2022屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題五 近代物理初步課后“高仿”檢測(cè)卷

2022屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題五 近代物理初步課后“高仿”檢測(cè)卷1(2018·全國(guó)卷)1934年，約里奧居里夫婦用粒子轟擊鋁核Al，產(chǎn)生了第一個(gè)人工放射性核素X：AlnX。X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為()A15和28B15和30C16和30 D17和31解析：選B將核反應(yīng)方程式改寫成HeAlnX，由電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知，X應(yīng)為X。2(2018·全國(guó)卷)用波長(zhǎng)為300 nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動(dòng)能為1.28×1019 J。已知普朗克常量為6.63×1034 J·s，真空中的光速為3.00×108 m·s1。能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為()A1×1014 Hz B8×1014 HzC2×1015 Hz D8×1015 Hz解析：選B設(shè)單色光的最低頻率為0，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程得Ekh1W,0h0W，又1，整理得0，代入數(shù)據(jù)解得08×1014 Hz。3(2017·全國(guó)卷)一靜止的鈾核放出一個(gè)粒子衰變成釷核，衰變方程為UThHe。下列說法正確的是()A衰變后釷核的動(dòng)能等于粒子的動(dòng)能B衰變后釷核的動(dòng)量大小等于粒子的動(dòng)量大小C鈾核的半衰期等于其放出一個(gè)粒子所經(jīng)歷的時(shí)間D衰變后粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量解析：選B靜止的鈾核在衰變過程中遵循動(dòng)量守恒，由于系統(tǒng)的總動(dòng)量為零，因此衰變后產(chǎn)生的釷核和粒子的動(dòng)量等大反向，即pThp，B項(xiàng)正確；因此有，由于釷核和粒子的質(zhì)量不等，因此衰變后釷核和粒子的動(dòng)能不等，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)半衰期的定義可知，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由于衰變過程釋放能量，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知，衰變過程有質(zhì)量虧損，因此D項(xiàng)錯(cuò)誤。4(2017·全國(guó)卷)大科學(xué)工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應(yīng)釋放的能量用來發(fā)電。氘核聚變反應(yīng)方程是：HHHen。已知H的質(zhì)量為2.013 6 u，He的質(zhì)量為3.015 0 u，n的質(zhì)量為1.008 7 u,1 u931 MeV/c2。氘核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為()A3.7 MeV B3.3 MeVC2.7 MeV D0.93 MeV解析：選B氘核聚變反應(yīng)的質(zhì)量虧損為m2×2.013 6 u(3.015 0 u1.008 7 u)0.003 5 u，釋放的核能為Emc20.003 5×931 MeV/c2×c23.3 MeV，選項(xiàng)B正確。二、名校模擬重點(diǎn)演練知熱點(diǎn)5(2019屆高三·遼寧遼南聯(lián)考)某原子核的衰變過程為：XYP。則()AX的中子數(shù)比P的中子數(shù)少2BX的質(zhì)量數(shù)比P的質(zhì)量數(shù)多5CX的質(zhì)子數(shù)比P的質(zhì)子數(shù)多1DX的質(zhì)子數(shù)比P的質(zhì)子數(shù)少5解析：選C衰變方程式為XYP，從公式可以看出X的中子數(shù)比P的中子數(shù)多3個(gè)，故A錯(cuò)誤；X的質(zhì)量數(shù)比P的質(zhì)量數(shù)多4個(gè)，故B錯(cuò)誤；X的質(zhì)子數(shù)比P的質(zhì)子數(shù)多1個(gè)，故C正確，D錯(cuò)誤。