2024高考物理二輪復(fù)習(xí)第15講近代物理初步專題訓(xùn)練

PAGEPAGE1第15講近代物理初步選擇題(每小題6分,共90分)1.(2024北京理綜,13,6分)在核反應(yīng)方程

24He+7A.質(zhì)子 B.中子 C.電子 D.α粒子2.用不同頻率的紫外線分別照耀鎢和鋅的表面而產(chǎn)生光電效應(yīng),可得到光電子最大初動(dòng)能Ek隨入射光頻率ν改變的Ek-ν圖像。已知鎢的逸出功是3.28eV,鋅的逸出功是3.24eV,若將二者的圖線畫在同一個(gè)Ek-ν坐標(biāo)圖中,用實(shí)線表示鎢,虛線表示鋅,則能正確反映這一過程的是下圖中的()3.(2024天津理綜,1,6分)國家大科學(xué)工程——中國散裂中子源(CSNS)于2024年8月28日首次打靶勝利,獲得中子束流,可以為諸多領(lǐng)域的探討和工業(yè)應(yīng)用供應(yīng)先進(jìn)的探討平臺。下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是()A.714N俘獲一個(gè)α粒子,產(chǎn)生B.1327Al俘獲一個(gè)α粒子,產(chǎn)生C.511B俘獲一個(gè)質(zhì)子,產(chǎn)生D.36Li俘獲一個(gè)質(zhì)子,產(chǎn)生4.(多選)利用金屬晶格(大小約10-10m)作為障礙物視察電子的衍射圖樣,方法是讓電子通過電場加速后,讓電子束照耀到金屬晶格上,從而得到電子的衍射圖樣。已知電子質(zhì)量為m,電荷量為e,初速度為0,加速電壓為U,普朗克常量為h,則下列說法中正確的是()A.該試驗(yàn)說明白電子具有波動(dòng)性B.試驗(yàn)中電子束的德布羅意波長為λ=hC.加速電壓U越大,電子的衍射現(xiàn)象越明顯D.若用相同動(dòng)能的質(zhì)子替代電子,衍射現(xiàn)象將更加明顯5.(2024天津河?xùn)|一模)下列說法正確的是()A.對于某種金屬,無論入射光多強(qiáng),只要其頻率低于極限頻率就不能發(fā)生光電效應(yīng)B.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(shí),要輻射肯定頻率的光子,同時(shí)電子的動(dòng)能減小,電勢能增大C.微波和聲波一樣都只能在介質(zhì)中傳播D.氡原子核的半衰期為3.8天,4個(gè)氡原子核經(jīng)過7.6天肯定只剩下一個(gè)未發(fā)生衰變6.(2024天津理綜,5,6分)氫原子光譜在可見光區(qū)域內(nèi)有四條譜線Hα、Hβ、Hγ和Hδ,都是氫原子中電子從量子數(shù)n>2的能級躍遷到n=2的能級時(shí)發(fā)出的光,它們在真空中的波長由長到短,可以判定()A.Hα對應(yīng)的前后能級之差最小B.同一介質(zhì)對Hα的折射率最大C.同一介質(zhì)中Hδ的傳播速度最大D.用Hγ照耀某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng),則Hβ也肯定能7.(2024福建龍巖質(zhì)檢)(多選)氫原子的能級圖如圖所示,可見光的光子能量范圍約為1.62~3.11eV,金屬鈉的逸出功為2.29eV,下列說法中正確的是()A.大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時(shí),可發(fā)出1種頻率的可見光B.大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時(shí),可發(fā)出2種頻率的可見光C.大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時(shí)發(fā)出的光當(dāng)中有1種頻率的光能使鈉產(chǎn)生光電效應(yīng)D.大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時(shí)發(fā)出的光當(dāng)中有2種頻率的光能使鈉產(chǎn)生光電效應(yīng)8.(2024山西太原模擬)(多選)釷

