2025年高考物理二輪總復(fù)習(xí)學(xué)案第1部分專題6第15講（Word版附解析）-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

A組·基礎(chǔ)練
1.(2024·海南卷)人工核反應(yīng)eq \\al(30,14)Si＋eq \\al(1,1)H→X＋eq \\al(30,15)P中的X是( )
A．中子 B．質(zhì)子
C．電子 D．α粒子
【答案】 A
【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知X的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為1，則X是中子。故選A。
2.(2024·福建卷)eq \\al(63,28)Ni→eq \\al(63,29)Cu＋X，則其中的X表示( )
A.eq \\al(4,2)He B．eq \\al( 0,－1)e
C．eq \\al(0,1)e D．eq \\al(1,0)n
【答案】 B
【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)量數(shù)為0，電荷數(shù)為－1，則X為eq \\al( 0,－1)e。故選B。
3.(2024·河南許昌模擬)1909年盧瑟福指導(dǎo)他的學(xué)生做了著名的α粒子散射實(shí)驗(yàn)。α粒子轟擊金箔的軌跡如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是( )
A．少數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)是由于其與電子發(fā)生了碰撞
B．絕大多數(shù)α粒子沿直線穿過(guò)，偏轉(zhuǎn)角很小，說(shuō)明原子內(nèi)部大部分是中空的
C．極少數(shù)α粒子被彈回，說(shuō)明原子中心是一個(gè)體積小，帶正電且占有原子幾乎全部質(zhì)量的核
D．α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)α粒子最接近原子核時(shí)，電勢(shì)能最大
【答案】 A
【解析】少數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)是由于α粒子受到金箔原子核的斥力作用較大，而非與電子發(fā)生了碰撞，A錯(cuò)誤，符合題意；絕大多數(shù)α粒子沿直線穿過(guò)，偏轉(zhuǎn)角很小，說(shuō)明原子內(nèi)部大部分是中空的，B正確，不符合題意；極少數(shù)α粒子被彈回，說(shuō)明原子中心是一個(gè)體積小，帶正電且占有原子幾乎全部質(zhì)量的核，C正確，不符合題意；α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)α粒子接近原子核時(shí)，受到電場(chǎng)斥力作用，則電場(chǎng)力對(duì)α粒子做負(fù)功，電勢(shì)能增大，因此當(dāng)α粒子最接近原子核時(shí)，電勢(shì)能最大，D正確，不符合題意。
4.(2024·河北卷)鋰是新能源汽車、儲(chǔ)能和信息通信等新興產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵材料。研究表明，鋰元素主要來(lái)自宇宙線高能粒子與星際物質(zhì)的原子核產(chǎn)生的散裂反應(yīng)，其中一種核反應(yīng)方程為eq \\al(12, 6)C＋eq \\al(1,1)H→eq \\al(7,3)Li＋2eq \\al(1,1)H＋X，式中的X為( )
A.eq \\al(1,0)n B．eq \\al( 0,－1)e
C．eq \\al(0,1)e D．eq \\al(4,2)He
【答案】 D
【解析】根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得A＝12＋1－7－2×1＝4，Z＝6＋1－3－2×1＝2，故式中的X為eq \\al(4,2)He，故選D。
5.(2024·湖北卷)硼中子俘獲療法是目前治療癌癥最先進(jìn)的手段之一，eq \\al(10, 5)B＋eq \\al(1,0)n→eq \\al(a,3)X＋eq \\al(4,b)Y是該療法中一種核反應(yīng)的方程，其中X、Y代表兩種不同的原子核，則( )
A．a(chǎn)＝7，b＝1 B．a(chǎn)＝7，b＝2
C．a(chǎn)＝6，b＝1 D．a(chǎn)＝6，b＝2
【答案】 B
【解析】由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得10＋1＝a＋4,5＋0＝3＋b，解得a＝7，b＝2，故選B。
