2011高考物理一轮复习 第十五章量子论初步原子核单元质量检测

1、2011高考物理一轮复习单元质量检测第十五 章量子论初步原子核一、本题共12小题，每小题4分，共48分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分.1.下列说法中正确的是()A.氢原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时，电子的动能增加，电势能增加，原子的总能量增加 B.射线是原子核发出的一种粒子流，它的电离能力在、三种射线中是最弱的C.原子核反应过程中的质量亏损现象违背了能量守恒定律D.将放射性元素掺杂到其他稳定元素中并大幅度降低其温度，它的半衰期不发生改变解析：氢原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时，电子

2、的动能增加，电势能减小，原子总能量减小,选项A错；射线是原子核发出的一种粒子流，它的电离能力在、三种射线中是最强的，选项B错；原子核反应过程中质量亏损现象不违背能量守恒定律，选项C错；半衰期是反映原子核自发衰变的物理量，半衰期不随物质所处的物理化学状态而改变，选项D正确.答案：D2.有下列4个核反应方程a、b、c、d四种粒子依次是（）A.B.C. D.解析：核反应方程遵守质量数、电荷数守恒.答案：B3.月球上特有的能源材料总共大约有100万吨，这是由于太阳风带动大量质子打入月球表面的X粒子中，形成.月球表面的稀薄气体内，每立方厘米中有数个分子，收集这些，可以在月球上建立发电站.其中X粒子应该为

3、()A. B.4 C.3 D. 答案：B5.静止的氡核发生衰变成钋核时，粒子的动能是E0，原子核因反冲而运动，它的动能是（）A. B. E0C. D.解析：因为由动量守恒定律4m0v0-218m0v=0 反冲核的动能为E=（218m0）·（v0）2=m0而E0=·（4m0）v20=2m0 ，E=E0.答案：A6.A、B两种放射性元素，原来都静止在同一匀强磁场中，磁场方向如图所示，其中一个放出粒子，另一个放出粒子，与粒子的运动方向跟磁场方向垂直，图中a、b、c、d分别表示粒子，粒子以及两个剩余核的运动轨迹（）A.a为粒子轨迹，c为粒子轨迹B.b为粒子轨迹，d为粒子轨迹C.b为

4、粒子轨迹，c为粒子轨迹D.a为粒子轨迹，d为粒子轨迹解析：因为衰变过程中，放出的粒子和反冲核有大小相等方向相反的动量，故其轨道一定外切，又由R=可知，轨道半径大的为粒子，故b为粒子，同理可分析c为粒子，故正确选项为C.答案：C7.原子核的裂变和聚变都是人类利用原子核能的途径，我国目前已建成了秦山和大亚湾两座核电站.下面关于这两座核电站的说法中正确的（）A.它们都是利用核裂变释放的原子能B.它们都是利用核聚变释放的原子能C.它们一座是利用核裂变释放的原子能，另一座是利用核聚变释放的原子能D.以上说法都不正确解析：核聚变需要几百万度的高温条件，目前核电站都是应用重核裂变释放原子能.答案：A8.据新

5、华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置（又称“人造太阳”）已完成了首次工程调试.下列关于“人造太阳”的说法中正确的是()A.“人造太阳”的核反应方程是B.“人造太阳”的核反应方程是C.根据公式E=mc2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量比裂变反应大得多D.根据公式E=mc2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量与裂变反应释放的能量相同解析：“人造太阳”是核聚变装置，故A正确，B错误.由于聚变的燃料是轻核，裂变燃料是重核，根据原子量知同等质量的聚变燃料比裂变燃料包含的原子核数目多，故能产生更多能量，C正确，选AC.答案：AC9.如图是氢原子的能级图.若一群

6、处于n=3激发态的氢原子跃迁到n=2激发态时发射出的是红光，则这群处于n=3激发态的氢原子发生跃迁还可能发射出（）A.红外线 B.紫外线C.射线 D.射线 B.沿着与光子运动方向相同的方向运动C.沿着与光子运动方向相反的方向运动D.可能向任何方向运动解析：原子核原来静止，动量为零，衰变后光子有动量，所以衰变后的原子核必有反向动量，否则动量不守恒，故选项A、B、D错误，选项C正确.答案：C11.如图所示，R是一种放射性物质，虚线框内的匀强磁场B，LL是一厚纸板，MM是荧光屏，实验时，发现在荧光屏O、P两处有亮斑，则此时磁场方向、到达O点的射线、到达P点的射线与实验相符的有（）磁场方向到达点射线到

