2024年新高考物理第一輪復習：章末質量檢測（十二）

章未質量檢測（十二）

（時間：40分鐘）

一、選擇題（本題共13小題。1?9題為單項選擇題，10?13題為多項選擇題）

1.（2019?名師原創(chuàng)預測）正電子發(fā)射型計算機斷層顯像（PET）的基本原理是將標記

有短壽命放射性元素的物質（一般是生物生命代謝中必要的物質）注入人體后，短

壽命的放射性元素衰變產生的正電子與體內的電子發(fā)生湮滅輻射，產生兩個方向

相反的丫光子，被探測器采集后，經計算機處理產生圖像。已知電子質量〃?c=

9.1X10-31kg,普朗克常量力=6.63X10-34j$真空中的光速c=3.0X1（）8由“，

則產生的丁光子的頻率約為（）

A.1.2X102°HzB.1.2X1018Hz

C.4.1X10"HzD.4.1X108Hz

解析正、負電子發(fā)生湮滅的核反應方程為%十一%—2%發(fā)生湮滅后產生的每個

光子的能量為其中△"?為兩個電子的總質量，又因為七=萬也聯(lián)立

并代入數(shù)據(jù)可解得y=1.24X1020Hz,故A正確。

答案A

2.（2017.天津理綜，1）我國自主研發(fā)制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先

通過權威機構認證，這是我國對國際熱核聚變項目的重大貢獻。下列核反應方程

中屬于聚變反應的是（）

“人造太陽..核心物件首?國際:

圖1

A.TH+?H^He+AnB.￥N+?HefYO+1H

C3He+召A1-四P+4nD.貨U+品一患Ba+改Kr+3血

解析+H+lHf?Hc+An是一個笊核與一個京核結合成一個氮核，同時放出一個

中子，屬于聚變反應，故A正確；因N+蛆e-屣0+舊是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質子的核

反應方程，是人類第一次實現(xiàn)的原子核的人工轉變，屬于人工核反應，故B錯誤;

