原子物理试题

原子物理试题.下列说法正确的是（）A.普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说B.若使用某种频率的光不能使某金属发生光电效应，则需增大入射光光照强度才行C.结合能越大，原子核结构一定越稳定D.用一束绿光照射某金属，能发生光电效应，若换成紫光来照射该金属，也一定能发生光电效应E.将核子束缚在原子核内的核力，是不同于万有引力和电磁力的另一种相互作用.以下是有关近代物理学的若干叙述，其中正确的有（）A.紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B.每个核子只跟邻近的核子发生核力作用C原子核式结构模型是由汤姆孙在a粒子散射实验基础上提出的D.太阳内部发生的核反应是热核反应E.关于原子核内部的信息，最早来自天然放射现象.下列说法正确的是（）A.用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变B.X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的C.发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D.在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变长E.速度相等的电子和质子，电子的波长大4.目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素.比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氢，而氢会发生放射性衰变，放射出a、0、y射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病.根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是（）A.氢的半衰期为3.8天，若取4个氢原子核，经7.6天后就剩下一个原子核了1/11p衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的y射线一般伴随着a或p射线产生，在这三种射线中，a射线的穿透能力最强，电离能力最弱D.发生a衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了45.在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步.下列表述符合物理学史实的是（）A.普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论B.爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说C.卢瑟福通过对a粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型D.贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现原子核是由质子和中子组成的E.玻尔大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性6.下列说法正确的是（）A.卢瑟福通过a粒子散射实验建立了原子核式结构模型B.p衰变中产生的p射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的C.爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说D.对于任何一种金属都存在一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能产生光电效应E.根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，以核外电子的运动动能减小 > 「催:7.如图所示为氢原子的能级图.氢原子从n=5的能级跃迁到n=3的能？3,4级时辐射出a光子，从n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射出b光子.下列说法正确的是（）A.a光子的能量比b光子的能量大 । -13-6B.若a、b两种光在同一种均匀介质中传播，则a光的传播速度比b光的传播速度大C.若b光能使某种金属发生光电效应，则a光一定能使该金属发生光电效应D.若用同一双缝干涉装置进行实验，用a光照射双缝得到相邻亮条纹的间距比用b光照射双缝得到的相邻亮条纹的间距大8.下列说法正确的是（）A.天然放射性现象说明原子核内部具有复杂的结构2/11B.a粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构C.原子核发生p衰变生成的新核原子序数增加D.氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长E.y射线是原子核内部发生核反应而释放出的多余的能量太阳内部不断进行着各种核聚变反应，一个氘核和一个氚核结合成一个氮核是其中一种，请写出其核反应方程 ；如果氘核的比结合能为々，氚核的比结合能为与，氮核的比结合能为E3,则上述反应释放的能量可表示为 .在航天器上仅利用太阳能电池板不能满足仪器用电，因此还需要利用核电池.核电池通常采用放射性材料——PuO2作为发电能源.PuO2中的Pu元素是2394Pu,23£Pu发生a衰变的核反应方程是 （衰变后新核的元素符号可用X表示）；生成的新核中含有的中子数为.2394Pu的半衰期是87.7年，大约要经过 年才会有75%的23^Pu原子核发生衰变.用甲、乙两种光做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所示，由图可知，两种光的频率v甲v乙（填“<”，或"="），（选填“甲”或“乙”）光的强度大.已知普朗克常量为h，被照射金属的逸出功为W0,则甲光对应的遏止电压为.（频率用v，元电荷用e表示）（1）某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为1H+16CH7N+q1,1h+17N-16C+x+q2,方程中q「q2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：则X是 ,Q2（选填“大于”“等于”或“小于”）Q1.原子核1H3He4He162c^N卯质量/u1.00783.01604.002612.000013.005715.0001（2）一个280Bi原子核中含有的中子个数是 ；280Bi具有放射性，现有283Bi元素16g,经15天，该元素还剩2g,则该元素的半衰期为 天.3/11

