物理：《原子物理》測(cè)試題

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1、 高二物理試題（原子物理部分） 第一部分 選擇題（共 48 分） 一、本題共 12 小題，每小題 4 分，共 48 分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一 個(gè)正確選項(xiàng)，有的小題有多個(gè)正確選項(xiàng)。全部選對(duì)的得 4 分，選不全的得 2 分，有選錯(cuò)或不 答的得 0 分。 1．鈾裂變的產(chǎn)物之一氪 90（ 9036 Kr ）是不穩(wěn)定的，它經(jīng)過(guò)一系列衰變最終成為穩(wěn)定的鋯 90（ 9040 Zr ）， 這些衰變是（ ） A.1 次 α 衰變， 6 次 β衰變。 B.4 次 β衰變。 C.2 次 α 衰變。 D.2 次 α衰

2、變， 2 次 β 衰變。 2．圖中 P 為放在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的天然放射源， 其放出的射線在電場(chǎng)的作 用下分成 a、 b、c 三束，以下判斷正確的是（ ） A. a 為 α 射線， b 為 β射線。 B. a 為 β射線， b 為α C.b 為 γ 射線， c 為 α射線。 D. b 為 α射線， c 為γ 射線。 3．關(guān)于 α 、 β 、γ 三種射線，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A. α 射線是原子核自發(fā)放射出的氦核，它的穿透能力最強(qiáng)。 B. β 射線是原子核外電子電離形成的電子流，它具有中等的穿透 能力。 C.γ 射線一般伴隨著 α 和 β

3、 射線產(chǎn)生，它的穿透能力最強(qiáng)。 D.γ 射線是電磁波，它的穿透能力最弱。 4．按照玻爾理論，下列關(guān)于氫原子的論述正確的是（ ） A. 第 m個(gè)定態(tài)和第 n 個(gè)定態(tài)的軌道半徑 2 2 Rm和 Rn 之比為 Rm∶Rn=m∶ n B. 第 m個(gè)定態(tài)和第 n 2 2 個(gè)定態(tài)的能量 Em和 En 之比為 Em∶ En=n ∶ m。 C.電子沿某一軌道繞核運(yùn)動(dòng)，若其圓周運(yùn)動(dòng)的頻率是 ν ，則其發(fā)光頻率也是 ν 。 D.若氫原子處于能量為 E 的定態(tài)，則其發(fā)光頻率為

4、ν = E h 5．有三個(gè)核反應(yīng)方程分別是： (1) 2 H+3 H→ 4 He+1 n。 (2) 226 Ra→ 222 Rn+ 4 He。 1 1 2 0 88 66 2 (3) 23592 U+10 n→ 3490 Xe+13658 Sr+10 10 n。它們的核反應(yīng)類型分別是； （ ） A． B． C． D． 6．在演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，原來(lái)不帶電的一塊鋅板與靈敏驗(yàn)電器相連，用弧光燈照射

5、鋅板 時(shí)，驗(yàn)電器的指針就張開(kāi)一個(gè)角度，如圖所示，這時(shí)（ ） A. 鋅板帶正電，指針帶負(fù)電。 B. 鋅板帶正電，指針帶正電。 C. 鋅板帶負(fù)電，指針帶正電。 D.鋅板帶負(fù)電，指針帶負(fù)電。 7．如圖所示，表示發(fā)生光電效應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)，那么下列選項(xiàng)中 正確的是（ ①發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光電子是從 K ③靈敏電流計(jì)不顯示讀數(shù)， A. ①② B. C. ①③④ D. ①②③； 8．下列關(guān)于重要的物理史實(shí)的說(shuō)法中正確的是（ ） A．盧瑟福在用 粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子， B．愛(ài)因斯坦為解釋光

6、電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律提出了光子說(shuō)， C．查德威克在用 粒子轟擊鈹核的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了中子， D．居里夫人首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象。 9．盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)理論的主要內(nèi)容是（ ） A．原子的中心有個(gè)核叫做原子核。 B．原子的正電荷均勻分布在整個(gè)原子中。 C．原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核內(nèi)。 D．帶負(fù)電的電子在核外繞著核旋轉(zhuǎn)。 10．用某種單色光照射某種金屬表面，發(fā)生光電效應(yīng)。現(xiàn)將該單色光的光強(qiáng)減弱，則（ ） A．光電子的最大初動(dòng)能不變 B ．光電子的最大初動(dòng)能減小。 C．單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)減少 D ．可能不發(fā)生光電效應(yīng)

