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

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是分立的D.氫原子光譜的頻率與氫原子能級的能量差無關(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，說明氫原子的能級是分立的，選項B、C正確.根據(jù)玻爾理論可知，選項D錯誤.答案：BC2.一個 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 92UnXSr2n，則下列敘述正確的是()A.X原子核中含有86個中子B.X原子核中含有141個核子C.因為裂變時釋放能量，根據(jù)Emc2，所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)增加D.因為裂變時釋放能量，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A正確，B錯誤.核反應(yīng)吸收或釋放能量并不是因為粒子數(shù)的增加或減少，故選項C、D錯誤.答案：A3.92U 衰變?yōu)?86Rn 要經(jīng)過m次衰變和n次衰變，則m、n分別為()A.2、4B.4、2C.4、6D.16、6解析：由質(zhì)量數(shù)守恒：238222m×4可得：m4由電荷數(shù)守恒：9286m×2n可得：n2.答案：B4.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)生變化所需的時間就是半衰期B.放射性物質(zhì)放出的射線中，粒子動能很大，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，將發(fā)生衰變D.放射性的原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核從高能級向低能級躍遷時，輻射出射線解析：衰變是指原子核的變化，并不是指核子的變化，選項A錯誤.粒子的貫穿本領(lǐng)最低，選項B錯誤.衰變在原子核內(nèi)部發(fā)生，與核外電子無關(guān)，選項C錯誤.答案：D5.鋁箔被粒子轟擊后發(fā)生了以下核反應(yīng)：AlHeXn.下列判斷正確的是()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B、D正確.答案：BD6.下列說法正確的是()A.射線在電場和磁場中都不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)B.射線比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：射線中的光子不帶電，故在電場與磁場中都不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故選項A正確；粒子的特點是電離能力很強(qiáng)，故選項B錯誤；太陽輻射的能量主要來源于輕核的聚變，故選項C錯誤；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D錯誤.答案：A7.一個氡核 Rn衰變成釙核 Po并放出一個粒子，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，粒子B.0.75 g，粒子C.0.25 g，粒子 D.0.75 g，粒子解析：經(jīng)過了2個半衰期，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)守恒可得出是粒子，所以選項B正確.答案：B8.放射性同位素釷232經(jīng)、衰變會生成氡，其衰變方程為ThRnxy，其中()A.x1，y3 B.x2，y3C.x3，y1 D.x3，y2解析：本題考查的是放射性元素衰變的有關(guān)知識，屬于較容易的題目.衰變方程為： ThRnxHeye，由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得：2322204x,90862xy解得：x3，y2.答案：D9.如圖所示，用導(dǎo)線將驗電器與潔凈鋅板連接，觸摸鋅板使驗電器指示歸零.用紫外線照射鋅板，驗電器指針發(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)以上實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)驗電器指針根本不會發(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”).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，驗電器指針偏角不變，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能級的能量En，其中E1是基態(tài)能量.而n1,2,3，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？(2)一速度為v的高速粒子(He)與同方向運動的氖核(Ne)發(fā)生彈性正碰，碰后粒子恰好靜止.求碰撞前后氖核的速度.(不計相對論修正)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，依題意有：E1E1E1解得：m2，l4.(2)設(shè)碰撞前后氖核速度分別為v0、vNe，由動量守恒與機(jī)械能守恒定律得：mvmNev0mNevNemv2mNevmNev且解得：v0vvvNevv.答案：(1)24(2)v11.(1)下列實驗中，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，則小球A和B組成的系統(tǒng)動量守恒應(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，他們發(fā)現(xiàn)的放射性元素 P衰變成 Si的同時放出另一種粒子，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，揭示了氫原子能級的不連續(xù).(2)系統(tǒng)動量守恒的條件為所受合外力為零.即電場力與重力平衡E(q1q2)(m1m2)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：PSie，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個半衰期，所以為56天.答案：(1)AB(2)E(q1q2)(m1m2)g(3)正電子56天12.人類認(rèn)識原子結(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.；.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動軌跡，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).射線電離作用強(qiáng)，用于消除有害靜電；射線貫穿能力強(qiáng)，可用于工業(yè)生產(chǎn)控制；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.由動量守恒定律有：Mnv0Mnv1Mv2由能量守恒定律有：MnvMnvMv解得：v1v0在重水中靶核的質(zhì)量：MH2Mnv1Hv0v0在石墨中靶核的質(zhì)量：MC12Mnv1Cv0v0中子與重水靶核碰后的速度較小，故重水的減速效果更好.