（新课标）2020高考物理二轮复习 专题强化训练11 近代物理初步和物理学史（含解析）

专题强化训练(十一)一、选择题(共10个小题，每题5分，2、9、10为多选，其余为单项选择题，共50分)1(2018课标全国)1934年，约里奥居里夫妇用粒子轰击铝核1327Al，产生了第一个人工放射性核素X：1327Al01nX.X的原子序数和质量数分别为()A15和28B15和30C16和30 D17和31答案B解析根据核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒可知，X的电荷数为21315，质量数为427130，根据原子核的电荷数等于原子序数，可知X的原子序数为15，质量数为30，B项正确2有关波粒二象性的微观世界的基本特征，以下说法正确的有()A光电效应现象揭示了光的粒子性B热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波也相等答案AB解析光电效应说明光的粒子性，所以A项正确；热中子在晶体上产生衍射图样，即运动的实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，所以B项正确；黑体辐射的实验规律说明电磁辐射具有量子化，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐射用光的粒子性解释，即C项错误；根据的德布罗意波长公式，p22mEk，又因为质子的质量大于电子的质量，所以动能相等的质子和电子，质子的德布罗意波较短，所以D项错误3月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3”(23He)的化学元素，是核聚变的重要原料之一科学家初步估计月球上至少有100万吨“氦3”，如果相关技术开发成功，将可为地球带来取之不尽的能源关于“氦3”与氘核(12H)聚变生成“氦4”(24He)，下列说法中正确的是()A该核反应方程式为23He12H24He11HB该核反应生成物的质量大于参加反应物的质量C该核反应出现质量亏损，吸收能量D因为“氦3”比“氦4”的比结合能小，所以“氦3”比“氦4”稳定答案A解析该核反应方程为23He12H24He11H，电荷数守恒，质量数守恒，故A项正确；关于“氦3(23He)”与氘核(12H)聚变生成氦4(24He)和质子，有大量的能量放出，根据爱因斯坦质能方程知有质量亏损，生成物的质量小于参加反应物质的质量，故B、C两项错误；比结合能越大，原子核越稳定，所以“氦4”比“氦3”稳定，故D项错误故选A项4原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断正确的是()A重核 92235U裂变成3689Kr和 56144Ba要吸收能量B12H核的结合能约为2 MeVC中等质量的原子核最不稳定D两个12H核结合成24He核要释放能量答案BD解析由图可知重核 92235U的比结合能小于裂变产物的结合能，所以该反应释放能量，故A项错误；根据图象可知12H的比结合能约为1 MeV，所以12H的结合能E21 MeV2 MeV，故B项正确；中等质量的原子核比结合能最大，最稳定，故C项错误；根据图象可知24He的比结合能大于12H的比结合能，所以反应释放能量，故D项正确；故选B、D两项5用01n轰击 92235U产生了m个某种粒子，核反应方程为 92235U01n 54140Xe3894SrmX，则()A方程式中的m3B方程式中的X是粒子C. 54140Xe的比结合能一定大于 92235U的比结合能D该反应需要吸收热量答案C解析根据质量数守恒和电荷数守恒，其核反应方程为 92235U01n 54140Xe3894Sr201n，可知方程式中的m2，X是中子；这个核反应是重核裂变，会释放出大量的能量，故A、B、D三项都错误；根据比结合能曲线可知，中等质量的原子核比结合能大，轻核和重核的比结合能小， 92235U重核，故 54140Xe的比结合能大于 92235U的比结合能，故C项正确故选C项6如图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阳极A和阴极K上的电压的关系图象下列说法正确的是()A饱和电流的大小，由入射光的颜色决定B只要增大电压，光电流就会一直增大C对某种确定的金属，其遏止电压只由入射光的频率决定D不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应答案C解析由图线可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，故A项错误；增大电压，当电压增大到一定值，电流达到饱和电流，不再增大，故B项错误；根据光电效应方程知，E kmhW0eUc，可知入射光频率越大，最大初动能越大，遏止电压越大，可知对于确定的金属，遏止电压只由入射光的频率决定，故C项正确；发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率，与入射光的强度无关，故D项错误故选C项7(2017课标全国)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电，氘核聚变反应方程是：12H12H23He01n，已知12H的质量为2.013 6 u，23He的质量为2.013 6 u，23He的质量为3.015 0 u，01n的质量为1.008 7 u，1 u931 MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为()A3.7 MeV B3.3 MeVC2.7 MeV D0.93 MeV答案B解析因氘核聚变的核反应方程为：12H12H23He01n，核反应过程中的质量亏损为m2mH(mHemn)0.003 5 u，释放的核能为Emc23.3 MeV，故B项正确，A、C、D三项错误故选B项8(2017课标全国)一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核，衰变方程为 92238U 