（江蘇專用）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十二章 近代物理章末過關(guān)檢測

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1、第十二章 近代物理 章末過關(guān)檢測(十二) (時間：45分鐘　分值：100分) 一、單項選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分．在每小題給出的四個選項中，只有一個選項正確) 1．關(guān)于天然放射性，下列說法不正確的是(　　) A．所有元素都有可能發(fā)生衰變 B．放射性元素的半衰期與外界的溫度無關(guān) C．放射性元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性 D．α、β和γ三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng) 解析：選A.自然界中絕大部分元素沒有放射現(xiàn)象，選項A錯誤；放射性元素的半衰期只與原子核結(jié)構(gòu)有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)，選項B、C正確；α、β和γ三種射線電離能力依次減弱，穿透能力依次增強(qiáng)，選項D

2、正確． 2．由于放射性元素Np的半衰期很短，所以在自然界中一直未被發(fā)現(xiàn)，只是在使用人工的方法制造后才被發(fā)現(xiàn)．已知Np經(jīng)過一系列α衰變和β衰變后變成Bi，下列選項中正確的是(　　) A.Bi的原子核比Np的原子核少28個中子 B.Np經(jīng)過衰變變成Bi，衰變過程可以同時放出α粒子、β粒子和γ粒子 C．衰變過程中共發(fā)生了7次α衰變和4次β衰變 D.Np的半衰期等于任一個Np原子核發(fā)生衰變的時間 解析：選C.Bi的中子數(shù)為209－83＝126，Np的中子數(shù)為237－93＝144，Bi的原子核比Np的原子核少18個中子，A錯誤；Np經(jīng)過一系列α衰變和β衰變后變成Bi，可以同時放出α粒子和γ粒

3、子或者β粒子和γ粒子，不能同時放出三種粒子，B錯誤；衰變過程中發(fā)生α衰變的次數(shù)為＝7次，β衰變的次數(shù)為2×7－(93－83)＝4次，C正確；半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對少數(shù)原子核不適用，選項D錯誤． 3．在盧瑟福α粒子散射實驗中，金箔中的原子核可以看做靜止不動，下列各圖畫出的是其中兩個α粒子經(jīng)歷金箔散射過程的徑跡，其中正確的是(　　) 解析：選C.α粒子與原子核相互排斥，A、D錯誤；運動軌跡與原子核越近，力越大，運動方向變化越明顯，B錯誤，C正確． 4．下列核反應(yīng)方程中，屬于α衰變的是(　　) A.N＋He→O＋H B.U→Th＋He C.H＋H→He＋n D.Th→

4、Pa＋e 解析：選B.α衰變是放射性元素的原子核放出α粒子(He)的核反應(yīng)，選項B正確． 5．太陽因核聚變釋放出巨大的能量，同時其質(zhì)量不斷減少．太陽每秒鐘輻射出的能量約為4×1026 J，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，太陽每秒鐘減少的質(zhì)量最接近(　　) A．1036kg　　　　　　　 B．1018 kg C．1013 kg D．109 kg 解析：選D.由愛因斯坦質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2知：Δm＝＝ kg≈4×109 kg，選項D正確． 6．下列有關(guān)原子結(jié)構(gòu)和原子核的認(rèn)識，其中正確的是(　　) A．γ射線是高速運動的電子流 B．氫原子輻射光子后，其繞核運動的電子動能增大 C．太陽輻射

5、能量的主要來源是太陽中發(fā)生的重核裂變 D.Bi的半衰期是5天，100克Bi經(jīng)過10天后還剩下50克 解析：選B.β射線是高速電子流，而γ射線是一種光子流，選項A錯誤；氫原子輻射光子后，繞核運動的電子距核更近，動能增大，選項B正確；太陽輻射能量的主要來源是太陽內(nèi)部氫核的聚變，選項C錯誤；10天為兩個半衰期，剩余的Bi為100× g＝100× g＝25 g，選項D錯誤． 二、多項選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分．在每小題給出的四個選項中，有多個選項符合題目要求，全選對的得6分，選對但不全的得3分，有錯選或不答的得0分) 7．(2019·湖北黃岡模擬)下列說法中正確的是(　　)

