（廣西專用）2020高考物理二輪復習 專題能力訓練13 近代物理（含解析）

專題能力訓練13近代物理(時間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共10小題,每小題6分,共60分。在每小題給出的四個選項中,16題只有一個選項符合題目要求,710題有多個選項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)1.(2018·北京卷)在核反應方程 24He+714N817O+X中,X表示的是 ()A.質(zhì)子B.中子C.電子D.粒子答案:A解析:根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得,X的質(zhì)量數(shù)=4+14-17=1,X的電荷數(shù)=2+7-8=1,即X是質(zhì)子,故選項A正確。2.已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.73×1014 Hz和5.44×1014 Hz,在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應,比較它們表面逸出的具有最大初動能的光電子,鈣逸出的光電子具有較大的 ()A.波長B.頻率C.能量D.動量答案:A解析:光電效應方程Ekm=h-W=h-h0,鈣的截止頻率大,因此鈣中逸出的光電子的最大初動能小,其動量p=2mEkm,故動量小,由=hp可知波長較大,則頻率較小,選項A正確。3.下列說法正確的是()A.88226Ra86222Rn+24He是衰變B.12H+13H24He+01n是聚變C.92235U+01n54140Xe+3894Sr+201n是衰變D.1124Na1224Mg+-10e是裂變答案:B解析:A項中自發(fā)地放出氦原子核,是衰變,選項A錯誤;聚變是質(zhì)量輕的核結(jié)合成質(zhì)量大的核,選項B正確;裂變是質(zhì)量較大的核分裂成質(zhì)量較輕的幾個核,C項中的反應是裂變,選項C錯誤;D項中自發(fā)地放出電子,是衰變,選項D錯誤。4.汞原子的能級如圖所示,現(xiàn)用一束單色光照射到大量處于基態(tài)的汞原子,汞原子只發(fā)出三種不同頻率的單色光。關(guān)于入射光的能量,下列說法正確的是()A.等于4.9 eVB.等于7.7 eVC.等于8.8 eVD.大于或等于10.4 eV答案:B解析:因為汞原子只發(fā)出三種頻率不同的單色光,可知原子發(fā)生的是從能級3到低能級的躍遷,所以單色光的照射使原子從基態(tài)躍遷到了n=3的能量狀態(tài),所以單色光的能量等于能級3與基態(tài)的能級差:-2.7eV-(-10.4eV)=7.7eV,故選項B正確。5.(2018·天津卷)國家大科學工程中國散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功,獲得中子束流,可以為諸多領(lǐng)域的研究和工業(yè)應用提供先進的研究平臺。下列核反應中放出的粒子為中子的是()A. 714N俘獲一個粒子,產(chǎn)生 817O并放出一個粒子B.1327Al俘獲一個粒子,產(chǎn)生 1530P并放出一個粒子C.511B俘獲一個質(zhì)子,產(chǎn)生 48Be并放出一個粒子D.36Li俘獲一個質(zhì)子,產(chǎn)生 23He并放出一個粒子答案:B解析:本題考查核反應方程式的書寫,根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒可快速選出答案:。根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒可得:714N+ 24He 817O+11H,選項A錯誤;1327Al+24He 1530P+01n,選項B正確;511B+ 11H48Be+24He,選項C錯誤;36Li+11H23He+24He,選項D錯誤。6.(2019·北京卷)光電管是一種利用光照產(chǎn)生電流的裝置,當入射光照在管中金屬板上時,可能形成光電流。表中給出了6次實驗的結(jié)果。組次入射光子的能量/eV相對光強光電流大小/mA逸出光電子的最大動能/eV由表中數(shù)據(jù)得出的論斷中不正確的是()A.兩組實驗采用了不同頻率的入射光B.兩組實驗所用的金屬板材質(zhì)不同C.若入射光子的能量為5.0 eV,逸出光電子的最大動能為1.9 eVD.若入射光子的能量為5.0 eV,相對光強越強,光電流越大答案:B解析:兩組實驗入射光的能量不同,以此可知,采用了不同頻率的入射光,A正確;根據(jù)愛因斯坦光電效應方程,金屬的逸出功W=h-12mvm2,代入題中實驗數(shù)據(jù)得兩組的逸出功相同,均等于3.1eV,以此可知兩組實驗所用的金屬板材質(zhì)相同,B錯誤;若入射光子的能量為5.0eV,代入愛因斯坦光電效應方程,逸出光電子的最大動能為1.9eV,C正確;若入射光子的能量為5.0eV,發(fā)生光電效應,相對光強越強,光電子越多,光電流越大,D正確。7.下列說法正確的是()A.氡的半衰期為3.8天,若取4個氡原子核,經(jīng)7.6天后就剩下1個原子核了B.原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子和一個電子,這種轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的電子發(fā)射到核外,就是粒子,這就是衰變的實質(zhì)C.光子的能量由光的頻率所決定D.