90234Th24He，下列说法正确的是()A衰变后钍核的动能等于粒子的动能B衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小C铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间D衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量答案B解析一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核，根据系统动量守恒知，衰变后钍核和粒子动量之和为零，可知衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小，根据Ek知，由于钍核和粒子质量不同，则动能不同，故A项错误，B项正确；半衰期是原子核有半数发生衰变的时间，故C项错误；衰变的过程中有质量亏损，即衰变后粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，故D项错误故选B项9氢原子光谱如图甲所示，图中给出了谱线对应的波长，玻尔的氢原子能级图如图乙所示已知普朗克常量h6.631034 Js，可见光的频率范围约为4.21014 Hz7.81014 Hz，则()AH谱线对应光子的能量小于H谱线对应光子的能量B图甲所示的H、H、H、H四种光均属于可见光范畴CH对应光子的能量约为10.2 eVDH谱线对应的跃迁是从n3能级到n2能级答案ABD解析由图甲可知，H谱线对应光子的波长大于H谱线对应光子的波长，结合E可知，H谱线对应光子的能量小于H谱线对应光子的能量，故A项正确；依据氢光谱的特点可知，甲图所示的四种光均属于可见光范畴，故B项正确；H谱线对应光子的能量为：E J4.091019 J2.556 eV，故C项错误；H谱线对应光子的能量为：E J3.031019 J1.89 eV，可知H谱线对应的跃迁是从n3能级到n2能级，故D项正确故选A、B、D三项10下列对物理知识的理解正确的有()A射线的穿透能力较弱，用厚纸板就能挡住B动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等C放射性元素钋的半衰期为138天，100 g的钋经276天，已发生衰变的质量为75 gD质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3，两个质子和两个中子结合成一个粒子，释放的能量是(m1m2m3)c2答案AC解析射线电离能力最弱，穿透能力最强，射线电离能力最强，穿透能力最弱，用厚纸板就能挡住，故A项正确；动能相同的质子和电子，它们的动量大小可以公式p判断，质子与电子的质量不同，所以动能相等的电子与质子的动量是不同的，再根据德布罗意波的波长公式，可知其波长也不相同，故B项错误；根据mm0知，100 g的Po经276天，即经过2个半衰期，已衰变的质量为75 g，故C项正确；质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3，两个质子和两个中子结合成一个粒子，由爱因斯坦质能方程可知，释放的能量是(2m12m2m3)c2，故D项错误，故选A、C两项二、计算题(共4个小题，11题12分，12题12分，13题14分，14题12分，共50分)11.如图所示，一光电管的阴极用极限波长05 000 的钠制成用波长3 000 的紫外线照射阴极，光电管阳极A和阴极K之间的电势差U2.1 V，饱和光电流的值(当阴极K发射的电子全部到达阳极A时，电路中的电流达到最大值，称为饱和光电流)I0.56 A.(1)求每秒钟内由K极发射的光电子数目；(2)求电子到达A极时的最大动能；(3)如果电势差U不变，而照射光的强度增到原值的三倍，此时电子到达A极的最大动能是多大？(普朗克常量h6.631034 Js)答案(1)3.51012(2)6.011019 J(3)6.011019 J解析(1)设每秒内发射的电子数为n，则：n(个)3.51012(个)(2)由光电效应方程可知：E kmhW0hhhc在AK间加电压U时，电子到达阳极时的动能为Ek，EkE kmeUhceU.代入数值得：Ek6.011019 J.(3)根据光电效应规律，光电子的最大初动能与入射光的强度无关如果电压U不变，则电子到达A极的最大动能不会变12已知氘核质量为2.013 6 u，中子质量为1.008 7 u，氦核的质量为3.015 0 u.(1)写出两个氘核聚变成氦核的核反应方程；(2)计算上述核反应中释放的核能；(3)若两氘核以相等的动能E做对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能(设为E)全部转化为机械能，中子的质量设为m.求反应中生成的氦核和中子的动能各是多少？(用本小题中的物理符号表示结果)答案(1)12H12H23He01n(2)3.26 MeV(3)(2EE)(2EE)解析(1)核反应方程为：12H12H23He01n；(2)由题给条件可求出质量亏损为：m2.013 6 u2(3.015 01.008 7) u0.003 5 u，所以释放的核能为Emc2931.50.003 5 MeV3.26 MeV；(3)由动量守恒及能的转化和守恒定律，得03mvmvn，2EEEkEkn，得Ekmv2，Eknmvn2.联立方程解得：Ek(2EE)，Ekn(2EE)13假设两个氘核在一直线上相碰发生聚变反应生成氦的同位素和中子，已知氘核的质量是m1，中子的质量是m2，氦核同位素的质量是m3，光在真空中的速度为c.(1)写出核聚变反应的方程式；(2)求核聚变反应中释放出的能量E.答案(1)12H12H23He01n(2)(2m1m2m3)c2解析(1)根据质量数守恒与电荷数守恒，核反应方程式为：12H12H23He01n.(2)核反应过程中的质量亏损为：m2m1(m2m3)氘核聚变时放出的能量为：Emc2(2m1m2m3)c2.14.如图为通过某光电管的光电流与两极间电压的关系，当用光子能量为4.5 eV的蓝光照射光电管的阴极K时对应图线与横轴的交点U12.37 V(普朗克常量h6.631034 Js，电子电量e1.61019 C)(1)求阴极K发生光电效应的极限频率；(该小题计算结果保留两位有效数字)(2)当用光子能量为7.0 eV的紫外线持续照射光电管的阴极K时，求光电子逸出的最大初动能；(3)当某种频率的紫外线持续照射光电管的阴极K时，测得饱和光电流为0.32 A，求阴极K在1秒内发射出的光电子数答案(1)5.21014 Hz(2)4.87 eV(3)2.01012解析(1)根据能量守恒定律有E1eU1h，将E14.5 eV4.51.61019 J代入可得5.21014 Hz；(2)根据光电效应方程可知光电子的最大初动能为：E kmhW代入数据可得：E km4.87 eV；(3)根据I，qNe可求出N个2.01012个8