高中物理选修3-5选择填空

选修3-5选择填空第6页共7页1、氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：eq\a(2,1)H+\a(3,1)H→\a(4,2)He+x，式中x是某种粒子。已知：eq\a(2,1)H、eq\a(3,1)H、eq\a(4,2)He和粒子x的质量分别为2．0141u、3．0161u、4．0026u和1．0087u；1u=931．5MeV/c2，c是真空中的光速。由上述反应方程和数据可知，粒子x是______，该反应释放出的能量为________MeV（结果保留3位有效数字）2、U经过m次a衰变和n次β衰变Pb,则（）A．m=7，n=3B．m=7，n=4C．m=14，n=9D．m=14，n=183、一个氢旅子从n=3能级跃迁到n=2能级，该氢原子（）A、放出光子，能量增加B、放出光子，能量减少C、吸收光子，能量增加D、吸收光子，能量减少4、“约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成，若在结两端加一恒定电压U，则它会辐射频率为v的电磁波，且与U成正比，即v=kU，已知比例系数k仅与元电荷e的2倍和普朗克常量h有关。你可能不了解此现象为原理，但仍可运用物理学中常用的方法，在下列选项中，推理判断比例系数k的值可能为（）A．B．C．D．5、．能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，下列释放核能的反应方程，表述正确的有()A．是核聚变反应B．是β衰变C．是核裂变反应D．是α衰变6、下列说法正确的是（）A．采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B．由波尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C．从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D．原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量7、（1）如图所示是某原子的能级图,a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光．在下列该原子光谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次增大,则正确的是（）（2）一个中子与某原子核发生核反应，生成一个氘核,其核反应方程式为：___________________________________________；该反应放出的能量为Q，则氘核的比结合能为：_____________________。（3）A、B两种光子的能量之比为2∶1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为EA、EB。则A、B两种光子的动量之比为：_______________；和该金属的逸出功为：_______________。8、如图为氢原子能级图示意图的一部分，则氢原子()A．从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的电磁波的波长长B．从n=5能级跃迁到n=1能级比从n=5能级跃迁到n=4能级辐射出的电磁波的速度大C．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的D．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外辐射出能量9、关于近代物理，下列说法正确的是：（）A．射线是高速运动的氦原子B．核聚变反应方程中，n表示质子C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氦原子光谱的特征10、氢原子第n能级的能量为En=E1/n2，其中E1为基态能量。当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为γ1；若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为γ2，则γ1/γ2=________。11、（1）产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能，下列说法中正确的是（）A．对于同种金属，与照射光的强度无关B．对于同种金属，与照射光的波长成正比C．对于同种金属，与照射光的时间成正比D．对于同种金属，与照射光的频率成线性关系E．对于不同种金属，若照射光频率不变，Ek与金属的逸出功成线性关系（2）一静止的核经衰变成为，释放出的总动能为4．27MeV，此衰变后核的动能为______________MeV。