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文檔簡介
1、第十四章近代物理初步綜合過關規(guī)范限時檢測滿分:100分考試時間:60分鐘一、選擇題(本題共10小題,每小題6分,共計60分。15題為單選,610題為多選,全部選對的得6分,選對但不全的得3分,錯選或不選的得0分)1(2018河南六校聯(lián)考)以下說法正確的是(C)A氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時,電子的動能減小,電勢能增大,原子能量減小B紫外線照射到金屬鋅板表面時能夠發(fā)生光電效應,則當增大紫外線的照射強度時,從鋅板表面逸出的光電子的個數(shù)增多,光電子的最大初動能增大C氫原子光譜有很多不同的亮線,說明氫原子能發(fā)出很多不同頻率的光,但它的光譜不是連續(xù)譜D天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子
2、核有復雜的結構,陰極射線是原子核內的質子轉變?yōu)橹凶訒r產生的高速電子流解析氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時,需要吸收能量,原子能量增大,故A錯誤;紫外線照射金屬鋅板表面時發(fā)生光電效應,由于沒有改變照射光的頻率,故光電子的最大初動能不變,B錯誤;氫原子光譜有很多不同的亮線,說明氫原子能發(fā)出很多不同頻率的光,但它的光譜不是連續(xù)譜,C正確;射線是原子核內中子轉變?yōu)橘|子時產生的,D錯誤。2(2018天津檢測)氫原子能級的示意圖如圖所示,大量氫原子從n4能級向n2能級躍遷時輻射出可見光a,從n3能級向n2能級躍遷時輻射出可見光b,則(C)A氫原子從高能級向低能級躍遷時可能會輻射出射線B
3、氫原子從n4能級向n3能級躍遷時會輻射出紫外線C從n3能級躍遷到n2能級時,電子的電勢能減小,氫原子的能量也減小D氫原子在n2能級時可吸收任意頻率的光而發(fā)生電離解析射線的產生機理是原子核受激發(fā)才產生的,故A錯誤;根據(jù)躍遷規(guī)律可知氫原子從高能級向低能級躍遷時輻射光子的能量等于這兩個能級的能量差,從n4能級向n3能級躍遷時輻射出的光子能量小于a光子的能量,不可能為紫外線,故B錯誤;根據(jù)庫侖引力提供向心力,結合牛頓第二定律,可知m,從n3能級躍遷到n2能級時,電子的動能增大,電子的電勢能減小,由于放出光子,氫原子的能量減小,故C正確;欲使在n2能級的氫原子發(fā)生電離,吸收的光子能量一定不能小于3.4e
4、V,故D錯誤。3(2018山東省師大附中模擬)放射性同位素釷Th經(jīng)一系列、衰變后生成氡Rn,以下說法正確的是(B)A每經(jīng)過一次衰變原子核的質量數(shù)會減少2個B每經(jīng)過一次衰變原子核的質子數(shù)會增加1個C放射性元素釷Th的原子核比氡Rn原子核的中子數(shù)少4個D釷Th衰變成氡Rn一共經(jīng)過2次衰變和3次衰變解析經(jīng)過一次衰變,電荷數(shù)少2,質量數(shù)少4,故A項錯誤;經(jīng)過一次衰變,電荷數(shù)多1,質量數(shù)不變,質子數(shù)等于電荷數(shù),則質子數(shù)增加1個,故B項正確;元素釷Th的原子核的質量數(shù)為232,質子數(shù)為90,則中子數(shù)為142,氡Rn原子核的質量數(shù)為220,質子數(shù)為86,則中子數(shù)為134,可知放射性元素釷Th的原子核比Rn原
5、子核的中子數(shù)多8個,故C項錯誤;釷Th衰變成氡Rn,可知質量數(shù)少12,電荷數(shù)少4,因為經(jīng)過一次衰變,電荷數(shù)少2,質量數(shù)少4,經(jīng)過一次衰變,電荷數(shù)多1,質量數(shù)不變,可知經(jīng)過3次衰變,2次衰變,故D項錯誤。4(2018安徽省滁州市高三上學期期末)2017年量子通信衛(wèi)星“墨子號”首席科學家潘建偉獲得“物質科學獎”,對于有關粒子的研究,下列說法正確的是(A)A在鈾核的裂變中,當鈾塊的體積小于“臨界體積”時,不能發(fā)生鏈式反應B鈾元素的半衰期為T,當溫度發(fā)生變化時,鈾元素的半衰期也發(fā)生變化C輕核聚變的過程質量增大,重核裂變的過程有質量虧損D比結合能小的原子核結合成(或分裂成)比結合能大的原子核時一定吸收能
