高中物理原子物理试题

1、高中物理原子物理试题原子物理试题1. 关于自然放射现象, 以下说法正确的就是A. 放射性元素的原子核内的核子有半数发生变化所需的时间就就是半衰期B. 放射性物质放出的射线中 , 粒子动能很大 . 因此贯穿物质的本领很强C. 当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时 , 将发生 哀变D. 放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时, 辐射出 射线2,氢原子的部分能级如以下图；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

2、 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3. 一个铍原子核 4 7 Be 从最靠近核的 K 层电子轨道上俘获一个电子后发生衰变, 生成一个锂核 73 Li , 并放出一个不带电的中微子 e 质量不计 , 人们把这种衰变叫铍核的 EC 衰变；核反应方程 : 4 7 Be 01 e 73 Li ve ；已知一个铍原子质量为 m , 一为个锂原子质量为 m2, 一个电子质量为 me, 光速为c, 就一个铍原子核发生上述核反应释放的能量为A. m1 m2 c2B. m1mem2 c2放射源金箔C荧光屏A C. m1mem2 c2D. m2 m1me

3、c24,以下现象中, 与原子核内部变化有关的就是A. 粒子散射现象B. 自然放射现象C. 光电效应现象D. 原子发光现象5. 二十世纪初, 为了争论物质的内部结构, 物理学家做了大量的试验, 揭示了原子内部的结构, 发觉了电子,中子与质子, 如图所D显微镜示就是B A,卢瑟福的粒子散射试验装置B,卢瑟福发觉质子的试验装置C,汤姆逊发觉电子的试验装置第 1 页,共 9 页高中物理原子物理试题D,查德威克发觉中子的试验装置6,放射性元素衰变时放出三种射线, 按穿透才能由强到弱的排列次序就是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

4、线7. 一个质子与一个中子聚变结合成一个氘核 , 同时辐射一个 光子；已知质子,中子,氘核的质量分别为m1,m2,m 3, 普朗克常量为h, 真空中的光速为A. 核反应方程就是 1 H+ 1 1 n 0 1 3 H+ B. 聚变反应中的质量亏损 mm 1+m2- m1C. 辐射出的 光子的能量 E= m3- m1- m2cD. 光子的波长 h2 m1 m2 m 3 c c；以下说法正确的就是8,科学家发觉在月球上含有丰富的3He 氦3 ；它就是一种高效,清洁,安全的核聚变燃料2其参与的一种核聚变反应的方程式为3 2He 3 2He 1 2 H 4 2He ；关于3 2He 聚变以下表述正确的就

5、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e 或反夸C. 聚变反应没有质量亏损D,目前核电站都接受3He 聚变反应发电2+ 9. 已知 介子, 介子都就是由一个夸克 夸克u 或夸克d 与一个反夸克 反夸克克 组成的, 它们的带电量如下表所示, 表中e 为元电荷； + ud带电量+e e 2 + 3e1e2e 1 + 333以下说法正确的就是+ A, 由u 与组成B , 由d 与组成, 氖C, 由u 与组成D, 由d 与组成10,原子核聚变可望给人类将来供应丰富的洁净能源；当氖等离子体被加热到适当高温时核参与的几种聚变反应可能发生, 放出能量；这几种反应的总成效可以表示为2 6

6、1H 4 1k 2 He d 1 H 1 2 0 n , 由平稳条件可知第 2 页,共 9 页高中物理原子物理试题A,k=1, d=4 B ,k=2, d=2 C,k=1, d=6 D,k=2, d=3 11. 在以下4 个核反应方程中, x 表示质子的就是30 30 A,15 P 14 Si+ x 238 234 B,92 U 92Th+ x 27 1 27 C,13 Al+ 0 n 12 Mg+ x 27 4 30 D,13 Al+ 2 He 15 P+x 12,以下说法正确的就是15 A,7 N 1 1 H 12 6 C 4 2 He 就是衰变方程, 因此在试验 , 利用中微1 B,1

7、H2H3He 就是核聚变反应方程12C,238 92 U234 90 Th 4 2 He 就是核裂变反应方程4 D,He 27 13 Al 30 15 P1n 就是原子核的人工转变方程013,在衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出；中微子的性质特别特别中很难探测；1953 年, 莱尼斯与柯文建造了一个由大水槽与探测器组成的试验系统1子与水中H的核反应, 间接地证明白中微子的存在；1 中微子与水中的1 1 H 发生核反应, 产生中子1 0 10 n 与正电子 1 e , 即中微子+ 1 H 1 00 n +1 e , 可以判定, 中微子的质量数与电荷数分别就是； 填写选项前的字母A0 与0

