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    101高考物理原子和原子核复习试题及答案101

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    这是一份101高考物理原子和原子核复习试题及答案101,共8页。试卷主要包含了选择题,计算题等内容,欢迎下载使用。

    专题十三   原子和原子核(附参考答案)

    一、选择题

     

    1. 下列说法错误的是                                 (      )

    A.原子核分裂成核子时会放出核能

    B.α粒子散射实验使人们认识到原子核本身有复杂的结构

    C.根据玻尔的原子理论,在氢原子中,量子数n越大,原子能级的能量也越大

    D.氡222衰变成钋218,半衰期为3.8天,因此200个氡222原子核经过3.8天后剩下90个

     

    2. 一群处于n=4的激发态的氢原子,向低能级跃迁时,可能发射的谱线为       (     )

    A. 3条    B. 4条    C. 5条    D. 6条

     

    3.已知氢原子核外电子的第一条可能轨道半径为rl,此时氢原子的能量为E1,当核外电子在第n条可能轨道上时,有                                                  (     )

    A.  其轨道半径为rn=n2r1

    B.氢原子的能量为En=E1/n2,由此可见n越大,能量越小

    C.氢原子在不同能量状态之间跃迁时,总能辐射出一定波长的光子

    D.氢原子由能量状态En跃迁到能量状态En-1时,其辐射光子的波长为

     

    4. 某放射性元素,在15h内衰变了全部原子核的7/8,则其半衰期为    (     )

    A. 10h    B. 7.5h    C. 5h    D. 3h

     

    5.  (钍)经过一系列αβ衰变,变成 (铅),下列说法正确的是   (      )

    A.铅核比钍核少8个质子            B.铅核比钍核少16个中子

    C.共经过4次α衰变和6次β衰变    D.共经过6次α衰变和4次β衰变

     

    6.卢瑟福提出原子的核式结构学说的依据是用α粒子轰击金铂,实验中发现α粒子(      )

    A.全部穿过或发生很小偏转          

    B.绝大多数穿过,只有少数发生较大偏转,有的甚至被弹回

    C.全部发生很大偏转               

    D.绝大多数发生很大偏转,甚至被弹回,只有少数穿过

     

    7.在极短的距离上,核力将一个质子和一个中子吸引在一起形成一个氘核,下述说法中正确的是 (     )

    A.氘核的能量大于一个质子和一个中子能量之和

    B.氘核的能量等于一个质子和一个中子能量之和

    C.氘核的能量小于一个质子和一个中子能量之和

    D.氘核若分裂为一个质子和一个中子时,一定要放出能量

     

    8.关于质能方程,下列说法正确的是                  (     )

    A.人质量减少,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

     

    9.当一个中子和一个质子结合成氘核时,产生γ光子辐射,对这一实验事实,下列说法正确的是 (      )

    A.核子结合成原子核时,要放出一定的能量      

    B.原子核分裂成核子时,要放出一定的能量

    C.γ光子的质量为零,氘核的质量等于中子与质子的质量之和

    D.γ光子具有一定的能量,氘核的质量小于中子与质子的质量之和

     

    10..原子核Aβ衰变(一次)变成原子核B,原子核B再经α衰变(一次)变成原子核C,则下列说法中哪些说法是正确的?                  (    )

    A.核A的中子数减核C的中子数等于2      

    B.核A的质子数减核C的质子数等于5

    C.原子核为A的中性原子的电子数比原子核为B的中性原子中的电子数少1

    D.核C的质子数比核A的质子数少1

     

    11.氢原子核外电子由一个轨道向另一个轨道跃迁时,可能发生的情况是       (      )

    A.原子吸收光子,电子的动能增大,原子的电势能增大,原子的能量增大

    B.原子放出光子,电子的动能减少,原子的电势能减少,原子的能量减少

    C.原子吸收光子,电子的动能减少,原子的电势能增大,原子的能量增大

    D.原子放出光子,电子的动能增加,原子的电势能减少,原子的能量减少

     

    12.氢原子从第4能级跃迁到第2能级发出蓝光,那么,当氢原子从第5能级跃迁到第2能级应发出     (      )

    A.X射线      B.红光      C.黄光      D.紫光

     

