2021高考物理二輪復(fù)習(xí)專題限時集訓(xùn)12 近代物理初步

1、PAGE 9 -專題限時集訓(xùn)(十二)(建議用時：40分鐘)1(多選)(2020全國卷T19)下列核反應(yīng)方程中，X1、X2、X3、X4代表粒子的有()Aeq oal(2,1)Heq oal(2,1)Heq oal(1,0)nX1Beq oal(2,1)Heq oal(3,1)Heq oal(1,0)nX2Ceq oal(235, 92)Ueq oal(1,0)neq oal(144, 56)Baeq oal(89,36)Kr3X3Deq oal(1,0)neq oal(6,3)Lieq oal(3,1)HX4BD根據(jù)核反應(yīng)方程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可知選項A中的X1質(zhì)量數(shù)是3，電荷數(shù)是2，

2、A項錯誤；選項B中的X2質(zhì)量數(shù)是4，電荷數(shù)是2，代表粒子，B項正確；選項C中的X3質(zhì)量數(shù)是1，電荷數(shù)是0，代表中子，C項錯誤；選項D中的X4質(zhì)量數(shù)是4，電荷數(shù)是2，代表粒子，D項正確。2.如圖所示為核子平均質(zhì)量與原子序數(shù)的關(guān)系。下列與原子核有關(guān)的說法正確的是()A原子核的結(jié)合能越大，原子核就越穩(wěn)定B由圖可知，原子核D與E聚變成原子核F時，要吸收熱量CA裂變時產(chǎn)生的射線能使某金屬表面逸出光電子，則增大射線的照射強度能增大逸出光電子的最大初動能D核衰變時粒子是由核內(nèi)2個質(zhì)子與2個中子結(jié)合在一起形成的D原子核的比結(jié)合能越大，原子核就越穩(wěn)定，故A錯誤；原子核D與E結(jié)合屬于輕核聚變，放出能量，故B錯誤；

3、射線的頻率越高，逸出的光電子的最大初動能就越大，與光照強度無關(guān)，故C錯誤；核衰變時粒子是由核內(nèi)2個質(zhì)子與2個中子結(jié)合在一起形成的，故D正確。3圖中四幅圖涉及不同的物理知識，其中說法正確的是()甲：粒子散射實驗示意圖乙：鏈?zhǔn)椒磻?yīng)示意圖丙：氫原子能級示意圖?。簻穼O氣體放電管示意圖A圖甲：盧瑟福通過分析粒子散射實驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子B圖乙：用中子轟擊鈾核使其發(fā)生聚變，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)會釋放出巨大的核能C圖丙：玻爾理論指出氫原子能級是分立的，所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的D圖?。簻穼O通過電子的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核內(nèi)還有復(fù)雜結(jié)構(gòu)C題圖甲：盧瑟福通過分析粒子散射實驗結(jié)果，得出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故A錯誤

4、。題圖乙：用中子轟擊鈾核使其發(fā)生裂變，裂變反應(yīng)會釋放出巨大的核能，故B錯誤。題圖丙：玻爾理論指出氫原子能級是分立的，所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的，故C正確。題圖?。簻穼O通過電子的發(fā)現(xiàn)揭示了原子也有一定的結(jié)構(gòu)，天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核內(nèi)部還有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，故D錯誤。4(2020安徽示范高中聯(lián)考)He、Li2等離子具有與氫原子類似的原子結(jié)構(gòu)模型，又稱為“類氫離子”。He從能級N躍遷到能級M，釋放頻率為1的光子，從能級P躍遷到能級M，吸收頻率為2的光子，且12，則它從能級N躍遷到能級P時()A吸收頻率為12的光子B釋放頻率為12的光子C吸收頻率為12的光子D釋放頻率為12的光子BHe從能級

5、N躍遷到能級M，釋放頻率為1的光子，說明能級N的能量大于能級M的能量，且兩能級能量差為h1，同理能級P的能量小于能級M的能量，且兩能級能量差為h2，所以從能級N躍遷到能級P釋放光子，且光子的能量為h(12)，故B正確。5(原創(chuàng)題)(多選)如圖所示為氫原子的能級示意圖，已知大量處于n2能級的氫原子，當(dāng)它們受到某種頻率的光線照射后，可輻射出6種頻率的光子，用這些光照射逸出功為1.90 eV的金屬銫，下面說法正確的是()An2能級氫原子受到照射后躍遷到n5能級B能使金屬銫逸出光電子的光子頻率有4種C金屬銫表面所逸出的光電子的初動能最大值為12.75 eVD金屬銫表面所逸出的光電子的初動能最大值為10

