物理五年高考、三年联考：原子、原子核

第十六章 原子、原子核 第一部分 五年高考题荟萃 2009年高考新题 一、选择题 1.（09·全国卷Ⅰ·16） 氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为=0.6328µm，=3.39µm，已知波长为的激光是氖原子在能级间隔为=1.96eV的两个能级之间跃迁产生的。用表示产生波长为的激光所对应的跃迁的能级间隔，则的近似值为 （ D ） A．10.50eV B．0.98eV C．0.53eV D．0.36eV 解析：本题考查波尔的原子跃迁理论.根据,可知当当时,连立可知。 2.（09·全国卷Ⅱ·18）氢原子的部分能级如图所示。已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间。由此可推知, 氢原子 （ AD ） A. 从高能级向n=1能级跃迁时了出的光的波长比可见光的短 B. 从高能级向n=2能级跃迁时发出的光均为可见光 C. 从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高 D. 从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光 解析：本题考查玻尔的原理理论. 从高能级向n=1的能级跃迁的过程中辐射出的最小光子能量为9.20ev,不在1.62eV到3.11eV之间,A正确.已知可见光子能量在1.62eV到3.11eV之间从高能级向n=2能级跃迁时发出的光的能量3.40ev，B错. 从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率只有能量大于3.11ev的光的频率才比可见光高,C错.从n=3到n=2的过程中释放的光的能量等于1.89ev介于1.62到3.11之间,所以是可见光D对。 3.（09·北京·14）下列现象中，与原子核内部变化有关的是 （ B ） A．粒子散射现象 B．天然放射现象 C．光电效应现象 D．原子发光现象 解析：α粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，故A项错误；天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出α粒子或电子，从而发生α衰变或β衰变，故B项正确；光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及到原子核的变化，故C项错误；原子发光是原子跃迁形成的也没有涉及到原子核的变化，故D项错误。 4.（09·上海物理·1）放射性元素衰变时放出三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是 （ B ） A．(射线，(射线，(射线 B．(射线，(射线，(射线， C．(射线，(射线，(射线 D．(射线，(射线，(射线 解析：由于三种射线的能量不同，所以贯穿能力最强的是(射线，(射线次之，(射线最弱，故正确答案选B。 5.（09·广东物理·2）科学家发现在月球上含有丰富的（氦3）。它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料其参与的一种核聚变反应的方程式为。关于聚变下列表述正确的是 A．聚变反应不会释放能量 B.聚变反应产生了新的原子核 C．聚变反应没有质量亏损 D.目前核电站都采用聚变反应发电 解析：聚变反应时将质量较小的轻核聚变成质量较大的核，聚变过程会有质量亏损，要放出大量的能量。但目前核电站都采用采用铀核的裂变反应。因此B正确。 6.（09·安徽·14）原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源。当氖等离子体被加热到适当高温时，氖核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量。这几种反应的总效果可以表示为 ，由平衡条件可知 （ B ） A. k=1, d=4 B. k=2, d=2 C. k=1, d=6 D. k=2, d=3 解析：由质量数守恒和电荷数守恒，分别有，，解得 k=2，d=2。正确选项为B。 7.（09·天津·6）下列说法正确的是 （ BD ） 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 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。 8.（09·重庆·16）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： （ B ） A X是， B. X是， C, X是， D. X是， 9.（09·四川·18）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 （ C ） 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 10.