2022高考物理二轮复习专题限时集训12近代物理初步含解析.docx

专题限时集训(十二)(建议用时：40分钟)1(多选)(2020·全国卷·T19)下列核反应方程中，X1、X2、X3、X4代表粒子的有()AHHnX1BHHnX2CUnBaKr3X3DnLiHX4BD根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知选项A中的X1质量数是3，电荷数是2，A项错误；选项B中的X2质量数是4，电荷数是2，代表粒子，B项正确；选项C中的X3质量数是1，电荷数是0，代表中子，C项错误；选项D中的X4质量数是4，电荷数是2，代表粒子，D项正确。2.如图所示为核子平均质量与原子序数的关系。下列与原子核有关的说法正确的是()A原子核的结合能越大，原子核就越稳定B由图可知，原子核D与E聚变成原子核F时，要吸收热量CA裂变时产生的射线能使某金属表面逸出光电子，则增大射线的照射强度能增大逸出光电子的最大初动能D核衰变时粒子是由核内2个质子与2个中子结合在一起形成的D原子核的比结合能越大，原子核就越稳定，故A错误；原子核D与E结合属于轻核聚变，放出能量，故B错误；射线的频率越高，逸出的光电子的最大初动能就越大，与光照强度无关，故C错误；核衰变时粒子是由核内2个质子与2个中子结合在一起形成的，故D正确。3图中四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是()甲：粒子散射实验示意图乙：链式反应示意图丙：氢原子能级示意图丁：汤姆孙气体放电管示意图A图甲：卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子B图乙：用中子轰击铀核使其发生聚变，链式反应会释放出巨大的核能C图丙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的D图丁：汤姆孙通过电子的发现揭示了原子核内还有复杂结构C题图甲：卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，得出了原子的核式结构模型，故A错误。题图乙：用中子轰击铀核使其发生裂变，裂变反应会释放出巨大的核能，故B错误。题图丙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的，故C正确。题图丁：汤姆孙通过电子的发现揭示了原子也有一定的结构，天然放射现象的发现揭示了原子核内部还有复杂结构，故D错误。4(2020·安徽示范高中联考)He、Li2等离子具有与氢原子类似的原子结构模型，又称为“类氢离子”。He从能级N跃迁到能级M，释放频率为1的光子，从能级P跃迁到能级M，吸收频率为2的光子，且1>2，则它从能级N跃迁到能级P时()A吸收频率为12的光子B释放频率为12的光子C吸收频率为12的光子D释放频率为12的光子BHe从能级N跃迁到能级M，释放频率为1的光子，说明能级N的能量大于能级M的能量，且两能级能量差为h1，同理能级P的能量小于能级M的能量，且两能级能量差为h2，所以从能级N跃迁到能级P释放光子，且光子的能量为h(12)，故B正确。5(原创题)(多选)如图所示为氢原子的能级示意图，已知大量处于n2能级的氢原子，当它们受到某种频率的光线照射后，可辐射出6种频率的光子，用这些光照射逸出功为1.90 eV的金属铯，下面说法正确的是()An2能级氢原子受到照射后跃迁到n5能级B能使金属铯逸出光电子的光子频率有4种C金属铯表面所逸出的光电子的初动能最大值为12.75 eVD金属铯表面所逸出的光电子的初动能最大值为10.85 eVBD大量处于n2能级的氢原子，当它们受到某种频率的光线照射后，可辐射出6种频率的光子，根据大量氢原子跃迁，产生的光子种类NC可知，n2能级的氢原子受到照射后跃迁到n4能级，A错误；这群处于n4激发态的氢原子共能辐射出6种不同频率的光子，由图可知，氢原子从n4能级到n3能级跃迁时放出的能量为0.66 eV，小于金属铯的逸出功，不能使金属铯发生光电效应逸出光电子，同理氢原子从n3能级到n2能级跃迁时放出的能量为1.89 eV，小于金属铯的逸出功，不能使金属铯发生光电效应逸出光电子，所以能使金属铯逸出光电子的光子频率有4种，B正确；氢原子从n4能级跃迁到n1能级发出的光子频率最高，光子能量为13.60 eV0.85 eV12.75 eV，根据光电效应方程得逸出光电子的最大初动能为EkmhW012.75 eV1.90 eV10.85 eV，C错误，D正确。