6、.85 eVBD大量處于n2能級的氫原子，當(dāng)它們受到某種頻率的光線照射后，可輻射出6種頻率的光子，根據(jù)大量氫原子躍遷，產(chǎn)生的光子種類NCeq oal(2,n)可知，n2能級的氫原子受到照射后躍遷到n4能級，A錯誤；這群處于n4激發(fā)態(tài)的氫原子共能輻射出6種不同頻率的光子，由圖可知，氫原子從n4能級到n3能級躍遷時放出的能量為0.66 eV，小于金屬銫的逸出功，不能使金屬銫發(fā)生光電效應(yīng)逸出光電子，同理氫原子從n3能級到n2能級躍遷時放出的能量為1.89 eV，小于金屬銫的逸出功，不能使金屬銫發(fā)生光電效應(yīng)逸出光電子，所以能使金屬銫逸出光電子的光子頻率有4種，B正確；氫原子從n4能級躍遷到n1能級發(fā)出

7、的光子頻率最高，光子能量為13.60 eV0.85 eV12.75 eV，根據(jù)光電效應(yīng)方程得逸出光電子的最大初動能為EkmhW012.75 eV1.90 eV10.85 eV，C錯誤，D正確。6(2020山東高考T2)氚核eq oal(3,1)H發(fā)生衰變成為氦核eq oal(3,2)He。假設(shè)含氚材料中eq oal(3,1)H發(fā)生衰變產(chǎn)生的電子可以全部定向移動，在3.2104 s時間內(nèi)形成的平均電流為5.0108A。已知電子電荷量為1.61019C，在這段時間內(nèi)發(fā)生衰變的氚核eq oal(3,1)H的個數(shù)為()A5.01014B1.01016C2.01016D1.01018B由qIt，neq，

8、聯(lián)立解得n1.01016個，選項B正確。7(2020山東煙臺第一次聯(lián)考)秦山核電站是我國自行設(shè)計、建造和運營管理的第一座30萬千瓦壓水堆核電站。在一次核反應(yīng)中一個中子轟擊eq oal(235, 92)U變成eq oal(136, 54)Xe、eq oal(90,38)Sr和若干個中子，已知eq oal(235, 92)U、eq oal(136, 54)Xe、eq oal(90,38)Sr的比結(jié)合能分別為7.6 MeV、8.4 MeV、8.7 MeV，則()A該核反應(yīng)方程為eq oal(235, 92)Ueq oal(1,0)neq oal(136, 54)Xeeq oal(90,38)Sr9e

9、q oal(1,0)nB要發(fā)生該核反應(yīng)需要吸收能量Ceq oal(90,38)Sr比eq oal(136,54)Xe更穩(wěn)定D該核反應(yīng)中質(zhì)量增加C該核反應(yīng)方程為eq oal(235, 92)Ueq oal(1,0)neq oal(136, 54)Xeeq oal(90,38)Sr10eq oal(1,0)n，選項A錯誤；用一個中子轟擊eq oal(235, 92)U發(fā)生核反應(yīng)，該核反應(yīng)會釋放出能量，選項B錯誤；eq oal(90,38)Sr比eq oal(136, 54)Xe的比結(jié)合能大，更穩(wěn)定，選項C正確；該核反應(yīng)中放出能量，有質(zhì)量虧損，質(zhì)量減小，選項D錯誤。8(2020河北六校第一次聯(lián)考)2

