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2020高中物理 第2、3、4章 原子結(jié)構(gòu) 原子核與放射性 核能 3單元測試 魯科版選修3-5

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1、第2、3、4章《原子結(jié)構(gòu)》《原子核與放射性》《核能》單元測試 1.有關(guān)氫原子光譜的說法正確的是(  ) A.氫原子的發(fā)射光譜是連續(xù)譜 B.氫原子光譜說明氫原子只發(fā)出特定頻率的光 C.氫原子光譜說明氫原子能級(jí)是分立的 D.氫原子光譜的頻率與氫原子能級(jí)的能量差無關(guān) 解析:氫原子的發(fā)射光譜是不連續(xù)的,只能發(fā)出特定頻率的光,說明氫原子的能級(jí)是分立的,選項(xiàng)B、C正確.根據(jù)玻爾理論可知,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 答案:BC 2.一個(gè) 92U的原子核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng),其裂變方程為 92U+n→X+Sr+2n,則下列敘述正確的是(  ) A.X原子核中含有86個(gè)中子 B.

2、X原子核中含有141個(gè)核子 C.因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量,根據(jù)E=mc2,所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)增加 D.因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量,出現(xiàn)質(zhì)量虧損,所以生成物的總質(zhì)量數(shù)減少 解析:由質(zhì)量數(shù)守恒、電荷量守恒可得X原子核含質(zhì)子數(shù)為54,中子數(shù)為86.故選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤. 核反應(yīng)吸收或釋放能量并不是因?yàn)榱W訑?shù)的增加或減少,故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤. 答案:A 3.92U 衰變?yōu)?86Rn 要經(jīng)過m次α衰變和n次β衰變,則m、n分別為(  ) A.2、4  B.4、2  C.4、6  D.16、6 解析:由質(zhì)量數(shù)守恒:238=222+m×4 可得:m=4 由電荷數(shù)守恒:92=86+m×2-n 可得:n

3、=2. 答案:B 4.關(guān)于天然放射現(xiàn)象,下列說法正確的是(  ) A.放射性元素的原子核內(nèi)的核子有半數(shù)發(fā)生變化所需的時(shí)間就是半衰期 B.放射性物質(zhì)放出的射線中,α粒子動(dòng)能很大,因此貫穿物質(zhì)的本領(lǐng)很強(qiáng) C.當(dāng)放射性元素原子的核外電子具有較高能量時(shí),將發(fā)生β衰變 D.放射性的原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí),輻射出γ射線 解析:衰變是指原子核的變化,并不是指核子的變化,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.α粒子的貫穿本領(lǐng)最低,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.β衰變在原子核內(nèi)部發(fā)生,與核外電子無關(guān),選項(xiàng)C錯(cuò)誤. 答案:D 5.鋁箔被α粒子轟擊后發(fā)生了以下核反應(yīng):Al+He→X+n.下列判斷正確的是(  )

4、A.n是質(zhì)子 B.n是中子 C.X是 Si的同位素 D.X是 P的同位素 解析:根據(jù)核反應(yīng)方程質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知選項(xiàng)B、D正確. 答案:BD 6.下列說法正確的是(  ) A.γ射線在電場和磁場中都不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn) B.β射線比α射線更容易使氣體電離 C.太陽輻射的能量主要來源于重核裂變 D.核反應(yīng)堆產(chǎn)生的能量來自輕核聚變 解析:γ射線中的γ光子不帶電,故在電場與磁場中都不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),故選項(xiàng)A正確;α粒子的特點(diǎn)是電離能力很強(qiáng),故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;太陽輻射的能量主要來源于輕核的聚變,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;目前核反應(yīng)堆產(chǎn)生的能量都來源于重核的裂變,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤. ``答案:A 7.一個(gè)

5、氡核 Rn衰變成釙核 Po并放出一個(gè)粒子,其半衰期為3.8天.1 g氡經(jīng)過7.6天衰變掉氡的質(zhì)量,以及Rn 衰變成 Po的過程放出的粒子是(  ) 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 解析:經(jīng)過了2個(gè)半衰期,1 g的氡剩下了0.25 g,衰變了0.75 g,根據(jù)核反應(yīng)方程的規(guī)律知,在反應(yīng)前后的質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒可得出是α粒子,所以選項(xiàng)B正確. 答案:B 8.放射性同位素釷232經(jīng)α、β衰變會(huì)生成氡,其衰變方程為Th→Rn+xα+yβ,其中(  ) A.x=1,y=3 B.x=2,y=3 C.x=3

6、,y=1 D.x=3,y=2 解析:本題考查的是放射性元素衰變的有關(guān)知識(shí),屬于較容易的題目.衰變方程為: Th→Rn+xHe+ye,由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得: 232=220+4x,90=86+2x-y 解得:x=3,y=2. 答案:D 9.如圖所示,用導(dǎo)線將驗(yàn)電器與潔凈鋅板連接,觸摸鋅板使驗(yàn)電器指示歸零.用紫外線照射鋅板,驗(yàn)電器指針發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn),接著用毛皮摩擦過的橡膠棒接觸鋅板,發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器的指針張角減小,此現(xiàn)象說明鋅板帶     電(填“正”或“負(fù)”);若改用紅外線重復(fù)以上實(shí)驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針根本不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明金屬鋅的極限頻率    紅外線的頻率(填“大于”或“小于”)