（09·浙江·15）氮原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库伦力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是 （ D ） A．核力、万有引力、库伦力 B．万有引力、库伦力、核力 C．库伦力、核力、万有引力 D．核力、库伦力、万有引力 解析：核力是强力，它能将核子束缚在原子核内。万有引力最弱，研究核子间相互作用时万有引力可以忽略。 11.（09·浙江自选模块·13） “物理1-2”模块（2）科学家经过实验，发现在粒子（氦核），p（质子）及n（中子）这3种粒子中，中子的穿透能力最强，质子次之，粒子最弱。某同学对影响粒子穿透能力的因素提出了如下假设，合理的假设是 （ ABC ） A.穿透能力一定与粒子是否带电有关 B.穿透能力可能与粒子质量大小有关 C.穿透能力一定与粒子所带电荷量有关 D.穿透能力一定与质量大小无关，与粒子是否带电和所带电荷量有关 12.（09·浙江自选模块·13）（3）水（包括海水）是未来的“煤炭”，能从根本上解决人类能源问题。这是指 （填“氢能”、“核能”、“氢能和核能”）和利用。请说明理由。 答案一：核能 因为海水中含有大量核聚变的材料氘，通过核聚变能够释放大量的核能。 答案：核能和氢能 因为海水中含有大量核聚变的材料氘，通过核聚变能够释放大量的核能。氢能有便于储存与运输的优点，也可以为解决能源问题做出贡献。 13.（09·江苏卷物理·12.C）在衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中的核反应，间接地证实了中微子的存在。 （1）中微子与水中的发生核反应，产生中子（）和正电子（），即中微子+→+，可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是 。（填写选项前的字母） （A）0和0 （B）0和1 （C）1和 0 （D）1和1 （2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子（），即+2。已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31㎏，反应中产生的每个光子的能量约为 J。正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是 。 （3）试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。 答案：C.（1）A； (2)，遵循动量守恒。 解析：（1）发生核反应前后，粒子的质量数和核电荷数均不变，据此可知中微子的质量数和电荷数分都是0，A项正确。 （2）产生的能量是由于质量亏损。两个电子转变为两个光子之后，质量变为零，由，故一个光子的能量为，带入数据得=J。 正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为零，故如果只产生一个光子是不可能的，因为此过程遵循动量守恒。 14.（09·山东物理·38） (1)历史上第一次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。 解析：（1）或，。 考点：原子核 15.（09·海南物理·19） (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）已知衰变放出的光子的动量可忽略，球粒子的动能。 解析：（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 放出的能量为 这能来那个是轴核的动能、粒子的动能和光子的能量之和 由④⑤⑥式得 设衰变后的轴核和粒子的速度分别为和，则由动量守恒有 又由动能的定义知 由⑧⑨式得 由⑦⑩式得 代入题给数据得 2008—2005年高考题 题组一 一、选择题 1.（2008·上海物理·3A）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1 MeV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1.67×1027 kg，1 MeV=1×106 eV） 答案：3A．大，6.9×106 2.（2008·北京理综·14）一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个r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 （ B ） A.核反应方程是 B.聚变反应中的质量亏损△m= m 1+m2-m3 C.辐射出的r光子的能量E=(m3-m1-m2)c D.r光子的波长 3.（2008·全国I理综·18)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 核并放出一个氦核（42He）,则下面说法正确的是 （ CD ） A.X核比Z核多一个质子 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3 D.X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍 4.