2023届高考物理一轮复习单元双测——近代物理B卷含解析.pdf
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1、第 二 十 一 单 元 近 代 物 理 B 卷 真 题 滚 动 练 一、单 项 选 择 题：本 题 共 7 小 题，每 小 题 4 分，共 2 8分.在 每 小 题 给 出 的 四 个 选 项 中，只 有 一 项 是 符 合 题 目 要 求 的 1.（2021 湖 北 高 考 真 题）2 0世 纪 6 0年 代，我 国 以 国 防 为 主 的 尖 端 科 技 取 得 了 突 破 性 的 发 展。1964年，我 国 第 一 颗 原 子 弹 试 爆 成 功；1967年，我 国 第 一 颗 氢 弹 试 爆 成 功。关 于 原 子 弹 和 氢 弹，下 列 说 法 正 确 的 是（）A.原 子 弹 和
2、氢 弹 都 是 根 据 核 裂 变 原 理 研 制 的 B.原 子 弹 和 氢 弹 都 是 根 据 核 聚 变 原 理 研 制 的 C.原 子 弹 是 根 据 核 裂 变 原 理 研 制 的，氢 弹 是 根 据 核 聚 变 原 理 研 制 的 D.原 子 弹 是 根 据 核 聚 变 原 理 研 制 的，氢 弹 是 根 据 核 裂 变 原 理 研 制 的 2.（2021 北 京 高 考 真 题）硼（B）中 子 俘 获 治 疗 是 目 前 最 先 进 的 癌 症 治 疗 手 段 之 一、治 疗 时 先 给 病 人 注 射 一 种 含 硼 的 药 物，随 后 用 中 子 照 射，硼 俘 获 中 子
3、后，产 生 高 杀 伤 力 的 a 粒 子 和 锂（L i）离 子。这 个 核 反 应 的 方 程 是（）A.+.；Li+；He B.,；B+；H e f+；nC.；/N+；H e.O+；H D.；N+：n 7；HZ a l 7 W O I3.（2021北 京 高 考 真 题）北 京 高 能 光 源 是 我 国 首 个 第 四 代 同 步 辐 射 光 源，计 划 于 2025年 建 成。同 步 辐 射 光 具 有 光 谱 范 围 宽（从 远 红 外 到 X 光 波 段，波 长 范 围 约 为 l（P m i（yum,对 应 能 量 范 围 约 为 10-eV-105eV）,光 源 亮 度 高、
4、偏 振 性 好 等 诸 多 特 点，在 基 础 科 学 研 究、应 用 科 学 和 工 艺 学 等 领 域 已 得 到 广 泛 应 用。速 度 接 近 光 速 的 电 子 在 磁 场 中 偏 转 时，会 沿 圆 弧 轨 道 切 线 发 出 电 磁 辐 射，这 个 现 象 最 初 是 在 同 步 加 速 器 上 观 察 到 的，称 为“同 步 辐 射 以 接 近 光 速 运 动 的 单 个 电 子 能 量 约 为 109e V,回 旋 一 圈 辐 射 的 总 能 量 约 为 104e V 下 列 说 法 正 确 的 是（）A.同 步 辐 射 的 机 理 与 氢 原 子 发 光 的 机 理 一 样
5、 B.用 同 步 辐 射 光 照 射 氢 原 子，不 能 使 氢 原 子 电 离 C.蛋 白 质 分 子 的 线 度 约 为 l O n,不 能 用 同 步 辐 射 光 得 到 其 衍 射 图 样 D.尽 管 向 外 辐 射 能 量，但 电 子 回 旋 一 圈 后 能 量 不 会 明 显 减 小 4.（2021.全 国.高 考 真 题）如 图，一 个 原 子 核 X 经 图 中 所 示 的 一 系 列 a、/衰 变 后，生 成 稳 定 的 原 子 核 Y,在 此 过 程 中 放 射 出 电 子 的 总 个 数 为（)A.6 B.8 C.10 D.145.（2021 全 国 高 考 真 题）医
6、学 治 疗 中 常 用 放 射 性 核 素“3 g产 生/射 线，而 8 1 n是 由 半 衰 期 相 对 较 长 的 S n 衰 变 产 生 的。对 于 质 量 为 拉。的”3 s n,经 过 时 间/后 剩 余 的 8 S n质 量 为 办 其 色 一，图 线 如 图 所 示。从 图 中 可 以 得 到 S n 的 半 衰 期 为（肛）)A.67.3d D.124.9d6.（2020北 京 高 考 真 题）氢 原 子 能 级 示 意 如 图。现 有 大 量 氢 原 子 处 于=3能 级 上，下 列 说 法 正 确 的 是（）n E/eVo o.05-0.544-0.853-1.512-3.
