2024高考物理一輪復(fù)習(xí)單元練十二近代物理含解析

PAGE7-單元質(zhì)檢十二近代物理(時間:45分鐘滿分:100分)一、單項選擇題(本題共5小題,每小題6分,共30分。在每小題給出的四個選項中,只有一項符合題目要求)1.(2024新疆烏魯木齊一模)某坦克裝有激光炫目系統(tǒng),其激光放射功率為P,若激光的波長為λ,則該系統(tǒng)每秒放射的光子數(shù)是()A.hcλ B.λPhc C.hλP2.(2024廣東試驗中學(xué)高三月考)關(guān)于下面四幅圖的有關(guān)說法中正確的是()A.圖甲中的α粒子散射試驗說明白原子核是由質(zhì)子與中子組成B.圖乙中若改用綠光照耀,驗電器金屬箔片肯定不會張開C.圖丙一群氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài),最多能輻射6種不同頻率的光子D.圖丁原子核C、B結(jié)合成A時會有質(zhì)量虧損,要釋放能量3.(2024福建永春美嶺中學(xué)高三開學(xué)考試)科學(xué)探討證明,光子有能量也有動量,當(dāng)光子與電子碰撞時,光子的一些能量轉(zhuǎn)移給了電子。假設(shè)光子與電子碰撞前的波長為λ,碰撞后的波長為λ',則碰撞過程中()A.能量守恒,動量守恒,且λ=λ' B.能量不守恒,動量不守恒,且λ=λ'C.能量守恒,動量守恒,且λ<λ' D.能量守恒,動量守恒,且λ>λ'4.(2024遼寧高三二模)下列關(guān)于核電站的說法中正確的是()A.核反應(yīng)方程可能是

92235U→56141B.核反應(yīng)過程中質(zhì)量和質(zhì)量數(shù)都發(fā)生了虧損C.在核反應(yīng)堆中利用限制棒汲取中子從而減小中子對環(huán)境的影響D.我國現(xiàn)已建成的核電站發(fā)電的能量來自于重核裂變放出的能量5.(2024福建三元期中)下列關(guān)于中子探討的說法正確的是()A.α粒子轟擊

714N,生成

B.92238U經(jīng)過4次α衰變,2次β衰變,新核與原來的原子核相比,中子數(shù)少了C.放射性β射線其實質(zhì)是高速中子流,可用于醫(yī)學(xué)的放射治療D.核電站可通過限制中子數(shù)目來限制核反應(yīng)猛烈程度二、多項選擇題(本題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)6.(2024湖南高三模擬)1905年,愛因斯坦把普朗克的量子化概念進(jìn)一步推廣,勝利地說明白光電效應(yīng)現(xiàn)象,提出了光子說。在給出與光電效應(yīng)有關(guān)的四個圖像中,下列說法錯誤的是()A.圖甲中,當(dāng)紫外線照耀鋅板時,發(fā)覺驗電器指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn),說明鋅板帶正電,驗電器帶負(fù)電B.圖乙中,從光電流與電壓的關(guān)系圖像中可以看出,電壓相同時,光照越強,光電流越大,說明遏止電壓和光的強度有關(guān)C.圖丙中,若電子電荷量用e表示,ν1、νc、U1已知,由Uc-ν圖像可求得普朗克常量的表達(dá)式為h=UD.圖丁中,由光電子最大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖像可知該金屬的逸出功為E或hν07.(2024安徽高三二模)氡具有放射性,其衰變方程為

86222Rn→84218Po+X+ΔE(ΔE是反應(yīng)中放出的能量),氡元素的半衰期為3A.X為α粒子B.X為β粒子C.100個氡核經(jīng)3.8天后還剩50個D.衰變后射出的X粒子與釙核(84218Po)的質(zhì)量之和小于衰變前氡核(8.(2024浙江開學(xué)考試)氫原子光譜在可見光波段內(nèi)有4條譜線,波長分別為λ1=410.2nm、λ2=434.0nm、λ3=486.1nm和λ4=656.3nm,它們是汲取光子能量的電子進(jìn)入激發(fā)態(tài)后,干脆躍遷到n=2的能級時所釋放出的譜線。玻爾的氫原子能級圖如圖所示,則關(guān)于這四種光線,下列說法正確的是()A.在水中傳播速度最快的是波長為λ4的光線B.光子動量最大的是波長為λ1的光線C.若用13.06eV能量的光子照耀一個處于基態(tài)的氫原子,則能觀測到全部四條譜線D.若分別用這四種光線照耀逸出功為3.34eV的金屬,都無法產(chǎn)生光電子三、試驗題(本題共2小題,共20分)9.(5分)太陽內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生2個質(zhì)子和2個中子聚變?yōu)?個氦核