6(2018·煙臺(tái)模擬)下列說法正確的是()A結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定B光電效應(yīng)揭示了光具有波動(dòng)性C氫原子從較高的激發(fā)態(tài)躍遷到較低的激發(fā)態(tài)時(shí)，電子的動(dòng)能減少，電勢(shì)能減少，原子的總能量減少D將放射性元素?fù)诫s到其他穩(wěn)定元素中并大幅度降低其溫度，它的半衰期不發(fā)生改變解析：選D比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，故A錯(cuò)誤；光電效應(yīng)的規(guī)律只能用光子學(xué)說解釋，揭示了光具有粒子性，故B錯(cuò)誤；氫原子從較高的激發(fā)態(tài)躍遷到較低的激發(fā)態(tài)時(shí)，釋放出光子，總能量減小，庫(kù)侖力做正功，電子的動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小，故C錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和溫度無關(guān)，故D正確。7(2018·百校聯(lián)盟聯(lián)考)核反應(yīng)方程N(yùn)HCXE中，N的質(zhì)量為m1、H的質(zhì)量為m2、C的質(zhì)量為m3、X的質(zhì)量為m4，光在真空中的速度為c，則下列判斷正確的是()AX是He，E(m1m2m3m4)c2BX是He，E(m1m2m3m4)c2CX是He，E(m3m4m1m2)c2DX是He，E(m3m4m1m2)c2解析：選B根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得：NHCHe，則X是He，反應(yīng)中虧損的質(zhì)量為mm1m2m3m4，故釋放的能量Emc2(m1m2m3m4)c2，故B正確。8(2018·東莞模擬)用中子(n)轟擊鋰核(Li)發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生氚核(H)和未知粒子并放出4.8 MeV的能量，已知1 MeV1.6×1013 J。下列說法正確的是()A未知粒子為粒子B未知粒子為粒子C反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為8.5×103 kgD鋰核的結(jié)合能小于氚核的結(jié)合能解析：選A根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，未知粒子的質(zhì)量數(shù)為4，電荷數(shù)為2，為粒子，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為m kg8.5×1030 kg，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；組成原子核的核子越多，它的結(jié)合能越高，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。9(2018·開封模擬)下列描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與頻率關(guān)系的圖中，符合黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是()解析：選B根據(jù)黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律，黑體熱輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系為：隨著溫度的升高，一方面，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加，則各種頻率的輻射強(qiáng)度也都增加；另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，即向頻率較大的方向移動(dòng)，只有B項(xiàng)符合黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律。10多選(2018·貴州適應(yīng)考試)14C是碳元素的一種具有放射性的同位素，衰變方式為衰變，其半衰期約為5 730年。已知一個(gè)14C原子核由6個(gè)質(zhì)子和8個(gè)中子組成。下列說法正確的是()A14C衰變后轉(zhuǎn)變?yōu)?4NB14C衰變過程中發(fā)出的射線是由核外電子電離產(chǎn)生的C14C原子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，其半衰期不會(huì)發(fā)生改變D14C樣品經(jīng)歷3個(gè)半衰期后，樣品中14C的質(zhì)量只有原來的解析：選AC14C衰變方式為衰變，則放出一個(gè)負(fù)電子后，質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)增加1，變?yōu)?4N，選項(xiàng)A正確；14C衰變過程中發(fā)出的射線是由核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)放出的負(fù)電子，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；半衰期與化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，則14C原子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，其半衰期不會(huì)發(fā)生改變，選項(xiàng)C正確；14C樣品經(jīng)歷3個(gè)半衰期后，樣品中14C的質(zhì)量只有原來的3，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。