广东省汕头一中2020学年度第二学期高二物理波粒二象性、原子结构单元测试试题 人教版

广东省汕头一中2020学年度第二学期高二物理波粒二象性、原子结构单元测试试题 人教版

广东省汕头一中2020学年度第二学期高二物理波粒二象性、原子结构单元测试试题 ‎ 一、单项选择题（‎3’‎×10=‎30’‎）‎ ‎1．下列说法中不正确的是：‎ A．汤姆生发现电子，并提出原子结构“枣糕模型”‎ B．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子 C．卢瑟福通过α粒子散射实验，发现原子核有一定的结构 D．爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说 ‎2．如图所示，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γ射线 C．b为γ射线、c为β射线 D．b为α射线、c为γ射线 ‎3．在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是：‎ A．使光子一个一个地通过单缝，如果曝光时间足够长，底片上将会显示衍射图样 B．只有单个光子通过单缝后，底片上也会出现完整的衍射图样 C．光子通过狭缝的运动路线像水波一样起伏 D．单个光子通过单缝后运动有随机性，大量光子通过单缝后运动也呈现随机性 ‎4． 下列四个实验中，能说明光具有粒子性的是：‎ ‎5．氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下述说法中正确的是：‎ A．电子绕核旋转的半径增大 B．氢原子的能量增大 C．氢原子的电势能增大 D．氢原子核外电子的速率增大 ‎6．利用光电管研究光电效应的实验电路如图所示，用频率为v0的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则：‎ A．只用紫外光照射K，电流表中不一定有电流通过 B．只用红外光照射K，电流表中一定无电流通过 C．频率为v0的可见光照射K，变阻器的滑片移到A端，电流表中一定无电流通过 D．频率为v0的可见光照射K，变阻器的滑片向B端滑动时，电流表示数可能不变 ‎7． 目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成的，u夸克带电荷量为＋，d夸克带电荷量为，e为元电荷．下列论断中可能正确的是：‎ A．质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成 B．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成 C．质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由2个u夸克和1个d夸克组成 D．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和1个d夸克组成 ‎8．新发现的一种放射性元素X，它的氧化物X2O的半衰期为8天，X2O与F发生化学反应2X2O+‎2F2=4XF+O2之后，XF的半衰期为：‎ A．2天 B．4天 C．8天 D．16天 ‎9．氦原子的一个核外电子被电离，会形成类似氢原子结构的氦离子．已知基态的氦离子能量为E1=－54.4 eV，氦离子能级的示意图如图所示．可以推知，在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是：‎ A．40.8 eV B．43.2 eV ‎ C．51.0 eV D．54.4 eV B ‎10．在匀强磁场中有一个静止的氡原子核（），由于衰变，它沿着与磁场垂直的方向放出一个粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相互外切的圆，两 圆的直径之比为42∶1，如图所示．那么氡核的衰变方程应是下列方程的哪一个：‎ ‎ A． B． ‎ C． D．‎ 二、不定项选择题（‎6’‎×4=‎24’‎，漏选得‎3’‎，错选、不选得‎0’‎）‎ ‎11．关于光谱的产生，下列说法正确的是：‎ A．正常发光的霓虹灯属稀薄气体发光，产生的是明线光谱 B．白光通过某种温度较低的蒸气后将产生吸收光谱 C．撒上食盐的酒精灯火焰发出的光是明线光谱 ‎ D．炽热高压气体发光产生的是明线光谱 ‎12．‎1999年9月18日，中共中央、国务院、中央军委在人民大会堂隆重表彰为研制“两弹一星”作出突出贡献的科学家．下列核反应中属于研究“两弹”的基本核反应的是：‎ A．+→+ B．+→++10‎ C．→+ D．+→+ ‎ ‎13．如图是产生X射线的装置，图中K是阴极，A是阳极．通电时由阴极发出的电子打在阳极上，从阳极上激发出X射线．设其中X光子能量最大值等于电子到达阳极时的动能．已知电子初速度为零，两极间电势差U，普朗克常量h，电子电荷e和光速c，则：‎ A．X射线是从阴极K直接发出的 B．高压电源的a端为正极 C．X射线管发出的X光的最短波长为 D．X射线管发出的X光的最大频率为 ‎14‎ ‎．中国提供永磁体的阿尔法磁谱仪如图所示，它曾由航天飞机携带升空，将安装在阿尔法国际空间站中，主要使命之一是探索宇宙中的反物质．