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1、专题五 近代物理初步限训练通高考 科学设题拿下高考高分 (45分钟)一、单项选择题1(2018高考天津卷)国家大科学工程中国散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台下列核反应中放出的粒子为中子的是()A.N俘获一个粒子，产生O并放出一个粒子B.Al俘获一个粒子，产生P并放出一个粒子C.B俘获一个质子，产生Be并放出一个粒子D.Li俘获一个质子，产生He并放出一个粒子解析：由核反应过程中遵循质量数、电荷数均守恒的原则，可写出选项中的四个核反应方程.NHeOH，选项A错误.AlHePn，选项B正确.BHBeHe，选项C
2、错误.LiHHeHe，选项D错误答案：B2(2018河南洛阳一模)下列说法正确的是()A玻尔根据光的波粒二象性，大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性B铀核裂变的核反应方程是UBaKr2nC原子从低能级向高能级跃迁，不吸收光子也能实现D根据爱因斯坦的“光子说”可知，光的波长越大，光子的能量越大解析：德布罗意根据光的波粒二象性，大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性，选项A错误；铀核是在中子轰击下发生链式反应，铀核裂变的核反应方程是UnBaKr3n，选项B错误；受到电子或其他粒子碰撞，原子也可以从低能级向高能级跃迁，即原子从低能级向高能级跃迁，不吸收光子也能实现，选项C正确；根据爱因斯坦的“光子
3、说”可知，光的频率越高，波长越小，光子的能量越大，选项D错误答案：C3(2018湖南张家界高三第三次模拟)2017年12月6日报道，中国散裂中子源项目将于2018年前后建成日前，位于广东东莞的国家大科学工程中国散裂中子源(CSNS)首次打靶成功，获得中子束流，这标志着CSNS主体工程顺利完工，进入试运行阶段对于有关中子的研究，下面说法正确的是()A中子和其他微观粒子，都具有波粒二象性B一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是裂变反应C卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子D核反应方程PoXHe中的y206，X中中子个数为128解析：所有粒子都具有波粒二象性，A正确；裂变是较重的
4、原子核分裂成较轻原子核的反应，而该反应是较轻的原子核的聚变反应，B错误；卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，查德威克通过粒子轰击铍核(Be)获得碳核(C)的实验发现了中子，C错误；y2104206，X中中子个数为20682124，D错误答案：A4如图所示，图甲为光电效应的实验电路图，图乙为光电子最大初动能与光电管入射光频率关系图象下列说法正确的是()A光电管加正向电压时，电压越大光电流越大B光电管加反向电压时不可能有光电流C由图可知，普朗克常量数值上等于|D由图可知，普朗克常量数值上等于|解析：光电管加正向电压时，如果正向电压从零开始逐渐增大，光电流也会逐渐增大，但光电流
5、达到饱和时，即使电压增大，电流也不会变化，故选项A错误；因为光电子有动能，即使光电管加反向电压，也可能有光电流，故选项B错误；由光电效应方程EkhW0可知，图象斜率大小为普朗克常量，所以普朗克常量数值上等于|，故选项C正确，D错误答案：C5(2018宁夏石嘴山高三四月适应性测试)下列说法正确的是()A汤姆孙通过粒子散射实验提出了原子核式结构模型B氢原子从基态向激发态跃迁时，需要吸收能量C质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3，则质子与中子结合为氘核的反应是人工核转变，放出的能量为(m3m1m2)c2D紫外线照射到金属锌板表面时能够产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的
6、光电子的最大初动能也随之增大解析：卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，故A错误；氢原子从基态向激发态跃迁时，需要吸收能量，故B正确；根据爱因斯坦质能方程Emc2，当一个质子和一个中子结合成一个氘核时，质量亏损为mm1m2m3，因此核反应放出的能量E(m1m2m3)c2，故C错误；光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光照强度无关，因此增大光照强度，光电子的最大初动能不变，故D错误答案：B6(2018百校联盟TOP20四月联考)核反应方程NHCXE中，N的质量为m1、H的质量为m2、C的质量为m3、X的质量为m4，光在真空中的速度为c，则下列判断正确的是()AX是He，E(m1m2
