2025屆高考物理二輪專題復(fù)習與測試專題強化練十八近代物理初步和物理學史

專題強化練（十八）近代物理初步和物理學史1．(多選)如圖所示的是關(guān)于近代物理學的圖像，下列說法正確的有(CD)A．如圖甲所示，由黑體的輻射強度與輻射光波長的關(guān)系可知，隨溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較長方向移動B．如圖乙所示，發(fā)生光電效應(yīng)時，入射光光強越強，光電子的最大初動能也就越大C．如圖丙所示，α粒子散射實驗中，α粒子與金原子中的原子核碰撞可能會發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)D．如圖丁所示，大量氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，躍遷過程中可能釋放出6種頻率的光子，其中從n＝4的能級躍遷到n＝3能級輻射的光子波長最長解析：如題圖甲所示，由黑體的輻射強度與輻射光波長的關(guān)系可知，隨溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，A錯誤；如題圖乙所示，發(fā)生光電效應(yīng)時，入射光頻率越大，光電子的最大初動能也就越大，與入射光的強度無關(guān)，B錯誤；如題圖丙所示，α粒子散射實驗中，α粒子與金原子中的原子核碰撞可能會發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，C正確；如題圖丁所示，大量氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，躍遷過程中可能釋放出Ceq\o\al(2,4)＝6種頻率的光子，其中從n＝4的能級躍遷到n＝3能級能級差最小，則輻射的光子頻率最小，波長最長，D正確。2．(2024·汕頭市二模)掃描隧道顯微鏡讓人類對原子有了直觀的感受，下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的說法正確的是(D)A．玻爾的原子結(jié)構(gòu)假說認為核外電子可在任意軌道上運動B．α粒子散射實驗中，絕大多數(shù)α粒子發(fā)生了大角度散射C．原子光譜是線狀譜，不同原子的光譜可能相同D．氫原子在激發(fā)態(tài)自發(fā)躍遷時，氫原子能量減少解析：玻爾的原子結(jié)構(gòu)假說認為核外電子的軌道是量子化的，電子只能在特定的軌道上運動，故A錯誤；α粒子散射實驗中，絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后基本上仍沿著原來的方向前進，少數(shù)α粒子穿過金箔后發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)α粒子甚至被反彈回來，故B錯誤；原子光譜是線狀譜，不同原子的光譜不同，故C錯誤；氫原子在激發(fā)態(tài)自發(fā)躍遷時，輻射光子釋放能量，氫原子能量減少，故D正確。3．(2024華南師大附中三模)我國在第四代核能系統(tǒng)方面處于領(lǐng)先地位，其中高溫氣冷堆的核燃料是eq\o\al(235,92)U，核燃料的裂變反應(yīng)方程為eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3Y，下列說法正確的是(B)A．Y為電子B．Y為中子C．該反應(yīng)過程吸收能量D．該反應(yīng)是太陽內(nèi)部的聚變反應(yīng)解析：根據(jù)核反應(yīng)中電荷數(shù)守恒與質(zhì)量數(shù)守恒可知Y的質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為0，故Y為中子，故A錯誤，B正確；該反應(yīng)過程釋放能量，為重核裂變，故C、D錯誤。4．(2024·江蘇卷，T5)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(C)A．λ1 B．λ2C．λ3 D．λ4解析：根據(jù)光電方程可知，當只有一種光子可使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，該光子對應(yīng)的能量最大，根據(jù)圖中能級圖可知躍遷時對應(yīng)波長為λ3的光子能量最大。5．有些金屬原子受激后，從某激發(fā)態(tài)躍遷回基態(tài)時，會發(fā)出特定顏色的光。圖甲所示的是鈉原子和鋰原子分別從激發(fā)態(tài)躍遷回基態(tài)的能級差值，鈉原子發(fā)出頻率為5.09×1014Hz的黃光，可見光譜如圖乙所示。鋰原子從激發(fā)態(tài)躍遷回基態(tài)發(fā)光顏色為(A)A．紅色 B．