2022高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題五 近代物理初步突破練

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1、2022高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題五 近代物理初步突破練 [限訓(xùn)練·通高考]　　 　　　　　　　　　　　　 　科學(xué)設(shè)題　拿下高考高分 (45分鐘) 一、單項(xiàng)選擇題 1．(2018·高考天津卷)國家大科學(xué)工程——中國散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功，獲得中子束流，可以為諸多領(lǐng)域的研究和工業(yè)應(yīng)用提供先進(jìn)的研究平臺(tái)．下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是(　　) A.N俘獲一個(gè)α粒子，產(chǎn)生O并放出一個(gè)粒子 B.Al俘獲一個(gè)α粒子，產(chǎn)生P并放出一個(gè)粒子 C.B俘獲一個(gè)質(zhì)子，產(chǎn)生Be并放出一個(gè)粒子 D.Li俘獲一個(gè)質(zhì)子，產(chǎn)生He并放出一個(gè)粒子 解析：由核反應(yīng)過程中遵循質(zhì)

2、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.N＋He→O＋H，選項(xiàng)A錯(cuò)誤.Al＋He→P＋n，選項(xiàng)B正確.B＋H→Be＋He，選項(xiàng)C錯(cuò)誤.Li＋H→He＋He，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：B 2．(2018·河南洛陽一模)下列說法正確的是(　　) A．玻爾根據(jù)光的波粒二象性，大膽提出假設(shè)，認(rèn)為實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性 B．鈾核裂變的核反應(yīng)方程是U→Ba＋Kr＋2n C．原子從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷，不吸收光子也能實(shí)現(xiàn) D．根據(jù)愛因斯坦的“光子說”可知，光的波長越大，光子的能量越大 解析：德布羅意根據(jù)光的波粒二象性，大膽提出假設(shè)，認(rèn)為實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；鈾核是在中子轟擊下

3、發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，鈾核裂變的核反應(yīng)方程是U＋n→Ba＋Kr＋3n，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；受到電子或其他粒子碰撞，原子也可以從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷，即原子從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷，不吸收光子也能實(shí)現(xiàn)，選項(xiàng)C正確；根據(jù)愛因斯坦的“光子說”可知，光的頻率越高，波長越小，光子的能量越大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：C 3．(2018·湖南張家界高三第三次模擬)2017年12月6日?qǐng)?bào)道，中國散裂中子源項(xiàng)目將于2018年前后建成．日前，位于廣東東莞的國家大科學(xué)工程——中國散裂中子源(CSNS)首次打靶成功，獲得中子束流，這標(biāo)志著CSNS主體工程順利完工，進(jìn)入試運(yùn)行階段．對(duì)于有關(guān)中子的研究，下面說法正確的是(　　) A．中子和其

4、他微觀粒子，都具有波粒二象性 B．一個(gè)氘核和一個(gè)氚核經(jīng)過核反應(yīng)后生成氦核和中子是裂變反應(yīng) C．盧瑟福通過分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子 D．核反應(yīng)方程Po→X＋He中的y＝206，X中中子個(gè)數(shù)為128 解析：所有粒子都具有波粒二象性，A正確；裂變是較重的原子核分裂成較輕原子核的反應(yīng)，而該反應(yīng)是較輕的原子核的聚變反應(yīng)，B錯(cuò)誤；盧瑟福通過分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，查德威克通過α粒子轟擊鈹核(Be)獲得碳核(C)的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了中子，C錯(cuò)誤；y＝210－4＝206，X中中子個(gè)數(shù)為206－82＝124，D錯(cuò)誤． 答案：A 4．如圖所示，圖甲為光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路

5、圖，圖乙為光電子最大初動(dòng)能與光電管入射光頻率關(guān)系圖象．下列說法正確的是(　　) A．光電管加正向電壓時(shí)，電壓越大光電流越大 B．光電管加反向電壓時(shí)不可能有光電流 C．由圖可知，普朗克常量數(shù)值上等于|| D．由圖可知，普朗克常量數(shù)值上等于|| 解析：光電管加正向電壓時(shí)，如果正向電壓從零開始逐漸增大，光電流也會(huì)逐漸增大，但光電流達(dá)到飽和時(shí)，即使電壓增大，電流也不會(huì)變化，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因?yàn)楣怆娮佑袆?dòng)能，即使光電管加反向電壓，也可能有光電流，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，圖象斜率大小為普朗克常量，所以普朗克常量數(shù)值上等于||，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤． 答案：C 5．