8、B0 与1 C1 与0 D1 与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0 0-31 两个光子 , 即e + 1 e 2 ；已知正电子与电子的质量都为 9,1 10 , 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行能只转变为一个光子 , 缘由就是；3 试通过分析比较, 具有相同动能的中子与电子的物质波波长的大小；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, 故假如只产生一个光子就是不行能的 , 由于此过程遵循动量守恒；14. 放射性元素的原子核在 衰变或 衰变生成新原子核时 , 往往会同时相伴辐

9、射；已知A,B 两种放射性元素的半衰期分别 为T1 与T2, 经过t T1T2 时间后测得这两种放射第 3 页,共 9 页高中物理原子物理试题性元素的质量相等, 那么它们原先的质量之比 m A: mB；15. 人类熟识原子结构与开发利用原子能经受了特别曲折的过程；请按要求回答以下问题；卢瑟福,玻尔,查德威克等科学家在原子结构或原子核的争论方面做出了杰出的贡献；请选择其中的两位, 指出她们的主要成果；在贝克勒尔发觉自然放射现象后, 人们对放射线的性质进行了深入争论, 如图为三种射线在同一磁场中的运动轨迹, 请从三种射线123中任选一种, 写出它的名称与一种用途；, ；在可控核反应堆中需要给快中子

10、减速, 轻水,重水与石墨等常用作减速剂；中子在重水中可与2H 核碰撞减速, 在石墨中与12 6 C 核碰撞减速；上述碰撞可简化为1弹性碰撞模型；某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰 考虑, 用重水与石墨作减速剂 , 哪种减速成效更好？, 通过运算说明, 仅从一次碰撞16,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与粒子, 而铀核激发态235 92 U立即衰变为铀核235 92 U, 并放出能量为的光子；已知: 239 94 Pu 235 ,92 U与粒子的质量分别为mPu ,mu 235.0439u 与m 1u 21 写出衰变方程; 2 已知衰变放出的光子的

11、动量可忽视, 球粒子的动能；4,0026u 后27kg,1u 相当17. 一个静止的铀核232U 原子质量为232,0372u 放出一个 粒子 原子质量为衰变成钍核228Th 原子质量为 90 228,0287u ； 已知: 原子质量单位1u=1,67 10 于931MeV 1 写出核衰变反应方程 ; 2 算出该核衰变反应中释放出的核能 ; 3 假设反应中释放出的核能全部转化为钍核与 粒子的动能, 就钍核获得的动能有多大？18. 太阳现正处于主序星演化阶段；它主要就是由电子与2e 41 H ,4 He 等原子核组成；保护太阳 2辐射的就是它内部的核聚变反应, 核反应方程就是1 H 14 He

12、2释放的核能, 这些核能最第 4 页,共 9 页高中物理原子物理试题后转化为辐射能；依据目前关于恒星演化的理论 , 如由于聚变反应而使太阳中的 1 H 核数目从现有数削减 10, 太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段；为了简化 , 假定目前太阳全部由电子与 1 H 核组成；161 为了争论太阳演化进程 , 需知道目前太阳的质量 M；已知地球半径 R6,4 10 m,地24 11 球质量m6,0 10 kg, 日地中心的距离 r 1,5 10 m, 地球表面处的重力加速度 g 10 2 7m/s ,1 年约为3,2 10 秒, 试估算目前太阳的质量 M；2 已知质子质量 mp1,6726

13、10 27 kg, 2 4He质量m6,645810 kg, 电子质量 me 27 0,9 10 30 kg, 光速c3 10 8 m/s ；求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能；3 又知地球上与太阳垂直的每平方米截面上 , 每秒通过的太阳辐射能 w1,35 10 3W/m 2；试估算太阳连续保持在主序星阶段仍有多少年的寿命； 估算结果只要求一位有效数字；参考答案及解析1. 【答案】D 【解析】由三种射线的特点与半衰期的含义不难判定选项 D 正确；2,【答案】AD 【解析】此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