90234Th具有放射性,它能放出一個(gè)新的粒子而變?yōu)殓h

91234Pa,同時(shí)伴隨有γ射線產(chǎn)生,其方程為A.一塊純凈的釷234礦石經(jīng)過24天,礦石的質(zhì)量僅剩下原來質(zhì)量的一半B.x是釷核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的C.γ射線是釷原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的鏷234的原子核釋放的D.γ射線具有很強(qiáng)的電離作用,對人體細(xì)胞破壞實(shí)力較大9.(2024福建廈門質(zhì)檢)下列幾幅圖的有關(guān)說法正確的是()圖一α粒子散射試驗(yàn)圖二光電效應(yīng)試驗(yàn)圖三放射線在磁場中偏轉(zhuǎn)圖四鏈?zhǔn)椒磻?yīng)示意圖A.圖一中少數(shù)α粒子穿過金箔后方向不變,大多數(shù)α粒子穿過金箔后發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)B.圖二光電效應(yīng)試驗(yàn)說明白光具有粒子性C.圖三中射線丙由α粒子組成,每個(gè)粒子帶兩個(gè)單位正電荷D.圖四鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于輕核的聚變,又稱為熱核反應(yīng)10.勻強(qiáng)磁場中有一個(gè)原來靜止的碳14原子核,它放射出的粒子與反沖核的徑跡是兩個(gè)內(nèi)切的圓,兩圓的直徑之比為7∶1,如圖所示,那么碳14的衰變方程為()A.614C→514B+10e BC.614C→512B+12H D11.(2024山西太原一模)(多選)下列說法正確的是()A.鈾238發(fā)生α衰變變成釷234時(shí),α粒子與釷234的質(zhì)量之和等于鈾238的質(zhì)量B.鈾238發(fā)生α衰變變成釷234時(shí),α粒子與釷234的結(jié)合能之和肯定大于鈾238的結(jié)合能C.β衰變中釋放的β射線是原子核外電子擺脫原子核的束縛形成的高速電子流D.核反應(yīng)方程

714N+212.(多選)太陽能量的來源是輕核的聚變,太陽中存在的主要元素是氫,核聚變反應(yīng)可以看做是4個(gè)氫核(11H)結(jié)合成1個(gè)氦核同時(shí)放出2個(gè)正電子。表中列出了部分粒子的質(zhì)量(取1u=16粒子名稱質(zhì)子(p)α粒子正電子(e)中子(n)質(zhì)量/u1.00734.00150.000551.0087以下說法中正確的是()A.核反應(yīng)方程為411H→2B.4個(gè)氫核結(jié)合成1個(gè)氦核時(shí)的質(zhì)量虧損約為0.0266kgC.4個(gè)氫核結(jié)合成1個(gè)氦核時(shí)的質(zhì)量虧損約為4.43×10-29kgD.聚變反應(yīng)過程中釋放的能量約為4.0×10-12J13.(2024福建泉州檢測)如圖所示為氫原子的能級圖,用某種頻率的光照耀大量處于基態(tài)的氫原子,受到激發(fā)后的氫原子只輻射出三種不同頻率的光a、b、c,頻率νa>νb>νc,讓這三種光照耀逸出功為10.2eV的某金屬表面,則()A.照耀氫原子的光子能量為12.09eVB.從n=3能級躍遷到n=2能級輻射出的光頻率為νbC.逸出的光電子的最大初動(dòng)能為1.51eVD.光a、b、c均能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)14.(2024江西上饒六校一聯(lián))PET(正電子放射型計(jì)算機(jī)斷層顯像)的基本原理是:將放射性同位素

815O注入人體,參加人體的代謝過程。815O在人體內(nèi)衰變放出正電子,與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對光子,被探測器探測到,經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生A.

815O衰變的方程式為

815OB.將放射性同位素

815O注入人體C.一對正負(fù)電子湮滅后也可能只生成一個(gè)光子D.PET中所選的放射性同位素的半衰期應(yīng)較長15.(2024安徽六校二聯(lián))近幾年中國等很多國家主動(dòng)發(fā)展“月球探測安排”,該安排中的科研任務(wù)之一是探測月球上氦3的含量。氦3是一種清潔、平安和高效的核發(fā)電燃料,可以采納在高溫高壓下用氘和氦3進(jìn)行核聚變反應(yīng)發(fā)電。若已知氘核的質(zhì)量為2.0136u,氦3的質(zhì)量為3.0150u,氦核的質(zhì)量為4.00151u,質(zhì)子質(zhì)量為1.00783u,中子質(zhì)量為1.008665u,1u相當(dāng)于931.5MeV。則下列說法正確的是()A.一個(gè)氘和一個(gè)氦3的核聚變反應(yīng)釋放的核能約為17.9MeVB.氘和氦3的核聚變反應(yīng)方程式:12H+2C.因?yàn)榫圩儠r(shí)釋放能量,出現(xiàn)質(zhì)量虧損,所以生成物的總質(zhì)量數(shù)削減D.目前我國的秦山、大亞灣等核電站廣泛運(yùn)用氦3進(jìn)行核聚變反應(yīng)發(fā)電

答案精解精析選擇題1.A本題考查核反應(yīng)方程。由核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均守恒,可推斷X為質(zhì)子