6.(2024·河南新鄉(xiāng)模擬)物理學(xué)家康普頓在研究石墨對(duì)X射線的散射時(shí)，發(fā)現(xiàn)在散射的X射線中，部分波長(zhǎng)發(fā)生改變，這個(gè)現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng)，我國(guó)物理學(xué)家吳有訓(xùn)進(jìn)一步證實(shí)了該效應(yīng)的普遍性。如圖所示，一個(gè)光子和一個(gè)靜止的電子相互碰撞后，電子向某一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，光子沿另一個(gè)方向散射出去，下列說(shuō)法正確的是( )
A．散射光子的速度變小
B．散射光子的速度可能變大
C．散射光子的頻率變小
D．散射光子的波長(zhǎng)變短
【答案】 C
【解析】散射后的光子速度不變，但能量減小，根據(jù)ε＝hν可知光子的頻率變小，根據(jù)c＝λν可知光子的波長(zhǎng)變長(zhǎng)，故選C。
7.(2024·江蘇卷)在原子躍遷中，輻射如圖所示的4種光子，其中只有一種光子可使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，是哪一種( )
A．λ1 B．λ2
C．λ3 D．λ4
【答案】 C
【解析】根據(jù)光電效應(yīng)方程可知當(dāng)只有一種光子可使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，該光子對(duì)應(yīng)的能量最大，根據(jù)圖中能級(jí)圖可知躍遷時(shí)對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)為λ3的光子能量最大。故選C。
8.(2024·江蘇卷)用粒子轟擊氮核從原子核中打出了質(zhì)子，該實(shí)驗(yàn)的核反應(yīng)方程式是X＋eq \\al(14, 7)N→eq \\al(1,1)H＋eq \\al(17, 8)O，粒子X(jué)為( )
A．正電子eq \\al(0,1)e B．中子eq \\al(1,0)n
C．氘核eq \\al(1,2)H D．氦核eq \\al(4,2)He
【答案】 D
【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可知X的質(zhì)量數(shù)為m＝17＋1－14＝4，根據(jù)電荷數(shù)守恒可知X的電荷數(shù)為n＝8＋1－7＝2，可知X為氦核eq \\al(4,2)He。故選D。
B組·綜合練
9.(2024·廣東廣州模擬)eq \\al(241, 95)Am(镅)是一種半衰期長(zhǎng)達(dá)433年的放射性金屬，通過(guò)衰變釋放射線而被用于煙霧探測(cè)器，其衰變方程為eq \\al(241, 95)Am→eq \\al(237, 93)Np＋eq \\al(4,2)He＋γ，在該煙霧探測(cè)器中裝有大約0.3微克的镅241，其釋放的射線可以使腔內(nèi)空氣電離，從而在探測(cè)腔內(nèi)加有低壓的電極間形成微小電流。一旦煙霧進(jìn)入探測(cè)器，就會(huì)阻擋部分射線而使電流減小引發(fā)警報(bào)。下列說(shuō)法中正確的是( )
A.eq \\al(4,2)He是α粒子，有很強(qiáng)的貫穿本領(lǐng)
B．γ是光子，不具有能量
C．0.3微克的镅經(jīng)過(guò)866年剩余eq \\al(241, 95)Am的質(zhì)量為0.075微克
D．镅241衰變過(guò)程要放出能量，故eq \\al(241, 95)Am的比結(jié)合能比eq \\al(237, 93)Np的大
【答案】 C
【解析】 eq \\al(4,2)He是α粒子，有很強(qiáng)的電離本領(lǐng)，故A錯(cuò)誤；γ是光子，具有能量，故B錯(cuò)誤；根據(jù)半衰期公式m＝m0eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \f(t,T)，0.3微克的镅經(jīng)過(guò)866年剩余eq \\al(241, 95)Am的質(zhì)量為0.075微克，故C正確；結(jié)合能是指，自由核子結(jié)合成原子核所釋放的能量，或者原子核分裂成自由核子所需要的能量。比結(jié)合能是指，結(jié)合能與核子數(shù)的比值。比結(jié)合能越大，說(shuō)明原子核越穩(wěn)定。镅241衰變?yōu)閑q \\al(237, 93)Np，說(shuō)明eq \\al(237, 93)Np比eq \\al(241, 95)Am更穩(wěn)定，所以eq \\al(241, 95)Am的比結(jié)合能比eq \\al(237, 93)Np的小，故D錯(cuò)誤。
10.(2024·江西卷)近年來(lái)，江西省科學(xué)家發(fā)明硅襯底氮化鎵基系列發(fā)光二極管，開(kāi)創(chuàng)了國(guó)際上第三條LED技術(shù)路線。某氮化鎵基LED材料的簡(jiǎn)化能級(jí)如圖所示，若能級(jí)差為2.20 eV(約3.52×10－19 J)，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，則發(fā)光頻率約為( )
