(新課標)2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第12章 近代物理章末過關(guān)檢測(十二)

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1、(新課標)2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第12章 近代物理章末過關(guān)檢測(十二) 一、單項選擇題(本題共7小題,每小題6分,共42分.在每小題給出的四個選項中,只有一個選項正確) 1.(2018·滕州模擬)關(guān)于下列四幅圖說法正確的是(   ) A.玻爾原子理論的基本假設(shè)認為,電子繞核運行軌道的半徑是任意的 B.光電效應(yīng)實驗產(chǎn)生的條件為:光強大于臨界值 C.電子束通過鋁箔時的衍射圖樣證實了運動電子具有波動性 D.發(fā)現(xiàn)少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn),說明金原子質(zhì)量大而且很堅硬 解析:選C.根據(jù)玻爾理論知道,電子的軌道不是任意的,電子有確定的軌道,且軌道是量子化的,故A錯誤;光電效應(yīng)實驗產(chǎn)生

2、的條件為:光的頻率大于極限頻率,故B錯誤;電子束通過鋁箔時的衍射圖樣證實了電子具有波動性,故C正確;發(fā)現(xiàn)少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn),說明原子的質(zhì)量絕大部分集中在很小空間范圍,故D錯誤. 2.已知氦原子的質(zhì)量為MHe u,電子的質(zhì)量為me u,質(zhì)子的質(zhì)量為mp u,中子的質(zhì)量為mn u,u為原子質(zhì)量單位,且由愛因斯坦質(zhì)能方程E=mc2可知:1 u對應(yīng)于931.5 MeV的能量,若取光速 c=3×108 m/s,則兩個質(zhì)子和兩個中子聚變成一個氦核,釋放的能量為(  ) A.[2(mp+mn)-MHe]×931.5 MeV B.[2(mp+mn+me)-MHe]×931.5 MeV C.[2(

3、mp+mn+me)-MHe]·c2 J D.[2(mp+mn)-MHe]·c2 J 解析:選B.核反應(yīng)方程為2H+2n→He,質(zhì)量虧損Δm=2(mp+mn)-(MHe-2me)=2(mp+mn+me)-MHe,所以釋放的能量為ΔE=Δm×931.5 MeV=[2(mp+mn+me)-MHe]×931.5 MeV,選項B正確. 3.(2018·江蘇清江中學(xué)高三模擬)一個質(zhì)子以1.0×107 m/s的速度撞入一個靜止的鋁原子核后被俘獲,鋁原子核變?yōu)楣柙雍耍阎X核的質(zhì)量是質(zhì)子的27倍,硅核的質(zhì)量是質(zhì)子的28倍,則下列判斷中正確的是(  ) A.核反應(yīng)方程為:Al+H→Si B.核反應(yīng)方

4、程為:Al+n→Si C.硅原子核速度的數(shù)量級為107 m/s,方向跟質(zhì)子的初速度方向一致 D.硅原子核速度的數(shù)量級為106 m/s,方向跟質(zhì)子的初速度方向一致 解析:選A.由質(zhì)量數(shù)守恒,電荷數(shù)守恒可知:方程為Al+H→Si,故A正確,B錯誤;由動量守恒可知,mv=28mv′,解得v′= m/s,故數(shù)量級約為105 m/s,故C、D錯誤. 4.核能作為一種新能源在現(xiàn)代社會中已不可缺少,我國在完善核電安全基礎(chǔ)上將加大核電站建設(shè).核泄漏中的钚(Pu)是一種具有放射性的超鈾元素,它可破壞細胞基因,提高罹患癌癥的風(fēng)險.已知钚的一種同位素Pu的半衰期為24 100年,其衰變方程為Pu→X+He+

5、γ,下列說法中正確的是(  ) A.X原子核中含有92個中子 B.100個Pu經(jīng)過24 100年后一定還剩余50個 C.由于衰變時釋放巨大能量,根據(jù)E=mc2,衰變過程總質(zhì)量增加 D.衰變發(fā)出的γ射線是波長很短的光子,具有很強的穿透能力 解析:選D.根據(jù)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得,X原子核中含有92個質(zhì)子,235個核子,則中子數(shù)為235-92=143(個),選項A錯誤;半衰期是大量原子核衰變時的統(tǒng)計規(guī)律,100個Pu經(jīng)過24 100年后不一定還剩余50個,選項B錯誤;由于衰變時釋放巨大能量,衰變過程總質(zhì)量減少,選項C錯誤;衰變發(fā)出的γ射線是波長很短的光子,具有很強的穿透能