（保留1位有效数字）12、2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故。在泄露的污染物中含有131I和137Cs两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射。在下列四个式子中，有两个能分别反映131I和137Cs衰变过程，它们分别是_______和_______（填入正确选项前的字母）。131I和137CsA．X1→B．X2→C．X3→D．X4→13、下列能揭示原子具有核式结构的实验是（）A．光电效应实验B．伦琴射线的发现C．粒子散射实验D．氢原子光谱的发现14、关于天然放射现象，下列说法正确的是（）A．α射线是由氦原子核衰变产生B．β射线是由原子核外电子电离产生C．γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D．通过化学反应不能改变物质的放射性15、在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为，该金属的逸出功为______。若用波长为（<0）单色光做实验，则其截止电压为______。（已知电子的电荷量，真空中的光速和布朗克常量分别为e，c和h）16、爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年的诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示，其中ν0为极限频率。从图中可以确定的是（）A．逸出功与ν有关B．Ekm于入射光强度成正比C．ν<ν0时，会逸出光电子D．图中直线的斜率与普朗克常量有关17、（1）下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是（）辐射强度辐射强度λO1700k1300k辐射强度λO1300k1700k辐射强度λO1700k1300k辐射强度λO1300k1700kA．B．C．D．（2）按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量__________（选填“越大”或“越小”）。已知氢原子的基态能量为E1（E1<0），电子质量为m，基态氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后，电子速度大小为_______________（普朗克常量为h）。（3）有些核反应过程是吸收能量的。例如在中，核反应吸收的能量，在该核反应方程中，X表示________，X粒子以动能Ek轰击静止的，若Ek=Q，则该核反应__________（选填“能”或“不能”）发生，请简要说明理由：____________________________________。18、卢瑟福利用粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是（）19、用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是（）A．改用频率更小的紫外线照射B．改用X射线照射C．改用强度更大的原紫外线照射D．延长原紫外线的照射时间20、在存放放射性元素时，若把放射性元素①置于大量水中；②密封于铅盒中；③与轻核元素结合成化合物．则（）A．措施①可减缓放射性元素衰变B．措施②可减缓放射性元素衰变C．措施③可减缓放射性元素衰变D．上述措施均无法减缓放射性元素衰变21、如图，若ｘ轴表示时间，ｙ轴表示位置，则该图像反映了某质点做匀速直线运动时，位置与时间的关系。若令ｘ轴和ｙ轴分别表示其他的物理量，则该图像又可以反映在某种情况下，相应的物理量之间的关系。下列说法中正确的是（）A．若ｘ轴表示时间，ｙ轴表示动能，则该图像可以反映某物体受恒定合外力作用做直线运动过程中，物体动能与时间的关系B．若ｘ轴表示频率，ｙ轴表示动能，则该图像可以反映光电效应中，光电子最大初动能与入射光频率之间的关系C．若ｘ轴表示时间，ｙ轴表示动量，则该图像可以反映某物体在沿运动方向的恒定合外力作用下，物体动量与时间的关系D．若ｘ轴表示时间，ｙ轴表示感应电动势，则该图像可以反映静置于磁场中的某闭合回路，当磁感应强度随时间均匀增大时，闭合回路的感应电动势与时间的关系22、电磁波包含了射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是（）A．无线电波、红外线、紫外线、射线B．红外线、无线电波、射线、紫外线C．射线、红外线、紫外线、无线电波D．紫外线、无线电波、射线、红外线23、下列关于电磁波的说法正确的是（）A．均匀变化的磁场能够在空间产生电场B．电磁波在真空和介质中传播速度相同C．只要有电场和磁场，就能产生电磁波D．电磁波在同种介质中只能沿直线传播24、下列说法正确的是（）A．