11多選如圖所示為氫原子的能級(jí)圖。大量處于基態(tài)的氫原子在一束光的照射下發(fā)生躍遷后能產(chǎn)生6條譜線，其中有3條可使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)。已知可見光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之間，下列有關(guān)描述正確的是()A氫原子的能級(jí)是分立的，6條譜線中有2條譜線在可見光范圍內(nèi)B入射光束中光子的能量為10.2 eV才能實(shí)現(xiàn)題中的躍遷情況C該金屬的逸出功小于2.55 eVD若改用12.7 eV的電子撞擊氫原子使之躍遷后所輻射出的光也能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)解析：選AD躍遷后能產(chǎn)生6條譜線，說明處于基態(tài)的氫原子被激發(fā)到了第4能級(jí)，因此入射光束中光子的能量為E4E112.75 eV，從第4能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)其中有2條譜線在可見光范圍內(nèi)，又由能級(jí)圖知其能量是不連續(xù)的，是分立的，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；能發(fā)生光電效應(yīng)的3條譜線是從第4、3、2能級(jí)向基態(tài)躍遷產(chǎn)生的，其中能量最小的為E2E110.2 eV，而由第4能級(jí)向第2能級(jí)躍遷的能量為E4E22.55 eV，是不能發(fā)生光電效應(yīng)的，表明該金屬的逸出功大于2.55 eV，小于10.2 eV，C項(xiàng)錯(cuò)誤；因12.7 eV>10.2 eV，若用12.7 eV的電子撞擊氫原子，可將部分能量傳給氫原子使之躍遷，它在輻射時(shí)產(chǎn)生的光可使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故D項(xiàng)正確。12(2018·西安八校聯(lián)考)能源是社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一，核能作為一種新能源在現(xiàn)代社會(huì)中已不可缺少，我國(guó)在完善核電安全基礎(chǔ)上將加大核電站建設(shè)規(guī)模。核泄漏中的钚(Pu)是一種具有放射性的超鈾元素，它可破壞細(xì)胞基因，提高罹患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。已知钚的一種同位素Pu的半衰期為24 100年，其衰變方程為PuXHe，下列有關(guān)說法正確的是()AX原子核中含有92個(gè)中子B100個(gè)Pu經(jīng)過24 100年后一定還剩余50個(gè)C由于衰變時(shí)釋放巨大的能量，根據(jù)Emc2，衰變過程總質(zhì)量增加D衰變發(fā)出的射線是波長(zhǎng)很短的光子，具有很強(qiáng)的穿透能力解析：選D由方程式可計(jì)算X原子核為U，原子核含質(zhì)子92個(gè)，中子143個(gè)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；放射性元素的衰變規(guī)律是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)大量的原子核衰變才有意義，100個(gè)原子核過少，不一定在半衰期后只剩余一半，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；衰變時(shí)釋放巨大能量，即有能量損失，根據(jù)Emc2，應(yīng)有質(zhì)量虧損，總質(zhì)量減少，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；射線是光子流，穿透能力很強(qiáng)，能穿透幾厘米厚的鉛板，故D項(xiàng)正確。