橙色C．綠色 D．青色解析：由波爾理論結(jié)合普朗克的量子假說，即E＝hν，根據(jù)題圖甲可得ENa＝hνNa，ELi＝hνLi，代入數(shù)據(jù)可得νLi≈4.48×1014Hz，對照題圖乙可知，鋰原子從激發(fā)態(tài)躍遷回基態(tài)發(fā)光顏色為紅色。6．我國的火星探測車用放射性材料PuO2作為燃料，PuO2中的Pu元素是eq\o\al(238,94)Pu。eq\o\al(238,94)Pu發(fā)生衰變的方程為eq\o\al(238,94)Pu→eq\o\al(234,92)U＋X，eq\o\al(238,94)Pu的半衰期為87.7年，則(C)A．方程中X是電子B．衰變過程質(zhì)量數(shù)減小C．放出的射線是α射線，它的電離能力很強D．100個eq\o\al(238,94)Pu原子核經(jīng)過87.7年后還有50個未衰變解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，發(fā)生的是α衰變，方程中X是氦核，故A、B錯誤；α衰變放出的是α射線，它的電離能力很強，穿透能力很弱，故C正確；原子核的半衰期是針對大量原子核得出的統(tǒng)計規(guī)律，對少數(shù)原子核衰變不適用，故D錯誤。7．(2024·廣東部分學校下學期模擬)“玉兔二號”上裝配的放射性同位素電池，能將eq\o\al(238,94)Pu衰變釋放的部分核能轉(zhuǎn)化成電能。eq\o\al(238,94)Pu發(fā)生的核反應(yīng)方程為eq\o\al(238,94)Pu→eq\o\al(234,92)U＋X，下列核反應(yīng)與eq\o\al(238,94)Pu發(fā)生的核反應(yīng)屬于同一種類型的是(A)A．eq\o\al(226,88)Ra→eq\o\al(222,86)Pu＋X1B．eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋X2C．eq\o\al(214,82)Pb→eq\o\al(214,83)Bi＋X3D．eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(89,36)Kr＋eq\o\al(144,56)Ba＋3X4解析：根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒，可知X為eq\o\al(4,2)He，eq\o\al(238,94)Pu→eq\o\al(234,92)U＋X為α衰變。同理X1為eq\o\al(4,2)He，eq\o\al(226,88)Ra→eq\o\al(222,86)Rn＋X1為α衰變。X2為eq\o\al(1,1)H，eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋X2為原子核的人工轉(zhuǎn)變。X3為eq\o\al(0,－1)e，eq\o\al(214,82)Pb→eq\o\al(214,83)Bi＋X3為β衰變。X4為eq\o\al(1,0)n，eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(89,36)Kr＋eq\o\al(144,56)Ba＋3X4為重核裂變。8．今年兩會期間，核聚變領(lǐng)域首席專家段旭如表示，可控核聚變技術(shù)研發(fā)已進入快車道，預(yù)計再過30年可以實現(xiàn)商用。下列相關(guān)描述正確的是(C)A．目前核電站使用的都是核聚變技術(shù)B．核反應(yīng)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是核聚變C．太陽是一個巨大的核聚變反應(yīng)堆D．原子彈是利用核聚變原理制成的解析：目前核電站使用的都是核裂變技術(shù)，故A錯誤；核反應(yīng)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是核裂變，故B錯誤；恒星、氫彈、太陽都是利用核聚變釋放能量，而原子彈利用的核裂變，故C正確，D錯誤。9．(2024·江門市二模)核污水與核廢水在危害程度上存在巨大差別，核污水中某放射性原子核X釋放出一個α粒子后轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞薡，下列說法正確的是(D)A．原子核X比新核Y少2個質(zhì)子B．原子核X比新核Y少2個中子C．原子核發(fā)生α衰變后，原子序數(shù)向后移動兩位D．原子核X的比結(jié)合能比新核Y的比結(jié)合能小解析：原子核發(fā)生α衰變后，質(zhì)量數(shù)減4，原子序數(shù)減2，原子核X比新核Y多2個中子、2個質(zhì)子，故A、B錯誤；原子核發(fā)生α衰變后，原子序數(shù)向前移動兩位，故C錯誤；原子核X的比結(jié)合能比新核Y的比結(jié)合能小，故D正確。