高考物理二轮复习 专题强化训练11 近代物理初步和物理学史（含解析）-人教版高三物理试题

专题强化训练（十一）

一、选择题（共10个小题，每题5分，2、9、10为多选，其余为单项选择题，共50分）

1.（•课标全国HD1934年，约里奥一居里夫妇用a粒子轰击铝核小Al,产生了第一个人

工放射性核素X：a+/Al-Jn+X.X的原子序数和质量数分别为（）

A.15和28B.15和30

C.16和30D.17和31

答案B

解析根据核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒可知，X的电荷数为2+13=15,质量数

为4+27—1=30,根据原子核的电荷数等于原子序数，可知X的原子序数为15,质量数为

30,B项正确.

2.有关波粒二象性的微观世界的基本特征，以下说法正确的有（）

A.光电效应现象揭示了光的粒子性

B.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性

C.黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释

D.动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波也相等

答案AB

解析光电效应说明光的粒子性，所以A项正确；热中子在晶体上产生衍射图样，即运动的

实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，所以B项正确；黑体辐射的实验规律说明

电磁辐射具有量子化，即黑体辐射是不连续的、•份•份的，所以黑体辐射用光的粒子性解

2

释，即C项错误；根据的德布罗意波长公式X=pp=2mEk,又因为质子的质量大于电子

的质量，所以动能相等的质子和电子，质子的德布罗意波较短，所以D项错误.

3.月球土壤里大量存在着一种叫做“氮3"GHe）的化学元素，是核聚变的重要原料之•.科

学家初步估计月球上至少有100万吨“氮3”，如果相关技术开发成功，将可为地球带来取

之不尽的能源.关于“氮3”与笊核（司）聚变生成“氮4"（/He）,下列说法中正确的是

（）

A.该核反应方程式为「He+lH-jHe+jH

B.该核反应生成物的质量大于参加反应物的质量

C.该核反应出现质量亏损，吸收能量

D.因为“氮3”比“氮4”的比结合能小，所以“氮3”比“氨4”稳定

答案A

解析该核反应方程为:He+『Hf「He+jH,电荷数守恒，质量数守恒，故A项正确；关于

“氮3GHe）”与笊核（印）聚变生成氮4GHe）和质子，有大量的能量放出,根据爱因斯坦质

能方程知有质量亏损，生成物的质量小于参加反应物质的质量，故B、C两项错误；比结合

能越大，原子核越稳定，所以“氮4”比“氮3”稳定，故D项错误.故选A项.

4.原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断正确的是（）

比结合能/MeV

A.重核g22*U裂变成3rKr和51'Ba要吸收能量

B.『H核的结合能约为2MeV

C.中等质量的原子核最不稳定

D.两个核结合成『He核要释放能量

答案BD

解析由图可知重核一力的比结合能小于裂变产物的结合能，所以该反应释放能量，故A

项错误；根据图象可知用的比结合能约为1MeV,所以JH的结合能E=2X1MeV=2MeV,

故B项正确；中等质量的原子核比结合能最大，最稳定，故C项错误；根据图象可知『He

的比结合能大于『H的比结合能，所以反应释放能量，故D项正确；故选B、D两项.

5.用Jn轰击产生了个某种粒子,核反应方程为着"j+Jn-sTXe+s^Sr+niX,则

（）

A.方程式中的m=3

B.方程式中的X是a粒子

H235

C.M°Xe的比结合能一定大于920的比结合能

D.该反应需要吸收热量

答案C

解析根据质量数守恒和电荷数守恒，其核反应方程为JgU+0%-5J°Xe+38”r+2（/r,可

知方程式中的m=2,X是中子；这个核反应是重核裂变，会释放出大量的能量，故A、B、D

三项都错误：根据比结合能曲线可知，中等质量的原子核比结合能大，轻核和重核的比结合

能小，小十重核，故/。h的比结合能大于“产U的比结合能，故C项正确.故诜C项.