6、量解析在鈾核的裂變中,當鈾塊的體積小于“臨界體積”時,不能發(fā)生鏈式反應,故A正確;半衰期的大小與溫度無關,由原子核內部因素決定,故B錯誤;重核裂變和氫核聚變都有質量虧損,向外輻射能量,故C錯誤;比結合能小的原子核結合成(或分裂成)比結合能大的原子核時有質量虧損,釋放能量,故D錯誤。所以A正確,BCD錯誤。5(2018山東省實驗中學月考)研究光電效應的電路如圖所示,用頻率相同、強度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K),鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收,在電路中形成光電流。下列光電流I與A和K之間的電壓UAK的關系圖象中正確的是(C)解析頻率相同的光照射金屬,根據(jù)光電效應方程知,光電子的最
7、大初動能相等,根據(jù)mveUc,知遏止電壓相等,光越強,飽和電流越大,故C項正確,A、B、D項錯誤。6(2018河北省唐山市豐南區(qū)期中)如圖所示是原子核的核子平均質量與原子序數(shù)Z的關系圖象,下列說法中正確的是(BD)A若原子核D和E結合成F,結合過程一定會吸收核能B若原子核D和E結合成F,結合過程一定會釋放核能C若原子核A分裂成B和C,分裂過程一定會吸收核能D若原子核A分裂成B和C,分裂過程一定會釋放核能解析D和E結合成F,屬于輕核的聚變,有質量虧損,根據(jù)愛因斯坦質能方程,有能量釋放,故A項錯誤,B項正確;若A能分裂成B和C,則屬于重核的裂變,分裂過程有質量虧損,一定要釋放能量,故C項錯誤,D項
8、正確。7(2018重慶市巴蜀中學月考)下列說法中正確的是(CD)A如果一個電子的德布羅意波長和一個中子的相等,則它們的動量不相等B組成原子核的核子(質子、中子)之間存在著一種核力,核力是強相互作用的一種表現(xiàn),因此核子結合成原子核要吸收能量C美國科學家康普頓研究石墨中的電子對X射線的散射時發(fā)現(xiàn)有些散射波的波長比入射波的波長0略大,說明光除了具有能量還具有動量D天然放射性元素放出的三種射線的穿透能力實驗結果如圖所示,由此可推知,為射線,為射線解析根據(jù)德布羅意波長公式知,若一個電子的德布羅意波長和一個中子的波長相等,則動量p也相等,故A項錯誤;核力是一種強相互作用力,核子結合成原子核,有質量虧損,釋
9、放能量,故B項錯誤;康普頓研究石墨中的電子對X射線的散射時發(fā)現(xiàn),有些散射波的波長比入射波的波長0略大,說明光除了具有能量還具有動量,故C項正確;天然放射性元素放出的三種射線都是原子核發(fā)生衰變造成的,射線能貫穿幾毫米厚的鋁板,電離作用較強,故是射線,是原子核中的一個中子轉化成一個質子,同時釋放出一個高速電子,該電子即射線,故射線來自原子核;射線貫穿能力很弱,電離作用很強,一張紙就能把它擋住,故是射線,射線是高速氦核流,是實物粒子,不是電磁波;射線穿透本領最強,甚至能穿透幾厘米厚的鉛板,但幾乎沒有電離本領,故是射線,是一種光子,是一種波長很短電磁波,所以D項正確。8(2018山西重點中學段考)從中
10、科院合肥物質科學研究院獲悉,該院等離子體所承擔的國家大科學工程“人造太陽”實驗裝置EAST在第11輪物理實驗中再獲重大突破,獲得超過60秒的穩(wěn)態(tài)高約束模等離子體放電。關于太陽的相關知識,下列判斷正確的是(BCD)A氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時,釋放出一定頻率的光子,太陽的能量來自于這個過程B要使輕核發(fā)生聚變,必須使它們的距離達到1015m以內,核力才能起作用,這需要非常高的溫度C太陽內部大量氫核聚變成氦核,聚變后比結合能增加,釋放出巨大的能量D氘核和氚核可發(fā)生熱核聚變,核反應方程是HHHen解析太陽的能量來自于太陽內部輕核的聚變,A錯誤,C正確;要使輕核發(fā)生聚變,必須使它們的距離