α粒子大角度散射表明α粒子很难进入原子内部B．氢原子跃迁发出的光从空气射入水时可能发生全反射C．裂变反应有质量亏损，质量数不守恒D．γ射线是一种波长很短的电磁波25、（I）已知：功率为100W灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量，光速，普朗克常量，假定所发出的可见光的波长都是560nm，灯泡每秒内发出的光子数___________。（II）钚的放射性同位素静止时衰变为铀核激发态和粒子，而铀核激发态立即衰变为铀核，并放出能量为的光子。已知：、和粒子的质量分别为、和（1）写出衰变方程_________________________________；（2）衰变放出的光子的动量可忽略，粒子的动能____________________。26、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：++，++X+，方程式中1、表示释放的能量，相关的原子核质量见下表，下列正确的是（）原子核质量/u1．00783．01604．002612．000013．005715．0001A．X是，B．X是，C．X是，D．X是，27、下列说法正确的是（）A．是衰变方程B．是核聚变反应方程C．是核裂变反应方程D．是原子核的人工转变方程28、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29、历史中在利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0．5MeV的质子H轰击静止的X,生成两个动能均为8．9MeV的He．（1MeV=1．6×-13J）①上述核反应方程为___________________；②质量亏损为____________kg。30、三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后变为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个个氦（42He）,则下面说法正确的是（）A．X核比Z核多一个原子B．X核比Z核少一个中子C．X核的质量数比Z核质量数大3D．X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍31、中子和质子结合成氘核时，质量亏损△m，相应的能量△E=△mc2=2．2MeV是氘核的结合能。下列说法正确的是（）A．用能量小于2．2MeV的光子照射静止氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子B．用能量等于2．2MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零C．用能量大于2．2MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零D．用能量大于2．2MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零32、一个质子和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、m3,普朗克常量为h,真空中的光速为c。下列说法正确的是（）A．核反应方程是H+nH+γB．聚变反应中的质量亏损1+m2-m1C．辐射出的γ光子的能量E=(m3-m1-m2)cD．γ光子的波长33、一个氡核衰变成钋核并放出一个粒子，其半衰期为3.8天。1g氡经过7.6天衰变掉氡的质量，以及衰变成的过程放出的粒子是（）A．0.25g，α粒子B．0.75g，α粒子C．0.25g，β粒子D．0.75g，β粒子34、下列说法正确的是（）A．γ射线在电场和磁场中都不会发生偏转B．β射线比α射线更容易使气体电离C．太阳辐射的能量主要来源于重核裂变D．核反应堆产生的能量来自轻核聚变35、（1）下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有（）（2）场强为E、方向竖直向上的匀强电场中有两小球A、B，它们的质量分别为m１、m２，电量分别为q１、q２．A、B两球由静止释放，重力加速度为g，则小球A和Ｂ组成的系统动量守恒应满足的关系式为____________________________；（3）约里奥·居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素衰变成的同时放出另一种粒子，这种粒子是___________________．是的同位素，被广泛应用于生物示踪技术．1mg随时间衰变的关系如图所示，估算4mg的经______________天的衰变后还剩0．25mg。36、放射性同位素针232经αβ衰变会生成氧，其衰变方程为ThRn+xα+yβ，其中（）A．x=1,y=3 B．x=2,y=3C．