2021高考物理二輪復(fù)習(xí)專題能力訓(xùn)練13近代物理含解析

1、專題能力訓(xùn)練13近代物理(時間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共10小題,每小題6分,共60分。在每小題給出的四個選項中,16題只有一個選項符合題目要求,710題有多個選項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)1.(2018北京卷)在核反應(yīng)方程24he+714n817o+x中,x表示的是 ()a.質(zhì)子b.中子c.電子d.粒子答案:a解析:根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得,x的質(zhì)量數(shù)=4+14-17=1,x的電荷數(shù)=2+7-8=1,即x是質(zhì)子,故選項a正確。2.已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.731014 hz和5.441014 hz,在某種單色光的照射下兩種

2、金屬均發(fā)生光電效應(yīng),比較它們表面逸出的具有最大初動能的光電子,鈣逸出的光電子具有較大的 ()a.波長b.頻率c.能量d.動量答案:a解析:光電效應(yīng)方程ekm=h-w0=h-h0,鈣的截止頻率大,因此鈣中逸出的光電子的最大初動能小,其動量p=2mekm,故動量小,由=hp可知波長較大,則頻率較小,選項a正確。3.下列說法正確的是()a.88226ra86222rn+24he是衰變b.12h+13h24he+01n是聚變c.92235u+01n54140xe+3894sr+201n是衰變d.1124na1224mg+-10e是裂變答案:b解析:a項中自發(fā)地放出氦原子核,是衰變,選項a錯誤;聚變是質(zhì)

3、量輕的核結(jié)合成質(zhì)量大的核,選項b正確;裂變是質(zhì)量較大的核分裂成質(zhì)量較輕的幾個核,c項中的反應(yīng)是裂變,選項c錯誤;d項中自發(fā)地放出電子,是衰變,選項d錯誤。4.下列說法正確的是()a.氡的半衰期為3.8天,若取4個氡原子核,經(jīng)7.6天后就剩下1個原子核了b.原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子和一個電子,這種轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的電子發(fā)射到核外,就是粒子,這就是衰變的實質(zhì)c.光子的能量由光的頻率所決定d.只要有核反應(yīng)發(fā)生,就一定會釋放出核能答案:c解析:因半衰期是對大量原子核的衰變作出的統(tǒng)計規(guī)律,對于少數(shù)原子核是沒有意義的,所以a項錯誤;因為衰變的本質(zhì)是核內(nèi)一個中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子和一個電子并將電子發(fā)射出來的過程,所

4、以b項錯誤;由光子的能量式=h,知c項正確;并不是所有核反應(yīng)都放出核能,有些核反應(yīng)過程需要吸收能量,d項錯誤。5.(2018天津卷)國家大科學(xué)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(lǐng)域的研究和工業(yè)應(yīng)用提供先進的研究平臺。下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是()a.714n俘獲一個粒子,產(chǎn)生817o并放出一個粒子b.1327al俘獲一個粒子,產(chǎn)生1530p并放出一個粒子c.511b俘獲一個質(zhì)子,產(chǎn)生48be并放出一個粒子d.36li俘獲一個質(zhì)子,產(chǎn)生23he并放出一個粒子答案:b解析:本題考查核反應(yīng)方程式的書寫,根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒可快速選

5、出答案。根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒可得:714n+24he817o+11h,選項a錯誤;1327al+24he1530p+01n,選項b正確;511b+11h48be+24he,選項c錯誤;36li+11h23he+24he,選項d錯誤。6.(2019北京卷)光電管是一種利用光照產(chǎn)生電流的裝置,當(dāng)入射光照在管中金屬板上時,可能形成光電流。表中給出了6次實驗的結(jié)果。組次入射光子的能量/ev相對光強光電流大小/ma逸出光電子的最大動能/ev由表中數(shù)據(jù)得出的論斷中不正確的是()a.兩組實驗采用了不同頻率的入射光b.兩組實驗所用的金屬板材質(zhì)不同c.若入射光子的能量為5.0 ev,逸出光電子的最大動能

6、為1.9 evd.若入射光子的能量為5.0 ev,相對光強越強,光電流越大答案:b解析:兩組實驗入射光的能量不同,以此可知,采用了不同頻率的入射光,a正確;根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程,金屬的逸出功w=h-12mvm2,代入題中實驗數(shù)據(jù)得兩組的逸出功相同,均等于3.1ev,以此可知兩組實驗所用的金屬板材質(zhì)相同,b錯誤;若入射光子的能量為5.0ev,代入愛因斯坦光電效應(yīng)方程,逸出光電子的最大動能為1.9ev,c正確;若入射光子的能量為5.0ev,發(fā)生光電效應(yīng),相對光強越強,光電子越多,光電流越大,d正確。7.(2020全國卷)1934年,約里奧-居里夫婦用粒子轟擊鋁箔,首次產(chǎn)生了人工放射性同位素x,

7、反應(yīng)方程為24he+1327alx+01n。x會衰變成原子核y,衰變方程為xy+10e。則()a.x的質(zhì)量數(shù)與y的質(zhì)量數(shù)相等b.x的電荷數(shù)比y的電荷數(shù)少1c.x的電荷數(shù)比1327al的電荷數(shù)多2d.x的質(zhì)量數(shù)與1327al的質(zhì)量數(shù)相等答案:ac解析:本題以人工放射性同位素為背景,意在考查核反應(yīng)方程。根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒的規(guī)律可知,x的質(zhì)量數(shù)為4+27-1=30,電荷數(shù)為2+13-0=15,y的質(zhì)量數(shù)為30,電荷數(shù)為15-1=14,則x的質(zhì)量數(shù)和y的質(zhì)量數(shù)相等,x的電荷數(shù)比y的電荷數(shù)多1,選項a正確,選項b錯誤;x的電荷數(shù)比1327al的電荷數(shù)多15-13=2,選項c正確;x的質(zhì)量數(shù)比