    13.氢原子第一能级是-13.6eV,第二能级是-3.4eV.如果一个处于基态的氢原子受到一个能量为11eV的光子的照射,则这个氢原子                         (      )

    A.吸收这个光子,跃迁到第二能级,放出多余的能量

    B.吸收这个光子,跃迁到比第二能级能量稍高的状态

    C.吸收这个光子,跃迁到比第二能级能量稍低的状态

    D.不吸收这个光子

     

    二、计算题

    14. 处于静止状态的原子核X经历一次衰变后变成质量为MY原子核,放出的粒子垂直射人磁感应强度为B的匀强磁场,测得其做圆周运动的半径为r,已知粒子的质量为m,电量为q,设衰变过程中出现的能量全部转化为新核和α粒子的动能.求此衰变过程亏损的质量.

     

     

     

     

     

     

     

    15. 核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源.近年来,受控核聚变的科学可行性已得到验证,目前正在突破关键技术,最终将建成商用核聚变电站.一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘(又叫重氢)和氚(又叫超重氢)聚合成氦,并释放一个中子若已知氘原子的质量为,氚原子的质量为,氦原子的质量为4.0026u,中子的质量为1.0087u.

     (1)写出氘和氚聚合的反应方程.

     (2)试计算这个核反应释放出来的能量.

     (3)若建一座功率为的核聚变电站,假设聚变所产生的能量有一半变成了电能,每年要消耗多少氘的质量?

    (一年按计算,光速,结果取二位有效数字)

     

     

     

     

     

    16. 图示为氢原子能级示意图,现有每个电子的动能都是Ee=12.89eV的电子束与处在基态的氢原子束射入同一区域,使电子与氢原子发生迎头正碰。已知碰撞前一个电子和一个原子的总动量为零。碰撞后,氢原子受到激发,跃迁到n4的能级。求碰撞后一个电子和一个受激氢原子的总动能。已知电子的质量与氢原子的质量之比为

     

     

     

     

     

     

     

    17. 如图所示,在半径为r的圆形区域内有磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场,

    磁场区域的边界上有abc三点,三点与圆心O的连线互成1200角度.某时刻静止在b

    点处的原子核X发生α衰变,α粒子沿bc连线方向射入磁场,经磁场偏转后恰好由a点射

    出且与ac连线相切.已知α粒子的质量为m,电量为2e,剩余核质量为M,衰变过程释放

    的核能全部转化为动能,求原子核X的质量

     

     

     

     

     

     

     

    18. 两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核,已知氘核质量为2.0136 u

    氦核质量为3.0150u,中子的质量为1.0087u

    1)写出聚变方程,求出释放能量;

    2)若反应前两氘核的动能均为0.35 MeV,正面相碰发生反应,且反应中释放的结合能全部变为动能,则反应后氦核和中子的动能各为多少?

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    参考答案

    一、选择题

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    10

    11

    12

    13

    ABD

    D

    AD

    C

    ABD

    B

    C

    BD

    AD

    CD

    CD

    D

    D

    二、计算题

    14.解:粒子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,所以,粒子的动能

    X核衰变后生成的新核Y的速度设为u,则依据动量守恒有Mu=mv,所以Y核的动能

    衰变过程释放的总能量ΔE=Eα+EM  .     

     释放的能量由衰变过程亏损的质量转化而来,根据质能方程ΔE=Δmc2,得亏损的质量为

     

    15.解:(1

        2

        3)一年中产生的电能发生的核反应次数为

        所需氘的质量

     

     

    16.解:vevH表示碰撞前电子的速率和氢原子的速率,根据题意有

                   

    碰撞前,氢原子与电子的总动能为             

    ①②两式并代入数据得            eV          

    氢原子从基态激发到n=4的能级所需能量由能级图得

     

    eV   

    碰撞后电子和受激氢原子的总动能eV  

     

    17. 解:原子核衰变过程,系统动量守恒,

    设沿bc为正方向,有:

                2分)

    根据能量守恒,有:     2分)

        а粒子,有:      

    又由几何关系可知:          则可得:     2分)

       1分)

    根据  ,得

                       2分)

                       2分)

                1分)

     2分)

     

    18.解: 1)核反应方程为

    反应中质量亏损为

    所以释放的能量为

    2)由动量守恒和能量守恒知

                      

       

    ①②解得

     

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