2022年高考物理大二轮复习 专题五 近代物理初步 专题跟踪训练13 近代物理初步

2022年高考物理大二轮复习 专题五 近代物理初步 专题跟踪训练13 近代物理初步一、选择题1在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如右图所示则可判断出()A甲光的频率大于乙光的频率B乙光的波长大于丙光的波长C乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能解析由于是同一光电管，因而不论对哪种光，极限频率和金属的逸出功相同，对于甲、乙两种光，反向截止电压相同，因而频率相同，A错误；丙光对应的反向截止电压较大，因而丙光的频率较高，波长较短，对应的光电子的最大初动能较大，故C、D均错，B正确答案B2(2018郑州质量预测)关于近代物理学，下列说法正确的是()A光电效应现象揭示了光具有波动性B一群氢原子从n4的激发态跃迁时，最多能辐射出6种不同频率的光子C卢瑟福通过粒子散射实验证实了原子核由质子和中子组成D氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经过7.6天后一定剩下1个氡原子核解析光电效应现象揭示了光具有粒子性，选项A错误；根据玻尔理论，一群氢原子从n4的激发态向低能级跃迁时，最多能够辐射6种不同频率的光子，选项B正确；卢瑟福通过粒子散射实验说明原子具有核式结构，没有证实原子核由质子和中子组成，选项C错误；半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，对少量原子核不适用，选项D错误答案B3(2018广州普通高中测试)已知普朗克常量h6.631034 Js,1 eV1.61019 J在光电效应实验中，金属钯的逸出功为1.9 eV，要使钯表面发出的光电子的最大初动能为1.0 eV，入射光的频率约为()A2.21014 Hz B4.61014 HzC4.61015 Hz D7.01014 Hz解析根据爱因斯坦光电效应方程，EkhW，解得入射光的频率约为7.01014 Hz，选项D正确答案D4. (多选)右图为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子()A处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的B一群氢原子从n5能级向低能级跃迁时最多能发出10种频率的光C从n4能级跃迁到n3能级比从n3能级跃迁到n2能级辐射出电磁波的波长长D处于基态的氢原子和具有13.6 eV能量的电子发生碰撞时恰好电离解析处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是不一样的，故A项错误；从n5能级向低能级跃迁时，最多能发出10种频率的光子，故B正确；光子能量Eh，由能级示意图知E4332，故C项正确；处于基态的氢原子若恰好电离需要吸收13.6 eV能量，因电子与氢原子碰撞时一般氢原子不会吸收电子的全部能量，故D项错误答案BC5(2018太原一模)(多选)下列说法正确的是()A铀238发生衰变生成钍234，粒子与钍234的质量之和等于铀238的质量B铀238发生衰变生成钍234，粒子与钍234的结合能之和一定大于铀238的结合能C衰变中释放的射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚形成的高速电子流D核反应方程NHeOX中，X是质子且反应过程中系统动量守恒解析铀238发生衰变成钍234时有质量亏损，所以粒子与钍234的质量之和小于铀238的质量，A错误一重原子核衰变时释放能量，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，B正确衰变的实质是原子核内的一个中子转变为质子，同时释放一个电子，C错误由质量数守恒及电荷数守恒可以判断X是质子，且在微观领域，动量守恒定律依然适用，D正确答案BD6(2018兰州高三诊断)下列核反应方程中，属于原子核的人工转变的是()ACNeBUnIY2nCHHHenDHeAlPn解析A项属于衰变，A错误；B项属于重核的裂变，B错误；C项属于轻核的聚变，C错误；D项属于人工转变，D正确答案D7(2017全国卷)一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核，衰变方程为UThHe.