2022屆高考物理二輪復習 第一部分 專題五 近代物理初步課后“高仿”檢測卷

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1、2022屆高考物理二輪復習 第一部分 專題五 近代物理初步課后“高仿”檢測卷 1．(2018·全國卷Ⅲ)1934年，約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊鋁核Al，產生了第一個人工放射性核素X：α＋Al→n＋X。X的原子序數(shù)和質量數(shù)分別為(　　) A．15和28　　　　　　　　　 B．15和30 C．16和30 D．17和31 解析：選B　將核反應方程式改寫成He＋Al→n＋X，由電荷數(shù)和質量數(shù)守恒知，X應為X。 2．(2018·全國卷Ⅱ)用波長為300 nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動能為1.28×10－19 J。已知普朗克常量為6.63×10－34 J·s，真空中的光速為3

2、.00×108 m·s－1。能使鋅產生光電效應的單色光的最低頻率約為(　　) A．1×1014 Hz B．8×1014 Hz C．2×1015 Hz D．8×1015 Hz 解析：選B　設單色光的最低頻率為ν0，由愛因斯坦光電效應方程得Ek＝hν1－W,0＝hν0－W，又ν1＝，整理得ν0＝－，代入數(shù)據(jù)解得ν0≈8×1014 Hz。 3．(2017·全國卷Ⅱ)一靜止的鈾核放出一個α粒子衰變成釷核，衰變方程為U→Th＋He。下列說法正確的是(　　) A．衰變后釷核的動能等于α粒子的動能 B．衰變后釷核的動量大小等于α粒子的動量大小 C．鈾核的半衰期等于其放出一個α粒子所經歷

3、的時間 D．衰變后α粒子與釷核的質量之和等于衰變前鈾核的質量 解析：選B　靜止的鈾核在衰變過程中遵循動量守恒，由于系統(tǒng)的總動量為零，因此衰變后產生的釷核和α粒子的動量等大反向，即pTh＝pα，B項正確；因此有＝，由于釷核和α粒子的質量不等，因此衰變后釷核和α粒子的動能不等，A項錯誤；根據(jù)半衰期的定義可知，C項錯誤；由于衰變過程釋放能量，根據(jù)愛因斯坦質能方程可知，衰變過程有質量虧損，因此D項錯誤。 4．(2017·全國卷Ⅰ)大科學工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應釋放的能量用來發(fā)電。氘核聚變反應方程是：H＋H―→He＋n。已知H的質量為2.013 6 u，He的質量為3.015 0 u，

4、n的質量為1.008 7 u,1 u＝931 MeV/c2。氘核聚變反應中釋放的核能約為(　　) A．3.7 MeV B．3.3 MeV C．2.7 MeV D．0.93 MeV 解析：選B　氘核聚變反應的質量虧損為Δm＝2×2.013 6 u－(3.015 0 u＋1.008 7 u)＝0.003 5 u，釋放的核能為ΔE＝Δmc2＝0.003 5×931 MeV/c2×c2≈3.3 MeV，選項B正確。 二、名校模擬重點演練——知熱點 5．(2019屆高三·遼寧遼南聯(lián)考)某原子核的衰變過程為：XYP。則(　　) A．X的中子數(shù)比P的中子數(shù)少2 B．X的質量數(shù)比P的質量

5、數(shù)多5 C．X的質子數(shù)比P的質子數(shù)多1 D．X的質子數(shù)比P的質子數(shù)少5 解析：選C　衰變方程式為XYP，從公式可以看出X的中子數(shù)比P的中子數(shù)多3個，故A錯誤；X的質量數(shù)比P的質量數(shù)多4個，故B錯誤；X的質子數(shù)比P的質子數(shù)多1個，故C正確，D錯誤。 6．(2018·煙臺模擬)下列說法正確的是(　　) A．結合能越大的原子核越穩(wěn)定 B．光電效應揭示了光具有波動性 C．氫原子從較高的激發(fā)態(tài)躍遷到較低的激發(fā)態(tài)時，電子的動能減少，電勢能減少，原子的總能量減少 D．將放射性元素摻雜到其他穩(wěn)定元素中并大幅度降低其溫度，它的半衰期不發(fā)生改變 解析：選D　比結合能越大的原子核越穩(wěn)定，故A錯誤；

