1.(2021·山東卷)在測(cè)定年代較近的湖泊沉積物形成年份時(shí),常利用沉積物中半衰期較短的,其衰變方程為。以下說(shuō)法正確的是( )
A.衰變方程中的X是電子
B.升高溫度可以加快的衰變
C.與的質(zhì)量差等于衰變的質(zhì)量虧損
D.方程中的X來(lái)自于內(nèi)質(zhì)子向中子的轉(zhuǎn)化
【答案】A
【解析】
A.根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知,X是電子,A正確;
B.半衰期非常穩(wěn)定,不受溫度,壓強(qiáng),以及該物質(zhì)是單質(zhì)還是化合物的影響,B錯(cuò)誤;
C.與和電子X(jué)的質(zhì)量差等于衰變的質(zhì)量虧損,C錯(cuò)誤;
D.方程中的X來(lái)自于內(nèi)中子向質(zhì)子的轉(zhuǎn)化,D錯(cuò)誤。
故選A。
2.(2021·河北卷)普朗克常量,光速為c,電子質(zhì)量為,則在國(guó)際單位制下的單位是( )
A.B.mC.D.
【答案】B
【解析】
根據(jù)可得它們的單位為:
故選B。
3.(2021·浙江卷)已知普朗克常量,電子的質(zhì)量為,一個(gè)電子和一滴直徑約為的油滴具有相同動(dòng)能,則電子與油滴的德布羅意波長(zhǎng)之比的數(shù)量級(jí)為( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】
根據(jù)德布羅意波長(zhǎng)公式
解得
由題意可知,電子與油滴的動(dòng)能相同,則其波長(zhǎng)與質(zhì)量的二次方根成反比,所以有
代入數(shù)據(jù)解得
所以C正確;ABD錯(cuò)誤;
故選C。
4.(2021·廣東卷)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)銀河系中存在大量的放射性同位素鋁26,鋁26的半衰期為72萬(wàn)年,其衰變方程為,下列說(shuō)法正確的是( )
A.Y是氦核
B.Y是質(zhì)子
C.再經(jīng)過(guò)72萬(wàn)年,現(xiàn)有的鋁26衰變一半
D.再經(jīng)過(guò)144萬(wàn)年,現(xiàn)有的鋁26全部衰變
【答案】C
【解析】
AB.根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知,該核反應(yīng)是
即Y是正電子,選項(xiàng)AB錯(cuò)誤;
CD.因72萬(wàn)年是一個(gè)半衰期,可知再過(guò)72萬(wàn)年,現(xiàn)有的鋁26衰變一半;再過(guò)144萬(wàn)年,即兩個(gè)半衰期,現(xiàn)有的鋁26衰變四分之三,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤;
故選C。
5.(2021·湖南卷)核廢料具有很強(qiáng)的放射性,需要妥善處理。下列說(shuō)法正確的是( )
A.放射性元素經(jīng)過(guò)兩個(gè)完整的半衰期后,將完全衰變殆盡
B.原子核衰變時(shí)電荷數(shù)守恒,質(zhì)量數(shù)不守恒
C.改變壓力、溫度或濃度,將改變放射性元素的半衰期
D.過(guò)量放射性輻射對(duì)人體組織有破壞作用,但輻射強(qiáng)度在安全劑量?jī)?nèi)則沒(méi)有傷害
【答案】D
【解析】
A.放射性元素的半衰期是大量的放射性元素衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對(duì)少量的個(gè)別的原子核無(wú)意義,則放射性元素完全衰變殆盡的說(shuō)法錯(cuò)誤,故A錯(cuò)誤;
B.原子核衰變時(shí)滿足電荷數(shù)守恒,質(zhì)量數(shù)守恒,故B錯(cuò)誤;
C.放射性元素的半衰期是由原子核的自身結(jié)構(gòu)決定的,而與物理環(huán)境如壓力、溫度或濃度無(wú)關(guān),與化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān),故C錯(cuò)誤;
D.過(guò)量放射性輻射包含大量的射線,對(duì)人體組織有破壞作用,但輻射強(qiáng)度在安全劑量?jī)?nèi)則沒(méi)有傷害,故D正確;
故選D。
6.(2021·全國(guó)卷)如圖,一個(gè)原子核X經(jīng)圖中所示的一系列、衰變后,生成穩(wěn)定的原子核Y,在此過(guò)程中放射出電子的總個(gè)數(shù)為( )
