高考物理二輪復習 專題能力訓練13 近代物理（含解析）-人教版高三物理試題

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1、專題能力訓練13　近代物理 (時間:45分鐘　滿分:100分) 一、選擇題(本題共10小題,每小題6分,共60分。在每小題給出的四個選項中,1~6題只有一個選項符合題目要求,7~10題有多個選項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分) 1.(2018·北京卷)在核反應(yīng)方程?24He+714N→817O+X中,X表示的是 (　　) A.質(zhì)子　　　　 B.中子 C.電子 D.α粒子 答案:A 解析:根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得,X的質(zhì)量數(shù)=4+14-17=1,X的電荷數(shù)=2+7-8=1,即X是質(zhì)子,故選項A正確。 2.已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.73

2、×1014 Hz和5.44×1014 Hz,在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應(yīng),比較它們表面逸出的具有最大初動能的光電子,鈣逸出的光電子具有較大的 (　　) A.波長 B.頻率 C.能量 D.動量 答案:A 解析:光電效應(yīng)方程Ekm=hν-W=hν-hν0,鈣的截止頻率大,因此鈣中逸出的光電子的最大初動能小,其動量p=2mEkm,故動量小,由λ=?p可知波長較大,則頻率較小,選項A正確。 3.下列說法正確的是(　　) A.88226Ra→86222Rn+24He是β衰變 B.12H+13H→24He+01n是聚變 C.92235U+01n→54140Xe+3894Sr+

3、201n是衰變 D.1124Na→1224Mg+-10e是裂變 答案:B 解析:A項中自發(fā)地放出氦原子核,是α衰變,選項A錯誤;聚變是質(zhì)量輕的核結(jié)合成質(zhì)量大的核,選項B正確;裂變是質(zhì)量較大的核分裂成質(zhì)量較輕的幾個核,C項中的反應(yīng)是裂變,選項C錯誤;D項中自發(fā)地放出電子,是β衰變,選項D錯誤。 4.汞原子的能級如圖所示,現(xiàn)用一束單色光照射到大量處于基態(tài)的汞原子,汞原子只發(fā)出三種不同頻率的單色光。關(guān)于入射光的能量,下列說法正確的是(　　) A.等于4.9 eV　　　　　 B.等于7.7 eV C.等于8.8 eV D.大于或等于10.4 eV 答案:B 解析:因為汞原子只

4、發(fā)出三種頻率不同的單色光,可知原子發(fā)生的是從能級3到低能級的躍遷,所以單色光的照射使原子從基態(tài)躍遷到了n=3的能量狀態(tài),所以單色光的能量等于能級3與基態(tài)的能級差:-2.7eV-(-10.4eV)=7.7eV,故選項B正確。 5.(2018·天津卷)國家大科學工程——中國散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功,獲得中子束流,可以為諸多領(lǐng)域的研究和工業(yè)應(yīng)用提供先進的研究平臺。下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是(　　) A.?714N俘獲一個α粒子,產(chǎn)生?817O并放出一個粒子 B.1327Al俘獲一個α粒子,產(chǎn)生?1530P并放出一個粒子 C.511B俘獲一個質(zhì)子,產(chǎn)生

5、?48Be并放出一個粒子 D.36Li俘獲一個質(zhì)子,產(chǎn)生?23He并放出一個粒子 答案:B 解析:本題考查核反應(yīng)方程式的書寫,根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒可快速選出答案:。根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒可得:714N+?24He→?817O+11H,選項A錯誤;1327Al+24He→?1530P+01n,選項B正確;511B+?11H→48Be+24He,選項C錯誤;36Li+11H→23He+24He,選項D錯誤。 6.(2019·北京卷)光電管是一種利用光照產(chǎn)生電流的裝置,當入射光照在管中金屬板上時,可能形成光電流。表中給出了6次實驗的結(jié)果。 組 次 入射光子 的能量/eV