6、力,選項D正確. 5.(2018·忠縣模擬)下列四幅圖的有關(guān)說法正確的是(  ) A.圖①中,若兩球質(zhì)量相等,碰后m2的速度不可能大于v B.圖②中,射線甲由α粒子組成,每個粒子帶兩個單位正電荷 C.圖③中,在光顏色保持不變的情況下,入射光越強,遏止電壓Uc越大 D.圖④中,鏈式反應(yīng)屬于重核的衰變 解析:選A.若發(fā)生彈性碰撞,即沒有機械能損失,則m1v=m1v1+m2v2,m1v2=m1v+m2v聯(lián)立得:v2=v;若碰撞過程有機械能損失,則v2<v,總之,碰后m2的速度不可能大于v,A正確;射線丙由α粒子組成,該粒子帶兩個單位正電荷,而射線甲是β粒子,故B錯誤;根據(jù)光電效應(yīng)方程

7、Ekm=hν-W0和eUc=Ekm得,Uc=-,當入射光的頻率大于極限頻率時,遏止電壓與入射光的頻率成線性關(guān)系,與入射光的強度無關(guān),故C錯誤;一個中子轟擊后,出現(xiàn)三個中子,此鏈式反應(yīng)屬于重核的裂變,故D錯誤. 6.如圖為氫原子能級的示意圖,現(xiàn)有大量的氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài),當向低能級躍遷時輻射出若干不同頻率的光.關(guān)于這些光,下列說法正確的是(  ) A.最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的光是由n=4能級躍遷到n=1能級產(chǎn)生的 B.頻率最小的光是由n=2能級躍遷到n=1能級產(chǎn)生的 C.這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光 D.用n=2能級躍遷到n=1能級輻射出的光照射逸出功為6.34 eV

8、的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng) 解析:選D.最容易發(fā)生衍射的應(yīng)是波長最長而頻率最小、能量最低的光波,hν=h=En-Em,對應(yīng)躍遷中能級差最小的應(yīng)為n=4能級到n=3能級,故A、B錯誤;由C可知n=4能級上的氫原子共可輻射出C=6種不同頻率的光,故C錯誤;根據(jù)hν=E2-E1及發(fā)生光電效應(yīng)的條件hν≥W0可知D正確. 7.如圖所示為氫原子的能級示意圖,假設(shè)氫原子從n能級向較低的各能級躍遷的概率均為.則對300個處于n=4能級的氫原子,下列說法正確的是(  ) A.向低能級躍遷時,向外輻射的光子的能量可以是任意值 B.向低能級躍遷時,向外輻射的光子能量的最小值為12.75 eV C.輻射的

9、光子的總數(shù)為550個 D.吸收大于1 eV的光子時不能電離 解析:選C.向低能級躍遷時,向外輻射的光子的能量一定等于兩能級的能量差,A錯誤;當氫原子由第4能級躍遷到第1能級時,向外輻射的光子能量最大,其值為12.75 eV,B錯誤;這300個氫原子向低能級躍遷時,分別向第3、2、1能級躍遷100個,第3能級的100個氫原子分別向第2、1能級躍遷50個,第2能級的150個氫原子直接躍遷到第1能級,因此總共向外輻射550個光子,C正確;只要吸收的光子具有的能量大于等于0.85 eV就能使氫原子電離,D錯誤. 二、多項選擇題(本題共7小題,每小題6分,共42分.在每小題給出的四個選項中,有多個

10、選項符合題目要求,全選對的得6分,選對但不全的得3分,有錯選或不答的得0分) 8.關(guān)于原子核的結(jié)合能,下列說法正確的是(  ) A.原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量 B.一重原子核衰變成α粒子和另一原子核,衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的結(jié)合能 C.銫原子核(Cs)的結(jié)合能小于鉛原子核(Pb)的結(jié)合能 D.自由核子組成原子核時,其質(zhì)量虧損所對應(yīng)的能量大于該原子核的結(jié)合能 解析:選ABC.原子核的結(jié)合能等于核子結(jié)合成原子核所釋放的能量,也等于將原子核完全分解成核子所需要的最小能量,A正確;重核衰變時釋放能量,從能量守恒的角度可以理解,要把衰變產(chǎn)物分解成單個

