2022屆高考物理二輪復習 第一部分 專題五 近代物理初步課后“高仿”檢測卷1(2018·全國卷)1934年，約里奧居里夫婦用粒子轟擊鋁核Al，產生了第一個人工放射性核素X：AlnX。X的原子序數和質量數分別為()A15和28B15和30C16和30 D17和31解析：選B將核反應方程式改寫成HeAlnX，由電荷數和質量數守恒知，X應為X。2(2018·全國卷)用波長為300 nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動能為1.28×1019 J。已知普朗克常量為6.63×1034 J·s，真空中的光速為3.00×108 m·s1。能使鋅產生光電效應的單色光的最低頻率約為()A1×1014 Hz B8×1014 HzC2×1015 Hz D8×1015 Hz解析：選B設單色光的最低頻率為0，由愛因斯坦光電效應方程得Ekh1W,0h0W，又1，整理得0，代入數據解得08×1014 Hz。3(2017·全國卷)一靜止的鈾核放出一個粒子衰變成釷核，衰變方程為UThHe。下列說法正確的是()A衰變后釷核的動能等于粒子的動能B衰變后釷核的動量大小等于粒子的動量大小C鈾核的半衰期等于其放出一個粒子所經歷的時間D衰變后粒子與釷核的質量之和等于衰變前鈾核的質量解析：選B靜止的鈾核在衰變過程中遵循動量守恒，由于系統(tǒng)的總動量為零，因此衰變后產生的釷核和粒子的動量等大反向，即pThp，B項正確；因此有，由于釷核和粒子的質量不等，因此衰變后釷核和粒子的動能不等，A項錯誤；根據半衰期的定義可知，C項錯誤；由于衰變過程釋放能量，根據愛因斯坦質能方程可知，衰變過程有質量虧損，因此D項錯誤。4(2017·全國卷)大科學工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應釋放的能量用來發(fā)電。氘核聚變反應方程是：HHHen。已知H的質量為2.013 6 u，He的質量為3.015 0 u，n的質量為1.008 7 u,1 u931 MeV/c2。氘核聚變反應中釋放的核能約為()A3.7 MeV B3.3 MeVC2.7 MeV D0.93 MeV解析：選B氘核聚變反應的質量虧損為m2×2.013 6 u(3.015 0 u1.008 7 u)0.003 5 u，釋放的核能為Emc20.003 5×931 MeV/c2×c23.3 MeV，選項B正確。二、名校模擬重點演練知熱點5(2019屆高三·遼寧遼南聯(lián)考)某原子核的衰變過程為：XYP。則()AX的中子數比P的中子數少2BX的質量數比P的質量數多5CX的質子數比P的質子數多1DX的質子數比P的質子數少5解析：選C衰變方程式為XYP，從公式可以看出X的中子數比P的中子數多3個，故A錯誤；X的質量數比P的質量數多4個，故B錯誤；X的質子數比P的質子數多1個，故C正確，D錯誤。6(2018·煙臺模擬)下列說法正確的是()A結合能越大的原子核越穩(wěn)定B光電效應揭示了光具有波動性C氫原子從較高的激發(fā)態(tài)躍遷到較低的激發(fā)態(tài)時，電子的動能減少，電勢能減少，原子的總能量減少D將放射性元素摻雜到其他穩(wěn)定元素中并大幅度降低其溫度，它的半衰期不發(fā)生改變解析：選D比結合能越大的原子核越穩(wěn)定，故A錯誤；光電效應的規(guī)律只能用光子學說解釋，揭示了光具有粒子性，故B錯誤；氫原子從較高的激發(fā)態(tài)躍遷到較低的激發(fā)態(tài)時，釋放出光子，總能量減小，庫侖力做正功，電子的動能增大，電勢能減小，故C錯誤；放射性元素的半衰期與原子所處的化學狀態(tài)和溫度無關，故D正確。7(2018·百校聯(lián)盟聯(lián)考)核反應方程NHCXE中，N的質量為m1、H的質量為m2、C的質量為m3、X的質量為m4，光在真空中的速度為c，則下列判斷正確的是()AX是He，E(m1m2m3m4)c2BX是He，E(m1m2m3m4)c2CX是He，E(m3m4m1m2)c2DX是He，E(m3m4m1m2)c2解析：選B根據質量數守恒和電荷數守恒得：NHCHe，則X是He，反應中虧損的質量為mm1m2m3m4，故釋放的能量Emc2(m1m2m3m4)c2，故B正確。