2021届高考物理二轮复习常考题型大通关（十二）近代物理初步

2021届高考物理二轮复习常考题型大通关（新高考）

（十二）近代物理初步

1.下列说法正确的是（）

A.；N+；Hf：C+；He是a衰变方程B.；He+：；Alf%P+；1n是p衰变方程

C，H+；HfHe+y是核聚变反应方程D.置U一记Th+；He是核裂变反应方程

2.核反应堆中较为常见的核反应方程为翼U+[nf2Ba+累Kr+B'n,则下列说法正确的是

（）

A.该核反应方程为衰变方程B.该核反应过程中二u的半衰期减小

C.该核反应过程中会发生质量亏损D.'^Ba的结合能比晨U的结合能大

3.随着科学技术的日益进步，人们对原子及原子核的认识越来越深刻，下列有关原子及原子

核的说法正确的是（）

A.a粒子散射实验揭示了原子核具有复杂的结构

B.天然放射性元素在升高温度后半衰期会缩短

C.放射性同位素发出的Y射线能进行金属探伤

D.比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大

4「一般烟雾报警器工作原理如图所示，半衰期为432年的放射性元素锯2：；Am衰变所释放的

射线可使空气分子电离成正、负离子，正、负离子分别向两极板运动，从而产生电流.当烟

雾进入探测腔内时，烟雾会吸收部分射线，导致电流减小，外电路探测到两个电极之间电压、

电流的变化，从而触发警报.根据以上信息，下列说法正确的是（）

A.若图中电流表中电流方向从左向右，则正离子向右极板运动

B.锢放出的射线只有了射线

C.lkg的锯经1296年将有125g发生衰变

D.根据欧姆定律，理想电流表中的电流与两极板间电压成正比、与两极板之间的电阻成反比

5.图示为氢原子能级示意图，已知大量处于"=2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种不同频率的光子，下列说法正确的是（）

Eo/

871

5Zev

4-0..54

3-0..85

1-.541

2

-3.

1---------------------13.6

A.可能是处于n=2能级的氢原子受到照射后跃迁到〃=5能级

B.这6种光子有3种可以让逸出功为10eV的某金属发生光电效应

C.频率最高的光子是氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的

D.波长最长的光子是氢原子从〃=4能级跃迁到〃=1能级辐射出的

6.；He与；H的核聚变反应不产生温室气体，不产生放射性物质，对今后人类社会的可持续

发展具有深远意义，该核反应可表示为；1^+：^1-；口+*（*表示某种粒子），则下列说法

正确的是（）

A.该核反应很容易发生，是目前利用核能的主要方式

B；He原子核比；Li原子核稳定

C.X为中子，是原子核的组成部分，最早由查德威克通过实验发现

D.X具有较强的电离能力

7.自然界存在的放射性元素的原子核并非只发生一次衰变就达到稳定状态，而是要发生一系

列连续的衰变，最终达到稳定状态.如$Th经过一系列a衰变和0衰变后变成了孑Pb,己

知有Th、a粒子、P粒子、甘Pb的质量分别为味/、网、回，照Th的半衰期是T.则下列

说法正确的是（）

A.8个记Th经过2T时间后还剩2个

B.从铲Th到期Pb共发生6次a衰变和4次0衰变

C.衰变过程中释放出的a射线的穿透能力比p射线的弱

2

DL个:fTh衰变成手Pb释放的核能为（町-铀-，n,-m4）c

8.图甲为研究光电效应的电路图，图乙为静止在匀强磁场中的某种放射性元素的原子核吃X

衰变后产生的新核Y和某种射线的轨迹，下列说法正确的是（）

A.利用能够产生光电效应的两种（或多种）频率已知的光采用图甲的所示电路进行实验可测

出普朗克常量

B.将图甲的正负极对调，在光照不变的情况下，可研究得出光电流的饱和值

C.图乙对应的衰变方程为吃Xf；He+篇Y

D.图乙对应的衰变方程为？Xf：e+聂Y

9.月球土壤里大量存在着一种叫作“氨3GHe）”的化学元素，这是热核聚变的重要原料.科学家

初步估计月球上至少有100万吨氨3,如果开发成功，将可为地球带来取之不尽的能源.关于

“氢3（：He）”与笊核的聚变，下列说法中正确的是（）

A.核反应方程为；He+：HHe+；H

B.核反应生成物的质量将大于反应物质量

C.氮3（：He）一个核子的结合能大于氮4（；He）一个核子的结合能

D.氮3（；He）的原子核与一个笊核发生聚变将放出能量

10.美国物理学家密立根利用图甲所示的电路研究金属的遏止电压“与入射光频率v的关

UC

系，描绘出图乙中的图像，由此算出普朗克常量h.电子电荷量用e表示.下列说法正确的是（）

A.入射光的频率增大，为了测遏止电压，则滑动变阻器的滑片P应向M端移动

B.增大入射光的强度，光电子的最大初动能也增大

C.由°一U图像可知，这种金属的截止频率为丫

D.由u图像可求普朗克常量表达式为

*'h=1

匕一匕

11.如图所示为研究光电效应的电路图.开关闭合后，当用波长为4的单色光照射光电管的阴

极K时，电流表有示数.下列说法正确的是()

A.若只让滑片P向。端移动，则电流表的示数一定增大

B.若只增加该单色光的强度，则电流表示数一定增大

C.若改用波长小于4的单色光照射光电管的阴极K,则阴极K的逸出功变大

D.若改用波长大于A的单色光照射光电管的阴极K,则电流表可能有示数

12.氢原子能级图如图所示，如果大量氢原子处在〃=3能级的激发态，在向基态跃迁过程中

向外辐射不同频率的光子，用这些光子分别照射金属钙、钠、钾、枷。则下列说法正确的是

()

