2018-2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時(shí)訓(xùn)練12 近代物理初步.doc

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專題限時(shí)訓(xùn)練12　近代物理初步 時(shí)間：45分鐘 一、單項(xiàng)選擇題 1．貝克勒爾在120年前首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，如今原子核的放射性在眾多領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用．下列屬于放射性衰變的是(　A　) A.C→N＋e B.U＋n→I＋Y＋2n C.H＋H→He＋n D.He＋Al→P＋n 解析：A屬于β衰變，B屬于裂變，C是聚變，D是原子核的人工轉(zhuǎn)變，故選A項(xiàng)． 2．下列有關(guān)原子結(jié)構(gòu)和原子核的認(rèn)識，其中正確的是(　B　) A．γ射線是高速運(yùn)動的電子流 B．氫原子輻射光子后，其繞核運(yùn)動的電子動能增大 C．太陽輻射能量的主要來源是太陽中發(fā)生的重核裂變 D.Bi的半衰期是5天，100克Bi經(jīng)過10天后還剩下50克 解析：γ射線是光子流，故A錯(cuò)誤；氫原子輻射光子后，由高能級向低能級躍遷，半徑減小，繞核運(yùn)動的動能增大，故B正確；太陽輻射能量主要來源是太陽中發(fā)生的輕核聚變，故C錯(cuò)誤；100克Bi經(jīng)過10天即2個(gè)半衰期還剩下100克＝25克，故D錯(cuò)誤． 3.將能夠釋放出α、β、γ射線的放射性物質(zhì)放在鉛盒底部，放射線穿過窄孔O射到熒光屏上，屏上出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)P，如圖所示．如果在放射源和熒光屏之間加電場或磁場，并在孔O附近放一張薄紙，則圖中四個(gè)示意圖正確的是(　D　) 解析：α、β、γ射線穿過窄孔沿直線前進(jìn)射到熒光屏上，打出一個(gè)亮點(diǎn)P.在小孔附近加一張薄紙能將α射線擋住，這是因?yàn)棣辽渚€的穿透能力很弱．γ射線是能量很大穿透能力很強(qiáng)的電磁波，在電場和磁場中不會偏轉(zhuǎn)，仍沿原方向前進(jìn)，打在熒光屏上的P點(diǎn)．而β射線是帶負(fù)電的電子流，穿透能力也較強(qiáng)，能夠通過薄紙，并在電場或磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，根據(jù)它的受力情況可知D圖正確． 4．K－介子衰變的方程為K－→π－＋π0，其中K－介子和π－介子帶負(fù)的基元電荷，π0介子不帶電．如圖所示，一個(gè)K－介子沿垂直于磁場的方向射入勻強(qiáng)磁場中，其軌跡為圓弧AP，衰變后產(chǎn)生的π－介子的軌跡為圓弧PB，兩軌跡在P點(diǎn)相切，它們半徑Rk－與Rπ－之比為21.π0介子的軌跡未畫出．由此可知π－的動量大小與π0的動量大小之比為(　C　) A．11　　　B．12　　　C．13　　　D．16 解析：由帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動規(guī)律知R＝＝∝p，＝.即pπ－＝pk－.又由動量守恒定律pk－＝pπ0－pπ－.得pπ0＝pk－＋pπ－＝pk－.即＝. 5.如圖所示，x為未知的放射源，L為薄鋁片，若在放射源和計(jì)數(shù)器之間加上L后，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率大幅度減小，在L和計(jì)數(shù)器之間再加豎直向下的勻強(qiáng)磁場，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率不變，則x可能是(　C　) A．α射線和β射線的混合放射源 B．純α射線放射源 C．α射線和γ射線的混合放射源 D．純γ射線放射源 解析：在放射源和計(jì)數(shù)器之間加上鋁片后，計(jì)算器的計(jì)數(shù)率大幅度減小，說明射線中有穿透力很弱的射線，即α射線，在鋁片和計(jì)數(shù)器之間再加豎直向下的勻強(qiáng)磁場，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率不變，說明穿過鋁片的粒子中無帶電粒子，故只有γ射線，因此放射源可能是α射線和γ射線的混合放射源． 6．(2018全國卷Ⅱ)用波長為300 nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動能為1.2810－19 J．已知普朗克常量為6.6310－34 Js，真空中的光速為3.00108 ms－1.能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為(　B　) A．11014 Hz B．81014 Hz C．21015 Hz D．