6(2020·山东高考·T2)氚核H发生衰变成为氦核He。假设含氚材料中H发生衰变产生的电子可以全部定向移动，在3.2×104 s时间内形成的平均电流为5.0×108A。已知电子电荷量为1.6×1019C，在这段时间内发生衰变的氚核H的个数为()A5.0×1014B1.0×1016C2.0×1016D1.0×1018B由qIt，neq，联立解得n1.0×1016个，选项B正确。7(2020·山东烟台第一次联考)秦山核电站是我国自行设计、建造和运营管理的第一座30万千瓦压水堆核电站。在一次核反应中一个中子轰击U变成Xe、Sr和若干个中子，已知U、Xe、Sr的比结合能分别为7.6 MeV、8.4 MeV、8.7 MeV，则()A该核反应方程为UnXeSr9nB要发生该核反应需要吸收能量CSr比Xe更稳定D该核反应中质量增加C该核反应方程为UnXeSr10n，选项A错误；用一个中子轰击U发生核反应，该核反应会释放出能量，选项B错误；Sr比Xe的比结合能大，更稳定，选项C正确；该核反应中放出能量，有质量亏损，质量减小，选项D错误。8(2020·河北六校第一次联考)2018年我国的大科学装置“人造太阳”再创奇迹，加热功率已超过10 MW，这为人类开发利用核聚变清洁能源提供了重要的技术基础。关于核能，下列说法正确的是()A“人造太阳”和核电站都是利用核聚变原理释放核能的B在原子核反应中，反应后比结合能变大表示该核反应过程吸收能量C在氘核聚变反应方程HHHeX中，X表示的是电子D热核反应在宇宙中时时刻刻进行着，太阳就是一个巨大的热核反应堆D我国大科学装置“人造太阳”利用核聚变原理释放核能，核电站利用重核裂变原理释放核能，选项A错误；比结合能越大的原子核越稳定，在原子核反应中，反应后比结合能变大表示该核反应过程放出能量，选项B错误；氘核聚变反应方程HHHeX，由核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒可知X的质量数为1，电荷数为0，即X表示的是中子，选项C错误；在宇宙的恒星中，时时刻刻都在发生热核反应，太阳就是一个巨大的热核反应堆，选项D正确。9.(易错题)(多选)(2019·成都二诊)如图，匀强磁场中的O点有一静止的原子核Th发生了某种衰变，衰变方程为ThYe，反应生成的粒子e的速度方向垂直于磁场方向。关于该衰变，下列说法正确的是()ATh发生的是衰变BTh发生的是衰变CA234，Z91D新核Y和粒子e在磁场中的轨迹外切于O点BC衰变放出一个电子，所以为衰变，选项A错误，B正确；由质量数守恒和电荷数守恒得：A234，Z91，选项C正确；由于新核Y和粒子e电性相反，由左手定则可知，新核Y和粒子e在磁场中的轨迹内切于O点，选项D错误。易错点评本题易错之处：不知道衰变过程中动量守恒；衰变产生的反冲核与电子是异种电荷，利用左手定则容易判错洛伦兹力的方向，进而把反冲核与电子在磁场中偏转形成内均圆判成外切圆。10.(原创题)(多选)某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应。当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应。闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计的示数恰为零，此时电压表的示数U称为遏止电压，根据遏止电压U，可以计算出光电子的最大初动能Ek。现分别用频率为1和2的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为U1和U2，设电子质量为m、电荷量为e，则下列关系式正确的是()A用频率为1的光照射时，光电子的最大初速度vB阴极金属的逸出功W0h1eU1C阴极金属的截止频率cD普朗克常量hAB用频率为1的单色光照射阴极时，光电子在电场中做减速运动，根据动能定理得eU10mv2，则光电子的最大初速度v，故A正确；根据爱因斯坦光电效应方程得h1eU1W0，h2eU2W0，由得阴极金属的逸出功W0h1eU1，联立解得普朗克常量h，故B正确，D错误；阴极金属的截止频率c，故C错误。