6、 相對 光強 光電流 大小/mA 逸出光電子的 最大動能/eV 由表中數(shù)據(jù)得出的論斷中不正確的是(　　) A.兩組實驗采用了不同頻率的入射光 B.兩組實驗所用的金屬板材質(zhì)不同 C.若入射光子的能量為5.0 eV,逸出光電子的最大動能為1.9 eV D.若入射光子的能量為5.0 eV,相對光強越強,光電流越大 答案:B 解析:兩組實驗入射光的能量不同,以此可知,采用了不同頻率的入射光,A正確;根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程,金屬的逸出功W=hν-12mvm2,代入題中實驗數(shù)據(jù)得兩組的逸出功相同,均等于3.1eV,以此可知兩組實驗

7、所用的金屬板材質(zhì)相同,B錯誤;若入射光子的能量為5.0eV,代入愛因斯坦光電效應(yīng)方程,逸出光電子的最大動能為1.9eV,C正確;若入射光子的能量為5.0eV,發(fā)生光電效應(yīng),相對光強越強,光電子越多,光電流越大,D正確。 7.下列說法正確的是(　　) A.氡的半衰期為3.8天,若取4個氡原子核,經(jīng)7.6天后就剩下1個原子核了 B.原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子和一個電子,這種轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的電子發(fā)射到核外,就是β粒子,這就是β衰變的實質(zhì) C.光子的能量由光的頻率所決定 D.只要有核反應(yīng)發(fā)生,就一定會釋放出核能 答案:BC 解析:因半衰期是對大量原子核的衰變作出的統(tǒng)計規(guī)律,對于少數(shù)原子核是沒

8、有意義的,所以A項錯誤;因為β衰變的本質(zhì)是核內(nèi)一個中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子和一個電子并將電子發(fā)射出來的過程,所以B項正確;由光子的能量式ε=hν,知C項正確;并不是所有核反應(yīng)都放出核能,有些核反應(yīng)過程需要吸收能量,D項錯誤。 8.(2019·陜西榆林模擬)某醫(yī)院利用放射線治療腫瘤,被利用的放射源必須具備以下兩個條件:(1)放出的射線有較強的穿透能力,能輻射到體內(nèi)腫瘤所在處;(2)能在較長的時間內(nèi)提供比較穩(wěn)定的輻射強度?，F(xiàn)有四種放射性同位素的放射線及半衰期如表所示。關(guān)于在表中所列的四種同位素,下列說法正確的是(　　) 同位素 鈷60 鍶90 锝99 氡222 放射線 γ β γ

9、α 半衰期 5年 28年 6小時 3.8天 A.最適宜作為放療使用的放射源應(yīng)是鈷60 B.最適宜作為放療使用的放射源應(yīng)是鍶90 C.放射線的電離能力最強的放射源是锝99 D.放射線的電離能力最強的放射源是氡222 答案:AD 解析:鈷60放出的γ射線穿透能力強,半衰期長,故A正確,B錯誤;α射線電離能力最強,γ射線的電離能力最弱,氡222放出的是α射線,故C錯誤,D正確。 9.氫原子的能級圖如圖所示,大量處于n=5激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時,一共可以輻射出10種不同頻率的光子。其中萊曼系是指氫原子由高能級向n=1能級躍遷時釋放的光子,則(　　) A.10種光子中

10、波長最短的是n=5激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時產(chǎn)生的 B.10種光子中有4種屬于萊曼系 C.使n=5能級的氫原子電離至少要0.85 eV的能量 D.從n=2能級躍遷到基態(tài)釋放光子的能量等于n=3能級躍遷到n=2能級釋放光子的能量 答案:AB 解析:n=5激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時產(chǎn)生的光子的能量最大、頻率最大,所以波長最短,A正確;由題意知,從n=5、4、3、2激發(fā)態(tài)躍遷到n=1時發(fā)出的4種光子屬于萊曼系,所以B正確;由題圖知,n=5能級的電離能為0.54eV,所以C錯誤;從n=2能級躍遷到基態(tài)釋放光子的能量大于n=3能級躍遷到n=2能級釋放光子的能量,所以D錯誤。 10.按如圖的方式連接電路,當用

