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(新課標(biāo))2020高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題強(qiáng)化訓(xùn)練11 近代物理初步和物理學(xué)史(含解析)

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(新課標(biāo))2020高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題強(qiáng)化訓(xùn)練11 近代物理初步和物理學(xué)史(含解析)

專題強(qiáng)化訓(xùn)練(十一)一、選擇題(共10個(gè)小題,每題5分,2、9、10為多選,其余為單項(xiàng)選擇題,共50分)1(2018·課標(biāo)全國(guó))1934年,約里奧居里夫婦用粒子轟擊鋁核1327Al,產(chǎn)生了第一個(gè)人工放射性核素X:1327Al01nX.X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為()A15和28B15和30C16和30 D17和31答案B解析根據(jù)核反應(yīng)遵循的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知,X的電荷數(shù)為21315,質(zhì)量數(shù)為427130,根據(jù)原子核的電荷數(shù)等于原子序數(shù),可知X的原子序數(shù)為15,質(zhì)量數(shù)為30,B項(xiàng)正確2有關(guān)波粒二象性的微觀世界的基本特征,以下說法正確的有()A光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性B熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動(dòng)性C黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的波動(dòng)性解釋D動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子,它們的德布羅意波也相等答案AB解析光電效應(yīng)說明光的粒子性,所以A項(xiàng)正確;熱中子在晶體上產(chǎn)生衍射圖樣,即運(yùn)動(dòng)的實(shí)物粒子具有波的特性,即說明中子具有波動(dòng)性,所以B項(xiàng)正確;黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律說明電磁輻射具有量子化,即黑體輻射是不連續(xù)的、一份一份的,所以黑體輻射用光的粒子性解釋,即C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)的德布羅意波長(zhǎng)公式,p22mEk,又因?yàn)橘|(zhì)子的質(zhì)量大于電子的質(zhì)量,所以動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子,質(zhì)子的德布羅意波較短,所以D項(xiàng)錯(cuò)誤3月球土壤里大量存在著一種叫做“氦3”(23He)的化學(xué)元素,是核聚變的重要原料之一科學(xué)家初步估計(jì)月球上至少有100萬噸“氦3”,如果相關(guān)技術(shù)開發(fā)成功,將可為地球帶來取之不盡的能源關(guān)于“氦3”與氘核(12H)聚變生成“氦4”(24He),下列說法中正確的是()A該核反應(yīng)方程式為23He12H24He11HB該核反應(yīng)生成物的質(zhì)量大于參加反應(yīng)物的質(zhì)量C該核反應(yīng)出現(xiàn)質(zhì)量虧損,吸收能量D因?yàn)椤昂?”比“氦4”的比結(jié)合能小,所以“氦3”比“氦4”穩(wěn)定答案A解析該核反應(yīng)方程為23He12H24He11H,電荷數(shù)守恒,質(zhì)量數(shù)守恒,故A項(xiàng)正確;關(guān)于“氦3(23He)”與氘核(12H)聚變生成氦4(24He)和質(zhì)子,有大量的能量放出,根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程知有質(zhì)量虧損,生成物的質(zhì)量小于參加反應(yīng)物質(zhì)的質(zhì)量,故B、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤;比結(jié)合能越大,原子核越穩(wěn)定,所以“氦4”比“氦3”穩(wěn)定,故D項(xiàng)錯(cuò)誤故選A項(xiàng)4原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示,根據(jù)該曲線,下列判斷正確的是()A重核 