81015 Hz 解析：根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0＝h－h(huán)ν0，代入數(shù)據(jù)解得ν0≈81014 Hz，B正確． 二、多項(xiàng)選擇題 7．(2018河北唐山二模)19世紀(jì)初，愛因斯坦提出光子理論，使得光電效應(yīng)現(xiàn)象得以完美解釋，玻爾的氫原子模型也是在光子概念的啟發(fā)下提出的．關(guān)于光電效應(yīng)和氫原子模型，下列說法正確的是(　BCD　) A．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，入射光足夠強(qiáng)就可以有光電流 B．若某金屬的逸出功為W0，該金屬的截止頻率為 C．保持入射光強(qiáng)度不變，增大入射光頻率，金屬在單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)將減少 D．一群處于n＝4能級的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，最多將向外輻射六種不同頻率的光 解析：發(fā)生光電效應(yīng)的條件是照射光頻率大于截止頻率，并不是光足夠強(qiáng)，就能發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；金屬的逸出功W0＝hν，得：ν＝，選項(xiàng)B正確；強(qiáng)度一定的光照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，照射光的頻率越高，單個(gè)光子的能量值越大，光子的個(gè)數(shù)越少，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少，選項(xiàng)C正確；一群處于n＝4能級的氫原子向基態(tài)躍遷的過程中，根據(jù)N＝C＝6知，最多將向外輻射六種不同頻率的光子，選項(xiàng)D正確． 8．如圖為盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)的經(jīng)典再現(xiàn)，用放射性元素發(fā)出的α粒子轟擊金箔，用顯微鏡觀測在環(huán)形熒光屏上所產(chǎn)生的亮點(diǎn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析(　BC　) A．在熒光屏上形成的亮點(diǎn)是由α粒子在金箔上打出的電子產(chǎn)生的 B．該實(shí)驗(yàn)證明原子幾乎全部質(zhì)量和全部正電荷都集中在一個(gè)很小的體積內(nèi) C．在熒光屏上觀測到極少數(shù)的α粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn) D．該實(shí)驗(yàn)中α粒子由于和電子發(fā)生碰撞而發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn) 解析：在熒光屏上形成的亮點(diǎn)是由α粒子穿過金箔后打在熒光屏上產(chǎn)生的，A錯(cuò)誤；根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，絕大多數(shù)α粒子仍沿原來的直線運(yùn)動，說明原子幾乎全部質(zhì)量和全部正電荷都集中在一個(gè)很小的體積內(nèi)，B正確；α粒子散射實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容是絕大多數(shù)α粒子幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)(偏轉(zhuǎn)角度超過90，有的幾乎達(dá)到180，被反彈回來)，C正確；該實(shí)驗(yàn)中α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因是α粒子和金箔中的原子核發(fā)生了碰撞，D錯(cuò)誤． 9．關(guān)于光電效應(yīng)的產(chǎn)生以及現(xiàn)象，下列描述正確的是(　AD　) A．逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大 B．對某金屬來說，入射光波長必須大于一極限值，才能產(chǎn)生光電效應(yīng) C．產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)從金屬表面逸出的所有光電子的動能都相同 D．