6、A．盧瑟福的α粒子散射實驗揭示了原子具有核式結(jié)構(gòu) B.Th衰變成Pb要經(jīng)過6次α衰變和4次β衰變 C．β衰變中產(chǎn)生的β射線實際上是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的 D．升高放射性物質(zhì)的溫度，不可縮短其半衰期 解析：選ABD.盧瑟福的α粒子散射實驗揭示了原子具有核式結(jié)構(gòu)，A正確；據(jù)α衰變、β衰變的實質(zhì)可知Th→Pb＋nHe＋me，得n＝6，m＝4，故B正確；β衰變中β射線是由原子核中的中子轉(zhuǎn)變形成的，C錯誤；放射性物質(zhì)的半衰期只由其本身決定，與外界環(huán)境無關(guān)，D正確． 8．14C發(fā)生放射性衰變成為14N，半衰期約5 700年．已知植物存活期間，其體內(nèi)14C與12C的比例不變；生命活

7、動結(jié)束后，14C的比例持續(xù)減小．現(xiàn)通過測量得知，某古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一．下列說法正確的是(　　) A．該古木的年代距今約5 700年 B．12C、13C、14C具有相同的質(zhì)子數(shù) C．14C衰變?yōu)?4N的過程中放出β射線 D．增加樣品測量環(huán)境的壓強(qiáng)將加速14C的衰變 解析：選ABC.古木樣品中14C的比例是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一，根據(jù)半衰期的定義知該古木的年代距今約5 700年，選項A正確；同位素具有相同的質(zhì)子數(shù)，不同的中子數(shù)，選項B正確；14C的衰變方程為C→N＋e，所以此衰變過程放出β射線，選項C正確；放射性元素的半衰期與核內(nèi)部自身因素有關(guān)，與

8、原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān)，選項D錯誤． 9．(2019·徐州模擬)核反應(yīng)堆是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放出大量核能.U＋n→Ba＋Kr＋aX是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種，X是某種粒子，a是X粒子的個數(shù)，用mU、mBa、mKr分別表示92U、Ba、Kr核的質(zhì)量，mX表示X粒子的質(zhì)量，c為真空中的光速，以下說法正確的是(　　) A．X為中子，a＝2 B．X為中子，a＝3 C．上述核反應(yīng)中放出的核能ΔE＝(mU－mBa－mKr－2mX)c2 D．上述核反應(yīng)中放出的核能ΔE＝(mU－mBa－mKr－3mX)c2 解析：選BC.核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒，則知U＋n

9、→Ba＋Kr＋aX中X為n，a＝3，則A錯誤，B正確；由ΔE＝Δmc2可得：ΔE＝(mU＋mX－mBa－mKr－3mX)c2＝(mU－mBa－mKr－2mX)c2，則C正確，D錯誤．　 10．人們發(fā)現(xiàn)，不同的原子核，其核子的平均質(zhì)量(原子核的質(zhì)量除以核子數(shù))與原子序數(shù)有如圖所示的關(guān)系．下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和核反應(yīng)的說法正確的是(　　) A．由圖可知，原子核D和E聚變成原子核F時會有質(zhì)量虧損，要吸收能量 B．由圖可知，原子核A裂變成原子核B和C時會有質(zhì)量虧損，要放出核能 C．已知原子核A裂變成原子核B和C時放出的γ射線能使某金屬板逸出光電子，若增加γ射線強(qiáng)度，則逸出光電子的最大初動能增大

10、 D．在核反應(yīng)堆的鈾棒之間插入鎘棒是為了控制核反應(yīng)速度 解析：選BD.原子核D、E聚變成原子核F，放出能量，A錯誤；A裂變成B、C，放出能量，B正確；增加入射光強(qiáng)度，光電子的最大初動能不變，C錯誤；鎘棒能吸收中子，可控制核反應(yīng)速度，D正確． 三、非選擇題(本題共3小題，共40分．按題目要求作答，計算題要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位) 11．(12分)(2016·高考江蘇卷)(1)貝克勒爾在120年前首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，如今原子核的放射性在眾多領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用．下列屬于放射性衰變的是________． A.C→N＋e B.U＋n→I＋Y＋2n C.H＋H

