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第十六章检测近代物理初步(加试)(时间:60分钟满分:100分)一、不定项选择题(每小题可能只有一个选项正确,也可能有多个选项正确,共65分)1.关于光的本性,下列说法正确的是()A.光电效应反映光的粒子性B.光电子的最大初动能和入射光的频率成正比C.光子的能量与光的频率成正比D.光在空间传播时,是不连续的,是一份一份的,每一份光叫做一个光子2.根据玻尔理论,以下说法正确的是()A.电子绕核运动有加速度,就要向外辐射电磁波B.处于定态的原子,其电子做变速运动,但它并不向外辐射能量C.原子内电子的可能轨道是不连续的D.原子能级跃迁时,辐射或吸收光子的能量取决于两个轨道的能量差3.下列光的波粒二象性的说法中,正确的是()A.有的光是波,有的光是粒子B.光的波长越长,其波动性越显著;波长越短,其粒子性越显著C.光的粒子性说明每个光子就像极小的小球体一样D.光波不同于宏观概念中的那种连续的波,它是表明大量光子运动规律的一种概率波4.(2017年4月浙江选考)下列说法正确的是()A.、射线都是电磁波B.原子核中所有核子单独存在时质量总和大于该原子核的总质量C.在LC振荡电路中,电容器刚放电时,电容器极板上电荷量最多,回路电流最小D.处于n=4激发态的氢原子共能辐射出4种不同频率的光子5.以下说法正确的是()A.氢原子能吸收任意频率的光子并跃迁到高能态B.爱因斯坦为解释光电效应现象提出了光子说C.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应D.放射性物质放出的射线中,粒子的贯穿本领最强6.下列说法正确的是()A.根据天然放射现象,卢瑟福提出了原子的核式结构B.一个氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级,该氢原子吸收光子,能量增加C.铀(92238U)经过多次、衰变形成稳定的铅(82206Pb)的过程中,有6个中子转变成质子D.机场、车站等地进行安全检查时,能轻而易举地窥见箱内物品,利用了射线较强的穿透能力7.一个德布罗意波波长为1的中子和另一个德布罗意波波长为2的氘核同向正碰后结合成一个氚核,该氚核的德布罗意波波长为()A.121+2B.121-2C.1+22D.1-228.如下的说法正确的是()A.12H+13H24He+01n是轻核聚变反应B.衰变说明了原子核中有电子C.光电效应说明了光具有粒子性D.射线可用来消除静电9.以下是有关近代物理内容的若干叙述,其中正确的是()A.太阳内部发生的核反应是热核反应B.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,可能是因为这束光的光强太小C.按照玻尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,但原子的能量增大D.原子核发生一次衰变,该原子外层就失去一个电子10.太阳内部持续不断地发生着4个质子(11H)聚变为1个氦核(24He)的热核反应,核反应方程是411H24He+2X,这个核反应释放出大量核能。已知质子、氦核、X的质量分别为m1、m2、m3,真空中的光速为c。下列说法正确的是()A.方程中的X表示中子(01n)B.方程中的X表示电子(-10e)C.这个核反应中质量亏损m=4m1-m2D.这个核反应中释放的核能E=(4m1-m2-2m3)c211.放射性元素90234Th的衰变方程为90234Th91234Pa+X,下列表述正确的是()A.X是由Th原子释放的核外电子B.该衰变是衰变C.加压或加温不能改变其衰变的快慢D.Th发生衰变时原子核要吸收能量12.右图为氢原子能级图,A、B、C分别表示电子三种不同能级跃迁时放出的光子,其中()A.频率最高的是BB.波长最长的是CC.频率最高的是AD.波长最长的是B13.在光电效应实验中,小宇同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光),如图所示。则可判断出()A.甲光的频率高于乙光的频率B.乙光的波长大于丙光的波长C.乙光对应的截止频率高于丙光的截止频率D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能二、非选择题(本题共4小题,共35分)14.(6分)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电,92235U是核电站常用的核燃料。92235U受一个中子轰击后裂变成56144Ba和3689Kr两部分,并产生个中子。要使链式反应发生,裂变物质的体积要(选填“大于”或“小于”)它的临界体积。15.(9分)(2017台州市联考)现有五个核反应:A.12H+13H24He+01nB.92235U+01nX+3894Sr+201nC.1124Na1224Mg+-10eD.88220Ra86216Rn+24HeE.24He+49Be01n+612C(1)是发现中子的核反应方程,是研究原子弹和氢弹的基本核反应方程。(2)求B项中X的质量数和中子数。(3)判断以上五个核反应的反应类型。16.(10分)三个粒子结合成一个碳612C,已知碳原子的质量为12.000 0 u,氦原子质量为4.002 6 u。(1)写出核反应方程;(2)这个核反应放出的能量是多少焦?(3)这个能量合多少MeV?17.(10分)在匀强磁场中,一个原来静止的原子核,由于放出一个粒子,结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图所示),今测得两个相切圆半径之比r1r2=441。求:(1)这个原子核原来所含的质子数是多少?(2)图中哪一个圆是粒子的径迹?