7、m3m4)c2BX是He，E(m1m2m3m4)c2CX是He，E(m3m4m1m2)c2DX是He，E(m3m4m1m2)c2解析：根据质量数守恒和电荷数守恒可知X是He，反应中亏损的质量为mm1m2m3m4，故释放的能量Emc2(m1m2m3m4)c2，故选B.答案：B7.如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，结果受到激发后的氢原子能辐射出三种不同频率的光子，让辐射出的光子照射某种金属，发现有两种频率的光子能使该金属发生光电效应，其中一种光子恰好能使该金属发生光电效应，则逸出的光电子的最大初动能为()A0B.1.89 eVC10.2 eV D12.09 eV解析
8、：根据C3，得n3，因此受到激发后的氢原子处于第n3能级，因有两种频率的光子能使该金属发生光电效应，且其中一种光子恰好能使该金属发生光电效应，故这两种频率的光子分别是从2到1、3到1辐射出来的，而且3到1辐射的光子能量大于2到1辐射的光子能量，故3到1辐射出来的光子频率大于2到1辐射出来的光子频率，故从2到1辐射出来的光子恰好让该金属发生光电效应，即该金属的逸出功为W03.40 eV(13.60 eV)10.20 eV，当用从3到1辐射出来的光子照射时，根据光电效应方程得光电子的最大初动能为EkhW0，其中h1.51 eV(13.60 eV)12.09 eV，故Ek12.09 eV10.20
9、eV1.89 eV，故选B.答案：B8(2018安徽六安高三下学期模拟)下列说法正确的是()A原子核内的一个中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是粒子，这就是衰变B氡222的半衰期是3.8天，镭226的半衰期是1 620年，所以一个确定的氡222核一定比一个确定的镭226核先衰变C按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电势能增大，电子的动能减小，原子的总能量减小D原子核越大，它的结合能越高，原子核能级越稳定解析：原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是粒子，这就是衰变的实质，故A正确；对于大量原子和有半数
10、发生衰变所用的时间是半衰期，对于一个确定的原子核，半衰期没有意义，故B错误；按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量增加，故C错误；结合能越高，原子核不一定稳定，比结合能越大，原子核越稳定，故D错误答案：A二、多项选择题9一静止原子核A经1次衰变生成原子核B，并释放出光子已知A的比结合能为E1，B的比结合能为E2，粒子的比结合能为E3，光子的能量为E4，则下列说法正确的是()AB核在元素周期表的位置比A核前移2位B比结合能E1小于比结合能E2C由能量守恒可知E2E1E3E4D该反应过程质量一定增加解析：根据电荷数和质量数守恒，
11、写出原子核衰变的方程为AHeB，故B核在元素周期表的位置比A核前移2位，故A正确；衰变过程中释放能量，可知比结合能E1小于比结合能E2，故B正确；比结合能是原子核的结合能与核子数之比，由能量守恒可知E4(y4)E24E3yE1，故C错误；该反应的过程中释放热量，由质能方程可知，一定有质量亏损，故D错误答案：AB10(2018浙江名校协作体联考)下列说法正确的是()A德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越小B射线是频率极高的电磁波，其在云室中穿过会留下清晰的径迹C根据玻尔原子模型，氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能将增大D太阳辐射能量的主要来源与核电站发生的核反应一样都是重核裂变解
12、析：根据德布罗意物质波公式p知，微观粒子的动量越大，其对应的波长就越小，选项A正确；射线是频率极高的电磁波，电离作用很弱，云室是依赖带电粒子电离作用留下径迹的，所以射线在云室中穿过不会留下清晰的径迹，选项B错误；根据玻尔原子模型，氢原子辐射光子后，其绕核运动的半径将减小，电势能减小，总能量减小，但运动速度增大，电子动能将增大，选项C正确；太阳辐射能量的主要来源是轻核聚变，与核电站发生的核反应(重核裂变)不一样，选项D错误答案：AC11(2018安徽名校考试)已知氢原子的基态能量为E1，n2、3能级所对应的能量分别为E2和E3，大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子依据玻尔理论，
