高考物理二輪專題分層突破練15近代物理初步

專題分層突破練15近代物理初步A組1.(2021天津南開高三模擬)在人類對微觀世界進(jìn)行探索的過程中,科學(xué)實驗起到了非常重要的作用。下列說法符合歷史事實的是()A.玻爾原子理論證實了原子的核式結(jié)構(gòu)模型B.盧瑟福通過α粒子轟擊氮核的實驗,證實了在原子核內(nèi)部存在中子C.貝克勒爾通過對天然放射現(xiàn)象的研究,確定了原子核的存在D.湯姆孫通過對陰極射線的研究,發(fā)現(xiàn)了原子內(nèi)部存在電子2.(2021北京西城高三一模)對于愛因斯坦提出的質(zhì)能方程E=mc2,下列說法不正確的是()A.E=mc2表明物體具有的能量與其質(zhì)量成正比B.根據(jù)ΔE=Δmc2可以計算核反應(yīng)中釋放的核能C.若m表示核電站參與反應(yīng)的鈾235的質(zhì)量,則E表示核反應(yīng)釋放的核能D.太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核聚變反應(yīng),因此太陽的質(zhì)量在不斷減少3.(2021四川高三月考)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)太陽的核聚變反應(yīng)區(qū)只是中心很小的一部分,由于太陽強大的引力和磁場的束縛,使太陽內(nèi)部的能量可以向外持續(xù)穩(wěn)定地釋放,而不會像氫彈那樣瞬間爆炸。太陽內(nèi)部核聚變反應(yīng)的一種可能形式為12H+13HX+01n,設(shè)

12H、13H、X和

01n的質(zhì)量分別為m1、m2A.X是

2B.該核反應(yīng)釋放的核能為(m3+m4-m1-m2)c2C.核反應(yīng)中比結(jié)合能較小的原子核變成了比結(jié)合能較大的原子核D.核反應(yīng)中核子平均質(zhì)量較小的原子核變成了核子平均質(zhì)量較大的原子核4.(2021天津高三模擬)2021年3月23日,在三星堆遺址考古工作中,研究員對新發(fā)現(xiàn)的6個“祭祀坑”的73份碳屑樣本使用14C年代檢測方法進(jìn)行了分析,初步判定其中4號坑最有可能屬于商代晚期。14C會發(fā)生β衰變,半衰期為5730年?？諝庵?2C與14C的存量比穩(wěn)定,活著的生物體中碳的這兩種同位素之比與空氣中相同,生物死亡后,不再與外界交換碳,因此測得生物遺骸中的12C與14C存量比,再與空氣中比較,可估算出生物死亡年代。則()A.地球的氣候變化會影響14C的半衰期B.200個14C原子經(jīng)過11460年后還剩余50個C.14C的衰變方程為

614CN+D.骨骼中以碳酸鈣(CaCO3)形式存在的14C半衰期比單質(zhì)14C的半衰期更長5.(2021山東淄博高三二模)某次可控核聚變實驗中的可控?zé)岷朔磻?yīng)的方程是

12H+13HHe+X,其中海水中富含反應(yīng)原料氘(12H),而氚(13H)在自然界中含量極微,但可以用某種粒子Y轟擊鋰核(36Li)得到,核反應(yīng)方程為

A.粒子X為中子,粒子Y為質(zhì)子B.核反應(yīng)方程

36Li+YHe+13HC.核反應(yīng)生成物中的α粒子具有很強的電離本領(lǐng)和穿透能力D.在

12H+13HHe6.右圖是研究光電效應(yīng)的實驗裝置,c為滑動變阻器的中點。用某種單色光照射光電管,將滑動變阻器的滑片P移到中點處,此時電流表中有電流,則()A.將滑片P向a端移動,光電流將一直變大B.將滑片P向a端移動,光電子的最大初動能一定變大C.將滑片P向b端移動,光電流會變小D.將滑片P向b端移動,光電子的最大初動能一定變小甲7.(2021山東菏澤高三二模)圖甲為氫原子的能級示意圖,圖乙a、b、c、d為一群處于激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時發(fā)出的光譜線的一部分,光譜線從左至右是按照頻率由小到大的順序排列的,則下列說法正確的是()乙A.只要照射光足夠強,照射時間足夠長,用任何光照射氫原子,都能使其發(fā)生電離B.這群氫原子可能處在n=3的能級上C.在這四種光中,粒子性最顯著的是a光D.由這四種光組成的復(fù)色光通過三棱鏡,出射時偏向角最大的是d光B組8.(多選)原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示。根據(jù)該曲線,下列判斷正確的有()A.24HeB.24He核比

