2010-2011学年度高二物理下学期单元检测4 原子结构、原子核 新人教版

2010 20112010 2011 学年度下学期学年度下学期 高二物理单元检测 高二物理单元检测 4 4 新课标版新课标版 命题范围命题范围 原子结构 原子结构 原子核 原子核 第 卷 选择题 共 40 分 一 选择题 每小题 4 分 共 40 分 在每小题给出的四个选项中 有的小题只有一个正确 答案 有的小题有多个正确选项 全部选对的得 4 分 选不全的得 2 分 有错选或不 答的得零分 1 下图所示的四个实验示意图中 启迪了卢瑟福提出原子核式结构模型的实验是 2 如图所示 P 为放在匀强电场中的天然放射源 其放出的射线在电场的作用下分成 a b c 三束 以下判断正确的是 A a为 射线 b为 射线 B a为 射线 b为 射线 C b为 射线 c为 射线 D b为 射线 c为 射线 3 下列关于放射性元素的半衰期的几种说法正确的是 A 同种放射性元素 在化合物中的半衰期比在单质中长 B 放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关 它是一个统计规律 只对 大量的原子核才适用 C 氡的半衰期是 3 8 天 若有 4 g 氡原子核 则经过 7 6 天就只剩下 1 g D 氡的半衰期是 3 8 天 若有 4 个氡原子核 则经过 7 6 天就只剩下一个 4 用光子能量为E的单色光照射容器中处于基态的一群氢原子 停止照射后 发现该容器 内的氢能够释放出三种不同频率的光子 它们的频率由低到高依次为 1 2 3 且 2恰好能使某种金属A发生光电效应 由此可知 K A B P A 单色光的光子能量E h 1 B 单色光的光子能量E h 3 C 单色光的光子能量E h 1 2 D 1 3也能使金属A发生光电效应 5 建材中的放射性物质衰变生成具有放射性的氡气 会导致肺癌 其中建材中放射性元素 含量很多的是钋 222 Po 222 84 它发生多少次 衰变能生成氡 222 Rn 222 86 A 222 次B 136 次C 2 次D 86 次 6 关于太阳辐射能的主要由来 下列说法中正确的是 A 来自太阳中重核裂变反应释放的核能 B 来自太阳中轻核聚变反应释放的核能 C 来自太阳中碳元素氧化释放的化学能 D 来自太阳中本身贮存的大量内能 7 在卢瑟福的 粒子散射实验中 有少数 粒子发生大角度偏转 其原因是 A 原子只能处于一系列不连续的能量状态中 B 正电荷在原子中是均匀分布的 C 原子中存在着带负电的电子 D 原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 8 卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有 A 原子的中心有个核 叫做原子核 B 原子的正电荷均匀分布在整个原子中 C 原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里 D 带负电的电子在校外绕着核旋转 9 原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时 有可能不发射光子 例如在某条件下 铬原 子的n 2 能级上的电子跃迁到n 1 能级上时并不发射光子 而是将相应的能量转交给 n 4 能级上的电子 使之脱离原子 这一现象叫做俄歇效应 以这种方式脱离了原子 的电子叫做俄歇电子 已知铬原子的能级公式可简化表示为En 2 n A 式中 n 1 2 3 表示不同能级 A是正的已知常数 上述俄歇电子的动能是 A 3A 16 B 7A 16 C 11A 16 D 13A 16 10 K 介子衰变的方程为 0 K 其中 K 介子和 介子带负 的基元电荷 0介子不带电 一个 K 介子沿垂直于磁场的方向射 入匀强磁场中 其轨迹为圆弧AP 衰变后产生的 介子的轨迹为 圆弧PB 两轨迹在P点相切 它们的半径RK 与R 之比为 2 1 0介子的轨迹未画出 由此可知 介子的动量大小与 0介子的动量大小之比为 A 1 1 B 1 2 C 1 3 D 1 6 第 卷 非选择题 共 60 分 二 填空题 共 24 分 把正确答案填写在题中的横线上 或按题目要求作答 11 使用 射线探伤 即利用 射线检查金属部件是否存在砂眼 裂痕等 这是利用了 射线的 的特点 用 射线可以泄去化纤 纺织品上的有害 静电 这是利用了 射线的 的特点 放射性物质发出的射线可以导致癌症 这是因为放射性物质发出的射线能 12 现在 科学家们正在设法探寻 反物质 所谓 反物质 是由 反粒子 构成的 反粒子 与其对应的正粒子具有相同的质量和相等的电荷量 但电荷的符号相反 据此 若有反 粒子 它的质量数为 电荷数为 