〔課標(biāo)版〕2022屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題五第11講近代物理初步練習(xí)PAGE15-第11講近代物理初步一、單項(xiàng)選擇題1.以下說法正確的選項(xiàng)是()A.88226Ra→86B.12H+13HC.92235U+01n→54D.1124Na→12答案BA項(xiàng)中自發(fā)地放出氦原子核,是α衰變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;聚變是質(zhì)量輕的核結(jié)合成質(zhì)量重的核,選項(xiàng)B正確;裂變是質(zhì)量較重的核分裂成質(zhì)量較輕的幾個(gè)核,C項(xiàng)中的反響是裂變,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D項(xiàng)中自發(fā)地放出電子,是β衰變,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.(2022四川涼山模擬)關(guān)于原子核反響,以下描述正確的選項(xiàng)是()A.溫度升高,放射性元素衰變的半衰期減小B.放射性物質(zhì)

92C.90232Th經(jīng)過6次α衰變、4次β衰變后變成D.用中子轟擊鈾核,產(chǎn)生幾個(gè)中等質(zhì)量原子核的現(xiàn)象屬于核聚變答案C放射性元素衰變的半衰期僅由核內(nèi)部自身的因素決定,與溫度無關(guān),故A錯(cuò)誤;β衰變所釋放的電子來源于核內(nèi)的中子,由中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子與電子,故B錯(cuò)誤;設(shè)

90232Th經(jīng)過x次α衰變、y次β衰變后變成3.對(duì)于核反響方程

86222Rn→84218Po+X,反響中釋放能量,A.此核反響是氡核

86B.此核反響生成物X中含有兩個(gè)質(zhì)子、兩個(gè)中子C.此核反響過程中電荷數(shù)和質(zhì)量均守恒D.由于釋放能量,該核反響不滿足能量守恒定律答案B由核反響過程中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)均守恒可知,此核反響方程中的X是氦核,有兩個(gè)質(zhì)子、兩個(gè)中子,即此核反響是α衰變,A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;此核反響過程中釋放能量,有質(zhì)量虧損,C項(xiàng)錯(cuò)誤;該核反響過程中雖釋放能量,但該核反響仍滿足能量守恒定律,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.放射性元素釙(84210Po)發(fā)生衰變時(shí),會(huì)產(chǎn)生

24He和一種未知粒子,并放出γ射線,其核反響方程為

84210Po→82A.2B.y=206C.X核的中子個(gè)數(shù)為126D.這種核反響為β衰變答案B24He的穿透能力比γ射線弱,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;y=210-4=206,選項(xiàng)B正確;X核的中子個(gè)數(shù)為206-82=124,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;題中的核5.(2022河北承德模擬)如下圖為氫原子的能級(jí)圖,對(duì)于處在n=4能級(jí)的大量氫原子,以下說法正確的選項(xiàng)是()A.這群氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)一共可以輻射出4種不同頻率的光子B.處在n=4能級(jí)的氫原子可以吸收任何一種光子而躍遷到高能級(jí)C.這群氫原子從n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)時(shí)向外輻射的光子的波長(zhǎng)最長(zhǎng)D.這群氫原子輻射的光子中如果只有兩種能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),那么該金屬的逸出功W0應(yīng)滿足10.2eV<W0≤12.09eV答案D這群氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)能夠輻射出6種不同頻率的光子,A錯(cuò)誤;氫原子從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷時(shí)吸收的能量等于兩能級(jí)的能量差,B錯(cuò)誤;氫原子從n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)時(shí)向外輻射出的光子的頻率最大,波長(zhǎng)最短,C錯(cuò)誤;如果這群氫原子輻射出的光子中只有兩種能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),那么這兩種光子分別是由氫原子從n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)和氫原子從n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)時(shí)輻射出的,由光電效應(yīng)發(fā)生的條件可知,該金屬的逸出功應(yīng)滿足E2-E1<W0≤E3-E1,即10.2eV<W0≤12.09eV,D正確。6.(2022西安八校模擬)能源是社會(huì)開展的根底,開展核能是解決能源問題的途徑之一,核能作為一種新能源在現(xiàn)代社會(huì)中已不可缺少,我國在完善核電平安根底上將加大核電站建設(shè)規(guī)模。核泄漏中的钚(Pu)是一種具有放射性的超鈾元素,它可破壞細(xì)胞基因,提高罹患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。钚的一種同位素

