高考物理二輪復(fù)習(xí)專題強(qiáng)化練十四近代物理初步含解析

專題強(qiáng)化練(十四)考點(diǎn)1光電效應(yīng)1．(2019·新鄉(xiāng)模擬)已知鈣和鉀的截止頻率分別為×1014Hz和×1014Hz，在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應(yīng)，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．動量解析：根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ekm＝hν－h(huán)ν0，因?yàn)殁}的ν0大，所以能量Ekm小，頻率小，波長大，故B、C項(xiàng)錯(cuò)誤，A項(xiàng)正確；根據(jù)物質(zhì)波波長λ＝eq\f(h,p)，所以鈣逸出的光電子動量小，故D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：A2．(多選)(2019·石家莊模擬)波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的是()A．黑體輻射規(guī)律可用光的波動性解釋B．光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性C．電子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明電子具有波動性D．動能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波波長也相等解析：黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律不能使用光的波動性解釋，而普朗克借助于能量子假說，完美地解釋了黑體輻射規(guī)律，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；光子既有波動性又有粒子性，光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性，故B項(xiàng)正確；德布羅意提出了實(shí)物粒子同樣具有波動性，戴維孫和湯姆孫用實(shí)驗(yàn)得到了電子束射到晶體上產(chǎn)生的衍射圖樣，證明了電子具有波動性，故C項(xiàng)正確；根據(jù)德布羅意波波長公式λ＝eq\f(h,p)，若一個(gè)電子的德布羅意波長和一個(gè)質(zhì)子的波長相等，則動量p也相等，但是質(zhì)子質(zhì)量比電子質(zhì)量大得多，因此動能Ek＝eq\f(p2,2m)不相等，故D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：BC3．(2019·黃石模擬)用波長為×10－7m的紫外線照射鎢的表面，釋放出來的光電子中最大的動能是×10－19J．由此可知，鎢的極限頻率是(普朗克常量h＝×10－34J·s，光速c＝×108m/s，結(jié)果取兩位有效數(shù)字)()A．×1014HzB．×1014HzC．×1014HzD．×1015Hz解析：據(jù)Ekm＝hν－W，W＝hν0，ν＝eq\f(c,λ)，可得：ν0＝eq\f(c,λ)－eq\f(Ekm,h)，代入數(shù)據(jù)得ν0＝×1014Hz，故B項(xiàng)正確．答案：B4．(2019·泰安質(zhì)檢)研究光電效應(yīng)的電路如圖所示．用頻率相同、強(qiáng)度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K)，鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流．下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關(guān)系圖象中，正確的是()解析：雖然入射光強(qiáng)度不同，但光的頻率相同，所以遏止電壓相同；又因當(dāng)入射光強(qiáng)度大時(shí)，單位時(shí)間逸出的光電子多，飽和光電流大，所以選項(xiàng)C正確．答案：C考點(diǎn)2原子能級和能級躍遷5．(2019·秦皇島模擬)如圖所示，＋Q表示金原子核，α粒子射向金核時(shí)被散射，其偏轉(zhuǎn)軌道可能是圖中的()A．bB．cC．dD．e解析：在α粒子的散射現(xiàn)象中粒子所受金原子核的作用力是斥力，故斥力指向軌跡的內(nèi)側(cè)，顯然只有c符合要求，而b是不帶電的，對于e則是帶負(fù)電，而d是不可能出現(xiàn)此軌跡的，故B項(xiàng)正確，A、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：B6．(2019·石家莊模擬)以下說法中，不屬于玻爾所提出的原子模型理論的是()A．原子處在具有一定能量的定態(tài)中，雖然電子做圓周運(yùn)動，但不向外輻射能量B．原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運(yùn)動相對應(yīng)，而電子的可能軌道分布是不連續(xù)的C．電子從一個(gè)軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí)，輻射(或吸收)一定頻率的光子D．電子躍遷時(shí)輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運(yùn)動的頻率解析：原子處于稱為定態(tài)的能量狀態(tài)時(shí)，雖然電子做加速運(yùn)動，但并不向外輻射能量，故A項(xiàng)正確；原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運(yùn)動相對應(yīng)，而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的，故B項(xiàng)正確；電子從一個(gè)軌道躍遷到另一軌道時(shí)，輻射(或吸收)一定頻率的光子，故C項(xiàng)正確；電子躍遷時(shí)輻射的光子的頻率由能級差值決定，與電子繞核做圓周運(yùn)動的頻率無關(guān)，故D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：D7．