反物质即质量与正粒子相等，带电量与正粒子相等但电性相反的物质，如反质子即为H．假若使一束质子、反质子、粒子和反粒子组成的射线，沿OO′穿过速度选择器后进入匀强磁场B2形成4条径迹，下列说法正确的是：‎ A．1、2是反粒子的径迹 B．3、4为反粒子的径迹 C．2为反粒子径迹 D．4为反粒子径迹 三、填空与实验题（‎5’‎×5=‎25’‎）‎ ‎15．一个正电子和一个负电子相遇会发生湮灭而转化为一对光子，设正、负电子的质量为m，普朗克常量为h，光速为c，则这一对光子的频率=_______．‎ ‎16．已知一个U235核吸收一个中子后可能发生的反应是，放出的能量为E．若U235核的质量为M，中子的质量为m0，Ba141核的质量为m1，Kr92核的质量为m2，真空中的光速c，则释放的能量E=__________________．‎ ‎17．氢原子从能级A跃迁到能级B时，辐射出波长为λ1的光子；从能级A跃迁到能级C时，辐射出波长为λ2的光子；若λ1＞λ2，则氢原子从能级B跃迁到能级C时，将_______（填“辐射”或“吸收”）光子，光子的波长=_______．‎ ‎18．一瓶无害放射性同位素溶液，其半衰期为20天，测得每分钟衰变6×107次．今将这瓶溶液倒入一水库中，80天后可以认为溶液已均匀分布在水库中，现取‎1m3‎水样本测得每分钟衰变20次，则该水库蓄水量V=_______m3．‎ 四、计算题（‎7’‎×3=‎21’‎，解题要有必要的步骤、简图或文字）‎ ‎19．若氢原子的核外电子质量为m，电量为e，在离核最近的轨道上近似做匀速圆周运动，轨道半径为r1．试求：（1）电子运动的动能Ek是多少？ （2）电子绕核转动的频率f是多少？ （3）氢原子核在电子轨道处产生的电场强度E为多大？‎ ‎20．物理学家们普遍相信太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应．根据这一理论，在太阳内部４个氢核（）转化成一个氦核（）‎ 和两个正电子（）并放出能量．已知质子质量mp＝1.0073u，α粒子的质量mα＝4.0015u，电子的质量me＝0.0005u．1u的质量对应931.5MeV的能量．试求：（1）写出该热核反应方程；‎ ‎（2）一次这样的热核反应过程中释放出多少兆电子伏的能量?（结果保留四位有效数字）‎ ‎21．云室处在磁感应强度为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衰变， 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．现测得粒子的轨道半径为R，试求在衰变过程中的质量亏损．（提示：涉及动量问题的计算时，亏损的质量可忽略不计）‎ 汕头一中2020学年度第二学期 高二物理《波粒二象性、原子结构》单元试题答题卷 班级： 姓名： 座号： 分数： ‎ 一、单项选择题（‎3’‎×10=‎30’‎） 二、不定项选择题（‎6’‎×4=‎24’‎，漏选得‎3’‎，错选、不选得‎0’‎）‎ 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ ‎13‎ ‎14‎ 答案 三、填空与实验题（‎5’‎×5=‎25’‎）‎ ‎15． ____________________ ．‎ ‎16． ____________________ ．‎ ‎17． ____________（填“辐射”或“吸收”），____________．‎ ‎18． ____________m3． ‎ 四、计算题（‎7’‎×3=‎21’‎，解题要有必要的步骤、简图或文字）‎ ‎19．若氢原子的核外电子质量为m，电量为e，在离核最近的轨道上近似做匀速圆周运动，轨道半径为r1．试求：‎ ‎（1）电子运动的动能Ek是多少？ ‎ ‎（2）电子绕核转动的频率f是多少？ ‎ ‎（3）氢原子核在电子轨道处产生的电场强度E为多大？‎ ‎20．物理学家们普遍相信太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应．根据这一理论，在太阳内部４个氢核（）转化成一个氦核（）和两个正电子（）并放出能量．已知质子质量mp＝1.0073u，α粒子的质量mα＝4.0015u，电子的质量me＝0.0005u．1u的质量对应931.5MeV的能量．试求：‎ ‎（1）写出该热核反应方程；‎ ‎（2）一次这样的热核反应过程中释放出多少兆电子伏的能量?（结果保留四位有效数字）‎ ‎21．云室处在磁感应强度为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衰变， 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．现测得粒子的轨道半径为R，试求在衰变过程中的质量亏损．（提示 ‎：涉及动量问题的计算时，亏损的质量可忽略不计）‎ ‎[参考答案]‎ http://www.DearEDU.com 一、单项选择题（‎3’‎×10=‎30’‎） 二、不定项选择题（‎6’‎×4=‎24’‎，漏选得‎3’‎，错选、不选得‎0’‎）‎ 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ ‎13‎ ‎14‎ 答案 C B A C D D B C B D ABC BD BC AC 三、填空与实验题（‎5’‎×5=‎25’‎）‎ ‎15．