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1、 A．放出光子，能量增加 B．放出光子，能量減少 C．吸收光子，能量增加 D．吸收光子，能量減少 解析 氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，放出光子，能量減少，故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤． 答案 B 2、在軋制鋼板時(shí)需要?jiǎng)討B(tài)地監(jiān)測(cè)鋼板厚度，其檢測(cè)裝置由放射源、探測(cè)器等構(gòu)成，如圖1－3－11所示．該裝置中探測(cè)器接收到的是 ( )． A．X射線 B．α射線 C．β射線 D．γ射線
解析 放射源發(fā)出的只有α、β、γ三種射線，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤．在α、β、γ三種射線中，只有γ射線能穿透鋼板，故選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤，D正確． 答案 D 3、居室裝修中經(jīng)常用到的花崗巖都不同程度地含有放射性元素(含鈾、釷等)，會(huì)釋放出α、β、γ射線，這些射線會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變及呼吸道疾病．根據(jù)有關(guān)放射性知識(shí)判斷下列說法中正確的是 ( )． A．α射線是發(fā)生α衰變時(shí)產(chǎn)生的，生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了4個(gè) B．β射線是發(fā)生β衰變時(shí)產(chǎn)生的，生成核與原來的原子核相比，質(zhì)量數(shù)減少了1個(gè) C．γ射線是發(fā)生γ衰變時(shí)產(chǎn)生的，生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了1個(gè) D．在α、β、γ三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)、電離能力最弱 解析 α射線是發(fā)生α衰變時(shí)產(chǎn)生的，生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了2個(gè)，A錯(cuò)；β射線是發(fā)生β衰變時(shí)產(chǎn)生的，生成核與原來的原子核相比，質(zhì)量數(shù)不變，中子數(shù)減少了1個(gè)，B錯(cuò)；γ射線是伴隨著α、β衰變產(chǎn)生的，穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱，C錯(cuò)，D正確． 答案 D 4、太陽的能量來自下面的反應(yīng)：四個(gè)質(zhì)子(氫核)聚變成一個(gè)α粒子，同時(shí)發(fā)射出兩個(gè)正電子和兩個(gè)沒有靜止質(zhì)量的中微子．已知α粒子的質(zhì)量為mα，質(zhì)子的質(zhì)量為mp，電子的質(zhì)量為me，則NA表示阿伏加德羅常數(shù)，用c表示光速，則太陽上1 kg的氫核聚變成α粒子所放出的能量為 ( )． A．125(4mp－mα－2me)NAc2 B．250(4mp－mα－2me)NAc2 C．500(4mp－mα－2me)NAc2 D．1 000(4mp－4mα－2me)NAc2 解析 四個(gè)質(zhì)子聚變成一個(gè)α粒子時(shí)放出的能量為(4mp－mα－2me)c2，則一個(gè)質(zhì)子放出的能量為 答案 B 5、氘核、氚核、中子、氦核的質(zhì)量分別是m1、m2、m3和m4，如果氘核和氚核結(jié)合生成氦核，則下列說法中正確的是 ( )． A．核反應(yīng)方程式為 B．這是一個(gè)裂變反應(yīng) C．核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損Δm＝m1＋m2－m3 D．核反應(yīng)過程中釋放的核能ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2 解析 由氘核和氚核的結(jié)合以及電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒可知選項(xiàng)A正確；該核反應(yīng)為聚變反應(yīng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為Δm＝m1＋m2－m3－m4，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由愛因斯坦質(zhì)能方程可知核反應(yīng)過程中釋放的核能ΔE＝Δmc2，可知選項(xiàng)D正確． 答案 AD 6、如圖1－3－12所示， 在氫原子能級(jí)圖中，氫原子從各個(gè)較高能級(jí)躍遷至同一較低能級(jí)時(shí)，會(huì)發(fā)出一系列光譜線，形成譜線系，分別稱為賴曼線系，巴耳末線系，帕邢線系等．在同一譜線系中，下列說法正確的是( )． A．每一躍遷都會(huì)釋放出一個(gè)電子，使原子變?yōu)榱Ｗ?/p> B．各種躍遷都會(huì)釋放出不同能量的光子 C．各條譜線具有相同的頻率 D．躍遷后原子的能級(jí)是相同的