7、 11．下列敘述中符合物理學(xué)史的是 （ ） A．湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)。 B．貝克勒爾通過(guò)對(duì)天然放射性的研究，發(fā)現(xiàn)了放射性元素釙（ Pa）和鐳（ Ra）。 C．麥克斯韋提出了光的電磁說(shuō)。 D．愛(ài)因斯坦首先發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)現(xiàn)象。 12．牛頓為了說(shuō)明光的性質(zhì)，提出了光的微粒說(shuō)，如今，人們對(duì)光的性質(zhì)已有了進(jìn)一步的認(rèn) 識(shí)，下列四個(gè)示意圖所表示的實(shí)驗(yàn)，能說(shuō)明光性質(zhì)的是（ ） A B C D 高二物理試題 選擇題答題區(qū)： 題號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8

8、 9 10 11 12 答案 第二部分 非選擇題 （共 102 分） 二、非選擇題部分共 6 小題，滿分 102 分 . 按題目要求作答，解答題應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、 方程式和重要演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě) 出數(shù)值和單位。 13．實(shí)驗(yàn)與填空： （ 1）（ 6 分） 瑟福通 ___________________ ， 了原子中 有一個(gè)很小的核，并由 此提出了原子的核式 構(gòu)模型， 中的四條 表示 α 粒子運(yùn) 的可能 跡，在 中完成中 的兩條 α

9、 （ 2）（ 6 分）如 所示 路是研究真空光 管的 用，已知其陰 極金屬材料的極限 率 4.5 1014 Hz ， 了使光 管正常工作， 源 a 端 _____極， 生光 效 ，增加光 度， 路中 流 偏角將 _____， 生光 效 ，延 光照 ， 流 示數(shù) 將 _____. （ 3）（ 6 分）如 所示是 得威克 中子的 裝置示意 ， 中粒子 X 代表的是 __________粒子，粒子 X 核的核反 方程是 __________________。 14．光 管是把光信號(hào) 信號(hào)的裝置，如 中方框內(nèi) 一光 管，它是一個(gè)玻璃泡，

10、 玻璃泡里的空氣已 抽出，泡的內(nèi)壁 K 涂有堿金屬作 陰極，泡內(nèi)另 A 有一陽(yáng)極 A。當(dāng)光照射到光 管的陰極 K ，可 生光 效 象。 K A （ 1）（ 6 分）如 光 管的工作 路，當(dāng)光照射到陰極 K ， 路 G P 里就 生了 流， 中 源的正極 ，使 種光 管 生 a 源 b A B 光 效 的入射光的最大波 ， 能使光 管工作的入射光光子 的最小能量

11、 。 （ 2）（ 6 分）太陽(yáng)能光一 的基本原理是利用光 效 。街道路燈自 控制就是其 用之 一，如下 所示 路 其模 路，其中A 光 管， B 磁 器， C 照明 路， D 為 路燈， 成正確的 路，達(dá)到日出路燈熄，日落路燈亮的效果。 K 零 A G C ???? A P 銜鐵 火 D a 源 b A B 觸點(diǎn) （ 6） B 磁

12、 （ 3）（ 4 分）如 利用光 管研究光 效 ，用 率 V0 的可 光照射陰極 K 流表中 有 流通 ， ： （ ） A．用紫外線照射，電流表中一定有電流通過(guò) A K B．用紅外線照射，電流表一定無(wú)電流通過(guò) A C．用頻率為 V0 的可見(jiàn)光照射 K，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng) P 觸頭移動(dòng)到 A 端，電流表中一定無(wú)電流通過(guò) D．用頻率為 V0 的可見(jiàn)光照射 K，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸 AB 頭向 B 端滑動(dòng)時(shí)

13、，電流表示數(shù)可能不變 15． (16 分 ) 人眼對(duì)綠光最為敏感 . 正常人的眼睛接收到波長(zhǎng)為 530nm的綠光時(shí)，只要每秒有 6 個(gè) 綠 光 的 光 子 射 入 瞳 孔 ， 眼 睛 就 能 察 覺(jué) . 普 朗 克 常 量 為 6.63 10 34 J s ， 光 速 為 3.0 108 m / s ，則人眼能察覺(jué)到綠光時(shí)所接收到的最小功率是多少 ? 16. (16 分 ) 分別用波長(zhǎng)為 λ 和 3 的單色光照射同一金屬板 , 發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能之 4 比為 1:2, 以

