（廣東專用）高考物理一輪復(fù)習(xí)方案 45分鐘單元能力訓(xùn)練卷(十三)

45分鐘單元能力訓(xùn)練卷(十三)(考查范圍：第十三單元分值：100分)一、單項選擇題(每小題6分，共18分)1．下列說法正確的是()A．天然放射現(xiàn)象說明了原子具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)B．放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期減小C．核裂變與聚變都伴有質(zhì)量虧損D．氫原子從n＝4的能級躍遷到n＝2的能級要吸收光子2．下列說法中正確的是()A．氫原子吸收一個光子躍遷到激發(fā)態(tài)后，在向低能級躍遷時放出光子的頻率一定等于入射光子的頻率B.eq\o\al(234,90)Th(釷)核衰變?yōu)閑q\o\al(234,91)Pa(鏷)核時，衰變前Th核質(zhì)量等于衰變后Pa核與β粒子的總質(zhì)量C．根據(jù)α粒子散射實驗的結(jié)果，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型D．分別用X射線和綠光照射同一金屬表面，若都能發(fā)生光電效應(yīng)，則用綠光照射時光電子的最大初動能較大3．以下是物理學(xué)史上3個著名的核反應(yīng)方程x＋eq\o\al(7,3)Li→2y，y＋eq\o\al(14,)7N→x＋eq\o\al(17,)8O，y＋eq\o\al(9,4)Be→z＋eq\o\al(12,)6C，x、y和z是三種不同的粒子，其中z是()A．α粒子B．質(zhì)子C．中子D．電子二、雙項選擇題(每小題6分，共24分)4．下列說法中正確的是()A．盧瑟福通過實驗發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子的核反應(yīng)方程為eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,)7N→eq\o\al(17,)8O＋eq\o\al(1,1)HB．鈾核裂變的核反應(yīng)為eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋2eq\o\al(1,0)nC．質(zhì)子、中子、α粒子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，質(zhì)子和中子結(jié)合成一個α粒子，釋放的能量是(m1＋m2－m3)c2D．某原子從a能級狀態(tài)躍遷到b能級狀態(tài)時發(fā)射波長為λ1的光子，從b能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時吸收波長為λ2的光子(λ1>λ2)，則該原子從a能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時將吸收波長為eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)的光子5．如圖D13－1所示為盧瑟福和他的同事們做α粒子散射實驗的裝置示意圖，熒光屏和顯微鏡固定在一起，分別放在圖中的A、B、C三個位置，關(guān)于觀察到的現(xiàn)象，下列說法中正確的是()圖D13－1A．相同時間內(nèi)放在A位置時觀察到屏上的閃光次數(shù)最多B．相同時間內(nèi)放在B位置時觀察到屏上的閃光次數(shù)最少C．相同時間內(nèi)放在C位置時觀察到屏上的閃光次數(shù)最少D．放在C位置時觀察不到屏上有閃光6．下列說法正確的是()A．如果用紫光照射某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，改用綠光照射這種金屬不一定發(fā)生光電效應(yīng)B．α粒子散射實驗中少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，這是盧瑟福猜想原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù)之一C．由玻爾理論可知，氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能減小，電勢能增大D．原子核發(fā)生α衰變時，新核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了47．雷蒙德·戴維斯因研究來自太陽的中微子(νe)而獲得了年度諾貝爾物理學(xué)獎．他探測中微子所用的探測器的主體是一個貯滿615噸四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶．中微子可以將一個氯核轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€氬核，其核反應(yīng)方程為νe＋eq\o\al(37,17)Cl→eq\o\al(37,18)Ar＋eq\o\al(0,－1)e，已知eq\o\al(37,17)Cl核的質(zhì)量為36.95658u，eq\o\al(37,18)Ar核的質(zhì)量為36.95691u，eq\o\al(0,－1)e的質(zhì)量為0.00055u，1u質(zhì)量對應(yīng)的能量為931.5MeV.根據(jù)以上信息可以判斷()A．中微子不帶電B．中微子就是中子C.eq\o\al(37,17)Cl和eq\o\al(37,18)Ar是同位素D．參與上述反應(yīng)的中微子的最小能量約為0.82MeV三、填空題(18分)8．(9分)快中子增殖反應(yīng)堆中，使用的核燃料是钚239，裂變時釋放出快中子，周圍的鈾238吸收快中子后變成鈾239，鈾239(eq\o\al(239,92)U)很不穩(wěn)定，經(jīng)過______次β衰變后變成钚239(eq\o\al(239,94)Pu)，寫出該過程的核反應(yīng)方程：________________．設(shè)靜止的鈾核eq\o\al(239,92)U發(fā)生一次β衰變生成的新核的質(zhì)量為M，β粒子的質(zhì)量為m，釋放出的β粒子的動能為E0，假設(shè)衰變時能量全部以動能形式釋放出來，則一次衰變過程中的質(zhì)量虧損為__________________．9．(9分)在如圖D13－2所示的光電效應(yīng)現(xiàn)象中，光電管陰極K的極限頻率為ν0，則陰極材料的逸出功等于________．現(xiàn)用頻率大于ν0的光照射在陰極上，當(dāng)在A、K之間加一數(shù)值為U的反向電壓時，光電流恰好為零，則光電子的最大初動能為________；若入射光的頻率為ν(ν>ν0)，則光電子的最大初動能為________．圖D13－2四、計算題(40分)10．(20分)氫原子的能級如圖D13－3所示．(1)當(dāng)氫原子從n＝4向n＝2能級躍遷時，輻射的光子照射在某金屬上，剛好能發(fā)生光電效應(yīng)，則該金屬的逸出功為多少？(2)現(xiàn)有一群處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷，在輻射出的各種頻率的光子中，能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的頻率共有多少種？圖D13－311．(20分)放射性原子核eq\o\al(238,92)U先后發(fā)生α衰變和β衰變后，變?yōu)樵雍薳q\o\al(234,91)Pa.已知eq\o\al(238,92)U的質(zhì)量為m1＝238.0290u，23491Pa的質(zhì)量為m2＝234.0239u，α粒子的質(zhì)量為mα＝4.0026u，電子的質(zhì)量為me＝0.0005u．(原子質(zhì)量單位1u相當(dāng)于931.5MeV的能量)(1)寫出放射性衰變方程．(2)原子核eq\o\al(238,92)U衰變?yōu)閑q\o\al(234,91)Pa的過程中釋放能量為多少MeV？(保留三位有效數(shù)字)(3)若原來eq\o\al(238,92)U靜止，衰變后放出的α粒子速度為vα＝3×107m/s，不計電子和衰變過程中釋放的光子的動量，則eq\o\al(234,91)Pa的速度約為多大？(保留兩位有效數(shù)字)

