2023广东版物理高考第二轮复习--专题十三近代物理初步.pdf
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1、2023广东版物理高考第二轮复习专题十三近代物理初步一、选择题1 .物理科技(2022河南南阳期终质量评估)光电管是光控电路的核心元件。如图为一种在自动化控制中常用的光控继电器示意图,当用一束单色光照射光电管时,未能发生光电效应。为使光电管发生光电效应,下列可采取的措施是(A.增大该光的照射强度B.延长该光的照射时间C.改用频率更高的光照射光电管D.改用波长更长的光照射光电管答 案 C是否发生光电效应,取决于入射光的频率是否达到或超过极限频率,故可以改用频率更高的光照射光电管,与入射光的强度及照射时间无关,A、B 错误,C 正确。改用波长更长的光,由 v=:可知,A频率更低,更不可能发生光电效
2、应,D 错误。2.物理生活1 (2022贵州4 月适应性测试)香烟中含有天然放射性元素针210围。P。),吸烟会使白拌。进入体内并在肺组织中蓄积,研究表明,吸烟者体内|1Po含量比不吸烟者高广2 个数量级。已知发生衰变时会伴随着放出Y射线,下列说法正确的是()A 哥叩。的半衰期会随时间增长而不断地减小B 哥叩。发生衰变后产物的结合能之和一定大于3 P。的结合能C.通过化学方法可以改变香烟中UPo的化学状态,从而减小其放射强度D易P。衰变时放出的Y射线是核外电子从高能级向低能级跃迁而辐射的高频电磁波答 案B 你。P。的半衰期始终不变,故A错误烧。P。发生衰变时会产生质量亏损并释放能量,所以衰变后
3、产物的结合能之和一定大于ilP o的结合能,故B正确;放射性元素的放射强度由原子核决定,与元素的化学状态无关,故C错误激叩。衰变时放出的y射线是新核从高能级向低能级跃迁而辐射的高频电磁波,故D错误。3.物理科技I (2022江西九江第一次统考)202()年6月2 3日,北斗全球组网卫星的收官之星发射成功,其 中“北斗三号”采用星载氢原子钟,通过氢原子的能级跃迁而产生的电磁波校准时钟。氢原子的部分能级结构如图,则()n E/eV8-.04-0.853-1.512-3.401-13.6A.氢原子由基态跃迁到激发态后,核外电子动能增大,原子的电势能减小B.大量处于n=3激发态的氢原子,向低能级跃迁时
4、可辐射出2种不同频率的光子C.用11 eV的光子照射,能使处于基态的氢原子跃迁到激发态D.用4 eV的光子照射处于n=2激发态的氢原子,可以使之电离答 案D氢原子由基态跃迁到激发态后,核外电子运动半径变大,动能减小,原子的电势能增大,故A错误;大量处于n=3激发态的氢原子,向低能级跃迁时可辐射出的光子的频率种类为加芋=3种,故B错误;处于基态的氢原子跃迁到n=2激发态需要吸收的能量为E=E2-E,=10.2 eV,跃迁到n=3激发态需要吸收的能量为E=EE产12.09 eV,用11 eV的光子照射,并不能使处于基态的氢原子跃迁到激发态,故C错误;处于n=2激发态的氢原子能量为-3.4 eV,其
5、绝对值小于光子能量4 eV,因此用4 eV的光子照射处于n=2激发态的氢原子,可以使之电离,故D正确。4.物理探索I (2022东北师大附中测试七)现代已知碳的同位素共有十五种,有碳8 至碳22,其中碳12和碳13属于稳定型,碳 14是宇宙射线透过空气时撞击氮原子核产生的,碳14是一种放射性的元素,衰变为氮14,图中包含碳14衰变相关信息,结合这些信息可以判定下列说法正确的是()A.碳 14转变为氮14,衰变方式为B衰变B.100个碳14原子核在经过一个半衰期后,一定还剩50个C.若氮14生成碳14的核反应方程为/N+X-yC+弭 则 X 为质子D.当氮14数量是碳14数量的7 倍时,碳 14
