2019屆物理總復(fù)習(xí) 第十二章 近代物理章末過關(guān)檢測

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGEPAGE1學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精章末過關(guān)檢測(十二)（時間：60分鐘滿分:100分）一、單項(xiàng)選擇題（本題共6小題，每小題6分，共36分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中,只有一個選項(xiàng)正確）1．關(guān)于天然放射性，下列說法不正確的是(）A．所有元素都有可能發(fā)生衰變B．放射性元素的半衰期與外界的溫度無關(guān)C．放射性元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性D．α、β和γ三種射線中,γ射線的穿透能力最強(qiáng)解析:選A.自然界中絕大部分元素沒有放射現(xiàn)象，選項(xiàng)A錯誤；放射性元素的半衰期只與原子核結(jié)構(gòu)有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)，選項(xiàng)B、C正確；α、β和γ三種射線電離能力依次減弱，穿透能力依次增強(qiáng)，選項(xiàng)D正確．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發(fā)現(xiàn)，只是在使用人工的方法制造后才被發(fā)現(xiàn)．已知eq\o\al（237,93)Np經(jīng)過一系列α衰變和β衰變后變成eq\o\al（209，83)Bi,下列選項(xiàng)中正確的是（）A。eq\o\al(209，83）Bi的原子核比eq\o\al（237,93)Np的原子核少28個中子B.eq\o\al（237，93）Np經(jīng)過衰變變成eq\o\al（209，83)Bi，衰變過程可以同時放出α粒子、β粒子和γ粒子C．衰變過程中共發(fā)生了7次α衰變和4次β衰變D。eq\o\al（237，93)Np的半衰期等于任一個eq\o\al(237,93）Np原子核發(fā)生衰變的時間解析：選C。eq\o\al（209，83）Bi的中子數(shù)為209－83＝126，eq\o\al（237，93）Np的中子數(shù)為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個中子，A錯誤；eq\o\al(237,93）Np經(jīng)過一系列α衰變和β衰變后變成eq\o\al(209,83)Bi，可以同時放出α粒子和γ粒子或者β粒子和γ粒子，不能同時放出三種粒子，B錯誤;衰變過程中發(fā)生α衰變的次數(shù)為eq\f（237－209，4）＝7次，β衰變的次數(shù)為2×7－(93－83）＝4(次），C正確；半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對少數(shù)原子核不適用，選項(xiàng)D錯誤．3．在盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)中,金箔中的原子核可以看做靜止不動，下列各圖畫出的是其中兩個α粒子經(jīng)歷金箔散射過程的徑跡，其中正確的是（）解析：選C.α粒子與原子核相互排斥，A、D錯誤；運(yùn)動軌跡與原子核越近，力越大，運(yùn)動方向變化越明顯,B錯誤，C正確．4．(2015·高考北京卷)下列核反應(yīng)方程中,屬于α衰變的是（)A。eq\o\al(14，7）N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al（17,8)O＋eq\o\al（1,1）H B．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）n D．eq\o\al（234,90)Th→eq\o\al（234,91）Pa＋eq\o\al(0,－1)e解析：選B。α衰變是放射性元素的原子核放出α粒子(eq\o\al(4，2)He）的核反應(yīng)，選項(xiàng)B正確．5．太陽因核聚變釋放出巨大的能量，同時其質(zhì)量不斷減少．太陽每秒鐘輻射出的能量約為4×1026J,根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，太陽每秒鐘減少的質(zhì)量最接近(）A．1036kgC．1013kg解析:選D.由愛因斯坦質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2知：Δm＝eq\f(ΔE，c2)＝eq\f（4×1026,(3×108）2)kg≈4×109kg，選項(xiàng)D正確．6．(2015·高考福建卷)下列有關(guān)原子結(jié)構(gòu)和原子核的認(rèn)識，其中正確的是(）A．γ射線是高速運(yùn)動的電子流B．氫原子輻射光子后，其繞核運(yùn)動的電子動能增大C．