x=3,y＝1D．x=3,y=237、天然放射性元素Pu经过次________衰变和次________衰变，最后变成铅的同位素________。（填入铅的三种同位素Pb、Pb、Pb中的一种）38、在氢原子光谱中．电子从较高能级跃迁到n=2能级发出的谱线属于巴耳末线系。若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系，则这群氢原子自发跃迁时最多可发出________条不同频率的谱线。39、1991年卢瑟福依据α粒子散射实验中α粒子发生了________（选填“大”或“小”）角度散射现象，提出了原子的核式结构模型。若用动能为1MeV的α粒子轰击金箔，则其速度约为________________m/s。（质子和中子的质量均为1．67×10－27kg，1MeV=1×106eV40、放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时，往往会同时伴随________________辐射。已知A、B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2，经过t＝T1·T2时间后测得这两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比mA：mB＝________________。41在下列4个核反应方程中，x表示质子的是（）A．B．C．D．42、如图所示，用导线将验电器与洁净锌板连接，触摸锌板使验电器指示归零。用紫外线照射锌板，验电器指针发生明显偏转，接着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板，发现验电器指针张角减小，此现象说明锌板带________电（选填写“正”或“负”）；若改用红外线重复上实验，结果发现验电器指针根本不会发生偏转，说明金属锌的极限频率________红外线（选填“大于”或“小于”）。43、某考古队发现一古生物骸骨．考古专家根据骸骨中的含量推断出了该生物死亡的年代．已知此骸骨中的含量为活着的生物体中的1/4，的半衰期为5730年．该生物死亡时距今约________年．44、铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：Al+He→X+n．下列判断正确的是（）A．n是质子B．n是中子C．X是Si的同位素D．X是P的同位素45、有关氢原子光谱的说法正确的是A．氢原子的发射光谱是连续谱B．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的D．氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差无关答案1、（或中子）17．62、B【解析】原子核每发生一次α衰变，质量数减少4,电荷数减少2；每发生一次β衰变，质量数不变，电荷数增加1．比较两种原子核，质量数减少28,即发生了7次α衰变；电荷数应减少14,而电荷数减少10,说明发生了4次β衰变，B项正确。3、B【解析】本题属于原子跃迁知识的综合。原子由高能级3跃迁到低能级2的过程中原子能量减少必然放出光子。4、B【解析】物理公式表达了各物理量间的质量和单位双重关系，所以可以用单位来衡量称为量纲法。光子的能量与光的频率成正比电场力对电子所做电功为，，由于和有相同的单位，所以k的单位与e/h的单位相同。根据题意k仅与元电荷e的2倍和普朗克常量h有关。5、AC【解析】两个轻核聚合成一个较重的核的反应为核聚变反应，故A对B错。重核被中子轰击后分裂成二个中等质量的原子核并放出若干个中子的反应为核裂变反应，故C对D错。原子核放出α或β粒子后变成另一种原子核的反应称为原子核的衰变。原子核的衰变的反应物只有一种，故AC选项正确。6、B【解析】半衰期是原子的物理属性，不能采用物理或化学方法改变；高空遥感是用红外线的；由于核子结合为原子核时能量增加必然存在质量亏损；氢原子从高能量的激发态跃迁到低能量的基态时放出能量，所以放出光子。7、（1）C【解析】根据，能量和频率依次增大的顺序是：b、c、a，所以波长依次增大的是a、c、b。（2）；（3）【解析】光子能量，动量，且，得，则：：2:1；A照射时，光电子的最大初动能．同理．解得8、A【解析】辐射出的电磁波的能量E=hν=hc/λ=Em-En,所以A正确；电磁波在真空中速度都是光速c，故B错；处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是不一样的，C也错误；从高能级向低能级跃迁时，是氢原子一定向外辐射出能量，不是原子核辐射能量，故D也错误。正确答案：。9、D【解析】射线是高速运动的氦原子核，选项A错误；选项B中表示中子；根据光电方程可知最大初动能与照射光的频率成线性关系而非正比，选项C错误；根据波尔的原子理论可知，选项D正确。10、1/4解析：根据跃迁公式即可解得。