2025版衡水中學(xué)學(xué)案高考物理二輪專(zhuān)題與專(zhuān)項(xiàng)第1部分專(zhuān)題6第15講含答案及解析

第一部分專(zhuān)題六第15講A組·基礎(chǔ)練1.(2024·海南卷)人工核反應(yīng)eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(1,1)H→X＋eq\o\al(30,15)P中的X是()A．中子 B．質(zhì)子C．電子 D．α粒子【答案】A【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知X的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為1，則X是中子。故選A。2.(2024·福建卷)eq\o\al(63,28)Ni→eq\o\al(63,29)Cu＋X，則其中的X表示()A.eq\o\al(4,2)He B．eq\o\al(0,－1)eC．eq\o\al(0,1)e D．eq\o\al(1,0)n【答案】B【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)量數(shù)為0，電荷數(shù)為－1，則X為eq\o\al(0,－1)e。故選B。3.(2024·河南許昌模擬)1909年盧瑟福指導(dǎo)他的學(xué)生做了著名的α粒子散射實(shí)驗(yàn)。α粒子轟擊金箔的軌跡如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是()A．少數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)是由于其與電子發(fā)生了碰撞B．絕大多數(shù)α粒子沿直線穿過(guò)，偏轉(zhuǎn)角很小，說(shuō)明原子內(nèi)部大部分是中空的C．極少數(shù)α粒子被彈回，說(shuō)明原子中心是一個(gè)體積小，帶正電且占有原子幾乎全部質(zhì)量的核D．α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)α粒子最接近原子核時(shí)，電勢(shì)能最大【答案】A【解析】少數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)是由于α粒子受到金箔原子核的斥力作用較大，而非與電子發(fā)生了碰撞，A錯(cuò)誤，符合題意；絕大多數(shù)α粒子沿直線穿過(guò)，偏轉(zhuǎn)角很小，說(shuō)明原子內(nèi)部大部分是中空的，B正確，不符合題意；極少數(shù)α粒子被彈回，說(shuō)明原子中心是一個(gè)體積小，帶正電且占有原子幾乎全部質(zhì)量的核，C正確，不符合題意；α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)α粒子接近原子核時(shí)，受到電場(chǎng)斥力作用，則電場(chǎng)力對(duì)α粒子做負(fù)功，電勢(shì)能增大，因此當(dāng)α粒子最接近原子核時(shí)，電勢(shì)能最大，D正確，不符合題意。4.(2024·河北卷)鋰是新能源汽車(chē)、儲(chǔ)能和信息通信等新興產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵材料。研究表明，鋰元素主要來(lái)自宇宙線高能粒子與星際物質(zhì)的原子核產(chǎn)生的散裂反應(yīng)，其中一種核反應(yīng)方程為eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(7,3)Li＋2eq\o\al(1,1)H＋X，式中的X為()A.eq\o\al(1,0)n B．eq\o\al(0,－1)eC．eq\o\al(0,1)e D．eq\o\al(4,2)He【答案】D【解析】根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得A＝12＋1－7－2×1＝4，Z＝6＋1－3－2×1＝2，故式中的X為eq\o\al(4,2)He，故選D。5.(2024·湖北卷)硼中子俘獲療法是目前治療癌癥最先進(jìn)的手段之一，eq\o\al(10,5)B＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(a,3)X＋eq\o\al(4,b)Y是該療法中一種核反應(yīng)的方程，其中X、Y代表兩種不同的原子核，則()A．a(chǎn)＝7，b＝1 B．a(chǎn)＝7，b＝2C．