江蘇省2024高考物理一輪復(fù)習(xí)第十二章波粒二象性原子和原子核10+4章末綜合能力滾動練含解析

PAGEPAGE1(10＋4)章末綜合實力滾動練一、單項選擇題1．(2024·江蘇海安高級中學(xué)月考)下列說法中不正確的是()A．傳感器擔(dān)負(fù)著信息采集的任務(wù)，是力、溫度、光、聲、化學(xué)成分轉(zhuǎn)化為電信號的主要工具B．話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號轉(zhuǎn)換為聲信號C．干簧管是一種磁敏感元件D．電熨斗能夠自動限制溫度的緣由是它裝有雙金屬片溫度傳感器，這種傳感器的作用是限制電路的通斷答案B解析傳感器擔(dān)負(fù)著信息采集的任務(wù)，是力、溫度、光、聲、化學(xué)成分轉(zhuǎn)換為電信號的主要工具，故A說法正確；干簧管是一種磁敏感元件，能夠?qū)⒋判盘栟D(zhuǎn)化為電信號，故C說法正確；話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號，故B說法錯誤；電熨斗能夠自動限制溫度的緣由是它裝有雙金屬片溫度傳感器，這種傳感器的作用是限制電路的通斷，故D說法正確．2．(2024·江蘇南京市月考)2024年1月28日，江蘇南京遭受近10年來最大降雪，高壓線上凍起厚厚的冰霜，導(dǎo)致部分電線負(fù)重增大而斷裂，有人想出通過增大輸電線上損耗功率的融冰方案．假設(shè)輸電電壓是220kV，當(dāng)輸送功率保持不變，為使輸電線上損耗的功率增大為原來的4倍，輸電電壓應(yīng)變?yōu)?)A．55kV B．110kVC．440kV D．880kV答案B解析依據(jù)輸電功率公式I＝eq\f(P,U)和損耗功率的公式ΔP＝I2R線＝(eq\f(P,U))2R線，可以看出，要使ΔP增大為原來的4倍，則在P和R線不變的狀況下，應(yīng)使電壓U變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，所以輸電電壓變?yōu)?10kV，故B正確，A、C、D錯誤．3．(2024·湖北天門、仙桃等八市其次次聯(lián)考)下列現(xiàn)象中，原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生了變更的是()A．氫氣放電管發(fā)出可見光B．β衰變放出β粒子C．α粒子散射現(xiàn)象D．光電效應(yīng)現(xiàn)象答案B解析氫氣放電管發(fā)出可見光是原子從較高能級躍遷至較低能級的結(jié)果，是由于原子核外電子運動產(chǎn)生的，與原子核內(nèi)部變更無關(guān)，故A錯誤；β衰變放出β粒子是原子核內(nèi)一個中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€質(zhì)子和一個電子，所以導(dǎo)致原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生了變更，故B正確；α粒子散射試驗表明原子具有核式結(jié)構(gòu)，故C錯誤；光電效應(yīng)是原子核外電子汲取光子能量逃逸出來的現(xiàn)象，跟原子核內(nèi)部變更無關(guān)，故D錯誤．4．(2024·云南昆明市質(zhì)檢)下列說法正確的是()A．原子核的結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定B．β衰變釋放出電子，說明原子核內(nèi)有電子C．氡的半衰期為3.8天，8個氡原子核經(jīng)過7.6天后剩下2個氡原子核D．用頻率為ν的入射光照耀光電管的陰極，遏止電壓為Uc，改用頻率為2ν的入射光照耀同一光電管，遏止電壓大于2Uc答案D解析原子核的比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，故A錯誤；β衰變釋放出電子，是中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子放出的，不能說明原子核內(nèi)有電子，故B錯誤；半衰期的概念是對大量原子核而言的，對于個別原子核無意義，故C錯誤；由光電效應(yīng)方程：eUc＝hν－W0，當(dāng)改用頻率為2ν的入射光照耀同一光電管，遏止電壓滿意關(guān)系式eUc′＝h·2ν－W0，則Uc′>2Uc，故D正確．5.(2024·安徽蚌埠市其次次質(zhì)檢)氫原子的能級公式為En＝eq\f(1,n2)E1(n＝1,2,3…)，其中基態(tài)能量E1＝－13.6eV，能級圖如圖1所示．大量氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)，由這些氫原子可能發(fā)出的全部光子中，頻率最大的光子能量為－0.96E1，則n和可能發(fā)出的頻率最小的光子能量分別為()圖1A．5,0.54eV B．5,0.31eVC．4,0.85eV D．4,0.66eV答案B解析氫原子基態(tài)的能量為E1＝－13.6eV，由這些氫原子可能發(fā)出的全部光子中，頻率最大的光子能量為－0.96E1，即躍遷到最高能級能量E＝0.04E1≈－0.54eV，即處在n＝5能級；頻率最小的光子的能量為ΔE′＝－0.54eV－(－0.85eV)＝0.31eV，故B正確，A、C、D錯誤．6．(2024·遼寧沈陽市第一次質(zhì)檢)貝可勒爾在120年前首先發(fā)覺了自然放射現(xiàn)象，如今原子核的放射性在眾多領(lǐng)域中有著重要作用，下列屬于放射性元素衰變的是()A.eq\o\al(238,