7、41-13.6A.这 些 原 子 跃 迁 过 程 中 最 多 可 辐 射 出 2 种 频 率 的 光 子 B.从=3能 级 跃 迁 到=1能 级 比 跃 迁 到=2能 级 辐 射 的 光 子 频 率 低 C.从=3能 级 跃 迁 到=4 能 级 需 吸 收 0.66eV的 能 量 D.”=3能 级 的 氢 原 子 电 离 至 少 需 要 吸 收 13.6eV的 能 量7.（2020全 国 高 考 真 题）笊 核:H可 通 过 一 系 列 聚 变 反 应 释 放 能 量，其 总 效 果 可 用 反 应 式 6；H-2；He+2；H+2：n+43.15MeV表 示。海 水 中 富 含 笈，已 知
8、1kg海 水 中 含 有 的 笊 核 约 为 1.0 x1022个，若 全 都 发 生 聚 变 反 应，其 释 放 的 能 量 与 质 量 为 M 的 标 准 煤 燃 烧 时 释 放 的 热 量 相 等；已 知 1 k g标 准 煤 燃 烧 释 放 的 热 量 约 为 2.9x107 J,1 MeV=1.6 x l0 T 3 j,则 用 约 为（）A.40 kg B.100 kg C.400 kg D.1 000 kg二、多 项 选 择 题：本 题 共 3 小 题，每 小 题 6 分，共 18分。在 每 小 题 给 出 的 四 个 选 项 中，有 多 项 符 合 题 目 要 求。全 部 选 对
9、 的 得 6 分，选 对 但 不 全 的 得 3 分，有 选 错 的 得 0 分 8.（2021浙 江 高 考 真 题）对 四 个 核 反 应 方 程（1）置 U f瞟 Th+；He；（2）Pa+,e；（3）；4N+：H e-?O+；H；（4）:H+：H H e+（；n+17.6MeV。下 列 说 法 正 确 的 是（）A.（1）（2）式 核 反 应 没 有 释 放 能 量 B.（1）（2）（3）式 均 是 原 子 核 衰 变 方 程 C.（3）式 是 人 类 第 一 次 实 现 原 子 核 转 变 的 方 程 D.利 用 激 光 引 发 可 控 的（4）式 核 聚 变 是 正 在 尝 试 的
10、 技 术 之 一 9.（2020浙 江 高 考 真 题）太 阳 辐 射 的 总 功 率 约 为 4,1（产 W,其 辐 射 的 能 量 来 自 于 聚 变 反 应。在 聚 变 反 应 中，一 个 质 量 为 1876.1M eV/（c 为 真 空 中 的 光 速）的 笊 核 和 一 个 质 量 为 2809.5M eV/c2的 僦 核（：H）结 合 为 一 个 质 量 为 3728.4M eV/02的 氢 核（：H e）,并 放 出 一 个 X 粒 子，同 时 释 放 大 约 17.6MeV的 能 量。下 列 说 法 正 确 的 是（）A.X 粒 子 是 质 子 B.X 粒 子 的 质 量 为
11、 939.6MeV/c2C.太 阳 每 秒 因 为 辐 射 损 失 的 质 量 约 为 4.4 x l0*gD.太 阳 每 秒 因 为 辐 射 损 失 的 质 量 约 为 17.6MeV/0210.（2020浙 江 高 考 真 题）由 玻 尔 原 子 模 型 求 得 氢 原 子 能 级 如 图 所 示，已 知 可 见 光 的 光 子 能 量 在 L62eV到 3.1 le V之 间，则（）n/eV4-0.853-1.512-3.401-13.60A.氢 原 子 从 高 能 级 向 低 能 级 跃 迁 时 可 能 辐 射 出 7 射 线 B.氢 原 子 从=3 的 能 级 向“=2 的 能 级