解析：口)核反应过程中？反应前后质量数和电荷数守恒F所以X的质量数1541-12=4,电荷数1+7-6=2,所以X为m句据晶经过计篁后产仇0021山山码=08534则可以知道为＞@一(2]造收原子核中质子数为打个，质子与中子的总数共210个，因此中子数为210-83=127个J科Hi共16队经过一个半衰期还剩9队经过两个半衰期还剩4即经过三个半衰期还剩2阻15天等于三个半衰期，因此半衰期为5天.(1)如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，并用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠.EifM-0.S5-1.51-3.4] 13小①这群氢原子能发出种不同频率的光，其中有种频率的光能使金属钠发生光电效应.②金属钠发出的光电子的最大初动能 eV.(2)如图，三个质量相同的滑块A、B、。，间隔相等地静置于同一水平直轨道上.现给13滑块A向右的初速度％，一段时间后A与B发生碰撞，碰后A、B分别以1%、4%的速度向右运动，B再与C发生碰撞，碰后B、C粘在一起向右运动.滑块A、B与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值.两次碰撞时间均极短.求B、C碰后瞬间共同速度的大小.(1)如图所示是研究光电效应的实验装置，某同学进行了如下操作：①用频率为匕的光照射光电管，此时电流表中有电流.调节滑动变阻器，将触头P向为e，由上述实验可知，普朗克常量h=(用上述已知量和测量量表示).4/11(2)如图，光滑水平直轨道上两滑块A、B用橡皮筋连接，A的质量为m.开始时橡皮筋松弛，B静止，给A向左的初速度为一段时间后，B与A同向运动发生碰撞并粘在一起.碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A的速度的两倍，也是碰撞前瞬间B的速度的一半.求：①B的质量；②碰撞过程中A、B系统机械能的损失.(1)(多选)一群基态氢原子吸收某种波长的光后，可以发出三种波长的光，这三种光的波长关系为丸3＞丸2＞丸/已知某金属的极限波长为丸2,则下列说法正确的是 .A.该金属的逸出功为h入2B.波长为丸1的光一定可以使该金属发生光电效应C.波长为丸3的光一定可以使该金属发生光电效应D.基态氢原子吸收的光子的波长为丸1E.若用波长为丸4的光照射该金属且能发生光电效应，则发生光电效应的光电子的最大初动能为hc|-A |B(2)两块厚度相同的木块A和B并列紧靠着放在光滑的水平面上，处于静止状态，其质量分别为mA=2.0kg,mB=0.9kg,B的上、下底面光滑.另有质量mC=0.10kg的铅块C(其长度可略去不计)以大小为％=10m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面，如图所示.若A、C间接触面粗糙，轻质弹簧的原长等于B板的长度，由相互作用，铅块C和木块B最后一起运动的共同速度大小为尸0.5m/s,求：①铅块C离开A时的速度大小；②轻质弹簧的最大弹性势能.16下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是()A.Y射线是高速运动的电子流B.氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C.太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D.210Bi的半衰期是5天，100克212Bi经过10天后还剩下50克83 835/1117下列说法正确的是（）A.玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立B.可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施C.天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转D.观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同18下列核反应方程中，属于a衰变的是（）A.14N+4He^i8Q+1H BZ^U—290Th+jHeC.2H+3H^4He+in D.234Th—234Pa+_?e19关于天然放射性，下列说法正确的是 .A.所有元素都可能发生衰变B.放射性元素的半衰期与外界的温度无关C.放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D.a、P和y三种射线中，Y射线的穿透能力最强E.一个原子核在一次衰变中可同时放出a、P和y三种射线20（多选）现用一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生.下列说法正确的是（）A.保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B.入射光的频率变高，饱和光电流变大C.入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D.保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生E.遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关21.处于n=3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有（）A.1种B.2种C.3种D.4种21（多选）物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是（）A.赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论B.查德威克用a粒子轰击17N获得反冲核18Q，发现了中子C.贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构D.卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型6/11