A．6.38×1014 Hz B．5.67×1014 Hz
C．5.31×1014 Hz D．4.67×1014 Hz
【答案】 C
【解析】根據(jù)題意可知，輻射出的光子能量ε＝3.52×10－19 J，由光子的能量ε＝hν得ν＝eq \f(ε,h)＝5.31×1014 Hz，故選C。
11.(2024·安徽卷)大連相干光源是我國(guó)第一臺(tái)高增益自由電子激光用戶裝置，其激光輻射所應(yīng)用的玻爾原子理論很好地解釋了氫原子的光譜特征。圖為氫原子的能級(jí)示意圖，已知紫外光的光子能量大于3.11 eV，當(dāng)大量處于n＝3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射不同頻率的紫外光有( )
A．1種 B．2種
C．3種 D．4種
【答案】 B
【解析】大量處于n＝3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，能夠輻射出不同頻率的光子種類為Ceq \\al(2,3)＝3種，輻射出光子的能量分別為ΔE1＝E3－E1＝－1.51 eV－(－13.6 eV)＝12.09 eV，ΔE2＝E3－E2＝－1.51 eV－(－3.4 eV)＝1.89 eV，ΔE3＝E2－E1＝－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV，其中ΔE1＞3.11 eV，ΔE2＜3.11 eV，ΔE3＞3.11 eV，所以輻射不同頻率的紫外光有2種。故選B。
12.(2024·廣東梅州模擬)光伏發(fā)電是提供清潔能源的方式之一，光伏發(fā)電的原理是光電效應(yīng)，某同學(xué)利用如圖甲所示的電路研究某種金屬的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν的關(guān)系，描繪出如圖乙所示的圖像，根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律，結(jié)合圖像分析，下列說(shuō)法正確的是( )
A．滑片P向右移動(dòng)，電流表示數(shù)會(huì)變大
B．僅增大入射光的強(qiáng)度，則光電子的最大初動(dòng)能增大
C．由Uc－ν圖像可知，該光電管的截止頻率為ν0
D．開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，若入射光的頻率為ν1，則電壓表的示數(shù)為U1
【答案】 C
【解析】滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)過(guò)程中，兩極間反向電壓逐漸增大，反向電壓越大，流過(guò)電流表的電流就越小，故A錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程hν1－W0＝Ek，可知，光電子的最大初動(dòng)能只與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，因此增大入射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能不變，故B錯(cuò)誤；根據(jù)Ekm＝hν－W0＝eUc，解得Uc＝eq \f(hν,e)－eq \f(hν0,e)，當(dāng)遏止電壓為零時(shí)，ν＝ν0，故C正確；開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，光電管是電源，發(fā)生光電效應(yīng)后，其電流強(qiáng)度與光照強(qiáng)度有關(guān)，無(wú)法判斷電壓表的示數(shù)大小，故D錯(cuò)誤。
13.(2024·新課標(biāo)全國(guó)卷)三位科學(xué)家由于在發(fā)現(xiàn)和合成量子點(diǎn)方面的突出貢獻(xiàn)，榮獲了2023年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。不同尺寸的量子點(diǎn)會(huì)發(fā)出不同顏色的光?，F(xiàn)有兩種量子點(diǎn)分別發(fā)出藍(lán)光和紅光，下列說(shuō)法正確的是( )
A．藍(lán)光光子的能量大于紅光光子的能量
B．藍(lán)光光子的動(dòng)量小于紅光光子的動(dòng)量
C．在玻璃中傳播時(shí)，藍(lán)光的速度大于紅光的速度
D．藍(lán)光在玻璃中傳播時(shí)的頻率小于它在空氣中傳播時(shí)的頻率
【答案】 A