92235U裂變成3689Kr和 56144Ba要吸收能量B12H核的結(jié)合能約為2 MeVC中等質(zhì)量的原子核最不穩(wěn)定D兩個(gè)12H核結(jié)合成24He核要釋放能量答案BD解析由圖可知重核 92235U的比結(jié)合能小于裂變產(chǎn)物的結(jié)合能,所以該反應(yīng)釋放能量,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)圖象可知12H的比結(jié)合能約為1 MeV,所以12H的結(jié)合能E2×1 MeV2 MeV,故B項(xiàng)正確;中等質(zhì)量的原子核比結(jié)合能最大,最穩(wěn)定,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)圖象可知24He的比結(jié)合能大于12H的比結(jié)合能,所以反應(yīng)釋放能量,故D項(xiàng)正確;故選B、D兩項(xiàng)5用01n轟擊 92235U產(chǎn)生了m個(gè)某種粒子,核反應(yīng)方程為 92235U01n 54140Xe3894SrmX,則()A方程式中的m3B方程式中的X是粒子C. 54140Xe的比結(jié)合能一定大于 92235U的比結(jié)合能D該反應(yīng)需要吸收熱量答案C解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,其核反應(yīng)方程為 92235U01n 54140Xe3894Sr201n,可知方程式中的m2,X是中子;這個(gè)核反應(yīng)是重核裂變,會(huì)釋放出大量的能量,故A、B、D三項(xiàng)都錯(cuò)誤;根據(jù)比結(jié)合能曲線可知,中等質(zhì)量的原子核比結(jié)合能大,輕核和重核的比結(jié)合能小, 92235U重核,故 54140Xe的比結(jié)合能大于 92235U的比結(jié)合能,故C項(xiàng)正確故選C項(xiàng)6如圖甲是光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖,圖乙是光電流與加在陽極A和陰極K上的電壓的關(guān)系圖象下列說法正確的是()A飽和電流的大小,由入射光的顏色決定B只要增大電壓,光電流就會(huì)一直增大C對(duì)某種確定的金屬,其遏止電壓只由入射光的頻率決定D不論哪種顏色的入射光,只要光足夠強(qiáng),就能發(fā)生光電效應(yīng)答案C解析由圖線可知在光的顏色不變的情況下,入射光越強(qiáng),飽和電流越大,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;增大電壓,當(dāng)電壓增大到一定值,電流達(dá)到飽和電流,不再增大,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)光電效應(yīng)方程知,E kmhW0eUc,可知入射光頻率越大,最大初動(dòng)能越大,遏止電壓越大,可知對(duì)于確定的金屬,遏止電壓只由入射光的頻率決定,故C項(xiàng)正確;發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于截止頻率,與入射光的強(qiáng)度無關(guān),故D項(xiàng)錯(cuò)誤故選C項(xiàng)7(2017·課標(biāo)全國(guó))大科學(xué)工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應(yīng)釋放的能量用來發(fā)電,氘核聚變反應(yīng)方程是:12H12H23He01n,已知12H的質(zhì)量為2.013 6 u,23He的質(zhì)量為2.013 6 u,23He的質(zhì)量為3.015 0 u,01n的質(zhì)量為1.008 7 u,1 u931 MeV/c2.氘核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為()A3.7 MeV B3.3 MeVC2.7 MeV D0.93 MeV答案B解析因氘核聚變的核反應(yīng)方程為:12H12H23He01n,核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為m2mH(mHemn)0.003 5 u,釋放的核能為Emc23.3 MeV,故B項(xiàng)正確,A、C、D三項(xiàng)錯(cuò)誤故選B項(xiàng)8(2017·課標(biāo)全國(guó))一靜止的鈾核放出一個(gè)粒子衰變成釷核,衰變方程為 92238U 