【立体设计】2012高考物理-第15章-章末强化训练-新人教版.doc

【立体设计】2012高考物理 第15章 章末强化训练 新人教版
一、选择题（每小题5分，共30分）
1.在下列四个方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子：
①+→++3;
②+→+;
③→+;
④+→+.
以下判断中正确的是 （ ）
A. 是中子 B. 是质子
C. 是α粒子 D. 是氘核
【解析】由核反应过程质量数和电荷数守恒得：为,为,为,为,故A、C正确.
【答案】A、C
2.如图所示为卢瑟福发现质子的实验装置.M是显微镜，S是荧光屏，窗口F处装有银箔，氮气从阀门T充入，A是放射源.下列说法中正确的是 （ ）

A.该实验的核反应方程为：+→+
B.充入氮气后，调整银箔厚度，使S上见不到质子引起的闪烁
C.充入氮气前，调整银箔厚度，使S上能见到α粒子引起的闪烁
D.充入氮气前，调整银箔厚度，使S上见不到α粒子引起的闪烁
【解析】根据质量数和核电荷数守恒判断A项错误；充入氮气前，调整银箔厚度，使S上见不到α粒子引起的闪烁，B、C项错误，D项正确.
【答案】D
3.下列说法正确的是（ ）
A.黑体辐射强度的极大值随温度的升高向波长较大的方向移动
B.物质波和光波都是概率波
C.原子核越大，它的结合能越高，原子核中核子结合得越牢固
D.β衰变的实质是放射性原子核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子
【解析】随着温度的升高，黑体辐射向频率大的方向移动，A项错误；比结合能越大的原子核，原子核中核子结合得越牢固，C项错误；发生β衰变时中子转化为质子和电子，产生的电子从核内发射出来，D项正确.
【答案】B、D
4.关于原子结构和原子核，下列说法中正确的是（ ）
A.利用α粒子散射实验可以估算原子核的半径
B.利用α粒子散射实验可以估算核外电子的运动半径
C.原子的核式结构模型很好地解释了氢原子光谱的实验
D.处于激发态的氢原子放出光子后，核外电子运动的动能将增大
①由于爆炸后的弹片存在放射性，对环境产生长期危害
②爆炸后的弹片不会对人体产生危害
③铀238的衰变速率很快
④铀238的半衰期很长
A.①② B.③
C.①④ D.②④
【解析】贫铀弹主要成分为铀238,是放射性元素，且半衰期长，①④对，故选C.
【答案】C
6.下列说法正确的是（ ）
A.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应
B.汤姆孙发现电子，表明原子具有核式结构
C.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光波长太短
D.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，原子总能量增大
【解析】综合考查原子物理和光学知识.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应（聚变反应），不是核裂变反应，选项A错；汤姆孙发现电子，表明电子是原子的组成部分，不能表明原子具有核式结构，选项B错；一束光照射到某种金属上不能发生光电效应现象，是因为该束光的频率太低（低于极限频率），选项C错；根据玻尔理论，选项D正确.
【答案】D
二、非选择题（共70分）
7.(8分)如图所示的实验电路，当用黄光照射光电管中的碱金属涂层时，毫安表的指针发生了偏转.若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，此时电压表读数为U.若此时增加黄光照射的强度，则毫安表 (选填“有”或“无”)示数.若改用蓝光照射光电管中的金属涂层，则毫安表 (选填“有”或“无”)示数.

【解析】光电效应的原理是当有频率足够大的光照射到金属表面时，将会使金属中的电子获得足够能量而从表面逸出，逸出的电子向另一极板定向移动而形成电流.
【答案】 无 有
8.(10分)用不同频率的光照射某金属均产生光电效应，测量金属遏止电压Uc与入射光频率，得到Uc-图象，根据图象求出该金属的截止频率c= Hz，普朗克常量h= J·s.
[
【解析】根据光电效应方程有h=+W,又有=eUc，解得图线的斜率为,截距的大小为.
【答案】5.0×1014 6.4×10-34
9.(12分)一静止的质量为m1的原子核发生一次α衰变.已知衰变后的α粒子的质量为m2、电荷量为q、速度为v，并假设衰变过程中释放的核能全部转化为α粒子和新核的动能.求衰变后新核反冲的速度大小；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).
【解析】设新核反冲的速度大小为v′，由动量守恒定律有
.
解得v′=.
释放的核能为ΔE=+,
又ΔE=Δm·c2,
解得Δm=.
【答案】
10.(12分)已知氢原子基态电子轨道半径为r0=0.528×10-10 m,量子数为n的激发态的能量En= eV.求：
(1)电子在基态轨道上运动的动能；
(2)有一群氢原子处于量子数n=3的激发态，画一能级图，在图上用箭头标明这些氢原子所能发出光的光谱线有哪几条？
(3)计算这几条光谱线中波长最短的一条光谱线的波长.(k=9.0×109 N·m2/C2,e=1.60×10-19 C,
h=6.63×10-34 J)
【解析】(1)库仑力提供向心力，则有=,则=,代入数据得电子在基态轨道上运动的动能为13.6 eV.
(2)能级图如图所示，可得三条光谱线.

(3)波长最短的光频率最高、能量最大，对应处于n=3的激发态的氢原子向n=1能级跃迁所发出光的光谱线.将能量单位“eV”换算成国际单位“J”后得：
λ= =1.03×10-7 m.
【答案】(1)13.6 Ev (2)如图所示 (3)1.03×10-7m
11.(13分)1934年约里奥-居里夫妇用α粒子轰击静止的Al，发现了放射性磷P和另一种粒子，并因这一伟大发现而获得诺贝尔物理学奖.
(1)写出这个过程的核反应方程式；
（2）若该种粒子以初速度v0与一个静止的12C核发生碰撞，但没有发生核反应，该粒子碰后的速度大小为v1,运动方向与原运动方向相反，求碰撞后12C核的速度.
【解析】（1）核反应方程式为He+Al→P+n.
(2)设该种粒子即为中子的质量为m,则12C核的质量为12m,碰撞后12C核的速度为v2.由动量守恒定律可得:mv0=m(-v1)+12mv2，
解得：v2=.
则碰撞后12C核的运动方向与该粒子原运动方向相同.
【答案】（1）He+Al→P+n.
（2）速率为，方向与中子开始时的运动方向相同
12.(15分)科学家估算四川汶川特大地震释放的能量相当于200万个在广岛投掷的原子弹的能量，根据下列数据估算这次地震释放的能量：
(1)广岛原子弹释放的核能可用下面的典型裂变反应方程式表示；
U 　　 +n　→　Xe　　+　　Sr　　+　　3n
235.043 9 1.008 7　138.917 8　　93.915 4　　　3×1.008 7
反应方程下方的数字是中子及有关原子的静止质量(以原子量u为单位).已知1 u的质量对应的能量为930 MeV，此裂变反应释放出的能量是多少？
(2)广岛原子弹内含纯铀235共1 kg，该原子弹爆炸释放的能量为多少？由此估算汶川地震释放能量约是多少？