13 以下是四个核反应方程 请把 X1 X2 X3和 X4代表的核符号填写在核反应方程后面的 空格内 U 235 92 n 1 0 Sr 94 38 Xe 139 54 3X1 P 30 15 Si 30 14 X2 U 238 92 Th 234 90 X3 Th 234 90 Pa 234 91 X4 则 X1 X2 X3 X4 14 用高速运动的粒子去轰击原子核 是揭开原子核内部奥秘的基本方法 轰击结果产生 了另一种新核 其核反应方程的一般形式为 yYxX A Z A Z 其中X A Z 是靶核的符号 x为入射粒子的符号 Y A Z 是新生核的符号 y是放射出的粒子的符号 1919 年卢瑟福首先做了用a粒子轰击氮原子核的实验 反应方程式为 OHeN 17 8 14 2 14 7 1930 年查德威克发现中子 核反应方程为 HeBe 4 2 9 4 n 1 0 至此 人们确认了原子核是由 和 组成的 三 计算题 共 36 分 要求写出必要的文字说明 主要方程式和重要演算步骤 有数值计 算的要明确写出数值和单位 只有最终结果的不得分 15 8 分 氢原子处于基态时 原子的能级为6 13 1 EeV 已知普朗克常量h 34 1063 6 J s 当氢原子处于n 4 的激发态时 问 1 要使氢原子电离 入射光子的最小能量是多少 2 能放出的光子的最大能量是多少 16 8 分 1930 年 科学家发现 在真空条件下用 粒子轰击 9 4Be 时 会产生一种贯穿 能力强且不带电 质量与质子很接近的粒子和另一种原子核 1 写出这个过程的核反应方程 2 若该种粒子以初速度v0与一个静止的12C 核发生碰撞 但没有发生核反应 该粒 子碰后的速率为v1 运动方向与原运动方向相反 求12C 核与该粒子碰撞后的速 率 17 10 分 太阳的能量来源是轻核的聚变 太阳中存在的主要元素是氢 核聚变反应可 以看作是 4 个氢核结合成 1 个氦核同时放出 2 个正电子 试写出核反应方程 并由表 中数据计算出该聚变反应过程中释放的能量 取取 1u1u 26 10 6 1 kgkg 粒子名称质子p 粒子电子e中子n 质量 u 1 00734 00150 000551 0087 18 10 分 如图所示为氢原子能级示意图 现有每个电子的动能都是Ee 12 89eV 的电 子束与处在基态的氢原子束射入同一区域 使电子与氢原子发生迎头正碰 已知碰撞 前一个电子和一个原子的总动量为零 碰撞后氢原子受激发 跃迁到n 4 的能级 求 碰撞后一个电子和一个受激氢原子的总动能 已知电子的质量me与氢原子的质量mH之 比为 4 10445 5 H e m m 参考答案 1 A 2 B 3 BC 4 B C 这群氢原子从激发态跃迁回基态时能释放出三种不同频率 的光子 说明这时氢原子处于第三能级 如图所示 根据玻尔理 论应该有h 3 E3 E1 h 1 E3 E2 h 2 E2 E1 可见h 3 h 1 h 2 所以 BC 项正确 2恰好使金属A发生光电效应 则 1一定低于金属 A 的极限频率 1不能使金属A发生光电 效应 D 项错误 5 C 6 B 7 D 8 ACD 9 C 10 C 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式r mv qB K 介子和 介子电 荷量又相同 说明它们的动量大小之比是 2 1 方向相反 由动量守恒得 0介子的 动量大小是 介子的三倍 方向与 介子的速度方向相反 11 贯穿本领强 电离本领大 使基因突变 12 4 2 13 n 1 0 e 0 1 He 4 2 e 0 1 14 H 1 1 C 12 6 质子 中子 3 2 1 3 2 1 15 8 分 解析 1 氢原子处于n 4 的激发态时 能级为 85 0 16 1 14 EE eV 2 分 要使氢原子电离 入射光子的最小能量为 85 0 0 4 EEeV 3 分 2 氢原子从n 4 的激发态跃迁到基态时放出的光子能量最大 最大能量为 75 12 6 1385 0 14 EEEeV 3 分 16 8 分 解析 1 核反应方程 9 4Be 4 2He 12 6 C 1 0n 2 由动量守恒定律得 210 12mvmvmv 解得 12C 核碰撞后的速率 12 10 2 vv v 17 10 分 解 核反应方程为e2HeH4 0 1 4 2 1 1 3 分 4 个氢核结合成 1 个氦核时的质量亏损为 m 1 0073 4 4 0015 2 0 00055 u 0 0266 u 4 43 10 29kg 3 分 由爱因斯坦质能联系方程得 聚变反应过程中释放的能量为 E mc2 4 43 10 29 3 108 2 J 4 0 10 12 J 4 分 18 10 分 解 以ve和vH表示碰撞前电子的速率和氢原子