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解析本题考查天然放射现象、半衰期、动量守恒静止的原子核在衰变前后动量守恒，由动量守恒定律得0m1v1m2v2，可知m1v1m2v2，故衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小，选项B正确；而动能Ek，由于钍核的质量(m1)大于粒子的质量(m2)，故其动能不等，选项A错误；铀核的半衰期是大量的铀核半数发生衰变所用的时间，而不是放出一个粒子所经历的时间，选项C错误；原子核衰变前后质量数守恒，衰变时放出核能，质量亏损，选项D错误答案B8. (2018天津卷)国家大科学工程中国散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台下列核反应中放出的粒子为中子的是()AN俘获一个粒子，产生O并放出一个粒子BAl俘获一个粒子，产生P并放出一个粒子CB俘获一个质子，产生Be并放出一个粒子DLi俘获一个质子，产生He并放出一个粒子解析根据核反应过程中质量数守恒及电荷数守恒可知，NHeOH，A项错误；AlHePn，B项正确；BHBeHe，C项错误；LiHHeHe，D项错误答案B9(多选)如图所示是玻尔模型的氢原子能级图，现有一群处于能级n4上的氢原子，则()A氢原子由n4跃迁到n1的过程中，可以辐射出6种不同频率的光子B氢原子由n4跃迁至n1时，辐射出的光子波长最大C氢原子在n4时的动能大于氢原子在n1时的动能D氢原子跃迁时辐射出的光子最大能量为12.75 eV解析从n4跃迁到n1时，可辐射出的不同频率的光子数C6种，A正确从n4跃迁到n1能级辐射的光子频率最大，波长最小，B错误原子的能量EnEknEpn，轨道越低，原子能量越小，原子势能也小，但电子的动能越大，C错误从n4跃迁到n1能级的能级差最大，辐射的光子能量最大，为12.75 eV，D正确答案AD10一个静止的铀核，放在匀强磁场中，它发生一次衰变后变为钍核，粒子和钍核都在匀强磁场中做匀速圆周运动某同学作出如图所示运动径迹示意图，以下判断正确的是()A1是粒子的径迹，2是钍核的径迹B1是钍核的径迹，2是粒子的径迹C3是粒子的径迹，4是钍核的径迹D3是钍核的径迹，4是粒子的径迹解析由动量守恒可知，静止的铀核发生衰变后，生成的均带正电的粒子和钍核的动量大小相等，但方向相反，由左手定则可知它们的运动轨迹应为“外切”圆，又R，在p和B相等的情况下，R，因q钍q，则R钍R，故B正确答案B二、非选择题11卢瑟福用粒子轰击氮核时发现质子发现质子的核反应方程为NHeOH.已知氮核质量mN14.00753 u，氧核质量mO17.00454 u，氦核质量mHe4.00387 u，质子(氢核)质量mp1.00815 u(已知1 uc2931 MeV，结果保留2位有效数字)求：(1)这一核反应是吸收能量还是放出能量的反应？相应的能量变化为多少？(2)若入射氮核以v03107 m/s的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核反应生成的氧核和质子同方向运动，且速度大小之比为150.求氧核的速度大小解析(1)由mmNmHemOmp得m0.00129 u所以这一核反应是吸收能量的反应吸收能量E|m|c20.00129 uc21.2 MeV(2)由动量守恒定律可得mHev0mOvOmpvp又vOvp150解得vO1.8106 m/s答案(1)吸收能量1.2 MeV(2)1.8106 m/s12处于静止状态的X原子核，经历一次衰变后变成质量为M的Y原子核放出的粒子垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场，测得其做圆周运动的半径为r.已知粒子的质量为m，电荷量为q，不计衰变过程放出光子的能量，求此衰变过程亏损的质量解析设粒子在磁场中做圆周运动的速度大小为v，其向心力由洛伦兹力提供，则qvBm，v，所以，粒子的动能Emv2m2.设粒子衰变时速度方向为正方向，X核衰变后生成的新核Y的速度大小为u，则依据衰变过程动量守恒得mvMu0，u.所以Y核的动能EYMu2M.衰变过程释放的总能量EEEY这些能量是由衰变过程中释放的核能转化而来，根据爱因斯坦的质能方程Emc2，得亏损的质量m答案