6.如图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阳极A和阴极K上的电压的关系

A.饱和电流的大小，由入射光的颜色决定

B.只要增大电压，光电流就会一直增大

C.对某种确定的金属，其遏止电压只由入射光的频率决定

D.不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应

答案C

解析由图线可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，故A项错误；增

大电压，当电压增大到一定值，电流达到饱和电流，不再增大，故B项错误；根据光电效应

方程知，Em=hv-W0=eUc,可知入射光频率越大，最大初动能越大，遏止电压越大，可知

对于确定的金属，遏止电压只由入射光的频率决定，故C项正确；发生光电效应的条件是入

射光的频率大于截止频率，与入射光的强度无关，故D项错误.故选C项.

7.（•课标全国I）大科学工程“人造太阳”主要是将允核聚变反应释放的能量用来发电，

笊核聚变反应方程是：:H+i-H—z^He+Jn,已知「H的质量为2.0136u,z'He的质量为2.013

32

6u,2He的质量为3.0150u,o*n的质量为1.0087u,1u=931MeV/c.笊核聚变反应中

释放的核能约为（）

A.3.7MeVB.3.3MeV

C.2.7MeVD.0.93MeV

答案B

解析因笊核聚变的核反应方程为：:H+JHfa^He+ob,核反应过程中的质量亏损为》m=

2m1,-（mlk.+mn）=0.0035J,释放的核能为AE=Amc2=3.3MeV,故B项正确，A、C、D三

项错误.故选B项.

8.（•课标全国0）—静止的铀核放出一个a粒子衰变成牡核，衰变方程为产旬~91r

jHe,下列说法正确的是（）

A.衰变后社核的动能等于a粒子的动能

B.衰变后杜核的动量大小等于a粒子的动量大小

C.铀核的半衰期等于其放出一个a粒子所经历的时间

D.衰变后a粒子与针核的质量之和等于衰变前铀核的质量

答案B

解析一静止的铀核放出一个□粒子衰变成社核，根据系统动量守恒知，衰变后钮核和a

粒子动量之和为零，可知衰变后社核的动量大小等于a粒子的动量大小，根据Ek=/知，

由于社核和a粒子质量不同，则动能不同，故A项错误，B项正确；半衰期是原子核有半

数发生衰变的时间，故C项错误；衰变的过程中有质量亏损，即衰变后a粒子与铉核的质

量之和小于衰变前铀核的质量，故【）项错误.故选B项.

9.氢原子光谱如图甲所示,图中给出了谱线对应的波长，波尔的氢原子能级图如图乙所示

知普朗克常量h=6.63XICRj.可见光的频率范围约为4.2X10“Hz〜7.8X10“Hz,

则（）

4）0.2434.0486.1656.3X/nm

H8H7HpF

甲

-----------------13.60

乙

A.IL谱线对应光子的能量小于Hs谱线对应光子的能量

B.图甲所示的乩、HB、电、Hs四种光均属于可见光范畴

C.HB对应光子的能量约为10.2eV

D.IL谱线对应的跃迁是从n=3能级到n=2能级

答案ABD

解析由图甲可知，氏谱线对应光子的波长大于H&谱线对应光子的波长，结合E=T可知,

A

H“谱线对应光子的能量小于H&谱线对应光子的能量，故A项正确；依据氢光谱的特点可知,

he

甲图所示的四种光均属于可见光范畴，故B项正确；小谱线对应光子的能量为：E==

VA

ARXin-34xq0X10^

・'跳］X；0二——J七4.O9X1（）T9J~2.556eV,故C项错误；H“谱线对应光子的能量

为：14牛=6.63：1；尸3.（）3X10fJE.89eV,可知IL谱线对应的跃迁

Aboo.45X1U

是从n=3能级到n=2能级，故D项正确.故选A、B、D三项.

