高二物理《近代物理》测试题

高二物理《近代物理》测试题

说明：全卷共20小题，满分120分，考试时间100分钟

第Ⅰ卷（选择题，共60分）

一、选择题（共12小题，每小题5分，共60分）

1.　　　 首先使人类认识到原子核可变可分的事实依据是

A. 汤姆逊发现电子　　　　　　　　　 B. 卢瑟福的α粒子散射实验

C. 天然放射现象的发现　　　　　　 　D. 原子核的人工转变

2.　　　 氢原子辐射出一个光子后，则

A. 电子绕核旋转半径增大　　　　　　 B. 电子的动能增大

C. 氢原子电势能增大　　　　　　　　 D. 原子的能级值增大

3.　　　 一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的三束光，分别照射到相同的金属板 a、b、c上，如图，已知金属板b有光电子放出，则

A. 板a一定放出光电子　　　　　　  B. 板a 一定不放出光电子

C. 板c一定放出光电子　　　　　　  D. 板c一定不放出光电子

4.　　　 在演示光电效应的实验中，把某种金属板连在验电器上。第一次用弧光灯直接照射金属板，验电器的指针就张开一个角度。第二次在弧光灯和金属板之间插入一块普通的玻璃板，再用弧光灯照射金属板，验电器指针不张开，因此可以判定，使金属板产生光电效应的是弧光中的

A. 可见光成份　　　　　　　　　　 B. 紫外光成份

C. 红外光成份　　　　　　　　　　 D. 无线电波成份

5.　　　 当某种单色光照射到金属表面时，金属表面有光电子逸出，如果光的强度减弱，频率不变，则

A. 光的强度减弱到某一最低数值时，就没有光电子逸出

B. 单位时间内逸出的光电子数减少

C. 逸出光电子的最大初动能减少

D. 单位时间内逸出的光电子数和光电子的最大初动能都要减少

6.　　　 氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道，可能发生的情况有

A. 放出光子，电子动能减少，原子势能增加

B. 放出光子，电子动能增加，原子势能减少

C. 吸收光子，电子动能减少，原子势能增加

D. 吸收光子，电子动能增加，原子势能减少

7.　　　 关于卢瑟福原子核式结构理论的主要内容，下列叙述正确的是

A. 原子的中心有个核，叫原子核

B. 原子的正电荷均匀分布在整个原子中

C. 原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里

D. 带负电的电子在核外绕着核旋转

8.　　　 处于基态的氢原子在某单色光照射下，只能发出频率为υ₁、υ₂、υ₃的三种光，且υ₁<υ₂<υ₃，则该照射光的光子能量为

A. hυ₁　　　　　　　　 B. hυ₂

C. hυ₃　　　　　　　　 D. h (υ₁＋υ₂＋υ₃)

9.　　　 天然放射性元素(钍)经过一系列α衰变和β衰变之后，变成(铅)，下列论断正确的是

A. 铅核比钍核少8个质子　　　　　　　　　　 B. 铅核比钍核少24个质子

C. 衰变过程共有4次α衰变和8次β衰变　　　 D. 衰变过程共有6次α衰变和4次β衰变

10.　 某原子核内有N个核子，其中各包含有中子n个，当该核俘获1个中子后，放出1个α粒子和1个β粒子，它自身转化成1个新核，可知这个新核

A. 有(n－1)个中子　　　　 B. 有(n－2)个中子

C. 核子数是(N－3)个　　　　D. 原子序数是(N－n－2)

11.　 下列说法正确的是

A. 天然放射性现象说明原子核内部有电子

B. α粒子散射实验说明原子核内具有复杂结构

C. 发现质子的核反应方程为：

D. 氢原子从定态n=3跃迁到n=2，再跃迁到定态 n=1，则后一次跃迁辐射出的光子波长比前一次的长

12.　 放射性元素放出的β射线是

A. 从原子中电离出来的电子

B. 原子外层电子跃迁到内层时放出的光子

C. 从原子核内放出的电子

D. 以上说法都不对

第Ⅱ卷（非选择题，共60分）

二、填空题（共4小题，每小题6分，共24分）

13.　 1996年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核，经过6次α衰变后的产物是。由此，可以判定生成超重元素的原子序数和质量数分别是　　　　 、　　　　 。

