【精品试卷】人教版高中物理选修3-5高三《原子》精选题.5复习专用试卷

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物理人教版高中选修3-5新课标人教版高中物理选修3—5原子结构单元测试卷

高中物理选修3—5原子结构单元测试卷1、下列观点属于卢瑟福原子核式结构理论的有：（）A. 原子的中心有原子核，包括带正电的质子和不带点的中子B. 原子的正电荷均匀分布在整个原子中C. 原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里D. 带负电的电子在核外绕着核在不同轨道上旋转2、关于光谱的产生，下列说法正确的是：（）A．正常发光的霓虹灯属稀薄气体发光和炽热固体发光，产生的光谱都是明线光谱B．各种原子的明线光谱中的明线和它吸收光谱中的暗线一一对应C．撒上食盐的酒精灯火焰发出的光是明线光谱D．甲物质发出的白光通过乙物质的蒸汽形成的是甲物质的吸收光谱3、当用具有1.87 eV能量的光子照射n=3激发态的氢原子时，氢原子：（）A. 不会吸收这个光子B. 吸收该光子后被电离，电离后的动能为0.36 eVC. 吸收该光子后被电离，电离后电子的动能为零D. 吸收该光子后不会被电离4、按照玻尔理论，下列关于氢原子的论述正确的是：（）A.第m个定态和第n个定态的轨道半径R m和R n之比为R m∶R n=m2∶n2B.第m个定态和第n个定态的能量E m和E n之比为E m∶E n= m2∶n2C.电子沿某一轨道绕核运动，若其圆周运动的频率是ν，则其发光频率也是νED.若氢原子处于能量为E的定态，则其发光频率为ν=h 5、欲使处于基态的氢原子电离，下列措施不可行的是：（）A．用13.6eV的光子照射 B．用15eV的光子照射C．用10.2eV动能的电子碰撞 D．用15eV动能的电子碰撞6、氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下述说法中正确的是：（）)A．电子绕核旋转的半径增大 B．氢原子的能量增大C．氢原子的电势能增大 D．氢原子核外电子的速率增大7、原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ2的光子，已知λ1>λ2.那么原子从a能级状态跃迁到c 能级状态时将要：（）A ．发出波长为λ1-λ2的光子B ．发出波长为2121λλλλ-的光子C ．吸收波长为λ1-λ2的光子D ．吸收波长为2121λλλλ-的光子（以下各题请根据氢原子能级图回答：）8、根据氢原子的能级图，现让一束单色光照射到大量处于基态（量子数n =1）的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出3种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为：（）A ．13.6eV B ．3.4eV C ．10.2eVD ．12.09eV9、已知可见光的光子能量范围约为1.62eV-3.11eV. 一群氢原子处于n ＝4的激发态，则关于这些氢原子可能产生的光谱线，下列说法中正确的是：（）A ．一共可能产生6条光谱线B ．可以产生二条在可见光区的光谱线C ．可以产生四条在红外区的光谱线D ．可以产生三条在紫外区的光谱线10、一群氢原子处于n =3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49eV 的金属钠，下列说法正确的是：（）A.这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=2所发出的光波长最短B. 这群氢原子能发出两种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=1所发出的光频率最高C. 金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11.11eVD. 金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9.60eV11、大量氢原子处于n＝5的激发态，它们自发地跃迁到低能级，在多种可能的跃迁中，设从n＝5直接跃迁到n＝2和从n＝5跃迁到n＝1中放出光子的能量分别为E1和E2，则下面说法正确的是：（）A．从n＝5跃迁可能放出8种不同频率的光子 B．在n＝1的轨道，电子动能最小C．在n＝1的轨道，电子的动能和势能总和最大 D．E1＜E212、现用光子能量介于 11eV～12 . 5eV 范围内的光去照射一大群处于基态的氢原子，则下列说法中正确的是：（）A ．照射光中可能被基态氢原子吸收的光子只有 1 种B ．照射光中可能被基态氢原子吸收的光子有无数种C ．激发后的氢原子发射的不同能量的光子最多有 3 种D ．激发后的氢原子发射的不同能量的光子最多有 2 种13、用光子能量为E1光照射到一群处于基态的氢原子，可以看到三条光谱线，用光子能量为E2光照射到该群处于基态的氢原子，就可以看到六条光谱线，对于E1、E2的比较，下列说法正确的是：（）A．E2=2 E1 B．E2>2E1 C．E1<E2<2E1 D．E2> E1>12eV14、有关氢原子光谱的说法中不正确．．．的是：（）A．氢原子的发射光谱是连续谱 B．氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差有关氢C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的 D．原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光15、下列叙述中符合物理学史的有：（）A．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子和质子的存在B．卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析，证实了原子是可以再分的C．巴尔末根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式D．玻尔提出的原子模型，彻底否定了卢瑟福的原子核式结构学说16、氢原子从能级A跃迁到能级B时，辐射出波长为λ1的光子；从能级A跃迁到能级C时，辐射出波长为λ2的光子；若λ1＞λ2，则氢原子从能级B跃迁到能级C时，将______（填“辐射”或“吸收”）光子，光子的波长 =____ ___．17、按照玻尔理论，氢原子处在量子数为n=2和n=3的定态时，其相应的原子能量的绝对值比|E2|：|E3|=___________。

人教版高中物理选修3-5 第18章《原子结构》同步测试试题(含答案解析)

人教版高中物理选修3-5 第18章《原子结构》同步测试试题（含答案解析）本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100，考试时间60分钟。

第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分。

在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分。

) 1．关于α粒子散射实验的下列说法中正确的是()A．在实验中观察到的现象是绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进，少数发生了较大偏转，极少数偏转超过90°，有的甚至被弹回接近180°B．使α粒子发生明显偏转的力是来自带负电的核外电子，当α粒子接近电子时，是电子的吸引力使之发生明显偏转C．实验表明原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分D．实验表明原子中心的核带有原子的全部正电荷及全部质量解析：A项是对该实验现象的正确描述，正确；B项，使α粒子偏转的力是原子核对它的静电排斥力，而不是电子对它的吸引力，故B错；C项是对实验结论之一的正确分析；原子核集中了全部正电荷和几乎全部质量，因核外还有电子，故D错。

答案：A、C2．关于太阳光谱，下列说法正确的是()A．太阳光谱是吸收光谱B．太阳光谱中的暗线，是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的C．根据太阳光谱中的暗线，可以分析太阳的物质组成D．根据太阳光谱中的暗线，可以分析地球大气层中含有哪些元素解析：太阳光谱是吸收光谱。

因为太阳是一个高温物体，它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时，会被太阳大气层中某些元素的原子吸收，因此我们观察到的太阳光谱是吸收光谱，所以分析太阳的吸收光谱，可知太阳大气层的物质组成，而某种物质要观察到它的吸收光谱，要求它的温度不能太低，但也不能太高，否则会直接发光，由于地球大气层的温度很低，所以太阳光通过地球大气层时不会被地球大气层中的物质原子吸收。

人教版高中物理选修3-5 寒假复习题含答案(解析版)

人教版高中物理选修3-5 寒假复习题含答案（解析版）本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。

第Ⅰ卷一、单选题(共10小题，每小题4.0分,共40分)1.关于原子核，下列说法中正确的是().A．原子核能发生β衰变说明原子核内存在电子.B．核反应堆利用镉棒吸收中子控制核反应速度.C．轻核的聚变反应可以在任何温度下进行.D．一切核反应都只释放核能【答案】B【解析】原子核是由质子和中子组成的，β衰变是中子释放一个电子转变为质子产生的，A错；核反应堆利用镉棒吸收中子以控制核反应速度，B正确；轻核的聚变在几百万度的高温下才能进行，C错；核反应不都是释放能量的反应，也有吸收能量的反应，D错．2.用强度相同的红光和蓝光分别照射同一种金属，均能使该金属发生光电效应．下列判断正确的是().A．用红光照射时，该金属的逸出功小，用蓝光照射时，该金属的逸出功大.B．用红光照射时，该金属的截止频率低，用蓝光照射时，该金属的截止频率高.C．用红光照射时，逸出光电子所需时间长，用蓝光照射时，逸出光电子所需时间短.D．用红光照射时，逸出的光电子最大初动能小，用蓝光照射时，逸出的光电子最大初动能大【答案】D【解析】由E k＝hν－W0，ν红<ν蓝．可得：E k蓝>E k红，D正确；金属的逸出功和截止频率与入射光频率无关，A，B均错误；只要能发生光电效应，逸出光电子所需时间与光的频率无关，C错误．3.如图所示的实验电路图，当用黄色光照射光电管中的金属涂层时，毫安表的指针发生了偏转．若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，此时电压表读数为U，这一电压称为遏止电压．欲使遏止电压增大，可以采用的措施为()A．增大黄光强度B．延长照射时间C．改用蓝光照射D．改用红光照射【答案】C【解析】根据光电效应方程得，E k＝hν－W0，又eU c＝E k可知U c＝.欲使遏止电压增大，增大入射光的频率，即改用蓝光照射．增大光的强度和延长照射时间，不会增大光电子的最大初动能，不会增大遏止电压，C正确．4.关于放射性元素，下列说法中正确的是().A．半衰期是指放射性元素样品质量减少一半所需的时间.B．当放射性元素的温度升高时，其半衰期不变.C．放射性元素的原子核每放出一个β粒子，就减少一个质子，增加一个中子.D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力和电离能力均最强【答案】B【解析】半衰期就是放射性元素的原子核数目减小一半所需的时间，不是指放射性元素样品质量减少一半所需的时间，故A错误；半衰期的大小由原子核内部因素决定，与所处的物理环境与化学状态无关．故B正确；β衰变的实质是原子核中的一个中子变成一个质子和一个电子，一次β衰变后电荷数增加1，即原子序数增加1，故C错误；α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强．故D错误．5.利用金属晶格(大小约10－10 m)作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子通过电场加速，然后让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样．已知电子质量为m、电量为e、初速度为零，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中正确的是()A．物质波和电磁波一样，在真空中的传播速度为光速cB．实验中电子束的德布罗意波长为λ＝C．加速电压U越大，电子的德布罗意波长越大D．若用相同动能的质子代替电子，德布罗意波长越大【答案】B【解析】物质波是一种概率波，体现为该物质在空间出现的几率大小不一样，但可以用波的函数描述，有别于机械波和电磁波，物质波是物质表现的一个方向，不存在传播的速度问题，A错误；由动能定理可得，eU＝mv2－0，电子加速后的速度v＝，电子德布罗意波的波长λ＝，加速电压U越大，波长越短，B正确，C错误；由λ＝，质子的质量较大，德布罗意波长较短，D错误．6.一个氡核Rn衰变成钋核Po并放出一个粒子，其半衰期为3.8天，1 g氡经过7.6天衰变掉的质量以及Rn衰变成Po的过程放出的粒子是()A．0.25 g，α粒子B．0.75 g，α粒子C．0.25 g，β粒子D．0.75 g，β粒子【答案】B【解析】7.6天是两个半衰期，剩下的的质量占原来的，1 g氡衰变掉的质量为0.75 g，又由质量数和电荷数守恒可知，放出的粒子质量数是4，核电荷数是2，该粒子是α粒子，因而B对．7.根据爱因斯坦的研究成果，物体的能量和质量的关系是E＝mc2，这一关系叫爱因斯坦质能方程．质子的质量为m p，中子的质量为m n，氦核的质量为mα，下列关系式正确的是()A．mα＝(2m p＋2m n)B．mα<(2m p＋2m n)C．mα>(2m p＋2m n)D．以上关系式都不正确【答案】B【解析】由核反应方程式2 H＋2 n→He，该反应释放能量，所以(2m p＋2m n)＞mα，故B正确．8.一天然放射性物质射出三种射线，经过一个匀强电场和匀强磁场共存的区域(方向如图所示)，调整电场强度E和磁感强度B的大小，使得在MN上只有两个点受到射线照射．下面的哪种判断是正确的().A．射到b点的一定是α射线.B．射到b点的一定是β射线.C．射到b点的一定是β射线或α射线.D．射到b点的一定是γ射线【答案】C【解析】γ射线不带电，肯定打在点a.(1)若α粒子打在a点有：qαE＝qαvαB对β粒子则由于vβ>vα，故有qβE<qβvβ，B由洛伦兹力方向向右，所以β粒子可能打在b点．(2)若β粒子打在a点有：qβE＝qβvβB 由vα<vβ得：qαE>qαvαB，即α粒子向右的电场力大于洛伦兹力，也可能打在b点．所以答案是C.9.如图所示，将质量为M1、半径为R且内壁光滑的半圆槽置于光滑水平面上，左侧靠墙角，右侧靠一质量为M2的物块．今让一质量为m的小球自左侧槽口A的正上方h高处从静止开始落下，与圆弧槽相切自A点进入槽内，则以下结论中正确的是().A．小球在槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒.B．小球在槽内运动的全过程中，小球、半圆槽和物块组成的系统动量守恒.C．小球离开C点以后，将做竖直上抛运动.D．槽将不会再次与墙接触【答案】D【解析】小球从B运动到C的过程中，小球与半圆槽在水平方向会受到墙的外力作用，动量不守恒，小球、半圆槽和物块组成的系统动量也不守恒；从B→C的过程中，半圆槽与物块之间有作用力，小球与半圆槽在水平方向动量也不守恒，即在小球运动的全过程，水平方向动量不守恒，A、B错误；小球参与了两个运动：一个是沿半圆槽的圆周运动，另一个是与半圆槽一起向右运动，当小球运动到C点时，它的两个分运动的合速度方向并不是竖直向上，所以此后小球做斜上抛运动，C错误；因为全过程中，整个系统在水平方向上获得了水平向右的冲量，最终槽与墙将不会再次接触，D正确．10.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E km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．E km与入射光强度成正比B．金属的逸出功与入射光频率ν无关C．当ν＞ν0时，无论入射光强度多大都不会逸出光电子D．当ν＜ν0时，只要入射光强度足够强也会逸出光电子【答案】B【解析】根据光电效应方程E k m＝hν－W0知，最大初动能与入射光的强度无关，A错误；金属的逸出功由金属本身决定，与入射光的频率无关，B正确；当入射光的频率大于极限频率，无论光的强度多大，都能发生光电效应，当入射光的频率小于极限频率，无论光强多大，都不能发生光电效应，C、D错误．二、多选题(共4小题，每小题5.0分,共20分)11.(多选)将物体P从置于光滑水平面上的斜面体Q的顶端以一定的初速度沿斜面往下滑，如图所示．在下滑过程中，P的速度越来越小，最后相对斜面静止，那么由P和Q组成的系统()A．动量守恒B．水平方向动量守恒C．最后P和Q以一定的速度共同向左运动D．最后P和Q以一定的速度共同向右运动【答案】B C【解析】P沿斜面向下做减速运动，系统竖直方向合外力不为零，系统动量不守恒，由于系统在水平方向的合外力为零，所以水平方向动量守恒，由于P开始有一初速度，系统在水平方向有一向左的初动量，最后PQ相对静止，以一定的速度共同向左运动．12.(多选)在匀强磁场中，一个原来静止的原子核发生衰变，得到两条如图所示的径迹，图中箭头表示衰变后粒子的运动方向．不计放出光子的能量，则下述说法中正确的是().A．发生的是β衰变，b为β粒子的径迹.B．发生的是α衰变，b为α粒子的径迹.C．磁场方向垂直纸面向外.D．磁场方向垂直纸面向内【答案】A D【解析】从轨迹可以看出两粒子的运动方向不同，但受力方向相同，说明电流方向相同，即发生了β衰变，在磁场中受力向上，由左手定则可判断出磁场方向垂直纸面向内，A、D选项正确．13.(多选)下列说法正确的是().A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应.B．一个氢原子从n＝3的能级发生跃迁，可能只辐射一种频率的光子.C．比结合能越小，表示原子核中核子结合的越牢固，原子核越稳定.D．铀核(U)衰变为铅核(Pb)，要经过8次α衰变和10次β衰变【答案】A B【解析】太阳辐射的能量主要来源于轻核聚变，A正确；一个氢原子从n＝3的能级发生跃迁，能产生3种频率的光子，所以可能只辐射一种或两种或三种频率的光子，故B正确；比结合能越大的原子核，原子核越稳定，比结合能越小的原子核，原子核越不稳定，故C错误；发生α衰变是放出He，发生β衰变是放出电子e，设发生了x次α衰变和y次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x－y＋82＝92,4x＋206＝238，解得x＝8，y＝6，故衰变过程中共有8次α衰变和6次β衰变，故D错误．14.(多选)下列说法正确的是().A．卢瑟福成功地解释了光电效应，揭示了光的本性.B．原子核内的一个中子转化成一个质子和一个电子，电子发射到核外，这就是β衰变的实质.C．一个氘核H与一个氚核H聚变生成一个He氦核的同时，放出一个质子.D．根据玻尔理论可知，一群氢原子核外电子从n＝4能级向低能级跃迁最多可辐射6种频率的光子【答案】B D【解析】爱因斯坦解释了光电效应，揭示了光的粒子性，故A错误；据天然放射的实质可知，核内的中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子，故B正确；据核反应方程：H＋H→He＋n，而n为中子，故C错误；一群氢原子核外电子从n＝4能级向低能级跃迁最多能辐射3＋2＋1＝6种频率的光子，选项D正确．第Ⅱ卷三、实验题(共1小题，每小题10.0分,共10分)15.如图所示为“碰撞中的动量守恒”实验装置示意图．(1)入射小球1与被碰小球2直径相同，均为d，它们的质量相比较，应是m1________m2.(2)为了保证小球做平抛运动，必须调整斜槽使________．(3)继续实验步骤为：A．在地面上依次铺白纸和复写纸B．确定重锤对应点OC．不放球2，让球1从斜槽滑下，确定它落地点位置PD．把球2放在立柱上，让球1从斜槽滑上，与球2正碰后，确定球1和球2落地点位置M和NE．用刻度尺量OM、OP、ON的长度F．看m1＋m2与m1是否相等，以验证动量守恒．上述步骤有几步不完善或有错误，请指出并写出相应的正确步骤________________________________________________________________________________________________________________________________________________.【答案】(1)＞(2)末端切线水平(3)D错误，小球1应从斜槽的同一高度由静止释放步骤F错误，应验证：m1OP＝m1OM＋m2(ON－d)【解析】(1)入射小球1与被碰小球2直径相同，即d1＝d2，为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球质量应大于被碰球质量，即：m1＞m2.(2)要小球做平抛运动，则斜槽的末端必须水平．(3)为使小球离开轨道时的初速度相等，每次释放小球时应从同一高度由静止释放，故步骤D错误；两球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，碰撞过程动量守恒，则有：m1v1＝m1v1′＋m2v2′，两边同时乘以t得：m1v1t＝m1v1′t＋m2v2′t，即为：m1OP＝m1OM＋m2O′N，m1OP＝m1OM＋m2(ON－d)，故步骤F错误．四、计算题(共3小题，每小题10.0分,共30分)16.如图所示，光滑水平面上一质量为M、长为L的木板右端紧靠竖直墙壁．质量为m的小滑块(可视为质点)以水平速度v0滑上木板的左端，滑到木板的右端时速度恰好为零．(1)求小滑块与木板间的摩擦力大小；(2)现小滑块以某一速度v滑上木板的左端，滑到木板的右端时与竖直墙壁发生弹性碰撞，然后向左运动，刚好能够滑到木板左端而不从木板上落下，试求的值．【答案】(1) (2)【解析】(1)小滑块以水平速度v0右滑时，有：－F f L＝0－mv解得F f＝(2)设小滑块以速度v滑上木板到运动至碰墙时速度为v1，则有－F f L＝mv－mv2滑块与墙碰撞后至向左运动到木板左端，此时滑块、木板的共同速度为v2，则有mv1＝(m＋M)v2F f L＝mv－(m＋M)v联立解得＝17.A、B两球沿同一直线发生正碰，如图所示的x－t图象记录了两球碰撞前、后的运动情况．图中a、b分别为A、B碰前的位移—时间图象，c为碰撞后它们的位移—时间图象．若A球的质量为m A＝2 kg，则：(1)从图象上读出A、B碰前的速度及碰后的共同速度．(2)B球的质量m B为多少千克？(3)A球对B球的冲量大小是多少？(4)A球对B球做的功为多少？【答案】见解析【解析】(1)由图象得碰前v A＝m/s＝－3 m/s，v B＝m/s＝2 m/s，碰后共同速度v＝m/s＝－1 m/s.(2)动量守恒定律得m A v A＋m B v B＝(m A＋m B)v，代入数据，得m B＝kg.(3)I B＝Δp B＝m B v－m B v B＝－4 N·s.(4)W AB＝m B v2－m B v＝－2 J.18.在一水平支架上放置一个质量m1＝0.98 kg的小球A，一颗质量为m0＝20 g的子弹以水平初速度v0＝400 m/s的速度击中小球A并留在其中．之后小球A水平抛出恰好落入迎面驶来的沙车中，已知沙车的质量m2＝3 kg，沙车的速度v1＝2 m/s，水平面光滑，不计小球与支架间的摩擦．(1)若子弹打入小球A的过程用时Δt＝0.01 s，求子弹与小球间的平均作用力；(2)求最终小车B的速度．【答案】(1)784 N(2)0.5 m/s【解析】(1)子弹打入小球的过程中，由动量守恒定律可得：m0v0＝(m0＋m1)v A代入数据可得：v A＝8 m/s以小球A为研究对象可得：FΔt＝m1v A－0代入数据可得：F＝784 N(2)之后小球做平抛运动，以整个系统为研究对象，在水平方向上由动量守恒定律可得：(m1＋m0)v A－m2v1＝(m1＋m2＋m0)v2代入数据可得：v2＝0.5 m/s。

