2022屆新高考物理一輪復(fù)習(xí)：第十六單元 原子和原子核 單元檢測1

第十六單元原子和原子核單元檢測1（解析版）一、選擇題（48分）

第I卷（選擇題）一個中子1n被235U捕獲后生成136Xe和90Sr的過程中釋放出的核能。已知真空中0 92 54 38的光速為c，則下列有關(guān)敘述正確的是（ ）10個中子C．該反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為2E

B．該反應(yīng)是原子核的人工轉(zhuǎn)變ED235U的比結(jié)合能為c2 92

235n42.55eV的金屬鉀。已知可見光光子的能量范圍為1.62~3.11eV，則下列說法中正確的是（）4種頻率的光子B3種屬于可見光CD．若用n2躍遷到基態(tài)輻射的光照射陰極，其遏止電壓為7.65Va、b、c光照射光電管得到的IU圖線，U 、U 表示遏止電壓，下列說法正確的是（ ）c1 c2a光的頻率小于b光的頻率a光的強(qiáng)度大于b光的強(qiáng)度a光照射時的逸出功小于b光的照射時的逸出功D．下列說法正確的是（ ）A．愛因斯坦提出光子說理論以后普朗克用實驗證實了光子的存在B．按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，電的動能減小，電勢能增大，原子的總能量不變C．德布羅意提出物質(zhì)波假設(shè)，并未被證實若某材料的逸出功是W，則它的極限頻率vW000 0 h一些重大物理現(xiàn)象和物理理論的發(fā)現(xiàn)常常同基本物理常量的發(fā)現(xiàn)和準(zhǔn)確測定密切關(guān)，在國際單位制中，下列物理常量的單位正確的是（ ）hJ·sGN·m/kg2kkg·m2/s2動摩擦因數(shù)6．能源是社會發(fā)展的基礎(chǔ)，發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一，下列關(guān)于核反應(yīng)程的說法正確的是（ ）衰變方程238U234

Th+xx是質(zhì)子92 90核裂變反應(yīng)方程235U+1n144Ba+89Kr+b1nb=392 0 56 36 0核聚變反應(yīng)方程3H+2H4He+a1na=21 1 2 0衰變方程234Th234

Pa+y中y是中子90 917．2020年11月27日，我國自主三代核電“華龍一號”全球首堆——中核集團(tuán)福清核電5號機(jī)組首次并網(wǎng)成功，標(biāo)志著我國打破了國外核電技術(shù)壟斷，正式進(jìn)入核電技術(shù)先國家行列。下列關(guān)于核電應(yīng)用說法正確的是（ ）A．核裂變過程中質(zhì)量數(shù)守恒，質(zhì)量也守恒B．鈾是一種常用的核燃料，若它的原子核發(fā)生了如下的裂變反應(yīng)：235U

nabn，則ab可能是141Ba93Sr92 0 0 56 38C．核裂變生成物的結(jié)合能之和一定大于原來反應(yīng)物的結(jié)合能之和D．核電站的反應(yīng)堆中常用鎘棒使中子減速從而控制核反應(yīng)速率8．如圖所示，一束復(fù)色光經(jīng)三棱鏡后分開成、c和d四種單色光。用這四種單色光分別照射金屬鉀板其中c光恰好可從金屬鉀板上打出光電子也可以用這四種單光分別作為雙縫干涉實驗的光源。下列說法正確的是（ ）A．d光的頻率最低C．a(chǎn)光產(chǎn)生的干涉條紋寬度最大9．下列關(guān)于光現(xiàn)象的說法正確的是（

B．d光在棱鏡中的折射率最小D．a(chǎn)光打出的光電子的遏止電壓最大A．光纖通信依據(jù)的原理是光的全反射，且包層的折射率比內(nèi)芯折射率大B．紫光比紫外線更容易發(fā)生衍射C．光的頻率越高，光的粒子性越明顯，但仍具有波動性D．用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象10．圖甲是研究光電效應(yīng)的電路圖，圖乙是用a、c光照射光電管得到的圖線Uc1Uc2表示遏止電壓，下列說法錯誤的是（ ）A．在光照條件不變的情況下，隨著所加電壓的增大，光電流一直會增加B．a(chǎn)光的頻率小于b光的頻率C．光電子的能量只與入射光的強(qiáng)弱有關(guān)，而與入射光的頻率無關(guān)D．c光照射光電管發(fā)出光電子的初動能一定小于b光照射光電管發(fā)出光電子的初動能在光電效應(yīng)實驗中兩個實驗小組分別在各自的實驗室約定用相同頻率的單色光分別照射鋅和銀的表面，結(jié)果都能發(fā)生光電效應(yīng)，如圖1，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。對于這兩組實驗，下列判斷正確的是（ ）因為光強(qiáng)不確定，所以單位時間逸出的光電子數(shù)可能相同，飽和光電流可能相同因為材料不同逸出功不同，所以遏止電壓UcC．光電子的最大初動能不同D．分別用不同頻率的光照射之后繪制Uc-v圖像2為其中一小組繪制的圖像，圖像的斜率可能不同12徑大小就能判斷粒子的屬性，放射性元素A的原子核靜止放在勻強(qiáng)磁場中發(fā)生衰變，放射出粒子并變成新原子核R