14、h 表示普朗克常量 ,c 表示真空中的光速 , 則此金屬板的逸出功為 多少 ? 17．（ 18 分）核聚變能是一種具有經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)越、安全可靠、無(wú)環(huán)境污染等優(yōu)勢(shì)的新能源。近 年來(lái)，受控核聚變的科學(xué)可行性已得到驗(yàn)證，目前正在突破關(guān)鍵技術(shù)，最終將建成商用核聚變電站。一種常見(jiàn)的核聚變反應(yīng)是由氫的同位素氘（又叫重氫）和氚（又叫超重氫）聚合成 氦，并釋放一個(gè)中子。若已知氘原子的質(zhì)量為 2.0141u ，氚原子的質(zhì)量為 3.0160u ，氦原子的質(zhì)量為 4.0026u ，中子的質(zhì)量為 1.0087u， 1u ＝1.66 10-27kg。 （ 1）寫(xiě)出氘

15、和氚聚合的反應(yīng)方程。 （ 2）試計(jì)算這個(gè)核反應(yīng)釋放出來(lái)的能量。 （ 3）若建一座功率為 3.0 105kw 的核聚變電站， 假設(shè)聚變所產(chǎn)生的能量有一半變成了電 能，每年要消耗多少氘的質(zhì)量？ （一年按 3.2 107s 計(jì)算，光速 c＝ 3.00 108m/s ，結(jié)果取二位有效數(shù)字） 18．（ 18 分）靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的 36 Li 核俘獲一個(gè)速度為 v0=7.7 10 4m/s 的中子發(fā)生核反應(yīng) 36 Li 01n 13 H 24He 。若已知 24 He 的速度為 v2 2.0 104 m/s ，其方向與反應(yīng)前中子的速

16、度 方向相同。求 （ 1） 13 H 的速度多大？ （ 2）求出軌道半徑之比。 （ 3）當(dāng)粒子 24 He 旋轉(zhuǎn) 3 周時(shí)，粒子 13 H 旋轉(zhuǎn)幾周？ 高二物理 3—5 試題參考答案 1． B 2． C 3． C 4． AB 5． B 6． B 7． D 8．BC 9． ACD 10． AC 11． C 12． BC 13．（ 1） a 粒子散射實(shí)驗(yàn) 圖略 （ 2）正 增大 不變 9 Be 4 He 12 C 10 n 4 2 6

17、 （ 3） a 粒子 14．（ 1） a ， hc/ （2）連圖略 （ 3）AD 15 ． 每 秒 有 6 個(gè) 綠 光 子 射 入 瞳 孔 ， 所 以 察 覺(jué) 到 綠 光 所 接 收 到 最 小 頻 率 為 P nhv nh c 6 6.63 10 34 3 108 W 2.3 10 18 W 530 10 9 [ 點(diǎn)評(píng) ] 注意每個(gè)光子的能量表達(dá)，并且要知道波長(zhǎng)與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系 . 16． [ 解析 ]

18、 由光電效應(yīng)的方程 Ek 1 mv 2 h w 有： Ek1 hc /w （ 1） 2 3 ) w （2） Ek1 1 （3） 2 hc Ek 2 hc /( Ek2 2 求出 w= 4 3 [ 點(diǎn)評(píng) ] 要學(xué)會(huì)運(yùn)用光電效應(yīng)的方程來(lái)解題。 17． （ 1） 12 H 13

19、 H 24 He 10 n （ 2 ） E mc 2 ( mH 2 m H 3 mHe mn ) c 2 2 8 10 12 J . （3）設(shè)每年需核能為 E 總 ，發(fā)電量為 E E E 總 ， E 總 ＝ 192 10 16 J 則 E＝ Pt .

20、 m E 總 m 1 .3 10 28 u 23 kg 每年消耗氘： H 2 E 18．[ 解析 ] （ 1）中子撞擊鋰核生成氘核和氦核過(guò)程中動(dòng)量守恒 m0 v0 m1 v1 m2 v2 ，代入數(shù) 據(jù)解得 v1 1.0 103 m / s，方向與 v0 相同。 （ 2）氘核、氦核在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為 r1 m1v1 : m2 v2 3 : 40 r2 Bq1 Bq2 （ 3）氘核、氦核做圓周運(yùn)動(dòng)的周期之比為 T1 : T2 2 m1 : 2 m2 3 : 2 所以它們旋轉(zhuǎn)的周數(shù) Bq1 Bq2 之比為 n1 : n2 T2 : T1 2 : 3 當(dāng)氦核旋轉(zhuǎn) 3 周時(shí)，氘核旋轉(zhuǎn) 2 周。 [ 點(diǎn)評(píng) ] 中子撞擊鋰核生成氘核和氦核過(guò)程中動(dòng)量守恒，注意生成的核在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的情景。