45分鐘單元能力訓(xùn)練卷(十三)1．C2.C3.C4．AD[解析]盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的實驗是α粒子轟擊氮核，核反應(yīng)方程為eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,)7N→eq\o\al(17,)8O＋eq\o\al(1,1)H，選項A正確；鈾核裂變需要有中子轟擊，其核反應(yīng)是eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n，選項B錯誤；質(zhì)子和中子結(jié)合成一個α粒子，其核反應(yīng)方程為2eq\o\al(1,0)n＋2eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He，釋放的能量為(2m1＋2m2－m3)c2，選項C錯誤；原子從a能級狀態(tài)躍遷到b能級狀態(tài)時發(fā)射的光子能量為heq\f(c,λ1)，從b能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時吸收的光子能量為heq\f(c,λ2)，則從a能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時將吸收的光子能量為heq\f(c,λ2)－h(huán)eq\f(c,λ1)，其對應(yīng)的波長為eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)，選項D正確．5．AC[解析]盧瑟福的α粒子散射實驗的結(jié)論是：絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后基本上仍沿原方向前進(jìn)，少數(shù)發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)超過90°甚至被彈回，因此，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C位置時，在相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)分別為最多、較少、極少，選項A、C正確．6．AB[解析]因綠光的頻率小于紫光的頻率，綠光的頻率可能小于該金屬的極限頻率，選項A正確；α粒子散射實驗結(jié)果中的大角度偏轉(zhuǎn)啟發(fā)盧瑟福提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，選項B正確；核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，軌道半徑減小，動能增大，電勢能減小，選項C錯誤；原子核發(fā)生α衰變時，質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2，即中子數(shù)減少了2，選項D錯誤．7．AD[解析]在核反應(yīng)中，電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，可以判斷中微子所帶電荷數(shù)是零，質(zhì)量數(shù)是零，故A項正確；中子的質(zhì)量數(shù)是1，故B項錯誤；同位素是電荷數(shù)相等、質(zhì)量數(shù)不等的同種元素，eq\o\al(37,17)Cl和eq\o\al(37,18)Ar是兩種不同的元素，故C項錯誤；由愛因斯坦質(zhì)能方程得，中微子的質(zhì)量m＝(0.00055＋36.95691－36.95658)u＝0.00088u，而1u質(zhì)量對應(yīng)的能量為931.5MeV，所以中微子的最小能量是E＝931.5×0.00088MeV≈0.82MeV，故D項正確．8．2eq\o\al(239,92)U→eq\o\al(239,94)Pu＋2eq\o\al(0,－1)eeq\f(（M＋m）E0,Mc2)[解析]由核反應(yīng)的電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可得，鈾239(eq\o\al(239,92)U)經(jīng)過2次β衰變后變成钚239(eq\o\al(239,94)Pu)；核反應(yīng)方程為eq\o\al(239,92)U→eq\o\al(239,94)Pu＋2eq\o\al(0,－1)e；由動量守恒可得：0＝mv1－Mv2，而E0＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，E＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,2)，聯(lián)立解得E＝eq\f(mE0,M)；根據(jù)質(zhì)能方程得，質(zhì)量虧損為Δm＝eq\f(E0＋E,c2)＝eq\f(（m＋M）E0,Mc2).9．hν0eUhν－h(huán)ν0[解析]陰極K的極限頻率為ν0，則陰極材料的逸出功W＝hν0；若加反向電壓U，光電流恰好為零，由動能定理可得，Ek＝eU；根據(jù)光電效應(yīng)方程有：hν＝W＋Ekm，故Ekm＝hν－h(huán)ν0.10．(1)2.55eV(2)4種[解析](1)根據(jù)玻爾理論得，氫原子從n＝4向n＝2能級躍遷輻射的光子的能量為：hν0＝ΔE＝E4－E2根據(jù)愛因斯坦光電方程得：金屬的逸出功W＝hν0＝E4－E2＝2.55eV(2)一群處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷，能發(fā)出6種不同頻率(能量)的光子，輻射出光子的能量分別為：ΔE1＝E4－E3＝0.66eV，ΔE2＝E3－E2＝1.89eV，ΔE3＝E4－E2＝2.55eV，ΔE4＝E2－E1＝10.2eV，ΔE5＝E3－E1＝12.09V，ΔE6＝E4－E1＝12.75eV.因ΔE3、ΔE4、ΔE5、ΔE6均大于或等于逸出功，所以這4種頻率的光子能量均可使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)．11．(1)eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(4,2)He＋eq