11(多选)(2020·江西南昌入学摸底测试)用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流的大小与入射光的强度、频率等物理量的关系。图中A、K两极板间的电压大小可调，电源的正、负极也可以对调。分别用a、b、c三束单色光照射K，调节A、K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示。由图可知()甲乙A单色光a和c的频率相同，但a更强些B单色光a和c的频率相同，但c更强些C单色光b的频率大于a的频率D单色光b的频率小于a的频率AC根据遏止电压与光电子最大初动能的关系有eUcmv2，由爱因斯坦光电效应方程有mv2hW0，又a、c图线与横轴交于同一点，可知单色光a和c的频率相同，由于a的饱和光电流大于c的，说明单色光a照射K产生的光电子数目大于单色光c照射K产生的光电子数目，所以单色光a更强些，选项A正确，B错误；根据遏止电压与光电子最大初动能的关系有eUcmv2，又U2>U1，可知单色光b照射K产生光电子的最大初动能大于单色光a照射K产生光电子的最大初动能，由爱因斯坦光电效应方程有mv2hW0，可知单色光b的频率大于单色光a的频率，选项C正确，D错误。12海水中含有丰富的氘，完全可充当未来的主要能源。两个氘核的核反应为：HHHen，其中氘核的质量为2.013 6 u，氦核的质量为3.015 0 u，中子的质量为1.008 7 u。(1 u相当于931.5 MeV的能量)求：(1)核反应中释放的核能。(2)在两个氘核以相等的动能0.35 MeV进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，求反应中产生的中子和氦核的动能。解析(1)由质能方程得Em×931.5 MeV(2×2.013 63.015 01.008 7)×931.5 MeV3.26 MeV。(2)设氦核和中子的动量大小分别为pHe、pn，动能分别为EkHe、Ekn。由动量守恒定律有0pHepn则其动能EkHemHevEknmnv由能量守恒得2EkEEkHeEkn联立以上几式解得EkHe0.99 MeV，Ekn2.97 MeV。答案(1)3.26 MeV(2)2.97 MeV0.99 MeV13(2018·全国卷·T17)用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×1019 J。已知普朗克常量为6.63×1034 J·s，真空中的光速为3.00×108 m·s1。能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为()A1×1014 HzB8×1014 HzC2×1015 HzD8×1015 HzB根据爱因斯坦光电效应方程EkhW0hh0，代入数据解得08×1014 Hz，B正确。14(多选)(2020·全国卷·T19)1934年，约里奥居里夫妇用粒子轰击铝箔，首次产生了人工放射性同位素X，反应方程为HeAlXn。X会衰变成原子核Y，衰变方程为XYe。则()AX的质量数与Y的质量数相等BX的电荷数比Y的电荷数少1CX的电荷数比Al的电荷数多2DX的质量数与Al的质量数相等AC根据电荷数守恒和质量数守恒，可知HeAlXn方程中X的质量数为30，电荷数为15，再根据XYe方程可知Y的质量数为30，电荷数为14，故X的质量数与Y的质量数相等，X的电荷数比Y的电荷数多1，X的电荷数比Al的电荷数多2，X的质量数比Al的质量数多3，选项A、C正确，B、D错误。15(多选)(2019·浙江高考·T15)静止在匀强磁场中的原子核X发生衰变后变成新原子核Y。已知核X的质量数为A，电荷数为Z，核X、核Y和粒子的质量分别为mX、mY和m，粒子在磁场中运动的半径为R。则()A衰变方程可表示为XYHeB核Y的结合能为(mXmYm)c2C核Y在磁场中运动的半径为D核Y的动能为EkYAC衰变过程中质量数和电荷数均守恒，故该衰变方程为XYHe，故A正确；结合能是把核子分开所需要的能量，而(mXmYm)c2是衰变过程中释放的能量，故B错误；衰变过程中满足动量守恒定律，即有0mYvYmv，又粒子在磁场中做圆周运动的半径r，故核Y与粒子在磁场中做圆周运动的半径之比，故rY，C正确；衰变过程中根据能量守恒定律，若释放的核能全部转化为动能，则EkYEk(mXmYm)c2，而，联合上述二式可得EkY，若释放的核能不完全转化为动能，则无法计算，故D错误。