C.兩個

12H核結(jié)合成

D.92235U核的比結(jié)合能比

9.(多選)一個鈹原子核(47Be)俘獲一個核外電子后發(fā)生衰變,生成一個鋰核(37Li),并放出一個不帶電的質(zhì)量接近零的中微子νe,人們把這種衰變稱為“K俘獲”。靜止的鈹核發(fā)生了“K俘獲”,其核反應(yīng)方程為

47Be+-10eLi+νe,已知鈹原子的質(zhì)量為mBe=7.016929u,鋰原子的質(zhì)量為mLi=7.016004u,1uA.中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均為零B.鋰核(37Li)獲得的動能約為0C.中微子與鋰核(37D.中微子與鋰核(3710.(2021山東濱州高三二模)如圖所示,F為勻強磁場中一點,某放射性元素的原子核靜止在P點,該原子核發(fā)生衰變后,放出一個氦核(24He)和一個新核,它們速度方向與磁場垂直,其軌跡均為圓弧,半徑之比為45∶1,重力、阻力和氦核與新核間的庫侖力均不計。下列說法正確的是(A.放射性元素原子核的電荷數(shù)是90B.可能的衰變方程為

92238UTh+C.氦核和新核動量的大小之比是1∶45D.衰變前核的質(zhì)量等于衰變后氦核和新核的總質(zhì)量11.(2021山東濟(jì)寧高三二模)測溫槍通過紅外線照射到溫度傳感器,發(fā)生光電效應(yīng),將光信號轉(zhuǎn)化為電信號,計算出溫度數(shù)據(jù)。已知人的體溫正常時能輻射波長為10μm的紅外線,如圖甲所示,用該紅外線照射光電管的陰極K時,電路中有光電流產(chǎn)生,得到電流隨電壓變化的圖像如圖乙所示,已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s,電子的電荷量e=1.6×10-19C,光速c=3×108m/s,則下列說法正確的是()甲乙A.將圖甲的電源反接,一定不會產(chǎn)生電信號B.波長10μm的紅外線在真空中的頻率為3×1013HzC.由圖乙數(shù)據(jù)可知該光電管的陰極金屬逸出功約為0.02eVD.若人體溫度升高,則輻射紅外線的強度減弱,光電管轉(zhuǎn)換成的光電流減小12.(2021山東臨沂高三二模)為了做好疫情防控工作,考試時工作人員利用紅外線體溫計對考生進(jìn)行體溫檢測。紅外線體溫計的工作原理:被測人員輻射的光線只有紅外線可被捕捉,并轉(zhuǎn)變成電信號,該信號再經(jīng)換算轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標(biāo)的溫度值。下圖為氫原子能級示意圖,已知普朗克常量為h=6.63×10-34J·s,光在真空中的速度為c=3×108m/s,元電荷e=1.60×10-19C。紅外線中只有波長在0.76μm至14μm的范圍內(nèi)的才能被紅外線體溫計捕捉。要使氫原子輻射出的光子可被紅外線體溫計捕捉,最少應(yīng)給處于基態(tài)的氫原子提供的能量為()A.2.55eVB.12.09eVC.12.75eVD.10.20eV參考答案專題分層突破練15近代物理初步1.D解析玻爾原子理論成功地解釋了氫原子光譜的實驗規(guī)律,盧瑟福根據(jù)α粒子散射實驗,得到了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,A錯誤。盧瑟福通過α粒子轟擊氮核實驗的研究,實現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變,發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子,預(yù)言了中子的存在,B錯誤。貝克勒爾通過對天然放射現(xiàn)象的研究,提出了原子內(nèi)部有復(fù)雜的結(jié)構(gòu),C錯誤。湯姆孫通過陰極射線在電場和在磁場中的偏轉(zhuǎn)實驗,發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子(即電子)組成,并測出了該粒子的比荷,D正確。2.C解析愛因斯坦提出的質(zhì)能方程E=mc2告訴我們,物體具有的能量與它的質(zhì)量成正比,A正確。根據(jù)ΔE=Δmc2,Δm是虧損質(zhì)量,ΔE是釋放的核能,B正確。若m表示核電站參與反應(yīng)的鈾235的質(zhì)量,則E表示其具有的能量,不表示核反應(yīng)釋放的核能,C錯誤。太陽輻射的能量來自太陽內(nèi)部的輕核聚變,即熱核反應(yīng),輕核聚變有質(zhì)量虧損,釋放核能,D正確。3.C解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得,X應(yīng)為

