（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