2022年高考物理大二輪復習 專題五 近代物理初步 專題跟蹤訓練13 近代物理初步一、選擇題1在光電效應實驗中，飛飛同學用同一光電管在不同實驗條件下得到了三條光電流與電壓之間的關系曲線(甲光、乙光、丙光)，如右圖所示則可判斷出()A甲光的頻率大于乙光的頻率B乙光的波長大于丙光的波長C乙光對應的截止頻率大于丙光的截止頻率D甲光對應的光電子最大初動能大于丙光的光電子最大初動能解析由于是同一光電管，因而不論對哪種光，極限頻率和金屬的逸出功相同，對于甲、乙兩種光，反向截止電壓相同，因而頻率相同，A錯誤；丙光對應的反向截止電壓較大，因而丙光的頻率較高，波長較短，對應的光電子的最大初動能較大，故C、D均錯，B正確答案B2(2018·鄭州質量預測)關于近代物理學，下列說法正確的是()A光電效應現(xiàn)象揭示了光具有波動性B一群氫原子從n4的激發(fā)態(tài)躍遷時，最多能輻射出6種不同頻率的光子C盧瑟福通過粒子散射實驗證實了原子核由質子和中子組成D氡的半衰期為3.8天，若取4個氡原子核，經過7.6天后一定剩下1個氡原子核解析光電效應現(xiàn)象揭示了光具有粒子性，選項A錯誤；根據玻爾理論，一群氫原子從n4的激發(fā)態(tài)向低能級躍遷時，最多能夠輻射6種不同頻率的光子，選項B正確；盧瑟福通過粒子散射實驗說明原子具有核式結構，沒有證實原子核由質子和中子組成，選項C錯誤；半衰期是對大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對少量原子核不適用，選項D錯誤答案B3(2018·廣州普通高中測試)已知普朗克常量h6.63×1034 J·s,1 eV1.6×1019 J在光電效應實驗中，金屬鈀的逸出功為1.9 eV，要使鈀表面發(fā)出的光電子的最大初動能為1.0 eV，入射光的頻率約為()A2.2×1014 Hz B4.6×1014 HzC4.6×1015 Hz D7.0×1014 Hz解析根據愛因斯坦光電效應方程，EkhW，解得入射光的頻率約為7.0×1014 Hz，選項D正確答案D4. (多選)右圖為氫原子能級示意圖的一部分，則氫原子()A處于不同能級時，核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的B一群氫原子從n5能級向低能級躍遷時最多能發(fā)出10種頻率的光C從n4能級躍遷到n3能級比從n3能級躍遷到n2能級輻射出電磁波的波長長D處于基態(tài)的氫原子和具有13.6 eV能量的電子發(fā)生碰撞時恰好電離解析處于不同能級時，核外電子在各處出現(xiàn)的概率是不一樣的，故A項錯誤；從n5能級向低能級躍遷時，最多能發(fā)出10種頻率的光子，故B正確；光子能量Eh，由能級示意圖知E43<E32，所以43>32，故C項正確；處于基態(tài)的氫原子若恰好電離需要吸收13.6 eV能量，因電子與氫原子碰撞時一般氫原子不會吸收電子的全部能量，故D項錯誤答案BC5(2018·太原一模)(多選)下列說法正確的是()A鈾238發(fā)生衰變生成釷234，粒子與釷234的質量之和等于鈾238的質量B鈾238發(fā)生衰變生成釷234，粒子與釷234的結合能之和一定大于鈾238的結合能C衰變中釋放的射線是原子核外電子掙脫原子核的束縛形成的高速電子流D核反應方程NHeOX中，X是質子且反應過程中系統(tǒng)動量守恒解析鈾238發(fā)生衰變成釷234時有質量虧損，所以粒子與釷234的質量之和小于鈾238的質量，A錯誤一重原子核衰變時釋放能量，衰變產物的結合能之和一定大于原來重核的結合能，B正確衰變的實質是原子核內的一個中子轉變?yōu)橘|子，同時釋放一個電子，C錯誤由質量數(shù)守恒及電荷數(shù)守恒可以判斷X是質子，且在微觀領域，動量守恒定律依然適用，D正確答案BD6(2018·蘭州高三診斷)下列核反應方程中，屬于原子核的人工轉變的是()ACNeBUnIY2nCHHHenDHeAlPn解析A項屬于衰變，A錯誤；B項屬于重核的裂變，B錯誤；C項屬于輕核的聚變，C錯誤；D項屬于人工轉變，D正確答案D7(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本題