6、(2018·寧夏石嘴山高三四月適應(yīng)性測(cè)試)下列說法正確的是(　　) A．湯姆孫通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型 B．氫原子從基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷時(shí)，需要吸收能量 C．質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，則質(zhì)子與中子結(jié)合為氘核的反應(yīng)是人工核轉(zhuǎn)變，放出的能量為(m3－m1－m2)c2 D．紫外線照射到金屬鋅板表面時(shí)能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)，則當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時(shí)，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能也隨之增大 解析：盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故A錯(cuò)誤；氫原子從基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷時(shí)，需要吸收能量，故B正確；根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2，當(dāng)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中

7、子結(jié)合成一個(gè)氘核時(shí)，質(zhì)量虧損為Δm＝m1＋m2－m3，因此核反應(yīng)放出的能量ΔE＝(m1＋m2－m3)c2，故C錯(cuò)誤；光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，與光照強(qiáng)度無關(guān)，因此增大光照強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能不變，故D錯(cuò)誤． 答案：B 6．(2018·百校聯(lián)盟TOP20四月聯(lián)考)核反應(yīng)方程N(yùn)＋H→C＋X＋ΔE中，N的質(zhì)量為m1、H的質(zhì)量為m2、C的質(zhì)量為m3、X的質(zhì)量為m4，光在真空中的速度為c，則下列判斷正確的是(　　) A．X是He，ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2 B．X是He，ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2 C．X是He，ΔE＝(m3＋m4－m1－m2)c2 D．X

8、是He，ΔE＝(m3＋m4－m1－m2)c2 解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知X是He，反應(yīng)中虧損的質(zhì)量為Δm＝m1＋m2－m3－m4，故釋放的能量ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3－m4)c2，故選B. 答案：B 7.如圖所示為氫原子的能級(jí)圖，用某種頻率的光照射大量處于基態(tài)的氫原子，結(jié)果受到激發(fā)后的氫原子能輻射出三種不同頻率的光子，讓輻射出的光子照射某種金屬，發(fā)現(xiàn)有兩種頻率的光子能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，其中一種光子恰好能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則逸出的光電子的最大初動(dòng)能為(　　) A．0　　　　　　　　　 B.1.89 eV C．10.2 eV D．12.09 eV 解析：根

9、據(jù)C＝3，得n＝3，因此受到激發(fā)后的氫原子處于第n＝3能級(jí)，因有兩種頻率的光子能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，且其中一種光子恰好能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故這兩種頻率的光子分別是從2到1、3到1輻射出來的，而且3到1輻射的光子能量大于2到1輻射的光子能量，故3到1輻射出來的光子頻率大于2到1輻射出來的光子頻率，故從2到1輻射出來的光子恰好讓該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，即該金屬的逸出功為W0＝－3.40 eV－(－13.60 eV)＝10.20 eV，當(dāng)用從3到1輻射出來的光子照射時(shí)，根據(jù)光電效應(yīng)方程得光電子的最大初動(dòng)能為Ek＝hν－W0，其中hν＝－1.51 eV－(－13.60 eV)＝12.09 eV，故E

10、k＝12.09 eV－10.20 eV＝1.89 eV，故選B. 答案：B 8．(2018·安徽六安高三下學(xué)期模擬)下列說法正確的是(　　) A．原子核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，這種轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的電子發(fā)射到核外，就是β粒子，這就是β衰變 B．氡222的半衰期是3.8天，鐳226的半衰期是1 620年，所以一個(gè)確定的氡222核一定比一個(gè)確定的鐳226核先衰變 C．按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電勢(shì)能增大，電子的動(dòng)能減小，原子的總能量減小 D．原子核越大，它的結(jié)合能越高，原子核能級(jí)越穩(wěn)定 解析：原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，這種

11、轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的電子發(fā)射到核外，就是β粒子，這就是β衰變的實(shí)質(zhì)，故A正確；對(duì)于大量原子和有半數(shù)發(fā)生衰變所用的時(shí)間是半衰期，對(duì)于一個(gè)確定的原子核，半衰期沒有意義，故B錯(cuò)誤；按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電子的動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大，原子的總能量增加，故C錯(cuò)誤；結(jié)合能越高，原子核不一定穩(wěn)定，比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，故D錯(cuò)誤． 答案：A 二、多項(xiàng)選擇題 9．一靜止原子核A經(jīng)1次α衰變生成原子核B，并釋放出γ光子．已知A的比結(jié)合能為E1，B的比結(jié)合能為E2，α粒子的比結(jié)合能為E3，γ光子的能量為E4，則下列說法正確的是(　　) A．B核在元素周期表的位置比A核