人教版高中物理选修3-5 第十八章原子结构寒假复习题含答案

绝密★启用前人教版高中物理选修3-5 第十八章原子结构寒假复习题本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.在卢瑟福的α粒子散射实验中，某一α粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图所示，图中P、Q 两点为轨迹上的点，虚线是过P、Q两点并与轨道相切的直线．两虚线和轨迹将平面分成四个区域，不考虑其他原子核对α粒子的作用，那么关于该原子核的位置，下列说法正确的是()A．可能在①区域B．可能在②区域C．可能在③区域D．可能在④区域2.大量氢原子从n＝5的激发态，向低能级跃迁时，产生的光谱线条数是()A． 4条B． 6条C． 8条D． 10条3.如图甲所示的a、b、c、d为四种元素的特征谱线，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为()A．a元素B．b元素C．c元素D．d元素4.如果阴极射线像X射线一样，则下列说法正确的是()A．阴极射线管内的高电压能够对其加速而增加能量B．阴极射线通过偏转电场不会发生偏转C．阴极射线通过偏转电场能够改变方向D．阴极射线通过磁场时方向可能发生改变5.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．可见光光子能量范围在1.62 eV到2.11 eV之间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．a光的频率大于b光的频率D．氢原子在n＝2的能级可吸收任意频率的光而发生电离6.如图所示是玻尔理论中氢原子的能级图，现让一束单色光照射一群处于基态的氢原子，受激发的氢原子能自发地辐射出三种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为()A． 13.6 eVB． 12.09 eVC． 10.2 eVD． 3.4 eV7.氢原子能级的示意图如图所示，已知可见光的光子能量范围是1.62 eV～3.11 eV，则()A．氢原子从高能级向低能级跃迁时会吸收能量B．氢原子从n＝4的激发态向n＝3的激发态跃迁时会辐射出紫外线C．处于n＝4的激发态的氢原子从n＝4的激发态向n＝1的基态跃迁时，辐射出的光子频率最大D．大量氢原子从n＝4的激发态向n＝1的基态跃迁时，能发出三种频率的光子8.下面对阴极射线的认识正确的是()A．阴极射线是由阴极发出的粒子撞击玻璃管壁上的荧光而产生的B．只要阴阳两极间加有电压，就会有阴极射线产生C．阴极射线可以穿透薄铝片，这说明它是电磁波D．阴阳两极间加有高压时，电场很强，阴极中的电子受到很强的库仑力作用而脱离阴极9.关于电子的发现，下列说法中正确的是()A．电子是由德国物理学家普吕克尔发现的B．电子是由德国物理学家戈德斯坦发现的C．电子是由法国物理学家安培发现的D．电子是由英国物理学家汤姆孙发现的10.如图所示为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光．关于这些光，下列说法正确的是()A．波长最大的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的B．频率最小的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D．从n＝2能级跃迁到n＝1能级电子动能增加二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)氢原子的结构可以简化为一个电子绕一个质子做匀速圆周运动，电子在不同轨道上运动，氢原子具有不同能量．如图所示为氢原子能级示意图，一群氢原子(称为a群)处于n＝3的激发态，它们向较低能级跃迁的过程中向外辐射光子，用这些光子分别照射逸出功为2.29 eV的金属钠和处于基态的另一群(称为b群)氢原子，下列说法正确的是()A．b群中的部分氢原子被激发到n＝2的激发态B．金属的表面所发出的光电子的最大初动能是9.80 eVC．a群氢原子在辐射光子的过程中电子绕质子运动的动能增大，电势能减小D．a群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从n＝3能级跃迁到n＝2能级所发出的光波长最短12.(多选)关于原子的下列说法中正确的是()A．原子是化学反应中的最小微粒，是不可再分的B．原子是化学反应中的最小微粒，是可以分割的C．原子是保持物质化学性质的最小微粒，是可以分割的D．认为原子具有复杂结构是从发现电子开始的13.(多选)下列说法正确的是()A．巴耳末系光谱线的条数只有4条B．巴耳末系光谱线有无数条C．巴耳末系中既有可见光，又有紫外光D．巴耳末系在可见光范围内只有4条14.(多选)根据玻尔理论，在氢原子中，量子数n越大，则()A．电子轨道半径越小B．核外电子运动速度越小C．原子能级的能量越小D．电子的电势能越大第Ⅱ卷三、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)15.1910年美国物理学家密立根做了测定电子电荷量的著名实验——“油滴实验”，如图所示，质量为m的带负电的油滴，静止于水平放置的带电平行金属板间，设油滴的密度为ρ，空气密度为ρ′，试求：两板间的场强最大值表达式．16.α粒子与金原子核发生对心碰撞时，接近金原子核中心的最小距离为2.0×10－14m，已知金的摩尔质量是0.197 kg/mol，阿伏加德罗常数为6×1023mol－1，试估算金原子核的平均密度是多少？17.在可见光范围内，氢原子发光的波长最长的两条谱线所对应的波长各是多少？频率各是多少？18.氢原子的能级图如图所示，某金属的极限波长恰好等于氢原子由n＝4能级跃迁到n＝2能级所发出的光的波长．现在用氢原子由n＝2能级跃迁到n＝1能级时发出的光去照射，则从该金属表面逸出的光电子的最大初动能是多少？答案1.【答案】A【解析】因为α粒子与此原子核之间存在着斥力，如果原子核在②、③或④区，α粒子均应向①区偏折，所以不可能．2.【答案】D【解析】由题意可知，当大量氢原子从n＝5能级跃迁时，有10条光谱线产生．3.【答案】B【解析】由矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照，b元素的谱线在该线状谱中不存在，故B正确．与几个元素的特征谱线不对应的线说明该矿物中还有其他元素．4.【答案】B【解析】X射线是电磁波，不带电，通过电场、磁场时不受力的作用，不会发生偏转、加速，选项B正确．5.【答案】C【解析】由能级跃迁公式ΔE＝Em－En得：ΔE1＝E4－E2＝－0.85 eV－(－3.4 eV)＝2.55 eVΔE2＝E3－E2＝－1.51 eV－(－3.4 eV)＝1.89 eV故A错；据ΔE＝＝hν知，C对；ΔE3＝E4－E3＝－0.85 eV－(－1.51 eV)＝0.66 eV，所以氢原子从n＝4的能级向n＝3的能级跃迁时能量差对应的光子处于红外线波段，B错；氢原子在n＝2的能级时能量为－3.4 eV，所以只有吸收光子能量大于等于3.4 eV时才能电离，D错．6.【答案】B【解析】受激发的氢原子能自发地辐射出三种不同频率的光，说明激发的氢原子处于第3能级，则照射氢原子的单色光的光子能量为E＝E3－E1＝12.09 eV，故B正确．7.【答案】C【解析】氢原子从高能级向低能级跃迁时，根据能量守恒，会将以光子的形式辐射能量，A错误；紫外线的频率大于3.11 eV，氢原子从n＝4的激发态向n＝3的激发态跃迁时辐射出的光子能量为－0.85 eV－(－1.51 eV)＝0.66 eV，所以辐射出的光子为红外线，B错误；处于n＝4的激发态的氢原子从n＝4的激发态向n＝1的基态跃迁时，辐射出的光子频率最大，C正确；大量氢原子从n＝4的激发态向n＝1的基态跃迁时，能发出C＝6种频率的光子，D错误．8.【答案】D【解析】阴极射线是由阴极直接发出的，A错误；只有当两极间加有高压且阴极接电源负极时，阴极中的电子才会受到足够大的库仑力作用而脱离阴极成为阴极射线，B错误，D正确；阴极射线可以穿透薄铝片，可能是电磁波，也可能是更小的粒子，C错误．9.【答案】D【解析】电子是由英国物理学家汤姆孙发现的．10.【答案】D【解析】核外电子从高能级n向低能级m跃迁时，辐射的光子能量ΔE＝En－Em＝hν，故能级差越大，光子的能量也越大，即光子的频率越大，根据ν＝可知频率越大，波长越小，由图可知当核外电子从n＝4能级跃迁到n＝3能级时，能级差最小，所以放出光子的能量最小，频率最小，波长最大，故A、B错误．当电子从n＝4向低能级跃迁时，跃迁的种类有4→3,4→2,4→1,3→2,3→1,2→1.即辐射光的种类为C＝6种，故C错误．电子从n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射光子，根据引力提供向心力，即＝m，可知，电势能减小，但动能增加．故D 正确．11.【答案】ABC12.【答案】BD【解析】原子是可再分的，选项A错误，选项B正确；分子是保持物质化学性质的最小微粒，选项C错误；认为原子具有复杂结构是从发现电子开始的，选项D正确．13.【答案】BCD【解析】巴耳末系中的光谱线有无数条，但在可见光的区域中只有4条光谱线，其余都在紫外光区域．故B，C，D正确，A错误．14.【答案】BD【解析】n越大，轨道半径越大，原子能量越大，根据k＝m，知电子的动能越小，原子能量等于电子动能和势能的总和，知电子的电势能越大．故B、D正确，A、C错误．15.【答案】【解析】设油滴的体积为V，则V＝，油滴受到空气对它的浮力为F，则F＝ρ′Vg＝ρ′g.取油滴为研究对象，设其带电荷量为q，在电场中受重力、浮力和电场力而平衡，受力如图所示，有：F＋Eq＝mg，即＋Eq＝mg所以E＝又因为任何带电体所带电荷量为电子所带电荷量的整数倍，所以有：q＝ne，即E＝当n＝1时，E最大，即E m＝.16.【答案】9.803×1015kg/m3【解析】α粒子与金原子核发生对心碰撞时，能够接近金原子核中心的最小距离为2.0×10－14m，故金原子核的半径为2.0×10－14m；金原子核的体积为：V＝πr3；金原子核的质量为：m＝；故金原子核的平均密度：ρ＝＝＝≈9.803×1015kg/m317.【答案】6.55×10－7m 4.85×10－7m 4.58×1014Hz 6.19×1014Hz【解析】利用巴耳末公式计算波长＝R(－)，n＝3,4,5，…当n＝3、4时，氢原子发光所对应的两条谱线波长最长当n＝3时，＝1.10×107×(－)m－1，解得λ1≈6.55×10－7m当n＝4时，＝1.10×107×(－)m－1，解得λ2≈4.85×10－7m，由波速公式c＝λν得ν1＝＝Hz≈4.58×1014Hzν2＝＝Hz≈6.19×1014Hz.18.【答案】7.65 eV【解析】根据玻尔理论可知，氢原子由n＝4能级跃迁到n＝2能级时，辐射出的光子能量为hν＝E4－E2①据题意知，该金属的逸出功为W0＝hν②氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时，所辐射出的光子能量为hν′＝E2－E1③据爱因斯坦光电效应方程知，光电子的最大初动能E k满足E k＝hν′－W0④①②③④联立可得：E k＝2E2－E1－E4将E1＝－13.6 eV，E2＝－3.4 eV和E4＝－0.85 eV代入上式，可得E k＝7.65 eV.。

