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)寫出必要的文字說(shuō)明、 方程式和重要演算步驟,只寫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 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。

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