2021高考物理二轮复习专题限时集训12 近代物理初步

1、PAGE 9 -专题限时集训(十二)(建议用时：40分钟)1(多选)(2020全国卷T19)下列核反应方程中，X1、X2、X3、X4代表粒子的有()Aeq oal(2,1)Heq oal(2,1)Heq oal(1,0)nX1Beq oal(2,1)Heq oal(3,1)Heq oal(1,0)nX2Ceq oal(235, 92)Ueq oal(1,0)neq oal(144, 56)Baeq oal(89,36)Kr3X3Deq oal(1,0)neq oal(6,3)Lieq oal(3,1)HX4BD根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知选项A中的X1质量数是3，电荷数是2，

2、A项错误；选项B中的X2质量数是4，电荷数是2，代表粒子，B项正确；选项C中的X3质量数是1，电荷数是0，代表中子，C项错误；选项D中的X4质量数是4，电荷数是2，代表粒子，D项正确。2.如图所示为核子平均质量与原子序数的关系。下列与原子核有关的说法正确的是()A原子核的结合能越大，原子核就越稳定B由图可知，原子核D与E聚变成原子核F时，要吸收热量CA裂变时产生的射线能使某金属表面逸出光电子，则增大射线的照射强度能增大逸出光电子的最大初动能D核衰变时粒子是由核内2个质子与2个中子结合在一起形成的D原子核的比结合能越大，原子核就越稳定，故A错误；原子核D与E结合属于轻核聚变，放出能量，故B错误；

3、射线的频率越高，逸出的光电子的最大初动能就越大，与光照强度无关，故C错误；核衰变时粒子是由核内2个质子与2个中子结合在一起形成的，故D正确。3图中四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是()甲：粒子散射实验示意图乙：链式反应示意图丙：氢原子能级示意图丁：汤姆孙气体放电管示意图A图甲：卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子B图乙：用中子轰击铀核使其发生聚变，链式反应会释放出巨大的核能C图丙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的D图丁：汤姆孙通过电子的发现揭示了原子核内还有复杂结构C题图甲：卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，得出了原子的核式结构模型，故A错误

4、。题图乙：用中子轰击铀核使其发生裂变，裂变反应会释放出巨大的核能，故B错误。题图丙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的，故C正确。题图丁：汤姆孙通过电子的发现揭示了原子也有一定的结构，天然放射现象的发现揭示了原子核内部还有复杂结构，故D错误。4(2020安徽示范高中联考)He、Li2等离子具有与氢原子类似的原子结构模型，又称为“类氢离子”。He从能级N跃迁到能级M，释放频率为1的光子，从能级P跃迁到能级M，吸收频率为2的光子，且12，则它从能级N跃迁到能级P时()A吸收频率为12的光子B释放频率为12的光子C吸收频率为12的光子D释放频率为12的光子BHe从能级

5、N跃迁到能级M，释放频率为1的光子，说明能级N的能量大于能级M的能量，且两能级能量差为h1，同理能级P的能量小于能级M的能量，且两能级能量差为h2，所以从能级N跃迁到能级P释放光子，且光子的能量为h(12)，故B正确。5(原创题)(多选)如图所示为氢原子的能级示意图，已知大量处于n2能级的氢原子，当它们受到某种频率的光线照射后，可辐射出6种频率的光子，用这些光照射逸出功为1.90 eV的金属铯，下面说法正确的是()An2能级氢原子受到照射后跃迁到n5能级B能使金属铯逸出光电子的光子频率有4种C金属铯表面所逸出的光电子的初动能最大值为12.75 eVD金属铯表面所逸出的光电子的初动能最大值为10

6、.85 eVBD大量处于n2能级的氢原子，当它们受到某种频率的光线照射后，可辐射出6种频率的光子，根据大量氢原子跃迁，产生的光子种类NCeq oal(2,n)可知，n2能级的氢原子受到照射后跃迁到n4能级，A错误；这群处于n4激发态的氢原子共能辐射出6种不同频率的光子，由图可知，氢原子从n4能级到n3能级跃迁时放出的能量为0.66 eV，小于金属铯的逸出功，不能使金属铯发生光电效应逸出光电子，同理氢原子从n3能级到n2能级跃迁时放出的能量为1.89 eV，小于金属铯的逸出功，不能使金属铯发生光电效应逸出光电子，所以能使金属铯逸出光电子的光子频率有4种，B正确；氢原子从n4能级跃迁到n1能级发出