人教版高中物理选修3-5 第十九章原子核寒假复习题含答案

绝密★启用前人教版高中物理选修3-5 第十九章原子核寒假复习题本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.在核反应堆中，为了使快中子的速度减慢，可选用作为中子减速剂的物质是()A．氢B．镉C．氧D．水2.在足够大的匀强磁场中一粒静止的Th核发生衰变，释放出的粒子运动方向与磁场垂直，现在探测到新核与放出粒子的运动轨迹均为圆，如图所示，则下列判断正确的是()A．Th核发生的是α衰变B．轨迹2是释放出的粒子的轨迹C．衰变后的新核沿顺时针方向旋转D．释放出的粒子沿顺时针方向旋转3.放射性同位素Na的半衰期是2小时.400 g的Na样品经过4小时，还没有发生衰变的样品有()A． 400 gB． 300 gC． 200 gD． 100 g4.用中子轰击硼核(B)发生的核反应是：B＋n→Li＋X.其中的X粒子应是()A．α粒子B．β粒子C．质子D．中子5.用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然的放射性同位素只不过40多种，而今天人工制造的放射性同位素已达1 000多种，每种元素都有放射性同位素．放射性同位素在工业、农业、医疗卫生和科学研究的许多方面都得到了广泛的应用．带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失．其原因是()A．射线的贯穿作用B．射线的电离作用C．射线的物理、化学作用D．以上三个选项都不是6.下列说法正确的是()A．卢瑟福的原子核式结构模型很好的解释了α粒子散射实验B．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子核是有复杂结构的C．β射线是原子核外电子挣脱原子核束缚后形成的D．查德威克发现了天然放射现象说明原子具有复杂的结构7.如图，天然放射性元素放出的射线通过电场后分成三束，则()A．①电离作用最强，是一种电磁波B．②贯穿本领最弱，用一张白纸就可以把它挡住C．原子核放出一个①粒子后，形成的新核比原来的电荷数多1个D．原子核放出一个③粒子后，质子数比原来少4，中子数比原来少2个8.利用氦3(He)和氘进行的聚变反应安全无污染，容易控制．月球上有大量的氦3，每个航天大国都将获取氦3作为开发月球的重要目标之一．已知两个氘核聚变生成一个氦3和一个中子的核反应方程是：2H→He＋n＋3.26 MeV，若有2 g氘全部发生聚变，则释放的能量是(N A为阿伏加德罗常数)()A． 0.5×3.26 MeVB． 3.26 MeVC． 0.5N A×3.26 MeVD．N A×3.26 MeV9.如果某放射性元素经过x次α衰变和y次β衰变，变成一种新原子核，则这个新原子核的质子数比放射性元素原子核的质子数减少()A． 2x＋yB．x＋yC．x－yD． 2x－y10.以下几个核反应方程中，X代表α粒子的方程式是()A．He＋Be→C＋XB．Th→Pa＋XC．H＋H→n＋XD．P→Si＋X二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)下列说法中正确的是()A．恒星的颜色与恒星的质量和体积有关B．恒星的表面温度越高，颜色越红C．恒星的亮度与恒星的体积和温度及它与地球的距离有关D．恒星的寿命与构成恒星的物质、温度、亮度有关12.(多选)关于质能方程，下列说法中正确的是()A．质量减少，能量就会增加，在一定条件下质量转化为能量B．物体获得一定的能量，它的质量也相应地增加一定值C．物体一定有质量，但不一定有能量，所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系D．某一定量的质量总是与一定量的能量相联系的13.(多选)下面说法正确的是()A．卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论B．H＋H→He＋y是核聚变反应方程C．β射线是由原子核外的电子电离产生D．α射线是由氢原子核衰变产生14.(多选)放射性元素铯137发生β衰变的核反应方程式为：Cs→Ba＋e，其半衰期为30年．以下说法正确的是()A．核反应方程式中x为137B．核反应方程式中y为57C．经过60年铯原子核将不复存在D．该核反应的本质是一个中子转变成一个质子和一个电子第Ⅱ卷三、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)15.两个中子和两个质子结合成一个氦核，同时释放一定的核能，中子的质量为1.008 7 u，质子的质量为1.007 3 u，氦核的质量为4.002 6 u，试计算中子和质子生成1 kg的氦时，要释放出多少核能？16.一瓶有放射性同位素的溶液，测得平均每分钟内有8×1014个原子发生衰变．已知该同位素的半衰期为2天，衰变后的物质不具有放射性．现将该溶液倒入水库，设10天后溶液均匀分布到水库中，这时从水库中取出1 cm3的水，测得平均每分钟内有20个原子发生衰变，能否由此推算该水库中现存的水量？17.用中子轰击锂核(Li)发生核反应，生成氚核(H)和α粒子，并放出4.8 MeV的能量．已知1 u 相当于931.5 MeV的能量(1)写出核反应方程．(2)求出质量亏损．(3)若中子和锂核是以等大反向的动量相碰，则氚核和α粒子的动能比是多少？(4)α粒子的动能是多大？18.在所有能源中核能具有能量密度大、区域适应性强的优势，在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能．核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能．(1)核反应方程U＋n→Ba＋Kr＋a X是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为________，a＝________.以m U、m Ba、m Kr分别表示U、Ba、Kr的质量，m n、m p分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能ΔE＝________.(2)有一座发电能力为P＝1.00×106kW的核电站，核能转化为电能的效率η＝40%.假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应，已知每次核反应过程中放出的核能ΔE＝2.78×10－11J，铀核的质量m U＝390×10－27kg，求每年(1年＝3.15×107s)消耗的U的质量．答案1.【答案】D【解析】在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂，D正确．2.【答案】D【解析】根据动量守恒得知，放出的粒子与新核的速度方向相反，由左手定则判断得知，放出的粒子应带负电，是β粒子，所以发生的是β衰变，故A错误；由题意，静止的Th发生衰变时动量守恒，释放出的粒子与新核的动量大小相等，两个粒子在匀强磁场中都做匀速圆周运动，因为新核的电荷量大于所释放出的粒子电荷量，由半径公式r＝得知，新核的半径小于粒子的半径，所以轨迹2是新核的轨迹，故B错误；根据洛伦兹力提供向心力，由左手定则判断得知：新核要沿逆时针方向旋转，而释放出的粒子要沿顺时针方向旋转．故C错误，D正确．3.【答案】D4.【答案】A【解析】根据质量数和电荷数守恒可知：X的电荷数为2；质量数为4，因此X为α粒子，故A正确，B、C、D错误．5.【答案】B【解析】因放射线的电离作用，空气中与验电器所带电荷电性相反的离子与之中和，从而使验电器所带电荷消失．6.【答案】A【解析】卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子核式结构模型，很好的解释了α粒子散射实验现象，故A正确；汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而说明了原子是有复杂结构的，故B错误；β射线是原子核内部的中子转化为质子同时释放出的电子，故C错误；贝可勒尔发现天然放射性，由于天然放射性是原子核发生变化而产生的，则说明原子核是有内部结构的．故D错误．7.【答案】C【解析】①向右偏转，知①带负电，为β射线，实质是电子，电离作用不是最强，故A错误；②不带电，为电磁波，穿透能力最强，故B错误；根据电荷数守恒知，原子核放出一个①粒子后，电荷数多1，故C正确；③向左偏，知③带正电，为α射线，原子核放出一个③粒子后，质子数比原来少2，质量数少4，则中子数少2，故D错误．8.【答案】C【解析】2 g氘共有N A个氘核，每2个氘核反应就放出3.26 MeV能量，2 g氘全部发生聚变，释放的能量为0.5N A×3.26 MeV，所以C项正确．9.【答案】D【解析】1次α衰变质子数减少2,1次β衰变质子数增加1，所以质子数减少2x－y，即D正确．10.【答案】C【解析】由核反应前后质量数和电荷数守恒知X的质量数是1，电荷数是0，X是中子，故A错误；同理B、D错误，C正确．11.【答案】AC【解析】恒星的颜色与恒星的质量和体积有关，故A正确；恒星的表面温度越低，颜色越红，故B错误；恒星的亮度与恒星的体积和温度及它与地球的距离有关，故C正确；恒星的寿命和它的质量有关，质量越大的恒星寿命越短．故D错误．12.【答案】BD【解析】质能方程E＝mc2表明某一定量的质量与一定量的能量是相联系的，当物体获得一定的能量，即能量增加某一定值时，它的质量也相应增加一定值，并可根据ΔE＝Δmc2进行计算，所以选项B、D正确．13.【答案】AB【解析】卢瑟福依据α粒子散射实验的现象，提出了原子的“核式结构”理论．故A正确；聚变是质量较轻的核转化为质量较大的核，所以方程H＋H→He＋y是核聚变反应方程．故B正确；β射线是具有放射性的元素的原子核中的一个中子转化成一个质子同时释放出一个高速电子即β粒子．故C错误；α射线是具有放射性的元素的原子核在发生衰变时两个中子和两个质子结合在一起而从原子核中释放出来．故D错误.14.【答案】AD【解析】根据质量数守恒，知137＝x＋0，解得x＝137，故A正确；根据电荷数守恒，知55＝y－1，解得y＝56，故B错误；铯137的半衰期为30年，经过60年还有的铯原子核未发生衰变，故C错误；β衰变的实质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，故D正确．15.【答案】6.59×1014J【解析】先计算生成一个氦核释放的能量，再根据1 kg氦核的个数即可求出释放的总的核能．核反应方程2H＋2n→He，生成一个氦核过程的质量亏损Δm＝(1.008 7 u＋1.007 3 u)×2－4.002 6 u＝0.029 4 u，释放的核能ΔE＝0.029 4×931.5 MeV＝27.386 MeV，生成1 kg氦核释放的能量E＝nΔE，E＝×6.02×1023×27.386×106×1.6×10－19J≈6.59×1014J.16.【答案】1.25×106m3【解析】由题意得：8×1014×()5×＝20，V＝1.25×106m3，即水库中水量为1.25×106m3. 17.【答案】(1)Li＋n→H＋He＋4.8 MeV(2)0.005 2 u(3)4∶3(4)2.06 MeV【解析】(1)核反应方程为Li＋n→H＋He＋4.8 MeV(2)依据ΔE＝Δmc2得，Δm＝u≈0.005 2 u(3)根据题意有m1v1＝m2v2式中m1、v1、m2、v2分别为氚核和α粒子的质量和速度，由上式及动能E k＝，可得它们的动能之比为E k1∶E k2＝∶＝∶＝m2∶m1＝4∶3.(4)α粒子的动能E k2＝(E k1＋E k2)＝×4.8 MeV≈2.06 MeV.18.【答案】(1)n3(m U－m Ba－m Kr－2m n)c2(2)1 103.7 kg【解析】(1)由反应方程可知：X为n，a为3，释放的能量为ΔE＝(m U－m Ba－m Kr－2m n)c2.(2)因核电站发电效率为40%，故核电站消耗U的功率为P′＝＝kW＝2.5×106kW.核电站每年产生的能量为W＝P′t＝2.5×109×3.15×107J＝7.875×1016J产生这些能量消耗的铀核的数目：n ＝＝≈2.83×1027(个)，每年消耗U的质量为M＝nm U＝2.83×1027×390×10－27kg ＝1 103.7 kg.。

(必考题)人教版高中物理选修3-第5章解答题专项测试卷(含答案解析)

一、解答题1．在铀235裂变成钡和氪的裂变反应中，质量亏损m 0.2153u ∆=。

(1)写出反应方程式。

(2)反应中平均每个核子释放的能量是多少？ (3)为什么中子比质子容易打进原子核。

解析：(1)235192141192036560U n Kr Ba 3n +→++；(2)0.86MeV ；(3)见解析(1)核反应方程为235192141192036560U n Kr Ba 3n +→++(2)铀核裂变时放出能量，由质能方程有20.2153931.5MeV 201MeV E mc =∆=⨯=平均每个核子放出的能量为0.86MeV 235E E ==(3)因为中子不带电，因而比质子更容易打入带正电的原子核中。

2．一个氢原子的质量为1.6736×10-27kg ，一个锂（73Li ）原子的质量为11.6505×10-27kg ，一个氦原子的质量为6.6467×10-27kg 。

一个锂核受到一个质子轰击变为2个α粒子，已知阿伏加德罗常数231A 6.010mol N -=⨯。

（1）写出核反应方程，并计算该反应释放的核能是多少；（2）1mg 锂原子发生这样的反应共释放多少核能。

(结果保留3位有效数字) 解析：（1）714312Li H 2He +→；17.3MeV ；（2）2.38×108J. （1）根据题意可知该反应的核反应方程式714312Li H 2He +→根据质能方程得△E =（m Li +m p -2m α） c 2代入数据得释放能量△E =（1.6736×10-27+11.6505×10-27-2×6.6467×10-27）×（3×108）2J=17.3MeV（2）1mg 锂原子的个数619271108.5831011.650510Li m n m --⨯==⨯⨯＝个释放的总核能E =n △E =8.583×1019×17.3MeV=2.38×108J3．某些建筑材料可产生放射性气体一一氡，氡可以发生α或β衰变，如果人长期生活在氢浓度过高的环境中，氢经过人的呼吸道沉积在肺部，并放出大量的射线，从而危害人体健康。