8(2018·東莞模擬)用中子(n)轟擊鋰核(Li)發(fā)生核反應，產生氚核(H)和未知粒子并放出4.8 MeV的能量，已知1 MeV1.6×1013 J。下列說法正確的是()A未知粒子為粒子B未知粒子為粒子C反應中的質量虧損為8.5×103 kgD鋰核的結合能小于氚核的結合能解析：選A根據質量數和電荷數守恒可知，未知粒子的質量數為4，電荷數為2，為粒子，選項A正確，B錯誤；反應中的質量虧損為m kg8.5×1030 kg，選項C錯誤；組成原子核的核子越多，它的結合能越高，選項D錯誤。9(2018·開封模擬)下列描繪兩種溫度下黑體輻射強度與頻率關系的圖中，符合黑體輻射實驗規(guī)律的是()解析：選B根據黑體輻射實驗規(guī)律，黑體熱輻射的強度與波長的關系為：隨著溫度的升高，一方面，各種波長的輻射強度都有增加，則各種頻率的輻射強度也都增加；另一方面，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，即向頻率較大的方向移動，只有B項符合黑體輻射實驗規(guī)律。10多選(2018·貴州適應考試)14C是碳元素的一種具有放射性的同位素，衰變方式為衰變，其半衰期約為5 730年。已知一個14C原子核由6個質子和8個中子組成。下列說法正確的是()A14C衰變后轉變?yōu)?4NB14C衰變過程中發(fā)出的射線是由核外電子電離產生的C14C原子發(fā)生化學反應后，其半衰期不會發(fā)生改變D14C樣品經歷3個半衰期后，樣品中14C的質量只有原來的解析：選AC14C衰變方式為衰變，則放出一個負電子后，質量數不變，電荷數增加1，變?yōu)?4N，選項A正確；14C衰變過程中發(fā)出的射線是由核內的中子轉化為質子時放出的負電子，選項B錯誤；半衰期與化學狀態(tài)無關，則14C原子發(fā)生化學反應后，其半衰期不會發(fā)生改變，選項C正確；14C樣品經歷3個半衰期后，樣品中14C的質量只有原來的3，選項D錯誤。11多選如圖所示為氫原子的能級圖。大量處于基態(tài)的氫原子在一束光的照射下發(fā)生躍遷后能產生6條譜線，其中有3條可使某金屬發(fā)生光電效應。已知可見光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之間，下列有關描述正確的是()A氫原子的能級是分立的，6條譜線中有2條譜線在可見光范圍內B入射光束中光子的能量為10.2 eV才能實現題中的躍遷情況C該金屬的逸出功小于2.55 eVD若改用12.7 eV的電子撞擊氫原子使之躍遷后所輻射出的光也能使該金屬發(fā)生光電效應解析：選AD躍遷后能產生6條譜線，說明處于基態(tài)的氫原子被激發(fā)到了第4能級，因此入射光束中光子的能量為E4E112.75 eV，從第4能級向低能級躍遷時其中有2條譜線在可見光范圍內，又由能級圖知其能量是不連續(xù)的，是分立的，A項正確，B項錯誤；能發(fā)生光電效應的3條譜線是從第4、3、2能級向基態(tài)躍遷產生的，其中能量最小的為E2E110.2 eV，而由第4能級向第2能級躍遷的能量為E4E22.55 eV，是不能發(fā)生光電效應的，表明該金屬的逸出功大于2.55 eV，小于10.2 eV，C項錯誤；因12.7 eV>10.2 eV，若用12.7 eV的電子撞擊氫原子，可將部分能量傳給氫原子使之躍遷，它在輻射時產生的光可使該金屬發(fā)生光電效應，故D項正確。12(2018·西安八校聯(lián)考)能源是社會發(fā)展的基礎，發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一，核能作為一種新能源在現代社會中已不可缺少，我國在完善核電安全基礎上將加大核電站建設規(guī)模。核泄漏中的钚(Pu)是一種具有放射性的超鈾元素，它可破壞細胞基因，提高罹患癌癥的風險。已知钚的一種同位素Pu的半衰期為24 100年，其衰變方程為PuXHe，下列有關說法正確的是()AX原子核中含有92個中子B100個Pu經過24 100年后一定還剩余50個C由于衰變時釋放巨大的能量，根據Emc2，衰變過程總質量增加D衰變發(fā)出的射線是波長很短的光子，具有很強的穿透能力解析：選D由方程式可計算X原子核為U，原子核含質子92個，中子143個，故A項錯誤；放射性元素的衰變規(guī)律是統(tǒng)計規(guī)律，對大量的原子核衰變才有意義，100個原子核過少，不一定在半衰期后只剩余一半，故B項錯誤；衰變時釋放巨大能量，即有能量損失，根據Emc2，應有質量虧損，總質量減少，故C項錯誤；射線是光子流，穿透能力很強，能穿透幾厘米厚的鉛板，故D項正確。