24He的熱核反應(yīng),已知質(zhì)子、中子、氦核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3,真空中的光速為c。核反應(yīng)中釋放的核能ΔE=。若反應(yīng)前質(zhì)子和中子的動量分別為p1和p2,則氦核的動量為10.(15分)(2024甘肅蘭州一中期末)如圖所示是探討光電管產(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,元電荷為e,普朗克常量為h。現(xiàn)將頻率為ν(大于ν0)的光照耀在陰極上,則:(1)是陰極(填A(yù)或K),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)陽極的光電子的最大動能為,將A、K間的正向電壓從零起先漸漸增加,電流表的示數(shù)的改變狀況是。

(3)為了阻擋光電子到達(dá)陽極,在A、K間應(yīng)加上U反=的反向電壓。

(4)下列方法肯定能夠增加飽和光電流的是。

A.照耀光頻率不變,增加光強B.照耀光強度不變,增加光的頻率C.增加A、K電極間的電壓D.減小A、K電極間的電壓四、計算題(本題共2小題,共32分)11.(14分)(2024江蘇江陰高三開學(xué)考試)用速度大小為v的中子轟擊靜止的鋰核(36Li),發(fā)生核反應(yīng)后生成氚核和α粒子,生成的氚核速度方向與中子的初速度方向相反,氚核與α粒子的速度大小之比為7∶8,中子的質(zhì)量為m,質(zhì)子的質(zhì)量可近似看作m,光速為(1)寫出核反應(yīng)方程。(2)求氚核與α粒子的速度大小。(3)若核反應(yīng)過程中放出的核能全部轉(zhuǎn)化為α粒子和氚核的動能,求出質(zhì)量虧損。12.(18分)海水中含有豐富的氘,完全可充當(dāng)將來的主要能源。兩個氘核的核反應(yīng)產(chǎn)生一個

23He核和一個粒子X,其中氘核的質(zhì)量為2.0130u,氦核的質(zhì)量為3.0150u,中子的質(zhì)量為1.0087u。(1u=931(1)寫出核反應(yīng)方程;(2)求核反應(yīng)中釋放的核能;(3)在兩個氘核以相等的動能0.35MeV進(jìn)行對心碰撞,并且核能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的狀況下,求粒子X和氦核各自的動能。參考答案單元質(zhì)檢十二近代物理1.B每個光子的能量E=hν=hcλ,設(shè)每秒激光器發(fā)出的光子數(shù)是n,則P×1s即P=nhcλ,所以n=Pλhc,故選2.Cα粒子散射試驗說明白原子具有核式結(jié)構(gòu),A錯誤;紫外線照耀金屬板時能產(chǎn)生光電效應(yīng),換用綠光照耀金屬板,若綠光的頻率大于或等于金屬板的截止頻率,也可以產(chǎn)生光電效應(yīng),驗電器金屬箔可能會張開,B錯誤;一群氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài),最多能輻射C42=6種不同頻率的光子,C正確;原子核C、B結(jié)合成A時,核子平均質(zhì)量增大,質(zhì)量增大,要汲取能量3.C光子與電子的碰撞過程中,系統(tǒng)不受外力,也沒有能量損失,故系統(tǒng)動量守恒,系統(tǒng)能量也守恒。光子與電子碰撞后,電子能量增加,故光子能量減小,依據(jù)E=hν,光子的頻率減小,依據(jù)λ=cν,知波長變長,即λ<λ',故C4.D核裂變反應(yīng)中肯定有中子參與,則該反應(yīng)方程錯誤,選項A錯誤;核反應(yīng)過程中質(zhì)量發(fā)生了虧損,但是質(zhì)量數(shù)不變,選項B錯誤;在核反應(yīng)中,核反應(yīng)速度由參與反應(yīng)的中子數(shù)目確定,限制棒通過插入的深度來調(diào)整中子的數(shù)目以限制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度,選項C錯誤;我國現(xiàn)已建成的核電站發(fā)電的能量來自于重核裂變放出的能量,選項D正確。5.Dα粒子轟擊

