2022年高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題五 近代物理初步 專(zhuān)題跟蹤訓(xùn)練13 近代物理初步

2022年高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題五 近代物理初步 專(zhuān)題跟蹤訓(xùn)練13 近代物理初步一、選擇題1在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，飛飛同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(xiàn)(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(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng)C乙光對(duì)應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率D甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光的光電子最大初動(dòng)能解析由于是同一光電管，因而不論對(duì)哪種光，極限頻率和金屬的逸出功相同，對(duì)于甲、乙兩種光，反向截止電壓相同，因而頻率相同，A錯(cuò)誤；丙光對(duì)應(yīng)的反向截止電壓較大，因而丙光的頻率較高，波長(zhǎng)較短，對(duì)應(yīng)的光電子的最大初動(dòng)能較大，故C、D均錯(cuò)，B正確答案B2(2018·鄭州質(zhì)量預(yù)測(cè))關(guān)于近代物理學(xué)，下列說(shuō)法正確的是()A光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光具有波動(dòng)性B一群氫原子從n4的激發(fā)態(tài)躍遷時(shí)，最多能輻射出6種不同頻率的光子C盧瑟福通過(guò)粒子散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了原子核由質(zhì)子和中子組成D氡的半衰期為3.8天，若取4個(gè)氡原子核，經(jīng)過(guò)7.6天后一定剩下1個(gè)氡原子核解析光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光具有粒子性，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)玻爾理論，一群氫原子從n4的激發(fā)態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí)，最多能夠輻射6種不同頻率的光子，選項(xiàng)B正確；盧瑟福通過(guò)粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明原子具有核式結(jié)構(gòu)，沒(méi)有證實(shí)原子核由質(zhì)子和中子組成，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；半衰期是對(duì)大量原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)少量原子核不適用，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案B3(2018·廣州普通高中測(cè)試)已知普朗克常量h6.63×1034 J·s,1 eV1.6×1019 J在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，金屬鈀的逸出功為1.9 eV，要使鈀表面發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能為1.0 eV，入射光的頻率約為()A2.2×1014 Hz B4.6×1014 HzC4.6×1015 Hz D7.0×1014 Hz解析根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，EkhW，解得入射光的頻率約為7.0×1014 Hz，選項(xiàng)D正確答案D4. (多選)右圖為氫原子能級(jí)示意圖的一部分，則氫原子()A處于不同能級(jí)時(shí)，核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的B一群氫原子從n5能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)最多能發(fā)出10種頻率的光C從n4能級(jí)躍遷到n3能級(jí)比從n3能級(jí)躍遷到n2能級(jí)輻射出電磁波的波長(zhǎng)長(zhǎng)D處于基態(tài)的氫原子和具有13.6 eV能量的電子發(fā)生碰撞時(shí)恰好電離解析處于不同能級(jí)時(shí)，核外電子在各處出現(xiàn)的概率是不一樣的，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；從n5能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，最多能發(fā)出10種頻率的光子，故B正確；光子能量Eh，由能級(jí)示意圖知E43<E32，所以43>32，故C項(xiàng)正確；處于基態(tài)的氫原子若恰好電離需要吸收13.6 eV能量，因電子與氫原子碰撞時(shí)一般氫原子不會(huì)吸收電子的全部能量，故D項(xiàng)錯(cuò)誤答案BC5(2018·太原一模)(多選)下列說(shuō)法正確的是()A鈾238發(fā)生衰變生成釷234，粒子與釷234的質(zhì)量之和等于鈾238的質(zhì)量B鈾238發(fā)生衰變生成釷234，粒子與釷234的結(jié)合能之和一定大于鈾238的結(jié)合能C衰變中釋放的射線(xiàn)是原子核外電子掙脫原子核的束縛形成的高速電子流D核反應(yīng)方程N(yùn)HeOX中，X是質(zhì)子且反應(yīng)過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒解析鈾238發(fā)生衰變成釷234時(shí)有質(zhì)量虧損，所以粒子與釷234的質(zhì)量之和小于鈾238的質(zhì)量，A錯(cuò)誤一重原子核衰變時(shí)釋放能量，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來(lái)重核的結(jié)合能，B正確衰變的實(shí)質(zhì)是原子核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子，同時(shí)釋放一個(gè)電子，C錯(cuò)誤由質(zhì)量數(shù)守恒及電荷數(shù)守恒可以判斷X是質(zhì)子，且在微觀領(lǐng)域，動(dòng)量守恒定律依然適用，D正確答案BD6(2018·蘭州高三診斷)下列核反應(yīng)方程中，屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變的是()ACNeBUnIY2nCHHHenDHeAlPn解析A項(xiàng)屬于衰變，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)屬于重核的裂變，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)屬于輕核的聚變，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)屬于人工轉(zhuǎn)變，D正確答案D7(2017·全國(guó)卷)一靜止的鈾核放出一個(gè)粒子衰變成釷核，衰變方程為UThHe.