（2008·全国Ⅱ理综·20）中子和质子结合成氘核时，质量亏损为 ，相应的能量 =2.2MeV是氘核的结合能。下列说法正确的是 ( AD ) A.用能量小于2.2 MeV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2.2 MeV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2.2 MeV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2.2 MeV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 5.（2008·四川理综·15）下列说法正确的是 （ A ） 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 6.（2008·上海物理·6）在下列4个核反应方程中，x表示质子的是 A. B. C. D. 7.（2008·广东物理·6)有关氢原子光谱的说法正确的是 （ BC ） 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点频率的光 C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的 D．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关 8.（2008·广东物理·2)铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应： .下列 判断正确的是 （ BD ） A． 是质子 B． 是中子 C．X是 的同位素 D．X是 的同位素 9.（2008·天津理综·15）一个氡核 衰变成钋核 并放出一个粒子，其半衰期为3.8天。1 g氡经过7.6天衰变掉氡的质量，以及 衰变成 的过程放出的粒子是 （ B ） A.0.25g，α粒子　　　　　　　　　　　B.0.75g，α粒子 C.0.25g，β粒子　　　　　　　　　　　D.0.75g，β粒子 10.（2008·重庆理综·14）放射性同位素针232经αβ衰变会生成氧，其衰变方程为 Th Rn+xα+yβ， 其中 （ D ） A.x=1,y=3 B.x=2,y=3 C.x=3,y＝1 D.x=3,y=2 解析：本题考查放射性元素衰变的有关知识，本题为较容易的题目。由衰变方程： ,由质量数守恒和电荷数守恒得：232=220+4x,90=86+2x-y可解得：x=3、 y=2。 11.（2008·重庆理综·17）下列与能量有关的说法正确的是 （ B ） A.卫星绕地球做圆周运动的半径越大，动能越大 B.从同种金属逸出的光电子的最大初动能随照射光波长的减小而增大 C.做平抛运动的物体在任意相等时间内动能的增量相同 D.在静电场中，电场线越密的地方正电荷的电势能一定越高 二、非选择题 15.（2008·宁夏理综·1）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） 答案：8 4 16.（2008·山东理综·1)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。若一群氢原于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。 答案：6 17.（2008·江苏物理·C） (选修模块3—5) (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，请估算4 mg 的 经多少天的衰变后还剩0.25 mg? . 答案：（1）AB （2）E(q1+q2)=(m1+m2)g （3）正电子；t=56 天（54～58天都算对） 18.（2008·上海物理·3A）1911年卢瑟福依据(粒子散射实验中(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1 MeV的(粒子轰击金箔，其速度约为_____________m/s。（质子和中子的质量均为1.67(10－27 kg，1 MeV＝1 答案 大，6.9×106 解析：卢瑟福在α粒子散射实验中发现了大多数α粒子没有大的偏转，少数发生了较大的偏转，卢瑟福抓住了这个现象进行分析，提出了原子的核式结构模型；1MeV=1×106×1.6×10-19= EQ \F(1,2)mv2，解得v=6.9×106m/s 。 19.（2008·上海物理·2B）放射性元素的原子核在(衰变或(衰变生成新原子核时，往往会同时伴随着___________辐射。已知A、B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2，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＝_________。 答案 γ 2T2 2T1 解析：放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时，往往以γ光子的形式释放能量，即伴随γ辐 射；根据半衰期的定义，经过t＝T1·T2时间后剩下的放射性元素的质量相同，则 EQ \F(mA,2T2) = EQ \F(mB,2T1) ，故mA：mB＝ 2T2 : 2T1 20.