11、（1）ADE，（2）0.07MeV（2）【解析】据题意知，此衰变的衰变方程为。根据动量守恒定律得：…①，式中，和分别为粒子和Th核的质量，和分别为粒子和Th核的速度大小．由题设条件知：…②，…③式中是粒子和Th核的总动能，由①②③式得：，代入数据解得，动能0.07MeV。12、B，C，78，82。13、C14、D【解析】放射线是从原子核中释放出来的，通过化学反应并不能改变物质的放射性，故正确答案为D。15、由和得16、答案：D解析：逸出功W=hν0，与ν无关；Ekm=hν－W，与入射光强度无关；只有ν＞ν0时才会发生光电效应；故选D。17、（1）A【解析】黑体辐射规律：随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，A图正确。（2）越大；【解析】根据及，越远，n越大，En越大（注意En为负值）。电阻动能（注意E1为负值），可解得：。（3）；不能实现，因为不能同时满足能量守恒和动量守恒的要求。【解析】根据核反应的质量数和电荷数守恒，可得：X粒子的质量数为4，电荷数为2，是18、D【解析】实验结果是：离金原子核远的粒子偏转角度小，离金原子核近的粒子偏转角度大，正对金原子核的粒子被返回，所以选D。19、B【解析】因为要产生光电效应，必须用能量更大，即频率更高的粒子，所以本题选B。20、D【解析】放射性元素的半衰期不随外界条件改变，所以选D。21、C【解析】根据动量定理说明动量和时间是线性关系，纵截距为初动量，C正确。结合得，说明动能和时间的图像是抛物线，A错误。根据光电效应方程，说明最大初动能和时间是线性关系，但纵截距为负值，B错误。当磁感应强度随时间均匀增大时，增长合回路内的磁通量均匀增大，根据法拉第电磁感应定律增长合回路的感应电动势等于磁通量的变化率，是一个定值，不随时间变化，D错误。22、A23、A24、D【解析】α粒子的散射学习现象表明大多数α粒子不发生偏转，说明穿过了原子，少数α粒子发生偏转，说明无法穿过原子核，A错误。任何光只有在从光密介质进入光疏介质时才能发生全反射，B错误。裂变有质量亏损是因为核子的平均密度变化引起的，但是核子的总数并未改变，C错误。γ射线是频率很大波长很短的电磁波，D正确。25、（I）【解析】一波长为光子能量为，设灯泡每秒内发出的光子数为，灯泡电功率为，则，式中，是灯泡的发光效率。联立①②式得，代入题给数据得。（Ⅱ）（1）衰变方程为：，，或合起来有：（2）上述衰变过程的质量亏损为：①，放出的能量为：②，这能来那个是轴核的动能、粒子的动能和光子的能量之和：③，联立①②③式得：④；设衰变后的轴核和α粒子的速度分别为vU和vα，则由动量守恒有：⑤，又由动能的定义知⑥⑦,由⑥⑦式得⑧,由④⑧式得⑨,代入题给数据得26、B【解析】+中质量亏损为：Δm1＝1.0078＋12.0000－13.0057＝0.0021；根据根据电荷数守恒和质量数守恒可知++X中X的电荷数为2、质量数为4，质量亏损为Δm2＝1．0078＋15．0001－12．0000－4．0026＝0．0053，根据爱因斯坦的质能方程可知＝Δm1C2、＝Δm2C2，则＜。27、BD【解析】A选项中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α衰变，不是裂变，C错。28、C【解析】射线的产生机理是原子核受激发，是原子核变化才产生的，A错；根据跃迁规律可知高能级向低能级跃迁时辐射光子的能量等于这两个能级差，从n＝4的能级向n＝3的能级跃迁时会辐射出的光子能量小于a光子的能量、不可能为紫外线，B错；根据跃迁规律可知从n＝4向n＝2跃迁时辐射光子的能量大于从n＝3向n＝2跃迁时辐射光子的能量，则可见光a的光子能量大于b，又根据光子能量E＝hγ可得a光子的频率大于b，则a的折射率大于b，又V＝C/n可得在水中传播时，a光较b光的速度小，B对；欲使在n＝2的能级的氢原子发生电离，吸收的能量一定不小于3．4eV，D错。29、，．30、CD【解析】设原子核X的质量数为x，电荷数为y，依题意写出核反应方程，根据质量数守恒和电荷数守恒，可得原子核Y的质量数为x，电荷数为y-1，原子核Z的质量数为x-3，电荷数为y-2。由此可得X核的质子（y）比Z核的质子（y-2）多2个，A错；由此可得X核的中子（x-y）比Z核的中子（x-y-1）多1个，B错；X核的质量数（x）比Z核的质量数（x-3）多3个，C对；X核与Z核的总电荷（2y-2）是Y核电荷（y-1）的2倍，D对。31、AD【解析】只有静止氘核吸收光子能量大于其结合能时，才能分解为一个质子和一个中子，故A项正确，B项错误；根据能量守恒定律，光子能量大于氘核结合题，则多余的能量以核子动能形式呈现，故C项错，D项正确。32、B【解析】核反应方程是H+nH+；辐射出的光子的能量E=(1+m2-m3)c2；光子的波长。33、B【解析】经过了两个半衰期，1g的氡剩下了0．25g，衰变了0．75g，根据核反应方程的