太陽輻射能量的主要來源是太陽中發(fā)生的重核裂變D.eq\o\al(210，83)Bi的半衰期是5天，100克eq\o\al（210，83)Bi經(jīng)過10天后還剩下50克解析:選B。β射線是高速電子流，而γ射線是一種光子流,選項(xiàng)A錯誤．氫原子輻射光子后，繞核運(yùn)動的電子距核更近,動能增大,選項(xiàng)B正確．太陽輻射能量的主要來源是太陽內(nèi)部氫核的聚變，選項(xiàng)C錯誤。10天為兩個半衰期，剩余的eq\o\al（210,83）Bi為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，選項(xiàng)D錯誤．二、多項(xiàng)選擇題（本題共4小題,每小題6分，共24分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中,有多個選項(xiàng)符合題目要求，全選對的得6分，選對但不全的得3分,有錯選或不答的得0分）7．（2018·湖北黃岡模擬）下列說法中正確的是（）A．盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)B。eq\o\al(232，90）Th衰變成eq\o\al（208,82)Pb要經(jīng)過6次α衰變和4次β衰變C．β衰變中產(chǎn)生的β射線實(shí)際上是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的D．升高放射性物質(zhì)的溫度，不可縮短其半衰期解析：選BD.盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子具有核式結(jié)構(gòu)，但并不能說明原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu),A錯誤;據(jù)α衰變、β衰變的實(shí)質(zhì)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正確；β衰變中β射線是由原子核中的中子轉(zhuǎn)變形成的,C錯誤；放射性物質(zhì)的半衰期只由其本身決定,與外界環(huán)境無關(guān),D正確．8．(2015·高考山東卷)14C發(fā)生放射性衰變成為14N，半衰期約5700年．已知植物存活期間，其體內(nèi)14C與12C的比例不變;生命活動結(jié)束后，14C的比例持續(xù)減?。F(xiàn)通過測量得知A．該古木的年代距今約5700年B．12C、13C、C．14C衰變?yōu)?4ND．增加樣品測量環(huán)境的壓強(qiáng)將加速14C解析:選AC。古木樣品中14C的比例是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一,根據(jù)半衰期的定義知該古木的年代距今約5700年，選項(xiàng)A正確；同位素具有相同的質(zhì)子數(shù),不同的中子數(shù)，選項(xiàng)B錯誤；14C的衰變方程為eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14，7）N＋eq\o\al（0,－1)e，所以此衰變過程放出β射線，選項(xiàng)C正確；放射性元素的半衰期與核內(nèi)部自身因素有關(guān),與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān)，選項(xiàng)D錯誤．9．（2018·山西模擬)核反應(yīng)堆是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放出大量核能.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是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種,X是某種粒子,a是X粒子的個數(shù)，用mU、mBa、mKr分別表示eq\o\al(235,)92U、eq\o\al（141，56)Ba、eq\o\al(92,36）Kr核的質(zhì)量,mX表示X粒子的質(zhì)量，c為真空中的光速，以下說法正確的是(）A．X為中子,a＝2B．X為中子,a＝3C．上述核反應(yīng)中放出的核能ΔE＝(mU－mBa－mKr－2mX）c2D．上述核反應(yīng)中放出的核能ΔE＝(mU－mBa－mKr－3mX）c2解析:選BC。核反應(yīng)中,質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒，則知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為eq\o\al(1，0)n，a＝3,則A錯誤，B正確；由ΔE＝Δmc2可得:ΔE＝(mU＋mX－mBa－mKr－3mX)c2＝（mU－mBa－mKr－2mX)c2，則C正確，D錯誤．10．人們發(fā)現(xiàn)，不同的原子核，其核子的平均質(zhì)量（原子核的質(zhì)量除以核子數(shù))與原子序數(shù)有如圖所示的關(guān)系．