6、光電效應的規(guī)律只能用光子學說解釋，揭示了光具有粒子性，故B錯誤；氫原子從較高的激發(fā)態(tài)躍遷到較低的激發(fā)態(tài)時，釋放出光子，總能量減小，庫侖力做正功，電子的動能增大，電勢能減小，故C錯誤；放射性元素的半衰期與原子所處的化學狀態(tài)和溫度無關，故D正確。 7．(2018·百校聯(lián)盟聯(lián)考)核反應方程N＋H→C＋X＋ΔE中，N的質量為m1、H的質量為m2、C的質量為m3、X的質量為m4，光在真空中的速度為c，則下列判斷正確的是(　　) A．X是He，ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2 B．X是He，ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2 C．X是He，ΔE＝(m3＋m4－m1－m2)c2 D．X是He

7、，ΔE＝(m3＋m4－m1－m2)c2 解析：選B　根據(jù)質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得：N＋H→C＋He，則X是He，反應中虧損的質量為Δm＝m1＋m2－m3－m4，故釋放的能量ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3－m4)c2，故B正確。 8．(2018·東莞模擬)用中子(n)轟擊鋰核(Li)發(fā)生核反應，產生氚核(H)和未知粒子并放出4.8 MeV的能量，已知1 MeV＝1.6×10－13 J。下列說法正確的是(　　) A．未知粒子為α粒子 B．未知粒子為β粒子 C．反應中的質量虧損為8.5×10－3 kg D．鋰核的結合能小于氚核的結合能 解析：選A　根據(jù)質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，未知粒

8、子的質量數(shù)為4，電荷數(shù)為2，為α粒子，選項A正確，B錯誤；反應中的質量虧損為Δm＝ kg≈8.5×10－30 kg，選項C錯誤；組成原子核的核子越多，它的結合能越高，選項D錯誤。 9．(2018·開封模擬)下列描繪兩種溫度下黑體輻射強度與頻率關系的圖中，符合黑體輻射實驗規(guī)律的是(　　) 解析：選B　根據(jù)黑體輻射實驗規(guī)律，黑體熱輻射的強度與波長的關系為：隨著溫度的升高，一方面，各種波長的輻射強度都有增加，則各種頻率的輻射強度也都增加；另一方面，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，即向頻率較大的方向移動，只有B項符合黑體輻射實驗規(guī)律。 10．[多選](2018·貴州適應考試)14C是碳

9、元素的一種具有放射性的同位素，衰變方式為β衰變，其半衰期約為5 730年。已知一個14C原子核由6個質子和8個中子組成。下列說法正確的是(　　) A．14C衰變后轉變?yōu)?4N B．14C衰變過程中發(fā)出的β射線是由核外電子電離產生的 C．14C原子發(fā)生化學反應后，其半衰期不會發(fā)生改變 D．14C樣品經歷3個半衰期后，樣品中14C的質量只有原來的 解析：選AC　14C衰變方式為β衰變，則放出一個負電子后，質量數(shù)不變，電荷數(shù)增加1，變?yōu)?4N，選項A正確；14C衰變過程中發(fā)出的β射線是由核內的中子轉化為質子時放出的負電子，選項B錯誤；半衰期與化學狀態(tài)無關，則14C原子發(fā)生化學反應后，其半衰