714N,生成

817O,并產(chǎn)生了質(zhì)子,選項A錯誤;92238U經(jīng)過4次α衰變,2次β衰變,新核質(zhì)量數(shù)為222,電荷數(shù)為86,中子數(shù)為136,原來的原子核中子數(shù)為238-92=146,則與原來的原子核相比,中子數(shù)少了10個,選項B錯誤;放射性β射線其實質(zhì)是高速電子流,選項C錯誤;核電站可通過限制中子數(shù)目來限制核反應(yīng)6.AB當(dāng)紫外線照耀鋅板時,發(fā)覺驗電器指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn),發(fā)生光電效應(yīng)后鋅板帶正電,所以驗電器也帶正電。故A錯誤,符合題意;圖乙中,從光電流與電壓的關(guān)系圖像中可以看出,電壓相同時,光照越強,光電流越大,說明飽和光電流與光的強度有關(guān),不能說明遏止電壓和光的強度有關(guān)。故B錯誤,符合題意;依據(jù)Ekm=hν-W0=eUc解得Uc=hνe-hνce,斜率k=he=U1ν1+νc,則h=U1eν1+νc,故C正確,不符合題意;依據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=hν-W0,當(dāng)ν=0時,Ek=-W0,由圖像知縱軸截距-E,所以7.AD依據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知,X的質(zhì)量數(shù)為4,電荷數(shù)為2,可知X為α粒子,選項A正確,B錯誤;半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律,對少數(shù)的原子核衰變不適用,選項C錯誤;由于反應(yīng)放出核能,可知該核反應(yīng)有質(zhì)量虧損,則衰變后射出的X粒子與釙核(84218Po)的質(zhì)量之和小于衰變前氡核(86222Rn)的質(zhì)量8.ABD在水中傳播速度最快的是折射率最小的光線,也就是頻率最小、波長最長的,即波長為λ4的光線,選項A正確;依據(jù)p=hλ,則光子動量最大的是波長最小的,即波長為λ1的光線,選項B正確;若用13.06eV能量的光子照耀一個處于基態(tài)的氫原子,則能使氫原子躍遷到n=5的能級,從n=5干脆躍遷到n=2的能級最多輻射3種光子即5到4,4到3,3到2,則不能觀測到全部四條譜線,選項C錯誤;逸出功為3.34eV的金屬對應(yīng)的“極限波長”為λ0=hcW0=6.63×10-34×3×1083.34×1.6×10-9.答案(2m1+2m2-m3)c22p1+2p2解析依據(jù)質(zhì)能方程E=Δmc2,質(zhì)量虧損為Δm=2m1+2m2-m3,故放出能量E=(2m1+2m2-m3)c2,依據(jù)動量守恒,反應(yīng)后的動量為反應(yīng)前的總動量p總=2p1+2p2。10.答案(1)Khν0(2)hν-hν0+eU漸漸增大,直至保持不變(3)hν-h解析(1)K是陰極,陰極材料的逸出功等于hν0。(2)逸出光電子的最大初動能為hν-hν0;若加在A、K間的正向電壓為U時,到達(dá)陽極的光電子的最大動能為Ekm+eU=hν-hν0+eU,將A、K間的正向電壓從零起先漸漸增加,則到達(dá)陽極的光電子數(shù)漸漸增加,直到當(dāng)全部光電子都能到達(dá)陽極時為止;則電流表的示數(shù)的改變狀況是漸漸增大,直至保持不變。(3)為了阻擋光電子到達(dá)陽極,在A、K間應(yīng)加上反向電壓滿意:U反e=Ekm=hν-hν0解得:U反=hν-(4)若增加飽和光電流,則須要增加單位時間射到陰極的光子數(shù),即保持照耀光頻率不變時,須要增大光強,故選A。11.答案(1)01n+36Li→13H+2解析(1)由題意可知,核反應(yīng)方程為:

01n+(2)設(shè)中子的初速度方向為正方向,由動量守恒定律得:mv=-3mv1+4mv2由題意得v1∶v2=7∶8解得:v1=711v,v2=811(3)氚核和α粒子的動能之和為Ek=12×3mv12+12釋放的核能ΔE=Ek由愛因斯坦質(zhì)能方程得,質(zhì)量虧損為:Δm=Δ12.答案(1)12H+12H(3)2.13MeV0.71MeV解析(1)核反應(yīng)方程為:12H+(2)核反應(yīng)