94239Pu的半衰期為24100年,其衰變方程為

94239Pu→X+2A.X原子核中含有92個(gè)中子B.100個(gè)

94C.由于衰變時(shí)釋放巨大的能量,根據(jù)E=mc2,衰變過程總質(zhì)量增加D.衰變發(fā)出的γ射線是波長(zhǎng)很短的光子,具有很強(qiáng)的穿透能力答案D由方程式可計(jì)算X原子核為

92235U,原子核含質(zhì)子92個(gè),中子143個(gè),故A項(xiàng)錯(cuò)誤;放射性元素的衰變規(guī)律是統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對(duì)大量的原子核衰變才有意義,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;衰變時(shí)釋放巨大能量,即有能量損失,根據(jù)E=mc7.(2022北京理綜,19,6分)光電管是一種利用光照射產(chǎn)生電流的裝置,當(dāng)入射光照在管中金屬板上時(shí),可能形成光電流。表中給出了6次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。組次入射光子的能量/eV相對(duì)光強(qiáng)光電流大小/mA逸出光電子的最大動(dòng)能/eV第一組1234.04.04.0弱中強(qiáng)2943600.90.90.9第二組4566.06.06.0弱中強(qiáng)2740552.92.92.9由表中數(shù)據(jù)得出的論斷中不正確的選項(xiàng)是()A.兩組實(shí)驗(yàn)采用了不同頻率的入射光B.兩組實(shí)驗(yàn)所用的金屬板材質(zhì)不同C.假設(shè)入射光子的能量為5.0eV,逸出光電子的最大動(dòng)能為1.9eVD.假設(shè)入射光子的能量為5.0eV,相對(duì)光強(qiáng)越強(qiáng),光電流越大答案B此題考查了光電管在光照下產(chǎn)生光電流的現(xiàn)象和考生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析能力,培養(yǎng)了考生的科學(xué)探究素養(yǎng)。表格中入射光子的能量不同,根據(jù)光子的能量E=hν可知兩組實(shí)驗(yàn)采用的入射光的頻率不同,再由光電效應(yīng)方程解得兩組實(shí)驗(yàn)中金屬的逸出功都是3.1eV,所以A選項(xiàng)正確,B選項(xiàng)不正確。當(dāng)入射光子的能量為5.0eV時(shí),Ekm=hν-W=1.9eV,故C選項(xiàng)正確。當(dāng)入射光子的能量為5.0eV時(shí),相對(duì)光強(qiáng)越強(qiáng),單位時(shí)間內(nèi)飛出的光電子越多,光電流越大,所以D選項(xiàng)正確。8.(2022湖南師大附中模擬)某靜止的原子核發(fā)生核反響且釋放出能量Q。其方程為