11、→He＋n D.He＋Al→P＋n (2)已知光速為c，普朗克常量為h，則頻率為ν的光子的動量為________．用該頻率的光垂直照射平面鏡，光被鏡面全部垂直反射回去，則光子在反射前后動量改變量的大小為________． 解析：(1)A是β衰變，B是核裂變，C是核聚變，D是原子核的人工轉(zhuǎn)變，所以A符合題意． (2)光子的動量p＝＝，垂直反射回去Δp＝－＝. 答案：(1)A　(2)　 12．(14分)如圖所示是研究光電管產(chǎn)生的電流的電路圖，A、K是光電管的兩個電極，已知該光電管陰極的極限頻率為ν0.現(xiàn)將頻率為ν(大于ν0)的光照射在陰極上，則： (1)________是陰極，陰

12、極材料的逸出功等于________． (2)加在A、K間的正向電壓為U時，到達(dá)陰極的光電子的最大動能為____________，將A、K間的正向電壓從零開始逐漸增加，電流表的示數(shù)的變化情況是________________． (3)為了阻止光電子到達(dá)陽極，在A、K間應(yīng)加 U反＝________的反向電壓． (4)下列方法一定能夠增加飽和光電流的是________． A．照射光頻率不變，增加光強(qiáng) B．照射光強(qiáng)度不變，增加光的頻率 C．增加A、K電極間的電壓 D．減小A、K電極間的電壓 解析：(1)被光照射的金屬將有光電子逸出，故K是陰極，逸出功與極限頻率的關(guān)系為W0＝hν0.

13、(2)根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，逸出的光電子的最大初動能為hν－h(huán)ν0，經(jīng)過電場加速獲得的能量為eU，所以到達(dá)陽極的光電子的最大動能為hν－h(huán)ν0＋eU，隨著電壓增加，單位時間內(nèi)到達(dá)陽極的光電子數(shù)量將逐漸增多，但當(dāng)從陰極逸出的所有光電子都到達(dá)陽極時，再增大電壓，也不可能使單位時間內(nèi)到達(dá)陽極的光電子數(shù)量增多．所以，電流表的示數(shù)先是逐漸增大，直到保持不變． (3)從陰極逸出的光電子在到達(dá)陽極的過程中將被減速，被電場消耗的動能為eU反，如果hν－h(huán)ν0＝eU反，就將沒有光電子能夠到達(dá)陽極，所以U反＝. (4)要增加單位時間內(nèi)從陰極逸出的光電子的數(shù)量，就需要增加照射光單位時間內(nèi)入射光子的個數(shù)，所以只有

14、A正確． 答案：(1)K　hν0　(2)hν－h(huán)ν0＋eU　逐漸增大，直至保持不變　(3)　(4)A 13．(14分)為確定愛因斯坦的質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2的正確性，設(shè)計了如下實驗：用動能為E1＝0.60 MeV的質(zhì)子轟擊靜止的鋰核Li，生成兩個α粒子，測得兩個α粒子的動能之和為E2＝19.9 MeV，已知質(zhì)子、α粒子、鋰粒子的質(zhì)量分別取mp＝1.007 3 u、mα＝4.001 5 u、mLi＝7.016 0 u，求： (1)寫出核反應(yīng)方程． (2)通過計算說明ΔE＝Δmc2正確．(1 u相當(dāng)于931.5 MeV) 解析：(1)核反應(yīng)方程為：Li＋H→2He. (2)核反應(yīng)的質(zhì)量虧損：Δm＝mLi＋mp－2mα＝7.016 0 u＋1.007 3 u－2×4.001 5 u＝0.020 3 u，由質(zhì)能方程可得與質(zhì)量虧損相當(dāng)?shù)哪芰浚害＝Δmc2＝0.020 3×931.5 MeV＝18.9 MeV，而系統(tǒng)增加的能量：ΔE′＝E2－E1＝19.3 MeV，這些能量來自核反應(yīng)中，在誤差允許的范圍內(nèi)可認(rèn)為相等，所以ΔE＝Δmc2正確． 答案：(1)Li＋H→2He　(2)見解析 6