2019-2020年高中物理《第十九章 原子物理》同步練習(xí) 新人教版選修3.doc

2019-2020年高中物理《第十九章 原子物理》同步練習(xí) 新人教版選修3 一、選擇題 1、下列現(xiàn)象中，與原子核內(nèi)部變化有關(guān)是（ C ） A．α粒子散射 B．光電效應(yīng) C．天然放射現(xiàn)象 D．原子發(fā)光現(xiàn)象 2、在物理學(xué)發(fā)展史上，有一些定律或規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，首先是通過推理論證建立理論，然后再由實驗加以驗證．下列敘述內(nèi)容符合上述情況的是：（ AC） A．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力，經(jīng)過一段時間后卡文迪許用實驗方法測出引力常量的數(shù)值，從而驗證了萬有引力定律 B．愛因斯坦提出了量子理論，后來普朗克用光電效應(yīng)實驗提出了光子說 C．麥克斯韋提出電磁場理論并預(yù)言電磁波的存在，后來由赫茲用實驗證實了電磁波的存在 D．湯姆生提出原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說，后來由盧瑟福用α粒子散射實驗給予了驗證 3、下面列出的是一些核反應(yīng)方程（ D ） A．X是質(zhì)子，Y是中子，Z是正電子 B．X是正電子，Y是質(zhì)子，Z是中子 C．X是中子，Y是正電子，Z是質(zhì)子 D．X是正電子，Y，是中子，Z是質(zhì)子 4、下列說法正確的是（ BC ） A．當氫原子從n = 2的狀態(tài)躍遷到n = 6的狀態(tài)時，發(fā)射出光子 B．放射性元素的半衰期是指大量該元素的原子核中有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時間 C．同一元素的兩種同位素具有相同的質(zhì)子數(shù) D．中子與質(zhì)子結(jié)合成氘核時要吸收能量 5、天然放射性元素（釷）經(jīng)過一系形α衰變和β衰變之后，變成（鉛）。下列論斷中正確的是（ CD ） A、鉛核比釷核少24個中子 B、衰變過程中共有4次α衰變和8次β衰變 C、鉛核比釷核少8個質(zhì)子 D、衰變過程中共有6次α衰變和4次β衰變 6、（06宿遷）圖為查德威克實驗示意圖，由天然放射性元素釙（Po）放出的A射線轟擊鈹時會產(chǎn)生粒子流A，用粒子流A轟擊石蠟時會打出粒子流B，經(jīng)研究知道（A ） A．A為中子，B為質(zhì)子 B．A為質(zhì)子，B為中子 C．A為γ射線，B為中子 D．A為中子，B為γ射線 7、若元素A的半衰期為4天,元素B的半衰期為5天,則相同質(zhì)量的A和B,經(jīng)過20天后,剩下的質(zhì)量之比mA:mB為（ C ） A．30∶31 B。31∶30 C。1∶2 D。2∶1 8、（06揚州）镅(Am)是一種放射性元素，在其分裂過程中，會釋放出一種新的粒子，變成镎(NP)，由于放出的這種粒子很容易被空氣阻隔，因此不會對人體構(gòu)成任何的危害，火警的報警系統(tǒng)就是利用這種粒子作為報警的重要工具，這種粒子是（A） A．粒子 B．質(zhì)子 C．中子 D．正電子 9、2000年8月21日，俄羅斯“庫爾斯克”號核潛艇在巴倫支海遇難，沉入深度約為100m的海底．“庫爾斯克”號核潛艇的沉沒再次引起人們對核廢料與環(huán)境問題的重視．幾十年來人們向以巴倫支海海域傾倒了不少核廢料，核廢料對海洋環(huán)境有嚴重的污染作用．其原因有（ABC） Ａ．鈾、钚等核廢料有放射性　?。拢?、钚等核廢料的半衰期很長 Ｃ．鈾、钚等重金屬有毒性　　 Ｄ．鈾、钚等核廢料會造成爆炸 10、從一個鉛盒的小孔中射出的三種射線沿同一直線進入同一勻強磁場或勻強電場，這三種射線在場內(nèi)的徑跡情況有可能是AC A．三條重合 B．兩條重合 C．三條分開 D．與的徑跡一定分開 二、填空題 11、完成下列核反應(yīng)方程 ?。?、　　?。ǎ。?