8、1327al的質(zhì)量數(shù)多30-27=3,選項d錯誤。8.(2019陜西榆林模擬)某醫(yī)院利用放射線治療腫瘤,被利用的放射源必須具備以下兩個條件:(1)放出的射線有較強的穿透能力,能輻射到體內(nèi)腫瘤所在處;(2)能在較長的時間內(nèi)提供比較穩(wěn)定的輻射強度。現(xiàn)有四種放射性同位素的放射線及半衰期如表所示。關(guān)于在表中所列的四種同位素,下列說法正確的是()同位素鈷60鍶90锝99氡222放射線半衰期5年28年6小時3.8天a.最適宜作為放療使用的放射源應(yīng)是鈷60b.最適宜作為放療使用的放射源應(yīng)是鍶90c.放射線的電離能力最強的放射源是锝99d.放射線的電離能力最強的放射源是氡222答案:ad解析:鈷60放出的射線

9、穿透能力強,半衰期長,故a正確,b錯誤;射線電離能力最強,射線的電離能力最弱,氡222放出的是射線,故c錯誤,d正確。9.氫原子的能級圖如圖所示,大量處于n=5激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時,一共可以輻射出10種不同頻率的光子。其中萊曼系是指氫原子由高能級向n=1能級躍遷時釋放的光子,則()a.10種光子中波長最短的是n=5激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時產(chǎn)生的b.10種光子中有4種屬于萊曼系c.使n=5能級的氫原子電離至少要0.85 ev的能量d.從n=2能級躍遷到基態(tài)釋放光子的能量等于n=3能級躍遷到n=2能級釋放光子的能量答案:ab解析:n=5激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時產(chǎn)生的光子的能量最大、頻率最大,所以波長最

10、短,a正確;由題意知,從n=5、4、3、2激發(fā)態(tài)躍遷到n=1時發(fā)出的4種光子屬于萊曼系,所以b正確;由題圖知,n=5能級的電離能為0.54ev,所以c錯誤;從n=2能級躍遷到基態(tài)釋放光子的能量大于n=3能級躍遷到n=2能級釋放光子的能量,所以d錯誤。10.按如圖的方式連接電路,當(dāng)用某種紫光照射陰極k時,電路中的電流表有示數(shù)。則下列敘述正確的是()a.如果僅將紫光換成黃光,則電流表一定沒有示數(shù)b.如果僅將紫光換成紫外線,則電流表一定有示數(shù)c.僅將滑動變阻器的滑片向右滑動,則電流表的示數(shù)一定增大d.僅將滑動變阻器的滑片向左滑動,則電流表的示數(shù)可能不變答案:bd解析:當(dāng)換用黃光后,入射光的頻率減小,

11、但入射光的頻率可能仍大于金屬的極限頻率,發(fā)生光電效應(yīng),電路中可能有光電流,a錯誤;當(dāng)換用紫外線后,入射光的頻率增大,一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象,則微安表一定有示數(shù),b正確;滑動變阻器的滑片向右滑動,則光電管兩極間的電壓增大,電路中的光電流可能已經(jīng)達到飽和值,保持不變,c錯誤;滑動變阻器的滑片向左滑動,則光電管兩極間的電壓減小,電路中的光電流可能仍為飽和值,保持不變,d正確。二、非選擇題(本題共2小題,共40分)11.(20分)一靜止的氡核(86222rn)發(fā)生衰變,放出一個速度為v0、質(zhì)量為m的粒子和一個質(zhì)量為m0的反沖核釙(po),若氡核發(fā)生衰變時,釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為粒子和釙核的動能。(1)寫

12、出衰變方程;(2)求出反沖核的速度;(3)求出這一衰變過程中虧損的質(zhì)量。答案:(1)86222rn84218po+24he(2)mv0m0(3)(m0+m)mv022m0c2解析:(1)由已知得86222rn84218po+24he。(2)設(shè)反沖核的速度為v,由動量守恒可知mv0=m0v即v=mv0m0。(3)由質(zhì)能方程可知e=mc2=12mv02+12m0v2mc2=12mv02+12m0mv0m02解得m=(m0+m)mv022m0c2。12.(20分)海水中含有豐富的氘,完全可充當(dāng)未來的主要能源。兩個氘核的核反應(yīng)產(chǎn)生一個23he核和一個粒子,其中氘核的質(zhì)量為2.013 0 u,氦核的質(zhì)量

13、為3.015 0 u,粒子的質(zhì)量為1.008 7 u。(1 u相當(dāng)于931.5 mev)(1)寫出核反應(yīng)方程;(2)核反應(yīng)中釋放的核能;(3)在兩個氘核以相等的動能0.35 mev進行對心碰撞,并且核能全部轉(zhuǎn)化為動能的情況下,求反應(yīng)中產(chǎn)生的粒子和氦核的動能。答案:(1)12h+12h23he+01n(2)2.14 mev(3)2.13 mev0.71 mev解析:(1)核反應(yīng)方程為12h+12h23he+01n。(2)核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損m=2mh-mhe-mn由e=mc2可知釋放的核能e=(2mh-mhe-mn)c2=2.14mev。(3)把兩個氘核作為一個系統(tǒng),碰撞過程系統(tǒng)的動量守恒,由于碰撞前兩氘核的動能