（2008·上海物理·6）在下列4个核反应方程中，x表示质子的是 （ C ） （A） （B） （C）     （D） 解析：由核反应方程的质量数和电荷数守恒，可得各个选项中的x分别为正电子、α粒子、质子、中子。 21.（2008·江苏物理·2）惯性系S中有一边长为l的正方形（如图A所示），从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行器上测得该正方形的图象是 22.（2008·宁夏理综33）(1)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） 答案 （1）8 4 23.（2008·海南物理5）质子和中于是由更基本的粒子即所谓“夸克”组成的．两个强作用电荷相反（类似于正负电荷）的夸克在距离很近时几乎没有相互作用（称为“渐近自由”）；在距离较远时，它们之间就会出现很强的引力（导致所谓“夸克禁闭”）．作为一个简单的模型，设这样的两夸克之间的相互作用力F与它们之间的距离r的关系为： 式中F0为大于零的常量，负号表示引力．用U表示夸克间的势能，令U0＝F0(r2—r1)，取无穷远为势能零点．下列U－r图示中正确的是 （ B ） 24.（2008·海南物理·8）⑴设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍．则粒子运动时的质量等于其静止质量的 倍，粒子运动速度是光速的 倍。 答案 ⑴k； 25.（2008·海南物理·19）⑴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． 答案 ⑴1.1×104 （11460或1.0×104～1.2×104均可） 解析：该核剩下1/4，说明正好经过两个半衰期时间，故该生物死亡时距今约2×5730年=11460年。 题组二 一、选择题 1.（07·江苏·8）2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化。他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点，下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法中正确的是 （ ACD ） A．微波是指波长在10-3m到10 m之间的电磁波 B．微波和声波一样都只能在介质中传播 C．黑体的热辐射实际上是电磁辐射 D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说 2.（07·北京理综·14）下列说法正确的是 （ D ） A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应 B．汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构 C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短 D．按照波尔理论，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，原子总能量增加 3.（07·广东A卷·2）如图所示为氢原子的四个能级，其中E1为基态，若氢原子A处于激发态E2，氢原子B处于激发态E3，则下列说法正确的是 ( B ) A．原子A可能辐射出3种频率的光子 B．原子B可能辐射出3种频率的光子 C．原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁道能级E4 D．原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁道能级E4 4.(07江苏·4) μ子与氢原子核（质子）构成的原子称为μ氢原子（hydrogen muon atom），它在原子核物理的研究中有重要作用。图为μ氢原子的能级示意图。假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n＝2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为γ1、γ2、γ3、γ4、γ5、和γ6的光，且频率依次增大，则E等于 （ C ） A．h（γ3－γ1 ） B．h（γ5＋γ6） C．hγ3 D．hγ4 5.（07·江苏·2）2006年美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器，通过 （钙48）轰击 （锎249）发生核反应，成功合成了第118号元素，这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子序数最大的元素，实验表明，该元素的原子核先放出3个相同的粒子x，再连续经过3次α衰变后，变成质量为282的第112号元素的原子核，则上述过程中的粒子x是 （ A ） A．中子 B．质子 C．电子 D．α粒子 6.（07·全国理综Ⅰ·19）用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子，观 测到了一定数目的光谱线。