10、018年我國的大科學(xué)裝置“人造太陽”再創(chuàng)奇跡，加熱功率已超過10 MW，這為人類開發(fā)利用核聚變清潔能源提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。關(guān)于核能，下列說法正確的是()A“人造太陽”和核電站都是利用核聚變原理釋放核能的B在原子核反應(yīng)中，反應(yīng)后比結(jié)合能變大表示該核反應(yīng)過程吸收能量C在氘核聚變反應(yīng)方程eq oal(2,1)Heq oal(2,1)Heq oal(3,2)HeX中，X表示的是電子D熱核反應(yīng)在宇宙中時時刻刻進行著，太陽就是一個巨大的熱核反應(yīng)堆D我國大科學(xué)裝置“人造太陽”利用核聚變原理釋放核能，核電站利用重核裂變原理釋放核能，選項A錯誤；比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，在原子核反應(yīng)中，反應(yīng)后比結(jié)合能變大表

11、示該核反應(yīng)過程放出能量，選項B錯誤；氘核聚變反應(yīng)方程eq oal(2,1)Heq oal(2,1)Heq oal(3,2)HeX，由核反應(yīng)遵循的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知X的質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為0，即X表示的是中子，選項C錯誤；在宇宙的恒星中，時時刻刻都在發(fā)生熱核反應(yīng)，太陽就是一個巨大的熱核反應(yīng)堆，選項D正確。9.(易錯題)(多選)(2019成都二診)如圖，勻強磁場中的O點有一靜止的原子核eq oal(234, 90)Th發(fā)生了某種衰變，衰變方程為eq oal(234, 90)Theq oal(A,Z)Yeq oal(0,1)e，反應(yīng)生成的粒子eq oal(0,1)e的速度方向垂直于磁場方向。

12、關(guān)于該衰變，下列說法正確的是()Aeq oal(234, 90)Th發(fā)生的是衰變Beq oal(234, 90)Th發(fā)生的是衰變CA234，Z91D新核eq oal(A,Z)Y和粒子eq oal(0,1)e在磁場中的軌跡外切于O點BC衰變放出一個電子，所以為衰變，選項A錯誤，B正確；由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得：A234，Z91，選項C正確；由于新核eq oal(A,Z)Y和粒子eq oal(0,1)e電性相反，由左手定則可知，新核eq oal(A,Z)Y和粒子eq oal(0,1)e在磁場中的軌跡內(nèi)切于O點，選項D錯誤。易錯點評本題易錯之處：不知道衰變過程中動量守恒；衰變產(chǎn)生的反沖核與電子是異

13、種電荷，利用左手定則容易判錯洛倫茲力的方向，進而把反沖核與電子在磁場中偏轉(zhuǎn)形成內(nèi)均圓判成外切圓。10.(原創(chuàng)題)(多選)某同學(xué)采用如圖所示的實驗裝置來研究光電效應(yīng)。當(dāng)用某單色光照射光電管的陰極K時，會發(fā)生光電效應(yīng)。閉合開關(guān)S，在陽極A和陰極K之間加上反向電壓，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片逐漸增大電壓，直至電流計的示數(shù)恰為零，此時電壓表的示數(shù)U稱為遏止電壓，根據(jù)遏止電壓U，可以計算出光電子的最大初動能Ek?，F(xiàn)分別用頻率為1和2的單色光照射陰極，測量到遏止電壓分別為U1和U2，設(shè)電子質(zhì)量為m、電荷量為e，則下列關(guān)系式正確的是()A用頻率為1的光照射時，光電子的最大初速度veq r(f(2eU1,m)B

14、陰極金屬的逸出功W0h1eU1C陰極金屬的截止頻率ceq f(U12U21,U1U2)D普朗克常量heq f(eU1U2,21)AB用頻率為1的單色光照射陰極時，光電子在電場中做減速運動，根據(jù)動能定理得eU10eq f(1,2)mv2，則光電子的最大初速度veq r(f(2eU1,m)，故A正確；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得h1eU1W0，h2eU2W0，由得陰極金屬的逸出功W0h1eU1，聯(lián)立解得普朗克常量heq f(eU1U2,12)，故B正確，D錯誤；陰極金屬的截止頻率ceq f(W0,h)eq f(h1eU112,eU1U2)，故C錯誤。11(多選)(2020江西南昌入學(xué)摸底測試)用如圖

