的变化 2 故 A 项错误 天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出 粒子或电子 从而发生 衰变或 衰变 故 B 项正确 光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出 没 有涉及到原子核的变化 故 C 项错误 原子发光是原子跃迁形成的也没有涉及到原子核的变 化 故 D 项错误 09 年上海物理 1 放射性元素衰变时放出三种射线 按穿透能力由强到弱的排列顺 序是 A 射线 射线 射线B 射线 射线 射线 C 射线 射线 射线D 射线 射线 射线 答案 B 解析解析 由于三种射线的能量不同 所以贯穿能力最强的是 射线 射线次之 射线最 弱 故正确答案选 B 09 年广东物理 2 科学家发现在月球上含有丰富的 3 2He 氦 3 它是一种高效 清 洁 安全的核聚变燃料 其参与的一种核聚变反应的方程式为 3314 2212 2HeHeHHe 关于 3 2He聚变下列表述正确的是 A 聚变反应不会释放能量 B 聚变反应产生了新的原子核 C 聚变反应没有质量亏损 D 目前核电站都采用 3 2He聚变反应发电 答案 B 解析解析 聚变反应时将质量较小的轻核聚变成质量较大的核 聚变过程会有质量亏损 要 放出大量的能量 但目前核电站都采用采用铀核的裂变反应 因此 B 正确 09 年安徽卷 14 原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源 当氖等离子体被 加热到适当高温时 氖核参与的几种聚变反应可能发生 放出能量 这几种反应的总效果可 以表示为 2411 1210 6 Hk243 15Hed HnMeV 由平衡条件可知 A k 1 d 4 B k 2 d 2 C k 1 d 6 D k 2 d 3 答案 B 解析解析 由质量数守恒和电荷数守恒 分别有10 dk4 62 dk 解得 k 2 d 2 正确选项为 B 09 年天津卷 6 下列说法正确的是 A 15 1124 7162 NHCHe 是 衰变方程 3 B 123 112 HHHe 是核聚变反应方程 C 2382344 92902 UThHe 是核裂变反应方程 D 427301 213150 HeAlPn 是原子核的人工转变方程 答案 BD 解析解析 A 选项中N 15 7 在质子的轰击下发生的核反应 属于人工转变 A 错 C 选项是 衰变 不是裂变 C 错 09 年重庆卷 16 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 1 1H 12 6C 13 7N 1 Q 1 1H 15 7N 12 6 C X 2 Q 方程式中Q1 2 Q表示释放的能量 相关的原子核质量见下表 A X 是 3 2He 21 QQ B X 是 4 2He 21 QQ C X 是 3 2He 21 QQ D X 是 4 2He 21 QQ 答案 B 09 年四川卷 18 氢原子能级的示意图如图所示 大量氢原子从 n 4 的能级向 n 2 的能级跃迁时辐射出可见光 a 从 n 3 的能级向 n 2 的能级跃迁时辐射 出可见光 b 则 A 氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出 射线 B 氢原子从 n 4 的能级向 n 3 的能级跃迁时会辐射出紫外线 C 在水中传播时 a 光较 b 光的速度小 D 氢原子在 n 2 的能级时可吸收任意频率的光而发生电离 答案 C 09 年重庆卷 16 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 1 1H 12 6C 13 7N 1 Q 1 1H 15 7N 12 6 C X 2 Q方程式中Q1 2 Q表示释放的能量 相关的原子核质量见下表 4 A X 是 3 2He 21 QQ B X 是 4 2He 21 QQ C X 是 3 2He 21 QQ D X 是 4 2He 21 QQ 答案 B 09 年浙江卷 15 氮原子核由两个质子与两个中子组成 这两个质子之间存在着万有 引力 库伦力和核力 则 3 种力从大到小的排列顺序是 A 核力 万有引力 库伦力 B 万有引力 库伦力 核力 C 库伦力 核力 万有引力 D 核力 库伦力 万有引力 答案 D 解析解析 核力是强力 它能将核子束缚在原子核内 万有引力最弱 研究核子间相互作用 