调高电子的能量再次进行观测，发现光谱线的数目比原 来增加了5条。用△n表示两次观测中最高激发态的量子数n之差，E表示调高后电 子的能量。根据氢原子的能级图可以判断，△n和E的可能值为 （ A D ） A．△n＝1，13.22 eV＜E＜13.32 eV B．△n＝2，13.22 eV＜E＜13.32 eV C．△n＝1，12.75 eV＜E＜13.06 eV D．△n＝2，12.72 eV＜E＜13.06 eV 7.（07·全国理综Ⅱ·18）氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时，可发生三种不同波长的辐射光。已知其中的两个波长分别为λ1和λ2，且λ1＞λ2，则另一个波长可能是 （ CD ） A．λ1＋λ2 B．λ1－λ2 C． D． 8.（07·上海理综·11）放射性同位素 可用来推算文物的“年龄”。 的含量每减少一半要经过约5730年。某考古小组挖掘到一块动物骨骼，经测定 还剩余1/8，推测该动物生存年代距今约为 （ A ） A．5730×3年 B．5730×4年 C．5730×6年 D．5730×8年 9.（07·上海·6） 衰变为 要经过m次(衰变和n次(衰变，则m，n分别为 （ B ） A．2，4 B．4，2 C．4，6 D．16，6 10.（07·四川理综·16）关于天然放射现象，下列说法正确的是 （ D ） A．放射性元素的原子核内的核子有半数发生变化所需的时间就是半衰期 B．放射性物质放出的射线中，α粒子动能很大，因此贯穿物质的本领很强 C．当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生 衰变 D．放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线 11.（07·重庆理综·13）可见光光子的能量在1.61 eV~3.10 eV范围内.若氢原 子从高能级跃迁到量子数为n的低能级的谱线中有可见光，根据氢原子能级 图可判断n为 （ B ） A．1 B．2 C．3 D．4 12.（07·重庆理综·18）真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾（其极限波长分别为λ​1和λ​2）制成，板面积为S，间距为d。现用波长为λ​(λ1＜λ​＜λ​2 的单色光持续照射两板内表面，则电容器的最终带电量Q正比于 （ D ） A． B． C． D． 13.（06·全国理综Ⅱ·14）现有三个核反应 ①  ② ③ 下列说法正确的是 （ C ） A．①是裂变，②是 衰变，③是聚变 B．①是聚变，②是裂变，③是 衰变 C．①是 衰变，②是裂变，③是聚变 D．①是 衰变，②是聚变，③是裂变 14.（06·天津·18）一个 原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为 ，则下列叙述正确的是 （ A ） A. X原子核中含有86个中子 B. X原子核中含有141个核子 C. 因为裂变时释放能量，根据 ，所以裂变后的总质量数增加 D. 因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少 15.（06·四川·16）某核反应方程为 H+ H→ He+X.已知 H的质量为2.0136u. H的质量为3.018u, He的质量为4.0026u,X的质量为1.0087u.则下列说法中正确的是 （ B ） A.X是质子，该反应释放能量 B.X是中子，该反应释放能量 C.X是质子，该反应吸收能量 D. X是中子，该反应吸收能量 16.（06·重庆理综·17）14C是一种半衰期为5730年的放射性同位素。若考古工作者探测到某古木中14C的含量为原来的 ，则该古树死亡时间距今大约 （ B ） A.22920年 B.11460年 C.5730年 D.2865年 17.（06·江苏·1）从下列哪一组物理量可以算出氧气的摩尔质量 （ C ） A．氧气的密度和阿伏加德罗常数 B．氧气分子的体积和阿伏加德罗常数 C．氧气分子的质量和阿伏加德罗常数 D．氧气分子的体积和氧气分子的质量 18.（06·江苏·2）质子（p）和α粒子以相同的速率在同一匀强磁场中作匀速圆周运动，轨道半径分别为 RP 和 ，周期分别为 和 ，则下列选项正确的是 （ A ） A． 　　 B． 　　 　　 C． 　　 　　 D． 　　 　　 19.（06·江苏·4）氢原子的能级如图所示，已知可见的光的光子能量范围约为1.62eV～3.11eV.下列说法错误的是 （ D ） 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 6 种不同频率的光 D．大量处于n = 4是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 20.（06·北京·13）目前核电站利用的核反应是 （ A ） A.裂变，核燃料为铀 B.聚变，核燃烧为铀 C.裂变，核燃烧为氘　　　　　 　　D.聚变，核燃料为氘 21.（05·北京·16）为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”。