解析 由hν＝Em－En可得，各種不同能級(jí)的氫原子從高能級(jí)躍遷至低能級(jí)，會(huì)釋放不同能量(不同頻率)的光子，A、C錯(cuò)誤，B正確；躍遷后原子的能級(jí)相同，D正確． 答案 BD 7、如圖1－3－13為氫原子能級(jí)的示意圖， 現(xiàn)有大量的氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出若干不同頻率的光．關(guān)于這些光，下列說法正確的是 ( )． A．最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的光是由n＝4能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)產(chǎn)生的 B．頻率最小的光是由n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)產(chǎn)生的 C．這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光 D．用n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)輻射出的光照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng)
解析 最容易發(fā)生衍射的應(yīng)是波長最長而頻率最小、能量最低的光波，hν＝h 答案 D 8、下列關(guān)于近代物理知識(shí)說法中正確的是 ( )． A．將放射性元素?fù)诫s到其他穩(wěn)定元素中，并降低其溫度，它的半衰期會(huì)發(fā)生改變 B．α粒子散射實(shí)驗(yàn)中少數(shù)α粒子發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)是盧瑟福猜想原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù) C．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說明了原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu) D．用質(zhì)子流工作的顯微鏡比用相同速度的電子流工作的顯微鏡分辨率低 答案：BC 9、氫原子的能級(jí)如圖1－3－14所示．有一群處于n＝4能級(jí)的氫原子，這群氫原子最多能發(fā)出________種譜線，發(fā)出的光子照射某金屬能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則該金屬的逸出功不應(yīng)超過________eV.
答案：6 12.75 10、近年來，國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃取得了重大進(jìn)展，它利用的核反應(yīng)方程是  H＋H→He＋n.若H和H迎面碰撞，初速度大小分別為v1、v2，H、H、He、n的質(zhì)量分別為m1、m2、m3、m4，反應(yīng)后He的速度大小為v3，方向與H的運(yùn)動(dòng)方向相同，求中子n的速度(選取m1的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，不?jì)釋放的光子的動(dòng)量，不考慮相對(duì)論效應(yīng))．答案： 11、下列說法中正確的是 ( )． A．β衰變現(xiàn)象說明電子是原子核的組成部分 B．目前已建成的核電站的能量來自于重核裂變 C．一群氫原子從n＝3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)，能輻射3種不同頻率的光子 D．盧瑟福依據(jù)極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度散射提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型 答案：BCD 12、光照射到金屬上時(shí)，一個(gè)光子只能將其全部能量傳遞給一個(gè)電子，一個(gè)電子一次只能獲取一個(gè)光子的能量，成為光電子，因此極限頻率是由________(“金屬”或“照射光”)決定的．如圖1－3－15所示，當(dāng)用光照射光電管時(shí)，毫安表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，若再將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)，毫安表的讀數(shù)不可能________(“變大”、“變小”或“不變”)．
