2020屆高考物理二輪12近代物理初步

--專題限時(shí)集訓(xùn)（十二）（建議用時(shí)：40分鐘）

［專題通關(guān)練］.鋁箔被a粒子轟擊后，發(fā)生的核反應(yīng)方程為23Al+2He-X+0n。方程中X的中子數(shù)為（）A.15B.16C.30D.31A［根據(jù)核反應(yīng)方程遵循電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知，X的電荷數(shù)（質(zhì)子數(shù)）為15,質(zhì)量數(shù)為30,可知X的中子數(shù)為30—15=15,選項(xiàng)A正確，B、C、D均錯(cuò)誤。］（2019安徽一模）如圖所示，為一含光電管電路，滑動(dòng)變阻器觸頭P位于a、b之間某點(diǎn)，用光照射光電管陰極，電表指針無(wú)偏轉(zhuǎn)，要使電表指針偏轉(zhuǎn)，可能有效的措施是（）A.加大照射光的強(qiáng)度B.用頻率更高的光照射C.將P向a滑動(dòng)D.將電源正、負(fù)極對(duì)調(diào)B［由電路可知，在光電管上加的是正向電壓。用光照射光電管陰極，電表指針無(wú)偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明沒有發(fā)生光電效應(yīng)，根據(jù)發(fā)生光電效應(yīng)的條件可知，加大照射光的強(qiáng)度，仍然不能發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。由于沒有發(fā)生光電效應(yīng)，故無(wú)論將P向a滑動(dòng)，還是將電源正、負(fù)極對(duì)調(diào)，都不能使電表指針偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；要使電表指針偏轉(zhuǎn)，必須發(fā)生光電效應(yīng)，故用頻率更高的光照射，可能有效，選項(xiàng)B正確。］（2019福州一模）以下關(guān)于近代物理內(nèi)容的敘述中，正確的是（ ）A.原子核發(fā)生一次B衰變，該原子外層就一定失去一個(gè)電子B.天然放射現(xiàn)象中發(fā)出的a、5丫三種射線的本質(zhì)都是電磁波C.對(duì)不同的金屬，若照射光頻率不變，光電子的最大初動(dòng)能與金屬逸出功成線性關(guān)系D.根據(jù)玻爾原子理論，一群氫原子從n=3能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)能發(fā)出6種不同頻率的光子C［發(fā)生B衰變時(shí)，原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，電子發(fā)射到核外，所以原子核發(fā)生一次B衰變，該原子外層不會(huì)少一個(gè)電子，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；天然放射現(xiàn)象中發(fā)出的a射線是高速粒子流，B射線是高速電子流，丫射線是能量很高的電磁波，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程有Ek=hv—W0,對(duì)于不同種金屬，若照射光頻率不變，光電子的最大初動(dòng)能 Ek與金屬的逸出功W0成線性關(guān)系，選項(xiàng)C正確；一群氫原子從n=3能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)最多能發(fā)出C3=3種不同頻率的光子，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。］.（原創(chuàng)題）如圖所示是氫原子的能級(jí)示意圖。當(dāng)氫原子從n=4的能級(jí)躍遷到n=3的能級(jí)時(shí)，輻射出光子a；從n=3的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)，輻射出光子b。以下判斷正確的是（ ）A.在真空中光子a的波長(zhǎng)大于光子b的波長(zhǎng)B.光子b可使氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)C.光子a可能使處于n=4能級(jí)的氫原子電離D.大量處于n=3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多輻射2種不同譜線A［氫原子從n=4的能級(jí)躍遷到n=3的能級(jí)的能級(jí)差小于氫原子從n=3的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)的能級(jí)差，根據(jù)Em—En=hv知，光子a的能量小于光子b的能量，所以a光的頻率小于b光的頻率，即光子a的波長(zhǎng)大于光子b的波長(zhǎng)，故A正確；光子b的能量小于基態(tài)與任一激發(fā)態(tài)的能級(jí)差，所以不能被基態(tài)的氫原子吸收，故B錯(cuò)誤；根據(jù)Em—En=hv可知光子a的能量小于氫原子在n=4能級(jí)的電離能，所以光子a不能使處于n=4能級(jí)的氫原子電離，故C錯(cuò)誤；大量處于n=3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多輻射3種不同譜線，故D錯(cuò)誤。］.下列說(shuō)法正確的是（ ）A.一個(gè)基態(tài)的氫原子吸收光子躍遷到n=3激發(fā)態(tài)后，最多能發(fā)射出三種頻率的光子B.光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)深入揭示了光的粒子性C.缽239Pu的半衰期為24100年，200個(gè)賁Pu經(jīng)48200年后，還有50個(gè)陽(yáng)Pu未衰變D.一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合為一個(gè)笊核， 若質(zhì)子、中子和笊核的質(zhì)量分別為mi、m2、m3,則放出的能量為（m3—m2—mi）c2B［一個(gè)處于基態(tài)的氫原子吸收光子躍遷到n=3激發(fā)態(tài)后，最多能發(fā)射出兩種頻率的光子，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；光電效應(yīng)揭示了光子具有能量，康普頓效應(yīng)揭示了光子除了具有能量外還具有動(dòng)量，光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)深入揭示了光的粒子性，選項(xiàng)B正確；由于半衰期描述的是大量原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)少量的原子核衰變不適用，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤；一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合為笊核，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，釋放出的核能ZE=Zmc2=（mi+m2—m3）c2,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。