对于爱 因斯坦提出的质能方程E=mc2，下列说法中不正确的是 （ D ） A. E=mc2表明物体具有的能量与其质量成正比 B.根据ΔE＝Δmc2可计算核反应的能量 C.一个质子和一个中子结合成一个氘核时释放能量，表明此过程出现了质量亏损 D.E=mc2中的E是发生核反应中释放的核能 22.（05·广东·21）下列说法不正确的是 （ D ） Ａ． 是聚变 Ｂ． 是裂变 Ｃ． 是α衰变 Ｄ． 是裂变 23.（05·江苏·1）下列核反应或核衰变方程中，符号“X”表示中子的是 （ AC ） A． B． C． D． 24.（05·江苏理综·23）下列四个方程中，表示重核裂变的是 （ C ） A． 　　　　　　 　　　B． C． 　　 　D． 25.（05·辽宁·31）如图，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向度垂直于纸 面向外。已知放射源放出的射线有α、β、γ三种。下列判断正确的是 （ B ） A．甲是α射线，乙是γ射线，丙是β射线　 B．甲是β射线，乙是γ射线，丙是α射线 C．甲是γ射线，乙是α射线，丙是β射线 D．甲是α射线，乙是β射线，丙是γ射线 26.（05·上海·6）2005年被联合国定为“世界物理年”，以表彰爱因斯坦对科学的贡献．爱因斯坦 对物理学的贡献有 （ AC ） （A）创立“相对论” （B）发现“X射线”． （C）提出“光子说” （D）建立“原子核式模型”． 27.（05·上海·7）卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，核反应方程为 ，下列说法中正确的是 （ AC ） (A)通过此实验发现了质子． (B)实验中利用了放射源放出的γ射线． (C)实验中利用了放射源放出的α射线． (D)原子核在人工转变过程中，电荷数可能不守恒． 28.（05·天津·17）某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2.21eV，用波长为2.5×10-7m的紫外线照射阴极，已知真空中光速为3.0×108m/s，元电荷为1.6×10-19C，普朗克常量为6.63×10-34J(s，求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大动能应分别是 （ B ） Ａ．5.3×1014HZ，2.2J Ｂ．5.3×1014HZ，4.4×10-19J Ｃ．3.3×1033HZ，2.2J Ｄ．3.3×1033HZ，4.4×10-19J 29.（05·天津·20）现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结构。为满足测量要求，将显微镜工 作时电子的德布罗意波长设定为d/n，其中n>1。已知普朗克常量h、电子质量m和电子电荷量e，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为 （ D ） Ａ． 　　Ｂ． 　　　Ｃ． 　　　　Ｄ． 30.（05·全国Ⅰ·15）已知π+介子、π—介子都是由一个夸克（夸克u或夸克d）和一个反夸克（反夸克 或反夸克 ）组成的，它们的带电量如下表所示，表中e为元电荷。 π+ π— u d 带电量 +e －e + 下列说法正确的是 （ AD ） A．π+由u和 组成　　B．π+由d和 组成　C．π—由u和 组成　　D．π—由d和 组成 31.（05·全国Ⅱ·17）图中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E。 处在n=4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光 波。已知金属钾的逸出功为2.22eV。在这些光波中，能够从金属钾的表面打出 光电子的总共有 （ C ） A．二种 B．三种 C．四种 D．五种 32.（05·北京·18）正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照如下左图所示的方式连接，R=10Ω，交流电压表的示数是10V。右图是交变电源输出电压U随时间t变化的图象，则                （ A ） 　 　　　 　　　　 A．通过R的电流IR随时间t变化的规律是 B．通过R的电流IR随时间t变化的规律是 C．R两端的电压UR随时间t变化的规律是 D．R两端的电压UR随时间t变化的规律是 二、非选择题 36.（07·海南·19）模块3－5 ⑴氢原子第n能级的能量为 ，其中E1是基态能量。而n＝1，2，…。若一氢原子发射能量为 的光子后处于比基态能量高出 的激发态，则氢原子发射光子前后分别处于第几能级？ ⑵一速度为v的高速α粒子（ ）与同方向运动的氖核（ ）发生弹性正碰，碰后α粒子恰好静止。 求碰撞前后氖核的速度（不计相对论修正） 答案 ⑴设氢原子发射光子前后分别位于第 l与第m能级，依题意有： 解得：m＝2 l＝4 ⑵设碰撞前后氖核速度分别为v0、vNe，由动量守恒与机械能守恒定律得： 且： 解得： 37.（07·山东理综·38）（物理3－5）人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程。