42:1。下列說法正確的是（ ）1 2A．放射性元素A原子核發(fā)生的是衰變B．B核比A核更穩(wěn)定C．新原子核B的核電荷數(shù)為84D二、解答題（52分

第II卷（非選擇題）20194109時許，全球多地天文學(xué)家同步公布首張黑洞真容。已知M87星系黑洞的質(zhì)量為1.01040kgG111Nm2/kg2，取距黑洞無窮遠(yuǎn)處為零勢能面，引力勢能表達(dá)式為Ep

GMm r 。amvR處發(fā)射，此時恰能脫離黑洞引力場，求R的表達(dá)式；b．施瓦西半徑（即視界半徑）指光子在某天體引力作用下的逃逸半徑，黑洞的施瓦西RM87RsRs的值。根據(jù)海森堡不確定原理，真空中的任意位置均有概率發(fā)生一對正粒子與反粒子的創(chuàng)歸還E，當(dāng)E>E0為ν1ν2的任意頻率，且每種頻率的光子發(fā)生創(chuàng)生的幾率均等。已知普朗克常量h，hν1<E0<hν2。Eν變化的圖像；求M87P的表達(dá)式（E0、h、、2 ν、R表示2 x軸正向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為E，第一象限存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，钚的放射性同位素239Pu放置在密閉容器中，靜止94時衰變?yōu)殁櫤?35Uα粒子，并放出γ4m2e，從電場92中坐標(biāo)為A+y方向射出，粒子從y軸上坐標(biāo)為B處射入xCC0的距離為2( 21)L。寫出钚的衰變方程；α粒子射入電場時的初速度大??；AC點所經(jīng)歷的時間。用波長0.5m6104T中，光電子所形成的圓軌道的最大半徑為0.6cm（電子電荷量e1.61019C，質(zhì)量m9.11031kg，普朗克常量h6.631034Js。求：綠光光子的能量。光電子的最大初動能。該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率。光子的能量；(3)光電子的動能；(4)光電子的最大動能。參考答案1．A【詳解】由質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒可得，核反應(yīng)方程為1n235U136

Xe90Sr101nA正確；

0 92

54 38 0Cc，根據(jù)可得反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為C錯誤；

Emc2mEc2ED．235U的結(jié)合能并不是它衰變時放出的能量E，所以235U的比結(jié)合能不是

，D錯誤；92故選A。2．D【詳解】

92 235大量氫原子低能級躍遷時可以釋放出NC26種不同頻率的光子，故A錯誤；4n4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，釋放出的光子的能量滿足能級差，只有從第4能級躍遷至第2能級釋放的能量為2.55e3能級躍遷至第2能級釋放的能量為這2種在可見光光子的能量范圍內(nèi)，故B錯誤；C．發(fā)生光電效應(yīng)的條件為輻射出光子的能量要大于等于逸出功，所以這些氫原子發(fā)出的光不能都使鉀產(chǎn)生光電效應(yīng)，故C錯誤；D．若用n2躍遷到基態(tài)輻射的光照射陰極，此時光子輻射的能量為10.2eV，其遏止電壓UeEK解得

hW0故D故選D。3．A【詳解】A．根據(jù)

U7.65V1eU C

2mvm2hWc光的截止電壓相等acbb正確；B．a(chǎn)baa率比b光小，則a光的光強(qiáng)不一定大于b錯誤；C錯誤；D錯誤。故選A。4．D【詳解】A效應(yīng)實驗證實了光子的存在，選項A錯誤；B．按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，電子的動能減小，電勢能增大，原子的總能量增大，選項B錯誤；C．德布羅意提出物質(zhì)波假設(shè)，并被電子的衍射實驗所證實，選項C錯誤；D．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，若某材料的逸出功是W，則它的極限頻率vW，選項D0000 h正確。故選D。5．A【詳解】h的單位是J·s，故A正確；G的單位是Nm2/kg2，故B錯誤；k的單位是kg/s2，故C錯誤；D故選A。6．B【詳解】根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知，衰變方程238U234