13、下列说法正确的是()A产生的光子的最大频率为B当氢原子从能级n2跃迁到n1时，对应的电子的轨道半径变小，能量也变小C若氢原子从能级n2跃迁到n1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，则当氢原子从能级n3跃迁到n1时放出的光子照到该金属表面时， 逸出的光电子的最大初动能为E3E2D若要使处于能级n3的氢原子电离，可以采用两种方法：一是用能量为E3的电子撞击氢原子，二是用能量为E3的光子照射氢原子解析：大量处于能级n3的氢原子向低能级跃迁能产生3种不同频率的光子，产生光子的最大频率为，故A错误当氢原子从能级n2跃迁到n1时，能量减小，电子离原子核更近，电子轨道半径变小，故B正确若氢原子从能级n2
14、跃迁到n1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，由光电效应方程可知，该金属的逸出功恰好等于E2E1，则当氢原子从能级n3跃迁到n1时放出的光子照射该金属时，逸出光电子的最大初动能为E3E1(E2E1)E3E2，故C正确电子是有质量的，撞击氢原子是发生弹性碰撞，由于电子和氢原子质量不同，故电子不能把E3的能量完全传递给氢原子，因此不能使氢原子完全电离，而光子的能量可以完全被氢原子吸收，故D错误答案：BC12(2018贵州四月份高三适应性考试)14C是碳元素的一种具有放射性的同位素，衰变方式为衰变，其半衰期约为5 730年已知一个14C原子核由6个质子和8个中子组成下列说法正确的是()A14C衰
15、变后转变为14NB14C衰变过程中发出的射线是由核外电子电离产生的C14C原子发生化学反应后，其半衰期不会发生改变D14C样品经历3个半衰期后，样品中14C的质量只有原来的解析：14C衰变方式为衰变，则放出一个负电子后，质量数不变，电荷数增加1，变为14N，选项A正确；14C衰变过程中发出的射线是由核内的中子转化为质子时放出的负电子，选项B错误；半衰期与化学状态无关，则14C原子发生化学反应后，其半衰期不会发生改变，选项C正确；14C样品经历3个半衰期后，样品中14C的质量只有原来的()3，选项D错误答案：AC13.研究光电效应规律的实验装置如图所示，以频率为的光照射光电管阴极K时，有光电子产
16、生由于光电管K、A间加的是反向电压，光电子从阴极K发射后将向阳极A做减速运动光电流i由图中电流计G测出，反向电压U由电压表V测出，当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数称为反向遏止电压Uc.在下列表示光电效应实验规律的图象中，正确的是()解析：反向电压U和频率一定时，发生光电效应产生的光电子数与光强成正比，则单位时间到达阴极A的光电子数与光强也成正比，故光电流i与光强I成正比，A正确由动能定理知qUc0Ekm，又因EkmhW0，所以Uc，可知遏止电压Uc与频率是线性关系，不是正比关系，故B错误光强I与频率一定时，光电流i随反向电压的增大而减小，又据光电子动能大小的分布概率及发出后的方向性可知，
17、C正确由光电效应知金属中的电子对光子的吸收是十分迅速的，时间小于109 s,109 s后，光强I和频率一定时，光电流恒定，故D正确答案：ACD14如图所示，人工元素原子核 Nh开始静止在匀强磁场B1、B2的边界MN上，某时刻发生裂变生成一个氦原子核He和一个Rg原子核，裂变后的粒子速度方向均垂直于B1、B2的边界MN.氦原子核通过B1区域第一次经过MN边界时，距出发点的距离为l，Rg原子核第一次经过MN边界距出发点的距离也为l.则下列有关说法正确的是()A两磁场的磁感应强度之比B1B2111141B两磁场的磁感应强度之比B1B21112C氦原子核和Rg原子核各自旋转第一个半圆的时间比为2141D氦原子核和Rg原子核各自旋转第一个半圆的时间比为111141解析：原子核裂变的方程为 NhHeRg，由题意知带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，偏转半径为r，由题意可知二者偏转半径相等，由于原子核由静止裂变，动量守恒，即m1v1m2v2，所以有q1B1q2B2，易得，故A错误，B正确；又T，由前面可知，q1B1q2B2，所以，粒子在第一次经过MN边界时，运动了半个周期，所以，故C正确，D错误答案：BC