（課標版）2020屆高考物理二輪復習 專題五 第11講 近代物理初步練習

第11講近代物理初步一、單項選擇題1.下列說法正確的是()A.88226Ra86222Rn+24He是衰變B.12H+13H24He+01n是聚變C.92235U+01n54140Xe+3894Sr+201n是衰變D.1124Na1224Mg+-10e是裂變答案BA項中自發(fā)地放出氦原子核,是衰變,選項A錯誤;聚變是質(zhì)量輕的核結(jié)合成質(zhì)量重的核,選項B正確;裂變是質(zhì)量較重的核分裂成質(zhì)量較輕的幾個核,C項中的反應(yīng)是裂變,選項C錯誤;D項中自發(fā)地放出電子,是衰變,選項D錯誤。2.(2019四川涼山模擬)關(guān)于原子核反應(yīng),下列描述正確的是()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) 92238U發(fā)生衰變所釋放的電子來源于核外電子C.90232Th經(jīng)過6次衰變、4次衰變后變成 82208PbD.用中子轟擊鈾核,產(chǎn)生幾個中等質(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錯誤;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錯誤;設(shè) 90232Th經(jīng)過x次衰變、y次衰變后變成 82208Pb,有232-4x=208,90-2x+y=82,解得x=6,y=4,故C正確;用中子轟擊鈾核,產(chǎn)生幾個中等質(zhì)量原子核的現(xiàn)象屬于核裂變,故D錯誤。3.對于核反應(yīng)方程 86222Rn84218Po+X,反應(yīng)中釋放能量,下列說法正確的是()A.此核反應(yīng)是氡核 86222Rn的裂變方程B.此核反應(yīng)生成物X中含有兩個質(zhì)子、兩個中子C.此核反應(yīng)過程中電荷數(shù)和質(zhì)量均守恒D.由于釋放能量,該核反應(yīng)不滿足能量守恒定律答案B由核反應(yīng)過程中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)均守恒可知,此核反應(yīng)方程中的X是氦核,有兩個質(zhì)子、兩個中子,即此核反應(yīng)是衰變,A項錯誤,B項正確;此核反應(yīng)過程中釋放能量,有質(zhì)量虧損,C項錯誤;該核反應(yīng)過程中雖釋放能量,但該核反應(yīng)仍滿足能量守恒定律,D項錯誤。4.放射性元素釙(84210Po)發(fā)生衰變時,會產(chǎn)生 24He和一種未知粒子,并放出射線,其核反應(yīng)方程為 84210Po82yX+24He+。下列說法正確的是() A.24He的穿透能力比射線強B.y=206C.X核的中子個數(shù)為126D.這種核反應(yīng)為衰變答案B24He的穿透能力比射線弱,選項A錯誤;y=210-4=206,選項B正確;X核的中子個數(shù)為206-82=124,選項C錯誤;題中的核反應(yīng)為衰變,選項D錯誤。5.(2019河北承德模擬)如圖所示為氫原子的能級圖,對于處在n=4能級的大量氫原子,下列說法正確的是()A.這群氫原子向低能級躍遷時一共可以輻射出4種不同頻率的光子B.處在n=4能級的氫原子可以吸收任何一種光子而躍遷到高能級C.這群氫原子從n=4能級躍遷到n=1能級時向外輻射的光子的波長最長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),則該金屬的逸出功W0應(yīng)滿足10.2 eV<W012.09 eV答案D這群氫原子向低能級躍遷時能夠輻射出6種不同頻率的光子,A錯誤;氫原子從低能級向高能級躍遷時吸收的能量等于兩能級的能量差,B錯誤;氫原子從n=4能級躍遷到n=1能級時向外輻射出的光子的頻率最大,波長最短,C錯誤;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),則這兩種光子分別是由氫原子從n=4能級躍遷到n=1能級和氫原子從n=3能級躍遷到n=1能級時輻射出的,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<W0E3-E1,即10.2 eV<W012.09 eV,D正確。6.(2019西安八校模擬)能源是社會發(fā)展的基礎(chǔ),發(fā)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)規(guī)模。核泄漏中的钚(Pu)是一種具有放射性的超鈾元素,它可破壞細胞基因,提高罹患癌癥的風險。已知钚的一種同位素 94239Pu的半衰期為24 100年,其衰變方程為 94239PuX+24He+,下列有關(guān)說法正確的是()A.X原子核中含有92個中子B.100個 94239Pu經(jīng)過24 100年后一定還剩余50個C.由于衰變時釋放巨大的能量,根據(jù)E=mc2,衰變過程總質(zhì)量增加D.衰變發(fā)出的射線是波長很短的光子,具有很強的穿透能力答案D由方程式可計算X原子核為 92235U,原子核含質(zhì)子92個,中子143個,故A項錯誤;放射性元素的衰變規(guī)律是統(tǒng)計規(guī)律,對大量的原子核衰變才有意義,故B項錯誤;衰變時釋放巨大能量,即有能量損失,根據(jù)E=mc2,應(yīng)有質(zhì)量虧損,總質(zhì)量減小,故C項錯誤;射線是光子流,穿透能力很強,能穿透幾厘米厚的鉛板,故D項正確。