12.B圖像斜率表示普朗克常量h,因此兩條線應(yīng)平行;橫截距代表了極限頻率ν0,ν0=W0h,因此鎢的ν3.B本題考查核反應(yīng)方程。由核反應(yīng)過程中遵循質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)均守恒的原則,可寫出選項(xiàng)中的四個(gè)核反應(yīng)方程。714N+

24He→817O+11H,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。1327Al+24He→1530P4.AB得到電子的衍射圖樣,說明電子具有波動(dòng)性,A正確;由德布羅意波長公式λ=hp,而動(dòng)量p=2mEk=2meU5.A依據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W,可以知道,當(dāng)入射光的頻率低于極限頻率就不能發(fā)生光電效應(yīng),與入射光的強(qiáng)弱無關(guān),故A正確;由玻爾理論可以知道,氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時(shí),要輻射肯定頻率的光子,電子的軌道半徑減小,該過程中電場力做正功,電子的動(dòng)能增大,電勢能減小,故B錯(cuò)誤;微波屬于電磁波,能在真空中傳播,而聲波只能在介質(zhì)中傳播,不能在真空中傳播,故C錯(cuò)誤;半衰期具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對大量的原子核適用,對少量的原子核不適用,故D錯(cuò)誤。6.A本題考查氫原子能級躍遷規(guī)律。由氫原子能級躍遷可知,hcλ=En-E2,Hα的波長最長,故hcλα最小,對應(yīng)能級差最小,選項(xiàng)A正確;同一介質(zhì)對頻率越大的光的折射率越大,波長越短,頻率越大,故同一介質(zhì)對Hα的折射率最小而對Hδ的折射率最大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由n=cv知,同一介質(zhì)中Hδ的傳播速度最小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;Hγ的頻率大于Hβ的頻率,因此用Hγ照耀某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng),而H7.AD大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時(shí),可以發(fā)出C38.BC一塊純凈的釷234礦石經(jīng)過24天,釷核有半數(shù)發(fā)生衰變,不是礦石的質(zhì)量僅剩下原來質(zhì)量的一半,故A錯(cuò)誤;依據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒得出x是電子,其產(chǎn)生的本質(zhì)是釷核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的,所以B正確;釷原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的鏷234的原子核處于激發(fā)態(tài),不穩(wěn)定,向基態(tài)躍遷的過程以γ射線向外釋放能量,所以C正確;γ射線具有很強(qiáng)的穿透本事,電離作用很弱,所以D錯(cuò)誤。9.B在α粒子散射試驗(yàn)中,絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后方向基本不變,只有少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn),則A錯(cuò)誤;光電效應(yīng)試驗(yàn)說明白光具有粒子性,所以B正確;由左手定則可知,甲由α粒子組成,每個(gè)粒子帶兩個(gè)單位正電荷,故C錯(cuò)誤;鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于重核的裂變,故D錯(cuò)誤。10.D原子核的衰變過程滿意動(dòng)量守恒,放射出的粒子與反沖核的速度方向相反,由題圖依據(jù)左手定則推斷得知,該粒子與反沖核的電性相反,可知碳原子核發(fā)生的是β衰變,衰變方程為

614C→714N+-10e,11.BD鈾238發(fā)生α衰變時(shí)有質(zhì)量虧損,故A錯(cuò)誤;鈾238發(fā)生α衰變變成釷234時(shí),α粒子和釷234的結(jié)合能之和肯定大于鈾238的結(jié)合能,故B正確。β衰變的實(shí)質(zhì)是原子核內(nèi)部的一個(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子,并將電子放射到核外,形成β射線,故C錯(cuò)誤。在核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒,電荷數(shù)守恒,設(shè)X的質(zhì)量數(shù)為m,電荷數(shù)為n,則有4+14=17+m,2+7=8+n,解得m=1,n=1,所以X表示質(zhì)子,核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒,故D正確。12.ACD由核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)守恒及電荷數(shù)守恒得411H→24He+210e,故A正確。反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為Δm=4mp-mα-2me=(4×1.0073-4.0015-2×0.00055)u=0.0266u≈4.43×10-29kg,故C正確,B錯(cuò)誤。由質(zhì)能方程得ΔE=Δmc2=4.43×10-2913.A用某種頻率的光照耀大量處于基態(tài)的氫原子,受到激發(fā)后的氫原子只輻射出三種不同頻率的光,則知受激發(fā)后的氫原子處于n=3能級,可知照耀氫原子的光子能量為(-1.51eV)-(-13.6eV)=12.09eV,A選項(xiàng)正確;n=3→n=1時(shí):hνa=-1.51eV-(-13.6eV)=12.09eV,n=2→n=1時(shí):hνb=-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV,n=