基礎(chǔ)鞏固
1.(2023廣東卷)理論認(rèn)為,大質(zhì)量恒星塌縮成黑洞的過程,受核反應(yīng) 612C+YO的影響。下列說法正確的是( )
A.Y是β粒子,β射線穿透能力比γ射線強(qiáng)
B.Y是β粒子,β射線電離能力比γ射線強(qiáng)
C.Y是α粒子,α射線穿透能力比γ射線強(qiáng)
D.Y是α粒子,α射線電離能力比γ射線強(qiáng)
答案 D
解析 根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知,Y是α粒子(24He)。三種射線的穿透能力,γ射線最強(qiáng),α射線最弱;三種射線的電離能力,α射線最強(qiáng),γ射線最弱。故選D。
2.(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72萬年,其衰變方程為 1326AlMg+Y。下列說法正確的是( )
A.Y是氦核
B.Y是質(zhì)子
C.再經(jīng)過72萬年,現(xiàn)有的鋁26衰變一半
D.再經(jīng)過144萬年,現(xiàn)有的鋁26全部衰變
答案 C
解析 根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒,衰變方程為1326AlMg++10e,Y是正電子,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;根據(jù)半衰期的定義,再經(jīng)過72萬年,現(xiàn)有的鋁26衰變一半,再經(jīng)過144萬年,現(xiàn)有的鋁26衰變后,剩有原來的四分之一,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
3.(2024廣東汕頭二模)掃描隧道顯微鏡讓人類對原子有了直觀的感受,下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的說法正確的是( )
A.玻爾的原子結(jié)構(gòu)假說認(rèn)為核外電子可在任意軌道上運(yùn)動(dòng)
B.α粒子散射實(shí)驗(yàn)中,絕大多數(shù)α粒子發(fā)生了大角度散射
C.原子光譜是線狀譜,不同原子的光譜可能相同
D.氫原子在激發(fā)態(tài)自發(fā)躍遷時(shí),氫原子能量減少
答案 D
解析 玻爾的原子結(jié)構(gòu)假說認(rèn)為核外電子的軌道是量子化的,電子只能在特定的軌道上運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;α粒子散射實(shí)驗(yàn)中,絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后基本上仍沿原來的方向前進(jìn),少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn),極少數(shù)α粒子甚至被反彈回來,故B錯(cuò)誤;原子光譜是線狀譜,不同原子的光譜不同,故C錯(cuò)誤;氫原子在激發(fā)態(tài)自發(fā)躍遷時(shí),輻射光子釋放能量,氫原子能量減少,故D正確。
4.(2023山東卷)“夢天號”實(shí)驗(yàn)艙攜帶世界首套可相互比對的冷原子鐘組發(fā)射升空,對提升我國導(dǎo)航定位、深空探測等技術(shù)具有重要意義。如圖所示為某原子鐘工作的四能級體系,原子吸收頻率為ν0的光子從基態(tài)能級Ⅰ躍遷至激發(fā)態(tài)能級Ⅱ,然后自發(fā)輻射出頻率為ν1的光子,躍遷到鐘躍遷的上能級2,并在一定條件下可躍遷到鐘躍遷的下能級1,實(shí)現(xiàn)受激輻射,發(fā)出鐘激光,最后輻射出頻率為ν3的光子回到基態(tài)。該原子鐘產(chǎn)生的鐘激光的頻率ν2為( )
A.ν0+ν1+ν3B.ν0+ν1-ν3
C.ν0-ν1+ν3D.ν0-ν1-ν3
答案 D
解析 根據(jù)能級圖可得hν0=hν1+hν2+hν3,解得ν2=ν0-ν1-ν3,選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤,D正確。
5.(2024廣東廣州一模)我國自主研發(fā)的“華龍一號”反應(yīng)堆技術(shù)利用鈾235發(fā)生核裂變釋放的能量發(fā)電,典型的核反應(yīng)方程為 92235U+01nBa+3692Kr+k01n。光速取3.0×108 m/s,若核反應(yīng)的質(zhì)量虧損為1 g,釋放的核能為ΔE,則k和ΔE的值分別為( )
A.2,9.0×1016 J
B.3,9.0×1013 J
C.2,4.5×1016 J
D.3,4.5×1013 J
答案 B
解析 根據(jù)核反應(yīng)質(zhì)量數(shù)守恒有235+1=141+92+k,解得k=3。根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知核反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損1 g,釋放的能量為ΔE=Δmc2=1×10-3×9.0×1016 J=9.0×1013 J,故A、C、D錯(cuò)誤,B正確。
