3-5物理：《原子物理》测试题

原子物理部分

第一部分 选择题（共48分）

一、本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个正确选项，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，有选错或不答的得0分。

1．铀裂变的产物之一氪90（90

36Kr ）是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90（90

40Zr ），这些衰变是（ ）

A.1次α衰变，6次β衰变。

B.4次β衰变。

C.2次α衰变。

D.2次α衰变，2次β衰变。 2．图中P 为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a 、b 、c 三束，以下判断正确的是（ ）

A.a 为α射线，b 为β射线。

B.a 为β射线，b 为α射线。

C.b 为γ射线，c 为α射线。

D.b 为α射线，c 为γ射线。 3．关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是（ ）

A.α射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强

B.β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力。

C.γ射线一般伴随着α和β射线产生，它的穿透能力最强。

D.γ射线是电磁波，它的穿透能力最弱。

4．按照玻尔理论，下列关于氢原子的论述正确的是（ ）

A.第m 个定态和第n 个定态的轨道半径R m 和R n 之比为R m ∶R n =m 2∶n 2

B.第m 个定态和第n 个定态的能量E m 和E n 之比为E m ∶E n =n 2∶m 2

。

C.电子沿某一轨道绕核运动，若其圆周运动的频率是ν，则其发光频率也是ν。

D.若氢原子处于能量为E 的定态，则其发光频率为ν=

h

E

。 5．有三个核反应方程分别是：(1)2

1H+31H →42He+10n 。(2)22688 Ra →222

66 Rn+4

2He 。

(3)235

92 U+10n →9034Xe+13658 Sr+101

0n 。它们的核反应类型分别是；（ ）

A ．裂变、衰变、人工转变。

B ．聚变、衰变、裂变。

C ．聚变、衰变、人工转变。

D ．人工转变、衰变、裂变。

6．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图所示，这时（ ）

A.锌板带正电，指针带负电。

B.锌板带正电，指针带正电。

C.锌板带负电，指针带正电。

D.锌板带负电，指针带负电。 7．如图所示，表示发生光电效应的演示实验，那么下列选项中正确的是（ ）

①发生光电效应时，光电子是从K 极跑出来的

②灵敏电流计不显示读数，可能是因为入射光频率过低 ③灵敏电流计不显示读数，可能是因为它的灵敏度过低

④如果把电池接反，肯定不会发生光电效应了

A.①②

B.②③④

C.①③④

D.①②③；

8．下列关于重要的物理史实的说法中正确的是（）

A．卢瑟福在用α粒子轰击金箔的实验中发现了质子

B．爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说

C．查德威克在用α粒子轰击铍核的实验中发现了中子

D．居里夫人首先发现了天然放射现象。

9．卢瑟福原子核式结构理论的主要内容是（）

A．原子的中心有个核叫做原子核。

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内。

D．带负电的电子在核外绕着核旋转

10．用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应。现将该单色光的光强减弱，则（）A．光电子的最大初动能不变 B．光电子的最大初动能减小

C．单位时间内产生的光电子数减少 D．可能不发生光电效应

11．下列叙述中符合物理学史的是（）

A．汤姆生发现了电子，提出了原子的核式结构学说。

B．贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现了放射性元素钋（Pa）和镭（Ra）。

C．麦克斯韦提出了光的电磁说。

D．爱因斯坦首先发现了光电效应现象。

12．牛顿为了说明光的性质，提出了光的微粒说，如今，人们对光的性质已有了进一步的认识，下列四个示意图所表示的实验，能说明光性质的是（）

A B C D

高二物理试题

题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

答案

第二部分非选择题（共102分）

二、非选择题部分共6小题，满分102分.按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

13．实验与填空：

（1）（6分）卢瑟福通过___________________实验，发现了原子中间有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模型，图中的四条线表示α粒子运动的可能轨迹，在图中完成中间的两条α粒子的运动轨迹。

（2）（6分）如图所示电路是研究真空光电管的应用，已知其阴极金属材料的极限频率为4.5×1014

Hz ，为了使光电管正常工作，电源a 端应为_____极，发生光电效应时，增加光强度，电路中电流计偏角将_____，发生光电效应时，延长光照时间，电流计示数将_____.