7.(2019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,當入射光照在管中金屬板上時,可能形成光電流。表中給出了6次實驗的結(jié)果。組次入射光子的能量/eV相對光強光電流大小/mA逸出光電子的最大動能/eV第一組1234.04.04.0弱中強2943600.90.90.9第二組4566.06.06.0弱中強2740552.92.92.9由表中數(shù)據(jù)得出的論斷中不正確的是()A.兩組實驗采用了不同頻率的入射光B.兩組實驗所用的金屬板材質(zhì)不同C.若入射光子的能量為5.0 eV,逸出光電子的最大動能為1.9 eVD.若入射光子的能量為5.0 eV,相對光強越強,光電流越大答案B本題考查了光電管在光照下產(chǎn)生光電流的現(xiàn)象和考生的實驗數(shù)據(jù)分析能力,培養(yǎng)了考生的科學探究素養(yǎng)。表格中入射光子的能量不同,根據(jù)光子的能量E=h可知兩組實驗采用的入射光的頻率不同,再由光電效應(yīng)方程解得兩組實驗中金屬的逸出功都是3.1 eV,所以A選項正確,B選項不正確。當入射光子的能量為5.0 eV時,Ekm=h-W=1.9 eV,故C選項正確。當入射光子的能量為5.0 eV時,相對光強越強,單位時間內(nèi)飛出的光電子越多,光電流越大,所以D選項正確。8.(2019湖南師大附中模擬)某靜止的原子核發(fā)生核反應(yīng)且釋放出能量Q。其方程為 ABXCDY+EFZ,并假設(shè)釋放的能量全都轉(zhuǎn)化為新核Y和Z的動能,其中Z的速度為v,以下結(jié)論正確的是()A.Y原子核的速度大小為ECvB.Y原子核的動能是Z原子核的動能的DF倍C.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Qc(c為光速)D.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',由動量守恒有0=Dv'-Fv,所以v'=FDv,所以A錯誤;Y原子核的動能EkY=F22Dv'2,Z原子核的動能為EkZ=12Fv2,動能之比為FD,所以B錯誤;因為放出能量,有質(zhì)量虧損,所以Y原子核和Z原子核的質(zhì)量之和比X原子核的質(zhì)量小,結(jié)合能之和比X的大,故C錯誤,D正確。二、多項選擇題9.圖示為氫原子能級圖以及從n=3、4、5、6能級躍遷到n=2能級時輻射的四條光譜線,已知從n=3躍遷到n=2的能級時輻射光的波長為656 nm,下列敘述正確的有()A.四條譜線中頻率最大的是HB.用633 nm的光照射能使氫原子從n=2躍遷到n=3的能級C.一群處于n=3能級上的氫原子向低能級躍遷時,最多產(chǎn)生3種譜線D.如果H可以使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng),只要照射時間足夠長,光的強度足夠大,H也可以使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)答案AC頻率最大的光子對應(yīng)的能量最大,即躍遷時能量差最大,故從n=6躍遷到n=2的輻射光頻率最大,選項A正確;原子躍遷過程中,吸收光子的能量應(yīng)剛好等于兩能級的能量差,選項B錯誤;從n=3向低能級躍遷時,可以是從32、21或者是31,即有三種頻率不同的光子,選項C正確;光電效應(yīng)與光照的時間無關(guān),H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D錯誤。10.(2019天津理綜,6,6分)我國核聚變反應(yīng)研究大科學裝置“人造太陽”2018年獲得重大突破,等離子體中心電子溫度首次達到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)基礎(chǔ)。下列關(guān)于聚變的說法正確的是()A.核聚變比核裂變更為安全、清潔B.任何兩個原子核都可以發(fā)生聚變C.兩個輕核結(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本題以“人造太陽”為背景,考查核聚變反應(yīng),以及學生的理解能力,體現(xiàn)了科學態(tài)度與社會責任的核心素養(yǎng),也體現(xiàn)了應(yīng)用與創(chuàng)新的價值觀念。因為重核裂變后,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安全、清潔,所以A項正確。輕原子核才會發(fā)生聚變,所以B項錯誤。核反應(yīng)過程中存在質(zhì)量虧損,釋放能量,所以C項錯誤。核反應(yīng)后產(chǎn)生的新核相對穩(wěn)定,比結(jié)合能增加,故D項正確。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,核聚變反應(yīng)可以看做是4個氫核(11H)結(jié)合成1個氦核同時放出2個正電子。表中列出了部分粒子的質(zhì)量(取1 u=16×10-26 kg)粒子名稱質(zhì)子(p)粒子正電子(e)中子(n)質(zhì)量/u1.007 34.001 50.000 551.008 7以下說法中正確的是()A.核反應(yīng)方程為411H24He+210eB.4個氫核結(jié)合成1個氦核時的質(zhì)量虧損約為0.026 6 kgC.4個氫核結(jié)合成1個氦核時的質(zhì)量虧損約為4.43×10-29 kgD.