人教版高中物理选修3-5复习试题含答案2套

人教版高中五选修3-5复习试题含答案2套模块综合试卷(一)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共计48分.1～9题为单选题，10～12题为多选题．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．下列说法正确的是()A．卢瑟福用α粒子轰击147N核获得反冲核178O发现了质子B．普朗克通过对光电效应现象的分析提出了光子说C．玻尔通过对天然放射现象的研究提出了氢原子能级理论D．汤姆孙发现电子从而提出了原子的核式结构模型答案 A解析光子说是爱因斯坦提出的，B项错误．玻尔通过对氢原子光谱的成因的研究提出了氢原子能级理论，C项错误．卢瑟福通过α粒子的散射实验，提出了原子的核式结构模型，D 项错误．2．关于近代物理，下列说法正确的是()A．α射线是高速运动的氦原子B．核聚变反应方程21H＋31H→42He＋10n中，10n表示质子C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征答案 D解析α射线是高速运动的氦原子核，选项A错误；10n表示中子，选项B错误；根据光电效应方程E k＝hν－W0可知光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系而非正比关系，选项C错误；根据玻尔的原子理论可知，选项D正确．3．有关图1中四幅图的说法正确的是()图1A．甲图中，水平地面光滑，球m1以速度v碰撞静止球m2，若两球质量相等，碰后m2的速度一定为vB．乙图中，在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大C ．丙图中，射线1由β粒子组成，射线2为γ射线，射线3由α粒子组成D ．丁图中，链式反应属于轻核聚变答案 B解析题图甲中只有发生弹性碰撞时，碰后m 2的速度才为v ，则A 错误．题图丙中射线1由α粒子组成，射线3由β粒子组成，射线2为γ射线，C 错误．题图丁中，链式反应属于重核裂变，D 错误．4．中子n 、质子p 、氘核D 的质量分别为m n 、m p 、m D .现用光子能量为E 的γ射线照射静止氘核使之分解，核反应方程为γ＋D →p ＋n ，若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是( )A.12[(m D －m p －m n )c 2－E ] B.12[(m D ＋m n －m p )c 2＋E ] C.12[(m D －m p －m n )c 2＋E ] D.12[(m D ＋m n －m p )c 2－E ] 答案 C解析氘核分解为核子时，要吸收能量，质量增加，本题核反应过程中γ射线能量E 对应质量的增加和中子与质子动能的产生，即E ＝Δmc 2＋2E k ＝(m p ＋m n －m D )c 2＋2E k 得E k ＝12[E －(m p ＋m n －m D )c 2]＝12[(m D －m p －m n )c 2＋E ]，故选C. 5．以下有关近代物理内容的叙述，正确的是( )A ．紫外线照射到锌板表面时能够发生光电效应，当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B ．卢瑟福的α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子C ．重核的裂变和轻核的聚变过程一定有质量亏损，释放出核能D ．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，辐射一定频率的光子，同时氢原子的电势能增加，电子的动能减少答案 C6．如图2所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于n ＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光，下列说法正确的是( )图2A ．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光B ．由n ＝2能级跃迁到n ＝1能级产生的光的频率最小C ．用n ＝2能级跃迁到n ＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV 的金属铂能发生光电效应D ．由n ＝4能级跃迁到n ＝1能级产生的光波长最大答案 C解析大量处于n ＝4激发态的氢原子向低能级跃迁最多可以辐射出N ＝n (n －1)2＝6种不同频率的光子，A 错误；由n ＝4能级跃迁到n ＝3能级产生的光的频率最小，波长最长，B 、D 错误；从n ＝2能级跃迁到n ＝1能级辐射出的光子的能量为E ＝E 2－E 1＝10.2 eV ，大于金属铂的逸出功，能使其发生光电效应，C 正确．7．如图3所示，光滑水平面上有质量均为m 的物块A 和B ，B 上固定一轻质弹簧，B 静止，A 以速度v 0水平向右运动，从A 与弹簧接触至弹簧被压缩到最短的过程中( )图3A ．A 、B 的动量变化量相同B ．A 、B 的动量变化率相同C ．A 、B 系统的总动能保持不变D ．A 、B 系统的总动量保持不变答案 D解析两物块相互作用过程中系统所受的合外力为零，系统的总动量守恒，则A 、B 的动量变化量大小相等、方向相反，所以动量变化量不同，故A 错误，D 正确；由动量定理Ft ＝Δp 可知，动量的变化率等于物块所受到的合外力，A 、B 两物块所受的合外力大小相等、方向相反，所受到的合外力不同，则动量的变化率不同，故B 错误；A 、B 和弹簧组成的系统的总机械能不变，弹性势能在变化，则总动能在变化，故C 错误．8．下列说法中错误的是( )A ．卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为42He ＋14 7N →17 8 O ＋11HB ．铀核裂变的核反应方程是：235 92U →141 56Ba ＋9236Kr ＋210nC ．质子、中子、α粒子的质量分别为m 1、m 2、m 3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m 1＋2m 2－m 3)c 2D ．原子从a 能级状态跃迁到b 能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b 能级状态跃迁到c 能级状态时吸收波长为λ2的光子，已知λ1＞λ2，那么原子从a 能级状态跃迁到c 能级状态时将要吸收波长为λ1λ2λ1－λ2的光子答案 B解析 1919年，卢瑟福做了α粒子轰击氮原子核的实验，发现了质子，核反应方程为：42He＋14 7N →17 8O ＋11H ，选项A 正确；铀核裂变时，需要中子轰击铀核，所以铀核裂变的核反应方程是235 92U ＋10n →141 56Ba ＋9236Kr ＋310n ，选项B 错误；根据爱因斯坦质能关系式可知，选项C正确；设波长为λ1的光子能量为E 1，波长为λ2的光子能量为E 2，原子从a 能级状态跃迁到c 能级状态时将要吸收的光子能量为E 3，波长为λ3，则E 1＝hc λ1，E 2＝hc λ2，E 3＝hc λ3；E 3＝E 2－E 1，可推知λ3＝λ1λ2λ1－λ2，D 正确． 9．如图4所示，在光滑水平地面上有A 、B 两个小物块，其中物块A 的左侧连接一轻质弹簧．物块A 处于静止状态，物块B 以一定的初速度向物块A 运动，并通过弹簧与物块A 发生弹性正碰．对于该作用过程，两物块的速率变化可用速率－时间图象进行描述，在选项所示的图象中，图线1表示物块A 的速率变化情况，图线2表示物块B 的速率变化情况，则在这四个图象中可能正确的是( )图4答案 B解析物块B 刚开始压缩弹簧时，A 做加速运动，B 做减速运动，随着弹簧压缩量的增大，弹簧的弹力增大，两个物块的加速度增大，当弹簧压缩至最短时，二者的速度相等；此后A 继续加速，B 继续减速，弹簧的压缩量减小，弹力减小，两个物块的加速度减小．当弹簧恢复原长时B 离开弹簧，所以v －t 图象斜率的大小都是先增大后减小．设B 离开弹簧时A 、B 的速度分别为v A 和v B .取水平向右为正方向，根据动量守恒定律有m B v 0＝m A v A ＋m B v B ，由机械能守恒定律得12m B v 02＝12m A v A 2＋12m B v B 2，联立解得v A ＝2m B m A ＋m B v 0，v B ＝m B －m A m A ＋m B v 0，若m B >m A ，则v A >v B ，所以B 选项的图象是可能的．若m B ＝m A ，则v A ＝v 0，v B ＝0.若m B <m A ，则v A >0，v B <0.综上，只有B 选项的图象是可能的．10．如图5所示的装置用来研究光电效应现象，当用光子能量为2.5 eV 的光照射到光电管阴极上时，电流表G 的读数为0.2 mA ，移动变阻器的触头c ，当电压表的示数大于或等于0.7 V 时，电流表示数为0，则( )图5A ．光电管阴极的逸出功为1.8 eVB ．开关S 断开后，没有电流流过电流表GC ．改用光子能量为1.5 eV 的光照射，电流表G 也有电流，但电流较小D ．光电子的最大初动能为0.7 eV答案 AD解析该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于0.7 V 时，电流表示数为0，则知光电子的最大初动能为0.7 eV ，根据光电效应方程E k ＝hν－W 0得，逸出功W 0＝1.8 eV ，故A 、D 正确；当开关S 断开后，用光子能量为2.5 eV 的光照射到光电管阴极上时发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表，故B 错误；改用光子能量为1.5 eV 的光照射，由于光子的能量小于逸出功，所以不能发生光电效应，无光电流，故C 错误．11．如图6所示，这是一个研究光电效应的电路图，下列叙述中正确的是( )图6A ．只调换电源的极性(同时调整电压表)，移动滑片P ，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压U c 的数值B ．保持光照条件不变，滑片P 向右滑动的过程中，电流表示数可能不变C ．不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大D ．阴极K 需要预热，光束照射后需要一定的时间才会有光电流答案 BC解析当只调换电源的极性时，电子从K 到A 减速运动，到A 恰好速度为零时对应电压为遏止电压，所以A 项错误；其他条件不变，P 向右滑动，加在光电管两端的电压增加，光电流增大，直至达到饱和电流，若在滑动P 前，电流已达饱和电流，那么即使增大电压，光电流也不会增大，B 项正确；只改变光束强度时，单位时间内光电子数变多，电流表示数变大，C 项正确；因为光电效应的发生是瞬间的，阴极K 不需要预热，所以D 项错误．12．如图7所示，在足够长的水平地面上有两辆相同的小车甲和乙，A 、B 两点相距为5 m ，小车甲从B 点以大小为4 m/s 的速度向右做匀速直线运动的同时，小车乙从A 点由静止开始以大小为2 m/s 2的加速度向右做匀加速直线运动．一段时间后，小车乙与小车甲相碰(碰撞时间极短)，碰后两车粘在一起，整个过程中，两车的受力不变(不计碰撞过程)．下列说法正确的是( )图7A ．小车乙追上小车甲用时4 sB ．小车乙在追上小车甲之前它们的最远距离为9 mC ．碰后瞬间两车的速度大小为7 m/sD ．若地面光滑，则碰后两车的加速度大小仍为2 m/s 2答案 BC解析小车乙追上小车甲时，有x 乙－x 甲＝5 m ，即12at 2－v 甲t ＝5 m ，代入数据得12×2 m /s 2×t 2－4 m/s ×t ＝5 m ，解得t ＝5 s(另一负值舍去)，所以小车乙追上小车甲用时5 s ，故A 错误．当两车的速度相等时相距最远，则有v 甲＝at ′，得t ′＝v 甲a ＝42s ＝2 s ，最远距离s ＝5 m ＋v 甲t ′－12at ′2＝5 m ＋4×2 m －12×2×22 m ＝9 m ，故B 正确．碰前瞬间乙车的速度v 乙＝at ＝2×5 m /s ＝10 m/s ，对于碰撞过程，取向右为正方向，由动量守恒定律得m v 甲＋m v 乙＝2m v ，解得碰后瞬间两车的共同速度v ＝7 m/s ，故C 正确．若地面光滑，碰前乙车所受到的作用力F ＝ma ，甲车所受到的合外力为0，则碰后两车的加速度大小a ′＝F 2m＝1 m/s 2，故D 错误．二、填空题(本题共2小题，共计12分)13．(6分)在“探究碰撞中的不变量”实验中，装置如图8所示，两个小球的质量分别为m A 和m B .图8(1)现有下列器材，为完成本实验，哪些是必需的？________.A ．秒表B ．刻度尺C ．天平D ．圆规(2)如果碰撞中动量守恒，根据图中各点间的距离，则下列式子可能成立的有________． A.m A m B ＝ON MPB.m A m B ＝OM MPC.m A m B ＝OP MND.m A m B ＝OM MN答案 (1)BCD (2)A解析 (1)由实验原理可知，需要测小球质量，测OM 、OP 、ON 距离，为准确确定落点，用圆规把多次实验的落点用尽可能小的圆圈起，把圆心作为落点，所以需要天平、刻度尺、圆规．(2)根据动量守恒定律有：m A OP ＝m A OM ＋m B ON ，即m A MP ＝m B ON ，A 正确．14．(6分)如图9所示，这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成．图9(1)示意图中，a 端应是电源________极．(2)光控继电器的原理是：当光照射光电管时，________________________________________________________________________.(3)当用绿光照射光电管阴极K 时，可以发生光电效应，则________说法正确．A ．增大绿光照射强度，光电子的最大初动能增大B ．增大绿光照射强度，电路中光电流增大答案 (1)正 (2)阴极K 发射电子，电路中产生电流，经放大器放大的电流产生的磁场使铁芯M 磁化，将衔铁N 吸住．无光照射光电管时，电路中无电流，N 自动离开M (3)B三、计算题(本题共4小题，共计40分)15．(8分)一群氢原子处于量子数n＝4的能级状态，氢原子的能级图如图10所示，则：图10(1)氢原子可能发射几种频率的光子？(2)氢原子由n＝4能级跃迁到n＝2能级时辐射光子的能量是多少电子伏？(3)用(2)中的光子照射下表中几种金属，哪些金属能发生光电效应？发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是多少电子伏？答案(1)6种(2)2.55 eV(3)铯0.65 eV解析(1)可能发射6种频率的光子．(2)由玻尔的跃迁规律可得光子的能量为E＝E4－E2，代入数据得E＝2.55 eV.(3)E只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属时才能发生光电效应．根据爱因斯坦的光电效应方程可得光电子的最大初动能为E km＝E－W0，代入数据得E km＝0.65 eV.16．(10分)山东海阳核电站一期工程建设了两台125万千瓦的AP1 000三代核电机组．如果铀235在中子的轰击下裂变为9038Sr和13654Xe，质量m U＝235.043 9 u，m n＝1.008 7 u，m Sr＝89.907 7 u，m Xe＝135.907 2 u.(1)写出裂变方程；(2)求出一个铀核裂变放出的能量；(3)若铀矿石的浓度为3%，一期工程投产发电后，一年将消耗多少吨铀矿石？(阿伏加德罗常数N A＝6.02×1023 mol－1)答案(1)23592U＋10n→9038Sr＋13654Xe＋1010n(2)140.4 MeV(3)45.7 t解析(2)裂变过程的质量亏损Δm＝m U＋m n－m Sr－m Xe－10m n＝0.150 7 u，释放的能量ΔE＝Δmc2＝0.150 7×931.5 MeV≈140.4 MeV.(3)核电站一年的发电量E＝Pt＝2×125×107×365×24×60×60 J＝7.884×1016 J，由E ＝N ΔE ＝m ·3%M N A ΔE 得m ＝EM 3%·N A ΔE＝7.884×1016×2353%×6.02×1023×140.4×106×1.6×10－19g ≈4.57×107 g ＝45.7 t.17．(10分)如图11所示，木块m 2静止在高h ＝0.45 m 的水平桌面的最右端，木块m 1静止在距m 2左侧s 0＝6.25 m 处．现木块m 1在水平拉力F 作用下由静止开始沿水平桌面向右运动，与m 2碰前瞬间撤去F ，m 1和m 2发生弹性正碰．碰后m 2落在水平地面上，落点距桌面右端水平距离s ＝1.2 m ．已知m 1＝0.2 kg ，m 2＝0.3 kg ，m 1与桌面间的动摩擦因数为0.2.(两个木块都可以视为质点，不计空气阻力，g 取10 m/s 2)求：图11(1)碰后瞬间m 2的速度大小；(2)m 1碰撞前、后的速度；(3)水平拉力F 的大小．答案 (1)4 m /s (2)5 m/s ，方向水平向右 1 m/s ，方向水平向左 (3)0.8 N解析 (1)设m 1与m 2发生弹性碰撞后瞬间m 2的速度为v 2.碰撞后m 2做平抛运动，则h ＝12gt 2，s ＝v 2t ，解得v 2＝4 m/s.(2)设m 1碰撞前、后的速度分别为v 、v 1，m 1与m 2碰撞过程动量和能量守恒，取水平向右为正方向，则m 1v ＝m 1v 1＋m 2v 2，12m 1v 2＝12m 1v 12＋12m 2v 22，联立并代入数据得v ＝5 m/s ，v 1＝－1 m/s.(3)m 1与m 2碰撞之前有v 2＝2as 0，F －μm 1g ＝m 1a ，代入数据解得F ＝0.8 N.18．(12分)如图12所示，半径为R ＝0.4 m ，内壁光滑的半圆形轨道固定在水平地面上，质量m ＝0.96 kg 的滑块停放在距轨道最低点A 为L ＝8.0 m 的O 点处，质量为m 0＝0.04 kg 的子弹以速度v 0＝250 m/s 从右边水平射入滑块，并留在其中．已知滑块与水平地面间的动摩擦因数μ＝0.4，子弹与滑块的作用时间很短．g 取10 m/s 2，不计空气阻力．求：图12(1)子弹相对滑块静止时二者的共同速度大小v ；(2)滑块从O 点滑到A 点的时间t ；(3)滑块从A 点滑上半圆形轨道后通过最高点B 落到水平地面上C 点，A 与C 间的水平距离．答案 (1)10 m/s (2)1 s (3)455m 解析 (1)子弹射入滑块的过程动量守恒，规定水平向左为正方向，则m 0v 0＝(m ＋m 0)v ，代入数据解得v ＝10 m/s.(2)子弹击中滑块后与滑块一起在摩擦力的作用下向左做匀减速运动，设其加速度大小为a ，则μ(m ＋m 0)g ＝(m ＋m 0)a ，由匀变速直线运动的规律得v t －12at 2＝L ，联立解得t ＝1 s(t ＝4 s 舍去)．(3)滑块从O 点滑到A 点时的速度v A ＝v －at ，代入数据解得v A ＝6 m/s.设滑块从A 点滑上半圆形轨道后通过最高点B 点时的速度为v B ，由机械能守恒定律得 12(m ＋m 0)v A 2＝(m ＋m 0)g ·2R ＋12(m ＋m 0)v B 2，代入数据解得v B ＝2 5 m/s.滑块离开B 点后做平抛运动，运动的时间t ′＝2·2R g，又x AC ＝v B t ′，代入数据得x AC ＝455m. 模块综合试卷(二)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共计48分.1～8题为单选题，9～12题为多选题．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．光电效应实验中，下列表述正确的是( ) A ．光照时间越长光电流越大B ．入射光足够强就可以有光电流C．遏止电压与入射光的频率无关D．入射光频率大于极限频率时才能产生光电子答案 D解析由爱因斯坦光电效应方程知，只有当入射光频率大于极限频率时才能产生光电子，光电流几乎是瞬时产生的，其大小与光强有关，与光照时间长短无关，易知eU c＝E k＝hν－W0(其中U c为遏止电压，E k为光电子的最大初动能，W0为逸出功，ν为入射光的频率)．由以上分析知，A、B、C错误，D正确．2．如图1所示，我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献．下列核反应方程中属于聚变反应的是()图1A.21H＋31H→42He＋10nB.147N＋42He→178O＋11HC.42He＋2713Al→3015P＋10nD.23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n答案 A解析21H＋31H→42He＋10n是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核，同时放出一个中子，属于聚变反应，故A正确；147 N＋42He→178O＋11H是卢瑟福发现质子的核反应方程，属于原子核的人工转变，故B错误；42He＋2713Al→3015P＋10n属于原子核的人工转变，故C错误；23592 U＋10n→14456 Ba＋8936Kr＋310n是一种典型的铀核裂变，属于裂变反应，故D错误．3．在下列几种现象中，所选系统动量守恒的有()A．原来静止在光滑水平面上的车，从水平方向跳上一个人，以人、车为一系统B．运动员将铅球从肩窝开始加速推出，以运动员和铅球为一系统C．从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中，以重物和车厢为一系统D．光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，以物体和斜面为一系统答案 A解析判断动量是否守恒的方法有两种：第一种，从动量守恒的条件判定，动量守恒定律成立的条件是系统受到的合外力为零，故分析系统受到的外力是关键．第二种，从动量的定义判定，B选项叙述的系统，初动量为零，末动量不为零，C选项末动量为零而初动量不为零，D选项，在物体沿斜面下滑时，向下的动量增大．4．如图2所示，a、b两物块质量均为1 kg，中间用一长1 m的细绳连接，静止在光滑的水平面上(a、b可视为质点)，开始让a、b挨在一起，现用一水平恒力F＝2 N作用在b上，细绳可瞬间拉紧，则4 s 内恒力F 做功( )图2A ．14 JB ．15 JC ．16 JD ．17 J 答案 D解析细绳拉直前，只有b 运动，加速度a 1＝2 m/s 2，运动1 m 用时t 1＝1 s ，此时b 的速度v 1＝a 1t 1＝2 m/s ，细绳拉紧瞬间a 、b 系统动量守恒，有m v 1＝2m v 2，则v 2＝1 m/s ，a 2＝F2m ＝1 m/s 2，再运动3 s 的位移s 2＝v 2t 2＋12a 2t 22＝7.5 m ，所以力F 在4 s 内做功W ＝Fl ＝2×(1＋7.5) J ＝17 J ，D 正确．5．一个不稳定的原子核质量为M ，处于静止状态．放出一个质量为m 的粒子后反冲，已知放出的粒子的动能为E 0，则原子核反冲的动能为( ) A ．E 0 B.m M E 0 C.m M －m E 0 D.MmM －m E 0答案 C解析设放出的粒子的速度大小为v 0，反冲核的速度大小为v ，由动量守恒定律得(M －m )v ＝m v 0＝p ，又E k ＝p 22(M －m )，E 0＝p 22m联立得E k ＝mM －m E 0，C 正确．6．以下说法正确的是( )A ．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子电势能增大，原子能量减小B ．紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的个数越多，光电子的最大初动能增大C ．氢原子光谱有很多不同的亮线，说明氢原子能发出很多不同频率的光，但它的光谱不是连续谱D ．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，阴极射线是原子核内的中子转变为质子时产生的高速电子流答案 C解析氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子电势能增大，原子能量增大，A 项错误．由E k ＝hν－W 0可知，只增加光强而不改变光的频率，光电子的最大初动能不变，B 项错误．原子核内的中子转变为质子时产生的高速电子流是β射线，不是阴极射线，D 项错误．7．一个静止的铀核，放在匀强磁场中，它发生一次α衰变后变为钍核，α粒子和钍核都在匀强磁场中做匀速圆周运动．某同学作出如图3所示运动径迹示意图，以下判断正确的是( )图3A ．1是α粒子的径迹，2是钍核的径迹B ．1是钍核的径迹，2是α粒子的径迹C ．3是α粒子的径迹，4是钍核的径迹D ．3是钍核的径迹，4是α粒子的径迹答案 B解析由动量守恒定律可知，静止的铀核发生α衰变后，生成的均带正电的α粒子和钍核的动量大小相等，但方向相反，由左手定则可知它们的运动轨迹应为“外切”圆，又R ＝m v Bq ＝p Bq ，在p 和B 相等的情况下，R ∝1q，因q 钍>q α，则R 钍<R α，故B 正确． 8．下表是按照密立根的方法进行光电效应实验时得到的某金属的遏止电压U c 和入射光的频率ν的几组数据.由以上数据应用Excel 描点连线，可得直线方程，如图4所示．图4则这种金属的截止频率约为( ) A ．3.5×1014 Hz B ．4.3×1014 Hz C ．5.5×1014 Hz D ．6.0×1014 Hz答案 B解析由光电效应方程得eU c ＝hν－W 逸，U c ＝h e ν－W 逸e ，由题图知W 逸e ＝1.702 4，h e ＝0.397 31014，设这种金属的截止频率为ν0，则W 逸＝hν0，解得ν0＝W 逸h ＝1.702 4e h ＝1.702 4×10140.397 3Hz ≈4.3×1014 Hz ，选项B 正确，A 、C 、D 错误．9．关于微观粒子的波粒二象性的现象、理论和应用，下列说法中正确的是( ) A ．光电效应现象中，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比B ．在研究石墨对X 射线的散射时，发现在散射的X 射线中，除了有与入射波长相同的成分外，还有波长小于入射波长的成分C ．由不确定性关系Δx Δp ≥h可知，如果要更准确地确定粒子的位置，那么动量的测量一定会更不准确D ．衍射现象对电子显微镜的影响要比对光学显微镜的影响小得多答案 CD解析根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0知，光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系而不是正比关系，A 错误；在研究石墨对X 射线的散射时，发现在散射的X 射线中，除了有与入射波长相同的成分外，还有波长大于入射波长的成分，B 错误；在微观物理学中，不确定关系告诉我们不可能同时准确地知道粒子的位置和动量，C 正确；电子的德布罗意波长比可见光短很多，衍射现象对电子显微镜的影响要比对光学显微镜的影响小得多，D 正确．10．如图5所示，一群氢原子处于量子数n ＝3能级状态，下列说法正确的是( )图5A ．氢原子向低能级跃迁时最多产生3种频率的光子B ．用0.70 eV 的光子照射氢原子可使其跃迁C ．用0.70 eV 动能的电子碰撞可使氢原子跃迁D ．氢原子向低能级跃迁时电子动能增大，总能量减小答案 ACD解析一群氢原子处于n ＝3的能级状态，向低能级跃迁时最多产生3种频率的光子，选项A 正确；光子能量等于两能级的能量差时才能被氢原子吸收，选项B 错误；电子碰撞只能把其一部分能量传递给氢原子，因而电子的动能只要比氢原子的两能级的能量差大就可使氢原子跃迁，选项C 正确；氢原子向低能级跃迁，速度将增大，但向外辐射能量，总能量减小，选项D 正确．11．如图6所示，AB 为固定的光滑圆弧轨道，O 为圆心，AO 水平，BO 竖直，轨道半径为R ，将质量为m 的小球(可视为质点)从A 点由静止释放，在小球从A 点运动到B 点的过程中，小球(重力加速度为g )( )图6A ．所受合力的冲量水平向右B ．所受支持力的冲量水平向右C ．所受合力的冲量大小为m 2gRD ．所受重力的冲量大小为零答案 AC解析在小球从A 点运动到B 点的过程中，根据动量定理知I 合＝m Δv ，Δv 的方向为水平向右，所以小球所受合力的冲量水平向右，即重力和支持力的合力的冲量水平向右，A 正确，B 错误；在小球从A 点运动到B 点的过程中，机械能守恒，故有mgR ＝12m v B 2，解得v B ＝2gR ，即Δv ＝2gR ，所以I 合＝m 2gR ，C 正确；小球所受重力的冲量大小为I G ＝mgt ，大小不为零，D 错误．12．如图7所示，质量为m ＝245 g 的物块(可视为质点)放在质量为M ＝0.5 kg 的木板左端，足够长的木板静止在光滑水平面上，物块与木板间的动摩擦因数为μ＝0.4，质量为m 0＝5 g 的子弹以速度v 0＝300 m /s 沿水平方向射入物块并留在其中(时间极短)，g 取10 m/s 2，则在整个过程中( )图7A ．物块和木板组成的系统动量守恒B ．子弹的末动量大小为0.01 kg·m/sC ．子弹对物块的冲量大小为0.49 N·sD ．物块相对于木板滑行的时间为1 s 答案 BD解析子弹射入物块的过程中，物块的动量增大，所以物块和木板组成的系统动量不守恒，故A 错误；选取向右为正方向，子弹射入物块过程，由动量守恒定律可得m 0v 0＝(m 0＋m )v 1，物块在木板上滑动过程，由动量守恒定律可得(m 0＋m )v 1＝(m 0＋m ＋M )v 2，联立可得v 2＝m 0v 0m 0＋m ＋M＝2 m/s ，所以子弹的末动量大小为p ＝m 0v 2＝0.01 kg·m/s ，故B 正确；由动量定理可得子弹受到的冲量I ＝Δp ＝p －p 0＝0.01 kg·m/s －5×10－3×300 kg·m/s ＝－1.49 kg·m/s ＝－1.49 N·s ，子弹与物块间的相互作用力大小始终相等，方向相反，所以子弹对物块的冲量大小为1.49 N·s ，故C 错误；对子弹和物块整体，由动量定理得－μ(m 0＋m )gt ＝(m 0＋m )(v 2－v 1)，联立得物块相对于木板滑行的时间t ＝v 2－v 1－μg ＝1 s ，故D 正确．二、填空题(本题共2小题，共计12分)13．(6分)在快中子增殖反应堆中，使用的核燃料是239 94Pu ，裂变时释放出快中子，周围的238 92U吸收快中子后变成239 92U ，239 92U 很不稳定，经过两次β衰变后变成239 94Pu.已知1个239 92U 核的质量为m 1,1个239 94Pu 核的质量为m 2,1个电子的质量为m e ，真空中光速为c .(1)239 92U 的衰变方程是__________________________________________________；(2)239 92U 衰变成239 94Pu 释放的能量为__________________________________________________．答案 (1)239 92U →239 94Pu ＋20－1e (2)(m 1－m 2－2m e )c 2 解析 (1)发生β衰变质量数不发生改变，根据电荷数守恒可知，其衰变方程为：239 92U →239 94Pu ＋2 0－1e ；(2)衰变过程中的质量亏损为： Δm ＝m 1－m 2－2m e根据质能方程有：ΔE ＝Δmc 2＝(m 1－m 2－2m e )c 2.。