A.6B.8C.10D.14
【答案】A
【解析】
由圖分析可知,核反應(yīng)方程為
設(shè)經(jīng)過(guò)次衰變,次衰變。由電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)守恒可得
;
解得
,
故放出6個(gè)電子。
故選A。
7.(2021·全國(guó)卷)醫(yī)學(xué)治療中常用放射性核素產(chǎn)生射線,而是由半衰期相對(duì)較長(zhǎng)的衰變產(chǎn)生的。對(duì)于質(zhì)量為的,經(jīng)過(guò)時(shí)間t后剩余的質(zhì)量為m,其圖線如圖所示。從圖中可以得到的半衰期為( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】
由圖可知從到恰好衰變了一半,根據(jù)半衰期的定義可知半衰期為
故選C。
8.(2021·河北卷)銀河系中存在大量的鋁同位素,核衰變的衰變方程為,測(cè)得核的半衰期為72萬(wàn)年,下列說(shuō)法正確的是( )
A.核的質(zhì)量等于核的質(zhì)量
B.核的中子數(shù)大于核的中子數(shù)
C.將鋁同位素放置在低溫低壓的環(huán)境中,其半衰期不變
D.銀河系中現(xiàn)有的鋁同位素將在144萬(wàn)年后全部衰變?yōu)?br>【答案】C
【解析】
A.和的質(zhì)量數(shù)均為相等,但是二者原子核中的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)不同,所以質(zhì)量不同,A錯(cuò)誤;
B.核的中子數(shù)為個(gè),核的中子數(shù)為個(gè),B錯(cuò)誤;
C.半衰期是原子核固有的屬性,與外界條件無(wú)關(guān),C正確;
D.質(zhì)量為的的半衰期為萬(wàn)年,經(jīng)過(guò)萬(wàn)年為個(gè)半衰期,剩余質(zhì)量為,不會(huì)全部衰變?yōu)?,D錯(cuò)誤。
故選C。
9.(2021·浙江卷)2020年12月我國(guó)科學(xué)家在量子計(jì)算領(lǐng)域取得了重大成果,構(gòu)建了一臺(tái)76個(gè)光子100個(gè)模式的量子計(jì)算機(jī)“九章”,它處理“高斯玻色取樣”的速度比目前最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)“富岳”快一百萬(wàn)億倍。關(guān)于量子,下列說(shuō)法正確的是( )
A.是計(jì)算機(jī)運(yùn)算的一種程序B.表示運(yùn)算速度的一個(gè)單位
C.表示微觀世界的不連續(xù)性觀念D.類似于質(zhì)子、中子的微觀粒子
【答案】C
【解析】
量子是不可分割的最小的單元,體現(xiàn)了物質(zhì)的不連續(xù)性,即通常所說(shuō)的“量子化”。
故選C。
10.(2021·浙江卷)下列說(shuō)法正確的是( )
A.光的波動(dòng)性是光子之間相互作用的結(jié)果
B.玻爾第一次將“量子”入原子領(lǐng)域,提出了定態(tài)和躍遷的概念
C.光電效應(yīng)揭示了光的粒子性,證明了光子除了能量之外還具有動(dòng)量
D.α射線經(jīng)過(guò)置于空氣中帶正電驗(yàn)電器金屬小球的上方,驗(yàn)電器金屬箔的張角會(huì)變大
【答案】B
【解析】
A.在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,減小光的強(qiáng)度,讓光子通過(guò)雙縫后,光子只能一個(gè)接一個(gè)地到達(dá)光屏,經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間,仍然發(fā)現(xiàn)相同的干涉條紋。這表明光的波動(dòng)性不是由光子之間的相互作用引起的,故A錯(cuò)誤;
B.玻爾第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域,提出了定態(tài)和躍遷的概念,故B正確;
C.光電效應(yīng)揭示了光的粒子性,但是不能證明光子除了能量之外還具有動(dòng)量,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.α射線經(jīng)過(guò)置于空氣中帶正電驗(yàn)電器金屬小球的上方時(shí),會(huì)使金屬球附近的空氣電離,金屬球吸引負(fù)離子而使驗(yàn)電器金屬箔的張角會(huì)變小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選B。