］.（易錯(cuò)題）一個(gè)靜止的鈾核，放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它發(fā)生一次 a衰變后變?yōu)樯绾耍琣粒子和社核都在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。某同學(xué)作出如圖所示的運(yùn)動(dòng)徑跡示意圖，以下判斷正確的是（ ）1是a粒子的徑跡，2是社核的徑跡1是社核的徑跡，2是a粒子的徑跡3是a粒子的徑跡，4是社核的徑跡3是社核的徑跡，4是a粒子的徑跡B［由動(dòng)量守恒定律可知，靜止的鈾核發(fā)生 a衰變后，生成均帶正電的a粒子和社核的動(dòng)量大小相等，但方向相反，由左手定則可知它們的運(yùn)動(dòng)徑跡應(yīng)為外切圓，又R=mv^=p-,在p和B大小相等的情況下，R—,因q社＞q%則R"R%BqBq q故B正確。］易錯(cuò)點(diǎn)評(píng)：本題易錯(cuò)處在于應(yīng)用左手定則判斷力的方向。.下列說(shuō)法中不正確的是（ ）A.紫外線照射到金屬鋅板表面時(shí)能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)，則當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時(shí)，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能不會(huì)發(fā)生改變.從n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)，氫原子的能量減小，電子的動(dòng)能減小C.234Th衰變?yōu)榻頡n,經(jīng)過3次a衰變，2次0衰變D.在某些恒星內(nèi)，3個(gè)a粒子結(jié)合成一個(gè)12C,12C原子的質(zhì)量是12.0000u,9315MeV4He原子核的質(zhì)量是4.0026u,已知1u= 指廣,則此核反應(yīng)中釋放的核能約為1.16X1012JB［光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，而與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A正確。從n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)，氫原子的能量減小，軌道半徑減小，電子的動(dòng)能變大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，符合題意。在a衰變的過程中，新核的電荷數(shù)少2,質(zhì)量數(shù)少4,在B衰變的過程中，新核的電荷數(shù)多1,設(shè)經(jīng)過了m次a衰變，則：4m=234—222=12,所以m=3;經(jīng)過了n次B衰變，有：2m—n=90—86=4,所以n=2,故C正確。核反應(yīng)的質(zhì)量虧損淅=（4.0026X3—12.0000）u=0.0078u,則釋放的核能正=淅1=0.0078X931.5MeV=7.266MeV=1.16X1012J,故D正確。］（2019天津高考T6）我國(guó)核聚變反應(yīng)研究大科學(xué)裝置“人造太陽(yáng)” 2018年獲得重大突破，等離子體中心電子溫度首次達(dá)到 1億度，為人類開發(fā)利用核聚變能源奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。下列關(guān)于聚變的說(shuō)法正確的是 （）A.核聚變比核裂變更為安全、清潔B.任何兩個(gè)原子核都可以發(fā)生聚變C.兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，總質(zhì)量較聚變前增加D.兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，核子的比結(jié)合能增加AD［與核裂變相比輕核聚變更為安全、清潔，A正確；自然界中最容易實(shí)現(xiàn)的聚變反應(yīng)是氫的同位素笊與瓶的聚變，不是任意兩個(gè)原子核都能發(fā)生核聚變，B錯(cuò)誤；兩個(gè)輕核發(fā)生聚變結(jié)合成質(zhì)量較大的核時(shí)，放出巨大的能量，根據(jù) E=mc2可知，聚變反應(yīng)中存在質(zhì)量虧損，則總質(zhì)量較聚變前減少， C錯(cuò)誤；兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的過程中要釋放能量，核子的平均質(zhì)量減少，所以核子的比結(jié)合能增加，D正確。］［能力提升練］（2019東北六校高三聯(lián)考）用同一光電管研究a、b、c三束單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng)，得到光電流I與光電管兩極間的電壓U的關(guān)系曲線如圖所示，由此可判斷（）a、b、c的頻率關(guān)系為甲〉gwa、b、c的頻率關(guān)系為咽=^c<bC.用三束單色光照射光電管時(shí)，a光使其逸出的光電子最大初動(dòng)能大D.用三束單色光照射光電管時(shí)，b光使其逸出的光電子最大初動(dòng)能大1BD［由題圖可知a、c光的遏止電壓相同，且小于b光的遏止電壓，由公式2mv2=qUc,可知b光照射時(shí)光電子的最大初動(dòng)能大，C錯(cuò)誤，D正確；又由愛因C 斯坦光電效應(yīng)萬(wàn)程有hv=2mv2+W°，綜合以上分析可知三束單色光的頻率關(guān)系應(yīng)為冶=/<aA錯(cuò)誤，B正確。］10.放射性元素電源應(yīng)用空間比較廣泛，大多用在軍事或航天領(lǐng)域。其工作原理是放射性元素發(fā)射的a射線或B射線被與射線發(fā)生相互作用的物質(zhì)吸收，將射線的能量轉(zhuǎn)換為內(nèi)能，然后再將內(nèi)能轉(zhuǎn)換為電能。為了防止放射性元素對(duì)外界環(huán)境造成影響，放射性元素電源的外層應(yīng)有防護(hù)層。下表為三種不同放射性元素的相關(guān)參數(shù)：放射，性元素57Co234Th238Pu發(fā)射的射線aa放射，性元素的半衰期270天24天89.6年