最新人教版高中物理选修3-5：测试卷(五)含答案

高中同步测试卷(五)第五单元原子核的组成与衰变(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分．)1. 人类认识原子核的复杂结构并进行研究是从( )A．发现电子开始的B．发现质子开始的C．进行α粒子散射实验开始的D．发现天然放射现象开始的2．放射性同位素钬166 67Ho可有效治疗肝癌，下列关于166 67Ho的叙述正确的是( )A．电子数是166 B．中子数是99C．质量数是67 D．原子序数是1663．氢有三种同位素，分别是氕(11H)、氘(21H)、氚(31H)，则( )A．它们的质子数相等B．它们的核外电子数相等C．它们的核子数相等D．它们的中子数相等4．关于三种射线，下列说法正确的是( )A．α射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强B．β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强D．γ射线是电磁波，它的穿透能力最弱5．原子核发生β衰变时，此β粒子是( )A．原子核外的最外层电子B．原子核外的电子跃迁时放出的光子C．原子核内存在着的电子D．原子核内的一个中子变成一个质子时，放射出的一个电子6．如图所示，铅盒A中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，则下列说法中正确的有( )A．打在图中a、b、c三点的依次是α射线、γ射线和β射线B．α射线和β射线的轨迹是抛物线C．α射线和β射线的轨迹是圆弧D．如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场，则屏上的亮斑可能只剩下b 7．本题中用大写字母代表原子核，E经α衰变成为F，再经β衰变成为G，再经α衰变成为H.上述系列衰变可记为下式：E ――→αF ――→βG ――→αH另一系列衰变如下：P ――→βQ ――→βR ――→αS已知P 是F 的同位素，则( ) A ．Q 是G 的同位素，R 是H 的同位素 B ．R 是E 的同位素，S 是F 的同位素 C ．R 是G 的同位素，S 是H 的同位素D ．Q 是E 的同位素，R 是F 的同位素8．某种放射性元素的半衰期为6天，则下列说法中正确的是( ) A ．10个这种元素的原子，经过6天后还有5个没有发生衰变 B ．当环境温度升高的时候，其半衰期缩短C ．这种元素以化合物形式存在的时候，其半衰期不变D ．半衰期由原子核内部自身的因素决定9．最近几年，原子核科学家在超重元素的探测方面取得重大进展，1996年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核AZ X 经过6次α衰变后的产物是253100Fm ，由此，可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是( )A ．112、265B ．112、277C ．124、259D ．124、26510．近几年来，我国北京、上海、山东、洛阳、广州等地引进了十多台γ刀，治疗患者5 000余例，效果极好，成为治疗脑肿瘤的最佳仪器．令人感叹的是，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时完成手术，无需住院，因而γ刀被誉为“神刀”．据报道，我国自己研制的旋式γ刀性能更好，即将进入各大医院为患者服务．γ刀治疗脑肿瘤主要是利用( )A ．γ射线具有很强的穿透能力B ．γ射线具有很强的电离作用C ．γ射线波长很短，具有很高的能量D ．γ射线能很容易绕过阻碍物到达脑肿瘤位置11．近段时间，朝鲜的“核危机”引起了全球的瞩目，其焦点问题是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆，重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239(23994Pu)，这种23994Pu 可由铀239(23992U)经过n 次β衰变而产生，则n 为( )A ．2B ．239C ．145D ．9212．碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m 的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有( )A.m4B.m8C.m16 D.m32的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)13．(8分)放射性元素21084Po 衰变为20682Pb ，此衰变过程的核反应方程是_____________；用此衰变过程中发出的射线轰击199F ，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是____________________________________________________．14．(8分)天然放射性元素铀(23892U)发生衰变后产生钍(23490Th)和另一个原子核． (1)请写出衰变方程；(2)若衰变前铀(23892U)核的速度为v ，衰变产生的钍(23490Th)核速度为v2，且与铀核速度方向相同，求产生的另一种新核的速度．15.(12分)放射性元素146C 射线被考古学家称为“碳钟”，可用它来测定古生物的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖．(1)146C 不稳定，易发生衰变，放出β射线，其半衰期为5 730年，试写出有关的衰变方程；(2)若测得一古生物遗骸中146C 的含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代距今约有多少年？16.(12分)23892U 经一系列的衰变后变为20682Pb. (1)求一共经过几次α衰变和几次β衰变？ (2)20682Pb 与238 92U 相比，求质子数和中子数各少多少？(3)写出这一衰变过程的方程．参考答案与解析1．[导学号13050065] 【解析】选D.自从贝可勒尔发现天然放射现象，科学家对放射性元素及射线的组成、产生的原因等进行了大量研究，逐步认识到原子核的复杂结构，故D 正确，A 、B 、C 错误．2．[导学号13050066] 【解析】选B.已知16667Ho ，原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数＝67，即电子数为67，原子序数是67，A 、D 错误；16667Ho 的质子数为67，质量数为166，则该同位素原子核内的中子数为166－67＝99，B 正确，C 错误．3．[导学号13050067] 【解析】选AB.氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3，质子数和核外电子数相同，都是1，中子数等于核子数减去质子数，故中子数各不相同，所以本题A 、B 选项正确．4．[导学号13050068] 【解析】选C.α射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最弱，故A 错误；β射线是原子核中一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，故B 错误；γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强，故C 正确；γ射线是电磁波，它的穿透能力最强，故D 错误．5．[导学号13050069] 【解析】选D.因原子核是由带正电荷的质子和不带电的中子组成的，原子核内并不含电子，但在一定条件下，一个中子可以转化成一个质子和一个负电子，一个质子可以转化成一个中子和一个正电子，其转化可用下式表示：10n →11H ＋ 0－1e(β)，11H →10n ＋ 0＋1e.由上式可看出β粒子(负电子)是原子核内的中子转化而来，正电子是由原子核内的质子转化而来．6．[导学号13050070] 【解析】选AC.由左手定则可知粒子向右射出后，在匀强磁场中α粒子受的洛伦兹力向上，β粒子受的洛伦兹力向下，轨迹都是圆弧．由于α粒子速度约是光速的110，而β粒子速度接近光速，所以在同样的混合场中不可能都做直线运动(如果一个打在b ，则另一个必然打在b 点下方)．故A 、C 正确，B 、D 错误．7．[导学号13050071] 【解析】选B.因为P 是F 的同位素，其电荷数设为Z ，则衰变过程可记为Z ＋2E ――→αZ F ――→βZ ＋1G ――→αZ －1H ，Z P ――→βZ ＋1Q ――→βZ ＋2R ――→αZ S显然E 和R 的电荷数均为Z ＋2，则E 和R 为同位素，Q 和G 的电荷数均为Z ＋1，则Q 和G 为同位素，S 、P 、F 的电荷数都为Z ，则S 、P 、F 为同位素，故选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．8．[导学号13050072] 【解析】选CD.半衰期跟原子所处的物理环境和化学状态无关，由原子核自身决定，C 、D 两项正确，B 错误；半衰期是根据统计规律得出来的，对几个原子核来说没有意义，A 错误．9．[导学号13050073] 【解析】选B.每经一次α衰变，质量数减少4，电荷数即原子序数减少2，故A ＝253＋6×4＝277，Z ＝100＋6×2＝112.故B 选项正确．10．[导学号13050074] 【解析】选AC.γ射线是波长很短、频率很高的电磁波，具有很高的能量和很强的穿透能力，所以它能穿透皮肉和骨骼到达肿瘤位置并杀死肿瘤细胞．因γ射线不带电，它的电离作用很弱；因波长很短，衍射能力也很差，B 、D 选项错误．11．[导学号13050075] 【解析】选A.由于23992U 和23994Pu 的质量数相等，而核电荷数增加2，因此，23992U 经2次β衰变，变为23994Pu ，故A 正确．12．[导学号13050076] 【解析】选C.经过n 个半衰期剩余碘131的含量m ′＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫12n.因32天为碘131的4个半衰期，故剩余碘131含量：m ′＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫124＝m16，选项C 正确．13．[导学号13050077] 【解析】根据核反应中的质量数、电荷数守恒规律，可以求出新生射线为42He ，另一粒子为11H.方程式中一定要使用箭头，不能用等号．【答案】21084Po →20682Pb ＋42He 42He ＋199F →2210Ne ＋11H14．[导学号13050078] 【解析】(1)23892U →23490Th ＋42He.(2)设另一新核的速度为v ′，铀核质量为238m ，由动量守恒定律得：238mv ＝234m ·v2＋4mv ′得：v ′＝1214v .【答案】(1)见解析 (2)1214v ，与铀核速度方向相同15．[导学号13050079] 【解析】(1)衰变方程为14 6C →14 7N ＋0－1e.(2)活体中146C 含量不变，生物死亡后，146C 开始衰变，设活体中146C 的含量为m 0，遗骸中为m ，则由半衰期的定义得m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ即0.125＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12tτ，解得t τ＝3，所以t ＝3τ＝17 190年．【答案】(1)146C →147N ＋0－1e (2)17 190年16．[导学号13050080] 【解析】(1)设23892U 衰变为20682Pb 经过x 次α衰变和y 次β衰变．由质量数和电荷数守恒可得238＝206＋4x①92＝82＋2x－y②联立①②解得x＝8，y＝6，即一共经过8次α衰变和6次β衰变．(2)由于每发生一次α衰变质子数和中子数均减少2，每发生一次β衰变中子数减少1，而质子数增加1，故206 82Pb较238 92U质子数少10，中子数少22.(3)核反应方程为238 92U→206 82Pb＋842He＋60－1e.【答案】见解析。