13 (2018·衡水中學模擬)用圖甲所示的電路研究光電效應中電子發(fā)射的情況與照射光的強弱、光的顏色(頻率)等物理量間的關系，電流計G測得的光電流I隨光電管兩端電壓U的變化如圖乙所示，則()A通過電流計G的電流方向由d到cB電壓U增大，光電流I一定增大C用同頻率的光照射K極，光電子的最大初動能與光的強弱無關D光電管兩端電壓U為零時一定不發(fā)生光電效應解析：選C電流方向與逃逸出來的電子運動方向相反，所以通過電流計G的電流方向由c到d，故A錯誤；由題圖乙可知，當U增大到一定程度后，光電流不再隨U的增大而增大(即達到飽和電流)，故B錯誤；用同頻率的光照射K極，根據愛因斯坦光電效應方程EkhW，光電子的最大初動能與光的頻率有關，與光的強弱無關，故C正確；光電管兩端電壓U為零時，光電效應照樣發(fā)生，故D錯誤。14多選(2018·武漢質檢)我國自主研發(fā)的釷基熔鹽是瞄準未來2030年后核能產業(yè)發(fā)展需求的第四代核反應堆，是一種液態(tài)燃料堆，使用釷鈾核燃料循環(huán)，以氧化鹽為冷卻劑，將天然核燃料和可轉化核燃料熔融于高溫氯化鹽中，攜帶核燃料在反應堆內部和外部進行循環(huán)。釷232不能直接使用，需要俘獲一個中子后經過2次衰變轉化成鈾233再使用，鈾233的一種典型裂變方程是UnBaKr3n。已知鈾233的結合能為E1、鋇142的結合能為E2、氪89的結合能為E3，則()A鈾233比釷232少一個中子B鈾233、鋇142、氪89三個核中氪89的結合能最小，比結合能卻最大C鈾233、鋇142、氪89三個核中鈾233的結合能最大，比結合能也最大D鈾233的裂變反應釋放的能量為EE1E2E3解析：選AB設釷核的電荷數為a，則釷232俘獲一個中子后經過2次衰變轉化成鈾233，則a92290，則釷232中含有中子數為23290142，鈾233含有中子數為23392141，則鈾233比釷232少一個中子，選項A正確；鈾233、鋇142、氪89三個核中氪89質量數最小，結合能最小，因核子數較小，則比結合能卻最大，選項B正確，C錯誤；鈾233的裂變反應中釋放的能量等于生成物的結合能減去反應物的結合能，選項D錯誤。15正電子發(fā)射計算機斷層掃描(PET CT)，其原理是借助于示蹤劑(正電子放射線藥物)可以聚集到病變部位的特點來發(fā)現疾病的。PET CT常用核素氧15標記，其半衰期僅有2分鐘。對含氧元素的物質照射20 MeV50 MeV的X射線，激發(fā)原子核邊緣的中子，可以產生氧15正電子核素。下列說法正確的是()A用30 MeV的X射線照射氧16時，生成氧15的同時釋放出中子B氧15發(fā)生正電子衰變時，生成的新核含有9個中子C經過10分鐘，氧15的含量減小為原來的D將氧15置于回旋加速器中，其半衰期可能發(fā)生變化解析：選A用30 MeV的X射線照射氧16時，生成氧15的同時釋放出中子，故A正確。氧15產生正電子衰變，OeN，生成的新核有8個中子，故B錯誤。經過10分鐘，即經過5個半衰期，剩余氧15的含量mm05m0，故C錯誤。改變元素所處的物理環(huán)境和化學狀態(tài)，不改變半衰期，故D錯誤。16(2018·湖南師大附中大聯(lián)考)某靜止的原子核發(fā)生核反應且釋放出能量Q。其方程為XYZ，并假設釋放的能量全都轉化為新核Y和Z的動能，其中Z的速度為v，以下結論正確的是()AY原子核的速度大小為vBY原子核的動能是Z原子核的動能的倍CY原子核和Z原子核的質量之和比X原子核的質量大(c為光速)DY和Z的結合能之和一定大于X的結合能解析：選D設Y原子核的速度大小為v，由動量守恒有：0DvFv，所以vv，所以A錯誤；Y原子核的動能為EkYv2，Z原子核的動能為EkZFv2，動能之比為，所以B錯誤；因為放出能量，有質量虧損，所以Y原子核和Z原子核的質量之和比X原子核的質量小，結合能之和比X的大，故C錯誤，D正確。