高考物理二輪復(fù)習(xí)專題五近代物理初步——課后“高仿”檢測卷 (含解析)

這是一份高考物理二輪復(fù)習(xí)專題五近代物理初步——課后“高仿”檢測卷 (含解析)，共7頁。試卷主要包含了高考真題集中演練——明規(guī)律，名校模擬重點(diǎn)演練——知熱點(diǎn)等內(nèi)容，歡迎下載使用。
專題五  近代物理初步——課后“高仿”檢測卷一、高考真題集中演練——明規(guī)律1．(2018·全國卷Ⅲ)1934年，約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊鋁核Al，產(chǎn)生了第一個(gè)人工放射性核素X：α＋Al→n＋X。X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為(　　)A．15和28　　　　　　　　 B．15和30C．16和30   D．17和31解析：選B　將核反應(yīng)方程式改寫成He＋Al→n＋X，由電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知，X應(yīng)為X。2．(2018·全國卷Ⅱ)用波長為300 nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動(dòng)能為1.28×10－19 J。已知普朗克常量為6.63×10－34 J·s，真空中的光速為3.00×108 m·s－1。能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為(　　)A．1×1014 Hz  B．8×1014 HzC．2×1015 Hz   D．8×1015 Hz解析：選B　設(shè)單色光的最低頻率為ν0，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程得Ek＝hν1－W,0＝hν0－W，又ν1＝，整理得ν0＝－，代入數(shù)據(jù)解得ν0≈8×1014 Hz。3．(2017·全國卷Ⅱ)一靜止的鈾核放出一個(gè)α粒子衰變成釷核，衰變方程為U→Th＋He。下列說法正確的是(　　)A．衰變后釷核的動(dòng)能等于α粒子的動(dòng)能B．衰變后釷核的動(dòng)量大小等于α粒子的動(dòng)量大小C．鈾核的半衰期等于其放出一個(gè)α粒子所經(jīng)歷的時(shí)間D．衰變后α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α粒子的動(dòng)量等大反向，即pTh＝pα，B項(xiàng)正確；因此有＝，由于釷核和α粒子的質(zhì)量不等，因此衰變后釷核和α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·全國卷Ⅰ)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：H＋H―→He＋n。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 u＝931 MeV/c2。氘核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為(　　)A．3.7 MeV  B．3.3 MeVC．2.7 MeV   D．0.93 MeV解析：選B　氘核聚變反應(yīng)的質(zhì)量虧損為Δm＝2×2.013 6 u－(3.015 0 u＋1.008 7 u)＝0.003 5 u，釋放的核能為ΔE＝Δmc2＝0.003 5×931 MeV/c2×c2≈3.3 MeV，選項(xiàng)B正確。5．[多選](2019·天津高考)我國核聚變反應(yīng)研究大科學(xué)裝置“人造太陽”2018年獲得重大突破，等離子體中心電子溫度首次達(dá)到1億攝氏度，為人類開發(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)合能增加解析：選AD　核聚變沒有放射性污染，安全、清潔，A對(duì)。只有原子序數(shù)小的“輕”核才能發(fā)生聚變，B錯(cuò)。輕核聚變成質(zhì)量較大的原子核，比結(jié)合能增加，總質(zhì)量減小，C錯(cuò)，D對(duì)。二、名校模擬重點(diǎn)演練——知熱點(diǎn)6．(2019·懷化模擬)下列說法正確的是(　　)A．β衰變的實(shí)質(zhì)是原子核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子，同時(shí)釋放出一個(gè)電子B．實(shí)驗(yàn)表明，只要照射光的強(qiáng)度足夠大，就一定能發(fā)生光電效應(yīng)C．釷的半衰期為24天，1 g釷經(jīng)過120天后還剩0.2 g釷D．