(2019·武漢模擬)根據(jù)玻爾理論，氫原子的能級公式為En＝eq\f(A,n2)(n為能級，A為基態(tài)能量)，一個(gè)氫原子中的電子從n＝4的能級直接躍遷到基態(tài)，在此過程中()A．氫原子輻射一個(gè)能量為eq\f(15A,16)的光子B．氫原子輻射一個(gè)能量為－eq\f(15A,16)的光子C．氫原子輻射一系列頻率的光子，其中頻率最大的光子能量為eq\f(15A,16)D．氫原子輻射一系列頻率的光子，其中頻率最大的光子能量為－eq\f(15A,16)解析：一個(gè)氫原子中的電子從n＝4的能級直接躍遷到基態(tài)的過程中，只能向外輻射一個(gè)光子；由玻爾理論可知輻射的光子的能量：E＝E4－E1＝eq\f(A,42)－A＝－eq\f(15A,16)，故B項(xiàng)正確，A、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：B8．(2019·石家莊模擬)如圖所示是氫原子的能級圖，a、b、c為原子躍遷所發(fā)出的三種頻率的光．用這三種頻率的光分別照射同種金屬，都發(fā)生了光電效應(yīng)，則關(guān)于這種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的最大初動能Ek隨入射光頻率ν變化的圖象，以及這三種頻率的光產(chǎn)生的光電子最大初動能的大小關(guān)系，下列四個(gè)圖象中描繪正確的是()解析：這群氫原子能發(fā)出三種頻率不同的光，根據(jù)玻爾理論ΔE＝Em－En(m>n)得知，從n＝3躍遷到n＝1所發(fā)出的光能量最大，由E＝hν得知，頻率最高，而從n＝3躍遷到n＝2所發(fā)出的光能量最小，頻率最小，所以νb>νc>νa；根據(jù)光電效應(yīng)方程，電子的最大初動能：Ekm＝hν－h(huán)ν0，其中ν0為該金屬的截止頻率，所以Ekb>Ekc>Eka.比較四個(gè)圖象可知，故A項(xiàng)正確，B、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：A考點(diǎn)3原子核的衰變9.(2019·肇慶模擬)eq\o\al(238,92)U的衰變有多種途徑，其中一種途徑是先衰變成eq\o\al(210,83)Bi，然后可以經(jīng)一次衰變變成eq\o\al(210,a)X(X代表某種元素)，也可以經(jīng)一次衰變變成eq\o\al(b,81)Ti，最后都衰變變成eq\o\al(206,82)Pb，衰變路徑如圖所示，下列說法中正確的是()A．過程①是β衰變，過程③是α衰變；過程②是β衰變，過程④是α衰變B．過程①是β衰變，過程③是α衰變；過程②是α衰變，過程④是β衰變C．過程①是α衰變，過程③是β衰變；過程②是β衰變，過程④是α衰變D．過程①是α衰變，過程③是β衰變；過程②是α衰變，過程④是β衰變解析：Bi經(jīng)過①變化為X，質(zhì)量數(shù)沒有發(fā)生變化，為β衰變，經(jīng)過③變化為Pb，質(zhì)量數(shù)少4，為α衰變，過程②變化為Ti，電荷數(shù)少2，為α衰變，過程④的電荷數(shù)增加1，為β衰變，故B項(xiàng)正確．答案：B10．(多選)(2019·新余模擬)放射性物質(zhì)碘131的衰變方程為eq\o\al(131,53)I→eq\o\al(131,54)Xe＋Y.根據(jù)有關(guān)放射性知識，下列說法正確的是()A．生成的eq\o\al(131,54)Xe處于激發(fā)態(tài)，放射γ射線，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力也最強(qiáng)B．若eq\o\al(131,53)I的半衰期大約是8天，取4個(gè)碘原子核，經(jīng)16天就只剩下1個(gè)碘原子核了C．Y粒子為β粒子D.eq\o\al(131,53)I中有53個(gè)質(zhì)子和131個(gè)核子解析：生成的eq\o\al(131,54)Xe處于激發(fā)態(tài)，還會放射γ射線，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，γ射線是高能光子，即高能電磁波，它是不帶電的，所以γ射線的電離作用很弱，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，只對大量的原子核才適用，對少數(shù)原子核是不適用的，所以，若取4個(gè)碘原子核，經(jīng)16天剩下幾個(gè)碘原子核無法預(yù)測，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)方程中，eq\o\al(131,53)I→eq\o\al(131,54)Xe＋Y，根據(jù)衰變過程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，Y粒子為β粒子，故C項(xiàng)正確；電荷數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，可知eq\o\al(131,53)I中有53個(gè)質(zhì)子，131表示質(zhì)量數(shù)即核子數(shù)，故D項(xiàng)正確．答案：CD11．(2017·北京卷)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，一個(gè)靜止的放射性原子核發(fā)生了一次α衰變．放射出α粒子(eq\o\al(4,2)He)在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，其軌道半徑為R.以m、q分別表示α粒子的質(zhì)量和電荷量．