【单元练】人教版高中物理选修3第五章【原子核】经典测试卷(含答案解析)

一、选择题1．贝可勒尔在120 年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。

下列属于核聚变的是（）A ．23411120H H He n +→+ B ．427301213130He Al P n +→+ C ．14140671C N e -→+D ．2351131103192053390U n I Y 2n +→++ A解析：AA ．轻核聚变是指质量小的原子核聚变成质量大的原子核，因此23411120H H He n +→+属于轻核聚变，A 正确； B ．核反应427301213130He Al P n +→+属于原子核的人工转变，B 错误； C ．核反应14140671C N e -→+属于β衰变，C 错误； D ．核反应2351131103192053390U n I Y 2n +→++属于重核裂变，D 错误。

故选A 。

2．下列说法正确的是（）A ．汤姆生发现了电子，表明原子具有核式结构B ．核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能C ．放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短，衰变速度越大D ．质子、中子、α粒子的质量分别为m 1、m 2、m 3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是(m 1＋m 2－m 3)c 2(c 表示真空中的光速)C 解析：CA ．汤姆生发现了电子，提出了原子枣糕式模型，卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，故A 错误；B ．将原子核拆散成核子与核子结合成原子核两个过程质量的变化相等，将原子核拆散成核子所吸收的能量与核子结合成原子核所放出的能量叫结合能，故B 错误；C ．有半数原子核发生衰变所需的时间叫半衰期，放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短，衰变速度越快，故C 正确；D ．质子、中子、α粒子质量分别为123m m m 、、，质子和中子结合成一个α粒子，其方程式为1141022H 2n He +→，根据爱因斯坦质能方程知释放能量是212322E m m m c ∆=+-()故D 错误。

【精品试卷】人教版高中物理选修3-5《原子核》单元测试(选修3—5)复习专用试卷

高中物理学习材料（精心收集**整理制作）《原子核》单元测试1.2000年8月21日，俄罗斯“库尔斯克”号核潜艇在巴伦支海遇难，沉入深度约为100m 的海底．“库尔斯克”号核潜艇的沉没再次引起人们对核废料与环境问题的重视．几十年来人们向以巴伦支海海域倾倒了不少核废料，核废料对海洋环境有严重的污染作用．其原因有（）Ａ．铀、钚等核废料有放射性Ｂ．铀、钚等核废料的半衰期很长Ｃ．铀、钚等重金属有毒性Ｄ．铀、钚等核废料会造成爆炸2.下列现象中，涉及原子核内部变化的是 ( ) A.α粒子的散射实验 B.光电效应现象 C.天然放射现象 D.氢原子光谱的产生3. 关于放射性同位素应用的下列说法中正确的有（） A.放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到消除有害静电的目的 B.利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C.用放射线照射作物种子能使其DNA 发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种D.用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害4. “朝核危机”引起全球瞩目，其焦点就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆．重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239（u 23994P ），这种u 23994P 可由铀239（U 23992）经过n 次β衰变而产生，则n 为 ( )A ．2B ．239C ．145D ．925.关于半衰期，以下说法正确的是（）A ．同种放射性元素在化合物中的半衰期比单质中长。

B ．升高温度可以使半衰期缩短C ．氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经过7.6天就只剩下一个D ．氡的半衰期为3.8天，4克氡原子核，经过7.6天就只剩下1克6.美国前总统老布什曾让医生们虚惊了一场．那是在访日宴会上突然昏厥，美国政府急忙将他送回国，医生用123I 进行诊断，通过体外跟踪，迅速查出了病因． 123I 的特性是 ( ) A ．半衰期长，并迅速从体内清除 B ．半衰期长，并缓慢从体内清除 C ．半衰期短，并迅速从体内清除 D ．半衰期短，并缓慢从体内消除 7.质子、中子组成氦核，质量分别是p m 、n m 和a m ，则（）A. 2()p n m m m α>+B. 2()p n m m m α=+C. 2()p n m m m α<+D. 以上三种情况都有可能8.根据爱因斯坦质能关系方程，可以说明（）A. 任何核反应，只要伴随能量的产生，则反应前后各物质的质量和一定不相等B. 太阳不断地向外辐射能量，因而它的总质量一定不断减少C. 虽然太阳不断地向外辐射能量，但它的总质量是不变的D. 若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量，则地球的质量将不断增大9.联合国将2005年定为“国际物理年”，以纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献。

人教版高中物理选修三第五章《原子核》测试题(含答案解析)

一、选择题1．(0分)[ID ：130923]一静止的铀核放出一个 α粒子衰变成钍核，衰变方程为238234492902U Th He →+，下列说法正确的是（） A ．23892U 中含有42HeB ．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C ．衰变后 α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量D ．200 个铀核经过一个半衰期后就只剩下 100 个铀核 2．(0分)[ID ：130922]下列说法正确的是（） A ．汤姆生发现了电子，表明原子具有核式结构B ．核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能C ．放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短，衰变速度越大D ．质子、中子、α粒子的质量分别为m 1、m 2、m 3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是(m 1＋m 2－m 3)c 2(c 表示真空中的光速)3．(0分)[ID ：130917]太阳内部持续不断地发生着4个质子（11H ）聚变为1个氦核（42He ）的热核反应，核反应方程是14124H He+2X →，这个核反应释放出大量核能。

已知质子、氦核、X 的质量分别为m 1、m 2、m 3，真空中的光速为c 。

下列说法中正确的是（）A ．方程中的X 表示中子()10n B ．方程中的X 表示电子()0-1eC ．这个核反应中质量亏损12342m m m m ∆=--D ．这个核反应中释放的核能()2134E m m c ∆=-4．(0分)[ID ：130913]放射性同位素14C 在考古中有重要应用，只要测得该化石中14C 残存量，就可推算出化石的年代，为研究14C 的衰变规律，将一个原来静止的14C 原子核放在匀强磁场中，观察到它所放射的粒子与反冲核的径迹是两个相内切圆，圆的半径之比R ：r =7：1，如图所示，那么14C 的衰变方程式应是（）A ．14104642C Be+He → B ．14140651C Be+e → C ．1414671C N+e -→D ．14131651C B+H →5．(0分)[ID ：130907]一个中子与一个质子发生核反应，生成一个氘核，该反应放出的能量为Q 1，两个氘核发生核反应生成一个氦核，氘核聚变反应方程是22311120H H He n +→+。

高中物理选修3-5原子结构单元测试试卷

选修3-5原子结构单元测试卷一、选择题（每题5分）1.卢瑟福提出原子核式结构学说的根据是在用α粒子轰击金箔的实验中,发现粒子( )。

(A)全部穿过或发生很小的偏转 (B)全部发生很大的偏转(C)绝大多数穿过,只有少数发生很大偏转,甚至极少数被弹回 (D)绝大多数发生偏转,甚至被掸回2.氢原子的核外电子,在由离核较远的可能轨道跃迁到离核较近的可能轨道的过程中( )。

(A)辐射光子,获得能量(B)吸收光子,获得能量 (C)吸收光了,放出能量(D)辐射光子,放出能量3.在玻尔的原子模型中,比较氢原子所处的量子数n=1及n=2的两个状态,若用E表示氢原子的能量,r表示氢原子核外电子的轨道半径,则( )。

(A)E2>E1,r2>r1(B)E2>E1,r2<r1 (C)E2<E1,r2>r1(D)E2<E1,r2<r14.如图所示,氢原子在下列各能级间跃迁：(1)从n=1到n=2；(2)从n=5到n=3；(3)从n=4到n=2；在跃迁过程中辐射的电磁波的波长分别用λ1、λ2、λ3表示.波长λ1、λ2、λ3大小的顺序是( )。

(A)λ1<λ2<λ3(B)λ1<λ3<λ2 (C)λ3<λ2<λ1(D)λ3<λ1＜λ25.（多）氢原子基态能级为-13.6eV,一群氢原子处于量子数n=3的激发态,它们向较低能级跃迁时,放出光子的能量可以是( )。

(A)1.51eV(B)1.89eV(C)10,2eV(D)12.09eV6.（多）当α粒子被重核散射时,如图所示的运动轨迹中不可能存在的是()。

7.在α粒子穿过金箔发生大角度散射的过程中,下列说法中正确的是( )。

(A)α粒子-直受到金原子核的斥力作用 (B)α粒子的动能不断减小(C)α粒子的电势能不断增加 (D)α粒子发生散射,是与电子碰撞的结果8.（多）如图为氢原子的能级图,A、B、C分别表示电子在三种不同能级跃迁时放出的光子,其中( )(A)频率最大的是B(B)波长最长的是C (C)频率最大的是A(D)波长最长的是B9.一群处于n=4的激发态的氢原子向低能级跃迁时,可能发射的光线为( )。

人教版高中物理选修3-5高三《原子》精选题.5

高中物理学习材料金戈铁骑整理制作2011年普宁一中高三《原子物理》精选题2011.5杨锡联1.原子的核式结构学说，是卢瑟福根据以下哪个实验提出来的（）A.光电效应实验B.氢原子光谱实验C.α粒子散射实验D.天然放射实验2.下列说法不．正确的是（） A.n He H H 10423121+→+是轻核聚变 B.n 2Sr Xe n U 109438140541023592++→+是重核裂变 C.He Rn Ra 422228622688+→是α衰变 D.e Mg Na 0124122411-+→是核裂变3. 在下列四个方程，X 1、X 2、X 3和X 4各代表某种粒子，以下判断中正确的是（） 114156923610235923X Ba Kr n U ++→+ 230143015X Si P +→32349023892X Th U +→ 42349123490X Pa Th +→ A. X 1是α粒子 B. X 2是质子 C. X 3是中子 D. X 4是电子4．北京奥委会接受专家的建议，大量采用对环境有益的新技术。

如奥运会场馆周围80%~90%的路灯将利用太阳能发电技术、奥运会90%的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术。

太阳能的产生是由于太阳内部高温高压条件下的热核聚变反应形成的，其核反应方程是：( )A 、e He H 01421124+→B 、H O He N 1117842147++→C 、n Sr Xe n U 10903813554102359210++→+D 、He Th U 422349023892+→5.为了解决人类能源之需，实现用核能代替煤、石油等不可再生能源，很多国家都在研制全超导核聚变“人造太阳”，它是从海水中提取原料，在上亿度的高温下发生的可控核聚变反应，科学家依据的核反应方程是（）A ．23411120H+H He+n −−→ B ．235114192192056360U+n Ba+Kr+3n −−→C ．234234090911Th Pa+e -−−→ D ．238234492902U Th+He −−→6. 用中子(n 10)轰击铝27(Al 2713)，产生钠24(Na 2411)和X ；钠24具有放射性，它衰变后变成镁24(Mg 2412)和Y.则X 和Y 分别是（）A.α粒子和电子B.α粒子和正电子C.电子和α粒子D.质子和正电子7.我国自行研制了可控热核反应实验装置“超导托卡马克” (英名称：EAST ，俗称“人造太阳”)。

人教版高中物理选修3-5 原子物理单元同步测试试题(含答案解析)

