原子结构和原子核和物理学史、物理思想与方法练习
一、选择题
1．衰变是原子核的自发变化，科学家希望人工控制原子核的变化．卢瑟福用α粒子轰击氮(N)原子核，产生了氧(O)的一种同位素——氧17，这是人类第一次实现原子核的人工转变．这个核反应的方程是( )
A.N＋H→O＋n
B.N＋He→O＋H
C.N＋H→O
D.N＋He→O＋H
2．“氚电池”利用氚核β衰变产生的能量工作，可以给心脏起搏器供电．已知氚核的半衰期为12.5年，下列说法正确的是( )
A．氚核衰变放出的β射线是电子流，来源于核内中子衰变为质子放出的电子
B．氚核衰变放出的β射线是电子流，来源于核外内层电子
C．2个氚核经过12.5年后，衰变一个，还剩一个氚核
D．20克氚核经过12.5年后，衰变后剩余物的质量变为10克
3．裂变核能燃料分为铀基和钍基，钍基核燃料中Th类似于U，要通过转换或增殖才能作为裂变核能燃料使用．中子轰击U或U发生裂变反应，产生的中子与Th反应生成Th，再经过两次β衰变后生成U，达到增殖的目的．下列说法正确的是( )
A.U比Th的中子数少1
B.Th比Th的质子数多1
C．β衰变的实质是n→H＋e
D.Th转化成U是化学变化
4．根据所学的物理知识，下列说法正确的是( )
A.U→Th＋He是重核裂变
B．在核反应方程He＋N→O＋X中，X是质子
C．β衰变的本质是原子核外电子挣脱原子核的束缚形成的高速电子流
D．铀核(U)衰变为铅核(Pb)的过程中，要经过8次α衰变和4次β衰变
5．氟是放射性物质，其半衰期为12.5年．氚核(H)与其同位素氘核(H)在一定条件下可以发生反应，反应方程是H＋H→He＋n.下列说法正确的是( )
A．氚核(H)和氦核(He)的中子数相同
B．100 g氚经过25年会全部衰变完
C．当氚核(H)发生β衰变时，衰变产物有氘核(H)
D.H＋H→He＋n是α衰变方程
6．关于原子结构、原子核的组成与性质的认识，下列说法正确的是( )
A.Th(钍核)经过6次α衰变和4次β衰变后变成Pb
B．太阳辐射的能量，主要来自太阳内部发生的重核裂变
C．比结合能越小的原子核越稳定
D.Bi的半衰期为5天，10 gBi经过15天后，发生衰变的Bi的质量为1.25 g
7．(多选)(2023·辽宁大连市模拟)卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子的核反应为：N＋He→O＋H.已知氮核质量为mN＝14.007 53 u，氦核质量mHe＝4.003 87 u，氧核的质量为mO＝17.004 54 u，质子(氢核)质量为mp＝1.008 15 u．(已知1 u相当于931 MeV)；假设入射氦核以v0＝3×107 m/s的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核．反应生成的氧核和质子同方向运动，且速度大小之比为1∶50.则( )
A．卢瑟福通过该反应发现了原子的核式结构
B．该反应吸收能量1.2 MeV
C．反应生成物的比结合能增大
D．反应后氧核的速率为1.8×106 m/s
8.氢原子的部分能级如图所示，已知可见光的光子能量在1.62～3.11 eV之间，下列说法正确的是( )
A．一个氢原子从n＝4能级向基态跃迁时，可能发出2种不同频率的可见光
B．处于基态的氢原子可以吸收一个能量为12 eV的光子跃迁到n＝3能级
C．氢原子从高能级向n＝3能级跃迁时，会发出可见光
D．处于基态的氢原子不能吸收一个具有14 eV能量的光子
9.如图所示为氢原子部分能级示意图．现有大量处于激发态n＝5能级的氢原子，向基态跃迁时，会放出不同频率的光子．已知可见光的光子能量范围介于1.63～3.10 eV之间，某锌板发生光电效应的逸出功为3.34 eV.下列说法正确的是( )
A．最多有6种不同频率的光子放出
B．所有放出的光子中，有3种是可见光
C．所有放出的光子中，有3种可以使该锌板发生光电效应
D．放出的所有光子照射该锌板，逸出光电子的初动能的最大值为9.41 eV
10．(多选)天然放射性元素镭放出的α粒子动能约为Ekα＝4.793 MeV，用α粒子轰击氮原子核，核反应可能不止有一种，比如：①He＋N→O＋H；②He＋N→F＋n等，可以通过计算判断其是否有可能发生．已知：各原子核的相对原子质量如表所示，其中1 u的质量对应931.5 MeV的能量，下列关于第②种核反应的说法中正确的是( )
He N F n
M1＝4.002 603 u M2＝14.003 074 u M3＝17.002 095 u M4＝1.008 665 u
A．第②种核反应为放能反应，一次核反应放出的能量约为4.735 MeV
B．第②种核反应为吸能反应，一次核反应吸收的能量约为4.735 MeV
C．用该α粒子(Ekα＝4.793 MeV)轰击静止的靶核(N)，可能发生第②种核反应
D．若用Ekα＝6.173 MeV的α粒子轰击静止的靶核(N)，可能发生第②种核反应
11．物理学基于观察与实验，建构物理模型，应用数学等工具，通过科学推理和论证，形成系统的研究方法和理论体系．下列说法正确的是( )
A．忽略带电体的形状和大小，用“点电荷”表示带电体的方法，是运用了类比法