(1)放射性原子核用eq\o\al(A,Z)X表示，新核的元素符號用Y表示，寫出該α衰變的核反應(yīng)方程；(2)α粒子的圓周運(yùn)動可以等效成一個(gè)環(huán)形電流，求圓周運(yùn)動的周期和環(huán)形電流大小；(3)設(shè)該衰變過程釋放的核能都轉(zhuǎn)化為α粒子和新核的動能，新核的質(zhì)量為M，求衰變過程的質(zhì)量虧損Δm.解析：(1)α衰變的核反應(yīng)方程為eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)He；(2)α粒子在磁場中做圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力qv1B＝meq\f(veq\o\al(2,1),R)，T＝eq\f(2πR,v1)，解得T＝eq\f(2πm,qB)，由電流的定義式可得：I＝eq\f(q,T)＝eq\f(q2B,2πm)；(3)衰變過程中由動量守恒定律可得mv1＝Mv2，由能量守恒可知，釋放的核能為ΔE＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,2)，由質(zhì)能方程可得ΔE＝Δmc2，聯(lián)立以上方程可解得Δm＝eq\f(q2B2R（M＋m）,2Mmc2).答案：(1)eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)He(2)eq\f(2πm,qB)eq\f(q2B,2πm)(3)eq\f(q2B2R2（M＋m）,2Mmc2)考點(diǎn)4核反應(yīng)方程和核能計(jì)算12．(2017·天津卷)我國自主研發(fā)制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先通過權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證，這是我國對國際熱核聚變項(xiàng)目的重大貢獻(xiàn)．下列核反應(yīng)方程中屬于聚變反應(yīng)的是()A.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nB.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)HC.eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)nD.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n解析：因?yàn)閑q\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n是一個(gè)氘核與一個(gè)氚核結(jié)合成一個(gè)氦核，同時(shí)放出一個(gè)中子，屬于聚變反應(yīng)，因此A正確；eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)，他用α粒子轟擊氮原子核，產(chǎn)生氧的同位素——氧17和一個(gè)質(zhì)子，是人類第一次實(shí)現(xiàn)的原子核的人工轉(zhuǎn)變，屬于人工核反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n是約里奧·居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔時(shí)發(fā)現(xiàn)了放射性磷30，屬于人工核反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n是一種典型的鈾核裂變，屬于裂變反應(yīng)，故D錯(cuò)誤．答案：A13．(2019·洛陽模擬)我國最新一代核聚變裝置“EAST”在安徽合肥首次放電，顯示了EAST裝置具有良好的整體性能，使等離子體約束時(shí)間達(dá)1000s，溫度超過1億攝氏度，這標(biāo)志著我國磁約束核聚變研究進(jìn)入國際先進(jìn)水平．合肥也成為世界上第一個(gè)建成此類全超導(dǎo)非圓截面核聚變實(shí)驗(yàn)裝置并能實(shí)際運(yùn)行的地方．核聚變的主要原料是氘，在海水中含量極其豐富．已知氘核的質(zhì)量為m1，中子的質(zhì)量為m2，eq\o\al(3,2)He的質(zhì)量為m3，質(zhì)子的質(zhì)量為m4，則下列說法中正確的是()A．兩個(gè)氘核聚變成一個(gè)eq\o\al(3,2)He所產(chǎn)生的另一個(gè)粒子是質(zhì)子B．兩個(gè)氘核聚變成一個(gè)eq\o\al(3,2)He所產(chǎn)生的另一個(gè)粒子是電子C．兩個(gè)氘核聚變成一個(gè)eq\o\al(3,2)He所釋放的核能為(2m1－m3－m4)c2D．兩個(gè)氘核聚變成一個(gè)eq\o\al(3,2)He所釋放的核能為(2m1－m3－m2)c2解析：根據(jù)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，可以寫出該聚變反應(yīng)方程式eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n，則兩個(gè)氘核聚變成一個(gè)eq\o\al(3,2)He所產(chǎn)生的另一個(gè)粒子是中子，故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)核反應(yīng)方程可知質(zhì)量虧損Δm＝2m1－m3－m2；根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程E＝Δmc2，可得兩個(gè)氘核聚變成一個(gè)eq\o\al(3,2)He所釋放的核能為(2m1－m3－m2)c2，故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確．答案：D14．(2019·慶陽模擬)一個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子聚變?yōu)橐粋€(gè)氚核，已知質(zhì)子質(zhì)量mH＝1.0073u，中子質(zhì)量mn＝1.0087u，氚核質(zhì)量m＝3.0180u.(1)寫出