7、的光子频率最高，光子能量为13.60 eV0.85 eV12.75 eV，根据光电效应方程得逸出光电子的最大初动能为EkmhW012.75 eV1.90 eV10.85 eV，C错误，D正确。6(2020山东高考T2)氚核eq oal(3,1)H发生衰变成为氦核eq oal(3,2)He。假设含氚材料中eq oal(3,1)H发生衰变产生的电子可以全部定向移动，在3.2104 s时间内形成的平均电流为5.0108A。已知电子电荷量为1.61019C，在这段时间内发生衰变的氚核eq oal(3,1)H的个数为()A5.01014B1.01016C2.01016D1.01018B由qIt，neq，

8、联立解得n1.01016个，选项B正确。7(2020山东烟台第一次联考)秦山核电站是我国自行设计、建造和运营管理的第一座30万千瓦压水堆核电站。在一次核反应中一个中子轰击eq oal(235, 92)U变成eq oal(136, 54)Xe、eq oal(90,38)Sr和若干个中子，已知eq oal(235, 92)U、eq oal(136, 54)Xe、eq oal(90,38)Sr的比结合能分别为7.6 MeV、8.4 MeV、8.7 MeV，则()A该核反应方程为eq oal(235, 92)Ueq oal(1,0)neq oal(136, 54)Xeeq oal(90,38)Sr9e

9、q oal(1,0)nB要发生该核反应需要吸收能量Ceq oal(90,38)Sr比eq oal(136,54)Xe更稳定D该核反应中质量增加C该核反应方程为eq oal(235, 92)Ueq oal(1,0)neq oal(136, 54)Xeeq oal(90,38)Sr10eq oal(1,0)n，选项A错误；用一个中子轰击eq oal(235, 92)U发生核反应，该核反应会释放出能量，选项B错误；eq oal(90,38)Sr比eq oal(136, 54)Xe的比结合能大，更稳定，选项C正确；该核反应中放出能量，有质量亏损，质量减小，选项D错误。8(2020河北六校第一次联考)2

10、018年我国的大科学装置“人造太阳”再创奇迹，加热功率已超过10 MW，这为人类开发利用核聚变清洁能源提供了重要的技术基础。关于核能，下列说法正确的是()A“人造太阳”和核电站都是利用核聚变原理释放核能的B在原子核反应中，反应后比结合能变大表示该核反应过程吸收能量C在氘核聚变反应方程eq oal(2,1)Heq oal(2,1)Heq oal(3,2)HeX中，X表示的是电子D热核反应在宇宙中时时刻刻进行着，太阳就是一个巨大的热核反应堆D我国大科学装置“人造太阳”利用核聚变原理释放核能，核电站利用重核裂变原理释放核能，选项A错误；比结合能越大的原子核越稳定，在原子核反应中，反应后比结合能变大表

11、示该核反应过程放出能量，选项B错误；氘核聚变反应方程eq oal(2,1)Heq oal(2,1)Heq oal(3,2)HeX，由核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒可知X的质量数为1，电荷数为0，即X表示的是中子，选项C错误；在宇宙的恒星中，时时刻刻都在发生热核反应，太阳就是一个巨大的热核反应堆，选项D正确。9.(易错题)(多选)(2019成都二诊)如图，匀强磁场中的O点有一静止的原子核eq oal(234, 90)Th发生了某种衰变，衰变方程为eq oal(234, 90)Theq oal(A,Z)Yeq oal(0,1)e，反应生成的粒子eq oal(0,1)e的速度方向垂直于磁场方向。

12、关于该衰变，下列说法正确的是()Aeq oal(234, 90)Th发生的是衰变Beq oal(234, 90)Th发生的是衰变CA234，Z91D新核eq oal(A,Z)Y和粒子eq oal(0,1)e在磁场中的轨迹外切于O点BC衰变放出一个电子，所以为衰变，选项A错误，B正确；由质量数守恒和电荷数守恒得：A234，Z91，选项C正确；由于新核eq oal(A,Z)Y和粒子eq oal(0,1)e电性相反，由左手定则可知，新核eq oal(A,Z)Y和粒子eq oal(0,1)e在磁场中的轨迹内切于O点，选项D错误。易错点评本题易错之处：不知道衰变过程中动量守恒；衰变产生的反冲核与电子是异

13、种电荷，利用左手定则容易判错洛伦兹力的方向，进而把反冲核与电子在磁场中偏转形成内均圆判成外切圆。10.(原创题)(多选)某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应。当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应。闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计的示数恰为零，此时电压表的示数U称为遏止电压，根据遏止电压U，可以计算出光电子的最大初动能Ek。现分别用频率为1和2的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为U1和U2，设电子质量为m、电荷量为e，则下列关系式正确的是()A用频率为1的光照射时，光电子的最大初速度veq r(f(2eU1,m)B