11.(2021·浙江卷)對(duì)四個(gè)核反應(yīng)方程(1);(2);(3);(4)。下列說(shuō)法正確的是( )
A.(1)(2)式核反應(yīng)沒(méi)有釋放能量
B.(1)(2)(3)式均是原子核衰變方程
C.(3)式是人類第一次實(shí)現(xiàn)原子核轉(zhuǎn)變的方程
D.利用激光引發(fā)可控的(4)式核聚變是正在嘗試的技術(shù)之一
【答案】CD
【解析】
A.(1)是 衰變,(2)是 衰變,均有能量放出,故A錯(cuò)誤;
B.(3)是人工核轉(zhuǎn)變,故B錯(cuò)誤;
C.(3)式是人類第一次實(shí)現(xiàn)原子核轉(zhuǎn)變的方程,故C正確;
D.利用激光引發(fā)可控的(4)式核聚變是正在嘗試的技術(shù)之一,故D正確。
故選CD。
12.(2021·浙江卷)如圖所示是我國(guó)全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置。2018年11月,該裝置實(shí)現(xiàn)了1×108℃等離子體運(yùn)行等多項(xiàng)重大突破,為未來(lái)和平利用聚變能量邁出了重要一步。關(guān)于核聚變,下列說(shuō)法正確的是( )
A.聚變又叫熱核反應(yīng)
B.太陽(yáng)就是一個(gè)巨大的熱核反應(yīng)堆
C.高溫能使原子核克服核力而聚變
D.對(duì)相同質(zhì)量的核燃料,輕核聚變比重核裂變產(chǎn)能多
【答案】ABD
【解析】
A.聚變又叫熱核反應(yīng),選項(xiàng)A正確;
B.太陽(yáng)就是一個(gè)巨大的熱核反應(yīng)堆,選項(xiàng)B正確;
C.要使輕核發(fā)生聚變,必須使它們的距離達(dá)到10-15m以內(nèi),核力才能起作用,那么熱核反應(yīng)時(shí)要將輕核加熱到很高的溫度,使它們具有足夠的動(dòng)能來(lái)克服核力而聚變?cè)谝黄鹦纬尚碌脑雍耍锤邷啬苁馆p核克服核力而聚變,但不是能使所有的原子核克服核力而聚變,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.對(duì)相同質(zhì)量的核燃料,輕核聚變比重核裂變產(chǎn)能多,選項(xiàng)D正確;
故選ABD。
1.(2020·海南卷)100年前,盧瑟福猜想在原子核內(nèi)除質(zhì)子外還存在著另一種粒子X(jué),后來(lái)科學(xué)家用粒子轟擊鈹核證實(shí)了這一猜想,該核反應(yīng)方程為:,則( )
A.,,X是中子
B.,,X是電子
C.,,X是中子
D.,,X是電子
【答案】A
【解析】
根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒,則有
,
解得m=1,n=0,故X是中子
故選A。
2.(2020·北京卷)氫原子能級(jí)示意如圖?,F(xiàn)有大量氫原子處于能級(jí)上,下列說(shuō)法正確的是( )
A.這些原子躍遷過(guò)程中最多可輻射出2種頻率的光子
B.從能級(jí)躍遷到能級(jí)比躍遷到能級(jí)輻射的光子頻率低
C.從能級(jí)躍遷到能級(jí)需吸收的能量
D.能級(jí)的氫原子電離至少需要吸收的能量
【答案】C
【解析】
A.大量氫原子處于能級(jí)躍遷到最多可輻射出種不同頻率的光子,故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)能級(jí)圖可知從能級(jí)躍遷到能級(jí)輻射的光子能量為
從能級(jí)躍遷到能級(jí)輻射的光子能量為
比較可知從能級(jí)躍遷到能級(jí)比躍遷到能級(jí)輻射的光子頻率高,故B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)能級(jí)圖可知從能級(jí)躍遷到能級(jí),需要吸收的能量為
故C正確;
D.根據(jù)能級(jí)圖可知?dú)湓犹幱谀芗?jí)的能量為-1.51eV,故要使其電離至少需要吸收1.51eV的能量,故D錯(cuò)誤;
故選C。
3.(2020·天津卷)在物理學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中,人們通過(guò)對(duì)某些重要物理實(shí)驗(yàn)的深入觀察和研究,獲得正確的理論認(rèn)識(shí)。下列圖示的實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)原子具有核式結(jié)構(gòu)的是( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【解析】