请按要求回答下列问题。 ⑴卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献。请选择其中的两位，指出他们的主要成绩。 ①​​​​​​​​​​​__________________________________________________________ ②__________________________________________________________ 在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，右图 为三种射线在同一磁场中的运动轨迹，请从三种射线中任选一种，写出它的名 称和一种用途。________________________________________。 ⑵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。中子在重水中可与 核碰撞减速，在石墨中与 核碰撞减速。上述碰撞可简化为弹性碰撞模型。某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果更好？ 答案：⑴卢瑟福提出了原子的核式结构模型（或其他成就） 玻尔把量子理论引入原子模型，并成功解释了氢光谱（或其他成就） 查德威克发现了中子（或其他成就）。 ⑵设中子质量为mn，靶核质量为m 由动量守恒定律：mnv0＝mnv1+mv2 由能量守恒定律： 解得： 在重水中靶核质量：mH＝2mn 在石墨中靶核质量：mc＝12mn 与重水靶核碰后中子速度较小，故重水减速效果更好。 38.(07·上海·4)一置于铅盒中的放射源发射的(、(和(射线，由铅盒的小 孔射出，在小孔外放一铝箔后，铝箔后的空间有一匀强电场。进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图所示，则图中的射线a为______射线，射线b为_____射线。 答案( ( 39.（06·江苏·18）天文学家测得银河系中氦的含量约为25%。有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是在宇宙诞生后2分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部的氢核聚变反应生成的。 （1）把氢核聚变反应简化为4个氢核（ ）聚变成氦核（ ），同时放出2个正电子（ ）和2个中微子（ ），请写出该氢核聚变反应的方程，并计算一次反应释放的能量。 （2）研究表明，银河系的年龄约为t=3.8×1017s，每秒钟银河系产生的能量约为1×1037J（即P＝1×1017J/s）。现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应，试估算银河系中氦的含量（最后结果保留一位有效数字） （3）根据你的估算结果，对银河系中氦的主要生成途径作出判断。 （可能用到的数据：银河系质量约为M＝3×1041kg，原子质量单位1u＝1.66×10－27kg，1u相当于1.5×10－10J的能量，电子质量m＝0.0005u，氦核质量mα=4.0026u，氢核质量mP＝1.0078u，中微子 的质量为零） 答案：(1) (2) 氦的含量 (3)由估算结果可知，k≈2%远小于25%的实际值，所以银河系中的氦主要是宇宙诞生后不久生成的。 40.（05·天津·25）正电子发射计算机断层（PET）是分子水平上的人体功能 显像的国际领先技术，它为临床诊断和治疗提供全新的手段。 ⑴PET在心脏疾病诊疗中，需要使用放射正电子的同位素氮13示踪剂。氮13是由 小型回旋加速器输出的高速质子轰击氧16获得的，反应中同时还产生另一个粒子， 试写出该核反应方程。 ⑵PET所用回旋加速器示意如图，其中置于高真空中的金属D形盒的半径为R，两 盒间距为d，在左侧D形盒圆心处放有粒子源S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向 如图所示。质子质量为m，电荷量为q。设质子从粒子源S进入加速电场时的初速度不计，质子在加速器中运动的总时间为t（其中已略去了质子在加速电场中的运动时间），质子在电场中的加速次数于回旋半周的次数相同，加速质子时的电压大小可视为不变。求此加速器所需的高频电源频率f和加速电压U。 ⑶试推证当R>>d时，质子在电场中加速的总时间相对于在D形盒中回旋的时间 可忽略不计（质子在电场中运动时，不考虑磁场的影响）。 答案： (1)核反应方程为： ① （2）设质子加速后最大速度为v，由牛顿第二定律得得： 　　　　　　　② 质子的回旋周期为： ③ 高频电源的频率为： ④ 质子加速后的最大动能为： ⑤ 设质子在电场中加速的次数为n，则： ⑥ 又　　t= ⑦ 可解得：U＝ ⑧ （3）在电场中加速的总时间为： ⑨ 在D形盒中回旋的意时间为 ⑩ 1           即当R d时，t1可以忽略不计。 41.（05·广东·13）（1）如图所示，氢原子从n>2的某一能通级跃迁到n=2的能级，辐射出能量为2.55eV的光子，问最少要给基态的氢原子最少提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射出上述能量的光子？