11、核子需要更多的能量,所以衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的結(jié)合能,B正確;原子核的結(jié)合能是該原子核的比結(jié)合能與核子數(shù)的乘積,銫原子核(Cs)的比結(jié)合能與鉛原子核(Pb)的比結(jié)合能差不多,但銫原子核(Cs)的核子數(shù)比鉛原子核(Pb)的核子數(shù)少得多,因此其結(jié)合能小,C正確;自由核子組成原子核時,其質(zhì)量虧損所對應(yīng)的能量等于該原子核的結(jié)合能,D錯誤. 9.(2018·周口模擬)在下列關(guān)于近代物理知識的說法中,正確的是(  ) A.玻爾理論可以成功解釋氫原子的光譜現(xiàn)象 B.氫原子的核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時,原子的能量增大 C.β射線為原子的核外電子電離后形成的電子流

12、D.鈾元素的半衰期為T,當溫度發(fā)生變化時,鈾元素的半衰期也發(fā)生變化 解析:選AB.玻爾理論成功地解釋了氫原子的光譜現(xiàn)象,故A正確;氫原子的核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時,原子的能量增大,故B正確;β射線是原子核中的一個中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€電子和一個質(zhì)子,電子釋放出來,故C錯誤;半衰期的大小與溫度無關(guān),由原子核內(nèi)部因素決定.故D錯誤. 10.(2018·河北邯鄲模擬)下列說法正確的是(  ) A.盧瑟福和他的助手做α粒子轟擊金箔實驗,證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的 B.波爾原子理論第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域,提出了定態(tài)和躍遷的概念,成功地解釋了氫原子光譜的實驗規(guī)律 C.在

13、α、β、γ這三種射線中,γ射線的穿透能力最強,β射線的電離能力最強 D.在原子核中,比結(jié)合能越大表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固 解析:選BD.盧瑟福和他的助手做α粒子轟擊金箔實驗,提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,故A錯誤;波爾原子理論第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域,提出了定態(tài)和躍遷的概念,成功地解釋了氫原子光譜的實驗規(guī)律,故B正確;在α、β、γ這三種射線中,γ射線的穿透能力最強,α射線的電離能力最強,故C錯誤;在原子核中,比結(jié)合能越大的原子核,核子結(jié)合得越牢固,故D正確. 11.氦3與氘的核聚變發(fā)電不產(chǎn)生溫室氣體,不產(chǎn)生放射性物質(zhì),是一種十分清潔、安全和環(huán)保的能源,開發(fā)月壤中蘊藏豐富的氦3資源,

14、對人類社會今后的可持續(xù)發(fā)展具有深遠意義.該核反應(yīng)可表示為He+H→Li+X(X表示某種粒子),若He、H和Li的質(zhì)量分別為m1、m2、m3,則下列選項正確的是(  ) A.X為中子 B.這種核反應(yīng)在月球上可自發(fā)進行 C.高速的X粒子可以用來工業(yè)探傷 D.該反應(yīng)釋放的核能ΔE<(m1+m2-m3)c2 解析:選AD.由電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可得X為n,A正確;輕核聚變又稱熱核反應(yīng),必須在高溫下進行,不能在月球上自發(fā)進行,B錯誤;能夠用來工業(yè)探傷的是γ射線,并非高速中子流,C錯誤;由質(zhì)能方程可知,該反應(yīng)釋放的核能ΔE=(m1+m2-m3-mn)c2<(m1+m2-m3)c2,D正確.