、　　 （） 12、1919 年盧瑟福通過如圖所示的實驗裝置，第一次完成了原子 核的人工轉(zhuǎn)變，并由此發(fā)現(xiàn)_________．圖中A為放射源發(fā)出 的_________粒子，B為_________氣．完成該實驗的下列核反 應(yīng)方程： （質(zhì)子，α，氮，） 三、計算題（要求寫出必要的文字說明、主要方程式和重要演算步驟） 13、1930年發(fā)現(xiàn)，在真空條件下用α粒子轟擊時，會產(chǎn)生一種貫穿能力強且不帶電、質(zhì)量與質(zhì)子很接近的粒子和另一種原子核． (1)寫出這個過程的核反應(yīng)方程． (2)若一個這種粒子以初速度v0與一個靜止的12Ｃ核發(fā)生碰撞，但沒有發(fā)生核反應(yīng)，該粒子碰后的速率為v1，運動方向與原來運動方向相反，求12Ｃ核與該粒子碰撞后的速率． 解： （1）核反應(yīng)方程為： （２）設(shè)12Ｃ碰后速度為ｖ2，根據(jù)動量守恒定律，有： 　 ｍｖ0＝ｍ（－ｖ1）＋１２ｍｖ2， 解得　　?。?＝（ｖ1＋ｖ0）／１２． 14、用粒子轟擊原子可使其從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，設(shè)原子基態(tài)和激態(tài)的能量差為△E現(xiàn)分別用電子和質(zhì)子轟擊質(zhì)量為M的靜止原子，試問欲使上述躍遷發(fā)生，所需的最小動能是否相等?對你的回答給出相應(yīng)的分析和計算． 分析：原子躍遷所需要的能量來自粒子與原子碰撞過程中損失的機械能．要使入射粒子的動能最小，△E一定，據(jù)能量守恒知，需碰撞過程中機械能損最大，即必須發(fā)生完全非彈性碰撞． 解：設(shè)入射粒子的質(zhì)量為m，與原子碰撞前后動量和能量守恒分別得： mυ1=mυ2+Mυ ① ② 又因為υ2=υ（因為完全非彈性碰撞） ③ 解以上三式得入射粒子的最小動能為： ④ 令電子、質(zhì)子質(zhì)量分別為m1、m2，因m1<m2，則由④式知，電子的最小動能E1小于質(zhì)子的最小動能E2． 15、如圖所示，垂直于紙面向里的勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=0.500T，MN是磁場的左邊界。在磁場中的A點有一靜止鐳核（），A距MN的距離OA=1.00m。D為放置在MN邊緣的粒子接收器，OD =1.00m。發(fā)生放射性衰變，放出某種粒子x后變?yōu)橐浑保ǎ邮掌鱀接收到了沿垂直于MN方向射來的粒子x。 （1）寫出上述過程中的衰變方程（衰變方程必須寫出x的具體符號）。 （2）求該鐳核在衰變?yōu)殡焙撕蛒粒子時釋放的能量。（保留三位有效數(shù)字，電子電荷量e=1.60×10－19C） 解：（1） （2）根據(jù)題意可知，粒子在磁場中做圓運動的半徑R=1.00m，設(shè)粒子的速度為，帶電量為q，質(zhì)量為m，則有 (kgm/s) 粒子的動能J 鐳核衰變滿足動量守恒，設(shè)氡核的質(zhì)量為M，速度為v，有 氡核的動能 鐳核衰變時釋放的能量J。 第十九章、原子核---單元測試 班級 姓名 座號 評分 一、選擇題。共10小題，每小題5分，共40分。每小題的4個選項中至少有一個是正確的。請將正確選項選出并填在題后的表格中，全選對每題得5分，選不全的得3分，有錯選或不答的得0分。 1、下列說法正確的是（ C ） A、α射線與γ射線都是電磁波 B、β射線為原子的核外電子電離后形成的電子流，它具有中等的穿透能力。 C、用加溫、加壓或改變其化學(xué)狀態(tài)的方法都不能改變原子核衰變的半衰期 D、原子核經(jīng)過衰變生成新核，則新核的質(zhì)量總等于原核的質(zhì)量 2、用α粒子轟擊鋁核()，產(chǎn)生磷核()和x粒子，磷核()具有放射性，它衰變后變成硅核()和y粒子，則x粒子和y粒子分別是（C） A．質(zhì)子 電子 B．質(zhì)子 正電子 C．中子 正電子 D．中子 電子 3、太陽能是由于太陽內(nèi)部高溫高壓條件下的熱核聚變反應(yīng)形成的，其核反應(yīng)方程是（ A ） A．　　　　　　　　 B． C．　　 D． 4、圖中P為放在勻強電場中的天然放射源，其放出的射線在電場的作用下分成a、b、c三束，以下判斷正確的是（ BC ） A．