(说明理由)第十六章检测近代物理初步(加试)1.ACD光电效应反映光的粒子性,故A正确;根据光电效应方程Ekm=h-W0可知,光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系,不是正比关系,故B错误;根据E=h,可知光子的能量与光的频率成正比,故C正确;由爱因斯坦的光子说:光在空间传播时,是不连续的,是一份一份的,每一份光叫作一个光子,故D正确。2.BCD根据玻尔理论,电子绕核运动有加速度,但并不向外辐射能量,也不会向外辐射电磁波,故选项A错误,选项B正确;玻尔理论中的第二条假设,就是电子绕核运动可能的轨道半径是量子化的,不连续的,选项C正确;原子在发生能级跃迁时,要放出或吸收一定频率的光子,光子能量取决于两个轨道的能量差,故选项D正确。3.BD光既是波又是粒子,故A错误;光的波长越长,其波动性越显著,波长越短,其粒子性越显著,选项B正确;光具有波动性,但不是经典理论中的波,光具有粒子性,也不是传统概念中的粒子,光与物质作用时,即发生能量交换时,不是连续进行的,而是“一份一份”进行的,表现出粒子性,光在空间的分布规律符合波动规律,表现出波动性,故选项C错误;光的波粒二象性学说是建立在麦克斯韦的光的电磁说和爱因斯坦的光子说的基础上,由光子说中提出的光子能量的计算公式E=h可知,反映粒子的特征的E与反映波动特征的相联系,进一步分析可知,当光子的能量比较小即频率较小,波长较大,波动性明显,粒子性不明显,反之,当光子的能量比较大,频率较大,波长较小,粒子性明显,波动性不明显,故选项D正确。4.BC5.BC氢原子在从低能级向高能级跃迁时,只能吸收特定频率的光子;太阳内部发生的核聚变,会产生大量的能量,这些能量以太阳光的形式辐射出来;放射性物质放出的射线中,粒子动能很大,但由于电荷量大,体积大,故电离本领很强,贯穿本领很弱,一张纸就能把它挡住。故B、C正确。6.C卢瑟福提出原子的核式结构的实验依据是粒子散射实验,A错误;氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级,氢原子要放出光子,能量减小,B错误;机场、车站等地进行安全检查,利用的是X射线的穿透本领,D错误。7.A中子的动量p1=h1,氘核的动量p2=h2,对撞后形成的氚核的动量p3=p2+p1,所以氚核的德布罗意波波长3=hp3=121+2,A正确。8.AC12H+13H24He+01n是轻核聚变反应,太阳辐射能量来自于轻核的聚变,故A正确;衰变是中子转变成质子而放出的电子,故B错误;光电效应说明了光具有粒子性,故C正确;射线是高能光子,即高能电磁波,它是不带电的,所以射线的电离作用很弱,故D错误。9.AC太阳内部发生的核反应是热核反应,A正确;一束光照射到金属表面不能发生光电效应,是因为光的频率小于金属的截止频率,与光强无关,B错误;按照玻尔理论,C正确;原子核发生一次衰变,是核内一个中子转变为一个质子时,放出一个电子,D错误。10.D由核质量数守恒、电荷数守恒可推断出X为+10e,A、B错;质量亏损为m=4m1-m2-2m3,释放的核能为E=mc2=(4m1-m2-2m3)c2,C错,D对。11.BC根据电荷数守恒、质量数守恒知,X的电荷数为-1,质量数为0,则X为电子,该衰变为衰变,衰变的本质是其中的一个中子变成一个质子和一个电子,故A错误,B正确;衰变的快慢与温度、压强无关,由原子核内部因素决定,故C正确;衰变时原子核会放出热量,故D错误。12.AB根据h=E和c=可知,E大,频率就大,波长就短,选项A、B正确。13.B因光电管不变,所以逸出功不变。由图象知甲光、乙光对应的遏止电压相等,且小于丙光对应的遏止电压,所以甲光和乙光对应的光电子最大初动能相等且小于丙光光电子的最大初动能,故D错误;根据爱因斯坦光电效应方程Ek=h-W0知甲光和乙光的频率相等,且小于丙光的频率,故A错误,B正确;截止频率是由金属决定的,与入射光无关,故C错误。14.答案 3大于解析 由质量数和电荷数守恒可知92235U+01n56144Ba+3689Kr+301n,可见产生了3个中子,链式反应的一个条件是铀燃料的体积必须大于或等于临界体积。15.答案 (1)EB、A(2)质量数为140,中子数为86(3)见解析解析 (1)E是查德威克发现中子的核反应方程,A是氢弹的核反应方程,B是原子弹的核反应方程。(2)由电荷数守恒和质量数守恒可以判定X的质量数为140,电荷数为54,所以中子数为140-54=86。(3)衰变是原子核自发地放出粒子或粒子的反应,C是衰变,D是衰变,E是人工控制的原子核的变化,属人工转变,裂变是重核吸收中子后分裂成几个中等质量的核的反应,B是裂变,聚变是几个轻核结合成较大质量的核的反应,A是聚变。16.答案 (1)324He612C+E(2)1.16510-12 J(3)7.29 MeV解析 (1)324He612C+E。(2)m=34.002 6 u-12.000 0 u=0.007 8 u,m=0.007 81.6610-27 kg=12.94810-30 kg,E=mc2=1.16510-12 J。(3)E=1.16510-121.610-19 eV=7.29106 eV=7.29 MeV。17.答案 (1)90(2)圆轨道1理由见解析解析 (1)设衰变后粒子的电荷量为q1=2e,新生核的电荷量为q2,它们的质量分别为m1和m2,衰变后的速度分别为v1和v2,则原来原子核的电荷量q=q1+q2,根据轨道半径公式有r1r2=m1v1Bq1m2v2Bq2=m1v1q2m2v2q1又由于衰变过程中遵循动量守恒定律,则m1v1=m2v2以上三式联立解得q=90e。即这个原子核原来所含的质子数为90。(2)由于动量大小相等,因此轨道半径与粒子的电荷量成反比。所以圆轨道1是粒子的径迹,圆轨道2是新生核的径迹,两者电性相同,运动方向相反。
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