福建俊来中学高二物理期末考试试题选修5

1、2009届福建省俊来中学高二物理期末考试试题（选修35）第I卷（选择题共40分）一、选择题（每小题 4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个正确答 案，有的小题有多个正确选项，全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不答的得零分）.氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的 是（）A.核外电子受力变小B.原子的能量减少C.氢原子要吸收一定频率的光子D.氢原子要放出一定频率的光子.下列说法正确的是（）A.电子的发现表明原子核有复杂结构B .天然放射性的发现表明原子有复杂结构C. a粒子散射实验证明了原子的核式结构D.氢原子光谱表明氢原子的能

2、量是不连续的3. “朝核危机”引起全球瞩目，其焦点就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆.重水堆核电 站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钵239 （ 2919Pu）,这种钵239可由铀239 TOC o 1-5 h z （2割）经过n次P衰变而产生，则n为（）A. 2B , 239C. 145D. 924.氯原子被电离一个核外电子，形成类氢结构白氨离子。已知基态的氨离子能量为Ei=-54.4eV,氯离子能级的示意图如图所示。在具有冷雌量的光子中；不鳏罡常氮离子吸收 而发生跃迁的是七*60 6 V（）4 -116cVA . 40.8 eV544 eVB . 43.2 eV51.0 eV54.

3、4 eV5.如图所示是描述原子核核子的平均质量m与原子序数确的是将原子核A分解为原子核B、C可能吸收能量B.将原子核D、E结合成原子核F可能吸收能量C.将原子核A分解为原子核B、F一定释放能量Z的关系曲线，由图可知下列说法正 mD.将原子核F、C结合成原子核B一定释放能量.如图，X为未知的放射源，L为薄铝片.若在放射源和计数器之间加上 L,计数器的计数率大幅度减小;在L和计数器之间再加竖直向下的匀L强磁场，计数器的计数率不变.则X可能是A . a和3的混合放射源计数器将箱子推出，才能避免与乙相撞A.都可以C. a和丫的混合放射源D .纯丫放射源.甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏，如图

4、所示。甲和她的冰车质量共为30 kg,乙和他的冰车质量也是30 kg。游戏时，甲推着一个质量为15 kg的箱子，共同以2 m/s的速度滑行，乙以同样大小的速率迎面滑来。为避免相撞，甲突然将箱子沿冰面推给乙，箱子滑到乙处时乙迅速把它抓住。若不计摩擦，甲要以如下哪个速度（相对于冰面） 4 m/s 5 m/s 6 m/s 7 m/sB.都可以C.都可以D.只有可以. 1998年9月23日，钺卫星通讯系统在美国和欧洲正式投入商业运行.原计划的钺卫星系统是在距地球表面 780 km的太空轨道上建立的一个由77颗小卫星组成的星座， 这些小卫星均匀分布在覆盖全球的 7条轨道上，每条轨道上有11颗卫星.由于这

5、一方案的卫星排列与化学元素钺原子核外 77个电子围绕原子核运动的图景类似，所以简称为钺星系统。自然界中有两种钺的同位素，质量数分别为191和193,则（）A .这两种同位素的原子核内的中子数之比为191 ： 193B.这两种同位素的原子核内的中子数之比为57 : 58C.这两种同位素的质子数之比为191 ： 193D.这两种同位素的质子数之比为57 ： 58.某放射性原子核 A经一次P衰变变成B, B经两次a衰变变成C,则（）A . A的核子数比C的核子数多4B . A的质子数比C的质子数多3A的中子数比C的中子数多3A的中子数比C的中子数多1c,普朗克常数一对正、负电子以一定的速度相碰，湮灭

6、后放出一对相同的光子，光速为为h,电子的质量为m,则光子的A .能量等于 mc2一 hC.波长等于 mcB.能量大于mc2hD.波长大于 mc第n卷（非选择题，共60分）、填空题（共24分。把正确答案填写在题中的横线上，或按题目要求作答。）（4分）州210的半衰期是5天，20g州经过 天后还剩2.5g。（6分）正电子（PET）发射计算机断层显像，它的基本原理是：将放射性同位素15O注入人体，参与人体的代谢过程.15o在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象.根据PET原理，回答下列问题：（1）写出15o的衰变和正负电子湮灭的方

