高三物理二輪復習跟蹤強化訓練13

跟蹤強化訓練(十三)一、選擇題1．(2017·全國卷Ⅱ)一靜止的鈾核放出一個α粒子衰變成釷核，衰變方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He.下列說法正確的是()A．衰變后釷核的動能等于α粒子的動能B．衰變后釷核的動量大小等于α粒子的動量大小C．鈾核的半衰期等于其放出一個α粒子所經(jīng)歷的時間D．衰變后α粒子與釷核的質量之和等于衰變前鈾核的質量[解析]本題考查天然放射現(xiàn)象、半衰期、動量守恒．靜止的原子核在衰變前后動量守恒，由動量守恒定律得0＝m1v1＋m2v2，可知m1v1＝－m2v2，故衰變后釷核的動量大小等于α粒子的動量大小，選項B正確；而動能Ek＝eq\f(p2,2m)，由于釷核的質量(m1)大于α粒子的質量(m2)，故其動能不等，選項A錯誤；鈾核的半衰期是大量的鈾核半數(shù)發(fā)生衰變所用的時間，而不是放出一個α粒子所經(jīng)歷的時間，選項C錯誤；原子核衰變前后質量數(shù)守恒，衰變時放出核能，質量虧損，選項D錯誤．[答案]B2．(2017·北京卷)2017年年初，我國研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長在100nm(1nm＝10－9m)附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強的極紫外激光脈沖．大連光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術、霧霾治理等領域的研究中發(fā)揮重要作用．一個處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個分子，但又不會把分子打碎．據(jù)此判斷，能夠電離一個分子的能量約為(取普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，真空光速c＝3×108m/s)()A．10－21J B．10－18JC．10－15J D．10－12J[解析]本題考查光子能量．由題意知，電離一個分子的能量等于照射分子的光子能量，E＝hν＝heq\f(c,λ)＝2×10－18J，故選項B正確．[答案]B3.(2017·天津卷)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()A.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nB.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)HC.eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)nD.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,)36Kr＋3eq\o\al(1,0)n[解析]本題考查核反應類型．選項A是質量小的核結合成質量較大的核，屬于核聚變．選項B是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質子的人工轉變方程．選項C是約里奧·居里夫婦發(fā)現(xiàn)人工放射性同位素的人工轉變方程．選項D是鈾核在中子轟擊下分裂為中等質量的核的過程，屬于核裂變．[答案]A4．(2017·河北名校聯(lián)盟)如圖為氫原子能級示意圖，則氫原子()A．從n＝4能級躍遷到n＝3能級比從n＝3能級躍遷到n＝2能級輻射出電磁波的波長長B．從n＝5能級躍遷到n＝1能級比從n＝5能級躍遷到n＝4能級輻射出電磁波的速度大C．處于不同能級時，核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的D．從高能級向低能級躍遷時，氫原子核一定向外放出能量[解析]光子能量E＝hν＝eq\f(hc,λ)，而E4－3<E3－2，故λ4－3>λ3－2，A項正確．不同頻率的電磁波在真空中傳播時速度均相等，故B錯．電子在核外不同能級出現(xiàn)的概率是不同的，故C錯．能級躍遷是核外電子在不同軌道間的躍遷，與原子核無關，故D錯誤．[答案]A5．在光電效應實驗中，飛飛同學用同一光電管在不同實驗條件下得到了三條光電流與電壓之間的關系曲線(甲光、乙光、丙光)，如右圖所示．則可判斷出()A．甲光的頻率大于乙光的頻率B．乙光的波長大于丙光的波長C．乙光對應的截止頻率大于丙光的截止頻率D．甲光對應的光電子最大初動能大于丙光的光電子最大初動能[解析]由于是同一光電管，因而不論對哪種光，極限頻率和金屬的逸出功相同，對于甲、乙兩種光，反向截止電壓相同，因而頻率相同，A錯誤；丙光對應的反向截止電壓較大，因而丙光的頻率較高，波長較短，對應的光電子的最大初動能較大，故C、D均錯，B正確．[答案]B6．(2017·湖南長沙三月模擬)一個靜止的鈾核，放在勻強磁場中，它發(fā)生一次α衰變后變?yōu)殁Q核，α粒子和釷核都在勻強磁場中做勻速圓周運動．某同學作出如圖所示運動徑跡示意圖，以下判斷正確的是()A．1是α粒子的徑跡，2是釷核的徑跡B．1是釷核的徑跡，2是α粒子的徑跡C．3是α粒子的徑跡，4是釷核的徑跡D．