只要有核反應發(fā)生,就一定會釋放出核能答案:BC解析:因半衰期是對大量原子核的衰變作出的統(tǒng)計規(guī)律,對于少數(shù)原子核是沒有意義的,所以A項錯誤;因為衰變的本質(zhì)是核內(nèi)一個中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子和一個電子并將電子發(fā)射出來的過程,所以B項正確;由光子的能量式=h,知C項正確;并不是所有核反應都放出核能,有些核反應過程需要吸收能量,D項錯誤。8.(2019·陜西榆林模擬)某醫(yī)院利用放射線治療腫瘤,被利用的放射源必須具備以下兩個條件:(1)放出的射線有較強的穿透能力,能輻射到體內(nèi)腫瘤所在處;(2)能在較長的時間內(nèi)提供比較穩(wěn)定的輻射強度?，F(xiàn)有四種放射性同位素的放射線及半衰期如表所示。關(guān)于在表中所列的四種同位素,下列說法正確的是()同位素鈷60鍶90锝99氡222放射線半衰期5年28年6小時3.8天A.最適宜作為放療使用的放射源應是鈷60B.最適宜作為放療使用的放射源應是鍶90C.放射線的電離能力最強的放射源是锝99D.放射線的電離能力最強的放射源是氡222答案:AD解析:鈷60放出的射線穿透能力強,半衰期長,故A正確,B錯誤;射線電離能力最強,射線的電離能力最弱,氡222放出的是射線,故C錯誤,D正確。9.氫原子的能級圖如圖所示,大量處于n=5激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時,一共可以輻射出10種不同頻率的光子。其中萊曼系是指氫原子由高能級向n=1能級躍遷時釋放的光子,則()A.10種光子中波長最短的是n=5激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時產(chǎn)生的B.10種光子中有4種屬于萊曼系C.使n=5能級的氫原子電離至少要0.85 eV的能量D.從n=2能級躍遷到基態(tài)釋放光子的能量等于n=3能級躍遷到n=2能級釋放光子的能量答案:AB解析:n=5激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時產(chǎn)生的光子的能量最大、頻率最大,所以波長最短,A正確;由題意知,從n=5、4、3、2激發(fā)態(tài)躍遷到n=1時發(fā)出的4種光子屬于萊曼系,所以B正確;由題圖知,n=5能級的電離能為0.54eV,所以C錯誤;從n=2能級躍遷到基態(tài)釋放光子的能量大于n=3能級躍遷到n=2能級釋放光子的能量,所以D錯誤。10.按如圖的方式連接電路,當用某種紫光照射陰極K時,電路中的電流表有示數(shù)。則下列敘述正確的是()A.如果僅將紫光換成黃光,則電流表一定沒有示數(shù)B.如果僅將紫光換成紫外線,則電流表一定有示數(shù)C.僅將滑動變阻器的滑片向右滑動,則電流表的示數(shù)一定增大D.僅將滑動變阻器的滑片向左滑動,則電流表的示數(shù)可能不變答案:BD解析:當換用黃光后,入射光的頻率減小,但入射光的頻率可能仍大于金屬的極限頻率,發(fā)生光電效應,電路中可能有光電流,A錯誤;當換用紫外線后,入射光的頻率增大,一定能產(chǎn)生光電效應現(xiàn)象,則微安表一定有示數(shù),B正確;滑動變阻器的滑片向右滑動,則光電管兩極間的電壓增大,電路中的光電流可能已經(jīng)達到飽和值,保持不變,C錯誤;滑動變阻器的滑片向左滑動,則光電管兩極間的電壓減小,電路中的光電流可能仍為飽和值,保持不變,D正確。二、非選擇題(本題共2小題,共40分)11.(20分)一靜止的氡核( 86222Rn)發(fā)生衰變,放出一個速度為v0、質(zhì)量為m的粒子和一個質(zhì)量為m0的反沖核釙(Po),若氡核發(fā)生衰變時,釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為粒子和釙核的動能。(1)寫出衰變方程;(2)求出反沖核的速度;(3)求出這一衰變過程中虧損的質(zhì)量。答案:(1)86222Rn84218Po+24He(2)mv0m0(3)(m0+m)mv022m0c2解析:(1)由已知得 86222Rn84218Po+24He。(2)設反沖核的速度為v,由動量守恒可知mv0=m0v即v=mv0m0。(3)由質(zhì)能方程可知E=mc2=12mv02+12m0v2mc2=12mv02+12m0mv0m02解得m=(m0+m)mv022m0c2。12.(20分)海水中含有豐富的氘,完全可充當未來的主要能源。兩個氘核的核反應產(chǎn)生一個 23He核和一個粒子,其中氘核的質(zhì)量為2.013 0 u,氦核的質(zhì)量為3.015 0 u,粒子的質(zhì)量為1.008 7 u。(1 u相當于931.5 MeV)(1)寫出核反應方程;(2)核反應中釋放的核能;(3)在兩個氘核以相等的動能0.35 MeV進行對心碰撞,并且核能全部轉(zhuǎn)化為動能的情況下,求反應中產(chǎn)生的粒子和氦核的動能。答案:(1)12H+12H23He+01n(2)2.14 MeV(3)2.13 MeV0.71 MeV解析:(1)核反應方程為 12H+12H23He+01n。(2)核反應中的質(zhì)量虧損m=2mH-mHe-mn由E=mc2可知釋放的核能E=(2mH-mHe-mn)c2=2.14MeV。(3)把兩個氘核作為一個系統(tǒng),碰撞過程系統(tǒng)的動量守恒,由于碰撞前兩氘核的動能相等,其動量等大反向,因此反應前后系統(tǒng)的總動量為零,設碰撞后瞬間氦核、中子的速度分別為vHe、vn,動能分別為EkHe、Ekn,碰撞前氘核的動能EkH=0.35MeV,則mHevHe+mnvn=0反應前后系統(tǒng)的總能量守恒,則12mHevHe2+12mnvn2=E+2EkH又有mHemn=31EkHe=12mHevHe2,Ekn=12mnvn2,解得EkHe=0.71MeV,Ekn=2.13MeV。8