请在图中画出获得该能量后氢原子可能的辐射跃迁图 （2）热力学第二定律常见的表述有两种。 第一种表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化； 第二种表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化。 图（a）是根据热力学第二定律的第一种表述画出的示意图：外界对致冷机做功，使热量从低温物体传递到高温物体。请你根据第二种表述完成示意图（b），根据你的理解，热力学第二定律的实质是 。 答案：（1）解：氢原子从n>2的某一能通级跃迁到n=2的能级，满足： 　　 ① 所以n=4　② 基态的氢原子要跃迁到n=4的能级，最少提供： 跃迁图如图： （2）热力学第二定律的实质是 一切与热现象有关的宏观 过程都有方向性。如图： 35.（05·上海·3）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． 答案：电子 向下 第二部分 三年联考题汇编 题组一 2009年联考题 一、选择题 1.(巢湖市六中2008—2009学年度高三第一次月考)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 （ B ） 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 4.(2009届安徽省皖南八校高三第一次联考试卷)某放射性元素经过6 次α衰变和8次β衰变，生成了新核．则新核和原来的原子核相比 ( D ) A．质子数减少了12 B．质子数减少了20 C．中子数减少了14 D．核子数减少了24 5.(芜湖一中2009届高三第一次模拟考试)钍核 ，具有放射性，它放出一个电子衰变成镤核 ，伴随该过程放出 光子，下列说法中正确的 ( BD ) A．该电子就是钍原子核外的电子 B． 光子是衰变过程中原子核放出的 C．给钍元素加热，钍元素的半衰期将变短 D．原子核的天然放射现象说明原子核是可分的 6.(合肥35中2009届高三10月月考物理试卷) (1)下列说法正确的是 ． A．康普顿效应和电子的衍射现象说明粒子的波动性 B．α粒子散射实验可以用来确定原子核电荷量和估算原子核半径 C．氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子的运动加速度减小 D．比结合能越大表示原子核中核了结合得越牢靠，原子核越稳定 (2)一个高能 光子，经过重核附近时与原子核场作用，能产生一对正负电子，请完成相应的反应方程： → .已知电子质量m1=9.1x10-31kg，光在真空中的传播速度为c=3×108m/s，则 光亏的能量至少为 答案：(1)BD (2) 1．64×10-13J 7.(巢湖市六中2008—2009学年度高三第一次月考)用中子轰击氧原子核的核反应方程式为 + → + 。对式中X、a、b的判断正确的是          （ C ） A.X代表中子，a=17,b=1 B.X代表电子，a=17,b=-1 C.X代表正电子,a=17,b=1 D.X代表质子，a=17,b=1 8.(巢湖市六中2008—2009学年度高三第一次月考)关于天然放射现象，叙述正确的是 （ C ） A、若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减少 B、β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的 C、在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强 D、铀核( )衰变为铅核（ ）的过程中，要经过8次α衰变和10次β衰变 题组二 2008年联考题 一、选择题 1.（上海市闸北区2008年4月模拟）如图 ，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向度垂直于纸面向外。已知放射源放出的射线有 三种。下列判断正确的是 （ B ） A．甲是α射线，乙是γ射线，丙是β射线　 B．甲是β射线，乙是γ射线，丙是α射线 C．甲是γ射线，乙是α射线，丙是β射线 D．甲是α射线，乙是β射线，丙是γ射线 2、（上海市卢湾区2008年4月模拟）用α粒子轰击铝核(eq \o(\s\up 5(27),\s\do 2(13))Al)，产生磷核(eq \o(\s\up 5(30),\s\do 2(15))P)和x粒子，磷核(eq \o(\s\up 5(30),\s\do 2(15))P)具有放射性，它衰变后变成硅核(eq \o(\s\up 5(30),\s\do 2(14))Si)和y粒子，则x粒子和y粒子分别是 （ D ） （A）质子eq \o(\s\up 5( 1),\s\do 2( 1)) H、电子eq \o(\s\up 5( 0),\s\do 2(-1)) e （B）质子eq \o(\s\up 5( 1),\s\do 2( 1)) H、正电子eq \o(\s\up 5( 0),\s\do 2( 1)) e （C）中子eq \o(\s\up 5( 1),\s\do 2( 0)) n、电子eq \o(\s\up 5( 0),\s\do 2(-1)) e