12、跃 迁 时 会 辐 射 出 红 外 线 C.处 于=3 能 级 的 氢 原 子 可 以 吸 收 任 意 频 率 的 紫 外 线 并 发 生 电 离 D.大 量 氢 原 子 从=4 能 级 向 低 能 级 跃 迁 时 可 辐 射 出 2 种 频 率 的 可 见 光 三、非 选 择 题：共 6 小 题，共 54分，考 生 根 据 要 求 作 答 11.（2011.海 南.高 考 真 题）2011年 3 月 11日，日 本 发 生 九 级 大 地 震，造 成 福 岛 核 电 站 的 核 泄 漏 事 故，在 泄 露 的 污 染 物 中 含 有 I和 137cs两 种 放 射 性 核 素，它 们 通 过
13、 一 系 列 衰 变 产 生 对 人 体 有 危 害 的 辐 射，在 下 列 四 个 式 子 中，有 两 个 能 分 别 反 映 於 叮 和 137cs衰 变 过 程，它 们 分 别 是 和（填 入 正 确 选 项 前 的 字 母），I和 137cs原 子 核 中 的 中 子 数 分 别 是 和。A.X-Ba+B.X2 X e+C.X3 B a+D.X 一 2 X e+；p12.（2020浙 江 高 考 真 题）通 过 测 量 质 子 在 磁 场 中 的 运 动 轨 迹 和 打 到 探 测 板 上 的 计 数 率（即 打 到 探 测 板 上 质 子 数 与 衰 变 产 生 总 质 子 数 N
14、的 比 值），可 研 究 中 子（：n）的 夕 衰 变。中 子 衰 变 后 转 化 成 质 子 和 电 子，同 时 放 出 质 量 可 视 为 零 的 反 中 微 子 二。如 图 所 示，位 于 尸 点 的 静 止 中 子 经 衰 变 可 形 成 一 个 质 子 源，该 质 子 源 在 纸 面 内 各 向 均 匀 地 发 射 N 个 质 子。在 P 点 下 方 放 置 有 长 度 L=1.2m以。为 中 点 的 探 测 板，P 点 离 探 测 板 的 垂 直 距 离 O P 为 心 在 探 测 板 的 上 方 存 在 方 向 垂 直 纸 面 向 里，磁 感 应 强 度 大 小 为 B 的 匀
15、强 磁 场。已 知 电 子 质 量 me=9/xl0f kg=0.51MeV/c2,中 子 质 量 町,=939.57MeV/cZ,质 子 质 量 mp=938.27MeV/c2（c 为 光 速，不 考 虑 粒 子 之 间 的 相 互 作 用）。若 质 子 的 动 量 p=4.8xl0-2ikg-m-sT=3x10MMeV s n T。（1）写 出 中 子 衰 变 的 核 反 应 式，求 电 子 和 反 中 微 子 的 总 动 能（以 M e V 为 能 量 单 位）；（2）当 a=O.15m,B=0.1T时,求 计 数 率；（3）若。取 不 同 的 值，可 通 过 调 节 8 的 大 小 获
16、 得 与（2）问 中 同 样 的 计 数 率，求 8 与“的 关 系 并 给 出 8 的 范 围。X X X X X XX XX Xx xx x探 测 板 o1 3.鉴 于 核 裂 变 产 生 的 放 射 性 废 物 的 水 平 和 毒 性，核 物 理 学 家 致 力 于 核 聚 变 发 电 以 减 少 核 污 染。核 聚 变 电 站 最 有 可 能 的 燃 料 是 两 种 同 位 素，被 称 作 重 形 式 的 氢：气 和 窟。核 聚 变 是 靠 温 度 和 压 力 的 共 同 作 用 完 成 的，在 地 球 实 验 室 中 完 成 可 控 核 聚 变 需 要 1亿 度。质 核 和 晁 核