7、程式.（2）将放射性同位素15O注入人体，15O的主要用途（）A.利用它的射线B.作为示踪原子C.参与人体的代谢过程D.有氧呼吸（3）设电子质量为m,电量为q,光速为c,普朗克常数为h,则探测到的正负电子湮灭后生成的光子的波长=.PET中所选的放射性同位素的半衰期应 .（填“很长”或“很短”或“长 短均可”）（6分）糖尿病引起视网膜病变是导致成年人失明的一个重要原因。利用高度聚焦的激光 束进行治疗，90%的患者都可以避免失明的严重后果。一台功率为10 W的僦激光器，能发出波长入=500 nm的激光，每次“点焊”视网膜需要2X10-3 J的光能，所以每次“点焊” 的时间只有 s,在这段时间内发出

8、的激光光子数是 。（4分）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笊（又叫重氢）和瓶（又叫超重氢）聚合成氨，并释放一个中子。若已知笊原子的质量为2.0141u,瓶原子的质量为3.0160U,氨原子的质量为 4.0026U,中子的质量为 1.0087u, 1u = 1.66M0-27kg。则这个核反应释放出 来的能量E = Jo （光速c=3.00 M08m/s, 1u相当于935MeV ,结果取二位有效数字）15.（4分）如图所示，质量为 3

9、.0kg的小车在光滑水平轨道上以2.0m/s速度向右运动.一股水流以2.4m/s的水平速度自右向左射向小车后壁，已知水流流量为5.0 x 10-5m3/s,射到车壁的水全部流入车厢内.则经过 t=s时间小车就开始 反向运动。（水的密度为 1.0 X 103kg/m3）计算题（共36分。要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤，有数值计算的要明确写出数值和单位，只有最终结果的不得分。）16.（8分）如图是氢原子能级图。有一群氢原子由h=6.63X 10-34J s,求：（1）这群氢原子的光谱共有几条谱线；（2）这群氢原子发出光的最大波长.n=4能级向低能级跃迁，已知普朗克常数n 一* 0

10、5OLM4眸3I5L2340-13.617. （ 8分）在匀强磁场中有一个静止放置的放射性元素的原子核，当它放出一个a粒子后，它们的速度方向都与磁场方向垂直。若测得a粒子和反冲核的轨道半径之比为44 ： 1 ,如图所示。则反冲核的电荷数是多少？18. （10分）2；U俘获一个慢中子后发生裂变,生成曹Xe和 9；Sr,已知 2；U、13：Xe、；Sr5438925438和中子的质量分别是235.0439u、138.9178u、93.9154u、1.0087u. （ 1u 相当于 931MeV ）(1)写出上述铀裂变的反应方程；(2) 一个铀235裂变时放出的能量是多少焦。V0=10m/s 的推出

11、后19. (10分)质量mi=60kg的男滑冰运动员怀抱质量为m2=40kg女滑冰运动员以速度沿水平光滑冰面做直线运动，某时刻男运动员突然将女运动员向前水平推出,两运动员仍在原直线上运动，经时间 t=2.0s后两人相距s=4.0m,试分析：(1)两人分离后各自在冰面上的速度；(2)男运动员将女运动员推出时消耗的体能。参考答案BD解析：由玻尔理论知，当电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，要放出 能量，故要发射一定频率的光子；电子的轨道半径小了，由库仑定律知，它与原子核之间 的库仑力大了，故 AC错，BD正确.CDA解析：由B衰变规律，质量数不变，质子数增加1, 29：Pu比29热质子增

12、加2,所以发生2次P衰变.B 解析：根据玻尔理论，氢原子吸收光子能量发生跃迁时光子的能量需等于能级差或大 于基态能级的绝对值.氨离子的跃迁也是同样的.因为 E2-Ei=-13.6- (-54.4) eV=40.8 eV,选项 A 是可能的.E3-Ei=-6.0- (-54.4) eV=48.4 eVE4-Ei=-3.4- (-54.4) eV=51.0 eV,选项 C 是可能的.EEi=0- (-54.4) =54.4 eV,选项 D是可能的. 所以本题选 B.CD 解析：因B、C核子平均质量小于 A的核子平均质量，故 A分解为B、C时，出现质 量亏损，故放出核能，故 A错，同理可得B错，C、