14、 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 1,89 ev 介于1,62 到3,11 之间, 所以就是可见光 D 对；3. 【答案】A 【解析】已知一个铍原子质量为m1, 就铍核的质量为m14me；一个锂原子质量为m2, 就锂核的质量为m13me；题述核反应的质量亏损 mm 14me me m13me m1 m2, 故题述核反应释放的

15、能量为 2 2E mcm1 m2c ,A 正确；4,【答案】B 【解析】 粒子散射试验说明白原子内部有一个很小的核 , 并没有涉及到核内部的变化 , 故A 项错误; 自然放射现象就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; 光电效应就是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸 , 没有涉及到出原子核的变化, 故C 项错误; 原子发光就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；5,【答案】A 第 5 页,共 9 页高中物理原子物理试题【解析】题目中所给装置就是卢瑟福争论 6,【答案】B 粒子散射试验装置, 应选项A 正确；【解析】解析:

16、 由于三种射线的能量不同, 所以贯穿才能最强的就是射线, 射线次之, 射线最弱, 故正确答案选B；7,【答案】B 【解析】核反应方程就是1 1 1 H+0 n 2H+ ; 辐射出的光子的能量E= m 1+m2- m3c ; 光子的1波长 m1 h3 m 3 c ；m2 8,【答案】B 【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 用接受铀核的裂变反应；因此 B 正确；9. 【答案】AD 【解析】u 带+ 2 e 电量, 带+ 1 e 电量,+ 2 e+ 1 e= e, 而 带+e 电量, 带电量守恒, + 3 3 3 3

17、所以A 选项正确, 同理,D 选项正确；10,【答案】B 【解析】由质量数守恒与电荷数守恒, 分别有4k d 10 , 2k d6 , 解得k=2, d=2；正确选项为B；11,【答案】C 【解析】由核反应方程的质量数与电荷数守恒, 可得各个选项中的x 分别为正电子, 粒子,质子,中子；12,【答案】BD【解析】A 选项中15 N 在质子的轰击下发生的核反应, 属于人工转变,A 错;C 选项就是 衰变, 不就是裂变,C 错；13,【答案】C,1A; 28.2 10 14 , 遵循动量守恒；【解析】1 发生核反应前后, 粒子的质量数与核电荷数均不变 与电荷数分都就是 0,A 项正确；, 据此可知

18、中微子的质量数2 产生的能量就是由于质量亏损；两个电子转变为两个光子之后, 质量变为零, 由E mc2 , 故一个光子的能量为E , 带入数据得E = 210 14 J；2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, 故假如只产生一个光子就是不行能的, 由于此过程遵循动量守恒；14. 【答案】 ,2 T2 : 2 T 1 第 6 页,共 9 页高中物理原子物理试题【解析】放射性元素的原子核在 衰变或 衰变生成新原子核时, 往往以 光子的形式释放能量, 即相伴 辐射; 依据半衰期的定义mA 相同, 就 2 = mB T1 2T2 , 故mA: mB2 : 2T1 ,

19、经过t T1 T2 时间后剩下的放射性元素的质量15. 【答案】1 卢瑟福提出了原子的核式结构模型 ; 玻尔把量子理论引入原子模型 , 并成功解释了氢光谱; 查德威克发觉了中子 2 重水减速成效更好【解析】1 卢瑟福提出了原子的核式结构模型 ; 玻尔把量子理论引入原子模型 , 并成功说明了氢光谱; 查德威克发觉了中子 或其她成就 ；2 设中子质量为 Mn靶核质量为M,由动量守恒定律 Mnv 0=Mnv 1+Mv2解得: v1 MM nn MM v0 在重水 中靶核质量 :MH=2Mn, v1 H 13 v 0 ; 在石墨中靶核质量 :Mc=12M v1C 11 13 v 0 与重水靶核碰后中子

20、速度较小 , 故重水减速成效更好；16,【解析】1 衰变方程为235 U*239 94 Pu 235 92 U* 235 92 U92 或合起来有2 239 Pu 235 U94 92 上述衰变过程的质量亏损为mmPu mU m放出的能量为E c2 mEU ,粒子的动能Ea 与y 光子的能量Ey 之与这能来那个就是轴核235 92 U的动能E EU E Ey 由式得EU E mPu mU 2 m c Ey 设衰变后的轴核与粒子的速度分别为vU 与v , 就由动量守恒有mU vU m v 第 7 页,共 9 页高中物理原子物理试题又由动能的定义知E U1 m 2 U 2 v , E 12 m v a2由式得EU ma Ea my 由式得E am