答案：金屬 變小 13、如圖1－3－16所示，總質(zhì)量為M的火箭被飛機(jī)釋放時(shí)的速度為v0，方向水平．剛釋放時(shí)火箭向后以相對(duì)于地面的速率u噴出質(zhì)量為m的燃?xì)?，火箭相?duì)于地面的速度變?yōu)槎啻螅?/span>
答案： 14、下列描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長關(guān)系的圖中，符合黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是 ( )．
解析 A根據(jù)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律：隨著溫度的升高，各波長的輻射強(qiáng)度都增加，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)，可知正確答案為A. 15、按照玻爾原子理論，氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn)，氫原子的能量________(選填“越大”或“越小”)．已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1(E1<0)，電子質(zhì)量為m，基態(tài)氫原子中的電子吸收一頻率為ν的光子被電離后，電子速度大小為________(普朗克常量為h)． 解析：根據(jù)玻爾理論可知，氫原子中的電子離核越遠(yuǎn)，氫原子的能量越大，由 mv2＝hν＋E1可得v＝ .16、有些核反應(yīng)過程是吸收能量的．例如，在X＋ 7N―→8 O＋1H中，核反應(yīng)吸收的能量Q＝[(mO＋mH)－(mx＋mN)]c2.在該核反應(yīng)方程中，X表示什么粒子？X粒子以動(dòng)能Ek轟擊靜止的7N核，若Ek＝Q，則該核反應(yīng)能否發(fā)生？請(qǐng)簡要說明理由．解析：根據(jù)核反應(yīng)中的質(zhì)量數(shù)守恒及電荷數(shù)守恒可知X粒子為 He(α粒子)．不能發(fā)生，因?yàn)椴荒芡瑫r(shí)滿足能量守恒和動(dòng)量守恒的要求．
17、氫原子從能級(jí)m躍遷到能級(jí)n時(shí)輻射紅光的頻率為ν1，從能級(jí)n躍遷到能級(jí)k時(shí)吸收紫光的頻率為ν2，已知普朗克常量為h，若氫原子從能級(jí)k躍遷到能級(jí)m，則( ) A．吸收光子的能量為hν1＋hν2 B．輻射光子的能量為hν1＋hν2 C．吸收光子的能量為hν2－hν1 D．輻射光子的能量為hν2－hν1 解析 氫原子從能級(jí)m躍遷到能級(jí)n時(shí)輻射紅光，說明能級(jí)m高于能級(jí)n，而從能級(jí)n躍遷到能級(jí)k時(shí)吸收紫光，說明能級(jí)k也比能級(jí)n高，而紫光的頻率ν2大于紅光的頻率ν1， 答案 D 18、根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型．如圖1-3-9所示為原子核式結(jié)構(gòu)模型的α粒子散射圖景．圖中實(shí)線表示α粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡．其中一個(gè)α粒子在從a運(yùn)動(dòng)到b、再運(yùn)動(dòng)到c的過程中(α粒子在b點(diǎn)時(shí)距原子核最近)，下列判斷正確的是( )．
圖13-3-1 A．α粒子的動(dòng)能先增大后減小 B．α粒子的電勢(shì)能先增大后減小 C．α粒子的加速度先變小后變大 D．電場(chǎng)力對(duì)α粒子先做正功后做負(fù)功 解析 根據(jù)題意，α粒子運(yùn)動(dòng)過程中，電場(chǎng)力對(duì)α粒子先做負(fù)功后做正功，所以其電勢(shì)能先增大后減小，而動(dòng)能先減小后增大，B正確，A、D錯(cuò)誤．根據(jù)庫侖定律和牛頓第二定律可知α粒子加速度先增大后減小，C錯(cuò)誤． 答案 B 19、氦原子被電離出一個(gè)核外電子，形成類氫結(jié)構(gòu)的氦離子已知基態(tài)的氦離子能量為E1＝－54.4 eV，氦離子的能級(jí)示意圖如圖13-3-3所示，在具有下列能量的光子或者電子中，不能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是( )．
圖13-3-2 A．42.8 eV(光子) B．43.2 eV(電子) C．41.0 eV(電子) D．54.4 eV(光子) 解析 由于光子能量不可分，因此只有能量恰好等于兩能級(jí)差的光子才能被氦離子吸收，故A項(xiàng)中光子不能被吸收，D項(xiàng)中光子能被吸收；而實(shí)物粒子(如電子)只要能量不小于兩能級(jí)差，均可能被吸收，故B、C兩項(xiàng)中電子均能被吸收． 答案 A 20、如圖13-3-3為氫原子的能級(jí)圖，已知處于較高能級(jí)的氫原子能自發(fā)地向較低能級(jí)躍遷，則：