12、前移2位 B．比結(jié)合能E1小于比結(jié)合能E2 C．由能量守恒可知E2－E1＝E3＋E4 D．該反應(yīng)過程質(zhì)量一定增加 解析：根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，寫出原子核衰變的方程為A→He＋B，故B核在元素周期表的位置比A核前移2位，故A正確；衰變過程中釋放能量，可知比結(jié)合能E1小于比結(jié)合能E2，故B正確；比結(jié)合能是原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比，由能量守恒可知E4＝(y－4)E2＋4E3－yE1，故C錯(cuò)誤；該反應(yīng)的過程中釋放熱量，由質(zhì)能方程可知，一定有質(zhì)量虧損，故D錯(cuò)誤． 答案：AB 10．(2018·浙江名校協(xié)作體聯(lián)考)下列說法正確的是(　　) A．德布羅意指出微觀粒子的動(dòng)量越大，其對(duì)應(yīng)的波長

13、就越小 B．γ射線是頻率極高的電磁波，其在云室中穿過會(huì)留下清晰的徑跡 C．根據(jù)玻爾原子模型，氫原子輻射光子后，其繞核運(yùn)動(dòng)的電子動(dòng)能將增大 D．太陽輻射能量的主要來源與核電站發(fā)生的核反應(yīng)一樣都是重核裂變 解析：根據(jù)德布羅意物質(zhì)波公式p＝知，微觀粒子的動(dòng)量越大，其對(duì)應(yīng)的波長就越小，選項(xiàng)A正確；γ射線是頻率極高的電磁波，電離作用很弱，云室是依賴帶電粒子電離作用留下徑跡的，所以γ射線在云室中穿過不會(huì)留下清晰的徑跡，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)玻爾原子模型，氫原子輻射光子后，其繞核運(yùn)動(dòng)的半徑將減小，電勢(shì)能減小，總能量減小，但運(yùn)動(dòng)速度增大，電子動(dòng)能將增大，選項(xiàng)C正確；太陽輻射能量的主要來源是輕核聚變，與核電站

14、發(fā)生的核反應(yīng)(重核裂變)不一樣，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：AC 11．(2018·安徽名?？荚?已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1，n＝2、3能級(jí)所對(duì)應(yīng)的能量分別為E2和E3，大量處于第3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷放出若干頻率的光子．依據(jù)玻爾理論，下列說法正確的是(　　) A．產(chǎn)生的光子的最大頻率為 B．當(dāng)氫原子從能級(jí)n＝2躍遷到n＝1時(shí)，對(duì)應(yīng)的電子的軌道半徑變小，能量也變小 C．若氫原子從能級(jí)n＝2躍遷到n＝1時(shí)放出的光子恰好能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則當(dāng)氫原子從能級(jí)n＝3躍遷到n＝1時(shí)放出的光子照到該金屬表面時(shí)， 逸出的光電子的最大初動(dòng)能為E3－E2 D．若要使處于能級(jí)n＝3的氫原子電離，可以采

15、用兩種方法：一是用能量為－E3的電子撞擊氫原子，二是用能量為－E3的光子照射氫原子 解析：大量處于能級(jí)n＝3的氫原子向低能級(jí)躍遷能產(chǎn)生3種不同頻率的光子，產(chǎn)生光子的最大頻率為，故A錯(cuò)誤．當(dāng)氫原子從能級(jí)n＝2躍遷到n＝1時(shí)，能量減小，電子離原子核更近，電子軌道半徑變小，故B正確．若氫原子從能級(jí)n＝2躍遷到n＝1時(shí)放出的光子恰好能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，由光電效應(yīng)方程可知，該金屬的逸出功恰好等于E2－E1，則當(dāng)氫原子從能級(jí)n＝3躍遷到n＝1時(shí)放出的光子照射該金屬時(shí)，逸出光電子的最大初動(dòng)能為E3－E1－(E2－E1)＝E3－E2，故C正確．電子是有質(zhì)量的，撞擊氫原子是發(fā)生彈性碰撞，由于電子和氫原子質(zhì)