人教版高中物理选修3-5 原子物理单元同步测试试题（含答案解析）说明：本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两部分，请将第Ⅰ卷选择题的答案填入题后括号内，第Ⅱ卷可在各题后直接作答.共100分，考试时间90分钟.第Ⅰ卷（选择题共40分）一、本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分.1 .1999年9月18日，中共中央、国务院、中央军委在人民大会堂隆重表彰为研制“两弹一星”作出突出贡献的科学家.下列核反应方程中属于研究“两弹”的基本核反应方程式是（） A.N 147+He 42→O 178+H 11B. U 23592+n 10→Sr 9038+Xe 13654+10n 10C.U 23892→Th 23490+He 42 D. H 21+H 31→He 42+n 1解析：本题考查重核裂变和轻核聚变的核反应方程.“两弹”是指原子弹和氢弹，原理分别为重核裂变和轻核聚变，B 为重核裂变方程之一，D 为轻核聚变方程.故正确选项为BD.答案BD2.下图为查德威克研究原子核内部结构的实验示意图，由天然放射性元素钋（P o ）放出α射线轰击铍时会产生粒子流a ，用粒子流a 打击石蜡后会打出粒子流b ，经研究知道（）A.a 为质子，b 为中子B.a 为γ射线，b 为中子C.a 为中子，b 为γ射线D.a 为中子，b 为质子解析：本题考查查德威克发现中子的实验装置.选项D 正确. 答案D3.下列说法正确的是（） A.α射线和γ射线都是电磁波B.β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流C.用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期D.原子核经过衰变生成新核，则新核的总质量总小于原核的质量解析：组成α射线的粒子是氦原子核，γ射线是高频电磁波，A 错.β射线是原子的核内中子转变成质子时放出的电子流，B 错.原子核衰变的半衰期由原子核本身决定，与它所处的物理、化学状态无关，C 对.原子核经过衰变生成新核，因放出了粒子，所以质量减小，D 对.答案CD4.下图所示为卢瑟福α粒子散射实验的原子核和两个α粒子的径迹，其中可能正确（）解析：α粒子在靠近金的原子核时，离核越近，所受库仑力越大，方向偏转越大，根据这个特点可以判断出只有A 正确.答案A5.如图所示，两个相切的圆表示一个静止的原子核发生某种核反应后产生的两种粒子在匀强磁场中的运动轨迹，可以判定（）A.原子核只可能发生β衰变B.原子核可能发生α衰变或β衰变C.原子核放出一个正电子D.原子核放出一个中子解析：静止的核发生核反应的过程动量守恒，所以新核和新粒子的速度方向相反，又因为轨迹只有两个，是内切圆，所以放出的新粒子只有一个，且粒子带负电，是β粒子，故A 正确.答案A6.贫铀炸弹是一种杀伤力很强的武器，贫铀是提炼铀235以后的副产品，其主要成分为铀238，贫铀炸弹不仅有很强的穿甲能力，而且铀238具有放射性，残留物可长期对环境起破坏作用而造成污染.人长期生活在该环境中会受到核辐射而患上皮肤癌和白血病.下列结确的是（）A.铀238的衰变方程式为：U 23892→Th 23490+He 42B.U 23592和U 23892互为同位素C.人患皮肤癌和白血病是因为核辐射导致了基因突变D.贫铀弹的穿甲能力很强，也是因为它的放射性解析：本题考查铀238的知识.铀238具有放射性，放出一个α粒子，变成钍234，A 正确. 铀238和铀235质子数相同，故互为同位素，B 正确.核辐射能导致基因突变，是皮肤癌和白血病的诱因之一，C 正确.贫铀弹的穿甲能力很强，是因为它的弹芯是由高密度、高强度、高韧性的铀合金组成，袭击目标时产生高温化学反应，所以其爆炸力、穿透力远远超过一般炸弹，D 错. 答案ABC7.原子核的裂变和聚变都是人类利用原子核能的途径，我国已建设了秦山和大亚湾两座核电站，下面关于这两座核电站的说法中正确的是（）A.它们都是利用核裂变释放原子核能B.它们都是利用核聚变释放原子核能C.秦山核电站是利用核裂变释放原子核能，大亚湾核电站是利用核聚变释放原子核能D.以上说法都不正确解析：本题考查核能的实际利用常识.秦山核电站和大亚湾核电站都是利用核裂变释放的能量，A 正确. 答案A8.最近一段时间，伊朗的“核危机”引起了全球瞩目，其焦点问题就伊朗核电站采用轻水堆还是重水堆，重水堆核电站在发电的同时，还可以生产可供研制核武器的钚239（Pu 23994），这种Pu 23994可以由铀239（U 23992）经过n 次β衰变而产生，则n 的值是（）A.2B.239C.145D.92 解析：本题考查核反应方程. 铀239衰变成Pu 23994的核反应方程是：U 23992→Pu 23994+2e 01-可见，n =2.答案A9.在天然放射性物质附近放置一带电体，带电体所带的电荷很快消失的根本原因是（） A.γ射线的贯穿作用 B.α射线的电离作用 C.β射线的贯穿作用 D.β射线的中和作用解析：本题考查三种射线的特点.由于α粒子电离作用较强，能使空气分子电离，电离产生的电荷与带电体的电荷中和.故正确选项为B.答案B10.质子的质量为mp ，中子的质量为mn ，氦核的质量为m α，下列关系式正确的是（） A.m α=2m p +2m n B.m α＜2m p+2m n C.m α＞2m p +2m n D.以上关系都不对解析：本题考查质量亏损.两个质子和两个中子结合成氦核时放出能量，发生质量亏损.故正确选项为B.答案B第Ⅱ卷（非选择题共60分）二、本题共5小题，每小题4分，共20分.把答案填在题中的横线上.11.根据宇宙大爆炸理论，在宇宙形成之初是“粒子家族”尽现风采的时期.从大爆炸的瞬间产生夸克、轻子、胶子等粒子，到电子与原子核结合成原子，先后经历了四个时代，它们是：、、、 .解析：根据宇宙大爆炸理论，“粒子家族”在大爆炸开始，到形成原子这105s 时间内，先后经历了强子时代、轻子时代、核合成时代、复合时代.答案强子时代轻子时代核合成时代复合时代12.雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子（νe ）而获得了2002年度诺贝尔物理学奖.他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615 t 四氯乙烯（C 2Cl 4）溶液的巨桶.电子中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程为v e +Cl 3717→Ar 3718+e 01-已知Cl 3717的质量为36.956 58 u, Ar 3718的质量为36.956 91 u, e 01-的质量为0.000 55 u,1 u 质量对应的能量为931.5 MeV.根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为 .解析：上面核反应过程增加的质量：Δm =36.956 91 u+0.000 55 u-36.956 58 u=0.000 88 u 应吸收的能量：ΔE =Δmc 2=0.000 88×931.5 MeV=0.82 MeV. 答案0.82 MeV13.一个正电子和一个负电子相遇会发生湮灭而转化为一对光子，设正、负电子的质量均为m ，普朗克常量为h ，则这一对光子的频率为 .解析：本题考查质能方程及光子论.2mc 2=2hv 则v =hmc 2.答案hmc 214.已知质子的质量为1.007 227 u ，中子的质量为1.008 665 u ，它们结合成碳核C 126的质量为12.000000 u ，放出的能量为 MeV. 解析：本题考查质能方程.ΔE =Δmc 2=［6×(1.007 227+1.008 665)-12］×931.5 MeV=88.8 MeV. 答案88.815.一个中子和一个质子结合成氘核时要放出2.22 MeV 的能量，这些能量以γ光子的形式辐射出来.这一过程的核反应方程是，质量亏损为 kg,此光子的波长为 m.解析：本题考查核反应方程及质量亏损.核反应方程为H 11+n 10→H 21+γ由ΔE =Δmc 2得Δm =2cE ∆=4×10-30kg 由ΔE =h λc 得λ=Ehc ∆=5.6×10-13m.答案H 11+n 10→H 21+γ4×10-305.6×10-13三、本题共4小题，共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.16.（8分）中子n 10、质子p 11、氘核D 的质量分别为m n 、m p 、m D .现用光子能量为E 的r 射线照射静止氘核，使之分解.用核符号写出上述核反应方程，若分解后的中子、质子的动能相等，则中子的动能是多少？解析：上述核反应方程是：r +H 21→H 11+n 1上述核反应因质量亏损放出的能量ΔE =(m D -m p -m n )c 2质子和中子获得的总动能是：ΔE +E 所以中子的动能为：E kn =21(ΔE +E )= 21［(m D -m p -m n )c 2+E ］. 答案r +H 21→H 11+n 10 21［(m D -m p -m n )c 2+E ］17.（10分）放射性同位素C 被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古生物体的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖.（1）宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后，会形成很不稳定的C 146，它很容易发生衰变，放出β射线变成一个新核，其半衰期为5 730年.试写出此核反应方程.（2）若测得一古生物遗骸中的C 146含量只有活体中的12.5%，则此遗骸距今约有多少年？解析：本题考查核反应方程及它的实际应用.（1）此衰变的核反应方程：N 147+n 10→C 146+H 11 C 146→N 147+e 01-.（2）活体中的C 146含量不变，生物死亡后，遗骸中的C 146按其半衰期变化，设活体中C 146的含量为N 0，遗骸中的C 146含量为N ，由半衰期的定义得：N =(21）τt N 0即0.125=(21)τt所以τt=3 t =3τ=17 190年.答案（1）N 147+n 10→C 146+H 11 C 146→N 147+e 01-（2）17 190 18.（10分）U 23592受中子轰击时会发生裂变，产生Ba 13956和Kr 9436，同时放出能量.已知每个铀核裂变释放的平均能量为200 MeV.（1）写出核反应方程;（2）现在要建设发电功率为5×105kW 的核电站，用U 235作核燃料，假设核裂变释放的能量一半转化为电能，那么该核电站一天消耗U 235多少千克？（阿伏加德罗常数取6.0×1023 mol -1）解析：（1）核反应方程U 23592+n 10→Ba 13956+Kr 9436+3n 10+200 MeV.（2）电站一天发出的电能E 1=Pt ①设每天消耗U 23592为m kg ，核裂变释放的能量为E 2=m ×103×6.0×1023×200×106×1.6×10-19/235 ② 由能量转化得E 1=ηE 2③由①②③式得m =1.06 kg.答案（1）U 23592+n 10→Ba 13956+Kr 9436+3n 10+200 MeV（2）1.06 kg19.(12分)1920年，质子已被发现，英国物理学家卢瑟福曾预言可能有一种质量与质子相近的不带电的中性粒子存在，他把它叫做中子.1930年发现，在真空条件下用α射线轰击铍（Be 94）时，会产生一种看不见的、贯穿力极强的不知名射线和另一种粒子.经过研究发现，这种不知名射线具有如下的特点：①在任意方向的磁场中均不发生偏转；②这种射线的速度小于光速的十分之一；③用它轰击含有氢核的物质，可以把氢核打出来；用它轰击含有氮核的物质，可以把氮核打出来，并且被打出的氢核的最大速度v H 和被打出的氮核的最大速度v N 之比近似等于15∶2.若该射线中的粒子均具有相同的能量，与氢核和氮核碰前氢核和氮核可以为静止，碰撞过程中没有机械能的损失.已知氢核的质量M H 与氮核的质量M N 之比等于1∶14.（1）写出α射线轰击铍核的核反应方程；（2）试根据上面所述的各种情况，通过具体分析说明该射线是不带电的，但不是γ射线，而是由中子组成的.解析：（1）Be 94+He 42→C 126+n 10（2）由①可知，该射线在任何方向的磁场中均不发生偏转，因此该射线不带电. 由②可知，该射线速度小于光速，所以它不是γ射线.由③可知，由于碰撞中无机械能损失，当被打出的氢核和氮核的速度为最大值时，表明它们发生的是弹性正碰.设该粒子的质量为m ，碰撞前速度为v 0，与氢核碰撞后速度为v 1，与氮核碰撞后速度为v 2，则有mv 0=mv 1+M H v H21mv 02=21mv 12+21M H v H 2 解得v H =H 02M m mv +同理得v N =NM m mv +02由题意知215N H =v v ,114H N =M M 解得m =M H即该粒子的质量与氢核（质子）的质量相近，因此这种粒子是中子.答案（1）Be 94+He 42→C 126+n 10（2）略。

人教版高中物理选修3-5 第十八章原子结构测试含答案

绝密★启用前人教版高中物理选修3-5 第十八章原子结构测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的()A． 2.4×10－19CB．－6.4×10－19CC．－1.6×10－18CD． 4.0×10－17C2.如图所示，氢原子在下列各能级间跃迁：(1)从n＝2到n＝1；(2)从n＝5到n＝3；(3)从n＝4到n ＝2；在跃迁过程中辐射的电磁波的波长分别用λ1、λ2、λ3表示．波长λ1、λ2、λ3大小的顺序是()A．λ1<λ2<λ3B．λ1<λ3<λ2C．λ3<λ2<λ1D．λ3<λ1<λ23.氢原子的能级图如图所示，已知可见光的光子能量范围约为 1.62～3.11 eV.下列说法错误的是()A．处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离B．大量氢原子从高能级向n＝3能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应C．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出2种不同频率的可见光D．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光4.在卢瑟福的α粒子散射实验中，某一α粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图所示，图中P、Q 两点为轨迹上的点，虚线是过P、Q两点并与轨道相切的直线．两虚线和轨迹将平面分成四个区域，不考虑其他原子核对α粒子的作用，那么关于该原子核的位置，下列说法正确的是()A．可能在①区域B．可能在②区域C．可能在③区域D．可能在④区域5.氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为ν1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为ν2.已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则()A．吸收光子的能量为hν1＋hν2B．辐射光子的能量为hν1＋hν2C．吸收光子的能量为hν2－hν1D．辐射光子的能量为hν2－hν16.科学家用仪器观察星系发出的光，可以看到它的光谱，上世纪20年代，天文学家哈勃发现星系的光谱向长波方向偏移，称之为谱线“红移”．这一现象说明宇宙在膨胀，即别的星系与我们()A．逐渐靠近B．逐渐远离C．距离不变D．无法判断7.如图所示为氢原子的能级结构示意图，一群氢原子处于n＝3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，用这些光子照射逸出功为2.49 eV的金属钠．下列说法正确的是()A．这群氢原子能辐射出三种不同频率的光子，其中从n＝3能级跃迁到n＝2能级所发出的光波长最短B．这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减小，电势能增大C．能使金属钠发生光电效应的光有三种D．金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9.60 eV8.如图所示，甲、乙是分别用“阴极射线管”和“洛伦兹力演示仪”实验时的两幅图片，忽略地磁场的影响，下列说法正确的是()A．甲图中的电子束径迹是抛物线B．乙图中的电子束径迹是圆形C．甲图中的电子只受电场力作用D．乙图中的电子受到的洛伦兹力是恒力9.卢瑟福的α粒子散射实验第一次显示了()A．质子比电子重B．质子的全部正电荷都集中在原子核里C．α粒子是带正电的D．可以用人的方法产生放射性现象10.正电子是电子的反粒子，它跟普通电子的电量相等，而电性相反，科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质－反物质.1997年初和年底，欧洲和美国的科学研究机构先后宣布：他们分别制造出9个和7个反氢原子，这是人类探索反物质的一大进步．你推测反氢原子的结构是()A．由一个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成B．由一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成C．由一个不带电的中子与一个带负电荷的电子构成D．由一个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成11.人们在研究原子结构时提出过许多模型，其中比较有名的是枣糕模型和核式结构模型，它们的模型示意图如图所示．下列说法中正确的是()A．α粒子散射实验与枣糕模型和核式结构模型的建立无关B．科学家通过α粒子散射实验否定了枣糕模型，建立了核式结构模型C．科学家通过α粒子散射实验否定了核式结构模型，建立了枣糕模型D．科学家通过α粒子散射实验否定了枣糕模型和核式结构模型，建立了玻尔的原子模型12.卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出()A．原子的核式结构模型B．原子核内有中子存在C．电子是原子核的组成部分D．原子核是由质子和中子组成的13.白炽灯发光产生的光谱是()A．连续光谱B．明线光谱C．原子光谱D．吸收光谱14.根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，图中虚线表示原子核所形成的电场的等势面，实线表示一个α粒子的运动轨迹．在α粒子从A运动到B，再运动到C的过程中，下列说法中正确的是()A．动能先增大，后减小B．电势能先减小，后增大C．电场力先做负功，后做正功，总功等于零D．加速度先变小，后变大15.按照玻尔理论，关于处于基态的氢原子，下列说法正确的是()A．电子的电势能为－13.6 eVB．电子的电势能与动能之和为13.6 eVC．此能量状态下的氢原子较其它能量状态下更容易电离D．此能量状态下，电子绕核运动的速率最大第Ⅱ卷二、计算题(共2小题,每小题10分,共20分)16.已知氢原子的基态能量为－13.6 eV，核外电子的第一轨道半径为0.53×10－10m，电子质量me＝9.1×10－31kg，电荷量为1.6×10－19C，求电子跃迁到第三轨道时，氢原子的能量、电子的动能和电子的电势能各是多少？17.卢瑟福的实验证明，两个原子核之间的斥力，在它们之间距离小到10－14m时，还遵守库仑定律．试求两质子在相距10－14m时的加速度．已知质子的质量是1.67×10－27kg.三、填空题(共4小题,每小题5.0分,共20分)18.如图所示是对光电效应中产生的光电子进行比荷测定的原理图，两块平行金属板相距很近，板间距为d，放在真空中，其中N为锌板，受紫外线照射后将激发出沿不同方向的光电子，光电子打在M板上形成电流，引起微安表指针偏转，若调节变阻器R，逐渐增大两板间电压，可以使光电流逐渐减小到零，当电压表读数为U时，电流恰好为零．断开开关，在MN之间加一垂直纸面的磁场，逐渐增大磁感应强度，也能使光电流逐渐减小到零，此时的磁感应强度为B，那么光电子的比荷为________．19.根据氢原子的玻尔模型，试比较核外电子在第1、3轨道上运动时，其轨道半径之比为________，电子绕核运动速率之比为________，运行周期之比为________．20.氢原子光谱中，有一条谱线在真空中的波长为656.3 nm，这条谱线的频率为________Hz.对应于这条谱线的光子能量为________J，合________eV.21.阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流．若在如图所示的阴极射线管中部加上竖直向上的匀强电场，阴极射线将向________(填“外”“里”“上”或“下”)偏转；若使阴极射线不偏转，可在匀强电场区域再加一大小合适、方向垂直纸面向________(填“外”或“里”)的匀强磁场．答案1.【答案】A【解析】任何带电体的电荷量都只能是元电荷的整数倍，元电荷为e＝1.6×10－19C，选项A中电荷量为元电荷的倍，B中电荷量为元电荷的4倍，C中电荷量为元电荷的10倍，D中电荷量为元电荷的250倍．也就是说B、C、D选项中的电荷量数值均是元电荷的整数倍，所以只有选项A是不可能的．2.【答案】B【解析】从n＝2到n＝1能级释放的光子能量大于从n＝4到n＝2能级释放的光子能量，从n＝4到n＝2能级释放的光子能量大于从n＝5到n＝3能级释放的光子能量，所以ν2<ν3<ν1，根据λ＝得：λ1<λ3<λ23.【答案】D【解析】紫外线的频率比可见光的高，因此紫外线光子的能量应大于3.11 eV，而处于n＝3能级的氢原子其电离能仅为1.51 eV＜3.11 eV，所以处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离，A对．4.【答案】A【解析】因为α粒子与此原子核之间存在着斥力，如果原子核在②、③或④区，α粒子均应向①区偏折，所以不可能．5.【答案】D【解析】由跃迁假设及题意可知，hν1＝Em－En，hν2＝Ek－En，红光频率ν1小于紫光频率ν2，所以能级k能量大于能级m能量，所以从能级k到能级m需要辐射光子，A、C项错；hν3＝Ek－Em，解三式得：hν3＝hν2－hν1，D项正确．6.【答案】B【解析】红移现象，就是远距离星球射向地球的光以红光为多，近距离的则以紫光为主，根据红移理论说明：这说明了星球在远离地球．7.【答案】D【解析】根据C＝3知，这群氢原子能辐射出三种不同频率的光子，从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的光，波长最长，A错误．氢原子辐射光子的过程中，能量减小，轨道半径减小，根据k ＝m知，电子动能增大，则电势能减小，B错误．只有从n＝3能级跃迁到n＝1能级，以及从n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射的光子能量大于逸出功，所以能使金属钠发生光电效应的光有两种，C错误．从n＝3能级跃迁到n＝1能级辐射的光子能量最大，发生光电效应时，产生的光电子最大初动能最大，光子能量最大值为13.6 eV－1.51 eV＝12.09 eV，根据光电效应方程得，E km＝hν－W0＝12.09 eV－2.49 eV＝9.60 eV，D正确．8.【答案】B【解析】甲图中，电子在洛伦兹力作用下，做匀速圆周运动．故A、C错误．乙图中的电子束在磁场中，受到洛伦兹力作用，做匀速圆周运动，其径迹是圆形．故B正确．洛伦兹力方向总是与电子速度方向垂直．故D错误．9.【答案】B10.【答案】B11.【答案】B12.【答案】A【解析】卢瑟福精确统计了向各个方向散射的α粒子的数目，提出了原子的核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷与几乎全部质量都集中在原子核里；带负电的电子在核外的空间运动．由此可知，A正确．13.【答案】A【解析】白炽灯发光是由于灯丝在炽热状态下发出的光，是连续谱．14.【答案】C【解析】α粒子从A点经B点到达等势点C的过程中电场力先做负功，后做正功，α粒子的动能先减小后增大，电势能先增大后减小，加速度先变大后变小，回到同一等势线上时，电场力做的总功为零，故C项正确．15.【答案】D【解析】氢原子在基态时所具有的能量为－13.6 eV，将其电离是使电子跃迁到无穷远，根据玻尔理论所需的能量为13.6 eV的能量，此能量状态下的氢原子较其它能量状态下更难电离，所以A、B、C错误；根据牛顿第二定律，结合库仑力提供向心力，则有：半径越小时，动能越大，因此此能量状态下，电子绕核运动的速率最大，D正确．16.【答案】－1.51 eV 1.51 eV－3.02 eV【解析】氢原子能量可由氢原子能级公式En＝求出，而动能可由氢原子轨道半径公式以及向心力公式求出，氢原子的能量为电子的动能和电势能之和，氢原子的能量E3＝≈－1.51 eV电子在第三轨道时半径为r3＝32r1＝9r1①电子绕核做圆周运动向心力由库仑力提供，所以k＝m②由①②可得电子动能为E k3＝mv＝k≈1.51 eV由于E3＝E k3＋E p3，所以电子电势能为E p3＝E3－E k3＝－3.02 eV17.【答案】1.38×1027m/s2【解析】由a＝得，a＝k＝m/s2＝1.38×1027m/s218.【答案】【解析】当电压表的示数为U时，光电流恰好为零，可知，光电子的最大初动能为eU＝mv①断开开关，在MN之间加一垂直纸面的磁场，随B的增大，也能使光电流为零，最大初动能的光电子做圆周运动的直径为板间距d，则Bev0＝2m②由①②解得＝.19.【答案】1∶93∶11∶27【解析】根据玻尔氢原子模型的轨道量子化结论有，轨道半径rn＝n2r1，所以r1∶r3＝12∶32＝1∶9电子运行时的向心力由库仑力提供，所以有＝m.解得v n＝，即v n∝.所以v1∶v3＝∶＝3∶1.电子运行周期Tn＝所以T1∶T3＝∶＝1∶27.20.【答案】4.57×1014 3.03×10－19 1.89【解析】由ν＝得，ν＝Hz＝4.57×1014Hz光子能量E＝hν＝6.63×10－34×4.57×1014J＝3.03×10－19J≈1.89 eV21.【答案】下外【解析】阴极射线带负电，在竖直向上的匀强电场中受向下的静电力作用，将向下偏转；要使阴极射线不偏转，应使其再受一竖直向上的洛伦兹力与静电力平衡，由左手定则可判断磁场方向垂直纸面向外．。