13 (2018·衡水中學(xué)模擬)用圖甲所示的電路研究光電效應(yīng)中電子發(fā)射的情況與照射光的強(qiáng)弱、光的顏色(頻率)等物理量間的關(guān)系，電流計(jì)G測(cè)得的光電流I隨光電管兩端電壓U的變化如圖乙所示，則()A通過電流計(jì)G的電流方向由d到cB電壓U增大，光電流I一定增大C用同頻率的光照射K極，光電子的最大初動(dòng)能與光的強(qiáng)弱無關(guān)D光電管兩端電壓U為零時(shí)一定不發(fā)生光電效應(yīng)解析：選C電流方向與逃逸出來的電子運(yùn)動(dòng)方向相反，所以通過電流計(jì)G的電流方向由c到d，故A錯(cuò)誤；由題圖乙可知，當(dāng)U增大到一定程度后，光電流不再隨U的增大而增大(即達(dá)到飽和電流)，故B錯(cuò)誤；用同頻率的光照射K極，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW，光電子的最大初動(dòng)能與光的頻率有關(guān)，與光的強(qiáng)弱無關(guān)，故C正確；光電管兩端電壓U為零時(shí)，光電效應(yīng)照樣發(fā)生，故D錯(cuò)誤。14多選(2018·武漢質(zhì)檢)我國(guó)自主研發(fā)的釷基熔鹽是瞄準(zhǔn)未來2030年后核能產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的第四代核反應(yīng)堆，是一種液態(tài)燃料堆，使用釷鈾核燃料循環(huán)，以氧化鹽為冷卻劑，將天然核燃料和可轉(zhuǎn)化核燃料熔融于高溫氯化鹽中，攜帶核燃料在反應(yīng)堆內(nèi)部和外部進(jìn)行循環(huán)。釷232不能直接使用，需要俘獲一個(gè)中子后經(jīng)過2次衰變轉(zhuǎn)化成鈾233再使用，鈾233的一種典型裂變方程是UnBaKr3n。已知鈾233的結(jié)合能為E1、鋇142的結(jié)合能為E2、氪89的結(jié)合能為E3，則()A鈾233比釷232少一個(gè)中子B鈾233、鋇142、氪89三個(gè)核中氪89的結(jié)合能最小，比結(jié)合能卻最大C鈾233、鋇142、氪89三個(gè)核中鈾233的結(jié)合能最大，比結(jié)合能也最大D鈾233的裂變反應(yīng)釋放的能量為EE1E2E3解析：選AB設(shè)釷核的電荷數(shù)為a，則釷232俘獲一個(gè)中子后經(jīng)過2次衰變轉(zhuǎn)化成鈾233，則a92290，則釷232中含有中子數(shù)為23290142，鈾233含有中子數(shù)為23392141，則鈾233比釷232少一個(gè)中子，選項(xiàng)A正確；鈾233、鋇142、氪89三個(gè)核中氪89質(zhì)量數(shù)最小，結(jié)合能最小，因核子數(shù)較小，則比結(jié)合能卻最大，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；鈾233的裂變反應(yīng)中釋放的能量等于生成物的結(jié)合能減去反應(yīng)物的結(jié)合能，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。15正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描(PET CT)，其原理是借助于示蹤劑(正電子放射線藥物)可以聚集到病變部位的特點(diǎn)來發(fā)現(xiàn)疾病的。PET CT常用核素氧15標(biāo)記，其半衰期僅有2分鐘。對(duì)含氧元素的物質(zhì)照射20 MeV50 MeV的X射線，激發(fā)原子核邊緣的中子，可以產(chǎn)生氧15正電子核素。下列說法正確的是()A用30 MeV的X射線照射氧16時(shí)，生成氧15的同時(shí)釋放出中子B氧15發(fā)生正電子衰變時(shí)，生成的新核含有9個(gè)中子C經(jīng)過10分鐘，氧15的含量減小為原來的D將氧15置于回旋加速器中，其半衰期可能發(fā)生變化解析：選A用30 MeV的X射線照射氧16時(shí)，生成氧15的同時(shí)釋放出中子，故A正確。氧15產(chǎn)生正電子衰變，OeN，生成的新核有8個(gè)中子，故B錯(cuò)誤。經(jīng)過10分鐘，即經(jīng)過5個(gè)半衰期，剩余氧15的含量mm05m0，故C錯(cuò)誤。改變?cè)厮幍奈锢憝h(huán)境和化學(xué)狀態(tài)，不改變半衰期，故D錯(cuò)誤。16(2018·湖南師大附中大聯(lián)考)某靜止的原子核發(fā)生核反應(yīng)且釋放出能量Q。其方程為XYZ，并假設(shè)釋放的能量全都轉(zhuǎn)化為新核Y和Z的動(dòng)能，其中Z的速度為v，以下結(jié)論正確的是()AY原子核的速度大小為vBY原子核的動(dòng)能是Z原子核的動(dòng)能的倍CY原子核和Z原子核的質(zhì)量之和比X原子核的質(zhì)量大(c為光速)DY和Z的結(jié)合能之和一定大于X的結(jié)合能解析：選D設(shè)Y原子核的速度大小為v，由動(dòng)量守恒有：0DvFv，所以vv，所以A錯(cuò)誤；Y原子核的動(dòng)能為EkYv2，Z原子核的動(dòng)能為EkZFv2，動(dòng)能之比為，所以B錯(cuò)誤；因?yàn)榉懦瞿芰?，有質(zhì)量虧損，所以Y原子核和Z原子核的質(zhì)量之和比X原子核的質(zhì)量小，結(jié)合能之和比X的大，故C錯(cuò)誤，D正確。