15、甲所示的電路研究光電效應(yīng)中光電流的大小與入射光的強度、頻率等物理量的關(guān)系。圖中A、K兩極板間的電壓大小可調(diào)，電源的正、負(fù)極也可以對調(diào)。分別用a、b、c三束單色光照射K，調(diào)節(jié)A、K間的電壓U，得到光電流I與電壓U的關(guān)系如圖乙所示。由圖可知()甲乙A單色光a和c的頻率相同，但a更強些B單色光a和c的頻率相同，但c更強些C單色光b的頻率大于a的頻率D單色光b的頻率小于a的頻率AC根據(jù)遏止電壓與光電子最大初動能的關(guān)系有eUceq f(1,2)mv2，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程有eq f(1,2)mv2hW0，又a、c圖線與橫軸交于同一點，可知單色光a和c的頻率相同，由于a的飽和光電流大于c的，說明單色光a

16、照射K產(chǎn)生的光電子數(shù)目大于單色光c照射K產(chǎn)生的光電子數(shù)目，所以單色光a更強些，選項A正確，B錯誤；根據(jù)遏止電壓與光電子最大初動能的關(guān)系有eUceq f(1,2)mv2，又U2U1，可知單色光b照射K產(chǎn)生光電子的最大初動能大于單色光a照射K產(chǎn)生光電子的最大初動能，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程有eq f(1,2)mv2hW0，可知單色光b的頻率大于單色光a的頻率，選項C正確，D錯誤。12海水中含有豐富的氘，完全可充當(dāng)未來的主要能源。兩個氘核的核反應(yīng)為：eq oal(2,1)Heq oal(2,1)Heq oal(3,2)Heeq oal(1,0)n，其中氘核的質(zhì)量為2.013 6 u，氦核的質(zhì)量為3.0

17、15 0 u，中子的質(zhì)量為1.008 7 u。(1 u相當(dāng)于931.5 MeV的能量)求：(1)核反應(yīng)中釋放的核能。(2)在兩個氘核以相等的動能0.35 MeV進行對心碰撞，并且核能全部轉(zhuǎn)化為機械能的情況下，求反應(yīng)中產(chǎn)生的中子和氦核的動能。解析(1)由質(zhì)能方程得Em931.5 MeV(22.013 63.015 01.008 7)931.5 MeV3.26 MeV。(2)設(shè)氦核和中子的動量大小分別為pHe、pn，動能分別為EkHe、Ekn。由動量守恒定律有0pHepn則其動能EkHeeq f(1,2)mHeveq oal(2,He)eq f(poal(2,He),2mHe)Ekneq f(1,

18、2)mnveq oal(2,n)eq f(poal(2,n),2mn)由能量守恒得2EkEEkHeEkn聯(lián)立以上幾式解得EkHe0.99 MeV，Ekn2.97 MeV。答案(1)3.26 MeV(2)2.97 MeV0.99 MeV13(2018全國卷T17)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1.281019 J。已知普朗克常量為6.631034 Js，真空中的光速為3.00108 ms1。能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為()A11014 HzB81014 HzC21015 HzD81015 HzB根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0heq f(c,)h0

19、，代入數(shù)據(jù)解得081014 Hz，B正確。14(多選)(2020全國卷T19)1934年，約里奧居里夫婦用粒子轟擊鋁箔，首次產(chǎn)生了人工放射性同位素X，反應(yīng)方程為eq oal(4,2)Heeq oal(27,13)AlXeq oal(1,0)n。X會衰變成原子核Y，衰變方程為XYeq oal(0,1)e。則()AX的質(zhì)量數(shù)與Y的質(zhì)量數(shù)相等BX的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)少1CX的電荷數(shù)比eq oal(27,13)Al的電荷數(shù)多2DX的質(zhì)量數(shù)與eq oal(27,13)Al的質(zhì)量數(shù)相等AC根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，可知eq oal(4,2)Heeq oal(27,13)AlXeq oal(1,0)n方程中X的質(zhì)量數(shù)為30，電荷數(shù)為15，再根據(jù)XYeq oal(0,1)e方程可知Y的質(zhì)量數(shù)為30，電荷數(shù)為14，故X的質(zhì)量數(shù)與Y的質(zhì)量數(shù)相等，X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)多1，X的電荷數(shù)比eq oal(27,13)Al的電荷數(shù)多2，X的質(zhì)量數(shù)比eq oal(27,13)Al的質(zhì)量數(shù)多3，