A.雙縫干涉實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了光具有波動(dòng)性,故A錯(cuò)誤;
B.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn),說(shuō)明了光具有粒子性,故B錯(cuò)誤;
C.實(shí)驗(yàn)是有關(guān)電磁波的發(fā)射與接收,與原子核無(wú)關(guān),故C錯(cuò)誤;
D.盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)了原子具有核式結(jié)構(gòu),故D正確;
故選D。
4.(2020·江蘇卷)“測(cè)溫槍”(學(xué)名“紅外線輻射測(cè)溫儀”)具有響應(yīng)快、非接觸和操作方便等優(yōu)點(diǎn)。它是根據(jù)黑體輻射規(guī)律設(shè)計(jì)出來(lái)的,能將接收到的人體熱輻射轉(zhuǎn)換成溫度顯示。若人體溫度升高,則人體熱輻射強(qiáng)度I及其極大值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的變化情況是( )
A.I增大,增大B.I增大,減小
C.I減小,增大D.I減小,減小
【答案】B
【解析】
黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖
特點(diǎn)是,隨著溫度升高,各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加,所以人體熱輻射的強(qiáng)度增大;隨著溫度的升高,輻射強(qiáng)度的峰值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng),所以減小。
故選B。
5.(2020·山東卷)氚核發(fā)生β衰變成為氦核。假設(shè)含氚材料中發(fā)生β衰變產(chǎn)生的電子可以全部定向移動(dòng),在3.2104 s時(shí)間內(nèi)形成的平均電流為5.010-8 A。已知電子電荷量為1.610-19 C,在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)生β衰變的氚核的個(gè)數(shù)為( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】
根據(jù)
可得產(chǎn)生的電子數(shù)為
個(gè)
因在β衰變中,一個(gè)氚核產(chǎn)生一個(gè)電子,可知氚核的個(gè)數(shù)為1.0×1016個(gè)。
故選B.
6.(2020·浙江卷)下列說(shuō)法正確的是( )
A.質(zhì)子的德布羅意波長(zhǎng)與其動(dòng)能成正比
B.天然放射的三種射線,穿透能力最強(qiáng)的是射線
C.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中的截止頻率與入射光的頻率有關(guān)
D.電子束穿過(guò)鋁箔后的衍射圖樣說(shuō)明電子具有波動(dòng)性
【答案】D
【解析】
A.由公式
可知質(zhì)子的德布羅意波長(zhǎng),,故A錯(cuò)誤;
B.天然放射的三種射線,穿透能力最強(qiáng)的是射線,故B錯(cuò)誤;
C.由
當(dāng),可知截止頻率與入射光頻率無(wú)關(guān),由材料決定,故C錯(cuò)誤;
D.電子束穿過(guò)鋁箱后的衍射圖樣說(shuō)明電子具有波動(dòng)性,故D正確。
故選D。
7.(2020·全國(guó)卷)氘核可通過(guò)一系列聚變反應(yīng)釋放能量,其總效果可用反應(yīng)式表示。海水中富含氘,已知1kg海水中含有的氘核約為1.0×1022個(gè),若全都發(fā)生聚變反應(yīng),其釋放的能量與質(zhì)量為M的標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒時(shí)釋放的熱量相等;已知1 kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒釋放的熱量約為2.9×107 J,1 MeV= 1.6×10–13J,則M約為( )