a(chǎn)為α射線、b為β射線 B．a(chǎn)為β射線、b為γ射線 C．b為γ射線、c為α射線 D．b為α射線、c為γ射線 5、關(guān)于放射性同位素應(yīng)用的下列說法中正確的有（ D ） A．放射線改變了布料的性質(zhì)使其不再因摩擦而生電，因此達到消除有害靜電的目的 B．利用γ射線的貫穿性可以為金屬探傷，也能進行人體的透視 C．用放射線照射作物種子能使其DNA發(fā)生變異，其結(jié)果一定是成為更優(yōu)秀的品種 D．用γ射線治療腫瘤時一定要嚴格控制劑量，以免對人體正常組織造成太大的危害 6、如圖所示，在α粒子散射實驗中，α粒子穿過某一金屬原子核附近的示意圖，A、B、C分別位于兩個等勢面上，則以下說法中正確的是（CD ） A．α粒子在A處的速度比B處的速度小 B．α粒子在B處的動能最大，電勢能最小 C．α粒子在A、C兩處的速度大小相等 D．α粒子在B處的速度比在C處的速度要小 7、關(guān)于原子核，下列說法中正確的是（B ） A．原子核能發(fā)生β衰變說明原子核內(nèi)存在電子 B．核反應(yīng)堆利用鎘棒吸收中子控制核反應(yīng)速度 C．輕核的聚變反應(yīng)可以在任何溫度下進行 D．一切核反應(yīng)都能釋放核能 8、已知π+介子、π—介子都是由一個夸克（夸克u或夸克d）和一個反夸克（反夸克或反夸克）組成的，它們的帶電量如下表所示，表中e為元電荷。 π+ π— u d 帶電量 +e －e + 下列說法正確的是（ AD ） A．π+由u和組成 B．π+由d和組成 C．π—由u和組成 D．π—由d和組成 選擇題 題號 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 二、填空題（共20分） 9、（6分）如圖是利用放射線自動控制鋁板厚度的裝置。假如放射源能放射出α、β、γ三種射線，而根據(jù)設(shè)計，該生產(chǎn)線壓制的是3mm厚的鋁板，那么是三種射線中的___ _射線對控制厚度起主要作用。當探測接收器單位時間內(nèi)接收到的放射性粒子的個數(shù)超過標準值時，將會通過自動裝置將M、N兩個軋輥間的距離調(diào)節(jié)得____ _些。（答案：β，大） A 10、（8分）原來靜止在勻強磁場中的放射性元素的原子核A，發(fā)生衰變后放出的一個射線粒子和反沖核都以垂直于磁感線的方向運動，形成如圖所示的8字型軌跡，已知大圓半徑是小圓半徑的n倍，且繞大圓軌道運動的質(zhì)點沿順時針方向旋轉(zhuǎn)。那么：⑴該勻強磁場的方向一定是垂直于紙面向_____。⑵原子核A的原子序數(shù)是___。⑶沿小圓運動的是________，⑷其旋轉(zhuǎn)方向為___________。答案：⑴外，⑵2n+2，⑶反沖核，⑷順時針 11、（6分）如圖，縱坐標表示某放射性物質(zhì)中未衰變的原子核數(shù)（N）與原來總原子核數(shù)（N0）的比值，橫坐標表示衰變的時間，則由圖線可知該放射性物質(zhì)的半衰期為_________天，若將該放射性物質(zhì)放在高溫、高壓或強磁場等環(huán)境中，則它的半衰期將 _________（填“變長”、“不變”或“變短”）（答案：3.8，不變） 三、計算題。共40分。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算過程，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必需明確寫出數(shù)值和單位。 12、（12分）為確定愛因斯坦的質(zhì)能方程的正確性，設(shè)計了如下實驗：用動能為0MeV的質(zhì)子轟擊靜止的鋰核，生成兩個粒子，測得兩個粒子的動能之和為MeV，已知質(zhì)子、粒子、鋰粒子的質(zhì)量分別取、、，求： （1）寫出該反應(yīng)方程。（2）通過計算說明正確。（1u = 1.6606×10-27㎏） 解：(1)核反應(yīng)方程為: （3分） (2)核反應(yīng)的質(zhì)量虧損: （2分） = 7.0160u+1.0073u-2×4.0015u=0.0203u （1分） 由質(zhì)能方程可得與質(zhì)量虧損相當?shù)哪芰浚? MeV （2分） 而系統(tǒng)增加的能量： MeV （2分） 這些能量來自核反應(yīng)中，在誤差允許的范圍內(nèi)可認為相等， 所以正確。 （2分） 13、（12分）一個電子和一個正電子對撞發(fā)生湮滅而轉(zhuǎn)化為一對光子，設(shè)正負電子對撞前的質(zhì)量均為m，動能均為Ek，光速為c，普朗克恒為h。求： （1）寫出該反應(yīng)方程； （2）對撞過程中的質(zhì)量虧損和轉(zhuǎn)化成的光子在真空中波長λ． 解：（1）該反應(yīng)方程為： （3分） （2）由于光子的靜止質(zhì)量為零，所以質(zhì)量的虧損為：△m=2m， （2分） 由質(zhì)能方程，對應(yīng)的能量為：ΔE=2mC2 （2分） 根據(jù)能量守恒可知2hv=2EK+△E，即有： （3分） 所以光子在真空中波長： （2分） 14、（16分）處于靜止狀態(tài)的某原子核X，發(fā)生α衰變后變成質(zhì)量為M的原子核Y，被釋放的α粒子垂直射人磁感強度為B的勻強磁場中，測得其圓周與運動的半徑為r，設(shè)α粒子質(zhì)量為m，質(zhì)子的電量為e，試求： (1)衰變后α粒子的速率υa和動能Eka； (2)衰變后Y核的速率υy和動能Eky； (3)衰變前X核的質(zhì)量Mx． 解：（1）α粒子在勻強磁場中做圓周與運動所需的向心力同洛侖茲力提供， 即，粒子的帶電量為q=2e （2分） 所以α粒子的速率：， 動能： （1分+1分） （2）由動量守恒， （2分） 所以 （1分+2分） （3）由質(zhì)能方程：，而， （1分+1分） 所以 （2分） 衰變前X核的質(zhì)量： （3分） 饒 平 二 中 高 三 級 教 學(xué) 質(zhì) 量 檢 測 物理科試卷（選修3-5） 第Ⅰ卷（選擇題） 一、本題共10小題，每小題4分，共40分。每小題的4個選項中至少有一個是正確的。請將正確選項選出并填在答題卷的表格中，全選對每題得4分，選不全的得2分，有錯選或不答的得0分。 1、歷史上，為了說明光的性質(zhì)，牛頓提出了光的微粒說，惠更斯提出了光的波動說，如今人們對光的性質(zhì)有了更進一步的認識．下面四幅示意圖中所表示的實驗中能說明光的性質(zhì)的是（ ） 2、2006年3月23日央視報道，中科院離子物理所經(jīng)過八年的艱苦奮斗努力，終于率先建成了世界上第一個全超導(dǎo)的托克馬克試驗裝置并調(diào)試成功；這種裝置被稱為“人造太陽”（如圖所示），它能夠承受上億攝氏度高溫且能夠控制等離子態(tài)的核子發(fā)生聚變并穩(wěn)定持續(xù)的輸出能量，就像太陽一樣為人類提供無限清潔的能源。在下列核反應(yīng)方程中有可能是該裝置內(nèi)部所進行的核反應(yīng)的是（ ） A． B． C． D． 3、下列說法正確的是（ ） A．動量為零時，物體一定處于平衡狀態(tài) B．動能不變，物體的動量一定不變 C．物體所受合外力大小不變時，其動量大小一定要發(fā)生改變 D．物體受到恒力的沖量也可能做曲線運動 4、我們經(jīng)?？梢钥吹剑猜愤吺┕ぬ幙倰煊屑t色的電燈，這除了紅色容易引起人的視覺注意外，還有一個重要的原因，這一原因是紅色光：（ ） A．比其它可見光更容易發(fā)生衍射 　 B．比其它可見光更容易發(fā)生干涉 C．比其它可見光的光子能量更大 D．比其它可見光更容易發(fā)生光電效應(yīng) 5、下面有關(guān)光的干涉、衍射現(xiàn)象及光的本性的描述中，正確的是 ( ) A．在光的雙縫干涉實驗中，將入射光由綠光改為紫光，則條紋間隔變寬 B．白光經(jīng)肥皂膜前后表面反射后，反射光發(fā)生干涉形成彩色條紋 C．著名的泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象 D．光的干涉、衍射現(xiàn)象說明光具有波動性，光電效應(yīng)說明光具有粒子性；大量光子表現(xiàn)出波動性，少量光子表現(xiàn)出粒子性 6、從同樣高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，其原因是(   ) A．