下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和核反應(yīng)的說法正確的是（）A．由圖可知，原子核D和E聚變成原子核F時會有質(zhì)量虧損，要吸收能量B．由圖可知,原子核A裂變成原子核B和C時會有質(zhì)量虧損，要放出核能C．已知原子核A裂變成原子核B和C時放出的γ射線能使某金屬板逸出光電子,若增加γ射線強(qiáng)度，則逸出光電子的最大初動能增大D．在核反應(yīng)堆的鈾棒之間插入鎘棒是為了控制核反應(yīng)速度解析：選BD。原子核D、E聚變成原子核F,放出能量，A錯誤；A裂變成B、C，放出能量，B正確；增加入射光強(qiáng)度，光電子的最大初動能不變,C錯誤;鎘棒能吸收中子，可控制核反應(yīng)速度，D正確．三、非選擇題(本題共3小題，共40分．按題目要求作答,計(jì)算題要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位）11．（12分)(2016·高考江蘇卷)(1)貝克勒爾在120年前首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，如今原子核的放射性在眾多領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用．下列屬于放射性衰變的是________．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）已知光速為c，普朗克常量為h，則頻率為ν的光子的動量為________．用該頻率的光垂直照射平面鏡，光被鏡面全部垂直反射回去，則光子在反射前后動量改變量的大小為________．解析:(1)A是β衰變,B是核裂變,C是核聚變，D是原子核的人工轉(zhuǎn)變，所以A符合題意．(2）光子的動量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)如圖所示是研究光電管產(chǎn)生的電流的電路圖，A、K是光電管的兩個電極，已知該光電管陰極的極限頻率為ν0.現(xiàn)將頻率為ν（大于ν0)的光照射在陰極上，則：(1)________是陰極，陰極材料的逸出功等于________．（2)加在A、K間的正向電壓為U時，到達(dá)陰極的光電子的最大動能為____________,將A、K間的正向電壓從零開始逐漸增加，電流表的示數(shù)的變化情況是________________．（3）為了阻止光電子到達(dá)陽極,在A、K間應(yīng)加U反＝________的反向電壓．(4)下列方法一定能夠增加飽和光電流的是________．A．照射光頻率不變，增加光強(qiáng)B．照射光強(qiáng)度不變，增加光的頻率C．增加A、K電極間的電壓D．減小A、K電極間的電壓解析：（1）被光照射的金屬將有光電子逸出，故K是陰極，逸出功與極限頻率的關(guān)系為W0＝hν0.(2）根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，逸出的光電子的最大初動能為hν－h(huán)ν0，經(jīng)過電場加速獲得的能量為eU,所以到達(dá)陽極的光電子的最大動能為hν－h(huán)ν0＋eU，隨著電壓增加，單位時間內(nèi)到達(dá)陽極的光電子數(shù)量將逐漸增多，但當(dāng)從陰極逸出的所有光電子都到達(dá)陽極時，再增大電壓，也不可能使單位時間內(nèi)到達(dá)陽極的光電子數(shù)量增多．所以，電流表的示數(shù)先是逐漸增大，直到保持不變．(3）從陰極逸出的光電子在到達(dá)陽極的過程中將被減速，被電場消耗的動能為eU反,如果hν－h(huán)ν0＝eU反,就將沒有光電子能夠到達(dá)陽極，所以U反＝eq\f(hν－h(huán)ν0，e)。(4)要增加單位時間內(nèi)從陰極逸出的光電子的數(shù)量，就需要增加照射光單位時間內(nèi)入射光子的個數(shù),所以只有A正確．答案：(1）Khν0（2）hν－h(huán)ν0＋eU逐漸增大，直至保持不變(3)eq\f（hν－h(huán)ν0,e）（4)A13．(14分）為確定愛因斯坦的質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2的正確性，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):用動能為E1＝0.60MeV的質(zhì)子轟擊靜止的鋰核eq\o\al(7,3)Li，生成兩個α粒子,測得兩個α粒子的動能之和為E2＝19。9MeV，已知質(zhì)子、α粒子、鋰粒子的質(zhì)量分別取mp＝1。0073u、mα＝4。0015u、mLi＝7.0160u,求:（1)寫出核反應(yīng)方程．(2）通過計(jì)算說明ΔE＝Δmc2正確．(1u相當(dāng)于931.5MeV)解析：（1）核反應(yīng)方程為：eq\o\al（7，3）Li＋eq\o\al（1,1）H→2eq\o\al(4,2）He。(2)核反應(yīng)的質(zhì)量虧損:Δm＝mLi＋mp－2mα＝7.0160u＋1.0073u