A.40 kgB.100 kgC.400 kgD.1 000 kg
【答案】C
【解析】
氘核可通過(guò)一系列聚變反應(yīng)釋放能量,其總效果可用反應(yīng)式
則平均每個(gè)氘核聚變釋放的能量為
1kg海水中含有的氘核約為1.0×1022個(gè),可以放出的總能量為
由可得,要釋放的相同的熱量,需要燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒的質(zhì)量
8.(2020·浙江卷)下列說(shuō)法正確的是( )
A.射線的穿透能力比射線強(qiáng)
B.天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)
C.核聚變中平均每個(gè)核子放出的能量比裂變中平均每個(gè)核子的小
D.半衰期跟放射性元素以單質(zhì)或化合物形式存在無(wú)關(guān)
【答案】D
【解析】
A.射線可以被一張A4紙擋住,而射線可以穿透幾厘米厚的鉛板,所以射線的穿透能力比射線的穿透能力強(qiáng),故A錯(cuò)誤;
B.天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu),故B錯(cuò)誤;
C.聚變前要先使原有的原子結(jié)構(gòu)破壞,發(fā)生類似裂變,然后重新組合成新的原子發(fā)生聚變,有質(zhì)量虧損會(huì)對(duì)外再次釋放能量,因此核聚變中平均每個(gè)核子放出的能量比裂變中平均每個(gè)核子的大,故C錯(cuò)誤;
D.半衰期是放射性元素固有的屬性,和元素存在的形式無(wú)關(guān),故D正確。
故選D.
9.(2020·浙江卷)太陽(yáng)輻射的總功率約為,其輻射的能量來(lái)自于聚變反應(yīng)。在聚變反應(yīng)中,一個(gè)質(zhì)量為(c為真空中的光速)的氘核()和一個(gè)質(zhì)量為的氚核()結(jié)合為一個(gè)質(zhì)量為的氦核(),并放出一個(gè)X粒子,同時(shí)釋放大約的能量。下列說(shuō)法正確的是( )
A.X粒子是質(zhì)子
B.X粒子的質(zhì)量為
C.太陽(yáng)每秒因?yàn)檩椛鋼p失的質(zhì)量約為
D.太陽(yáng)每秒因?yàn)檩椛鋼p失的質(zhì)量約為
【答案】BC
【解析】
A.由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知,X的質(zhì)量數(shù)為1,電荷數(shù)為0,則X為中子,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)能量關(guān)系可知
解得,選項(xiàng)B正確;
C.太陽(yáng)每秒放出的能量
損失的質(zhì)量
選項(xiàng)C正確;
D.因?yàn)?br>則太陽(yáng)每秒因?yàn)檩椛鋼p失的質(zhì)量為
選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選BC。
10.(2020·全國(guó)卷)1934年,約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔,首次產(chǎn)生了人工放射性同位素X,反應(yīng)方程為:。X會(huì)衰變成原子核Y,衰變方程為,則( )
A.X的質(zhì)量數(shù)與Y的質(zhì)量數(shù)相等B.X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)少1
C.X的電荷數(shù)比的電荷數(shù)多2D.X的質(zhì)量數(shù)與的質(zhì)量數(shù)相等
【答案】AC
【解析】
設(shè)和的質(zhì)子數(shù)分別為和,質(zhì)量數(shù)分別為和,則反應(yīng)方程為
,
根據(jù)反應(yīng)方程質(zhì)子數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒,解得
,

解得
, , ,
AC.的質(zhì)量數(shù)()與的質(zhì)量數(shù)()相等,比的質(zhì)量數(shù)多3,故A正確,D錯(cuò)誤;
BC.X的電荷數(shù)()比Y的電荷數(shù)()多1,比的電荷數(shù)多2,故B錯(cuò)誤,C正確;
故選AC。
11.(2020·全國(guó)卷)下列核反應(yīng)方程中,X1,X2,X3,X4代表α粒子的有( )
A.B.
C.D.