圖13-3-3 (1)一群氫原子由n＝4能級(jí)向n＝1能級(jí)躍遷時(shí)最多可輻射出________種不同頻率的光． (2)要想使處在n＝2激發(fā)態(tài)的氫原子電離至少吸收________eV的能量． 答案 (1)6 (2)3.40 21、光子不僅具有能量E＝hν，而且像實(shí)物粒子一樣具有大小為p＝ ＝的動(dòng)量．如果氫原子能級(jí)可用如下公式來描述：En＝－(2.18×10－18J)，n＝1,2,3…，其中Z為原子序數(shù)．已知電子電荷量取1.60×10－19C.則氫原子第一激發(fā)態(tài)的能量為________，為使處于基態(tài)的氫原子進(jìn)入激發(fā)態(tài)，入射光子所需的最小能量為________．氫原子從第一激發(fā)態(tài)躍遷回基態(tài)時(shí)，如果考慮到原子的反沖，輻射光子的頻率________(選填“小于”或“大于”)不考慮原子的反沖時(shí)輻射光子的頻率．解析 第一激發(fā)態(tài)E2＝－( 答案 －3.4 eV 10.2 eV 小于 22、一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子聚變結(jié)合成一個(gè)氘核，同時(shí)輻射一個(gè)γ光子．已知質(zhì)子、中子、氘核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，普朗克常量為h，真空中的光速為c.下列說法正確的是( )． A．核反應(yīng)方程是 B．聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損Δm＝m1＋m2－m3 C．輻射出的γ光子的能量E＝(m3－m1－m2)c D．γ光子的波長λ＝ 解析 此核反應(yīng)的核反應(yīng)方程為 答案 B 23、太陽內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著4個(gè)質(zhì)子( H)聚變?yōu)?/span>1個(gè)氦核(He)的熱核反應(yīng)，核反應(yīng)方程是4H→He＋2X，這個(gè)核反應(yīng)釋放出大量核能．已知質(zhì)子、氦核、X的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，真空中的光速為c.下列說法中正確的是( )．A．方程中的X表示中子( B．方程中的X表示電子( C．這個(gè)核反應(yīng)中質(zhì)量虧損Δm＝4m1－m2 D．這個(gè)核反應(yīng)中釋放的核能ΔE＝(4m1－m2－2m3)c2 解析 由核反應(yīng)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒可推斷出X為 答案 D 24、我國科學(xué)家研制“兩彈”所涉及的基本核反應(yīng)方程有： (1) (2) 關(guān)于這兩個(gè)方程的下列說法，正確的是( )． A．方程(1)屬于α衰變 B．方程(2)屬于輕核聚變 C．方程(1)中k＝10，方程(2)中d＝1 D．方程(1)中k＝6，方程(2)中d＝1 解析 本題考查核反應(yīng)方程．(1)為典型的裂變方程，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤．(2)為聚變反應(yīng)，故B項(xiàng)正確．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒定律可得k＝10，d＝1，故C選項(xiàng)正確． 答案 BC 25、放射性同位素電池是一種新型電池，它是利用放射性同位素衰變放出的高速帶電粒子(α射線、β射線)與物質(zhì)相互作用，射線的動(dòng)能被吸收后轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，再通過換能器轉(zhuǎn)化為電能的一種裝置．其構(gòu)造大致是：最外層是由合金制成的保護(hù)層，次外層是防止射線泄漏的輻射屏蔽層，第三層是把熱能轉(zhuǎn)化成電能的換能器，最里層是放射性同位素． 電池使用的三種放射性同位素的半衰期和發(fā)出的射線如下表：
若選擇上述某一種同位素作為放射源，使用相同材料制成的輻射屏蔽層，制造用于執(zhí)行長期航天任務(wù)的核電池，則下列論述正確的是( )． A．90Sr的半衰期較長，使用壽命較長，放出的β射線比α射線的貫穿本領(lǐng)弱，所需的屏蔽材料較薄 B．210Po的半衰期最短，使用壽命最長，放出的α射線比β射線的貫穿本領(lǐng)弱，所需的屏蔽材料較薄 C．238Pu的半衰期最長，使用壽命最長，放出的α射線比β射線的貫穿本領(lǐng)弱，所需的屏蔽材料較薄 D．放射性同位素在發(fā)生衰變時(shí)，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，但衰變前后的總質(zhì)量數(shù)不變 解析 原子核衰變時(shí)，釋放出高速運(yùn)動(dòng)的射線，這些射線的能量來自原子核的質(zhì)量虧損，即質(zhì)量減小，但質(zhì)量數(shù)不變，D對(duì)；從表格中顯示Sr的半衰期為28年、Po的半衰期為138天、Pu的半衰期為89.6年，故Pu的半衰期最長，其使用壽命也最長，α射線的穿透能力沒有β射線強(qiáng)，故較薄的屏蔽材料即可擋住α射線的泄漏，C對(duì)． 