a(chǎn)＝6，b＝1 D．a(chǎn)＝6，b＝2【答案】B【解析】由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得10＋1＝a＋4,5＋0＝3＋b，解得a＝7，b＝2，故選B。6.(2024·河南新鄉(xiāng)模擬)物理學(xué)家康普頓在研究石墨對(duì)X射線的散射時(shí)，發(fā)現(xiàn)在散射的X射線中，部分波長(zhǎng)發(fā)生改變，這個(gè)現(xiàn)象稱(chēng)為康普頓效應(yīng)，我國(guó)物理學(xué)家吳有訓(xùn)進(jìn)一步證實(shí)了該效應(yīng)的普遍性。如圖所示，一個(gè)光子和一個(gè)靜止的電子相互碰撞后，電子向某一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，光子沿另一個(gè)方向散射出去，下列說(shuō)法正確的是()A．散射光子的速度變小B．散射光子的速度可能變大C．散射光子的頻率變小D．散射光子的波長(zhǎng)變短【答案】C【解析】散射后的光子速度不變，但能量減小，根據(jù)ε＝hν可知光子的頻率變小，根據(jù)c＝λν可知光子的波長(zhǎng)變長(zhǎng)，故選C。7.(2024·江蘇卷)在原子躍遷中，輻射如圖所示的4種光子，其中只有一種光子可使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，是哪一種()A．λ1 B．λ2C．λ3 D．λ4【答案】C【解析】根據(jù)光電效應(yīng)方程可知當(dāng)只有一種光子可使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，該光子對(duì)應(yīng)的能量最大，根據(jù)圖中能級(jí)圖可知躍遷時(shí)對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)為λ3的光子能量最大。故選C。8.(2024·江蘇卷)用粒子轟擊氮核從原子核中打出了質(zhì)子，該實(shí)驗(yàn)的核反應(yīng)方程式是X＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(17,8)O，粒子X(jué)為()A．正電子eq\o\al(0,1)e B．中子eq\o\al(1,0)nC．氘核eq\o\al(1,2)H D．氦核eq\o\al(4,2)He【答案】D【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可知X的質(zhì)量數(shù)為m＝17＋1－14＝4，根據(jù)電荷數(shù)守恒可知X的電荷數(shù)為n＝8＋1－7＝2，可知X為氦核eq\o\al(4,2)He。故選D。B組·綜合練9.(2024·廣東廣州模擬)eq\o\al(241,95)Am(镅)是一種半衰期長(zhǎng)達(dá)433年的放射性金屬，通過(guò)衰變釋放射線而被用于煙霧探測(cè)器，其衰變方程為eq\o\al(241,95)Am→eq\o\al(237,93)Np＋eq\o\al(4,2)He＋γ，在該煙霧探測(cè)器中裝有大約0.3微克的镅241，其釋放的射線可以使腔內(nèi)空氣電離，從而在探測(cè)腔內(nèi)加有低壓的電極間形成微小電流。一旦煙霧進(jìn)入探測(cè)器，就會(huì)阻擋部分射線而使電流減小引發(fā)警報(bào)。下列說(shuō)法中正確的是()A.eq\o\al(4,2)He是α粒子，有很強(qiáng)的貫穿本領(lǐng)B．γ是光子，不具有能量C．0.3微克的镅經(jīng)過(guò)866年剩余eq\o\al(241,95)Am的質(zhì)量為0.075微克D．镅241衰變過(guò)程要放出能量，故eq\o\al(241,95)Am的比結(jié)合能比eq\o\al(237,93)Np的大【答案】C【解析】eq\o\al(4,2)He是α粒子，有很強(qiáng)的電離本領(lǐng)，故A錯(cuò)誤；γ是光子，具有能量，故B錯(cuò)誤；根據(jù)半衰期公式m＝m0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(t,T)，0.3微克的镅經(jīng)過(guò)866年剩余eq\o\al(241,95)Am的質(zhì)量為0.075微克，故C正確；結(jié)合能是指，自由核子結(jié)合成原子核所釋放的能量，或者原子核分裂成自由核子所需要的能量。比結(jié)合能是指，結(jié)合能與核子數(shù)的比值。