10．醫(yī)學影像診斷設(shè)備PET/CT是借助于示蹤劑可以聚集到病變部位的特點來發(fā)現(xiàn)疾病。示蹤劑常利用同位素eq\o\al(11,6)C作示蹤原子標記，其半衰期僅為20min。eq\o\al(11,6)C由小型回旋加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊eq\o\al(14,7)N獲得，則下列說法正確的是(B)A．用高速質(zhì)子轟擊eq\o\al(14,7)N，生成eq\o\al(11,6)C的同時釋放出中子B．用高速質(zhì)子轟擊eq\o\al(14,7)N，生成eq\o\al(11,6)C的同時釋放出α粒子C．1g的eq\o\al(11,6)C經(jīng)40min后，剩余eq\o\al(11,6)C的質(zhì)量為0.2gD．將eq\o\al(11,6)C置于回旋加速器加速時，其半衰期可能會發(fā)生變化解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，寫出用高速質(zhì)子轟擊eq\o\al(14,7)N生成eq\o\al(11,6)C的核反應(yīng)方程式為eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(11,6)C＋eq\o\al(4,2)He，可知同時釋放出α粒子，A錯誤，B正確；eq\o\al(11,6)C的半衰期為20min，1g的eq\o\al(11,6)C經(jīng)40min后，剩余eq\o\al(11,6)C的質(zhì)量為0.25g，C錯誤；放射性物質(zhì)的半衰期是物質(zhì)本身的屬性，與外界物理環(huán)境或化學環(huán)境無關(guān)，故將eq\o\al(11,6)C置于回旋加速器加速時，其半衰期不會發(fā)生變化，D錯誤。11．我國的火星探測車用放射性材料PuO2作為燃料，PuO2中的Pu元素是eq\o\al(238,94)Pu，已知eq\o\al(238,94)Pu發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程為eq\o\al(238,94)Pu→eq\o\al(234,92)U＋mX，eq\o\al(238,94)Pu的半衰期為87.7年。下列說法正確的是(A)A．衰變過程一定釋放能量B．方程中m＝2，X是eq\o\al(1,1)HC．100個eq\o\al(238,94)Pu原子核經(jīng)過87.7年后還有50個未衰變D．放出的射線是高速氦核流，它的貫穿能力很強解析：由于衰變過程中存在質(zhì)量虧損，則一定釋放能量，故A正確；根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，方程中的mX質(zhì)量數(shù)為4，電荷數(shù)為2，則X是eq\o\al(4,2)He，可得m＝1，故B錯誤；半衰期是統(tǒng)計規(guī)律，對少數(shù)原子核衰變不適用，故C錯誤；放出的射線是高速氦核流，它的電離能力強，但是貫穿能力很弱，故D錯誤。12．氦元素對地球來說是一種非常稀少和寶貴的資源。如圖所示的是氦離子(He＋)的能級圖，根據(jù)玻爾原子理論，關(guān)于氦離子能級躍遷，下列說法正確的是(B)A．大量處于n＝3能級的氦原子，最多可輻射2種不同頻率的光子B．從n＝4向n＝3能級躍遷，要向外輻射光子的能量2.64eVC．處于n＝1能級的氦原子，可以吸收54.0eV的能量而發(fā)生電離D．從n＝3躍遷到n＝2能級比從n＝2躍遷到n＝1能級輻射出的光子波長短解析：大量處于n＝3能級的氦離子，最多可輻射Ceq\o\al(2,3)＝3種不同頻率的光子，故A錯誤；因為從n＝4向n＝3能級躍遷，要向外輻射光子的能量ΔE43＝E4－E3＝2.64eV，故B正確；由題圖可知，處于n＝1能級的氦離子要發(fā)生電離，需要吸收的能量應(yīng)滿足ΔE≥0－E1＝54.4eV，故C錯誤；因為從n＝3躍遷到n＝2能級輻射的光子能量ΔE′＝E3－E2＝7.56eV，而從n＝2躍遷到n＝1能級輻射的光子能量ΔE″＝E2－E1＝40.8eV，即從n＝3躍遷到n＝2能級比從n＝2躍遷到n＝1能級輻射出的光子的能量小，又因為ε＝hν，所以從n＝3躍遷到n＝2能級比從n＝2躍遷到n＝1能級輻射出的光子頻率低，波長長，故D錯誤。13．(多選)一個靜止的鈾核eq\o\al(232,92)U經(jīng)α衰變后產(chǎn)生一個新核X，已1u相當于931.5MeV的能量，則(BD)A．新核的中子數(shù)為90B．釋放出的核能約為5.5MeVC．反應(yīng)物的結(jié)合能之和大于生成物的結(jié)合能之和D．若釋放的核能全部轉(zhuǎn)