根據(jù)玻爾的原子理論，氫原子從n＝5能級(jí)的激發(fā)態(tài)躍遷到n＝3能級(jí)的激發(fā)態(tài)時(shí)，核外電子動(dòng)能減小解析：選A　β衰變的實(shí)質(zhì)是原子核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子，同時(shí)釋放出一個(gè)電子，故A正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，發(fā)生光電效應(yīng)的條件與光的頻率有關(guān)，與光的強(qiáng)度無關(guān)，故B錯(cuò)誤；釷的半衰期為24天，1 g釷經(jīng)過120天后，發(fā)生5次衰變，根據(jù)m＝m05g＝0.031 25 g，故C錯(cuò)誤；根據(jù)玻爾的原子理論，氫原子從n＝5能級(jí)的激發(fā)態(tài)躍遷到n＝3能級(jí)的激發(fā)態(tài)時(shí)，庫侖力提供向心力，向心力增加，速度變大，電子動(dòng)能增加，故D錯(cuò)誤。7．(2019·湖南四縣市聯(lián)考)現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展極大地促進(jìn)了人們對(duì)原子、原子核的認(rèn)識(shí)，下列有關(guān)原子、原子核的敘述正確的是(　　)A．盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)說明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)B．輕核聚變反應(yīng)方程有：H＋H→He＋nC．天然放射現(xiàn)象表明原子核內(nèi)部有電子D．氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)和從n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)，前者躍遷輻射出的光子波長比后者的長解析：選B　盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出原子核式結(jié)構(gòu)，天然放射現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，故A錯(cuò)誤；輕核聚變反應(yīng)是兩個(gè)較輕的核反應(yīng)生成質(zhì)量較大的核的過程，再由質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒可知，B正確；天然放射線中放出的β粒子是原子核內(nèi)部的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子和電子，電子釋放出來，故C錯(cuò)誤；躍遷時(shí)輻射的能量等于兩能級(jí)差，氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)和從n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)，前者躍遷輻射光子的能量大，頻率大，則波長比后者的短，故D錯(cuò)誤。8．(2019·第一次全國大聯(lián)考)關(guān)于原子核的衰變，下列說法正確的是(　　)A．β衰變中產(chǎn)生的β射線實(shí)質(zhì)上是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的B．原子核發(fā)生衰變時(shí)都遵守電荷守恒、質(zhì)量守恒、能量守恒和動(dòng)量守恒C．發(fā)生α衰變時(shí)，生成的新核與原來的原子核相比，核內(nèi)質(zhì)量數(shù)減少4，且常常伴有γ射線產(chǎn)生，γ射線是原子核衰變過程中的質(zhì)量虧損即減少的質(zhì)量D.U衰變成Pb要經(jīng)過6次β衰變和8次α衰變，同時(shí)伴有γ衰變解析：選D　β衰變中產(chǎn)生的β射線是原子核內(nèi)部的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子同時(shí)釋放出的電子，故A錯(cuò)誤；原子核發(fā)生衰變時(shí)伴隨著質(zhì)量虧損，所以不遵守質(zhì)量守恒，而是遵守電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒的規(guī)律，故B錯(cuò)誤；γ射線是伴隨α衰變和β衰變產(chǎn)生的，產(chǎn)生的新核具有較大的能量，而處于激發(fā)態(tài)，在向低能級(jí)躍遷時(shí)以γ光子的形式輻射出來，故C錯(cuò)誤；鈾核(U)衰變?yōu)殂U核(Pb)的過程中，α衰變的次數(shù)為m＝＝8，β衰變的次數(shù)為n＝8×2＋82－92＝6，要經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變，故D正確。9.(2019·東北三省四市二模)已知金屬鈣的逸出功為2.7 eV，氫原子的能級(jí)圖如圖所示，一群氫原子處于量子數(shù)n＝4的能量狀態(tài)，則(　　)A．氫原子可能輻射3種頻率的光子B．氫原子可能輻射5種頻率的光子C．有3種頻率的輻射光子能使鈣發(fā)生光電效應(yīng)D．有4種頻率的輻射光子能使鈣發(fā)生光電效應(yīng)解析：選C　根據(jù)C＝6知，這群氫原子可能輻射6種頻率的光子，故A、B錯(cuò)誤。