Th+xx錯誤；92 90核裂變反應(yīng)方程235U+1n144Ba+89Kr+b1n正92 0 56確；

36 0核聚變反應(yīng)方程3H+2H4He+a1n錯誤；1 1 2 0衰變方程234Th234

Pa+y，根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知，y是電子，D錯誤。90 91故選B。7．C【詳解】AA錯誤；B變反應(yīng)235U1

nab21n92 0 0則ab不可能是141Ba93Sr，故B錯誤；56 38C．核裂變產(chǎn)生的新核的比結(jié)合能大，所以核裂變生成物的結(jié)合能之和一定大于原來反應(yīng)物的結(jié)合能之和，故C正確；D制核反應(yīng)速率，故D錯誤。故選C。BD【詳解】AB．由光的色散現(xiàn)象可知，a光通過三棱鏡的偏折程度最大，則折射率最大，頻率最大，d光的折射率最小，則頻率最小。故A錯誤；B正確；C．因a光的頻率最大，則波長最短，根據(jù)llx d可知，a光產(chǎn)生的干涉條紋寬度最小。故C錯誤；Dc光恰好可從金屬鉀板上打出光電子，則a光一定能發(fā)生光電效應(yīng)，因a最大，則根據(jù)eU c

mv2

hW0a光打出的光電子的遏止電壓最大。故D故選BD。BC【詳解】AABB正確；CC正確；DD錯誤。故選BC。ACD【詳解】A錯誤；B據(jù)eU c

12mvm2hW入射光的頻率越高，對應(yīng)的遏止電壓Ucacacb正確；C．根據(jù)光電效應(yīng)方程可知mvm

2hW光電子的能量，即初動能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，C錯誤；D．根據(jù)光電效應(yīng)方程可知mvm

2hWcb光照射光電管發(fā)出光電子的最大初動能一定小于b錯誤。故選ACD。ABC【詳解】A以單位時間逸出的光電子數(shù)可能相同，飽和光電流可能相同，故A正確；B．根據(jù)光電效應(yīng)方程E Wkm 0和eU EC km得出，相同頻率，不同逸出功，則遏止電壓也不同，故B正確；C．根據(jù)光電效應(yīng)方程E Wkm 0得，相同的頻率，不同的逸出功，則光電子的最大初動能也不同，故C正確；D．因為h WeU 0eeh知圖線的斜率等于，從圖像上可以得出斜率的大小，已知電子電量，可以求出斜率與普朗e克常量有關(guān)，即圖線的斜率相同，故D錯誤。故選ABC。ABC【詳解】Aα衰變，故A正確；BC．根據(jù)v mv v mv qvBm R R qB qB由于B核、A核動量大小相等。B核軌跡的半徑較小，有BR qA12B

84R q 42 q A B B根據(jù)元素周期表，可知B核的比結(jié)合能，故B核比A核更穩(wěn)定，故BC正確；D．核反應(yīng)過程中，遵循動量守恒，能量守恒，故D錯誤。故選ABC。13．(1)a．R

v2

，Pn4πR2s 2【詳解】a．由能量守恒得解得

mv2GMm0R2GMRv2b．由題意有vcR2GMM87星系黑洞的施瓦西半徑v22GM 2610111.051040Rs c2

m=1.41013m(3108)2a．光子能量為E，其h為普朗克常量，則光子的能量E示2b的光子發(fā)生創(chuàng)生，球的表面積為S4πr2，則有2Pn4πR2s 2eEL mL14．(1)239Pu235

U+4He；(2)v

；(3)T2 94【詳解】

92 2 0 m

2 eE钚的衰變方程

239Pu235

U+4He94帶電粒子在勻強(qiáng)電場中做類平拋運動y方向勻速直線運動

92 2x方向勻變速直線運動由①②得

2Lvt ①0112eEL t2 ②24m1v eEL ③0 m由①②得在電場運動時間由①②③④⑤得

t2 mL ④1 Ee1tanvy at1v vx 0=45° ⑥如圖由幾何關(guān)系知：帶電粒子在磁場中做圓周