13、D正确。C解析：本题考查三种射线的特点.由于“粒子的贯穿本领较小， 在放射源和计数器之间加上薄铝片后，计数器的计数率大幅度减小，说明含有a粒子;在铝片L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明穿过铝片的是丫射线而不是3射线,因此放射源为a和丫的混合放射源.故正确选项为 C.C 解析：本题涉及甲、乙和箱子三个物体，把这三个物体作为一个系统(整体)，因冰面的摩擦力较小可以忽略，故系统总动量守恒.三个物体作用前，甲与箱子以V0运动，乙以V0反向运动，三个物体作用后，乙与箱子以V2运动，甲以Vi运动，取甲与箱子运动的方向为正方向，由动量守恒定律，有（M+m） V0-Mv0=Mvi+

14、 （M+m） V2甲、乙不相碰的临界条件为Vi = V2甲推出箱子的过程动量守恒，有 m+M） Vo=mv+Mvi 由解得推出箱子的最小速度为v=5.2 m/sB 解析：本题考查原子核的组成及同位素.同位素是指具有相同质子数和不同中子数的同种元素.由题意知钺的质子数为77,两种同位素的中子数分别为 114、116,则两种同位素的中子数之比为 57 ： 58,质子数之比为1 ： 1。故正确选项为 BoBB（4 分）1512. （6分）（1）根据题意得,15 C 15. 0008 Q 7 N+1 e, 1+ e- 2 .（2分）B正确. （1分）2一 C（3）根据 E=hv=mc 和 v =,可得

15、 K=h/mc.（2 分）九（4）很短.（1分）2X 10-4, 5义 1015解析：由E=Pt/日E 2 10-4得 t= 一 = s=2 X 10 sP 10由 E=nh C 九/日 E 2 10“ 500 1015得 n= =348 =5 X 1015.hc 6.63 103.0 108E = 2.8 10-12J解析：核反应释放出来的能量：E =Amc2 ,而 m = （m 策 +m 氤）一（m He +mn） =0.0188 u,由计算得：E = 2.8 M0-12J o15.50解：由题意知，小车质量m=3.0kg ,速度v1=2.0m/s ;水流速度 V2=2.4m/s,水流流量

16、Q= 5.0 x105m3/s,水的密度 p =1.0父103 kg/m3。设经t时间，流入车内的水的质量为M,此时车开始反向运动，车和水流在水平方向没有外力，动量守恒，所以有 TOC o 1-5 h z mv1 Mv2=0又因为M=pVV=Qt由以上各式带入数据解得t=50s16.（8分）解：（1） n（n -1）=4（4 一1）=6条（或画图得出 6条） （2分） 22（2）光子的能量越小，则频率越小，波长越大。从 n=4能级向n=3跃迁时，辐射的光子能量最小 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document E = E4 -E3 =-0.85eV-（-1

17、.51eV） =0.66eV=1.056M10,9J（3 分）光子的最大波长为hc _ 6.63 10 & 3 108 . =E1.056 10 9m=1.88 10 m（3分）17.（8分）解：放射性元素的原子核，放出“粒子的过程动量守恒，由于初始动量为零，所以末态动量也为零，即 a粒子和反冲核的动量大小相等、方向相反，即P1=p2=p （2分）a粒子和反冲核在磁场中均做匀速圆周运动，故：qvB=m-, R=mv,所以a粒子的半径:R qBRi=2eB（2分）设反冲核的电荷量为Q,则反冲核的半径:R2=PQB（2分）所以：RL = Q =44, Q=88e. （2 分） TOC o 1-5 h z R22e 1即反冲核的电荷数是 88。235.1139941（10 分）解：（1） 2,U+；nT 曹Xe+；4Sr+3；n（4 分）（2）质量亏损 加=235.0439u +1.0087u 138.9178u93.9154u3M1.0087u =0.1933u （ 3 分）一个铀核裂变时放出的能量为E =Amc2 =0.1933 M 931 黑106 eV