氫原子從n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)輻射的光子能量為0.66 eV，從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)輻射的光子能量為1.89 eV，從n＝4能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)輻射的光子能量為2.55 eV，均小于金屬鈣的逸出功，不能發(fā)生光電效應(yīng)，其余3種光子能量均大于2.7 eV，所以這群氫原子輻射的光中有3種頻率的光子能使鈣發(fā)生光電效應(yīng)，故C正確，D錯(cuò)誤。10．(2019·北京海淀區(qū)模擬)托卡馬克(Tokamak)是一種復(fù)雜的環(huán)形裝置，結(jié)構(gòu)如圖所示。環(huán)心處有一歐姆線圈，四周是一個(gè)環(huán)形真空室，真空室外部排列著環(huán)向場線圈和極向場線圈。當(dāng)歐姆線圈中通以變化的電流時(shí)，在托卡馬克的內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生巨大的渦旋電場，將真空室中的等離子體加速，從而達(dá)到較高的溫度。再通過其他方式的進(jìn)一步加熱，就可以達(dá)到核聚變的臨界溫度。同時(shí)，環(huán)形真空室中的高溫等離子體形成等離子體電流，與極向場線圈、環(huán)向場線圈共同產(chǎn)生磁場，在真空室區(qū)域形成閉合磁籠，將高溫等離子體約束在真空室中，有利于核聚變的進(jìn)行。已知真空室內(nèi)等離子體中帶電粒子的平均動(dòng)能與等離子體的溫度T成正比，下列說法正確的是(　　)A．托卡馬克裝置中核聚變的原理和目前核電站中核反應(yīng)的原理是相同的B．極向場線圈和環(huán)向場線圈的主要作用是加熱等離子體C．歐姆線圈中通以恒定電流時(shí)，托卡馬克裝置中的等離子體將不能發(fā)生核聚變D．為了約束溫度為T的等離子體，所需要的磁感應(yīng)強(qiáng)度B必須正比于溫度T解析：選C　目前核電站中核反應(yīng)的原理是核裂變，原理不同，故A錯(cuò)誤；極向場線圈、環(huán)向場線圈主要作用是將高溫等離子體約束在真空室中，有利于核聚變的進(jìn)行，故B錯(cuò)誤；歐姆線圈中通以恒定的電流時(shí)，產(chǎn)生恒定的磁場，恒定的磁場無法激發(fā)電場，則在托卡馬克的內(nèi)部無法產(chǎn)生電場，等離子體無法被加速，因而不能發(fā)生核聚變，故C正確；帶電粒子的平均動(dòng)能與等離子體的溫度T成正比，則T∝mv2，由洛倫茲力提供向心力，則qvB＝m，則有B∝，故D錯(cuò)誤。11．(2019·寧夏銀川聯(lián)考)國產(chǎn)科幻大片《流浪地球》講述了太陽即將在未來出現(xiàn)“核燃燒”現(xiàn)象，從而導(dǎo)致人類無法生存，決定移民到半人馬座比鄰星的故事。據(jù)科學(xué)家論證，太陽向外輻射的能量來自其內(nèi)部發(fā)生的各種熱核反應(yīng)，當(dāng)太陽內(nèi)部達(dá)到一定溫度時(shí)，會(huì)發(fā)生“核燃燒”，其中“核燃燒”的核反應(yīng)方程為He＋X→Be＋γ，方程中X表示某種粒子，Be是不穩(wěn)定的粒子，其半衰期為T，則下列說法正確的是(　　)A．X粒子是HeB．若使Be的溫度降低，其半衰期會(huì)減小C．經(jīng)過2T，一定質(zhì)量的Be占開始時(shí)的D．“核燃燒”的核反應(yīng)是裂變反應(yīng)解析：選A　根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X粒子的質(zhì)量數(shù)為4，電荷數(shù)為2，為He，選項(xiàng)A正確；溫度不能改變放射性元素的半衰期，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；經(jīng)過2T，一定質(zhì)量的Be占開始時(shí)的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；“核燃燒”的核反應(yīng)是輕核聚變反應(yīng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。12．(2019·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Pu→X＋He＋γ，下列有關(guān)說法正確的是(　　)A．X原子核中含有92個(gè)中子B．100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)E＝mc2，衰變過程總質(zhì)量增加D．衰變發(fā)出的γ射線是波長很短的光子，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)E＝mc2，應(yīng)有質(zhì)量虧損，總質(zhì)量減少，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；射線γ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．