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2011届高考
物理二轮复习原子
物理专题预测3
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）
1.如图所示中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γ射线
C.b为γ射线，c为α射线
D.b为α射线，c为γ射线
2.如图所示，a为未知的天然放射源，b为一张黑纸，c为水平放置的平行金属板，板间有竖直方向较强的匀强电场，d为荧光屏，e为固定不动的显微镜筒，整个装置放在真空中实验时，如果将电场E撤去，从显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁的亮点数没有变化，如果将黑纸b移开，则从显微镜筒内观察到的每分钟闪烁的亮点数大为增加.由此可判定放射源a发出的射线为()
冲而间接证明中微子的存在的.下面关于一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”，衰变为子核并放出中微子的说法正确的是()
A.母核的质量数等于子核的质量数
B.母核的电荷数大于子核的电荷数
C.子核的动量大于等于中微子的动量大小
D.子核的动能大于中微子的动能
解析：本题以“轨道电子俘获”为背景进行命题，考查了原子物理知识.该过程的核反应方程式为 +ν(中微子），因此根据核反应中质量数和电荷数守恒可以判断A、B正确.在俘获过程中系统的动量守恒，故C正确.根据Ek= 和题中中微子的质量很小的信息可以知道D错误.
答案：ABC
4. 俘获中子后变成放射性同位素 ， 放射β射线变成镍 同位素，这种新形成的镍的同位素处于激发态，它要过渡到稳定态将要发生下列哪种射线()
A.α射线 B.β射线
C.γ射线 D.β+射线
解析：原子由激发态向稳定态过渡时放出γ射线.
答案：C
5.利用氢气光谱管可以产生氢的原子光谱，这些谱线的产生是由于()
A.大量氢原子从较高激发态向较低激发态或基态跃迁，从而吸收不同频率的光子
B.大量氢原子从较高激发态向较低激发态或基态跃迁，从而辐射不同频率的光子
C.大量氢原子从基态或较低激发态向较高激发态跃迁，从而辐射不同频率的光子
D.大量氢原子从基态或较低激发态向较高激发态跃迁，从而吸收不同频率的光子
解析：光谱管产生氢的原子光谱时是向外辐射光子，所以是由激发态向基态跃迁.
答案：B
7.可见光光子的能量在1.61 eV～3.10 eV范围内.若氢原子从高能级跃迁到量子数为n的低能级的谱线中有可见光，根据氢原子能级图（下图），可判断n为()
A.1 B.2 C.3 D.4
解析：由能级公式可得释放的光子能量ΔE=Em-En,而ΔE21=E2-E1=10.2 eV，远大于可见光光子的能量，要使1.61 eV≤ΔE≤3.10 eV,电子只能从较高能级跃迁到第2能级，即n=2,B正确.
答案：D
8.根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，右图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹，在α粒子从a运动到b，再运动到c的过程中，下列说法中正确的是()
A.动能先增大，后减小
B.电势能先减小，后增大
C.电场力先做负功，后做正功，总功等于零
D.加速度先变小，后变大
解析：α粒子从a点经b点到达等势点c的过程中电场力先做负功，后做正功，α粒子的电势能先增加，后减小，回到同一等势线上时，电场力做的总功为零.故C项正确.
答案：C
答案：BD
10.原子核自发地放出电子的现象称为β衰变.开始时科学家曾认为β衰变中只放出电子，即β粒子，后来发现这个过程中，除了放出电子以外，还放出一种叫“反中微子”的粒子，反中微子不带电，与
其他物质的相互作用极弱.下列关于β衰变的说法中正确的是( )
A.原子核发生β衰变说明原子核内含有电子
B.发生β衰变的原子核的核子数不变但电荷数增加
C.原子核发生β衰变时放出的能量大于β粒子与衰变后的核的动能之和
D.静止的原子核发生β衰变时，β粒子与衰变后的核的动能方向一定相反
解析：β衰变并不是因原子核中含有电子，而是原子核中的一个中子转化为质子而产生的电子，A错误，B正确；β衰变放出电子，还有反中微子，所以C正确，D错误.
答案：BC
二、非选择题（本题共6小题，共60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）.
11.(6分）假设两个氘核在一直线上相碰发生聚变反应生成氦的同位素和中子，已知氘核的质量是2.013 6 u,中子的质量是1.008 7 u，氦核的同位素的质量是3.015 0 u，则聚变的核反应方程式是______,在聚变反应中释放的能量是________ MeV.(保留两位有效数字）
解析：核反应方程式为
核反应过程中的质量亏损
Δm=2mH-(mHe+mn)=2×2.0136u-(3.0150u+1.0087u)=3.5×10-3u
所以氘核释放的核能
ΔE=3.5×10-3×931.5 MeV=3.26 MeV.
解析：（1）该电场是由氢原子核产生的，由点电荷场强公式：E= =5.13×1011N/C.
(2)由库仑力提供向心力k = ，得
v= =1.1×106 m/s,T= =1.21×10-15s.
（3）Ek2=12mev2=5.45×10-19 J
p2=mev=1.0×10-24 kg•m/s.
答案：(1) (2)见解析
14.(10分）太阳内部进行着剧烈的氢核聚变反应.氦核是由4个质子生成，同时有正电子放电，正电子又会和负电子湮灭成为一对光子，在这一系列核反应过程中放出4.5×10-12J能量.已知现在太阳每秒辐射5.0×1026 J能量.
(1)写出上述两个核反应方程.
(2)计算出太阳每秒产生的氦核数目及每年减少的质量（保留2位有效数字）.
解析：(1) .
(2)太阳内每形成一个氦核就要放出4.5×10-12J的能量，而太阳每秒发射5.0×1026J能量，所以每秒形成的氦核数目为：
n= =1.1×1038个.
一年太阳释放的总能量为:
E=5×1026×365×24×3 600 J=1.58×1034 J
太阳每年减少的质量为：
Δm= 1.7×1017 kg.
根据轨道半径公式r= 可知，在同一磁场中r∝ ，所以rx：rα= ②
又由于在衰变过程中遵循动量守恒定律，即
mxvx=mαvα③
解②和③式，得qx：qα=rα：rx
∴qx=(rα：rx)•qα=88e
代入①式得：q=90e,即Z=90.
（2）由于轨道半径与粒子带电量（在本题中）成反比，所以圆轨道1是α粒子的径迹，圆轨道2是残核的径迹.两者电性相同，运动方向相反.
答案：(1)90(2)圆轨道1
16.（14分）静止在匀强磁场中的 核俘获一个速度为v0=7.7×104 m/s的中子而发生核反应： .若已知 的速度为v2=2.0×104m/s，其方向跟中子反应前的速度方向相同，如图所示.试求：
（1） 的速度大小和方向；
（2）画出两粒子的运动轨迹及运动方向，并计算出轨迹半径之比.
(3)当 旋转3周时，粒子 旋转几周？
解析：（1） 核俘获 的过程，系统动量守恒，则mnv0=mHv1+mHev2，即v1= ，代入数据mn=1 u,mHe=4 u，mH=3 u,得v1=-1.0×103m/s,负号表示跟v0的方向相反.
(2)如下图所示， 和 在磁场中半径之比为
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