10、期不會發(fā)生改變，選項C正確；14C樣品經歷3個半衰期后，樣品中14C的質量只有原來的3＝，選項D錯誤。 11．[多選]如圖所示為氫原子的能級圖。大量處于基態(tài)的氫原子在一束光的照射下發(fā)生躍遷后能產生6條譜線，其中有3條可使某金屬發(fā)生光電效應。已知可見光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之間，下列有關描述正確的是(　　) A．氫原子的能級是分立的，6條譜線中有2條譜線在可見光范圍內 B．入射光束中光子的能量為10.2 eV才能實現(xiàn)題中的躍遷情況 C．該金屬的逸出功小于2.55 eV D．若改用12.7 eV的電子撞擊氫原子使之躍遷后所輻射出的光也能使該金屬發(fā)生光電效應 解析：選

11、AD　躍遷后能產生6條譜線，說明處于基態(tài)的氫原子被激發(fā)到了第4能級，因此入射光束中光子的能量為E4－E1＝12.75 eV，從第4能級向低能級躍遷時其中有2條譜線在可見光范圍內，又由能級圖知其能量是不連續(xù)的，是分立的，A項正確，B項錯誤；能發(fā)生光電效應的3條譜線是從第4、3、2能級向基態(tài)躍遷產生的，其中能量最小的為E2－E1＝10.2 eV，而由第4能級向第2能級躍遷的能量為E4－E2＝2.55 eV，是不能發(fā)生光電效應的，表明該金屬的逸出功大于2.55 eV，小于10.2 eV，C項錯誤；因12.7 eV>10.2 eV，若用12.7 eV的電子撞擊氫原子，可將部分能量傳給氫原子使之躍遷，它

12、在輻射時產生的光可使該金屬發(fā)生光電效應，故D項正確。 12．(2018·西安八校聯(lián)考)能源是社會發(fā)展的基礎，發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一，核能作為一種新能源在現(xiàn)代社會中已不可缺少，我國在完善核電安全基礎上將加大核電站建設規(guī)模。核泄漏中的钚(Pu)是一種具有放射性的超鈾元素，它可破壞細胞基因，提高罹患癌癥的風險。已知钚的一種同位素Pu的半衰期為24 100年，其衰變方程為Pu→X＋He＋γ，下列有關說法正確的是(　　) A．X原子核中含有92個中子 B．100個Pu經過24 100年后一定還剩余50個 C．由于衰變時釋放巨大的能量，根據(jù)E＝mc2，衰變過程總質量增加 D．衰變發(fā)出的

13、γ射線是波長很短的光子，具有很強的穿透能力 解析：選D　由方程式可計算X原子核為U，原子核含質子92個，中子143個，故A項錯誤；放射性元素的衰變規(guī)律是統(tǒng)計規(guī)律，對大量的原子核衰變才有意義，100個原子核過少，不一定在半衰期后只剩余一半，故B項錯誤；衰變時釋放巨大能量，即有能量損失，根據(jù)E＝mc2，應有質量虧損，總質量減少，故C項錯誤；射線γ是光子流，穿透能力很強，能穿透幾厘米厚的鉛板，故D項正確。 13． (2018·衡水中學模擬)用圖甲所示的電路研究光電效應中電子發(fā)射的情況與照射光的強弱、光的顏色(頻率)等物理量間的關系，電流計G測得的光電流I隨光電管兩端電壓U的變化如圖乙所示，則(　

14、　) A．通過電流計G的電流方向由d到c B．電壓U增大，光電流I一定增大 C．用同頻率的光照射K極，光電子的最大初動能與光的強弱無關 D．光電管兩端電壓U為零時一定不發(fā)生光電效應 解析：選C　電流方向與逃逸出來的電子運動方向相反，所以通過電流計G的電流方向由c到d，故A錯誤；由題圖乙可知，當U增大到一定程度后，光電流不再隨U的增大而增大(即達到飽和電流)，故B錯誤；用同頻率的光照射K極，根據(jù)愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W，光電子的最大初動能與光的頻率有關，與光的強弱無關，故C正確；光電管兩端電壓U為零時，光電效應照樣發(fā)生，故D錯誤。 14．[多選](2018·武漢質檢)我