7、. 解析:毛皮摩擦過的橡膠棒帶負(fù)電,因鋅板被紫外線照射后發(fā)生光電效應(yīng)缺少電子而帶正電,故驗(yàn)電器指針的負(fù)電荷與鋅板正電荷中和一部分電荷后偏角減小.用紅外線照射鋅板時(shí),驗(yàn)電器指針偏角不變,鋅板未發(fā)生光電效應(yīng),說明鋅板的極限頻率大于紅外線的頻率. 答案:正 大于 10.(1)氫原子第n能級(jí)的能量En=,其中E1是基態(tài)能量.而n=1,2,3,…若一氫原子發(fā)射能量為-E1的光子后處于比基態(tài)能量高出-E1的激發(fā)態(tài),則氫原子發(fā)射光子前后分別處于第幾能級(jí)? (2)一速度為v的高速α粒子(He)與同方向運(yùn)動(dòng)的氖核(Ne)發(fā)生彈性正碰,碰后α粒子恰好靜止.求碰撞前后氖核的速度.(不計(jì)相對論修正)

8、 解析:(1)設(shè)氫原子發(fā)射光子前后分別位于第l與第m能級(jí),依題意有: -=-E1 -E1=-E1 解得:m=2,l=4. (2)設(shè)碰撞前后氖核速度分別為v0、vNe,由動(dòng)量守恒與機(jī)械能守恒定律得: mαv+mNev0=mNevNe   mαv2+mNev=mNev 且= 解得:v0=v=v vNe=v=v. 答案:(1)2 4 (2)v 11.(1)下列實(shí)驗(yàn)中,深入地揭示了光的粒子性一面的有   . (2)場強(qiáng)為E、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場中有兩小球A、B,它們的質(zhì)量分別為m1、m2,電荷量分別為q1、q2.A、B兩球由靜止釋放,重力加速度為g,

9、則小球A和B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒應(yīng)滿足的關(guān)系式為      . (3)約里奧·居里夫婦因發(fā)現(xiàn)人工放射性而獲得了1935年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),他們發(fā)現(xiàn)的放射性元素 P衰變成 Si的同時(shí)放出另一種粒子,這種粒子是       .P是 P的同位素,被廣泛應(yīng)用于生物示蹤技術(shù).1 mg的 P隨時(shí)間衰變的關(guān)系如圖所示,請估算4 mg的 P經(jīng)多少天的衰變后還剩0.25 mg? 解析:(1)A為康普頓效應(yīng),B為光電效應(yīng),這兩種現(xiàn)象都深入揭示了光的粒子性. C為α粒子散射,不是光子,揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)模型.D為光的折射,揭示了氫原子能級(jí)的不連續(xù). (2)系統(tǒng)動(dòng)量守恒的條件為所受合外力為零.即電場力與

10、重力平衡E(q1+q2)=(m1+m2)g. (3)由核反應(yīng)過程中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可寫出核反應(yīng)方程:P→Si+e,可知這種粒子是正電子.由圖象可知,P的半衰期為14天,4 mg的P衰變后還剩0.25 mg,經(jīng)歷了4個(gè)半衰期,所以為56天. 答案:(1)AB (2)E(q1+q2)=(m1+m2)g (3)正電子 56天 12.人類認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)和開發(fā)利用原子能經(jīng)歷了十分曲折的過程.請按要求回答下列問題. (1)盧瑟福、玻爾、查德威克等科學(xué)家在原子結(jié)構(gòu)或原子核的研究方面作出了卓越的貢獻(xiàn). 請選擇其中的兩位,指出他們的主要成績. ①                 ; ②   

11、              . 在貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象后,人們對放射線的性質(zhì)進(jìn)行了深入研究,圖示為三種射線在同一磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡,請從三種射線中任選一種,寫出它的名稱和一種用途.                         . (2)在可控核反應(yīng)堆中需要給快中子減速,輕水、重水和石墨等常用做減速劑.中子在重水中可與H核碰撞減速,在石墨中與C核碰撞減速.上述碰撞可簡化為彈性碰撞模型.某反應(yīng)堆中快中子與靜止的靶核發(fā)生對心正碰,通過計(jì)算說明,僅從一次碰撞考慮,用重水和石墨作減速劑,哪種減速效果更好? 解析:(1)盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型(或其他成就);玻爾把量子理論引入原子

12、模型,并成功解釋了氫光譜(或其他成就);查德威克發(fā)現(xiàn)了中子(或其他成就). α射線電離作用強(qiáng),用于消除有害靜電;β射線貫穿能力強(qiáng),可用于工業(yè)生產(chǎn)控制;γ射線貫穿能力最強(qiáng),可用于工業(yè)探傷. (2)設(shè)中子的質(zhì)量為Mn,靶核的質(zhì)量為M,中子碰撞前的速度為v0、碰撞后的速度為v1,靶核碰撞后的速度為v2. 由動(dòng)量守恒定律有: Mnv0=Mnv1+Mv2 由能量守恒定律有:Mnv=Mnv+Mv 解得:v1=v0 在重水中靶核的質(zhì)量:MH=2Mn v1H=v0=-v0 在石墨中靶核的質(zhì)量:MC=12Mn v1C=v0=-v0 中子與重水靶核碰后的速度較小,故重水的減速效果更好.

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