11、某種紫光照射陰極K時,電路中的電流表有示數(shù)。則下列敘述正確的是(　　) A.如果僅將紫光換成黃光,則電流表一定沒有示數(shù) B.如果僅將紫光換成紫外線,則電流表一定有示數(shù) C.僅將滑動變阻器的滑片向右滑動,則電流表的示數(shù)一定增大 D.僅將滑動變阻器的滑片向左滑動,則電流表的示數(shù)可能不變 答案:BD 解析:當換用黃光后,入射光的頻率減小,但入射光的頻率可能仍大于金屬的極限頻率,發(fā)生光電效應(yīng),電路中可能有光電流,A錯誤;當換用紫外線后,入射光的頻率增大,一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象,則微安表一定有示數(shù),B正確;滑動變阻器的滑片向右滑動,則光電管兩極間的電壓增大,電路中的光電流可能已經(jīng)達到飽和

12、值,保持不變,C錯誤;滑動變阻器的滑片向左滑動,則光電管兩極間的電壓減小,電路中的光電流可能仍為飽和值,保持不變,D正確。 二、非選擇題(本題共2小題,共40分) 11.(20分)一靜止的氡核(?86222Rn)發(fā)生α衰變,放出一個速度為v0、質(zhì)量為m的α粒子和一個質(zhì)量為m0的反沖核釙(Po),若氡核發(fā)生衰變時,釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為α粒子和釙核的動能。 (1)寫出衰變方程; (2)求出反沖核的速度; (3)求出這一衰變過程中虧損的質(zhì)量。 答案:(1)86222Rn→84218Po+24He (2)mv0m0 (3)(m0+m)mv022m0c2 解析:(1)由已知得?8622

13、2Rn→84218Po+24He。 (2)設(shè)反沖核的速度為v,由動量守恒可知mv0=m0v 即v=mv0m0。 (3)由質(zhì)能方程可知 E=Δmc2=12mv02+12m0v2 Δmc2=12mv02+12m0mv0m02 解得Δm=(m0+m)mv022m0c2。 12.(20分)海水中含有豐富的氘,完全可充當未來的主要能源。兩個氘核的核反應(yīng)產(chǎn)生一個?23He核和一個粒子,其中氘核的質(zhì)量為2.013 0 u,氦核的質(zhì)量為3.015 0 u,粒子的質(zhì)量為1.008 7 u。(1 u相當于931.5 MeV) (1)寫出核反應(yīng)方程; (2)核反應(yīng)中釋放的核能; (3)在兩個氘核

14、以相等的動能0.35 MeV進行對心碰撞,并且核能全部轉(zhuǎn)化為動能的情況下,求反應(yīng)中產(chǎn)生的粒子和氦核的動能。 答案:(1)12H+12H→23He+01n (2)2.14 MeV (3)2.13 MeV　0.71 MeV 解析:(1)核反應(yīng)方程為?12H+12H→23He+01n。 (2)核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損 Δm=2mH-mHe-mn 由ΔE=Δmc2可知釋放的核能 ΔE=(2mH-mHe-mn)c2=2.14MeV。 (3)把兩個氘核作為一個系統(tǒng),碰撞過程系統(tǒng)的動量守恒,由于碰撞前兩氘核的動能相等,其動量等大反向,因此反應(yīng)前后系統(tǒng)的總動量為零,設(shè)碰撞后瞬間氦核、中子的速度分別為vHe、vn,動能分別為EkHe、Ekn,碰撞前氘核的動能ΔEkH=0.35MeV,則 mHevHe+mnvn=0 反應(yīng)前后系統(tǒng)的總能量守恒,則 12mHevHe2+12mnvn2=ΔE+2ΔEkH 又有mHe∶mn=3∶1 EkHe=12mHevHe2,Ekn=12mnvn2, 解得EkHe=0.71MeV,Ekn=2.13MeV。