ABX→CDYA.Y原子核的速度大小為ECB.Y原子核的動(dòng)能是Z原子核的動(dòng)能的DFC.Y原子核和Z原子核的質(zhì)量之和比X原子核的質(zhì)量大QcD.Y和Z的結(jié)合能之和一定大于X的結(jié)合能答案D設(shè)Y原子核的速度大小為v',由動(dòng)量守恒有0=Dv'-Fv,所以v'=FDv,所以A錯(cuò)誤;Y原子核的動(dòng)能EkY=F22Dv'2,Z原子核的動(dòng)能為EkZ=12二、多項(xiàng)選擇題9.圖示為氫原子能級(jí)圖以及從n=3、4、5、6能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)時(shí)輻射的四條光譜線,從n=3躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)輻射光的波長(zhǎng)為656nm,以下表達(dá)正確的有()A.四條譜線中頻率最大的是HδB.用633nm的光照射能使氫原子從n=2躍遷到n=3的能級(jí)C.一群處于n=3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí),最多產(chǎn)生3種譜線D.如果Hδ可以使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng),只要照射時(shí)間足夠長(zhǎng),光的強(qiáng)度足夠大,Hβ也可以使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)答案AC頻率最大的光子對(duì)應(yīng)的能量最大,即躍遷時(shí)能量差最大,故從n=6躍遷到n=2的輻射光頻率最大,選項(xiàng)A正確;原子躍遷過程中,吸收光子的能量應(yīng)剛好等于兩能級(jí)的能量差,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;從n=3向低能級(jí)躍遷時(shí),可以是從3→2、2→1或者是3→1,即有三種頻率不同的光子,選項(xiàng)C正確;光電效應(yīng)與光照的時(shí)間無關(guān),Hδ光子的能量最大,故其他光子不一定可以使該金屬發(fā)生光電效應(yīng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。10.(2022天津理綜,6,6分)我國核聚變反響研究大科學(xué)裝置“人造太陽〞2022年獲得重大突破,等離子體中心電子溫度首次到達(dá)1億攝氏度,為人類開發(fā)利用核聚變能源奠定了重要的技術(shù)根底。以下關(guān)于聚變的說法正確的選項(xiàng)是()A.核聚變比核裂變更為平安、清潔B.任何兩個(gè)原子核都可以發(fā)生聚變C.兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核,總質(zhì)量較聚變前增加D.兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核,核子的比結(jié)合能增加答案AD此題以“人造太陽〞為背景,考查核聚變反響,以及學(xué)生的理解能力,表達(dá)了科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任的核心素養(yǎng),也表達(dá)了應(yīng)用與創(chuàng)新的價(jià)值觀念。因?yàn)橹睾肆炎兒?產(chǎn)物中存在不穩(wěn)定的核,而且放射性產(chǎn)物較多,輕核聚變與之相比更平安、清潔,所以A項(xiàng)正確。輕原子核才會(huì)發(fā)生聚變,所以B項(xiàng)錯(cuò)誤。核反響過程中存在質(zhì)量虧損,釋放能量,所以C項(xiàng)錯(cuò)誤。核反響后產(chǎn)生的新核相對(duì)穩(wěn)定,比結(jié)合能增加,故D項(xiàng)正確。11.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,核聚變反響可以看做是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。表中列出了局部粒子的質(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以下說法中正確的選項(xiàng)是()A.核反響方程為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.聚變反響過程中釋放的能量約為4.0×10-12J答案ACD由核反響的質(zhì)量數(shù)守恒及電荷數(shù)守恒得411H→24He+210e,故A正確;反響中的質(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B錯(cuò)誤,C正確;由質(zhì)能方程得ΔE=Δmc2=4.43×10-2912.(2022福建龍巖質(zhì)檢)氫原子的能級(jí)圖如下圖,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,以下說法中正確的選項(xiàng)是()A.大量處于n=3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)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(jí)的氫原子向低能級(jí)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(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光中有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(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光中有2種頻率的光能使鈉產(chǎn)生光電效應(yīng)答案AD大量處于n=3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí),可以發(fā)出C32=3種頻率的光子,光子能量分別為12.09eV、10.2eV、1.89eV,故只能發(fā)出1種頻率的可見光,應(yīng)選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;躍遷時(shí)發(fā)出的光子能量有兩種頻率的光子的能量大于鈉的逸出功,故有2種頻率的光能使鈉產(chǎn)生光電效應(yīng),13.(2022山西太原模擬)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

90234Th→A.一塊純潔的釷234礦石經(jīng)過24天,礦石的質(zhì)量?jī)H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(duì)人體細(xì)胞破壞能力較大答案BC一塊純潔的釷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?jī)H剩下原來質(zhì)量的一半,所以A錯(cuò)誤;根據(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)的穿透本領(lǐng),電離作用很弱,所以D錯(cuò)誤。14.(2022湖北武漢質(zhì)檢)我國自主研發(fā)的釷基熔鹽堆是瞄準(zhǔn)未來20~30年后核能產(chǎn)業(yè)開展需求的第四代核反響堆,是一種液態(tài)燃料堆,使用釷鈾核燃料循環(huán),以氟化鹽為冷卻劑,將天然核燃料和可轉(zhuǎn)化核燃料熔融于高溫氟化鹽中,攜帶核燃料在反響堆內(nèi)部和外部進(jìn)行循環(huán)。釷232不能直接使用,需要俘獲一個(gè)中子后經(jīng)過2次β衰變轉(zhuǎn)化成鈾233再使用,鈾233的一種典型裂變方程是

92233U+01n→

56142Ba+3689Kr+30A.鈾233比釷232少一個(gè)中子B.鈾233、鋇142、氪89三個(gè)核中氪89的結(jié)合能最小,比結(jié)合能卻最大C.鈾233、鋇142、氪89三個(gè)核中鈾233的結(jié)合能最大,比結(jié)合能也最大D.