6、衰变所经历时间为22 920年答 案 A 由电荷数守恒和质量数守恒可得衰变方程 为,(:一:卜斗。”,可知碳14转变为氮14是 8 衰变,A 正确;半衰期是大量原子核衰变时的统计规律,个别原子核经多长时间衰变无法预测,即对个别或少数原子核无半衰期可言,B 错误;由电荷数守恒和质量数守恒可知,X 为中子仙,C 错误;当氮14数量是碳14数量的7倍时,碳 14数量占总原子核数量的!,经过3 个半衰期即17 190年,D错误。5.自然现象I (2022甘肃兰州二模)科学家发现太阳的核聚变反应区只是中心很小的一部分,由于太阳强大的引力和磁场的束缚,使太阳内部的能量可以向外持续稳定地释放,而不会像氢弹那
7、样瞬间爆炸,这3就是可控核聚变技术的由来。太阳内部核聚变反应的一种可能形式为科+:H-X+3n,设包、J、X 和新的质量分别为m、m?、nh和 m,,光速为c,则下列说法正确的是()A.X是洱eB.该核反应释放的核能为(m3+m-m-m2)c2C.核反应中比结合能较小的原子核变成了比结合能较大的原子核D.核反应中核子平均质量较小的原子核变成了核子平均质量较大的原子核答 案 C根据质量数守恒和电荷数守恒知X 的质量数为4,电荷数为2,则 X 是为e,故 A 错误;根据质能方程知,该核反应释放的核能为A E=(ml+m2-m3-m,)c2,故 B错误;核反应方程式中生成物比反应物稳定,则生成物的比
8、结合能大于反应物的比结合能,即核反应中比结合能较小的原子核变成了比结合能较大的原子核,又知比结合能大的原子核核子的平均质量小,故C 正确,1)错误。6.物理科技(2022重庆二模)我国科学家通过一种功能纳米膜成功地从海水中大规模提取铀元素,这对于国家发展具有十分重要的战略意义。用中子Jn轰击铀核能5U,铀核发生裂变,其中一种典型反应是1卷5 J+/nf今B a+聂Kr+3/n。若用nu、m“、小、叫分别表示赞U、尸/“B a和兔Kr的质量,关于这个核反应,下列说法正确的是()A.方程中 Z=56,A=89B.方程中 m(I=mB a+mKr+2mnC.只要用中子轰击铀核,就一定会发生链式反应D
9、.释放 的 核 能 为 c2答 案 A 根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒,有235+l=144+A+3,92=Z+36,解 得 A=89,Z=56,故 A 正确;重核裂变会释放核能,伴随质量亏损,有 E=m -2mc)c2答 案 B 核聚变方程为4;H-He+2?e,根据质能方程,可知核反应释放的能量 E=(4m m2m,)c 故选瓦10.(2022长沙新高考适应性考试,3)2021年 5 月 28日,中科院合肥物质科学研究院升级改造后的可控核聚变装置创造了新的世界纪录。已知该装置内部发生的核反应方程为包+汨一卯e+X,气核的质量为m:,氤核的质量为巾 窃 氨核的质量为叱,反应中释放的
10、能量为E,光速为c,则下列说法正确的是()A.X 是质子B.X 的质量为 mi+m2-nfa-C.该反应属于a 衰变D.气核和瓶核之间的库仑力表现为引力答 案 B 根据电荷数和质量数守恒可知X 是中子,故A 错误;根据质能方程可得E=(mi+m-m:-mx)c;解得故B 正确;该反应属于核聚变反应,故C 错误;箱核和氤核之间的库仑力表现为斥力,故 D 错误。H.(2022湖南新高考教学教研联盟第二次联考,1)近年来,石材的放射性问题几经媒体渲染,被炒得沸沸扬扬,根据2011年颁布的国家标准 建筑材料放射性核素限量,将装修用到的石材放射性污染标准分为A、B、C 三类。其中C 类石材只适用于室外环
11、境、墙面、道路装饰等,主要是因为C 类石材中含有一定的铀元素,铀元素经过一系列的衰变,产生了一种具有放射性的惰性气体氢,氧气通过呼吸道进入人体肺部,对人体产生伤害。已知氨的半衰期为4 天。根据所学知识,下列说法正确的是()A.原子核衰变过程中电荷数守恒,质量数不守恒B.16 个氢原子核经过8 天后,一定只剩下4 个氢原子核了C.原子核发生一次a 衰变,该原子核质量数减少4D.天然放射现象中发出的B射线是从原子核外放出的高速电子答 案 C原子核衰变过程中电荷数与质量数都守恒,A 错误;半衰期具有统计意义,对大量的原子核适用,少数没有意义,故 B 错误;发生。衰变时,是原子核内部的2 个质子和2