90234Th24He,下列說法正確的是()A衰變后釷核的動(dòng)能等于粒子的動(dòng)能B衰變后釷核的動(dòng)量大小等于粒子的動(dòng)量大小C鈾核的半衰期等于其放出一個(gè)粒子所經(jīng)歷的時(shí)間D衰變后粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量答案B解析一靜止的鈾核放出一個(gè)粒子衰變成釷核,根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)量守恒知,衰變后釷核和粒子動(dòng)量之和為零,可知衰變后釷核的動(dòng)量大小等于粒子的動(dòng)量大小,根據(jù)Ek知,由于釷核和粒子質(zhì)量不同,則動(dòng)能不同,故A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;半衰期是原子核有半數(shù)發(fā)生衰變的時(shí)間,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;衰變的過程中有質(zhì)量虧損,即衰變后粒子與釷核的質(zhì)量之和小于衰變前鈾核的質(zhì)量,故D項(xiàng)錯(cuò)誤故選B項(xiàng)9氫原子光譜如圖甲所示,圖中給出了譜線對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng),玻爾的氫原子能級(jí)圖如圖乙所示已知普朗克常量h6.63×1034 J·s,可見光的頻率范圍約為4.2×1014 Hz7.8×1014 Hz,則()AH譜線對(duì)應(yīng)光子的能量小于H譜線對(duì)應(yīng)光子的能量B圖甲所示的H、H、H、H四種光均屬于可見光范疇CH對(duì)應(yīng)光子的能量約為10.2 eVDH譜線對(duì)應(yīng)的躍遷是從n3能級(jí)到n2能級(jí)答案ABD解析由圖甲可知,H譜線對(duì)應(yīng)光子的波長(zhǎng)大于H譜線對(duì)應(yīng)光子的波長(zhǎng),結(jié)合E可知,H譜線對(duì)應(yīng)光子的能量小于H譜線對(duì)應(yīng)光子的能量,故A項(xiàng)正確;依據(jù)氫光譜的特點(diǎn)可知,甲圖所示的四種光均屬于可見光范疇,故B項(xiàng)正確;H譜線對(duì)應(yīng)光子的能量為:E J4.09×1019 J2.556 eV,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;H譜線對(duì)應(yīng)光子的能量為:E J3.03×1019 J1.89 eV,可知H譜線對(duì)應(yīng)的躍遷是從n3能級(jí)到n2能級(jí),故D項(xiàng)正確故選A、B、D三項(xiàng)10下列對(duì)物理知識(shí)的理解正確的有()A射線的穿透能力較弱,用厚紙板就能擋住B動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子,它們的德布羅意波長(zhǎng)也相等C放射性元素釙的半衰期為138天,100 g的釙經(jīng)276天,已發(fā)生衰變的質(zhì)量為75 gD質(zhì)子、中子、粒子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3,兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)粒子,釋放的能量是(m1m2m3)c2答案AC解析射線電離能力最弱,穿透能力最強(qiáng),射線電離能力最強(qiáng),穿透能力最弱,用厚紙板就能擋住,故A項(xiàng)正確;動(dòng)能相同的質(zhì)子和電子,它們的動(dòng)量大小可以公式p判斷,質(zhì)子與電子的質(zhì)量不同,所以動(dòng)能相等的電子與質(zhì)子的動(dòng)量是不同的,再根據(jù)德布羅意波的波長(zhǎng)公式,可知其波長(zhǎng)也不相同,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)mm0知,100 g的Po經(jīng)276天,即經(jīng)過2個(gè)半衰期,已衰變的質(zhì)量為75 g,故C項(xiàng)正確;質(zhì)子、中子、粒子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3,兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)粒子,由愛因斯坦質(zhì)能方程可知,釋放的能量是(2m12m2m3)c2,故D項(xiàng)錯(cuò)誤,故選A、C兩項(xiàng)二、計(jì)算題(共4個(gè)小題,11題12分,12題12分,13題14分,14題12分,共50分)11.如圖所示,一光電管的陰極用極限波長(zhǎng)05 000 Å的鈉制成用波長(zhǎng)3 000 Å的紫外線照射陰極,光電管陽極A和陰極K之間的電勢(shì)差U2.1 V,飽和光電流的值(當(dāng)陰極K發(fā)射的電子全部到達(dá)陽極A時(shí),電路中的電流達(dá)到最大值,稱為飽和光電流)I0.56 A.