24He,A錯誤。根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程得,該核反應(yīng)釋放的核能為(m1+m2-m3-m4)c2,B錯誤。該核反應(yīng)中生成的新核核子平均質(zhì)量變小,新核的比結(jié)合能變大,C正確4.C解析放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變時所需要的時間叫半衰期,放射性元素衰變的快慢是由原子核自身內(nèi)部決定的,與外界的物理和化學(xué)狀態(tài)無關(guān),A、D錯誤。半衰期是一個統(tǒng)計規(guī)律,對于大量的原子核才適用,對于少量原子核是不成立的,B錯誤。14C發(fā)生β衰變產(chǎn)生電子,根據(jù)電荷數(shù)守恒,質(zhì)量數(shù)守恒,14C的衰變方程為

614CN+-5.D解析根據(jù)核反應(yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知,粒子X為中子,粒子Y也為中子,A錯誤。核反應(yīng)方程

36Li+YHe+13H表示的核反應(yīng)為原子核的人工轉(zhuǎn)變,B錯誤。核反應(yīng)生成物中的α粒子具有很強的電離本領(lǐng),但是穿透能力較弱,C錯誤。在

12H+13HHe+X核反應(yīng)中,能釋放大量的能量,根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程ΔE=Δmc6.C解析將滑片P向a端移動,光電管所加電壓為正向電壓,光電流增大到飽和光電流后,將不再增大,A錯誤。根據(jù)光電效應(yīng)方程,光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān),與光電管兩端的電壓無關(guān),B、D錯誤。將滑片P向b端移動,光電管所加的電壓為反向電壓,所以光電流會變小,C正確。7.D解析入射光的頻率需達(dá)一定值才能使氫原子發(fā)生電離,與入射光的強弱無關(guān),A錯誤。若這群氫原子處在n=3的能級上,只能發(fā)出3種頻率的光,B錯誤。頻率越高,粒子性越強,故在這四種光中,粒子性最顯著的是d光,C錯誤。d光頻率最高,折射率最大,偏折程度最大,故由這四種光組成的復(fù)色光通過三棱鏡,出射時偏向角最大的是d光,D正確。8.BC解析由題圖可知,24He核的比結(jié)合能為7MeV,因此它的結(jié)合能為7MeV×4=28MeV,A錯誤。比結(jié)合能越大,表明原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定,結(jié)合題圖可知B正確。兩個比結(jié)合能小的

12H核結(jié)合成比結(jié)合能大的

24He時,會釋放能量,C正確。由題圖可知,929.AC解析反應(yīng)方程為

47Be+-10eLi+νe,根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均為零,A正確。根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程,該核反應(yīng)釋放的核能E=(7.016929-7.016004)×931MeV+mec2=0.86MeV+mec2,無法求出鋰核獲得的動能,B錯誤。衰變過程中內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,反應(yīng)前后動量守恒,故中微子與鋰核(37Li)的動量之和等于反應(yīng)前電子的動量,C正確。中微子與鋰核(10.B解析反應(yīng)過程系統(tǒng)的動量守恒,則有|m氮v氮|=|m新v新|,所以氦核和新核動量的大小之比是1∶1,C錯誤。由于放出的氮核(24He)和新核在磁場中做勻速圓周運動,根據(jù)洛倫茲力提供向心力有Bqv=mv2R,解得R=mvBq,則它們的軌道半徑與它們的電荷數(shù)成反比,所以q氮∶q新=1∶45,則新核的電荷數(shù)為90,由于核反應(yīng)過程電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒,則放射性元素原子核的電荷數(shù)是92,所以可能的衰變方程為

92238U→9011.B解析根據(jù)題圖乙可知,遏止電壓為0.02V,如果反接,但光電管兩端電壓小于0.02V,則仍會產(chǎn)生電信號,A錯誤。波長10μm的紅外線在真空中的頻率為ν=cλ=3×10810×10-6Hz=3×1013Hz,B正確。根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0和Ek=eUc得到W0=hν-eUc=6.63×10-34×3×10131.6×1012.C解析紅外線中只有波長在0.76μm至14μm的范圍內(nèi)才能被紅外線體溫計捕捉,光子的能量與頻率、波長關(guān)系為ε=hν=hcλ,代入數(shù)據(jù)可得能被捕捉的