【精品试卷】人教版高中物理选修3-5第18章原子结构单元测验题1复习专用试卷

高中物理学习材料（精心收集**整理制作）第十八章原子结构本章测试【基础练习】1．在α粒子散射实验中，当α粒子穿过金箔时，下下列理解正确的是( )A．与金原子核相距较远的α粒子，可能发生大角度偏转B．与金原子核相距较近的α粒子，可能发生大角度偏转C．α粒子与金原子核距离最近时，系统的能量最小D．α粒子与金原子核距离最近时，系统的电势能最大2．如图所示为氢原子的能级图，若用能量为10．5 eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，则氢原子将( )A．能跃迁到n＝2的激发态上去B．能跃迁到n＝3的激发态上去C．能跃迁到n＝4的激发态上去D．以上三种说法均不正确3．根据玻尔原子结构理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后，下列判断正确的是( ) A．原子的能量增加，电子的动能减少B．原子的能量增加，电子的动能增加C．原子的能量减少，电子的动能减少D．原子的能量减少，电子的动能增加4．卢瑟福的原子结构学说初步建立了原子结构的正确图景，能解决的问题有( )A．圆满解释氢原子发光的规律性D．圆满解释α粒子散射现象C．结合经典理论解释了原子的稳定性D．用α粒子散射的数据估算原子核的大小5．下列对原子结构的认识中，正确的是( )A．原子中绝大部分是空的，原子核小B．电子在核外旋转，库仑力提供向心力C．原子的全部正电荷都集中在原子核上D．原子核的直径大约是10—10m6．根据玻尔原子理论，原子中电子绕核运动的轨道半径( )A．可以取任意值B．可以在某一范围任意取值C．可以取一系列不连续的任意值D．是一系列不连续的特定值7．如图所示，O点表示金原子核的位置，曲线ab 和cd表示经过该原子核附近的α粒子的运动轨迹，其中可能正确的是( )8．关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是( )A．太阳光谱与白炽灯光谱是连续光谱B．霓虹灯与煤油灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱都是明线光谱C．做光谱分析可以用明线光谱，也可用吸收光谱D．我们观察月亮的光谱可以确定月亮的化学组成9．氢原子从能级A跃迁到能级B时，辐射出波长为λ1的光；从能级A跃迁到能级C时，辐射出波长为λ2的光．若λ1>λ2，则氢原子从能级B跃迁到能级C 时，将光子，光子的波长为．10．下图给出氢原子最低四个能级，氢原子在这些能级间跃迁所辐射的光子的频率最多有种，其中最大频率等于Hz．(保留两位有效数字)11．阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流，这些微观粒子是．若在如图所示的阴极射线管中部加上垂直于纸面向里的磁场，阴极射线将(填“向上”“向下”“向里”“向外”)偏转．12．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．如图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹．在α粒子从a运动到b，再运动到c 的过程中，α粒子的动能先，后；电势能先后．(填“增大”“减小”或“不变”)13．有一群氢原子处于n＝4的能级上，已知氢原子的基态能量E1＝一13.6 eV，普朗克常量h＝6.63×10—34J·S．求：(1)这群氢原子的光谱共有几条谱线?(2)这群氢原子发出的光子的最小频率是多少?【冲A训练】14．根据玻尔原子结构理论，氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时，可能发生的情况有( )A ．放出光子,电子动能减少,原子电势能增加B ．放出光子，电子动能增加，原子电势能减少C ．吸收光子，电子动能减少，原子电势能增加D ．吸收光子，电子动能增加，原子电势能减少16．将氢原子电离，就是从外部给电子以能量，使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子．(1)若要使n ＝2激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子?(2)若用波长200nm 的紫外线照射氢原子，则n=2的电子飞到离核无穷远处的速度多大?(电子电荷量e＝1.6×10—19C ，电子质量m e ＝0.91×10—31kg)18原子结构1．BD 2．D 3．D 4．BD 5．D 6．D 7．BD 8．BC 9．辐射，2121λλλλ- 10．6，3.1×1015 11．电子，向下 12．减小，增大，增大，减小 13．（1）6（2）1.6×1014Hz 14．BC15．4条，41，42，31，21 16．（1）8.21×1014Hz (2)9.9×105m/s。

人教版高中物理(选修3-5)《原子核》同步测试题(含答案)

《原子核》测试题本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100，考试时间60分钟。

第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分。

在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分。

)1．[2010年高考上海单科卷]卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是( )A．α粒子的散射实验B．对阴极射线的研究C．天然放射性现象的发现D．质子的发现解析：卢瑟福根据α粒子的散射实验的结果，提出原子的核式结构模型，所以A项正确。

答案：A2．关于放射性元素的半衰期，下列说法中正确的是( ) A．半衰期是原子核质量减少一半所需的时间B．半衰期是原子核有半数发生衰变所需的时间C．半衰期与外界压强和温度有关，与原子的化学状态无关D．半衰期可以用于测定地质年代、生物年代等解析：原子核的衰变是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关，C错误；原子核的衰变有一定的速率，每隔一定的时间(即半衰期)，原子核就衰变掉总数的一半，A错误，B正确；利用铀238可测定地质年代，利用碳14可测定生物年代，D正确。

答案：B、D3．[2010年高考天津理综卷]下列关于原子和原子核的说法正确的是( )A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固解析：原子核是由质子和中子组成的，β衰变是核内中子转变成为质子同时生成电子，即β粒子，故A错。

半衰期由原子核本身决定，与外界环境因素无关，C错。

比结合能越大表示原子核中核子结合得越牢固，D错。

玻尔提出的氢原子能级不连续就是原子能量量子化，B对。

答案：B4．如图(十九)－1所示，P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a、b、c三束，以下判断正确的是( )图(十九)－1A．a为α射线，b为β射线B．a为β射线，b为γ射线C．b为γ射线，c为α射线D．b为α射线，c为γ射线解析：γ射线不带电，在电场中不会偏转，α射线带正电，向负极板偏转，质量远大于β粒子的质量，电荷量是β粒子的2倍，α粒子的加速度远小于β粒子的加速度，β粒子的径迹比α粒子的径迹弯曲的多，选项B、C正确。

新人教版高中物理选修三第五章《原子核》测试卷(包含答案解析)(5)

一、选择题1．(0分)[ID ：130930]贝可勒尔在120 年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。

下列属于核聚变的是（） A ．23411120H H He n +→+ B ．427301213130He Al P n +→+ C ．1414671C N e -→+D ．2351131103192053390U n I Y 2n +→++2．(0分)[ID ：130921]下列说法正确的是（） A ．2382349290U Th X →+中X 为电子，核反应类型为β衰变 B ．234112H+H He+Y →中Y 为中子，核反应类型为人工核转变C ．2351136909205438U+n Xe+Sr+K →，其中K 为10个中子，核反应类型为重核裂变 D ．14417728N+He O+Z →，其中Z 为氢核，核反应类型为轻核聚变 3．(0分)[ID ：130919]以下说法正确的是（）A ．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的B ．23290Th 成为原子核20882Pb ，要经过8次α衰变和6次β衰变C ．α、β、γ三种射线中，γ射线的穿透能力和电离能力都最强D ．2812Mg 半衰期为21小时，则10个2812Mg 原子核，经过21小时后还有5个未衰变4．(0分)[ID ：130915]14C 发生放射性衰变变为14N ，半衰期约为5700年。

已知植物存活期间，其体内14C 与12C 的比例不变；生命活动结束后，14C 的比例持续减少。

现通过测量得知，某古木样品中14C 的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。

下列说法正确的是（） A ．该古木的年代距今约为5700年 B ．12C 、13C 、14C 具有相同的中子数 C ．14C 衰变为14N 的过程中放出α射线 D ．增加样品测量环境的压强将加速14C 的衰变 5．(0分)[ID ：130912]下列说法正确的是（） A ．23892U 衰变为22286Rn 要经过4次α衰变和2次β衰变B ．衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的C ．查德威克发现了中子，并第一次实现了人工合成放射性同位素D ．汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，并准确测出了电子的电荷量6．(0分)[ID ：130896]朝鲜“核危机”举世瞩目，其焦点问题就是朝鲜核电站采用的是轻水堆还是重水堆．因为重水堆核电站在发电的同时还可以产出供研制核武器的钚23994u P 这种23994u P 由铀23992U 衰变而产生．则下列判断中正确的是（）A ．23994u P 与23992U 具有相同的中子数 B ．23994u P 与23992U 核内具有相同的质子数 C ． 23992U 经过2次β衰变产生23994u PD ． 23992U 经过1次α衰变产生23994u P7．(0分)[ID ：130892]一个静止在磁场中的放射性同位素原子核3015P ，放出一个正电子后变成原子核3014Si ，在图中近似反映正电子和Si 核轨迹的图是（）A ．B ．C ．D ．8．(0分)[ID ：130891]太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳能．已知质子的质量m p =1.0073 u ，α粒子的质量m α=4.0015 u ，电子的质量m e =0.0005 u ．1 u 的质量相当于931.5 MeV 的能量，太阳每秒释放的能量为3.8×1026J ，则下列说法正确的是（） A ．这个核反应方程是B ．这一核反应的质量亏损是0.0277 uC ．该核反应释放的能量为D ．太阳每秒减少的质量为9．(0分)[ID ：130889]钍23490Th 具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤23491Pa ，同时伴随γ射线产生，其方程为2342349091Th Pa x →+，钍的半衰期为24天，则下列说法中正确的是（）A ．此反应为钍核裂变，释放大量的核能，方程中的x 代表质子B ．x 是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的C ．γ射线是镤原子核外电子跃迁放出的高速粒子D．1g钍23490Th经过120天后还剩0.2g钍10．(0分)[ID：130864]下列说法正确的是（）A．较小比结合能的原子核不稳定，容易发生裂变B．放射性元素的半衰期跟原子所处的化学状态无关，但与外部条件有关C．某种频率的紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，若增大该种紫外线照射的强度，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能并不改变D．根据玻尔的原子理论，氢原子的核外电子由能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会辐射一定频率的光子，同时核外电子的动能变小11．(0分)[ID：130855]放射性元素A经过2次α衰变和1次β衰变后生成一新元素B，则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了A．1位B．2位C．3位D．4位12．(0分)[ID：130934]关于原子核，下列说法正确的是（）A．原子核能发生β衰变说明原子核内存在电子B．核反应堆利用镉棒吸收中子控制核反应速度C．轻核的聚变反应可以在任何温度下进行D．一切核反应都只释放核能二、填空题13．(0分)[ID：131051]图为查德威克发现新粒子的实验装置，用放射性元素（Po）发出的α粒子轰击铍（Be）会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡，会放出粒子流B，则A为________，B为________。

【单元练】人教版高中物理选修3第五章【原子核】经典复习题(含答案解析)

一、选择题1．下列有关原子、原子核的说法中正确的是（） A ．天然放射现象说明原子核内部有电子B ．卢瑟福用α粒子散射实验证明了原子核内存在中子C ．平均结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定D ．放射性元素的半衰期与外界压强和温度有关，与原子的化学状态无关C 解析：CA ．天然放射现象说明了原子核具有复杂的结构，不能说明原子核内有电子，放射现象中放出的电子是由中子转化为质子同时产生一个电子放出的，A 错误；B ．卢瑟福用α粒子散射实验得出了原子核式结构模型，查德威克发现了中子，B 错误；C ．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，C 正确；D ．原子核的衰变是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关，D 错误。

故选C 。

2．下列关于原子和原子核的说法正确的是（）A ．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核是由质子和中子组成的B ．23892U （铀)衰变为23491Pa （镤)要经过1次α衰变和2次β衰变C ．质子与中子结合成氘核的过程中发生质量亏损并释放能量D ．β射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚后而形成的电子流C 解析：CA ．卢瑟福通过对α粒子散射实验揭示了原子的核式结构，并不是提出来了原子核是由质子和中子组成的，故A 错误；B ．经过1次α衰变和1次β衰变，则质量数减小4，而质子减小1，因此23892U （铀)衰变为23491Pa （镤)要经过1次α衰变和1次β衰变，故B 错误；C ．中子与质子结合成氘核的过程中能释放能量，故C 正确；D ．β衰变中产生的β射线实际上是原子核内的中子转化为质子同时释放一个电子，故D 错误。

故选C 。

3．以下说法正确的是（）A ．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的B ．23290Th 成为原子核20882Pb ，要经过8次α衰变和6次β衰变C ．α、β、γ三种射线中，γ射线的穿透能力和电离能力都最强D ．2812Mg 半衰期为21小时，则10个2812Mg 原子核，经过21小时后还有5个未衰变A 解析：AA ．β衰变实质是原子核内的中子转变为质子同时释放一个电子，故A 正确；B ．由质量数守恒知23220846=+⨯即经过6次α衰变，由电荷数守恒可知9082264=+⨯+即经过4次β衰变，故B 错误；C ．根据α、β、γ三种射线性质可知，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强，故C 错误；D ．半衰期是大量放射性元素的原子衰变的统计规律，对个别的原子没有意义，故D 错误。