17、聚 变 时 的 核 反 应 方 程：H+：H-；He+：X 请 回 答 下 列 问 题：(1)补 充 完 成 上 述 核 反 应 方 程；(2)已 知：H 的 比 结 合 能 是 L09MeV,：H 的 比 结 合 能 是 2.78MeV,；H,的 比 结 合 能 是 7.03MeV 一 个 笊 核 与 晁 核 聚 变 过 程 释 放 出 的 能 量 为 多 少？(3)设 质 子、中 子 的 质 量 均 为 团。在 笊 与 笳 两 核 达 到 核 力 作 用 范 围 完 成 核 聚 变 前 必 须 要 克服 强 大 的 库 仑 斥 力，该 反 应 中 两 核 克 服 库 仑 力 做 功 为 卬
18、。若 一 个 笊 核 与 一 个 速 度 大 小 相 等 的 瓶 核 发 生 对 撞，达 到 核 力 作 用 范 围，不 计 周 围 粒 子 影 响，反 应 前 笊 核 速 度 至 少 多 大？14.根 据 玻 尔 理 论，电 子 绕 氢 原 子 核 运 动 可 以 看 作 是 仅 在 库 仑 引 力 作 用 下 的 匀 速 圆 周 运 动,已 知 电 子 的 电 荷 量 为 e,质 量 为?，电 子 在 第 1轨 道 运 动 的 半 径 为 外，静 电 力 常 量 为 鼠（I）电 子 绕 氢 原 子 核 做 圆 周 运 动 时，可 等 效 为 环 形 电 流，试 计 算 电 子 绕 氢 原
19、子 核 在 第 1轨 道 上 做 圆 周 运 动 的 周 期 及 形 成 的 等 效 电 流 的 大 小；（2）氢 原 子 在 不 同 的 能 量 状 态，对 应 着 电 子 在 不 同 的 轨 道 上 绕 核 做 匀 速 圆 周 运 动，电 子 做 圆 周 运 动 的 轨 道 半 径 满 足 5=,其 中 为 量 子 数，即 轨 道 序 号，乙 为 电 子 处 于 第 轨 道 时 的 轨 道 半 径。电 子 在 第 轨 道 运 动 时 氢 原 子 的 能 量 E,为 电 子 动 能 与“电 子-原 子 核”这 个 系 统 电 势 能 的 总 和。理 论 证 明，系 统 的 电 势 能 J 和
20、 电 子 绕 氢 原 子 核 做 圆 周 运 动 的 半 径，存 在 关 系：月,=音（以 无 穷 远 为 电 势 能 零 点）。请 根 据 以 上 条 件 完 成 下 面 的 问 题。推 导 电 子 在 第 n 轨 道 运 动 时 的 动 能。试 证 明 电 子 在 第 轨 道 运 动 时 氢 原 子 的 能 量 E,和 电 子 在 第 1轨 道 运 动 时 氢 原 子 的 能 量 与 满 足 关 系 式 纥=与 n 假 设 氢 原 子 甲 核 外 做 圆 周 运 动 的 电 子 从 第 2轨 道 跃 迁 到 第 1轨 道 的 过 程 中 所 释 放 的 能 量，恰 好 被 量 子 数=5