【答案】BD
【解析】
α粒子為氦原子核He,根據(jù)核反應(yīng)方程遵守電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒,A選項(xiàng)中的X1為He,B選項(xiàng)中的X2為He,C選項(xiàng)中的X3為中子n,D選項(xiàng)中的X4為He。
故選BD。
12.(2020·浙江卷)如圖所示,波長(zhǎng)為和的兩種單色光射入三棱鏡,經(jīng)折射后射出兩束單色光a和b,則這兩束光( )
A.照射同一種金屬均有光電子逸出,光電子最大初動(dòng)能
B.射向同一雙縫干涉裝置,其干涉條紋間距
C.在水中的傳播速度
D.光子動(dòng)量
【答案】BD
【解析】
A.根據(jù)光路圖可知三棱鏡對(duì)b光的偏折程度更大,所以b光折射率大,頻率高,波長(zhǎng)短。根據(jù)光電效應(yīng)方程:
因?yàn)椋?,故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式:
因?yàn)?,所以,故B正確;
C.介質(zhì)中傳播速度:
因?yàn)?,所以,故C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)光子動(dòng)量的公式:
因?yàn)?,所以,故D正確。
故選BD.
13.(2020·浙江卷)由玻爾原子模型求得氫原子能級(jí)如圖所示,已知可見(jiàn)光的光子能量在1.62eV到3.11eV之間,則( )
A.氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)可能輻射出射線
B.氫原子從的能級(jí)向的能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)輻射出紅外線
C.處于能級(jí)的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線并發(fā)生電離
D.大量氫原子從能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)可輻射出2種頻率的可見(jiàn)光
【答案】CD
【解析】
A.射線為重核衰變或裂變時(shí)才會(huì)放出,氫原子躍遷無(wú)法輻射射線,故A錯(cuò)誤;
B.氫原子從的能級(jí)向的能級(jí)輻射光子的能量:
在可見(jiàn)光范圍之內(nèi),故B錯(cuò)誤;
C.氫原子在能級(jí)吸收的光子能量就可以電離,紫外線的最小頻率大于,可以使處于能級(jí)的氫原子電離,故C正確;
D.氫原子從能級(jí)躍遷至能級(jí)輻射光子的能量:
在可見(jiàn)光范圍之內(nèi);同理,從的能級(jí)向的能級(jí)輻射光子的能量也在可見(jiàn)光范圍之內(nèi),所以大量氫原子從能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)可輻射出2種頻率的可見(jiàn)光,故D正確。
故選CD.
14.(2020·江蘇卷)大量處于某激發(fā)態(tài)的氫原子輻射出多條譜線,其中最長(zhǎng)和最短波長(zhǎng)分別為和,則該激發(fā)態(tài)與基態(tài)的能量差為_(kāi)____,波長(zhǎng)為的光子的動(dòng)量為_(kāi)____。(已知普朗克常量為h,光速為c)
【答案】
【解析】
[1]根據(jù)可知波長(zhǎng)越短,對(duì)應(yīng)光子的頻率越大,對(duì)應(yīng)躍遷的能級(jí)差越大;可知最短波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)基態(tài)到激發(fā)態(tài)的能量差最大,結(jié)合得
[2]波長(zhǎng)為對(duì)應(yīng)的光子動(dòng)量為
15.(2020·浙江卷)通過(guò)測(cè)量質(zhì)子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡和打到探測(cè)板上的計(jì)數(shù)率(即打到探測(cè)板上質(zhì)子數(shù)與衰變產(chǎn)生總質(zhì)子數(shù)N的比值),可研究中子()的衰變。中子衰變后轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子,同時(shí)放出質(zhì)量可視為零的反中微子。如圖所示,位于P點(diǎn)的靜止中子經(jīng)衰變可形成一個(gè)質(zhì)子源,該質(zhì)子源在紙面內(nèi)各向均勻地發(fā)射N個(gè)質(zhì)子。在P點(diǎn)下方放置有長(zhǎng)度以O(shè)為中點(diǎn)的探測(cè)板,P點(diǎn)離探測(cè)板的垂直距離為a。在探測(cè)板的上方存在方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。