时万有引力可以忽略 09 年浙江自选模块 13 物理 1 2 模块 2 本小题共 3 分 在给出的四个选项 中 可能只有一个选项正确 也可能有多个选项正确 全部选对得 3 分 选对但不全的得 1 分 有选错的得 0 分 科学家经过实验 发现在 粒子 氦核 p 质子 及 n 中子 这 3 种粒子中 中子 的穿透能力最强 质子次之 粒子最弱 某同学对影响粒子穿透能力的因素提出了如下假 设 合理的假设是 A 穿透能力一定与粒子是否带电有关 B 穿透能力可能与粒子质量大小有关 C 穿透能力一定与粒子所带电荷量有关 D 穿透能力一定与质量大小无关 与粒子是否带电和所带电荷量有关 答案 ABC 09 年浙江自选模块 13 物理 1 2 模块 3 本小题共 4 分 水 包括海水 是 未来的 煤炭 能从根本上解决人类能源问题 这是指 填 氢能 核能 氢能和核能 和利用 请说明理由 答案一 核能 5 因为海水中含有大量核聚变的材料氘 通过核聚变能够释放大量的核能 答案 核能和氢能 因为海水中含有大量核聚变的材料氘 通过核聚变能够释放大量的核能 氢能有便于储 存与运输的优点 也可以为解决能源问题做出贡献 09 年江苏卷物理 12 C 选修模块 3 5 8 分 在 衰变中常伴有一种称为 中微子 的粒子放出 中微子的性质十分特别 因此在实 验中很难探测 1953 年 莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统 利用 中微子与水中 1 1H 的核反应 间接地证实了中微子的存在 1 中微子与水中的 1 1H 发生核反应 产生中子 1 0n 和正电子 0 1e 即中微子 1 1H 1 0n 0 1e 可以判定 中微子的质量数和电荷数分别是 填写选项前的字母 A 0 和 0 B 0 和 1 C 1 和 0 D 1 和 1 2 上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇 与电子形成几乎静止的整体后 可 以转变为两个光子 即 0 1e 0 1e 2 已知正电子和电子的质量都为 9 1 10 31 反应中产生的每个光子的能量约为 J 正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子 原 因是 3 试通过分析比较 具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小 答案 C 1 A 2 14 102 8 遵循动量守恒 解析解析 1 发生核反应前后 粒子的质量数和核电荷数均不变 据此可知中微子的质 量数和电荷数分都是 0 A 项正确 2 产生的能量是由于质量亏损 两个电子转变为两个光子之后 质量变为零 由 2 mcE 故一个光子的能量为 2 E 带入数据得 2 E 14 102 8 J 正电子与水中的电子相遇 与电子形成几乎静止的整体 故系统总动量为零 故如果只 产生一个光子是不可能的 因为此过程遵循动量守恒 09 年山东卷 38 4 分 物理 物理 3 1 历史上第一次利用加速器实现的核反应 是用加速后动能为 0 5MeV 的质子 1 1H 轰击 静止的 X 生成两个动能均为 8 9MeV 的 4 2 He 1MeV 1 6 13J 6 上述核反应方程为 质量亏损为 kg 解析解析 1 1744 1322 HXHeHe 或 1744 1322 HLiHeHe 29 2 3 1 10 E mKg C 考点 原子核 09 年海南物理 19 模块 3 5 试题 II 7 分 钚的放射性同位素 239 94 Pu静止时衰变为铀核激发态 235 92 U 和 粒子 而铀核 激发态 235 92 U 立即衰变为铀核235 92 U 并放出能量为0 097MeV的 光子 已知 239 94 Pu 235 92 U和 粒子的质量分别为239 0521u Pu m 235 0439u u m 和4 0026um 2 1931 5MeV cu 1 写出衰变方程 2 已知衰变放出的光子的动量可忽略 球 粒子的动能 解析解析 1 衰变方程为 239235 9492 PuU 235 235 9292 UU 或合起来有 239235 9492 PuU 2 上述衰变过程的质量亏损为 PuU mmmm 放出的能量为 2 Ecm 这能来那个是轴核 235 92 U的动能 U E 粒子的动能 a E和y光子的能量 y E之和 Uy EEEE 由 式得 7 2 UPuUy EEmmm