犯e+召Al-否P+而是約里奧居里夫婦用a粒子轟擊鋁片時發(fā)現(xiàn)了放射性磷（磷

30）,同時發(fā)現(xiàn)中子的核反應方程，屬于人工核反應，故C錯誤；23592U+加一四

56Ba+煞Kr+3dn是一種典型的鈾核裂變，屬于裂變反應，故D錯誤。

答案A

3.（2019.名師原創(chuàng)預測）2018年8月23日，國家重大科技基礎設施中國散裂中子

源項目通過國家驗收，投入正式運行，并將對國內外各領域的用戶開放。有關中

子的研究，下列說法正確的是（）

A.盧瑟福發(fā)現(xiàn)中子的核反應方程為汨e+?He—煤C+品

B.中子和其他微觀粒子一樣，都具有波粒二象性

C.核反應方程湖Po-＞也X+?He中的y=206,X中中子個數(shù)為128

D.鉗U在中子轟擊下生成曲Sr和即Xe的過程中，原子核中核子的平均質量變大

解析盧瑟福通過分析a粒子散射實驗的結果，提出了原子的核式結構模型，查

德威克通過a粒子轟擊鉞核獲得碳核的實驗發(fā)現(xiàn)了中子，A錯誤；所有粒子都具

有波粒二象性，B正確；），=210—4=206,X中中子數(shù)為206—82=124,C錯誤；

裂變反應釋放能量，根據(jù)質能方程可知，核反應過程中存在質量虧損，原子核中

核子的平均質量變小，D錯誤。

答案B

4.如圖2所示為氫原子的能級結構示意圖，一群氫原子處于〃=3的激發(fā)態(tài)，在

向較低能級躍遷的過程中向外輻射出光子，用這些光子照射逸出功為2.49eV的

金屬鈉。下列說法中正確的是（）

x----------0

n=4----------0.85eV

n=3--------------1.51eV

n=2--------------3.40eV

n=l----------13.6eV

圖2

A.這群氫原子能輻射出三種不同頻率的光，其中從〃=3能級躍遷到〃=2能級

所發(fā)出的光波長最短

B.這群氫原子在輻射光子的過程中電子繞核運動的動能減小，電勢能增大

C.能發(fā)生光電效應的光有三種

D.金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動能是9.60eV

解析這群氫原子向低能級躍遷有三種可能，從〃=3到〃=2放出光子波長最長，

A錯誤；因向低能級躍遷電場力做正功，電勢能減小，動能增大，B錯誤；能使

鈉發(fā)生光電效應只有兩種，能量為12.（）9eV和10.20eV,C錯誤；最大初動能反

=12.09eV-2.49eV=9.60eV,D正確。

答案D

5.根據(jù)所給圖片結合課本相關知識，下列說法正確的是（）

甲乙

丙丁

圖3

A.圖甲是電子束穿過絡箔后的衍射圖樣，證明電子具有粒子性

B.圖乙是利用不同氣體制成的五顏六色的霓虹燈，原因是各種氣體原子的能級

不同，躍遷時發(fā)射光子的能量不同，光子的頻率不同

C.圖丙是工業(yè)上使用的用射線檢測金屬板厚度的裝置，在a、｝y三種射線中,

最有可能使用的射線是0射線

D.圖丁是原子核的比結合能與質量數(shù)A的關系圖象，由圖可知中等大小的核的

比結合能最大，即（核反應中）平均每個核子的質量虧損最小

解析題圖甲是電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣，證明電子具有波動性，選項A錯

誤；題圖乙是利用不同氣體制成的五顏六色的霓虹燈，原因是各種氣體原子的能

級不同，躍遷時發(fā)射光子的能量不同，光子的頻率不同，選項B正確；題圖丙是

工業(yè)上使用的用射線檢測金屬板厚度的裝置，在a、0、丫三種射線中，由于Y射

線穿透能力最強，最有可能使用的射線是丫射線，選項C錯誤；題圖丁是原子核

的比結合能與質量數(shù)A的關系圖象，可知中等大小的核的比結合能最大，即在核

子結合成原子核時平均每個核子釋放的能量最大，平均每個核子的質量虧損最大,

選項D錯誤。

答案B

A.入射光頻率越大，該金屬的逸出功越大

B.入射光的頻率越大，則遏止電壓越大

C.由圖可求出普朗克常量〃=#

D.光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比

解析金屬的逸出功只與金屬本身有關，與入射光的頻率無關，選項A錯誤；根

據(jù)愛因斯坦光電效應方程反=加一Wo,由動能定理，eUc=Ek,聯(lián)立解得&=，

一號，由此可知，入射光的頻率越大，則遏止電壓越大，選項B正確；將遏止電

壓”與入射光頻率y的關系式以=%—引，對照題給的遏止電壓”與入射光頻

率u的關系圖象，可知圖象斜率為《=￡得出普朗克常量〃=“，選項C錯誤；

由愛因斯坦光電效應方程Ek=/zv-W）,可知光電子的最大初動能與入射光的頻率

成線性增大關系，但不是成正比關系，選項D錯誤。

答案B

9.如圖6所示為氫原子能級圖，氫原子中的電子從〃=4能級躍遷到〃=1能級可

產生a光；從〃=3能級躍遷到n=\能級可產生b%,a光和b光的波長分別為心

和九，。、b兩光照射逸出功為4.5eV的金屬鋁表面均可產生光電效應，遏止電壓

分別為S和“，則（）

圖6

A.乙>2/)

B.Ua<Ub

C.〃光的光子能量為12.55eV

D.b光照射金屬鋁產生的光電子的最大初動能Ekb=7.59eV

解析氫原子中的電子從〃=4能級躍遷到〃=1能級產生。光，。光的光子能量力出

=及=&一*=12.75eV,氫原子中的電子從〃=3能級躍遷到n=\能級產生b

光，光的光子能量/皿=瓦=七3一￡=12.09eV,。光的光子能量高，則〃光的

頻率大，波長小，即九＜九，選項A、C錯誤；由光電效應方程反=加一Wo和反

=eUc可知，頻率越大，對應遏止電壓員越大，即UQ”，選項B錯誤；Ekb=hvb

—Wo=7.59eV,選項D正確。

答案D

10.如圖7為氫原子的能級示意圖，鋅的逸出功是3.34eV,那么對氫原子在能級

躍遷過程中發(fā)射或吸收光子的特征認識正確的是（）

圖7

A.一群處于〃=3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，能放出3種不同頻率的光

B.一群處于〃=3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，發(fā)出的光照射鋅板，鋅板表面所