(2019·河北衡水中學(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Ek＝hν－W，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](2019·武漢質(zhì)檢)我國自主研發(fā)的釷基熔鹽是瞄準(zhǔn)未來20～30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β衰變轉(zhuǎn)化成鈾233再使用，鈾233的一種典型裂變方程是U＋n→Ba＋Kr＋3n。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ΔE＝E1－E2－E3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β衰變轉(zhuǎn)化成鈾233，則a＝92－2＝90，則釷232中含有中子數(shù)為232－90＝142，鈾233含有中子數(shù)為233－92＝141，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.(2019·山東日照聯(lián)考)氫原子能級(jí)如圖，一群氫原子處于n＝4能級(jí)上。當(dāng)氫原子從n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)時(shí)，輻射光的波長為1 884 nm，下列判斷正確的是(　　)A．氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，最多產(chǎn)生4種譜線B．從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，氫原子核一定向外放出能量C．氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)，輻射光的波長大于1 884 nmD．用從n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)輻射的光照射W逸＝6.34 eV的鉑，能發(fā)生光電效應(yīng)解析：選D　根據(jù)C＝6知，一群處于n＝4能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生6種譜線，故A錯(cuò)誤；由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，氫原子向外輻射能量，不是原子核輻射能量，故B錯(cuò)誤；氫原子從n＝3和n＝2的能級(jí)差大于n＝4和n＝3的能級(jí)差，則從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)比從n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)輻射出光的頻率大，波長短，即輻射光的波長小于1 884 nm，故C錯(cuò)誤；從n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)輻射出的光子的能量為：E＝E2－E1＝－3.4 eV－(－13.6)eV＝10.2 eV＞6.34 eV，而使金屬發(fā)生光電效應(yīng)的條件是光子的能量大于電子的逸出功，故可以發(fā)生光電效應(yīng)，故D正確。16．[多選](2019·西南名校聯(lián)考)如圖為英國物理學(xué)家查德威克發(fā)現(xiàn)中子的實(shí)驗(yàn)示意圖，利用釙(Po)衰變放出的α粒子轟擊鈹(Be)時(shí)產(chǎn)生了未知射線。查德威克曾用這種射線分別轟擊氫原子(H)和氮原子(N)，結(jié)果打出了一些氫核和氮核。他測量了被打出的氫核和氮核的速度，并認(rèn)為速度最大的氫核和氮核是由未知射線中的粒子分別與它們發(fā)生彈性正碰的結(jié)果，設(shè)氫核的最大速度為vH，氮核的最大速度為vN，氫核和氮核在未被打出前可認(rèn)為是靜止的。查德威克運(yùn)用能量和動(dòng)量的知識(shí)推算了這種未知粒子的質(zhì)量。設(shè)氫原子的質(zhì)量為m，以下說法正確的是(　　)A．釙的衰變方程為Po→Pb＋HeB．圖中粒子A是中子C．未知粒子的質(zhì)量為mD．未知粒子的質(zhì)量為m解析：選BC　根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，A中的核反應(yīng)是錯(cuò)誤的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)題意可知，題圖中不可見粒子A是中子，選項(xiàng)B正確；氫原子的質(zhì)量為m，則氮核的質(zhì)量為14m，設(shè)未知射線粒子的質(zhì)量為m0，碰前速度為v0，則由動(dòng)量守恒和能量守恒可知：m0v0＝m0v1＋mvH；m0v＝m0v＋mv；聯(lián)立解得：vH＝；同理未知射線與氮核碰撞時(shí)，氮核的速度：vN＝；由兩式可得：m0＝m，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。