92)U→eq\o\al(234,

90)Th＋eq\o\al(4,2)HeB.eq\o\al(235,

92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(131,

53)I＋eq\o\al(103,

39)Y＋2eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nD.eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n答案A解析A選項的反應(yīng)釋放出α粒子，屬于α衰變，故A正確；B選項屬于重核裂變，故B錯誤；C選項屬于輕核聚變，故C錯誤；D選項是原子核的人工轉(zhuǎn)變，不是放射性衰變，故D錯誤．7.(2024·山東泰安市模擬)如圖2，用光電管進行光電效應(yīng)試驗，當(dāng)用某一頻率的光照耀時，有光電流產(chǎn)生．則飽和光電流()圖2A．與照耀時間成正比B．與入射光的強度無關(guān)C．與入射光的強度成正比D．與兩極間的電壓成正比答案C解析當(dāng)某種頻率的光入射到金屬上能發(fā)生光電效應(yīng)時，飽和光電流的大小只與入射光的強度有關(guān)，且與入射光的強度成正比，與光照時間以及光電管兩極間的電壓無關(guān)．8．(2024·山東濰坊市二模)四種金屬的逸出功W0如表所示，以下說法正確的是()金屬鈣鈉鉀銣W0/eV3.202.292.252.13A.逸出功就是使電子脫離金屬所做的功B．四種金屬中，鈣的極限頻率最小C．若某種光照耀鈉時有光電子逸出，則照耀鈣時也肯定有光電子逸出D．若某種光照耀四種金屬時均發(fā)生光電效應(yīng)，則銣逸出光電子的最大初動能最大答案D解析逸出功是每個電子從這種金屬中飛出過程中，克服金屬中正電荷引力所做的功的最小值，故選項A錯誤；四種金屬中，鈣的逸出功最大，依據(jù)W0＝hνc可知，極限頻率最大，選項B錯誤；因鈣的逸出功大于鈉的逸出功，則若某種光照耀鈉時有光電子逸出，則照耀鈣時不肯定有光電子逸出，選項C錯誤；若某種光照耀四種金屬時均發(fā)生光電效應(yīng)，因銣的逸出功最小，則銣逸出光電子的最大初動能最大，選項D正確．9．(2024·河南鄭州市其次次質(zhì)量預(yù)料)1933年至1934年間，約里奧·居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔時，發(fā)生的核反應(yīng)方程為eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n，反應(yīng)生成物eq\o\al(30,15)P像自然放射性元素一樣衰變，放出正電子e，且伴隨產(chǎn)生中微子eq\o\al(A,Z)ν，核反應(yīng)方程為eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,1)e＋eq\o\al(A,Z)ν.則下列說法正確的是()A．當(dāng)溫度、壓強等條件變更時，放射性元素eq\o\al(30,15)P的半衰期隨之變更B．中微子的質(zhì)量數(shù)A＝0，電荷數(shù)Z＝0C．正電子產(chǎn)生的緣由可能是核外電子轉(zhuǎn)變成的D．