由以上參數(shù)分析，下列說(shuō)法正確的是（ ）57Co發(fā)射出的粒子電荷量少，因此由該元素制成的電源使用時(shí)間最長(zhǎng)，保護(hù)層的材料應(yīng)比較厚238Pu的半衰期最長(zhǎng)，因此由該元素制成的電源使用時(shí)間最長(zhǎng)，保護(hù)層的材料應(yīng)比較薄C.1000個(gè)234Th核經(jīng)過48天,乘U余250個(gè)234Th核D.放射性元素在發(fā)生衰變時(shí)，由于放出能量，衰變后的質(zhì)量數(shù)減少B［放射性元素電源使用時(shí)間的長(zhǎng)短與放射性元素的半衰期有關(guān)，半衰期越長(zhǎng)，使用的時(shí)間越長(zhǎng)，因238Pu的半衰期最長(zhǎng)，所以由238Pu制成的電源使用時(shí)間最長(zhǎng)，由于發(fā)射的a射線比B射線的貫穿本領(lǐng)弱，所以由發(fā)射a射線的元素制成的電源所需保護(hù)層的材料較薄，A錯(cuò)誤，B正確；半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，是對(duì)大量的原子核衰變規(guī)律的總結(jié)，C錯(cuò)誤；在衰變的過程中，電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，D錯(cuò)誤。］11.（多選）原子核的人工轉(zhuǎn)變是人為利用高速運(yùn)動(dòng)的粒子轟擊原子核而產(chǎn)生新核的過程，1919年盧瑟福利用a粒子轟擊靜止的氮（陰N）原子核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子。假設(shè)在某次實(shí)驗(yàn)中，生成的新核運(yùn)動(dòng)方向與a粒子的運(yùn)動(dòng)方向相反，新核的速度大小與質(zhì)子的速度大小之比為1：26。已知質(zhì)子與中子的質(zhì)量均為m,光在真空中的速度為c,新核的速度大小為度為c,新核的速度大小為則下列說(shuō)法正確的是（ ）A.新核為16O9B.a粒子的速度大小為4vC.新核動(dòng)量與質(zhì)子動(dòng)量大小相等、方向相反D.該核反應(yīng)中質(zhì)量虧損為D.該核反應(yīng)中質(zhì)量虧損為693mv2

2c2BD［由題意可知該核反應(yīng)方程為4He+174N^1H+187O,因此核反應(yīng)生成的新核為1，O,A錯(cuò)誤；假設(shè)a粒子的速度大小為V0,質(zhì)子的速度大小為v',a粒子、X。的質(zhì)量分別約為4m、17m,用a粒子轟擊氮核的過程，由動(dòng)量守恒定律得4mv0=-Emv+mv；又十二26,解得v0=9v,B正確;新核的動(dòng)量大小為17mv,