【解析】由于紅光的頻率小于藍(lán)光的頻率，則紅光的波長(zhǎng)大于藍(lán)光的波長(zhǎng)，根據(jù)E＝hν，可知藍(lán)光光子的能量大于紅光光子的能量；根據(jù)p＝eq \f(h,λ)可知藍(lán)光光子的動(dòng)量大于紅光光子的動(dòng)量，故A正確，B錯(cuò)誤；由于紅光的折射率小于藍(lán)光，根據(jù)ν＝eq \f(c,n)可知在玻璃中傳播時(shí)，藍(lán)光的速度小于紅光的速度，故C錯(cuò)誤；光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)中頻率不變，故D錯(cuò)誤。
14.(2024·山東卷)2024年是中國(guó)航天大年，神舟十八號(hào)、嫦娥六號(hào)等已陸續(xù)飛天，部分航天器裝載了具有抗干擾性強(qiáng)的核電池。已知eq \\al(90,38)Sr衰變?yōu)閑q \\al(90,39)Y的半衰期約為29年；eq \\al(238, 94)Pu衰變?yōu)閑q \\al(234, 92)U的半衰期約87年?，F(xiàn)用相同數(shù)目的eq \\al(90,38)Sr和eq \\al(238, 94)Pu各做一塊核電池，下列說(shuō)法正確的是( )
A.eq \\al(90,38)Sr衰變?yōu)閑q \\al(90,39)Y時(shí)產(chǎn)生α粒子
B.eq \\al(238, 94)Pu衰變?yōu)閑q \\al(234, 92)U時(shí)產(chǎn)生β粒子
C．50年后，剩余的eq \\al(90,38)Sr數(shù)目大于eq \\al(238, 94)Pu的數(shù)目
D．87年后，剩余的eq \\al(90,38)Sr數(shù)目小于eq \\al(238, 94)Pu的數(shù)目
【答案】 D
【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知eq \\al(90,38)Sr衰變?yōu)閑q \\al(90,39)Y時(shí)產(chǎn)生電子，即β粒子，故A錯(cuò)誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知eq \\al(238, 94)Pu衰變?yōu)閑q \\al(234, 92)U時(shí)產(chǎn)生eq \\al(4,2)He，即α粒子，故B錯(cuò)誤；根據(jù)題意可知eq \\al(238, 94)Pu的半衰期大于eq \\al(90,38)Sr的半衰期，現(xiàn)用相同數(shù)目的eq \\al(90,38)Sr和eq \\al(238, 94)Pu各做一塊核電池，經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間，eq \\al(90,38)Sr經(jīng)過(guò)的半衰期的次數(shù)多，所以剩余的eq \\al(90,38)Sr數(shù)目小于eq \\al(238, 94)Pu的數(shù)目，故D正確，C錯(cuò)誤。
15.(2024·福建福州模擬)如圖所示，圖甲為氫原子的能級(jí)圖，大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，發(fā)出頻率不同的大量光子，其中頻率最高的光子照射到圖乙電路中光電管陰極K上時(shí)，電路中電流隨電壓變化的圖像如圖丙所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A．光電子的最大初動(dòng)能為12.75 eV
B．光電管陰極K金屬材料的逸出功為5.75 eV
C．這些氫原子躍遷時(shí)共發(fā)出3種頻率的光
D．若調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片能使光電流為零，則可判斷圖乙中電源右側(cè)為正極
【答案】 B
【解析】大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，發(fā)出的光子中，頻率最高的光子，對(duì)應(yīng)的能量為E＝hν＝(－0.85 eV)－(－13.6 eV)＝12.75 eV，由光電效應(yīng)方程可得eUc＝eq \f(1,2)mveq \\al(2,m)＝hν－W0，由丙圖可知截止電壓為7 V，代入數(shù)據(jù)可得光電子的最大初動(dòng)能為Ek＝eUc＝7 eV，陰極K金屬材料的逸出功為W0＝5.75 eV，故A錯(cuò)誤，B正確；這些氫原子躍遷時(shí)發(fā)出頻率不同的光子種類數(shù)為Ceq \\al(2,4)＝6種，故C錯(cuò)誤；若調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片能使光電流為零，則電子受到的電場(chǎng)力應(yīng)向左，場(chǎng)強(qiáng)應(yīng)向右，則可判斷圖乙中電源左側(cè)為正極，故D錯(cuò)誤。

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