下列說(shuō)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)量解析本題考查天然放射現(xiàn)象、半衰期、動(dòng)量守恒靜止的原子核在衰變前后動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律得0m1v1m2v2，可知m1v1m2v2，故衰變后釷核的動(dòng)量大小等于粒子的動(dòng)量大小，選項(xiàng)B正確；而動(dòng)能Ek，由于釷核的質(zhì)量(m1)大于粒子的質(zhì)量(m2)，故其動(dòng)能不等，選項(xiàng)A錯(cuò)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(shí)間，而不是放出一個(gè)粒子所經(jīng)歷的時(shí)間，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；原子核衰變前后質(zhì)量數(shù)守恒，衰變時(shí)放出核能，質(zhì)量虧損，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案B8. (2018·天津卷)國(guó)家大科學(xué)工程中國(guó)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(yīng)用提供先進(jìn)的研究平臺(tái)下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是()AN俘獲一個(gè)粒子，產(chǎn)生O并放出一個(gè)粒子BAl俘獲一個(gè)粒子，產(chǎn)生P并放出一個(gè)粒子CB俘獲一個(gè)質(zhì)子，產(chǎn)生Be并放出一個(gè)粒子DLi俘獲一個(gè)質(zhì)子，產(chǎn)生He并放出一個(gè)粒子解析根據(jù)核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)守恒及電荷數(shù)守恒可知，NHeOH，A項(xiàng)錯(cuò)誤；AlHePn，B項(xiàng)正確；BHBeHe，C項(xiàng)錯(cuò)誤；LiHHeHe，D項(xiàng)錯(cuò)誤答案B9(多選)如圖所示是玻爾模型的氫原子能級(jí)圖，現(xiàn)有一群處于能級(jí)n4上的氫原子，則()A氫原子由n4躍遷到n1的過(guò)程中，可以輻射出6種不同頻率的光子B氫原子由n4躍遷至n1時(shí)，輻射出的光子波長(zhǎng)最大C氫原子在n4時(shí)的動(dòng)能大于氫原子在n1時(shí)的動(dòng)能D氫原子躍遷時(shí)輻射出的光子最大能量為12.75 eV解析從n4躍遷到n1時(shí)，可輻射出的不同頻率的光子數(shù)C6種，A正確從n4躍遷到n1能級(jí)輻射的光子頻率最大，波長(zhǎng)最小，B錯(cuò)誤原子的能量EnEknEpn，軌道越低，原子能量越小，原子勢(shì)能也小，但電子的動(dòng)能越大，C錯(cuò)誤從n4躍遷到n1能級(jí)的能級(jí)差最大，輻射的光子能量最大，為12.75 eV，D正確答案AD10一個(gè)靜止的鈾核，放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它發(fā)生一次衰變后變?yōu)殁Q核，粒子和釷核都在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)某同學(xué)作出如圖所示運(yùn)動(dòng)徑跡示意圖，以下判斷正確的是()A1是粒子的徑跡，2是釷核的徑跡B1是釷核的徑跡，2是粒子的徑跡C3是粒子的徑跡，4是釷核的徑跡D3是釷核的徑跡，4是粒子的徑跡解析由動(dòng)量守恒可知，靜止的鈾核發(fā)生衰變后，生成的均帶正電的粒子和釷核的動(dòng)量大小相等，但方向相反，由左手定則可知它們的運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)為“外切”圓，又R，在p和B相等的情況下，R，因q釷>q，則R釷<R，故B正確答案B二、非選擇題11盧瑟福用粒子轟擊氮核時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)子發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為NHeOH.已知氮核質(zhì)量mN14.00753 u，氧核質(zhì)量mO17.00454 u，氦核質(zhì)量mHe4.00387 u，質(zhì)子(氫核)質(zhì)量mp1.00815 u(已知1 uc2931 MeV，結(jié)果保留2位有效數(shù)字)求：(1)這一核反應(yīng)是吸收能量還是放出能量的反應(yīng)？相應(yīng)的能量變化為多少？(2)若入射氮核以v03×107 m/s的速度沿兩核中心連線(xiàn)方向轟擊靜止氮核反應(yīng)生成的氧核和質(zhì)子同方向運(yùn)動(dòng)，且速度大小之比為150.求氧核的速度大小解析(1)由mmNmHemOmp得m0.00129 u所以這一核反應(yīng)是吸收能量的反應(yīng)吸收能量E|m|c20.00129 u·c21.2 MeV(2)由動(dòng)量守恒定律可得mHev0mOvOmpvp又vOvp150解得vO1.8×106 m/s答案(1)吸收能量1.2 MeV(2)1.8×106 m/s12處于靜止?fàn)顟B(tài)的X原子核，經(jīng)歷一次衰變后變成質(zhì)量為M的Y原子核放出的粒子垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，測(cè)得其做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r.已知粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，不計(jì)衰變過(guò)程放出光子的能量，求此衰變過(guò)程虧損的質(zhì)量解析設(shè)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小為v，其向心力由洛倫茲力提供，則qvBm，v，所以，粒子的動(dòng)能Emv2m2.設(shè)粒子衰變時(shí)速度方向?yàn)檎较?，X核衰變后生成的新核Y的速度大小為u，則依據(jù)衰變過(guò)程動(dòng)量守恒得mvMu0，u.所以Y核的動(dòng)能EYMu2M·.衰變過(guò)程釋放的總能量EEEY這些能量是由衰變過(guò)程中釋放的核能轉(zhuǎn)化而來(lái)，根據(jù)愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程Emc2，得虧損的質(zhì)量m答案