6.(2024廣東汕頭期中)如圖所示,金屬板M受到紫外線照射時(shí),會(huì)發(fā)射電子。在M旁放置一塊金屬網(wǎng)N,并在M、N之間施加電壓。當(dāng)電壓達(dá)到U0時(shí),電流表恰好沒有示數(shù),說明此時(shí)的電子無法落到金屬網(wǎng)N上。已知電子質(zhì)量為m,電荷量為e,金屬的逸出功為W0,則這束紫外線照射出的電子最大初速度vm為( )
A.2eU0mB.eU0m
C.2(eU0-W0)mD.2W0m
答案 A
解析 電子在M、N之間由能量守恒定律有eU0=12mvm2,解得vm=2eU0m,故選A。
7.(2024廣東深圳二模)某防盜報(bào)警器工作原理如圖所示。用紫外線照射光敏材料制成的陰極時(shí),逸出的光電子在電路中產(chǎn)生電流,電流經(jīng)放大后使電磁鐵吸住鐵條。當(dāng)光源與陰極間有障礙物時(shí),報(bào)警器響起。下列說法正確的是( )
A.若用紅外光源代替紫外光源,該報(bào)警器一定能正常工作
B.逸出光電子的最大初動(dòng)能與照射光頻率成正比
C.若用更強(qiáng)的同一頻率紫外線照射陰極,光電流變大
D.若用更強(qiáng)的同一頻率紫外線照射陰極,所有光電子的初動(dòng)能均增大
答案 C
解析 由光電效應(yīng)方程知hν=W0+Ek,紫外光頻率大于紅外光頻率,該光敏材料截止頻率未知,不能確保紅外光照射會(huì)發(fā)生光電效應(yīng),A錯(cuò)誤;由光電效應(yīng)方程知,逸出光電子的最大初動(dòng)能與照射光頻率有關(guān),但不成正比,B錯(cuò)誤;光照越強(qiáng),光電子越多,光電流越大,C正確;由光電效應(yīng)方程知,光電子的最大初動(dòng)能只與光的頻率有關(guān),與光照強(qiáng)弱無關(guān),D錯(cuò)誤。
綜合提升
8.(2024廣東階段練習(xí))光電繼電器可以用于自動(dòng)控制,如:自動(dòng)計(jì)數(shù)、自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)跟蹤等,其原理是光電效應(yīng)。如圖為研究光電效應(yīng)的電路,滑片P的初位置在O點(diǎn)的正上方,用頻率為ν的光照射陰極K,將滑片P向a端移動(dòng),當(dāng)電壓表的示數(shù)為U時(shí),電流表的示數(shù)恰好為0。已知普朗克常量為h,陰極K的截止頻率為ν0,光電子所帶的電荷量為-e,則陰極K的逸出功為( )
A.hν-eUB.hν
C.eUD.h(ν+ν0)
答案 A
解析 陰極K的截止頻率為ν0,則逸出功W0=hν0;又根據(jù)eU=12mvm2=hν-W0,得W0=hν-eU,故選A。
9.(2024廣東佛山二模)天然鈾中主要有鈾238和鈾235,其中,鈾235的裂變方程為 92235U+ 01n3689Kr+ZABa+301n,下列說法正確的是( )
A.鈾235裂變可以自發(fā)進(jìn)行
B.反應(yīng)方程中A=144,Z=53
C.3689Kr的比結(jié)合能大于 92235U的比結(jié)合能
D.離地表越深,溫度越高,鈾235的半衰期越大
答案 C
解析 鈾235的裂變需要中子轟擊才能發(fā)生,故A錯(cuò)誤;根據(jù)反應(yīng)過程滿足質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知A=235+1-89-3=144,Z=92-36=56,故B錯(cuò)誤;核裂變會(huì)釋放能量,則反應(yīng)后的產(chǎn)物 3689Kr的比結(jié)合能大于 92235U的比結(jié)合能,故C正確;半衰期不隨溫度變化而變化,故D錯(cuò)誤。
10.鉍是一種金屬元素,元素符號為Bi,原子序數(shù)為83,在現(xiàn)代消防、電氣、工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域有廣泛的用途。一個(gè)鉍210核(83210Bi)放出一個(gè)β粒子后衰變成一個(gè)釙核(84210P),并伴隨產(chǎn)生了γ射線。已知t=0時(shí)刻鉍210核的質(zhì)量為m,t1時(shí)刻測得剩余23m沒有衰變,t2時(shí)刻測得剩余16m沒有衰變,則鉍210核的半衰期為( )
A.3t12B.3t25
C.t2-t1D.t2-t12
答案 D
解析 由半衰期定義可知16m=23m×12n,解得n=2,即t2-t1時(shí)間內(nèi)經(jīng)過2個(gè)半衰期,
故半衰期τ=t2-t12,故選D。

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