(通用版)2017屆高三物理二輪復(fù)習(xí)專題限時(shí)集訓(xùn)第1部分專題突破篇專題12近代物理初步

專題限時(shí)集訓(xùn)(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(gè)選項(xiàng)中，第1～5題只有一項(xiàng)符合題目要求，第6～8題有多項(xiàng)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(cuò)的得0分．)1．物理學(xué)重視邏輯，崇尚理性，其理論總是建立在對事實(shí)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(rèn)識到原子具有核式結(jié)構(gòu)C．α粒子散射實(shí)驗(yàn)的重要發(fā)現(xiàn)是電荷是量子化的D．密立根油滴實(shí)驗(yàn)表明核外電子的軌道是不連續(xù)的A[α粒子散射實(shí)驗(yàn)的重要發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識到原子具有核式結(jié)構(gòu)，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤；密立根的油滴實(shí)驗(yàn)測出了電子的電荷量，D項(xiàng)錯(cuò)誤．]2．實(shí)物粒子和光都具有波粒二象性．下列事實(shí)中不能突出體現(xiàn)波動性的是()A．電子束通過雙縫實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣，β射線在云室中高速運(yùn)動時(shí)，徑跡又細(xì)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(shí)，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(shí)，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(xiàng)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(yīng)：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→a＋b＋2eq\o\al(1,0)n則a＋b可能是()A.eq\o\al(140,54)Xe＋eq\o\al(93,36)KrB.eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)KrC.eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(93,38)SrD.eq\o\al(140,54)Xe＋eq\o\al(94,38)SrD[根據(jù)核反應(yīng)中的質(zhì)量數(shù)守恒可知，a＋b的質(zhì)量數(shù)應(yīng)為235＋1－2＝234，質(zhì)子數(shù)應(yīng)為92，A項(xiàng)中的質(zhì)量數(shù)為140＋93＝233，B項(xiàng)中質(zhì)量數(shù)是141＋92＝233，C項(xiàng)中質(zhì)量數(shù)為141＋93＝234，質(zhì)子數(shù)為56＋38＝94，D項(xiàng)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(eq\o\al(133,55)Cs)的結(jié)合能小于鉛原子核(eq\o\al(208,82)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(shí)，需要的最小能量就是原子核的結(jié)合能，選項(xiàng)A正確．重核衰變時(shí)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(xiàng)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(xiàng)C正確．比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，選項(xiàng)D錯(cuò)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(yīng)式是eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n.下列說法正確的有()A．上述裂變反應(yīng)中伴隨著中子放出B．鈾塊體積對鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的發(fā)生無影響C．鈾核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可人工控制D．鈾核的半衰期會受到環(huán)境溫度的影響AC[eq\o\al(1,0)n表示中子，反應(yīng)式中有eq\o\al(1,0)n放出，A項(xiàng)正確．當(dāng)鈾塊體積小于臨界體積時(shí)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不會發(fā)生，B項(xiàng)錯(cuò)誤．鈾核的核反應(yīng)中釋放出的快中子被減速劑減速后變?yōu)槁凶樱凶訒烩櫤宋瞻l(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，減速劑可由人工控制，C項(xiàng)正確．鈾核的半衰期只由自身決定，而與其他外部因素?zé)o關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)誤．]7．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(yùn)動的電子流B．氫原子輻射光子后，其繞核運(yùn)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.eq\o\al(210,83)Bi的半衰期是5天，100克eq\o\al(210,83)Bi經(jīng)過10天后還剩下25克BD[γ射線是光子流，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；氫原子輻射光子后能量減小，軌道半徑減小，其繞核運(yùn)動的電子動能增大，總能量減小，選項(xiàng)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(xiàng)C錯(cuò)誤；由m＝eq\f(m0,2n)，n＝eq\f(t,τ)得m＝eq\f(m0,22)＝eq\f(100,4)g＝25g，選項(xiàng)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5A．λ1<λ3 B．λ3<λ2C．λ3>λ2 D.eq\f(1,λ3)＝eq\f(1,λ1)＋eq\f(1,λ2)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heq\f(c,λ1)>heq\f(c,λ3)>heq\f(c,λ2)，即eq\f(1,λ1)>eq\f(1,λ3)，λ1<λ3，eq\f(1,λ3)>eq\f(1,λ2)，λ3<λ2，又heq\f(c,λ1)＝heq\f(c,λ3)＋heq\f(c,λ2)，即eq\f(1,λ1)＝eq\f(1,λ3)＋eq\f(1,λ2)，則eq\f(1,λ3)＝eq\f(1,λ1)－eq\f(1,λ2)，即正確選項(xiàng)為A、B.]二、非選擇題(共2小題，32分)9．(16分)假設(shè)高速運(yùn)動的α粒子與一個(gè)靜止于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中某點(diǎn)的氮核(eq\o\al(14,7)N)發(fā)生正碰．碰后產(chǎn)生兩個(gè)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(yīng)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(yīng)方程為eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H.(2)帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力，則有qvB＝meq\f(v2,R)可得eq\o\al(17,8)O核的動量為pO＝mOvO＝8eBreq\o\al(1,1)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＝eq\f(pHe,4m)＝eq\f(eB8r＋R,4m).【答案】(1)eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H(2)eq\f(eB8r＋R,4m)10．(16分)用速度大小為v的中子轟擊靜止的鋰核(eq\o\al(6,3)Li)，發(fā)生核反應(yīng)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(yīng)方程；(2)求氚核和α粒子的速度大小；(3)若核反應(yīng)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(yīng)方程為eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(6,3)Li→eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(4,2)He.(2)由動量守恒定律得mv＝－3mv1＋4mv2由題意得v1∶v2＝7∶8解得v1＝eq\f(7,11)v，v2＝eq\f(8,11)v.(3)氚核和α粒子的動能之和為Ek＝eq\f(1,2)×3mveq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)×4mveq\o\al(2,2)＝eq\f(403,242)mv2釋放的核能為ΔE＝Ek－Ekn＝eq\f(403,242)mv2－eq\f(1,2)mv2＝e