10.下列对物理知识的理解正确的有（）

A,a射线的穿透能力较弱，用厚纸板就能挡住

B.动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等

C.放射性元素针的半衰期为138天，100g的针经276天，已发生衰变的质量为75g

D.质子、中子、a粒子的质量分别为加、m八m;（,两个质子和两个中子结合成一个a粒子,

释放的能量是（nh+皿一叱）小

答案AC

解析Y射线电离能力最弱，穿透能力最强，a射线电离能力最强，穿透能力最弱，用厚

纸板就能挡住，故A项正确：动能相同的质子和电子，它们的动最大小可以公式p=M

判断，质子与电子的质最不同，所以动能相等的电子与质子的动量是不同的，再根据德布罗

意波的波长公式人=今可知其波长也不相同，故B项错误：根据100g的

P。经276天，即经过2个半衰期，已衰变的质量为75g,故C项正确；质子、中子、a粒

子的质量分别为皿、叱、m..两个质子和两个中子结合成一个a粒子，由爱因斯坦质能方程

可知，释放的能量是（2nn+2mLmjc：故D项错误，故选八、C两项.

二、计算题（共4个小题，11题12分，12题12分，13题14分，14题12分，共50分）

11.如图所示,一光电管的阴极用极限波长入。=5000A的钠制成.用波长X=3000A的

紫外线照射阴极，光电管汨极A和阴极K之间的电势差U=2.1V,饱和九电流的值（当阴极

K发射的电子全部到达阳极A时，电路中的电流达到最大值，称为饱和光电流）1=0.56U

A.

(1)求每秒钟内由K极发射的光电子数目；

(2)求电子到达A极时的最大动能；

(3)如果电势差U不变，而照射光的强度增到原值的三倍，此时电子到达A极的最大动能是

多大？(普朗克常量h=6.63Xl(r"J-s)

答案(1)3.5X10，a(2)6.01x32J(3)6.O1X1O-10J

解析(1)设每秒内发射的电子数为n,则：『之、,1(个)=3.5义10气个).

e1.0x1u

(2)由光电效应方程可知：

E『hv-Wo=hT-h—=hc^T--J

在AK间加电压U时，电子到达阳极时的动能为Ek,

Ek=Eks+eU=hcg■一±)+eU.

代入数值得：26.01X10-仲工

(3)根据光电效应规律，光电子的最大初动能与入射光的强度无关.如果电压U不变，则电

子到达A极的最大动能不会变.

12.已知笊核质量为2.0136u,中子质量为1.0087u,氮核的质量为3.0150u.

(1)写出两个笊核聚变成氮核的核反应方程，

(2)计算上述核反应中释放的核能；

(3)若两笊核以相等的动能E做对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能(设为△E)全部

转化为机械能，中子的质量设为m.求反应中生成的氮核和中子的动能各是多少？(用本小题

中的物理符号表示结果)

答案(1)印+印-2怅+)%(2)3.26MeV

3

(3)~(2E+AE)j(2E+AE)

解析⑴核反应方程为：/H+JH-2、加+()一；

(2)由题给条件可求出质量亏损为:Am=2.0136uX2-(3.0150+1.0087)u=0.0035u,

所以释放的核能为AE=Amc2=931.5X00035MeV=3.26MeV；

(3)由动量守恒及能的转化和守恒定律，

得0=3mv<1-mvn,

2E+AE=Eku+Ekn,

舛口32012

得Eka=^mVa,Ekn=^mVn.

联立方程解得：E=7(2E+AE),

ku4

3

Ekn=*E+AE).

13.假设两个笊核在一直线上相碰发生聚变反应生成氮的同位素和中子，已知笊核的质量是

m„中子的质量是叱，氮核同位素的质量是如，光在真空中的速度为c.

(1)写出核聚变反应的方程式；

(2)求核聚变反应中释放出的能量△E.

答案⑴2忸+>%(2)(2mi—m2—ni3)c2

解析(1)根据质量数守恒与电荷数守恒，核反应方程式为：:H