兩個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合成一個α粒子，則質(zhì)子與中子的質(zhì)量之和肯定等于α粒子的質(zhì)量答案B解析放射性元素的半衰期與外界因素?zé)o關(guān)，選項A錯誤；依據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，中微子的質(zhì)量數(shù)A＝0，電荷數(shù)Z＝0，選項B正確；正電子產(chǎn)生的緣由是核內(nèi)的質(zhì)子轉(zhuǎn)化為中子時放出的，選項C錯誤；兩個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合成一個α粒子要釋放能量，依據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程及質(zhì)量虧損可知，兩個質(zhì)子與兩個中子的質(zhì)量之和大于α粒子的質(zhì)量，選項D錯誤．10．(2024·福建龍巖市3月質(zhì)量檢查)兩個氘核以相等的動能Ek對心碰撞發(fā)生核聚變，核反應(yīng)方程為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n，其中氘核的質(zhì)量為m1，氦核的質(zhì)量為m2，中子的質(zhì)量為m3.假設(shè)核反應(yīng)釋放的核能E全部轉(zhuǎn)化為動能，下列說法正確的是()A．核反應(yīng)后氦核與中子的動量相同B．該核反應(yīng)釋放的能量為E＝(m1－m2－m3)c2C．核反應(yīng)后氦核的動能為eq\f(E＋2Ek,4)D．核反應(yīng)后中子的動能為eq\f(E＋Ek,4)答案C解析核反應(yīng)前兩氘核動量和為零，因而核反應(yīng)后氦核與中子的動量等大反向，故A錯誤；該核反應(yīng)釋放的能量E＝(2m1－m2－m3)c2，故B錯誤；由能量守恒可得：核反應(yīng)后的總能量為E＋2Ek，由動能與動量的關(guān)系Ek＝eq\f(p2,2m)，且mHe＝3mn可知，核反應(yīng)后氦核的動能為eq\f(E＋2Ek,4)，核反應(yīng)后中子的動能為eq\f(3E＋2Ek,4)，故C正確，D錯誤．二、多項選擇題11.(2024·天津卷·6)如圖3所示，我國核聚變反應(yīng)探討大科學(xué)裝置“人造太陽”2024年獲得重大突破，等離子體中心電子溫度首次達(dá)到1億攝氏度，為人類開發(fā)利用核聚變能源奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)．下列關(guān)于聚變的說法正確的是()圖3A．核聚變比核裂變更為平安、清潔B．任何兩個原子核都可以發(fā)生聚變C．兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，總質(zhì)量較聚變前增加D．兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，核子的比結(jié)合能增加答案AD解析與核裂變相比輕核聚變更為平安、清潔，A正確；自然界中最簡單發(fā)生的聚變反應(yīng)是氫的同位素氘與氚的聚變，不是隨意兩個原子核都能發(fā)生核聚變，B錯誤；兩個輕核發(fā)生聚變結(jié)合成質(zhì)量較大的核時，放出巨大的能量，依據(jù)E＝mc2可知，聚變反應(yīng)中存在質(zhì)量虧損，則總質(zhì)量較聚變前削減，C錯誤；兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的過程中要釋放能量，核子的平均質(zhì)量削減，所以核子的比結(jié)合能增加，D正確．12．(2024·山東濰坊市模擬)關(guān)于原子物理學(xué)問，下列說法正確的是()A．上升放射性物質(zhì)的溫度，其半衰期變短B．發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象時，增大入射光的頻率，同一金屬的逸出功變大C.eq\o\al(237,