22］一静止的铝原子核XAl俘获一速度为1.0x107m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核18Si*.下列说法正确的是（）A.核反应方程为p+27Al^28Si*B.核反应过程中系统动量守恒C.核反应过程中系统能量不守恒D.核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和E.硅原子核速度的数量级为105m/s,方向与质子初速度的方向一致23.］贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用.下列属于放射性衰变的是（）A.14CT4N+0e B.235U+in^13il+95Y+2in6 7 -1 92 0 53 39 0C.2H+3H^2He+0n D.4He+27Al—30P+0n24在下列描述核过程的方程中，属于a衰变的是 ，属于P衰变的是 ，属于裂变的是 ，属于聚变的是 .（填正确答案标号）A.145CT147N+-0eC.^Ut啜Th+4HeD.147N+2HeT,O+1HE.235U+1n7140Xe+94Sr+21n92 0 54 38 0F.；H+2H—2He+0n25图中曲线。、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里.以下判断可能正确的是（）a、b为P粒子的径迹a、b为y粒子的径迹c、d为a粒子的径迹c、d为P粒子的径迹26氢原子基态的能量为E1=-13.6eV.大量氢原子处于某一激发态.由这些氢原子可能发出的所有的光子中，频率最大的光子能量为-0.96E1,频率最小的光子的能量为eV（保留2位有效数字），这些光子可具有种不同的频率.7/11

27多选）科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：X+Y—2He+；H+4.9MeV和2H+；HT4He+X+17.6MeV,下列表述正确的有（）X是中子丫的质子数是3,中子数是6C.两个核反应都没有质量亏损D.氘和氚的核反应是核聚变反应28物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上.下列说法正确的是（）A.天然放射现象说明原子核内部是有结构的B.电子的发现使人们认识到原子具有核式结构a粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D.密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的29实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生p衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图，则（）A.轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外B.轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外C.轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里D.轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里30（多选）14C发生放射性衰变成为14N,半衰期约5700年.已知植物存活期间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后J4C的比例持续减少.现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好 是现代植物所制样品的二分之一.下列说法正确的短 ）a.该古木的年代距今约5700年b.12C、13C、14C具有相同的中子数14C衰变为14N的过程中放出P射线d.增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变31核电站利用原子核链式反应放出的 巨大能量进行发电,292U是核电站常用的核燃料.292U受一个中子轰击后裂变成146Ba和39口两部分，并产生 个中子.要使链式8/11反应发生，裂变物质的体积要 (选填“大于”或“小于”)它的临界体积.(3)取质子的质量mp=1.6726x10-27kg,中子的质量mn=1.6749x10-27kg, a粒子的质量ma=6.6467x10-27kg,光速c=3.0x108m/s.请计算a粒子的结合能.(计算结果保留两位有效数字)32运动的原子核/放出a粒子后变成静止的原子核Y.已知X、Y和a粒子的质量分别是M、m1和m2,真空中的光速为c,a粒子的速度远小于光速.求反应后与反应前的总动能之差以及a粒子的动能.33关于天然放射性，下列说法正确的是 .A.所有元素都可能发生衰变B.放射性元素的半衰期与外界的温度无关C.放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性a、P和y三种射线中，Y射线的穿透能力最强E.一个原子核在一次衰变中可同时放出a、P和y三种射线34在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用.下列说法符合历史事实的是 .A.密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值用贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核C居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素。・卢瑟福通过a粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子£.汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷35.质子、中子和氘核的质量分别为m「m2和m3.当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是(c表示真空中的光速)()A.(m]+m2—m3)cB.(m1—m2—m3)c(m1+m2—m3)c2D.(m1—m2—m3)c236一中子与一质量数为A(A>1)的原子核发生弹性正碰.若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为()A+1A.--A—1cf(A+1)2(A—1)237如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放出a、0、y三种射线，分别进入匀强电场和匀9/11强磁场中，下列说法正确的是 .（填选项前的字母）A.①表示y射线，③表示a射线B.②表示p射线，③表示a射线C④表示a射线，⑤表示y射线D.⑤表示p射线，⑥表示a射线38在光电效应实验中，用频率为v的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是（）A.增大入射光的强度，光电流增大B.减小入射光的强度，光电效应现象消失C改用频率小于v的光照射，一定不发生光电效应D.改用频率大于v的光照射，光电子的最大初动能变大39已知钙和钾的截止频率分别为7.73x1014Hz和5.44x1014Hz,在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的.A.波长B.频率C.能量D.动量B.40氡222是一种