答案 CD 26、2010年上海世博會(huì)太陽能應(yīng)用技術(shù)引領(lǐng)了世界．太陽能屋頂、太陽能幕墻、太陽能汽車、太陽能動(dòng)態(tài)景觀……科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)太陽發(fā)光是由于其內(nèi)部不斷發(fā)生從氫核到氦核的核聚變反應(yīng)，即在太陽內(nèi)部4個(gè)氫核( H)轉(zhuǎn)化成一個(gè)氦核(He)和兩個(gè)正電子(e)并放出能量．已知質(zhì)子質(zhì)量mp＝1.007 3 u，α粒子的質(zhì)量mα＝4.001 5 u，電子的質(zhì)量me＝0.000 5 u，1 u的質(zhì)量相當(dāng)于931 MeV的能量．(1)熱核反應(yīng)方程為________； (2)一次這樣的熱核反應(yīng)過程中釋放出多少M(fèi)eV的能量？(結(jié)果保留四位有效數(shù)字) 解析 (1)4 (2)Δm＝4mp－mα－2me＝4×1.007 3 u－4.001 5 u－2×0.000 5 u＝0.026 7 u ΔE＝Δmc2＝0.026 7 u×931 MeV＝24.86 MeV 答案 (1)4 27、 (1)在核反應(yīng)堆中，鈾核吸收中子會(huì)發(fā)生裂變，裂變的產(chǎn)物是多樣的，所生成的核往往還會(huì)衰變，其中一個(gè)衰變過程可表述為 I―→Xe＋________＋ΔE.試問式中空格應(yīng)為何種粒子？(2) (3)核電站的固體廢料放射性比較強(qiáng)，要在核電站內(nèi)的專用廢物庫放置5年，且在放置的初始階段要對(duì)固體廢料進(jìn)行冷卻處理．請(qǐng)簡述需要進(jìn)行冷卻處理的理由． 解析 (1)由核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)和核電核數(shù)守恒，得該粒子質(zhì)量數(shù)為0，核電荷數(shù)為－1，核反應(yīng)方程為 (2)由半衰期定義得剩余 答案 (1) (3)核電站的固體廢料放射性比較強(qiáng)，能放出γ射線，放出巨大能量．且剛開始放射性比較強(qiáng)，釋放出的能量比較大，溫度升高快，必須在初始階段對(duì)核固體廢料進(jìn)行冷卻處理． 28、太陽中含有大量的氘核，因氘核不斷發(fā)生核反應(yīng)釋放大量的核能，以光和熱的形式向外輻射．已知氘核質(zhì)量為2.013 6 u，氦核質(zhì)量為3.015 0 u，中子質(zhì)量為1.008 7 u，1 u的質(zhì)量相當(dāng)于931.5 MeV的能量則： (1)完成核反應(yīng)方程： (2)求核反應(yīng)中釋放的核能． (3)在兩氘核以相等的動(dòng)能0.35 MeV進(jìn)行對(duì)心碰撞，并且核能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的情況下，求反應(yīng)中產(chǎn)生的中子和氦核的動(dòng)能． 解析 (1) (2)ΔE＝Δmc2＝(2×2.013 6 u－3.015 0 u－1.008 7 u)×931.5 MeV＝3.26 MeV. (3)兩核發(fā)生碰撞時(shí)：0＝Mv1－mv2 由能量守恒可得：ΔE＋2Ek＝ 由以上兩式解得：EHe＝ 答案 (1) 29、 (1) Th是不穩(wěn)定的，能自發(fā)的發(fā)生衰變．①完成 ② (2)1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子．科學(xué)研究表明其核反應(yīng)過程是：α粒子轟擊靜止的氮核后形成了不穩(wěn)定的復(fù)核，復(fù)核發(fā)生衰變放出質(zhì)子，變成氧核．設(shè)α粒子質(zhì)量為m1，初速度為v0，氮核質(zhì)量為m2，質(zhì)子質(zhì)量為m0，氧核的質(zhì)量為m3，不考慮相對(duì)論效應(yīng)． ①α粒子轟擊氮核形成不穩(wěn)定復(fù)核的瞬間，復(fù)核的速度為多大？ ②求此過程中釋放的核能． 解析 (1)①根據(jù)核電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，粒子為 ②設(shè)發(fā)生n次α衰變，m次β衰變，則有234＝222＋4n，90＝86＋2n－m，解得n＝3，m＝2. (2)①設(shè)復(fù)核的速度為v，由動(dòng)量守恒定律得m1v0＝(m1＋m2)v 解得v＝ ②核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損Δm＝m1＋m2－m0－m3 反應(yīng)過程中釋放的核能ΔE＝Δm·c2＝(m1＋m2－m0－m3)c2. 答案 (1)① (2)①v＝ |
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，1 kg 氫核的物質(zhì)的量為
mol，所包含氫核的個(gè)數(shù)為1 000NA，則其放出的能量為1 000 NA
H＋
H→
He＋
n