12、个中子结合成一个a 粒子释放出来,所以电荷数少2,质量数少4,C 正确;B衰变所释放的电子来自原子核内部,是原子核中的一个中子转变为一个质子,从而有电子释放出来,故D错误。12.(2022岳阳二模,2)在火星上,太阳能电池板的发电能力有限,因此科学家用放射性材料PuO:作为发238电能源为火星车供电。PuO2中的Pu元素是俺8pu,具有天然放射性,半衰期为87.7年。Pu发 生 a 衰94变的核反应方程为磊8pu-x+$He,则下列说法正确的是()A.X原子核的中子数为141B.8pu原子核发生a 衰变后产生的新核的比结合能比阖8pu核的比结合能小C.10个贫8pu原子核经过87.7年后一定还
13、会剩余5 个D.Pu的半衰期是由核内部自身的因素决定,跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系答 案 D根据质量数和电荷数守恒可知,X 原子核的中子数为(238-4)-(94-2)=142,故 A 错误烧8pu原子核发生a 衰变后产生的新核更稳定,所以新核的比结合能比8PU核的比结合能大,故 B 错误;半衰期是针对大量原子核的统计规律,对少数原子核不适用,故C 错误;半衰期是由原子核内部自身的因素决定,跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系,故 D 正确。13.(2022部分区一模,1)下列说法中正确的是()A.为了解释光电效应规律,爱因斯坦提出了光子说B.卢瑟福根据a 粒子散射实验,提出了原子
14、的能级结构C.在原子核人工转变的实验中,查德威克发现了质子D.玻尔通过对黑体辐射进行实验研究,创立了黑体辐射理论答 案 A 爱因斯坦通过光电效应现象,提出了光子说,A 对;卢瑟福根据a 粒子散射实验,提出了原子的核式结构,而玻尔提出了原子的能级结构,B 错;在原子核人工转变的实验中,查德威克发现了中子,C错;普朗克通过对黑体辐射进行实验研究,创立了黑体辐射理论,D 错。14.(2022南开二模,1)铀原子核既可发生衰变,也可发生裂变。其衰变方程为比8U-错打卜+元裂变方程89为鸵5U+nf Y+瑞Kr+3n,其中Jns Y、Kr的质量分别为mlx m2v m,、叫,光在真空中的传播速36度为C
15、。下列叙述正确的是()A 至8U发生的是B衰变B.Y 原子核中含有56 个中子C.若提高温度总8U的半衰期将会变小D.一个925 裂 变 时 释 放 的 能 量 为 c2答 案 I)根据核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒,知 X 为氨原子核易81发生的是a 衰变,A 错误;Y 的质量数A=235+l-89-3=144,电荷数Z=92-36=56,由原子核的组成特点可知,Y 原子核中含有56个质子,中子数为144-56=88,B 错误;半衰期与温度、压强等外界因素无关,C 错误;由于核裂变的过程中释放能量,根据爱因斯坦质能方程得A E=A mc2=(m-2m2-ni3-m,)c2,D 正确。15
16、.(2022部分区二模,3)钠和钙两种金属的遏止电压U,与入射光频率v 的关系如图所示。用 h、e 分别表示普朗克常量和电子的电荷量,则()A.钠的逸出功大于钙的逸出功B.图中直线的斜率为:nC.在得到这两条直线时,必须保证入射光的光强相同D.若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能,则照射到钠的光频率较低答 案 D根据Ek,=h v-Wo=h v-h v又 Eu=eL,解得U,/v-维 v-也,当遏止电压为0 时,对应的频e e e e率为金属的极限频率,结合图可知钠的极限频率小,则钠的逸出功小于钙的逸出功,故A 错误;根据U J v-组 可 知 U-v 图线的斜率k=故 B 错误;根据
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