【立體設計】2020高考物理 第15章 章末強化訓練 新人教版

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1、【立體設計】2020高考物理 第15章 章末強化訓練 新人教版 一、選擇題（每小題5分，共30分） 1.在下列四個方程中，X1、X2、X3和X4各代表某種粒子： ①+→++3; ②+→+; ③→+; ④+→+. 以下判斷中正確的是 （ ） A. 是中子 B. 是質(zhì)子 C. 是α粒子 D. 是氘核 【解析】由核反應過程質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得：為,為,為,為,故A、C正確. 【答案】A、C 2.如圖所示為盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的實驗裝置.M是顯微鏡，S是熒光屏，窗口F處裝有銀箔，氮氣從閥門T充入，A是

2、放射源.下列說法中正確的是 （ ） A.該實驗的核反應方程為：+→+ B.充入氮氣后，調(diào)整銀箔厚度，使S上見不到質(zhì)子引起的閃爍 C.充入氮氣前，調(diào)整銀箔厚度，使S上能見到α粒子引起的閃爍 D.充入氮氣前，調(diào)整銀箔厚度，使S上見不到α粒子引起的閃爍 【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒判斷A項錯誤；充入氮氣前，調(diào)整銀箔厚度，使S上見不到α粒子引起的閃爍，B、C項錯誤，D項正確. 【答案】D 3.下列說法正確的是（ ） A.黑體輻射強度的極大值隨溫度的升高向波長較大的方向移動 B.物質(zhì)波和光波都是概率波 C.原子

3、核越大，它的結合能越高，原子核中核子結合得越牢固 D.β衰變的實質(zhì)是放射性原子核內(nèi)的一個中子轉化成了一個質(zhì)子和一個電子 【解析】隨著溫度的升高，黑體輻射向頻率大的方向移動，A項錯誤；比結合能越大的原子核，原子核中核子結合得越牢固，C項錯誤；發(fā)生β衰變時中子轉化為質(zhì)子和電子，產(chǎn)生的電子從核內(nèi)發(fā)射出來，D項正確. 【答案】B、D 4.關于原子結構和原子核，下列說法中正確的是（ ） A.利用α粒子散射實驗可以估算原子核的半徑 B.利用α粒子散射實驗可以估算核外電子的運動半徑 C.原子的核式結構模型很好地解釋了氫原子光譜的實驗 D.處于激發(fā)態(tài)的氫原子放出光子后，核外電子運動的動能將

4、增大 ①由于爆炸后的彈片存在放射性，對環(huán)境產(chǎn)生長期危害 ②爆炸后的彈片不會對人體產(chǎn)生危害 ③鈾238的衰變速率很快 ④鈾238的半衰期很長 A.①② B.③ C.①④ D.②④ 【解析】貧鈾彈主要成分為鈾238,是放射性元素，且半衰期長，①④對，故選C. 【答案】C 6.下列說法正確的是（ ） A.太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核裂變反應 B.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子，表明原子具有核式結構 C.一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應，是因為該束光波

5、長太短 D.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，原子總能量增大 【解析】綜合考查原子物理和光學知識.太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的熱核反應（聚變反應），不是核裂變反應，選項A錯；湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子，表明電子是原子的組成部分，不能表明原子具有核式結構，選項B錯；一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應現(xiàn)象，是因為該束光的頻率太低（低于極限頻率），選項C錯；根據(jù)玻爾理論，選項D正確. 【答案】D 二、非選擇題（共70分） 7.(8分)如圖所示的實驗電路，當用黃光照射光電管中的堿金屬涂層時，毫安表的指針發(fā)生了偏轉.若將電路中的滑動變阻器的滑片P向

6、右移動到某一位置時，毫安表的讀數(shù)恰好減小到零，此時電壓表讀數(shù)為U.若此時增加黃光照射的強度，則毫安表 (選填“有”或“無”)示數(shù).若改用藍光照射光電管中的金屬涂層，則毫安表 (選填“有”或“無”)示數(shù). 【解析】光電效應的原理是當有頻率足夠大的光照射到金屬表面時，將會使金屬中的電子獲得足夠能量而從表面逸出，逸出的電子向另一極板定向移動而形成電流. 【答案】 無 有 8.(10分)用不同頻率的光照射某金屬均產(chǎn)生光電效應，測量金屬遏止電壓Uc與入射光頻率，得到Uc-圖象，根據(jù)圖象求出該金屬的截止頻率c= Hz，普朗克常量h= J·s.