93)Np經(jīng)過7次α衰變和4次β衰變后變成eq\o\al(209,

83)BiD．依據(jù)玻爾理論，氫原子向低能級躍遷時只放出符合兩能級能量差的光子答案CD解析半衰期與溫度無關(guān)，即上升放射性物質(zhì)的溫度，其半衰期不會發(fā)生變更，故A錯誤；金屬的逸出功由金屬材料確定，與入射光的頻率無關(guān)，故B錯誤；設(shè)須要經(jīng)過x次α衰變和y次β衰變，依據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒有：93＝2x－y＋83,4x＝237－209，所以解得：x＝7，y＝4，故C正確；依據(jù)玻爾理論，氫原子向低能級躍遷時只放出符合兩能級能量差的光子，D正確．13．(2024·東北三省三校其次次聯(lián)合模擬)如圖4所示，甲圖為演示光電效應(yīng)的試驗裝置；乙圖為a、b、c三種光照耀下得到的三條電流表與電壓表讀數(shù)之間的關(guān)系曲線；丙圖為氫原子的能級圖；丁圖給出了幾種金屬的逸出功和截止頻率．以下說法正確的是()圖4A．若b光為綠光，c光可能是紫光B．若a光為綠光，c光可能是紫光C．若b光光子能量為2.81eV，用它照耀由金屬銣制成的陰極，所產(chǎn)生的大量具有最大初動能的光電子去撞擊大量處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子，可以產(chǎn)生6種不同頻率的光D．若b光光子能量為2.81eV，用它干脆照耀大量處于n＝2激發(fā)態(tài)的氫原子，可以產(chǎn)生6種不同頻率的光答案BC解析由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0和eUc＝Ek，聯(lián)立解得eUc＝hν－W0，即光照耀同一塊金屬時，只要遏止電壓一樣，說明光的頻率一樣，遏止電壓越大，光的頻率越大，因此可知b光和c光的頻率一樣，大于a光的頻率，故A錯誤，B正確；b光照耀由金屬銣制成的陰極產(chǎn)生的光電子的最大初動能為Ek＝hν－W0＝(2.81－2.13)eV＝0.68eV，光電子撞擊氫原子，氫原子只汲取兩個能級差的能量，因此n＝3能級的氫原子汲取的能量為ΔEk＝－0.85eV－(－1.51eV)＝0.66eV，這時氫原子處在n＝4的能級上，可輻射6種頻率的光，C正確；若用光子照耀氫原子，氫原子只能汲取光子能量恰好為能級能量差的光子，2.81eV能量的光子不被汲取，D錯誤．14．(2024·湖南婁底市其次次模擬)在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，一個靜止的放射性原子核(eq\o\al(A,Z)X)發(fā)生了一次α衰變．放射出的α粒子(eq\o\al(4,2)He)在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運動，其軌道半徑為R.以m、q分別表示α粒子的質(zhì)量和電荷量，生成的新核用Y表示．下列說法正確的是()圖5A．新核Y在磁場中圓周運動的半徑為RY＝eq\f(2,Z－2)RB．α粒子的圓周運動可以等效成一個環(huán)形電流，且電流大小為I＝eq\f(Bq2,2πm)C．若衰變過程中釋放的核能都轉(zhuǎn)化為α粒子和新核的動能，則衰變過程中的質(zhì)量虧損為Δm＝eq\f(AqBR2,2mA－4c2)D．發(fā)生衰變后產(chǎn)生的α粒子與新核Y在磁場中運動的軌跡正確的是圖5丙答案ABC解析由題可知：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(A－4,Z－2)Y，生成的新核Y和α粒子動量大小相等，方向相反，而且洛倫茲力供應(yīng)向心力，即qvB＝meq\f(v2,R)，則R＝eq\f(mv,qB)，可知：eq\f(RY,R)＝eq\f(2,Z－2)，即RY＝eq\f(2,Z－2)R，故A正確；由于圓周運動周期T＝eq\f(2πm,qB)，則環(huán)形電流為：I＝eq\f(q,T)＝eq\f(Bq2,2πm)，故B正