1 c1c質(zhì)子的動(dòng)重大小為26mv,C錯(cuò)塊；新核與質(zhì)子的總動(dòng)能為E=2^x17mv2+2mv',2 2整理得E=693—,則該反應(yīng)釋放的核能為正=69誓_,由愛因斯坦質(zhì)能方程王=^mc2得淅=,=6923丫,D正確。］.（原創(chuàng)題）（多選）某同學(xué)采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)研究光電效應(yīng)。 當(dāng)用某單色光照射光電管的陰極K時(shí)，會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)。閉合開關(guān)S,在陽(yáng)極A和陰極K之間加上反向電壓，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片逐漸增大電壓，直至電流計(jì)的示數(shù)恰為零，此時(shí)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(jì)算出光電子的最大初動(dòng)能Ek。現(xiàn)分別用頻率為M和2的單色光照射陰極，測(cè)量到遏止電壓分別為Ui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M的光照射時(shí)，光電子的最大初速度2eUi

mB.陰極金屬的逸出功A.用頻率為M的光照射時(shí)，光電子的最大初速度2eUi

mB.陰極金屬的逸出功Wo=hvi—eUiC.陰極金屬的截止頻率節(jié)Ui"U2MU1-U2eUi—U2D.普朗克常量h= 1AB［用頻率為V的單色光照射陰極時(shí)，光電子在電場(chǎng)中做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)

動(dòng)能定理得—eUi=0—2mv2,則光電子的最大初速度丫=、/第，故A正確；根

據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得hM=eUi+Wo①,h^2=eU2+Wo②，由①得陰極eUi—U2一「金屬的逸出功W0=hv1—eU1,聯(lián)立①②解得普朗克常量h=丁丁，故B正確，一?一, 、 ^V°h1—eU1?—2f, ，立、iD錯(cuò)誤；陰極金屬的截止頻率狀=下= .T―，故C4日京。］h eUi—U2.（多選）如圖所示是原子核的平均結(jié)合能（也稱比結(jié)合能）與質(zhì)量數(shù)的關(guān)系圖象，通過該圖象可以得出一些原子核的平均結(jié)合能， 如睜O的核子平均結(jié)合能約為8MeV,4He的核子平均結(jié)合能約為7MeV,根據(jù)該圖象判斷下列說(shuō)法正確的是（）A.隨著原子質(zhì)量數(shù)的增加，原子核的平均結(jié)合能增大B.56Fe核最穩(wěn)定C.由圖可知兩個(gè)2H核結(jié)合成4He核會(huì)釋放出能量D.把睜O分成8個(gè)質(zhì)子和8個(gè)中子比把睜0分成4個(gè)4He要多提供約16MeV的能量BC［由圖可知隨著原子質(zhì)量數(shù)的增加，原子核的平均結(jié)合能先增大后減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；56Fe核的平均結(jié)合能最大，是最穩(wěn)定的，選項(xiàng)B正確；兩個(gè)平均結(jié)合能小的2H結(jié)合成平均結(jié)合能大的4He時(shí)，會(huì)釋放出能量，選項(xiàng)C正確；把睜O分成質(zhì)子和中子需要提供的能量約為止i=16X8MeV=128MeV,將質(zhì)子和中子結(jié)合成一個(gè)2He所放出的能量約為止2=4X7MeV=28MeV,則將16O分成4個(gè)2He需要提供的能量約為止=正1—4正2=128MeV-4X28MeV=16MeV,故要多提供約112MeV的能量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。］題號(hào)內(nèi)容押題依據(jù)核心考點(diǎn)核心素養(yǎng)1.核衰父及核能利用科技成就應(yīng)用科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：立足教材，體會(huì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)2.光電效應(yīng)及圖象光電效應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用科學(xué)思維：立足教材，體現(xiàn)數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理問題能力1.（多選）目前科學(xué)家正在研究“快中子堆”技術(shù)來(lái)發(fā)電，“快中子堆”技術(shù)發(fā)電的原理是：快中子反應(yīng)堆不用238U,而用239Pu作燃料，但在堆心燃料239Pu的外圍放置238U,239Pu發(fā)生裂變反應(yīng)時(shí)放出來(lái)的高速中子（快中子），被裝在外圍再生區(qū)的238U吸收，238U吸收快中子后變成239U,239U很不穩(wěn)定，很快發(fā)生B衰變變成贊Pu,239PU在裂變產(chǎn)生能量的同時(shí)，又不斷地將238U變成可用燃料239PU,核燃料越燒越多。設(shè)239U、B粒子的質(zhì)量分別為M、m,則（ ）A.239PU與239U的中子數(shù)相同B.238U吸收快中子后變成鈾239U是屬于核聚變C.239U經(jīng)過2次B衰變后變成239PuD.靜止的239U發(fā)生B衰變釋放出動(dòng)能為E0的B粒子，該衰變中質(zhì)量虧損為M+m■^c^E0CD [239Pu的中子數(shù)為145,239U的中子數(shù)為147,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)核聚變反應(yīng)的定義可知選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)^U-^Pu+Z-0e可知選項(xiàng)C正確；靜止的239U發(fā)生B衰變滿足動(dòng)能關(guān)系詈=m，解得