21、的 氢 原 子 乙 吸 收 并 使 其 电 离，即 其 核 外 在 第 5 轨 道 做 圆 周 运 动 的 电 子 脱 离 氢 原 子 核 的 作 用 范 围。不 考 虑 电 离 前 后 原 子 核 的 动 能 改 变，试 求 氢 原 子 乙 电 离 后 电 子 的 动 能。15.我 国 首 艘 攻 击 核 潜 艇，代 号 091型，西 方 称 其 为 汉 级 攻 击 核 潜 艇，其 核 反 应 堆 采 用 的燃 料 是 铀 2 3 5,用 一 个 动 能 约 为 O.（）25eV的 热 中 子（慢 中 子）轰 击 铀 2 3 5,生 成 不 稳 定 的 铀 2 3 6,从 而 再 裂 变 为
22、 钢 144和 轨 8 9,同 时 放 出 能 量 和 3 个 快 中 子，而 快 中 子 不 利 于 铀 2 3 5的 裂 变。为 了 能 使 裂 变 反 应 继 续 下 去，需 要 将 反 应 中 放 出 的 快 中 子 减 速，从 而 使 生 成 的 中 子 继 续 撞 击 其 它 铀 235.有 一 种 减 速 的 方 法 是 使 用 石 墨（碳 12）作 减 速 剂，设 中 子 与 碳 原 子 的 碰 撞 是 对 心 弹 性 碰 撞。（可 能 用 到 的 数 据 lMeV=l（）6eV、3 7 0.8 4 5、lg*n-0.0 7 2 6）,试 求：（1）请 写 出 核 反 应 方
23、程 式；（2）一 个 动 能 为&=L75M eV的 快 中 子 与 静 止 的 碳 原 子 碰 撞 一 次 后，快 中 子 的 动 能 为 多 少 M eV；（3）一 个 动 能 为 a=1.7 5 M e V的 快 中 子 需 要 与 静 止 的 碳 原 子 碰 撞 多 少 次，才 能 减 速 成 为 慢 中 子？U235的 链 式 反 应 不 稳 定 核16.如 图 所 示 为 某 人 工 转 变 核 反 应 探 测 仪，装 置 内 有 a 粒 子 源、粒 子 加 速 区、核 反 应 区 和 粒 子 探 测 区 四 部 分 组 成。a 粒 子 源 可 以 在 单 位 时 间 发 射 出
24、N=l（y s个 a 粒 子，其 初 速 度 为 vo=3xlO7m/s,随 后 又 进 入 电 压 为 U=7 x l（）6 v 的 加 速 电 场，从 电 场 中 射 出 后 与 静 止 在 反 应 区 4 点 的 被 核：B e发 生 核 反 应，两 个 反 应 产 物 经 尸 垂 直 边 界 飞 入 探 测 区，探 测 区 有 一 圆 形 磁 场 和 粒 子 探 测 器，圆 形 磁 场 半 径 为 R=2 m,其 内 存 在 磁 感 应 强 度 为 8=0.57的 匀 15强 磁 场，圆 形 磁 场 边 界 与 E E相 切，探 测 器 与 E F平 行 且 距 圆 心 距 离 为 d
25、=0.5m。实 验 中 根 据 碰 撞 点 的 位 置 便 可 分 析 核 反 应 的 生 成 物。为 简 化 模 型，假 设 a 粒 子 均 可 与 被 核 发 生 核 反 应，实 验 中 探 测 器 上 有 两 个 点（尸 点 和。点）持 续 受 到 撞 击，AOP在 一 直 线 上，且 PQ=#m,打 在 P 点 的 粒 子 有 50%穿 透 探 测 器，50%被 探 测 器 吸 收，其 中 穿 透 的 粒 子 能 量 损 失 7 5%,打 在。点 的 粒 子 全 部 被 吸 收。已 知 质 子 和 中 子 的 质 量 均 为，”=1.6xICr27kg,原 子 核 的 质 量 为 核
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