一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，一定是入射光的光子能量太小 解析：根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0可知，逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大，A正確；由光電效應(yīng)方程可知入射光波長必須小于一極限值，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)，B錯(cuò)誤；光電子的動能與入射光的頻率和金屬的種類以及逸出的方式有關(guān)，因此光電子的動能不一定都相同，C錯(cuò)誤；能否發(fā)生光電效應(yīng)與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，與入射光的光子頻率、光子能量有關(guān)，D正確． 10．(2018廣東梅州一模)關(guān)于天然放射現(xiàn)象，以下敘述正確的是(　CD　) A．若使某放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期將變短 B．β衰變所釋放的電子是原子核外的電子電離形成的 C．在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，α射線的電離能力最強(qiáng) D．鈾核(U)衰變?yōu)殂U核(Pb)的過程中，要經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變 解析：半衰期是放射性元素有半數(shù)發(fā)生衰變的時(shí)間，由原子核的種類決定，與溫度等外界因素?zé)o關(guān)，故A錯(cuò)誤；β衰變的實(shí)質(zhì)是原子核中的中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子和電子，即電子來源于原子核，故B錯(cuò)誤；在α、β、γ這三種射線中，γ射線是波長很短的電磁波，其穿透能力最強(qiáng)，α射線是He原子核，帶正電，故其電離能力最強(qiáng)，故C正確；鈾核(U)衰變?yōu)殂U核(Pb)的過程的方程為：U→Pb＋8He＋6e，即每次α衰變放出一個(gè)α粒子，每次β衰變放出一個(gè)電子，故D正確． 三、計(jì)算題 11．(2018武漢調(diào)研)用質(zhì)子流轟擊固態(tài)的重水D2O，當(dāng)質(zhì)子和重水中的氘核發(fā)生碰撞時(shí)，系統(tǒng)損失的動能如果達(dá)到核反應(yīng)所需要的能量，將發(fā)生生成He核的核反應(yīng)． (1)寫出質(zhì)子流轟擊固態(tài)的重水D2O的核反應(yīng)方程； (2)當(dāng)質(zhì)子具有最小動能E1＝1.4 MeV時(shí)，用質(zhì)子流轟擊固態(tài)的重水D2O(認(rèn)為氘核是靜止的)剛好可發(fā)生核反應(yīng)；若用氘核轟擊普通水的固態(tài)冰(認(rèn)為質(zhì)子是靜止的)時(shí)，也能發(fā)生同樣的核反應(yīng)，求氘核的最小動能E2.(已知氘核質(zhì)量等于質(zhì)子質(zhì)量的2倍) 解析：(1)核反應(yīng)方程為H＋D―→He. (2)設(shè)質(zhì)子、氘核的質(zhì)量分別為m、M，當(dāng)質(zhì)子和氘核發(fā)生完全非彈性碰撞時(shí)，系統(tǒng)損失的動能最大．由動量守恒定律得mv0＝(m＋M)v 質(zhì)子轟擊氘核損失的動能：ΔE1＝mv－(m＋M)v2 E1＝mv 解得：ΔE1＝E1 同理可得，氘核轟擊質(zhì)子系統(tǒng)損失的動能： ΔE2＝E2 由于用質(zhì)子轟擊氘核和用氘核轟擊質(zhì)子核反應(yīng)方程相同，故發(fā)生核反應(yīng)所需的最小能量相同，由題意有 ΔE1＝ΔE2?。? 聯(lián)立解得：E2＝2.8 MeV. 答案：(1)H＋D―→He　(2)2.8 MeV 12．如圖所示，靜止在勻強(qiáng)磁場中的Li核俘獲一個(gè)速度為v0＝7.7104 m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng)Li＋n→H＋He，若已知He的速度v2＝2.0104 m/s，其方向與反應(yīng)前中子速度方向相同，求： (1)H的速度是多大； (2)在圖中畫出兩粒子的運(yùn)動軌跡并求出軌道半徑之比； (3)當(dāng)粒子He旋轉(zhuǎn)3圈時(shí)，粒子H旋轉(zhuǎn)幾圈． 解析：(1)中子撞擊鋰核生成氚核和氦核過程中動量守恒，有m0v0＝m1v1＋m2v2 式中m0，m1，m2分別為中子、氚核、氦核的質(zhì)量，v1為氚核速度， 代入數(shù)據(jù)得v1＝1.0103 m/s，方向與v0相反(即與v2相反)． (2)氚核、氦核在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑之比為 r1r2＝＝ ＝340 運(yùn)動軌跡如圖所示． (3)氚核、氦核做圓周運(yùn)動的周期之比為 T1T2＝＝＝32 所以它們旋轉(zhuǎn)周數(shù)之比為n1n2＝T2T1＝23 當(dāng)α粒子旋轉(zhuǎn)3圈時(shí)，氚核旋轉(zhuǎn)2圈． 答案：(1)1.0103 m/s　(2)見解析圖　340　(3)2