15、12.如圖所示,在氫原子能級圖中,氫原子從各個較高能級躍遷至同一較低能級時,會發(fā)出一系列光譜線,形成譜線系,分別稱為賴曼線系、巴耳末線系、帕邢線系等.在同一譜線系中,下列說法正確的是(  ) A.每一次躍遷都會釋放出一個電子,使原子變?yōu)榱W? B.各種躍遷都會釋放出不同能量的光子 C.各條譜線具有相同的頻率 D.躍遷后原子的能級是相同的 解析:選BD.由hν=Em-En可得,各種不同能級的氫原子從高能級躍遷至低能級,會釋放不同能量(不同頻率)的光子,A、C錯誤,B正確;躍遷后原子的能級相同,D正確. 13.(2018·山西模擬)核反應(yīng)堆是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng),釋放出大量核

16、能.U+n→Ba+Kr+aX是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種,X是某種粒子,a是X粒子的個數(shù),用mU、mBa、mKr分別表示92U、Ba、Kr核的質(zhì)量,mX表示X粒子的質(zhì)量,c為真空中的光速,以下說法正確的是(  ) A.X為中子,a=2 B.X為中子,a=3 C.上述核反應(yīng)中放出的核能ΔE=(mU-mBa-mKr-2mX)c2 D.上述核反應(yīng)中放出的核能ΔE=(mU-mBa-mKr-3mX)c2 解析:選BC.核反應(yīng)中,質(zhì)量數(shù)守恒,電荷數(shù)守恒,則知U+n→Ba+Kr+aX中X為n,a=3,則A錯誤,B正確;由ΔE=Δmc2可得:ΔE=(mU+mX-mBa-mKr-3mX)c2=(

17、mU-mBa-mKr-2mX)c2,則C正確,D錯誤. 14.在探究光電效應(yīng)現(xiàn)象時,某小組的同學(xué)分別用波長為λ、2λ的單色光照射某金屬,逸出的光電子最大速度之比為2∶1,普朗克常量用h表示,光在真空中的速度用c表示.則(  ) A.光電子的最大初動能之比為2∶1 B.該金屬的截止頻率為 C.該金屬的截止頻率為 D.用波長為λ的單色光照射該金屬時能發(fā)生光電效應(yīng) 解析:選BD.由于兩種單色光照射下,逸出的光電子的最大速度之比為2∶1,由Ek=mv2可知,光電子的最大初動能之比為4∶1,選項A錯誤;又由hν=W+Ek知,h=W+mv,h=W+mv,又v1=2v2,解得W=h,則該金屬的截

18、止頻率為,選項B正確,C錯誤;光的波長小于或等于3λ時才能發(fā)生光電效應(yīng),選項D正確. 三、非選擇題(本題共1小題,共16分,按題目要求作答) 15.(16分)如圖所示是研究光電管產(chǎn)生的電流的電路圖,A、K是光電管的兩個電極,已知該光電管陰極的極限頻率為ν0.現(xiàn)將頻率為ν(大于ν0)的光照射在陰極上,則: (1)________是陰極,陰極材料的逸出功等于________. (2)加在A、K間的正向電壓為U時,到達陰極的光電子的最大動能為____________,將A、K間的正向電壓從零開始逐漸增加,電流表的示數(shù)的變化情況是________________. (3)為了阻止光電子到

19、達陽極,在A、K間應(yīng)加 U反=________的反向電壓. (4)下列方法一定能夠增加飽和光電流的是________. A.照射光頻率不變,增加光強 B.照射光強度不變,增加光的頻率 C.增加A、K電極間的電壓 D.減小A、K電極間的電壓 解析:(1)被光照射的金屬將有光電子逸出,故K是陰極,逸出功與極限頻率的關(guān)系為W0=hν0. (2)根據(jù)光電效應(yīng)方程可知,逸出的光電子的最大初動能為hν-h(huán)ν0,經(jīng)過電場加速獲得的能量為eU,所以到達陽極的光電子的最大動能為hν-h(huán)ν0+eU,隨著電壓增加,單位時間內(nèi)到達陽極的光電子數(shù)量將逐漸增多,但當從陰極逸出的所有光電子都到達陽極時,再增大電壓,也不可能使單位時間內(nèi)到達陽極的光電子數(shù)量增多.所以,電流表的示數(shù)先是逐漸增大,直到保持不變. (3)從陰極逸出的光電子在到達陽極的過程中將被減速,被電場消耗的動能為eU反,如果hν-h(huán)ν0=eU反,就將沒有光電子能夠到達陽極,所以U反=. (4)要增加單位時間內(nèi)從陰極逸出的光電子的數(shù)量,就需要增加照射光單位時間內(nèi)入射光子的個數(shù),所以只有A正確. 答案:(1)K hν0 (2)hν-h(huán)ν0+eU 逐漸增大,直至保持不變 (3)  (4)A

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