11、達到1015m以內,核力才能起作用,這需要非常高的溫度,所以輕核的聚變又叫熱核反應,B、D正確。9(2018河北聯(lián)考)下列四幅圖涉及不同的物理知識,其中說法正確的是(AB)A圖甲:由圖可以看出,隨著溫度的升高,各種波長的輻射強度都有所增加,并且輻射強度的極大值向波長較短的方向移動B圖乙:放射源射出的三種射線在磁場中運動軌跡不同,說明三種射線帶電情況不同C圖丙:按照湯姆孫的棗糕式模型來推斷粒子散射的實驗結果,應該會出現(xiàn)大角度偏轉的粒子D圖?。焊鶕?jù)電子束通過鋁箔后的衍射圖樣,說明電子具有粒子性解析圖甲:由圖可知,隨著溫度的升高,各種波長的輻射強度都有所增加,并且輻射強度的極大值向波長較短的方向移動
12、,A正確;圖乙:放射源射出的三種射線在磁場中運動軌跡不同,說明三種射線帶電情況不同,B正確;圖丙:按湯姆孫的棗糕式模型來推斷粒子散射的實驗結果,應該是不會出現(xiàn)大角度偏轉的粒子,C錯誤;圖?。焊鶕?jù)電子束通過鋁箔后的衍射圖樣,說明電子具有波動性,D錯誤。10(2018湖南株州月考)核電站采用反應堆使重核裂變,將釋放出的巨大能量轉換成電能。反應堆中一種可能的核反應方程式是UnNdZrxy,設U核質量為m1,中子質量為m2,Nd核質量為m3,Zr核質量為m4,x質量為m5,y質量為m6,那么,在所給的核反應中(BC)Ax可能是2H,y可能是10eBx可能是3n,y可能是8eC釋放的核能為(m1m2m3
13、m4m5m6)c2D釋放的核能為(m3m4m5m6m1m2)c2解析若x是2H,y是10e,則質量數(shù)不守恒,若x是3n,y是8e,則滿足質量數(shù)和電荷數(shù)守恒,故A錯誤,B正確;根據(jù)質能方程可知重核裂變過程中釋放能量,發(fā)生質量虧損,即反應前的質量大于反應后的質量,故C正確,D錯誤。二、非選擇題(共2小題,共40分。計算題解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不得分)11(18分)已知氫原子基態(tài)的電子軌道半徑r10.531010m,基態(tài)的能級值E113.6eV,E23.4eV,E31.51eV,電子電量q1.61019C,電子質量m9.11031kg,靜電力常量k910
14、9Nm2/C2,普朗克常量h6.631034Js。(1)求電子在n1的軌道上運轉形成的等效電流;(2)有一群氫原子處于量子數(shù)n3的激發(fā)態(tài),畫一個能級圖,在圖上用箭頭標明這些氫原子能發(fā)出哪幾種光譜線;(3)計算這幾條光譜線中最長的波長。答案:(1)1.05103A(2)如解析圖(3)6.58107m解析(1)電子繞核運動具有周期性,設運轉周期為T,由牛頓第二定律和庫侖定律有km()2r1又軌道上任一處,每一周期通過該處的電荷量為e,由電流的定義式可得所求等效電流為I聯(lián)立解得:IA1.05103A(2)由于這群氫原子的自發(fā)躍遷輻射,會得到三條光譜線,如圖所示(3)三條光譜線中波長最長的光子能量最小
15、,發(fā)生躍遷的兩個能級的能量差最小,根據(jù)氫原子能級分布規(guī)律可知,從n3的能級躍遷到n2的能級,發(fā)出的光子波長最長。設波長為,由hE3E2得m6.58107m12(22分)如圖所示,有界勻強磁場的磁感應強度為B,區(qū)域足夠大,方向垂直于紙面向里,直角坐標系xOy的y軸為磁場的左邊界,A為固定在x軸上的一個放射源,內裝鐳核(Ra)沿著與x以一定夾角釋放一個粒子后衰變成氡核(Rn)。粒子在y軸上的N點沿x方向飛離磁場,N點到O點的距離為L,已知OA間距離為,粒子質量為m,電荷量為q,氡核的質量為m0,真空中的光速為c。(1)寫出鐳核的衰變方程:(2)求粒子的速度;(3)如果鐳核衰變時釋放的能量全部變?yōu)榱W雍碗焙说膭幽?,求一個原來靜止的鐳核衰變時的質量虧
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