高考物理一轮复习巩固提升第12章章末过关检测(十二) (含解析)

章末过关检测(十二)(时间：60分钟分值：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1.(2019·蚌埠高三教学质量检查)氢原子的能级公式为En＝eq\f(1,n2)E1(n＝1，2，3，…)，其中基态能量E1＝－13.6eV，能级图如图所示．大量氢原子处于量子数为n的激发态，由这些氢原子可能发出的所有光子中，频率最大的光子能量为－0.96E1，则n和可能发出的频率最小的光子能量分别为()A．n＝5，0.54eV B．n＝5，0.31eVC．n＝4，0.85eV D．n＝4，0.66eV解析：选B.根据题意，由能级公式En＝eq\f(1,n2)E1，当辐射光子能量最大时，eq\f(1,n2)E1－E1＝－0.96E1，即eq\f(1,n2)－1＝－0.96，解得n＝5；当n＝5时，发出最小频率的光子的能量为E＝E5－E4＝[－0.54－(－0.85)]eV＝0.31eV，B正确．2．由于放射性元素eq\o\al(237,93)Np的半衰期很短，所以在自然界中一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现．已知eq\o\al(237,93)Np经过一系列α衰变和β衰变后变成eq\o\al(209,83)Bi，下列选项中正确的是()A.eq\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核少28个中子B.eq\o\al(237,93)Np经过衰变变成eq\o\al(209,83)Bi，衰变过程可以同时放出α粒子、β粒子和γ粒子C．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变D.eq\o\al(237,93)Np的半衰期等于任一个eq\o\al(237,93)Np原子核发生衰变的时间解析：选C.eq\o\al(209,83)Bi的中子数为209－83＝126，eq\o\al(237,93)Np的中子数为237－93＝144，eq\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核少18个中子，A错误；eq\o\al(237,93)Np经过一系列α衰变和β衰变后变成eq\o\al(209,83)Bi，可以同时放出α粒子和γ粒子或者β粒子和γ粒子，不能同时放出三种粒子，B错误；衰变过程中发生α衰变的次数为eq\f(237－209,4)＝7次，β衰变的次数为2×7－(93－83)＝4次，C正确；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核不适用，选项D错误．3．在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看做静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是()解析：选C.α粒子与原子核相互排斥，A、D错误；运动轨迹与原子核越近，力越大，运动方向变化越明显，B错误，C正确．4．下列核反应方程中，属于α衰变的是()A.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)HB.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)HeC.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nD.eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e解析：选B.α衰变是放射性元素的原子核放出α粒子(eq\o\al(4,2)He)的核反应，选项B正确．5．太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少．太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近()A．1036kg B．1018kgC．1013kg D．109kg解析：选D.由爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2知：Δm＝eq\f(ΔE,c2)＝eq\f(4×1026,（3×108）2)kg≈4×109kg，选项D正确．6．下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是()A．γ射线是高速运动的电子流B．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D.eq\o\al(210,83)Bi的半衰期是5天，100克eq\o\al(210,83)Bi经过10天后还剩下50克解析：选B.β射线是高速电子流，而γ射线是一种光子流，选项A错误；氢原子辐射光子后，绕核运动的电子距核更近，动能增大，选项B正确；太阳辐射能量的主要来源是太阳内部氢核的聚变，选项C错误；10天为两个半衰期，剩余的eq\o\al(210,83)Bi为100×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(\f(t,τ))g＝100×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(2)g＝25g，选项D错误．二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)7．(2019·湖北黄冈模拟)下列说法中正确的是()A．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构B.eq\o\al(232,90)Th衰变成eq\o\al(208,82)Pb要经过6次α衰变和4次β衰变C．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的D．升高放射性物质的温度，不可缩短其半衰期解析：选BD.卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，但并不能说明原子核有复杂的结构，A错误；据α衰变、β衰变的实质可知eq\o\al(232,90)Th→eq\o\al(208,82)Pb＋neq\o\al(4,2)He＋meq\o\al(0,－1)e，得n＝6，m＝4，故B正确；β衰变中β射线是由原子核中的中子转变形成的，C错误；放射性物质的半衰期只由其本身决定，与外界环境无关，D正确．8．14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约5700年．已知植物存活期间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减小．