金属钙钠钾枷

叱/eV3.202.292.252.13

E/eV

0

4---------0.85

3----------------------------1.51

2----------------------------3.4

—13.6

A.发出的每种光均能使四种金属发生光电效应

B.入射光的频率不同，同种金属的截止频率不同

C.四种金属发生光电效应的遏止电压最大为9.96V

D.发生光电效应产生的光电子的最大初动能最小为7.00eV

答案以及解析

1.答案：c

解析：核反应方程;5N+：Hf：2c+；He表示的反应是在人为条件下发生的，是人工核反应,

故A错误；核反应方程；He+：；Alf△P+；）n表示的反应是在人为条件下发生的，是人工核

反应，故B错误核反应方程；H+；Hf；He+y表示的是轻核聚变反应，故C正确；核反应

方程记Th+；He表示的反应是自然存在的，有氮原子生成，是a衰变方程，故D错

误.

2.答案：C

解析：题干所述方程为重核裂变的核反应方程，A错误；放射性元素的半衰期由核内部自身

的因素决定，故核反应过程中屋U的半衰期不变，B错误；重核裂变过程中有质量亏损，并

释放巨大能量，C正确；组成原子核的核子越多，它的结合能越大，故黑U的结合能比黑Ba

的结合能大，D错误。

3.答案：C

解析：卢瑟福的a粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，天然放射现象揭示了原子核具有

复杂的结构，故A错误；天然放射性元素的半衰期与温度无关，改变温度，不会改变半衰

期，故B错误；放射性同位素发出的丫射线能进行金属探伤，故C正确；比结合能越大的

原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，与结合能的大小无关，故D错误.

4.答案：A

解析：若题图中电流表中电流方向从左向右，说明电容器右极板为正极板，则正离子向右极

板运动，A正确；锢2；；Am衰变所释放的射线可使空气分子电离成正、负离子，从而产生电

流，a射线才能使空气分子电离，B错误；锯半衰期为432年，经1296年，发生三次衰变,

还剩下没有衰变的2；；Am的质量为机=%（；）3=125g,则衰变的％Am的质量为875g,C

错误;对于电离的空气导体这类非纯电阻元件不满足欧姆定律，其电流与两端电压不成正比,

D错误.

5.答案：B

解析：根据C：=6知，若可辐射出6种不同频率的光子，是处于〃=2能级的氢原子受到照

射后跃迁到〃=4能级，故A错误；根据能级差公式可得，从〃=2能级跃迁到〃=1能级辐

射的光子的能量为E「E,=10.2eV,从〃=3能级跃迁到〃=1能级辐射的光子的能量为

£3-£,=12.09eV,从〃=4能级跃迁到n=1能级辐射的光子的能量为E「E、=12.75eV,

以上3种光子可以让逸出功为10eV的某金属发生光电效应；其余三种频率的光子能量小于

10eV,故B正确；氢原子从"=4能级向”=1能级跃迁时辐射的光子能量最大，频率最高,

故C错误；由题图可知，当氢原子从〃=4能级跃迁到〃=3能级时，能级差最小，所以辐射

出光子的能量最小，频率最低，波长最长，故D错误.

6.答案：C

解析：该核反应是核聚变反应，需要在超高温和超高压的环境下进行，不容易发生，故A

错误；反应过程放出能量，说明生成物的能量低，更稳定，则；Li原子核比；He原子核稳定,

故B错误；根据质量数守恒和电荷数守恒有3+2=4+1,2+1=3+0,可知X为;,n,是中子,

是原子核的组成部分，最早由查德威克通过实验发现，故C正确；由于中子不带电，因此

它的电离能力较弱，故D错误.

7.答案：BC

解析：半衰期是一个宏观统计的物理量，原子核数量比较少时不适用，A错误；从$Th变

成策Pb,质量数减少了24,可知发生了6次a衰变，再根据电荷数的变化，可知发生了4

次。衰变，B正确；a射线的穿透能力比。射线的弱，C正确；一个$Th衰变成％Pb释放

2

的核能为（町--4m；-m4）c,D错误.

8.答案：ABD

解析：根据光电效应方程得&=/?匕-因=eH，/=姐-叱尸，联立两式解得

h=~~~-,所以分别测出两次电流表读数为零时电压表的示数q和u,即可测得普朗克

常量，选项A正确；将题图甲中电源的正负极对调，此时光电管中所加电压为正向电压，

在光照不变的情况下，通过调节滑动变阻器可调节光电管两端的电压，可研究得出光电流的

饱和值，选项B正确；由题图乙可知，发生的是。衰变，故衰变方程为ex-：e+聂Y,

选项C错误，D正确.

9答案:AD

解析：该核反应方程是；He和：H之间发生的核聚变反应，在生成；He和;H的同时释放大量

的能量，故A、D正确.由于核反应的过程中释放大量的能量，根据爱因斯坦质能方程

\E=\,nc2,可知生成物的质量小于反应物的质量,故B错误.质量中等的核的比结合能最大,

故使重核裂变为两个质量中等的核或使轻核聚变，都可使核更为稳定并放出能量，故一个生

成物核子的结合能大于一个反应物的核子的结合能，故C错误.

10.答案：CD

解析：入射光的频率越高七越大，路端电压应增大，即滑动变阻器滑片应向N端移动，A

错误.增大入射光强度，光电子最大初动能不变，B错误.由W=Ek=Ute,知

Ue

W-hvc,hv]=Ue+hvc,h=---------.

匕一匕

11.答案：BD