3是釷核的徑跡，4是α粒子的徑跡[解析]由動量守恒可知，靜止的鈾核發(fā)生α衰變后，生成的均帶正電的α粒子和釷核的動量大小相等，但方向相反，由左手定則可知它們的運動軌跡應為“外切”圓，又R＝eq\f(mv,Bq)＝eq\f(p,Bq)，在p和B相等的情況下，R∝eq\f(1,q)，因q釷>qα，則R釷<Rα，故B正確．[答案]B7．(2017·天津和平質量調(diào)查)下列說法正確的是()A．盧瑟福用α粒子轟擊eq\o\al(14,7)N核獲得反沖核eq\o\al(17,8)O發(fā)現(xiàn)了質子B．普朗克通過對光電效應現(xiàn)象的分析提出了光子說C．玻爾通過對天然放射現(xiàn)象的研究提出了氫原子能級理論D．湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子從而提出了原子的核式結構模型[解析]光子說是愛因斯坦提出的，B錯誤．玻爾通過對氫原子光譜的成因的研究提出了氫原子能級理論，C項錯誤．盧瑟福通過α粒子的散射實驗，提出了原子的核式結構模型，D項錯誤．[答案]A8．(多選)(2017·河南三市二模)以下有關近代物理內(nèi)容的敘述，正確的是()A．紫外線照射到鋅板表面時能夠發(fā)生光電效應，當增大紫外線的照射強度時，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能也隨之增大B．盧瑟福的α粒子散射實驗證實了在原子核內(nèi)部存在質子C．重核的裂變和輕核的聚變過程一定有質量虧損，釋放出核能D．氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，輻射一定頻率的光子，同時氫原子的電勢能減少，電子的動能增大[解析]由愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W0知，發(fā)生光電效應時光電子的最大初動能與光的頻率有關，與光強無關，A項錯誤．盧瑟福通過α粒子散射實驗提出了原子的核式結構模型，不能證實原子核內(nèi)部存在質子，B項錯誤．[答案]CD9．(2017·三湘名校聯(lián)盟三模)有關下列四幅圖的說法正確的是()A．甲圖中，球m1以速度v碰撞靜止球m2，若兩球質量相等，碰后m2的速度一定為vB．乙圖中，在光顏色保持不變的情況下，入射光越強，飽和電流越大C．丙圖中射線1由β粒子組成，射線2為γ射線，射線3由α粒子組成D．丁圖中，鏈式反應屬于輕核聚變[解析]甲圖中只有發(fā)生彈性碰撞時，碰后m2的速度才為v，則A錯誤．丙圖中射線1由α粒子組成，射線3由β粒子組成，射線2為γ射線，C項錯誤．丁圖中，鏈式反應屬于重核裂變，D錯誤．[答案]B10．(多選)(2017·江西新課程教學質監(jiān))如圖所示是波爾模型的氫原子能級圖，現(xiàn)有一群處于能級n＝4上的氫原子，則()A．氫原子由n＝4躍遷到n＝1的過程中，可以輻射出6種不同頻率的光子B．氫原子由n＝4躍遷至n＝1時，輻射出的光子波長最大C．氫原子在n＝4時的動能大于氫原子在n＝1時的動能D．氫原子躍遷時輻射出的光子最大能量為12.75eV[解析]從n＝4躍遷到n＝1時，可輻射出的不同頻率的光子數(shù)Ceq\o\al(2,4)＝6種，A正確．從n＝4躍遷到n＝1能級輻射的光子頻率最大，波長最小，B錯誤．原子的能量En＝Ekn＋Epn，軌道越低，原子能量越小，原子勢能也小，但電子的動能越大，C錯誤．從n＝4躍遷到n＝1能級的能級差最大，輻射的光子能量最大，為12.75eV，D正確．[答案]AD二、計算題11．(2017·江西宜川五校聯(lián)考)太陽和許多恒星發(fā)光是內(nèi)部核聚變的結果，核反應方程eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(b,a)X＋eq\o\al(0,1)e＋νe是太陽內(nèi)部的許多核反應中的一種，其中eq\o\al(0,1)e為正電子，νe為中微子．(1)確定核反應方程中a、b的值；(2)在質子與質子達到核力作用范圍完成核聚變前必須要克服強大的庫侖斥力．設質子的質量為m，電子質量相對很小可忽略，中微子質量為零，克服庫侖力做功為W.若一個運動的質子與一個速度為零的質子發(fā)生上述反應，運動質子速度至少多大？[解析](1)根據(jù)核反應的質量數(shù)及電荷數(shù)守恒可知a＝1，b＝2(2)由動量守恒定律得mv0＝2mv由能量關系得－W＝eq\f(1,2)(2m)v2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)解得v0＝eq\r(\f(4W,m))[答案](1)12(2)eq\r(\f(4W,m))12．(2016·寧夏銀川模擬)盧瑟福用α粒子轟擊氮核時發(fā)現(xiàn)質子．發(fā)現(xiàn)質子的核反應方程為eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H.已知氮核質量mN＝14.00753u，氧核質量mO＝17.00454u，氦核質量mHe＝4.00387u，質子(氫核)質量mp＝1.00815u．(已知1uc2＝931MeV，結果保留2位有效數(shù)字)求：(1)這一核反應是吸收能量還是放出能量的反應？相應的能量變化為多少？(2)若入射氮核以v0＝3×107m/s的速度沿兩核中心連線方向轟擊靜止氮核．