7、达点射线竖直向上射线射线竖直向下射线射线 垂直纸面向内射线射线 垂直纸面向外射线射线解析：本题考查、射线的带电情况及贯穿本领，粒子能被厚纸板挡住，射线不带电，所以到达O点的为射线，到达P点为射线；又因为射线向下偏，由左手定则，B垂直纸面向里，所以C选项正确.答案：C12.下列说法正确的是（）衰变为要经过1次衰变和1次衰变衰变为要经过1次衰变和1次衰变衰变为要经过6次衰变和4次衰变衰变为要经过4次衰变和4次衰变A. B. C. D.解析：根据、衰变的规律知，说法和说法正确，即B选项正确.答案：B二、本题共5题，共72分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有

8、数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.13.放射性物质每分钟衰变的次数跟尚未发生衰变的原子核数目成正比.利用计数器探测某放射源的半衰期，如果最初每分钟平均计数100次，15d后，每分钟平均计数为12.5次，那么，该放射源的半衰期是多少？解析：15d后剩下未衰变的原子核数目是衰变前原子核数目的，15d=3，=5d.答案：5d14.某一年，7颗人造卫星同时接收到来自远方的中子星发射的光子，经分析确认，1个负电子和1个正电子湮灭时放出2个频率相同的光子.已知负电子、正电子的静止质量m0=9.1×10-31 kg，又已知静止质量为m0的粒子，其能量E和湮灭前的动量p满足关系E2=c2p

9、2+c4.式中c为光速，若负电子、正电子的动量为零，求：（1）写出湮灭的核反应方程式.（2）用动量的有关知识说明上述核反应不可能只放出一个光子.（3）计算出光子的频率.解析：（1）核反应方程式为2.（2）若只放出一个光子，说明反应后总动量不为零，而反应前总动量为零，违反动量守恒定律，所以只放出一个光子是不可能的.（3）正、负电子湮灭前的动量为零，即c2p+项为零，可知其对应的能量为E=m0c2，光子的能量满足E=h，由能量守恒有：m0c2+m0c2=2h，即得频率为= =1.24×1020 Hz.答案：（1）（2）见解析（3）1.24×1020 Hz15.氢原子处于基态时，

10、原子的能量为E1=-13.6eV，求：（1）若用一群动能为12.8 eV的电子去轰击处于基态的一群氢原子，受激发的氢原子向低能级跃迁时，可能辐射的谱线条数是多少？（2）当氢原子处于n=2的能量状态时，核外电子具有的动能是多少？它的运转所形成的等效电流是多少？解析：（1）设电子动能为Ek，要使基态氢原子被激发，即EkE1（-1）=E1（）整理，得n2（Ek+E1）E1 即n2（12.8-13.6）-13.6解之，得n4.12 所以，处于基态的氢原子至多跃到n=4的能级上，辐射谱线条数=6条.（2）电子绕核运动所需向心力由库仑力提供，则所以Ek= m = =3.396 2 eV又因为i=由知i=1

11、.31×10-4 A答案：（1）6条（2）Ek=3.396 2 eV；1.31×10-4 A.16.用中子轰击锂核（）发生核反应，生成氚核和粒子，并放出4.8 MeV的能量.（1）写出核反应方程.（2）求出质量亏损.（3）若中子与锂核是以等值反向的动量相碰，则氚核和粒子的动能之比是多少？（4）粒子的动能是多少？ 解析：（1）核反应方程为（2）根据质能方程E=mc2有m= =0.0052u（3）当中子与锂核以等值反向的动量相碰时，由动量守恒定律得mv+mHvH=0则E:EH=mH:m=3:4（4）粒子的动能为E=（E+EH）=×4.8MeV=2.06 MeV答案：（

12、1）（2）m=0.0052u（3）3:4（4）2.06 MeV17.太阳光垂直射到地面上时，地面上1 m2接受的太阳光的功率为1.4 kW,其中可见光部分约占45%.(1)假如认为可见光的波长约为0.55 m，日地间距离R=1.5×1011 m.普朗克恒量h=6.6×10-34J·s,估算太阳每秒辐射出的可见光光子数为多少？（2）若已知地球的半径为6.4×106 m，估算地球接受的太阳光的总功率.解析:（1）设地面上垂直阳光的1 m2面积上每秒钟接收的可见光光子数为n.则有P×45%=n·h解得n= =2.0×1021个设想一个以太阳为球心，以日、地距离为半径的大球包围着太阳.大球面接受的光子数即等于太阳辐射的全部光子数.则所求可见光光子数N=n·4R2=2.0×1021×4×3.14×(1.5×1011)2=5.7×1044个