14、阴极金属的逸出功W0h1eU1C阴极金属的截止频率ceq f(U12U21,U1U2)D普朗克常量heq f(eU1U2,21)AB用频率为1的单色光照射阴极时，光电子在电场中做减速运动，根据动能定理得eU10eq f(1,2)mv2，则光电子的最大初速度veq r(f(2eU1,m)，故A正确；根据爱因斯坦光电效应方程得h1eU1W0，h2eU2W0，由得阴极金属的逸出功W0h1eU1，联立解得普朗克常量heq f(eU1U2,12)，故B正确，D错误；阴极金属的截止频率ceq f(W0,h)eq f(h1eU112,eU1U2)，故C错误。11(多选)(2020江西南昌入学摸底测试)用如图

15、甲所示的电路研究光电效应中光电流的大小与入射光的强度、频率等物理量的关系。图中A、K两极板间的电压大小可调，电源的正、负极也可以对调。分别用a、b、c三束单色光照射K，调节A、K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示。由图可知()甲乙A单色光a和c的频率相同，但a更强些B单色光a和c的频率相同，但c更强些C单色光b的频率大于a的频率D单色光b的频率小于a的频率AC根据遏止电压与光电子最大初动能的关系有eUceq f(1,2)mv2，由爱因斯坦光电效应方程有eq f(1,2)mv2hW0，又a、c图线与横轴交于同一点，可知单色光a和c的频率相同，由于a的饱和光电流大于c的，说明单色光a

16、照射K产生的光电子数目大于单色光c照射K产生的光电子数目，所以单色光a更强些，选项A正确，B错误；根据遏止电压与光电子最大初动能的关系有eUceq f(1,2)mv2，又U2U1，可知单色光b照射K产生光电子的最大初动能大于单色光a照射K产生光电子的最大初动能，由爱因斯坦光电效应方程有eq f(1,2)mv2hW0，可知单色光b的频率大于单色光a的频率，选项C正确，D错误。12海水中含有丰富的氘，完全可充当未来的主要能源。两个氘核的核反应为：eq oal(2,1)Heq oal(2,1)Heq oal(3,2)Heeq oal(1,0)n，其中氘核的质量为2.013 6 u，氦核的质量为3.0

17、15 0 u，中子的质量为1.008 7 u。(1 u相当于931.5 MeV的能量)求：(1)核反应中释放的核能。(2)在两个氘核以相等的动能0.35 MeV进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，求反应中产生的中子和氦核的动能。解析(1)由质能方程得Em931.5 MeV(22.013 63.015 01.008 7)931.5 MeV3.26 MeV。(2)设氦核和中子的动量大小分别为pHe、pn，动能分别为EkHe、Ekn。由动量守恒定律有0pHepn则其动能EkHeeq f(1,2)mHeveq oal(2,He)eq f(poal(2,He),2mHe)Ekneq f(1,

18、2)mnveq oal(2,n)eq f(poal(2,n),2mn)由能量守恒得2EkEEkHeEkn联立以上几式解得EkHe0.99 MeV，Ekn2.97 MeV。答案(1)3.26 MeV(2)2.97 MeV0.99 MeV13(2018全国卷T17)用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.281019 J。已知普朗克常量为6.631034 Js，真空中的光速为3.00108 ms1。能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为()A11014 HzB81014 HzC21015 HzD81015 HzB根据爱因斯坦光电效应方程EkhW0heq f(c,)h0

19、，代入数据解得081014 Hz，B正确。14(多选)(2020全国卷T19)1934年，约里奥居里夫妇用粒子轰击铝箔，首次产生了人工放射性同位素X，反应方程为eq oal(4,2)Heeq oal(27,13)AlXeq oal(1,0)n。X会衰变成原子核Y，衰变方程为XYeq oal(0,1)e。则()AX的质量数与Y的质量数相等BX的电荷数比Y的电荷数少1CX的电荷数比eq oal(27,13)Al的电荷数多2DX的质量数与eq oal(27,13)Al的质量数相等AC根据电荷数守恒和质量数守恒，可知eq oal(4,2)Heeq oal(27,13)AlXeq oal(1,0)n方程中X的质量数为30，电荷数为15，再根据XYeq oal(0,1)e方程可知Y的质量数为30，电荷数为14，故X的质量数与Y的质量数相等，X的电荷数比Y的电荷数多1，X的电荷数比eq oal(27,13)Al的电荷数多2，X的质量数比eq oal(27,13)Al的质量数多3，