發(fā)出的光電子的最大初動能為8.75eV

C.用能量為10.3eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)

D.用能量為14.0eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子電離

解析從〃=3可躍遷到〃=1和〃=2,從〃=2可躍遷到〃=1,A正確；從氫原

子高能級向基態(tài)躍遷時發(fā)射的光子能量至少為10.2eV,大于鋅的逸出功3.34eV,

最大初動能為（13.6—1.51—3.34）eV=8.75eV,B正確；光子能量為10.3eV,不

等于任意兩能級差，不能使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)，能量為14.0eV的

光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子電離，C錯誤，D正確。

答案ABD

II.一靜止的原子核燮U發(fā)生了某種衰變，衰變方程為贊U-掰Th+X,其中X

是未知粒子，下列說法正確的是（）

A.贊U發(fā)生的是a衰變

B.WU發(fā)生的是0衰變

C.衰變后新核翎Th和粒子X的動能相等

D.衰變后新核翎Th和粒子X的動量大小相等

解析根據(jù)質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，未知粒子X的質量數(shù)為4,電荷數(shù)為

2,即未知粒子X是3He,因此發(fā)生的是a衰變，選項A正確，B錯誤；衰變前后

動量守恒，即：O=0Th—PX,即0Th=pX,選項D正確；根據(jù)動量與動能的關系〃

=，萬瓦，由于翎Th和X的質量數(shù)不同，因此衰變后新核鑰Th和粒子X的動能

不同，選項C錯誤。

答案AD

12.如圖8所示為用某金屬研究光電效應規(guī)律得到的光電流隨電壓變化關系的圖

象，用單色光1和單色光2分別照射該金屬時?，逸出的光電子的最大初動能分別

為和反2,普朗克常量為九則下列說法正確的是（）

圖8

A.Eki<Fk2

B.單色光1的頻率比單色光2的頻率高

C.增大單色光1的強度，其遏止電壓會增大

Fk1—F

D.單色光1和單色光2的頻率之差為〃

解析由于Eki=e|Uci|,&2=e|Uc2|,所以反?&2,選項A正確；由&=八一%

可知，單色光1的頻率比單色光2的頻率低，選項B錯誤；只增大照射光的強度，

光電子的最大初動能不變，因此遏止電壓不變，選項C錯誤；Eki=hvi—Wo.Ek2

,，口Eki—Ek2、工——A

=/lV2—WofVl—V2=,選項D正確。

答案AD

13.一個靜止的放射性原子核處于勻強磁場中，由于發(fā)生了衰變而在磁場中形成如

圖9所示的兩個圓形徑跡，兩圓半徑之比為1：16,下列判斷正確的是（）

圖9

A.該原子核發(fā)生了a衰變

B.反沖原子核在小圓上逆時針運動

C.原來靜止的核，其原子序數(shù)為15

D.放射性的粒子與反沖核運動周期相同

解析衰變后產生的新核一即反沖核及放射的帶電粒子在勻強磁場中均做勻速

圓周運動，軌道半徑廠=黑，因反沖核與放射的粒子動量守恒，而反沖核電荷量

較大，所以其半徑較小，并且反沖核帶正電荷，由左手定則可以判定反沖核在小

圓上做逆時針運動，在大圓上運動的放射粒子在衰變處由動量守恒可知其向上運

動，且順時針旋轉，由左手定則可以判定一定帶負電荷。因此，這個衰變?yōu)?。?/p>

變，放出的粒子為電子，衰變方程為8A一步B+de,選項A錯誤，選項B正確；

由兩圓的半徑之比為1：16可知，B核的核電荷數(shù)為16。原來的放射性原子核的

核電荷數(shù)為15,其原子序數(shù)為15。即A為P（磷）核，B為S（硫）核，選項C正確；

由周期公式T=器可知,因電子與反沖核的比荷不同，它們在勻強磁場中做勻

速圓周運動的周期不相同，反沖核的周期較大，選項