掉在水泥地上的玻璃杯動量大，而掉在草地上的玻璃杯動量小 B．掉在水泥地上的玻璃杯動量改變大，掉在草地上的玻璃杯動量改變小 C．掉在水泥地上的玻璃杯動量改變快，掉在草地上的玻璃杯動量改變慢 D．掉在水泥地上的玻璃杯與地面接觸時，相互作用時間短，而掉在草地上的玻璃杯與地面接觸時間長。 7、一個質(zhì)量為0.3kg的彈性小球，在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墻上，碰撞后小球沿相反方向運動，反彈后的速度大小與碰撞前相同。則碰撞前后小球速度變化量的大小Δv和碰撞過程中墻對小球做功的大小W為（ ） A．Δv=0 B．Δv=12m/s C．W=0 D．W=10.8J 8、兩球A、B在光滑水平面上沿同一直線，同一方向運動，mA=1 kg，mB=2 kg，vA=6 m/s，vB=2 m/s。當A追上B并發(fā)生碰撞后，兩球A、B速度的可能值是（ ） A．vA′=5 m/s， vB′=2.5 m/s B．vA′=2 m/s， vB′=4 m/s C．vA′=－4 m/s， vB′=7 m/s D．vA′=7 m/s， vB′=1.5 m/s 9、下列說法中正確的是（ ） A．一群氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài)向較低能級躍遷，最多可放出二種頻率的光子 B．由于每種原子都有自己的特征譜線，故可以根據(jù)原子光譜來鑒別物質(zhì) C．實際上，原子中的電子沒有確定的軌道，但在空間各處出現(xiàn)的概率具有一定的規(guī)律 D．粒子散射實驗揭示了原子的可能能量狀態(tài)是不連續(xù)的 10、如圖所示，三小球a、b、c的質(zhì)量都是m，都放于光滑的水平面上，小球b、c與輕彈簧相連且靜止，小球a以速度v0沖向小球b，碰后與小球b粘在一起運動。在整個運動過程中，下列說法中正確的是（ ） A．三球與彈簧組成的系統(tǒng)總動量守恒，總機械能不守恒； B．三球當彈簧組成的系統(tǒng)總動量守恒，總機械能也守恒； C． 當小球b、c速度相等時，彈簧彈性勢能最大； D．當彈簧恢復(fù)原長時，小球c的動能一定最大，小球b的動能一定為零。 第Ⅱ卷（非選擇題） 二、本題共8小題，共110分。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算過程，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必需明確寫出數(shù)值和單位。 11、（4分）牛頓、愛因斯坦對物理學(xué)的發(fā)展做出了卓越貢獻，根據(jù)你對牛頓、愛因斯坦的了解，請完成下表： 牛頓 愛因斯坦 主要貢獻1 主要貢獻2 12、（12分）為了“探究碰撞中的不變量” ，小明在光滑桌面放有A、B兩個小球。A球的質(zhì)量為0.3kg，以速度8 m/s跟質(zhì)量0.1kg的靜止的B球發(fā)生碰撞，并測得碰撞后B球的速度變?yōu)? m/s，A球的速度變?yōu)? m/s，方向與原來相同。根據(jù)這些實驗數(shù)據(jù)，小明對這次碰撞的規(guī)律做了如下幾項猜想。 【猜想1】碰撞后B球獲得了速度，是否是A球把速度傳遞給了B球？經(jīng)計算，B球增加的速度是 m/s，A球減小的速度是 m/s，因此，這種猜想 。（填“成立”或“不成立”） 【猜想2】碰撞后B球獲得了動能，是否是A球把動能傳遞給了B球？經(jīng)計算，B球增加的動能是 J，A球減小的動能是 J，這種猜想也 。 【猜想3】請你根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)猜想：請通過列式計算說明，有一個什么物理量，在這次碰撞中B球所增加的這個量與A球所減小的這個量相等？。 13、（14分）一輛小車在光滑水平面上以v1=1m/s的速度向右運動，小車的質(zhì)量為M=100kg，一質(zhì)量為m=50㎏的人從小車的右端迎面跳上小車,接觸小車前的瞬間人的水平速度大小為v2=5.6m/s。求： （1）人跳上小車后，人和小車的共同速度的大小和方向； （2）過且過J