(1)求每秒鐘內(nèi)由K極發(fā)射的光電子數(shù)目;(2)求電子到達(dá)A極時(shí)的最大動(dòng)能;(3)如果電勢(shì)差U不變,而照射光的強(qiáng)度增到原值的三倍,此時(shí)電子到達(dá)A極的最大動(dòng)能是多大?(普朗克常量h6.63×1034 J·s)答案(1)3.5×1012(2)6.01×1019 J(3)6.01×1019 J解析(1)設(shè)每秒內(nèi)發(fā)射的電子數(shù)為n,則:n(個(gè))3.5×1012(個(gè))(2)由光電效應(yīng)方程可知:E kmhW0hhhc在AK間加電壓U時(shí),電子到達(dá)陽極時(shí)的動(dòng)能為Ek,EkE kmeUhceU.代入數(shù)值得:Ek6.01×1019 J.(3)根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律,光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)如果電壓U不變,則電子到達(dá)A極的最大動(dòng)能不會(huì)變12已知氘核質(zhì)量為2.013 6 u,中子質(zhì)量為1.008 7 u,氦核的質(zhì)量為3.015 0 u.(1)寫出兩個(gè)氘核聚變成氦核的核反應(yīng)方程;(2)計(jì)算上述核反應(yīng)中釋放的核能;(3)若兩氘核以相等的動(dòng)能E做對(duì)心碰撞即可發(fā)生上述核反應(yīng),且釋放的核能(設(shè)為E)全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,中子的質(zhì)量設(shè)為m.求反應(yīng)中生成的氦核和中子的動(dòng)能各是多少?(用本小題中的物理符號(hào)表示結(jié)果)答案(1)12H12H23He01n(2)3.26 MeV(3)(2EE)(2EE)解析(1)核反應(yīng)方程為:12H12H23He01n;(2)由題給條件可求出質(zhì)量虧損為:m2.013 6 u×2(3.015 01.008 7) u0.003 5 u,所以釋放的核能為Emc2931.5×0.003 5 MeV3.26 MeV;(3)由動(dòng)量守恒及能的轉(zhuǎn)化和守恒定律,得03mvmvn,2EEEkEkn,得Ekmv2,Eknmvn2.聯(lián)立方程解得:Ek(2EE),Ekn(2EE)13假設(shè)兩個(gè)氘核在一直線上相碰發(fā)生聚變反應(yīng)生成氦的同位素和中子,已知氘核的質(zhì)量是m1,中子的質(zhì)量是m2,氦核同位素的質(zhì)量是m3,光在真空中的速度為c.(1)寫出核聚變反應(yīng)的方程式;(2)求核聚變反應(yīng)中釋放出的能量E.答案(1)12H12H23He01n(2)(2m1m2m3)c2解析(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒,核反應(yīng)方程式為:12H12H23He01n.(2)核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為:m2m1(m2m3)氘核聚變時(shí)放出的能量為:Emc2(2m1m2m3)c2.14.如圖為通過某光電管的光電流與兩極間電壓的關(guān)系,當(dāng)用光子能量為4.5 eV的藍(lán)光照射光電管的陰極K時(shí)對(duì)應(yīng)圖線與橫軸的交點(diǎn)U12.37 V(普朗克常量h6.63×1034 J·s,電子電量e1.6×1019 C)(1)求陰極K發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率;(該小題計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(2)當(dāng)用光子能量為7.0 eV的紫外線持續(xù)照射光電管的陰極K時(shí),求光電子逸出的最大初動(dòng)能;(3)當(dāng)某種頻率的紫外線持續(xù)照射光電管的陰極K時(shí),測(cè)得飽和光電流為0.32 A,求陰極K在1秒內(nèi)發(fā)射出的光電子數(shù)答案(1)5.2×1014 Hz(2)4.87 eV(3)2.0×1012解析(1)根據(jù)能量守恒定律有E1eU1h,將E14.5 eV4.5×1.6×1019 J代入可得5.2×1014 Hz;(2)根據(jù)光電效應(yīng)方程可知光電子的最大初動(dòng)能為:E kmhW代入數(shù)據(jù)可得:E km4.87 eV;(3)根據(jù)I,qNe可求出N個(gè)2.0×1012個(gè)8

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