考查天然放射現(xiàn)象、半衰期、動量守恒靜止的原子核在衰變前后動量守恒，由動量守恒定律得0m1v1m2v2，可知m1v1m2v2，故衰變后釷核的動量大小等于粒子的動量大小，選項B正確；而動能Ek，由于釷核的質量(m1)大于粒子的質量(m2)，故其動能不等，選項A錯誤；鈾核的半衰期是大量的鈾核半數(shù)發(fā)生衰變所用的時間，而不是放出一個粒子所經歷的時間，選項C錯誤；原子核衰變前后質量數(shù)守恒，衰變時放出核能，質量虧損，選項D錯誤答案B8. (2018·天津卷)國家大科學工程中國散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功，獲得中子束流，可以為諸多領域的研究和工業(yè)應用提供先進的研究平臺下列核反應中放出的粒子為中子的是()AN俘獲一個粒子，產生O并放出一個粒子BAl俘獲一個粒子，產生P并放出一個粒子CB俘獲一個質子，產生Be并放出一個粒子DLi俘獲一個質子，產生He并放出一個粒子解析根據核反應過程中質量數(shù)守恒及電荷數(shù)守恒可知，NHeOH，A項錯誤；AlHePn，B項正確；BHBeHe，C項錯誤；LiHHeHe，D項錯誤答案B9(多選)如圖所示是玻爾模型的氫原子能級圖，現(xiàn)有一群處于能級n4上的氫原子，則()A氫原子由n4躍遷到n1的過程中，可以輻射出6種不同頻率的光子B氫原子由n4躍遷至n1時，輻射出的光子波長最大C氫原子在n4時的動能大于氫原子在n1時的動能D氫原子躍遷時輻射出的光子最大能量為12.75 eV解析從n4躍遷到n1時，可輻射出的不同頻率的光子數(shù)C6種，A正確從n4躍遷到n1能級輻射的光子頻率最大，波長最小，B錯誤原子的能量EnEknEpn，軌道越低，原子能量越小，原子勢能也小，但電子的動能越大，C錯誤從n4躍遷到n1能級的能級差最大，輻射的光子能量最大，為12.75 eV，D正確答案AD10一個靜止的鈾核，放在勻強磁場中，它發(fā)生一次衰變后變?yōu)殁Q核，粒子和釷核都在勻強磁場中做勻速圓周運動某同學作出如圖所示運動徑跡示意圖，以下判斷正確的是()A1是粒子的徑跡，2是釷核的徑跡B1是釷核的徑跡，2是粒子的徑跡C3是粒子的徑跡，4是釷核的徑跡D3是釷核的徑跡，4是粒子的徑跡解析由動量守恒可知，靜止的鈾核發(fā)生衰變后，生成的均帶正電的粒子和釷核的動量大小相等，但方向相反，由左手定則可知它們的運動軌跡應為“外切”圓，又R，在p和B相等的情況下，R，因q釷>q，則R釷<R，故B正確答案B二、非選擇題11盧瑟福用粒子轟擊氮核時發(fā)現(xiàn)質子發(fā)現(xiàn)質子的核反應方程為NHeOH.已知氮核質量mN14.00753 u，氧核質量mO17.00454 u，氦核質量mHe4.00387 u，質子(氫核)質量mp1.00815 u(已知1 uc2931 MeV，結果保留2位有效數(shù)字)求：(1)這一核反應是吸收能量還是放出能量的反應？相應的能量變化為多少？(2)若入射氮核以v03×107 m/s的速度沿兩核中心連線方向轟擊靜止氮核反應生成的氧核和質子同方向運動，且速度大小之比為150.求氧核的速度大小解析(1)由mmNmHemOmp得m0.00129 u所以這一核反應是吸收能量的反應吸收能量E|m|c20.00129 u·c21.2 MeV(2)由動量守恒定律可得mHev0mOvOmpvp又vOvp150解得vO1.8×106 m/s答案(1)吸收能量1.2 MeV(2)1.8×106 m/s12處于靜止狀態(tài)的X原子核，經歷一次衰變后變成質量為M的Y原子核放出的粒子垂直射入磁感應強度為B的勻強磁場，測得其做圓周運動的半徑為r.已知粒子的質量為m，電荷量為q，不計衰變過程放出光子的能量，求此衰變過程虧損的質量解析設粒子在磁場中做圓周運動的速度大小為v，其向心力由洛倫茲力提供，則qvBm，v，所以，粒子的動能Emv2m2.設粒子衰變時速度方向為正方向，X核衰變后生成的新核Y的速度大小為u，則依據衰變過程動量守恒得mvMu0，u.所以Y核的動能EYMu2M·.衰變過程釋放的總能量EEEY這些能量是由衰變過程中釋放的核能轉化而來，根據愛因斯坦的質能方程Emc2，得虧損的質量m答案