15、國自主研發(fā)的釷基熔鹽是瞄準未來20～30年后核能產業(yè)發(fā)展需求的第四代核反應堆，是一種液態(tài)燃料堆，使用釷鈾核燃料循環(huán)，以氧化鹽為冷卻劑，將天然核燃料和可轉化核燃料熔融于高溫氯化鹽中，攜帶核燃料在反應堆內部和外部進行循環(huán)。釷232不能直接使用，需要俘獲一個中子后經過2次β衰變轉化成鈾233再使用，鈾233的一種典型裂變方程是U＋n→Ba＋Kr＋3n。已知鈾233的結合能為E1、鋇142的結合能為E2、氪89的結合能為E3，則(　　) A．鈾233比釷232少一個中子 B．鈾233、鋇142、氪89三個核中氪89的結合能最小，比結合能卻最大 C．鈾233、鋇142、氪89三個核中鈾233的結合

16、能最大，比結合能也最大 D．鈾233的裂變反應釋放的能量為ΔE＝E1－E2－E3 解析：選AB　設釷核的電荷數(shù)為a，則釷232俘獲一個中子后經過2次β衰變轉化成鈾233，則a＝92－2＝90，則釷232中含有中子數(shù)為232－90＝142，鈾233含有中子數(shù)為233－92＝141，則鈾233比釷232少一個中子，選項A正確；鈾233、鋇142、氪89三個核中氪89質量數(shù)最小，結合能最小，因核子數(shù)較小，則比結合能卻最大，選項B正確，C錯誤；鈾233的裂變反應中釋放的能量等于生成物的結合能減去反應物的結合能，選項D錯誤。 15．正電子發(fā)射計算機斷層掃描(PET CT)，其原理是借助于示蹤劑(正

17、電子放射線藥物)可以聚集到病變部位的特點來發(fā)現(xiàn)疾病的。PET CT常用核素氧15標記，其半衰期僅有2分鐘。對含氧元素的物質照射20 MeV～50 MeV的X射線，激發(fā)原子核邊緣的中子，可以產生氧15正電子核素。下列說法正確的是(　　) A．用30 MeV的X射線照射氧16時，生成氧15的同時釋放出中子 B．氧15發(fā)生正電子衰變時，生成的新核含有9個中子 C．經過10分鐘，氧15的含量減小為原來的 D．將氧15置于回旋加速器中，其半衰期可能發(fā)生變化 解析：選A　用30 MeV的X射線照射氧16時，生成氧15的同時釋放出中子，故A正確。氧15產生正電子衰變，O→e＋N，生成的新核有8個中

18、子，故B錯誤。經過10分鐘，即經過5個半衰期，剩余氧15的含量m＝m05＝m0，故C錯誤。改變元素所處的物理環(huán)境和化學狀態(tài)，不改變半衰期，故D錯誤。 16．(2018·湖南師大附中大聯(lián)考)某靜止的原子核發(fā)生核反應且釋放出能量Q。其方程為X→Y＋Z，并假設釋放的能量全都轉化為新核Y和Z的動能，其中Z的速度為v，以下結論正確的是(　　) A．Y原子核的速度大小為v B．Y原子核的動能是Z原子核的動能的倍 C．Y原子核和Z原子核的質量之和比X原子核的質量大(c為光速) D．Y和Z的結合能之和一定大于X的結合能 解析：選D　設Y原子核的速度大小為v′，由動量守恒有：0＝Dv′－Fv，所以v′＝v，所以A錯誤；Y原子核的動能為EkY＝v2，Z原子核的動能為EkZ＝Fv2，動能之比為，所以B錯誤；因為放出能量，有質量虧損，所以Y原子核和Z原子核的質量之和比X原子核的質量小，結合能之和比X的大，故C錯誤，D正確。