7、 [ 【解析】根據(jù)光電效應方程有h=+W,又有=eUc，解得圖線的斜率為,截距的大小為. 【答案】5.0×1014 6.4×10-34 9.(12分)一靜止的質(zhì)量為m1的原子核發(fā)生一次α衰變.已知衰變后的α粒子的質(zhì)量為m2、電荷量為q、速度為v，并假設衰變過程中釋放的核能全部轉化為α粒子和新核的動能.求衰變后新核反沖的速度大??；衰變過程中的質(zhì)量虧損(注：涉及動量問題時，虧損的質(zhì)量可忽略不計). 【解析】設新核反沖的速度大小為v′，由動量守恒定律有 . 解得v′=. 釋放的核能為ΔE=+, 又ΔE=Δm·c2, 解得Δm=. 【答案】 10.(12分)已知氫原子基

8、態(tài)電子軌道半徑為r0=0.528×10-10 m,量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的能量En= eV.求： (1)電子在基態(tài)軌道上運動的動能； (2)有一群氫原子處于量子數(shù)n=3的激發(fā)態(tài)，畫一能級圖，在圖上用箭頭標明這些氫原子所能發(fā)出光的光譜線有哪幾條？ (3)計算這幾條光譜線中波長最短的一條光譜線的波長.(k=9.0×109 N·m2/C2,e=1.60×10-19 C, h=6.63×10-34 J) 【解析】(1)庫侖力提供向心力，則有=,則=,代入數(shù)據(jù)得電子在基態(tài)軌道上運動的動能為13.6 eV. (2)能級圖如圖所示，可得三條光譜線. (3)波長最短的光頻率最高、能量最大，對應處

9、于n=3的激發(fā)態(tài)的氫原子向n=1能級躍遷所發(fā)出光的光譜線.將能量單位“eV”換算成國際單位“J”后得： λ= =1.03×10-7 m. 【答案】(1)13.6 Ev (2)如圖所示 (3)1.03×10-7m 11.(13分)1934年約里奧-居里夫婦用α粒子轟擊靜止的Al，發(fā)現(xiàn)了放射性磷P和另一種粒子，并因這一偉大發(fā)現(xiàn)而獲得諾貝爾物理學獎. (1)寫出這個過程的核反應方程式； （2）若該種粒子以初速度v0與一個靜止的12C核發(fā)生碰撞，但沒有發(fā)生核反應，該粒子碰后的速度大小為v1,運動方向與原運動方向相反，求碰撞后12C核的速度. 【解析】（1）核反應方程式為：He+Al→P

10、+n. (2)設該種粒子即為中子的質(zhì)量為m,則12C核的質(zhì)量為12m,碰撞后12C核的速度為v2.由動量守恒定律可得:mv0=m(-v1)+12mv2， 解得：v2=. 則碰撞后12C核的運動方向與該粒子原運動方向相同. 【答案】（1）He+Al→P+n. （2）速率為，方向與中子開始時的運動方向相同 12.(15分)科學家估算四川汶川特大地震釋放的能量相當于200萬個在廣島投擲的原子彈的能量，根據(jù)下列數(shù)據(jù)估算這次地震釋放的能量： (1)廣島原子彈釋放的核能可用下面的典型裂變反應方程式表示； U 　　 +n　→　Xe　　+　　Sr　　+　　3n 235.043 9 1.008 7　138.917 8　　93.915 4　　　3×1.008 7 反應方程下方的數(shù)字是中子及有關原子的靜止質(zhì)量(以原子量u為單位).已知1 u的質(zhì)量對應的能量為930 MeV，此裂變反應釋放出的能量是多少？ (2)廣島原子彈內(nèi)含純鈾235共1 kg，該原子彈爆炸釋放的能量為多少？由此估算汶川地震釋放能量約是多少？