B．牛顿运用理想实验法发现“力不是维持物体运动的原因”
C．伽利略应用逻辑推理与实验相结合的方法得出“重物与轻物下落同样快”的结论
D．法拉第用实验证明了电磁波的存在
12.分子运动看不见、摸不着，不好研究，但科学家可以通过研究墨水的扩散现象去认识它，这种方法在科学上叫作“转换法’．下面是小明同学在学习中遇到的四个研究实例，其中采取的方法与刚才研究分子运动的方法相同的是( )
A．利用磁感线去研究磁场问题
B．电流看不见、摸不着，判断电路中是否有电流时，我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定
C．研究电流与电压、电阻关系时，先使电阻不变去研究电流与电压的关系；然后再让电压不变去研究电流与电阻的关系
D．研究电流时，将它比作水流
13.在物理学的发展过程中，科学家们总结出了许多物理学研究方法，以下关于物理学研究方法的叙述正确的是( )
A．在不需要考虑带电物体本身的大小和形状时，用点电荷来代替物体的方法叫微元法
B．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时采用了假设法
C．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了理想模型法
D．伽利略认为自由落体运动是物体在倾角为90°的斜面上的运动，再根据铜球在斜面上的运动规律得出自由落体的运动规律，这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法
14.下列关于物理学发展史的说法中正确的是( )
A．伽利略通过理想斜面实验，提出了力是维持物体运动状态的原因
B．法拉第为了解释磁体产生的磁场提出了分子电流假说
C．奥斯特发现了电流周围存在磁场，提出了电流的磁效应
D．楞次在对理论基础和实验资料进行严格分析后，提出了电磁感应定律
15.在物理学发展的过程中，有许多伟大的科学家做出了突出贡献．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是( )
A．麦克斯韦预言并通过实验证实了电磁波的存在
B．法拉第坚信电和磁之间一定存在着联系，发现了电流的磁效应
C．牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动
D．普朗克认为微观粒子的能量是量子化的，从而开始揭开了微观世界物理规律的面纱
16.关于近代物理学史的相关知识，下列说法正确的是( )
A．由康普顿效应可知，光子不仅具有能量，还具有动量
B．汤姆孙研究β衰变时发现了电子，说明电子是原子的重要组成部分
C．玻尔借鉴普朗克的能量子假说提出光子说，成功解释了氢原子光谱是分立的线状光谱
D．放射性同位素发生衰变时，遵循能量守恒和质量守恒
17.在物理学发展史上，有一些重大的发现和实验，对人类的进步起很大的作用．关于这些发现和实验，下列说法正确的是( )
A．伽利略通过“理想实验”得出结论：运动必具有一定速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去
B．牛顿提出了三条运动定律，是整个动力学的基础，它既能处理低速运动，也能处理高速运动，既适用于宏观物体，也适用于微观粒子
C．第谷通过研究行星观测记录，发现了行星运动的三大定律
D．牛顿发现了万有引力定律，后来他通过扭秤实验测出了引力常量的数值
18．(多选)在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程．在对以下几位物理学家所做科学贡献或者研究方法的叙述中，正确的说法是( )
A．伽利略是伟大的物理学家，他最先建立了速度、加速度等概念，并创造了一套科学的研究方法
B．在推导匀变速直线运动的位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，物理学中把这种研究方法叫作“理想模型法”
C．牛顿的理想斜面实验虽然是想象中的实验，但它是建立在可靠的事实基础上的
D．根据速度定义式v＝，当Δt非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法
19．(多选)下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是 ( )
A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成功解释了光电效应
B．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的
C．图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子
D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有波动性
答案
1．B 2．A 3．C 4．B 5．A 6．A 7．BD 8. A 9. B 10． BD
11．C 12. B 13. D 14. C 15.D 16. A 17. A 18．AD 19．BD