ν=．16． E=（M-m1-m2‎-2m0）c2．17．辐射，．18． 1.875×‎105m3‎． ‎ 四、计算题（‎7’‎×3=‎21’‎，解题要有必要的步骤、简图或文字）‎ ‎19．（1） （3分）（2） （3分）（3）（1分）‎ ‎20．（1）4→+2 （3分） ‎ ‎（2）ΔE＝24.87 MeV （4分）‎ ‎21．解析：用v表示粒子的速度，由洛伦兹力和牛顿定律可得：qvB=m（2分）‎ 用v'表示衰变后剩余核的速度，在考虑衰变过程中系统的动量守恒时，因为亏损质量很小，可不予考虑，由动量守恒可知：(M－m)v′=mv（2分）‎ 在衰变过程中， 粒子和剩余核的动能来自于亏损质量的质量 Δmc2=(M－m)v' 2＋mv2（2分）‎ 解得Δm=．（1分）‎ ‎1． 解析：本题考查物理学史．由物理学史知，汤姆生发现了电子，卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构学说，查德威克发现了中子，爱因斯坦提出了光子说．ABD正确，C错．答案：C ‎2． 解析：本题考查三种射线．由α粒子带正电、β粒子带负电、γ射线不带电知，正确选项为B．答案：B ‎3． 解析：本题考查学生对光的波粒二象性的理解．正确选项为A．答案：A ‎4． 解析：本题考查实验装置图．A图为α粒子散射实验示意图；B图为双缝干涉实验示意图；C图为光电效应示意图；D图为天然放射现象示意图．正确选项C．答案：C ‎5． 解析：本题考查的是玻尔原子理论．氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，电子向低能级跃迁，电子绕核旋转的半径减小，由k，得v=，知电子速率增大．在此过程中库仑力做正功，电势能减少．故正确选项为D．答案：D ‎6． 解析：若原来电流已饱和，则滑片向B端移动电流表示数将不变．答案：D ‎7． 解析：本题考查粒子的组成．质子带电荷量为2×（+e）+(－e)=e ‎，中子带电荷量为（+e）+2×(－e)=0，故正确选项为B．答案：B ‎8． 解析：放射性元素半衰期不受元素存在形式和环境的影响，故选C 答案：C ‎9． 解析：（1）由玻尔理论知，基态的氦离子要实现跃迁，入射光子的能量应该等于氦离子在某激发态与基态的能量差．‎ ‎（1）氦离子在图示的各激发态与基态的能量差：‎ ΔE 1=E ∞－E 1=0－(－54.4 eV)=54.4 eV ΔE 2=E 4－E 1=－3.4 eV－(－54.4 eV)=51.0 eV ΔE 3=E 3－E 1=－6.0 eV－(－54.4 eV)=48.4 eV ΔE 4=E 2－E 1=－13.6 eV－(－54.4 eV)=40.8 eV 可见不能被基态氦离子吸收的光子是能量为43.2 eV的光子，正确选项为B．答案：B ‎10．解析：依动量定理可知两反冲作用的粒子动量等大，故半径比为其电荷量反比，故选D 答案：D ‎11．解析：热固体、液体和高压气体发出连续光谱；低压蒸气发射和吸收的光谱都是线状的，发射光谱为明线光谱，吸收光谱为背景为连续色光的暗线光谱．答案：ABC ‎12．解析：本题考查重核裂变和轻核聚变核反应方程．“两弹”是指原子弹和氢弹，原理分别为重核裂变和轻核聚变，B为重核裂变方程之一，D为轻核聚变方程．故正确选项为BD．‎ ‎13．解析：X射线是从对阴极A发出的，A选项错：高压电源的a端是正极，B对；当电子的动能全部转化为X光的能量时，其波长最短，由eU=h得，λmin=，选项C对D错．故正确选项为BC．‎ ‎14．解析：本题考查带电粒子在磁场中的匀速圆周运动及速度选择器、粒子的性质．‎ 由于4种射线均能沿OO′直线通过B1， 因此它们的速率相等(v=)．进入B2‎ 后做匀速圆周运动的半径r=． 由于粒子和反粒子的大，所以半径也大．答案：AC ‎15．解析：本题考查质能方程及光子说．2mc2=2hν 则ν=．‎ ‎16．解析：本题考查质量亏损与质能方程的计算．答案：（M-m1-m2‎-2m0）c2‎ ‎17．解析：本题考查氢原子能级跃迁．由题意知，氢原子从能级B跃迁到能级C时，辐射出光子．设光子的波长为λ，则：‎ ‎ λ=． 答案：辐射 ‎ ‎18．解析：本题考查放射性同位素的应用．依题意知半衰期个数为 n==4‎ ‎8天后每分钟放射次数为N=()4N0=×6×107=×107‎ 则水库蓄水量为 V= m3=1.875×‎105 m3‎．‎ 答案：1.875×105‎ ‎19．解析：‎ ‎（1）依题意及向心力公式有：①‎ 电子动能：② 故依①②式有：‎ ‎ （2）电子绕核频率：③ 故依①③式有：‎ ‎（3）根据电场强度定义：④‎ 依库仑力公式有：⑤ 故依④⑤式有：‎ ‎20．解析：‎ ‎（1）该热核反应方程式为：4→+2 ‎ ‎（2）质量亏损Δm＝4mP－mα－2me＝4×1.0073u－4.0015u－2×0.0005u＝0.0267 u ‎ 释放能量ΔE＝0.0267 u×931.5MeV/u＝24.87 MeV ‎ ‎21．解析：用v表示粒子的速度，由洛伦兹力和牛顿定律可得：qvB=m 用v'表示衰变后剩余核的速度，在考虑衰变过程中系统的动量守恒时，因为亏损质量很小，可不予考虑，由动量守恒可知：(M－m)v′=mv 在衰变过程中，粒子和剩余核的动能来自于亏损质量的质量：‎ Δmc2=(M－m)v' 2＋mv2 解得Δm=．‎