14.　 如图所示，在匀强磁场中的A点有一静止的原子核，它发生的是　　  衰变时，射出的粒子以及新核作如图所示轨迹的圆周运动。据此可以确定发生衰变后新核的运动方向向　　  ，若两圆半径之比为44：1，则这个放射性元素的原子序数是　　  。

15.　 写出下列核反应方程式：

⑴查德威克用α粒子轰击铍9核发现中子：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  。

⑵钠23俘获一个中子后变为钠的同位素，这个同位素具有放射性，再进行β衰变变为一种新核，这两个核反应方程的核反应方程式分别是　　　　　　　　　　　　　　　　　  、

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

16.　 放射性同位素A的半衰期为T，另一放射性同位素B的半衰期为T/2，在某时刻，A的原子核数目为N，B的原子核数目为8N，那么，经过　　 T后，尚未衰变的A的原子核数目与B的原子核数目相等，这时尚未衰变的B的原子核数目是　　　。

选择题答案栏：

题号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
答案

分数统计栏：

题　号	一	二	三				总　分
			17	18	19	20
得　分

三、计算题（共4小题，36分）

17.　 4个氢核聚变成一个氦核，同时放出两个正电子，释放出2.8MeV的能量，列出核反应方程式，并计算1g 氢核完成这个反应后释放出多少焦耳的能量。

18.　 正电子发射计算机断层显像(PET)的基本原理是：将放射性同位素注入人体，参与人体内的代谢过程。在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇发生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像。

⑴写出的衰变和正负电子湮灭的方程式。

⑵将放射性同位素注入人体，的主要作用是 (　　 )

A．利用它的射线　　　　　　　　　　  B．作为示踪原子

C．参与人体内的代谢过程　　　　　　  D．有氧呼吸

⑶设电子质量为m，电量为e，光速为 c ，普朗克常量为 h ，则探测到的正负电子湮灭后生成的光子的波长λ=　　　　　 。

⑷PET中所选的放射性同位素半衰期应 (　　 )

A．极短　　　 Ｂ．较长　　　 Ｃ．很长　　　 Ｄ．长短均可

⑸简述至少三点PET中选用放射性同位素的理由。

19.　 云室处在磁感强度为B的匀强磁场中，一静止的质量为M的原子核在云室中发生一次α衰变，α粒子的质量为m，电量为q，其运动轨迹在与磁场垂直的平面内。现测得α粒子运动的轨道半径为R，试求在衰变过程中的质量亏损。(注：涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计。)

20.　 已知氢原子的基态轨道半径为r₁=0.53×10^－10m，基态的能量值为E₁=－13.6ev，求：

⑴电子在基态轨道上运动时的等效电流强度。(已知电子质量为0.91×10^－30 kg)

⑵一些氢原子处于n=4的激发态，画一能级图在图上用箭头标明这些氢原子可能发出哪几条光谱线？其中光谱中最长的波长是多少？(已知h=6.63×10^－34 J·s，)

《近代物理》测试题参考答案

选择题答案栏：

题号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
答案	C	B	C	B	B	BC	ACD	C	AD	BC	C	C

13.  112、 277　　　　  14.　右　　43

15.  ⑴

⑵ 、

16.  3　　N/8

17. 解：

1g氢核中的氢核个数为

1g氢放出的能量

18. ⑴ 、　　 ⑵ B　　 ⑶ h/mc　　 ⑷ A

⑸ ① 放出的正电子与人体内的负电子结合成光子，能被探测器探测到。

② 的半衰期极短，衰变速率很大，注入少量样品后，单位时间内衰变的原子核个数足够多，生成的光子足够多，能容易被探测器探测到。

③ 的半衰期极短，使人体内所受γ射线的辐射时间短，对人体健康危害小。

④ 衰变产生的是人体重要组成元素，且不具有放射性。

⑤ 是氧的同位素，可以参与人体的新陈代谢。

19. 解：设V表示α粒子的速度，则：

设V′是剩余核的速度，由动量守恒可得：0＝(M－m)V′－mV

由质能方程：ΔE＝Δmc²

由能量守恒得：ΔE＝(M－m)V′²＋mV ²

解得，Δm＝

20. 解：⑴ ，

解得，

⑵ 光谱线数，画图如右所示。

由hυ＝E_m－E_n及υ＝得：

波长最大时，对应h＝E₄－E₃＝E₁（－）

故