聚變反應(yīng)過程中釋放的能量約為4.0×10-12 J答案ACD由核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)守恒及電荷數(shù)守恒得411H24He+210e,故A正確;反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為m=4mp-m-2me=(4×1.007 3-4.001 5-2×0.000 55)u=0.026 6 u4.43×10-29 kg,故B錯誤,C正確;由質(zhì)能方程得E=mc2=4.43×10-29×(3×108)2 J4.0×10-12 J,故D正確。12.(2019福建龍巖質(zhì)檢)氫原子的能級圖如圖所示,可見光的光子能量范圍約為1.623.11 eV,金屬鈉的逸出功為2.29 eV,下列說法中正確的是()A.大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時,可發(fā)出1種頻率的可見光B.大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時,可發(fā)出2種頻率的可見光C.大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時發(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能級的氫原子向低能級躍遷時發(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能級的氫原子向低能級躍遷時,可以發(fā)出C32=3種頻率的光子,光子能量分別為12.09 eV、10.2 eV、1.89 eV,故只能發(fā)出1種頻率的可見光,故選項A正確,選項B錯誤;躍遷時發(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),故選項C錯誤,選項D正確。13.(2018山西太原模擬)釷 90234Th具有放射性,它能放出一個新的粒子而變?yōu)殓h 91234Pa,同時伴隨有射線產(chǎn)生,其方程為 90234Th91234Pa+x,釷234的半衰期為24天。則下列說法正確的是()A.一塊純凈的釷234礦石經(jīng)過24天,礦石的質(zhì)量僅剩下原來質(zhì)量的一半B.x是釷核中的一個中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子時產(chǎn)生的C.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.射線具有很強的電離作用,對人體細胞破壞能力較大答案BC一塊純凈的釷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)量僅剩下原來質(zhì)量的一半,所以A錯誤;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)是釷核中的一個中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子時產(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)躍遷的過程以射線向外釋放能量,所以C正確;射線具有很強的穿透本領(lǐng),電離作用很弱,所以D錯誤。14.(2019湖北武漢質(zhì)檢)我國自主研發(fā)的釷基熔鹽堆是瞄準未來2030年后核能產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的第四代核反應(yīng)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,攜帶核燃料在反應(yīng)堆內(nèi)部和外部進行循環(huán)。釷232不能直接使用,需要俘獲一個中子后經(jīng)過2次衰變轉(zhuǎn)化成鈾233再使用,鈾233的一種典型裂變方程是 92233U+01n 56142Ba+3689Kr+301n。已知鈾233的結(jié)合能為E1、鋇142的結(jié)合能為E2、氪89的結(jié)合能為E3,則()A.鈾233比釷232少一個中子B.鈾233、鋇142、氪89三個核中氪89的結(jié)合能最小,比結(jié)合能卻最大C.鈾233、鋇142、氪89三個核中鈾233的結(jié)合能最大,比結(jié)合能也最大D.鈾233的裂變反應(yīng)釋放的能量為E=E1-E2-E3答案AB設(shè)釷核的電荷數(shù)為a,則釷232俘獲一個中子后經(jīng)過2次衰變轉(zhuǎn)化成鈾233,則a=92-2=90,則釷232中含有中子數(shù)為232-90=142,鈾233含有中子數(shù)為233-92=141,則鈾233比釷232少一個中子,選項A正確;鈾233、鋇142、氪89三個核中氪89質(zhì)量數(shù)最小,結(jié)合能最小,因核子數(shù)較小,則比結(jié)合能卻最大,選項B正確,C錯誤;鈾233的裂變反應(yīng)中釋放的能量等于生成物的結(jié)合能減去反應(yīng)物的結(jié)合能,選項D錯誤。- 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