比結(jié)合能越大，說(shuō)明原子核越穩(wěn)定。镅241衰變?yōu)閑q\o\al(237,93)Np，說(shuō)明eq\o\al(237,93)Np比eq\o\al(241,95)Am更穩(wěn)定，所以eq\o\al(241,95)Am的比結(jié)合能比eq\o\al(237,93)Np的小，故D錯(cuò)誤。10.(2024·江西卷)近年來(lái)，江西省科學(xué)家發(fā)明硅襯底氮化鎵基系列發(fā)光二極管，開(kāi)創(chuàng)了國(guó)際上第三條LED技術(shù)路線。某氮化鎵基LED材料的簡(jiǎn)化能級(jí)如圖所示，若能級(jí)差為2.20eV(約3.52×10－19J)，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，則發(fā)光頻率約為()A．6.38×1014Hz B．5.67×1014HzC．5.31×1014Hz D．4.67×1014Hz【答案】C【解析】根據(jù)題意可知，輻射出的光子能量ε＝3.52×10－19J，由光子的能量ε＝hν得ν＝eq\f(ε,h)＝5.31×1014Hz，故選C。11.(2024·安徽卷)大連相干光源是我國(guó)第一臺(tái)高增益自由電子激光用戶裝置，其激光輻射所應(yīng)用的玻爾原子理論很好地解釋了氫原子的光譜特征。圖為氫原子的能級(jí)示意圖，已知紫外光的光子能量大于3.11eV，當(dāng)大量處于n＝3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射不同頻率的紫外光有()A．1種 B．2種C．3種 D．4種【答案】B【解析】大量處于n＝3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，能夠輻射出不同頻率的光子種類(lèi)為Ceq\o\al(2,3)＝3種，輻射出光子的能量分別為ΔE1＝E3－E1＝－1.51eV－(－13.6eV)＝12.09eV，ΔE2＝E3－E2＝－1.51eV－(－3.4eV)＝1.89eV，ΔE3＝E2－E1＝－3.4eV－(－13.6eV)＝10.2eV，其中ΔE1＞3.11eV，ΔE2＜3.11eV，ΔE3＞3.11eV，所以輻射不同頻率的紫外光有2種。故選B。12.(2024·廣東梅州模擬)光伏發(fā)電是提供清潔能源的方式之一，光伏發(fā)電的原理是光電效應(yīng)，某同學(xué)利用如圖甲所示的電路研究某種金屬的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν的關(guān)系，描繪出如圖乙所示的圖像，根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律，結(jié)合圖像分析，下列說(shuō)法正確的是()A．滑片P向右移動(dòng)，電流表示數(shù)會(huì)變大B．僅增大入射光的強(qiáng)度，則光電子的最大初動(dòng)能增大C．由Uc－ν圖像可知，該光電管的截止頻率為ν0D．開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，若入射光的頻率為ν1，則電壓表的示數(shù)為U1【答案】C【解析】滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)過(guò)程中，兩極間反向電壓逐漸增大，反向電壓越大，流過(guò)電流表的電流就越小，故A錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程hν1－W0＝Ek，可知，光電子的最大初動(dòng)能只與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，因此增大入射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能不變，故B錯(cuò)誤；根據(jù)Ekm＝hν－W0＝eUc，解得Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(hν0,e)，當(dāng)遏止電壓為零時(shí)，ν＝ν0，故C正確；開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，光電管是電源，發(fā)生光電效應(yīng)后，其電流強(qiáng)度與光照強(qiáng)度有關(guān)，無(wú)法判斷電壓表的示數(shù)大小，故D錯(cuò)誤。13.