现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一．下列说法正确的是()A．该古木的年代距今约5700年B．12C、13C、14C具有相同的中子数C．14C衰变为14N的过程中放出β射线D．增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变解析：选AC.古木样品中14C的比例是现代植物所制样品的二分之一，根据半衰期的定义知该古木的年代距今约5700年，选项A正确；同位素具有相同的质子数，不同的中子数，选项B错误；14C的衰变方程为eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)e，所以此衰变过程放出β射线，选项C正确；放射性元素的半衰期与核内部自身因素有关，与原子所处的化学状态和外部条件无关，选项D错误．9．(2019·山西模拟)核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种，X是某种粒子，a是X粒子的个数，用mU、mBa、mKr分别表示eq\o\al(235,)92U、eq\o\al(141,56)Ba、eq\o\al(92,36)Kr核的质量，mX表示X粒子的质量，c为真空中的光速，以下说法正确的是()A．X为中子，a＝2B．X为中子，a＝3C．上述核反应中放出的核能ΔE＝(mU－mBa－mKr－2mX)c2D．上述核反应中放出的核能ΔE＝(mU－mBa－mKr－3mX)c2解析：选BC.核反应中，质量数守恒，电荷数守恒，则知eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋aX中X为eq\o\al(1,0)n，a＝3，则A错误，B正确；由ΔE＝Δmc2可得：ΔE＝(mU＋mX－mBa－mKr－3mX)c2＝(mU－mBa－mKr－2mX)c2，则C正确，D错误．10．人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数有如图所示的关系．下列关于原子结构和核反应的说法正确的是()A．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要吸收能量B．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能C．已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子，若增加γ射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大D．在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度解析：选BD.原子核D、E聚变成原子核F，放出能量，A错误；A裂变成B、C，放出能量，B正确；增加入射光强度，光电子的最大初动能不变，C错误；镉棒能吸收中子，可控制核反应速度，D正确．三、非选择题(本题共3小题，共40分．按题目要求作答，计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11．(12分)(2016·高考江苏卷)(1)贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是________．A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)eB.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,53)I＋eq\o\al(95,39)Y＋2eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nD.eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n(2)已知光速为c，普朗克常量为h，则频率为ν的光子的动量为________．用该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去，则光子在反射前后动量改变量的大小为________．解析：(1)A是β衰变，B是核裂变，C是核聚变，D是原子核的人工转变，所以A符合题意．(2)光子的动量p＝eq\f(E,c)＝eq\f(hν,c)，垂直反射回去Δp＝eq\f(hν,c)－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－\f(hν,c)))＝eq\f(2hν,c).答案：(1)A(2)eq\f(hν,c)eq\f(2hν,c)12．(14分)如图所示是研究光电管产生的电流的电路图，A、K是光电管的两个电极，已知该光电管阴极的极限频率为ν0.现将频率为ν(大于ν0)的光照射在阴极上，则：(1)________是阴极，阴极材料的逸出功等于________．(2)加在A、K间的正向电压为U时，到达阴极的光电子的最大动能为____________，将A、K间的正向电压从零开始逐渐增加，电流表的示数的变化情况是________________．(3)为了阻止光电子到达阳极，在A、K间应加U反＝________的反向电压．(4)下列方法一定能够增加饱和光电流的是________．A．照射光频率不变，增加光强B．照射光强度不变，增加光的频率C．增加A、K电极间的电压D．减小A、K电极间的电压解析：(1)被光照射的金属将有光电子逸出，故K是阴极，逸出功与极限频率的关系为W0＝hν0.(2)根据光电效应方程可知，逸出的光电子的最大初动能为hν－hν0，经过电场加速获得的能量为eU，所以到达阳极的光电子的最大动能为hν－hν0＋eU，随着电压增加，单位时间内到达阳极的光电子数量将逐渐增多，但当从阴极逸出的所有光电子都到达阳极时，再增大电压，也不可能使单位时间内到达阳极的光电子数量增多．所以，电流表的示数先是逐渐增大，直到保持不变．(3)从阴极逸出的光电子在到达阳极的过程中将被减速，被电场消耗的动能为eU反，如果hν－hν0＝eU反，就将没有光电子能够到达阳极，所以U反＝eq\f(hν－hν0,e).(4)要增加单位时间内从阴极逸出的光电子的数量，就需要增加照射光单位时间内入射光子的个数，所以只有A正确．答案：(1)Khν0(2)hν－hν0＋eU逐渐增大，直至保持不变(3)eq\f(hν－hν0,e)(4)A13．(14分)为确定爱因斯坦的质能方程ΔE＝Δmc2的正确性，设计了如下实验：用动能为E1＝0.60MeV的质子轰击静止的锂核eq\o\al(7,3)Li，生成两个α粒子，测得两个α粒子的动能之和为E2＝19.9MeV，已知质子、α粒子、锂粒子的质量分别取mp＝1.0073u、mα＝4.0015u、mLi＝7.0160u，求：(1)写出核反应方程．(2)通过计算说明ΔE＝Δmc2正确．(1u相当于931.5MeV)解析：(1)核反应方程为：eq