16、量不同，故電子不能把－E3的能量完全傳遞給氫原子，因此不能使氫原子完全電離，而光子的能量可以完全被氫原子吸收，故D錯(cuò)誤． 答案：BC 12．(2018·貴州四月份高三適應(yīng)性考試)14C是碳元素的一種具有放射性的同位素，衰變方式為β衰變，其半衰期約為5 730年．已知一個(gè)14C原子核由6個(gè)質(zhì)子和8個(gè)中子組成．下列說法正確的是(　　) A．14C衰變后轉(zhuǎn)變?yōu)?4N B．14C衰變過程中發(fā)出的β射線是由核外電子電離產(chǎn)生的 C．14C原子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，其半衰期不會(huì)發(fā)生改變 D．14C樣品經(jīng)歷3個(gè)半衰期后，樣品中14C的質(zhì)量只有原來的 解析：14C衰變方式為β衰變，則放出一個(gè)負(fù)電子后，質(zhì)

17、量數(shù)不變，電荷數(shù)增加1，變?yōu)?4N，選項(xiàng)A正確；14C衰變過程中發(fā)出的β射線是由核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)放出的負(fù)電子，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；半衰期與化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，則14C原子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，其半衰期不會(huì)發(fā)生改變，選項(xiàng)C正確；14C樣品經(jīng)歷3個(gè)半衰期后，樣品中14C的質(zhì)量只有原來的()3＝，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：AC 13.研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，以頻率為ν的光照射光電管陰極K時(shí)，有光電子產(chǎn)生．由于光電管K、A間加的是反向電壓，光電子從陰極K發(fā)射后將向陽極A做減速運(yùn)動(dòng)．光電流i由圖中電流計(jì)G測(cè)出，反向電壓U由電壓表V測(cè)出，當(dāng)電流計(jì)的示數(shù)恰好為零時(shí)，電壓表的示數(shù)稱為反向遏止電壓Uc.在下列表示光

18、電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的圖象中，正確的是(　　) 解析：反向電壓U和頻率一定時(shí)，發(fā)生光電效應(yīng)產(chǎn)生的光電子數(shù)與光強(qiáng)成正比，則單位時(shí)間到達(dá)陰極A的光電子數(shù)與光強(qiáng)也成正比，故光電流i與光強(qiáng)I成正比，A正確．由動(dòng)能定理知－qUc＝0－Ekm，又因Ekm＝hν－W0，所以Uc＝－，可知遏止電壓Uc與頻率ν是線性關(guān)系，不是正比關(guān)系，故B錯(cuò)誤．光強(qiáng)I與頻率ν一定時(shí)，光電流i隨反向電壓的增大而減小，又據(jù)光電子動(dòng)能大小的分布概率及發(fā)出后的方向性可知，C正確．由光電效應(yīng)知金屬中的電子對(duì)光子的吸收是十分迅速的，時(shí)間小于10－9 s,10－9 s后，光強(qiáng)I和頻率ν一定時(shí)，光電流恒定，故D正確． 答案：ACD 1

19、4．如圖所示，人工元素原子核 Nh開始靜止在勻強(qiáng)磁場B1、B2的邊界MN上，某時(shí)刻發(fā)生裂變生成一個(gè)氦原子核He和一個(gè)Rg原子核，裂變后的粒子速度方向均垂直于B1、B2的邊界MN.氦原子核通過B1區(qū)域第一次經(jīng)過MN邊界時(shí)，距出發(fā)點(diǎn)的距離為l，Rg原子核第一次經(jīng)過MN邊界距出發(fā)點(diǎn)的距離也為l.則下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．兩磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度之比B1∶B2＝111∶141 B．兩磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度之比B1∶B2＝111∶2 C．氦原子核和Rg原子核各自旋轉(zhuǎn)第一個(gè)半圓的時(shí)間比為2∶141 D．氦原子核和Rg原子核各自旋轉(zhuǎn)第一個(gè)半圓的時(shí)間比為111∶141 解析：原子核裂變的方程為 Nh→He＋Rg，由題意知帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，偏轉(zhuǎn)半徑為r＝，由題意可知二者偏轉(zhuǎn)半徑相等，由于原子核由靜止裂變，動(dòng)量守恒，即m1v1＝m2v2，所以有q1B1＝q2B2，易得＝＝，故A錯(cuò)誤，B正確；又T＝，由前面可知，q1B1＝q2B2，所以＝，粒子在第一次經(jīng)過MN邊界時(shí)，運(yùn)動(dòng)了半個(gè)周期，所以＝＝，故C正確，D錯(cuò)誤． 答案：BC