（3）（6分）如图所示是查得威克发现中子的实验装置示意图，图中粒子X 代表的是__________粒子，粒子X 轰击铍核的核反应方程是__________________。

14．光电管是把光信号转变为电信号的装置，如图中方框内为一光电管，它是一个玻璃泡，玻璃泡里的空气已经抽出，泡的内壁K 涂有碱金属作为阴极，泡内另

有一阳极A 。当光照射到光电管的阴极K 时，可发生光电效应现象。 （1）（6分）如图为光电管的工作电路，当光照射到阴极K 时，电路里就产生了电流，则图中电源的正极为 ，使这种光电管产生光电效应的入射光的最大波长为 ，则能使光电管工作的入射光光子的最小能量为 。

（2）（6分）太阳能光一电转换的基本原理是利用光电效应。街道路灯自动控制就是其应用之一，如下图所示电路为其模拟电路，其中A 为光电管，B 为电磁继电器，C 为照明电路，D 为路灯，请连成正确的电路，达到日出路灯熄，日落路灯亮的效果。

（3）（4分）如图利用光电管研究光电效应实验，用频率为V 0的可见光照射阴极K 电流表中有电流通过，则：（ ）

A K

P

A B G

a b 电源

A

P A B A K G a b 电源 图（6）

A 电磁铁 触点

D 衔铁 C

………… 火线 B

A ．用紫外线照射，电流表中一定有电流通过

B ．用红外线照射，电流表一定无电流通过

C ．用频率为V 0的可见光照射K ，当滑动变阻器的滑动

触头移动到A 端，电流表中一定无电流通过

D ．用频率为V 0的可见光照射K ，当滑动变阻器的滑动触

头向B 端滑动时，电流表示数可能不变

15．(16分)人眼对绿光最为敏感.正常人的眼睛接收到波长为530nm 的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉.普朗克常量为s J ??-34

10

63.6，光速为

s m /100.38?，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是多少?

16. (16分) 分别用波长为λ和

3

4

λ的单色光照射同一金属板,发出的光电子的最大初动能之比为1:2,以h 表示普朗克常量,c 表示真空中的光速,则此金属板的逸出功为 多少? 17．（18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氘（又叫重氢）和氚（又叫超重氢）聚合成氦，并释放一个中子。若已知氘原子的质量为2.0141u ，氚原子的质量为3.0160u ，氦原子的质量为4.0026u ，中子的质量为1.0087u ，1u ＝1.66×10-27kg 。 （1）写出氘和氚聚合的反应方程。

（2）试计算这个核反应释放出来的能量。

（3）若建一座功率为3.0×105kw 的核聚变电站，假设聚变所产生的能量有一半变成了电能，每年要消耗多少氘的质量？

（一年按3.2×107s 计算，光速c ＝3.00×108m/s ，结果取二位有效数字）

18．（18分）静止在匀强磁场中的Li 6

3核俘获一个速度为v 0=7.7×104

m/s 的中子发生核反应

He H n Li 42311063+→+。若已知He 4

2的速度为42100.2?=v m/s ，其方向与反应前中子的速度

方向相同。求

（1）H 3

1的速度多大？ （2）求出轨道半径之比。

（3）当粒子He 4

2旋转3周时，粒子H 3

1旋转几周？

A

K

P

A B

A

高二物理3—5试题参考答案

1．B 2．C 3．C 4．AB 5．B 6．B 7．D 8．BC 9．ACD 10．AC 11．C 12．BC 13．（1）a 粒子散射实验 图略 （2）正 增大 不变

（3）a 粒子

14．（1）a ，hc/λ （2）连图略 （3）AD

15．每秒有6个绿光子射入瞳孔，所以察觉到绿光所接收到最小频率为

W W c

nh nhv P 18

9

834103.210

5301031063.66---?=?????===λ [点评]注意每个光子的能量表达，并且要知道波长与频率的对应关系. 16．[解析] 由光电效应的方程w h mv E k -==

ν2

2

1 有：w hc E k -=λ/1 （1） w hc E k -=)4

3

/(2λ （2）

2121=k k E E （3） 求出w=23hc

λ

[点评]要学会运用光电效应的方程来解题。

17．（）112132401

H H He n +→+

（）228102212

23??E mc m m m m c J H H He n ==+--=?-().

（3）设每年需核能为E 总，发电量为E 则E ＝Pt

E E E J =?∴?总总，＝η1921016.

每年消耗氘：

m E E

m u kg

H =

=?=总?213102328.

18．[解析]（1）中子撞击锂核生成氘核和氦核过程中动量守恒221100v m v m v m +=，代入数据解得s m v /100.13

1?=，方向与v 0相同。

（2）氘核、氦核在磁场中做匀速圆周运动的半径之比为

40:3:2

2

211121==Bq v m Bq v m r r （3）氘核、氦核做圆周运动的周期之比为2:32:2:2

21121==

Bq m Bq m T T ππ所以它们旋转的周数之比为3:2::1221==T T n n 当氦核旋转3周时，氘核旋转2周。

[点评] 中子撞击锂核生成氘核和氦核过程中动量守恒，注意生成的核在磁场中运动的情景。

4 9 2

4 6

12 0

1 Be He C n

+ → +