已知電子質(zhì)量,中子質(zhì)量,質(zhì)子質(zhì)量(c為光速,不考慮粒子之間的相互作用)。
若質(zhì)子的動(dòng)量。
(1)寫(xiě)出中子衰變的核反應(yīng)式,求電子和反中微子的總動(dòng)能(以為能量單位);
(2)當(dāng),時(shí),求計(jì)數(shù)率;
(3)若取不同的值,可通過(guò)調(diào)節(jié)的大小獲得與(2)問(wèn)中同樣的計(jì)數(shù)率,求與的關(guān)系并給出的范圍。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
(1)核反應(yīng)方程滿足質(zhì)量數(shù)和質(zhì)子數(shù)守恒:
核反應(yīng)過(guò)程中:
根據(jù)動(dòng)量和動(dòng)能關(guān)系:
則總動(dòng)能為:
(2)質(zhì)子運(yùn)動(dòng)半徑:
如圖甲所示:
打到探測(cè)板對(duì)應(yīng)發(fā)射角度:
可得質(zhì)子計(jì)數(shù)率為:
(3)在確保計(jì)數(shù)率為的情況下:
即:
如圖乙所示:
恰能打到探測(cè)板左端的條件為:
即:
1.(2019·海南卷)對(duì)于鈉和鈣兩種金屬,其遏止電壓與入射光頻率v的關(guān)系如圖所示.用h、e分別表示普朗克常量和電子電荷量,則( )
A.鈉的逸出功小于鈣的逸出功
B.圖中直線的斜率為
C.在得到這兩條直線時(shí),必須保證入射光的光強(qiáng)相同
D.若這兩種金屬產(chǎn)生的光電子具有相同的最大初動(dòng)能,則照射到鈉的光頻率較高
【答案】AB
【解析】
根據(jù),即 ,則由圖像可知鈉的逸出功小于鈣的逸出功,選項(xiàng)A正確;圖中直線的斜率為,選項(xiàng)B正確;在得到這兩條直線時(shí),與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù),若這兩種金屬產(chǎn)生的光電子具有相同的最大初動(dòng)能,則照射到鈉的光頻率較低,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
2.(2019·天津卷)我國(guó)核聚變反應(yīng)研究大科學(xué)裝置“人造太陽(yáng)”2018年獲得重大突破,等離子體中心電子溫度首次達(dá)到1億度,為人類開(kāi)發(fā)利用核聚變能源奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ).下列關(guān)于聚變的說(shuō)法正確的是( )
A.核聚變比核裂變更為安全、清潔
B.任何兩個(gè)原子核都可以發(fā)生聚變
C.兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核,總質(zhì)量較聚變前增加
D.兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核,核子的比結(jié)合能增加
【答案】AD
【解析】
核聚變的最終產(chǎn)物時(shí)氦氣無(wú)污染,而核裂變會(huì)產(chǎn)生固體核廢料,因此核聚變更加清潔和安全,A正確;發(fā)生核聚變需要在高溫高壓下進(jìn)行,大核不能發(fā)生核聚變,故B錯(cuò)誤;核聚變反應(yīng)會(huì)放出大量的能量,根據(jù)質(zhì)能關(guān)系可知反應(yīng)會(huì)發(fā)生質(zhì)量虧損,故C錯(cuò)誤;因聚變反應(yīng)放出能量,因此反應(yīng)前的比結(jié)合能小于反應(yīng)后的比結(jié)合能,故D正確.
3.(2019·浙江卷)(加試題)波長(zhǎng)為λ1和λ2的兩束可見(jiàn)光入射到雙縫,在光屏上觀察到干涉條紋,其中波長(zhǎng)為λ1的光的條紋間距大于波長(zhǎng)為λ2的條紋間距.則(下列表述中,腳標(biāo)“1”和“2”分別代表波長(zhǎng)為λ1和λ2的光所對(duì)應(yīng)的物理量)
A.這兩束光的光子的動(dòng)量p1>p2
B.這兩束光從玻璃射向真空時(shí),其臨界角C1>C2
C.這兩束光都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng),則遏止電壓U1>U2
D.這兩束光由氫原子從不同激發(fā)態(tài)躍遷到n=2能級(jí)時(shí)產(chǎn)生,則相應(yīng)激發(fā)態(tài)的電離能△E1>△E2
【答案】BD
【解析】
A.根據(jù)雙峰干涉的條紋間距的表達(dá)式可知λ1>λ2,由可知p1

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