(2024·新課標(biāo)全國(guó)卷)三位科學(xué)家由于在發(fā)現(xiàn)和合成量子點(diǎn)方面的突出貢獻(xiàn)，榮獲了2023年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。不同尺寸的量子點(diǎn)會(huì)發(fā)出不同顏色的光?，F(xiàn)有兩種量子點(diǎn)分別發(fā)出藍(lán)光和紅光，下列說(shuō)法正確的是()A．藍(lán)光光子的能量大于紅光光子的能量B．藍(lán)光光子的動(dòng)量小于紅光光子的動(dòng)量C．在玻璃中傳播時(shí)，藍(lán)光的速度大于紅光的速度D．藍(lán)光在玻璃中傳播時(shí)的頻率小于它在空氣中傳播時(shí)的頻率【答案】A【解析】由于紅光的頻率小于藍(lán)光的頻率，則紅光的波長(zhǎng)大于藍(lán)光的波長(zhǎng)，根據(jù)E＝hν，可知藍(lán)光光子的能量大于紅光光子的能量；根據(jù)p＝eq\f(h,λ)可知藍(lán)光光子的動(dòng)量大于紅光光子的動(dòng)量，故A正確，B錯(cuò)誤；由于紅光的折射率小于藍(lán)光，根據(jù)ν＝eq\f(c,n)可知在玻璃中傳播時(shí)，藍(lán)光的速度小于紅光的速度，故C錯(cuò)誤；光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)中頻率不變，故D錯(cuò)誤。14.(2024·山東卷)2024年是中國(guó)航天大年，神舟十八號(hào)、嫦娥六號(hào)等已陸續(xù)飛天，部分航天器裝載了具有抗干擾性強(qiáng)的核電池。已知eq\o\al(90,38)Sr衰變?yōu)閑q\o\al(90,39)Y的半衰期約為29年；eq\o\al(238,94)Pu衰變?yōu)閑q\o\al(234,92)U的半衰期約87年?，F(xiàn)用相同數(shù)目的eq\o\al(90,38)Sr和eq\o\al(238,94)Pu各做一塊核電池，下列說(shuō)法正確的是()A.eq\o\al(90,38)Sr衰變?yōu)閑q\o\al(90,39)Y時(shí)產(chǎn)生α粒子B.eq\o\al(238,94)Pu衰變?yōu)閑q\o\al(234,92)U時(shí)產(chǎn)生β粒子C．50年后，剩余的eq\o\al(90,38)Sr數(shù)目大于eq\o\al(238,94)Pu的數(shù)目D．87年后，剩余的eq\o\al(90,38)Sr數(shù)目小于eq\o\al(238,94)Pu的數(shù)目【答案】D【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知eq\o\al(90,38)Sr衰變?yōu)閑q\o\al(90,39)Y時(shí)產(chǎn)生電子，即β粒子，故A錯(cuò)誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知eq\o\al(238,94)Pu衰變?yōu)閑q\o\al(234,92)U時(shí)產(chǎn)生eq\o\al(4,2)He，即α粒子，故B錯(cuò)誤；根據(jù)題意可知eq\o\al(238,94)Pu的半衰期大于eq\o\al(90,38)Sr的半衰期，現(xiàn)用相同數(shù)目的eq\o\al(90,38)Sr和eq\o\al(238,94)Pu各做一塊核電池，經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間，eq\o\al(90,38)Sr經(jīng)過(guò)的半衰期的次數(shù)多，所以剩余的eq\o\al(90,38)Sr數(shù)目小于eq\o\al(238,94)Pu的數(shù)目，故D正確，C錯(cuò)誤。15.(2024·福建福州模擬)如圖所示，圖甲為氫原子的能級(jí)圖，大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，發(fā)出頻率不同的大量光子，其中頻率最高的光子照射到圖乙電路中光電管陰極K上時(shí)，電路中電流隨電壓變化的圖像如圖丙所示。下列說(shuō)法正確的是()A．光電子的最大初動(dòng)能為12.75eVB．光電管陰極K金屬材料的逸出功為5.75eVC．這些氫原子躍遷時(shí)共發(fā)出3種頻率的光D．若調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片能使光電流為零，則可判斷圖乙中電源右側(cè)為正極【答案】B【解析】大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原