高三物理二輪復習 專題限時集訓 第1部分 專題突破篇 專題12 近代物理初步

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專題限時集訓(十二)　近代物理初步 一、選擇題(本題共8小題，每小題6分．在每小題給出的四個選項中，第1～5題只有一項符合題目要求，第6～8題有多項符合題目要求．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．物理學重視邏輯，崇尚理性，其理論總是建立在對事實觀察的基礎(chǔ)上．下列說法正確的是(　　) A．天然放射現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的 B．電子的發(fā)現(xiàn)使人們認識到原子具有核式結(jié)構(gòu) C．α粒子散射實驗的重要發(fā)現(xiàn)是電荷是量子化的 D．密立根油滴實驗表明核外電子的軌道是不連續(xù)的 A　[α粒子散射實驗的重要發(fā)現(xiàn)使人們認識到原子具有核式結(jié)構(gòu)，B、C項錯誤；密立根的油滴實驗測出了電子的電荷量，D項錯誤．] 2．實物粒子和光都具有波粒二象性．下列事實中不能突出體現(xiàn)波動性的是(　　) A．電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣 B．β射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡 C．人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu) D．人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu) B　[電子束具有波動性，通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣，β射線在云室中高速運動時，徑跡又細又直，表現(xiàn)出粒子性．人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)出波動性．電子顯微鏡是利用電子束工作的，體現(xiàn)了波動性，故選B.] 3．(2016北京高考)處于n＝3能級的大量氫原子，向低能級躍遷時，輻射光的頻率有(　　) A．1種 B．2種 C．3種 D．4種 C　[大量氫原子從n＝3能級向低能級躍遷時，能級躍遷圖如圖所示，有3種躍遷情況，故輻射光的頻率有3種，選項C正確．] 4．鈾是常用的一種核燃料，若它的原子核發(fā)生了如下的裂變反應：U＋n→a＋b＋2n 則a＋b可能是(　　) A.Xe＋Kr B.Ba＋Kr C.Ba＋Sr D.Xe＋Sr D　[根據(jù)核反應中的質(zhì)量數(shù)守恒可知，a＋b的質(zhì)量數(shù)應為235＋1－2＝234，質(zhì)子數(shù)應為92，A項中的質(zhì)量數(shù)為140＋93＝233，B項中質(zhì)量數(shù)是141＋92＝233，C項中質(zhì)量數(shù)為141＋93＝234，質(zhì)子數(shù)為56＋38＝94，D項中質(zhì)量數(shù)為140＋94＝234，質(zhì)子數(shù)為54＋38＝92，綜上可知，答案為D.] 5．關(guān)于原子核的結(jié)合能，下列說法不正確的是(　　) A．原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量 B．一重原子核衰變成α粒子和另一原子核，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的結(jié)合能 C．銫原子核(Cs)的結(jié)合能小于鉛原子核(Pb)的結(jié)合能 D．比結(jié)合能越大，原子核越不穩(wěn)定 D　[原子核分解成自由核子時，需要的最小能量就是原子核的結(jié)合能，選項A正確．重核衰變時釋放能量，衰變產(chǎn)物更穩(wěn)定，即衰變產(chǎn)物的比結(jié)合能更大，衰變前后核子數(shù)不變，所以衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的結(jié)合能，選項B正確．銫核的核子數(shù)比鉛核的核子數(shù)少，其結(jié)合能也小，選項C正確．比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，選項D錯誤．] 6．鈾核裂變是核電站核能的重要來源，其中一種裂變反應式是U＋n→Ba＋Kr＋3n.下列說法正確的有(　　) A．上述裂變反應中伴隨著中子放出 B．鈾塊體積對鏈式反應的發(fā)生無影響 C．鈾核的鏈式反應可人工控制 D．鈾核的半衰期會受到環(huán)境溫度的影響 AC　[n表示中子，反應式中有n放出，A項正確．當鈾塊體積小于臨界體積時鏈式反應不會發(fā)生，B項錯誤．鈾核的核反應中釋放出的快中子被減速劑減速后變?yōu)槁凶?，而慢中子會被鈾核吸收發(fā)生鏈式反應，減速劑可由人工控制，C項正確．鈾核的半衰期只由自身決定，而與其他外部因素無關(guān)，D項錯誤．] 7．下列有關(guān)原子結(jié)構(gòu)和原子核的認識，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25克 BD　[γ射線是光子流，選項A錯誤；氫原子輻射光子后能量減小，軌道半徑減小，其繞核運動的電子動能增大，總能量減小，選項B正確；太陽輻射能量的主要來源是太陽中發(fā)生的氫核聚變，選項C錯誤；由m＝，n＝得m＝＝ g＝25 g，選項D正確．] 8．如圖5所示，氫原子可在下列各能級間發(fā)生躍遷，設(shè)從n＝4到n＝1能級輻射的電磁波的波長為λ1，從n＝4到n＝2能級輻射的電磁波的波長為λ2，從n＝2到n＝1能級輻射的電磁波的波長為λ3，則下列關(guān)系式中正確的是(　　) 圖5 A．λ1<λ3 B．λ3<λ2 C．λ3>λ2 D.＝＋ AB　[已知從n＝4到n＝1能級輻射的光的波長為λ1，從n＝4到n＝2能級輻射的光的波長為λ2，從n＝2到n＝1能級輻射的光的波長為λ3，則λ1、λ2、λ3的關(guān)系為h>h>h，即>，λ1<λ3，>，λ3<λ2，又h＝h＋h，即＝＋，則＝－，即正確選項為A、B.] 二、非選擇題(共2小題，32分) 9．(16分)假設(shè)高速運動的α粒子與一個靜止于磁感應強度為B的勻強磁場中某點的氮核(N)發(fā)生正碰．碰后產(chǎn)生兩個新核，在磁場中形成如圖6所示的兩條半徑分別為R和r(R>r)的圓形徑跡，其中R是質(zhì)量較小的核的徑跡，r是質(zhì)量較大的核的徑跡． 圖6 (1)請寫出該核反應方程； (2)求碰撞前α粒子的速度大小(質(zhì)子質(zhì)量為m，電荷量為e)． 【解析】　(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得核反應方程為 N＋He→O＋H. (2)帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力， 則有qvB＝m 可得O核的動量為pO＝mOvO＝8eBr H核的動量為pH＝mHvH＝eBR 由動量守恒定律得 pHe＝pO＋pH 所以pHe＝eB(8r＋R) 故vHe＝＝. 【答案】　(1)N＋He―→O＋H　(2) 10．(16分)用速度大小為v的中子轟擊靜止的鋰核(Li)，發(fā)生核反應后生成氚核和α粒子．生成的氚核速度方向與中子的初速度方向相反，氚核與α粒子的速度之比為7∶8，中子的質(zhì)量為m，質(zhì)子的質(zhì)量可近似看作m，光速為c. (1)寫出核反應方程； (2)求氚核和α粒子的速度大??； (3)若核反應過程中放出的核能全部轉(zhuǎn)化為α粒子和氚核的動能，求質(zhì)量虧損． 【解析】　(1)由題意可得，核反應方程為 n＋Li→H＋He. (2)由動量守恒定律得 mv＝－3mv1＋4mv2 由題意得v1∶v2＝7∶8 解得v1＝v，v2＝v. (3)氚核和α粒子的動能之和為 Ek＝3mv＋4mv＝mv2 釋放的核能為 ΔE＝Ek－Ekn＝mv2－mv2＝mv2 由愛因斯坦質(zhì)能方程得，質(zhì)量虧損為 Δm＝＝. 【答案】　(1)n＋Li→H＋He (2)v　v　(3)