2020届高考物理一轮复习 第12章 近代物理章末过关检测(十二) 联系客服

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第12章 近代物理

章末过关检测(十二) (时间:60分钟 满分:100分)

一、单项选择题(本题共7小题,每小题6分,共42分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确) 1.(2018·滕州模拟)关于下列四幅图说法正确的是( )

A.玻尔原子理论的基本假设认为,电子绕核运行轨道的半径是任意的 B.光电效应实验产生的条件为:光强大于临界值

C.电子束通过铝箔时的衍射图样证实了运动电子具有波动性 D.发现少数α粒子发生了较大偏转,说明金原子质量大而且很坚硬

解析:选C.根据玻尔理论知道,电子的轨道不是任意的,电子有确定的轨道,且轨道是量子化的,故A错误;光电效应实验产生的条件为:光的频率大于极限频率,故B错误;电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性,故C正确;发现少数α粒子发生了较大偏转,说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围,故D错误. 2.已知氦原子的质量为MHe u,电子的质量为me u,质子的质量为mp u,中子的质量为mn u,u为原子质量单位,且由爱因斯坦质能方程E=mc可知:1 u对应于931.5 MeV的能量,若取光速 c=3×10 m/s,则两个质子和两个中子聚变成一个氦核,释放的能量为( ) A.[2(mp+mn)-MHe]×931.5 MeV B.[2(mp+mn+me)-MHe]×931.5 MeV C.[2(mp+mn+me)-MHe]·c J D.[2(mp+mn)-MHe]·c J

解析:选B.核反应方程为21H+20n→2He,质量亏损Δm=2(mp+mn)-(MHe-2me)=2(mp+mn+me)-MHe,所以释放的能量为ΔE=Δm×931.5 MeV=[2(mp+mn+me)-MHe]×931.5 MeV,选项B正确.

3.(2018·江苏清江中学高三模拟)一个质子以1.0×10 m/s的速度撞入一个静止的铝原子核后被俘获,铝原子核变为硅原子核,已知铝核的质量是质子的27倍,硅核的质量是质子的28倍,则下列判断中正确的是( ) A.核反应方程为:13Al+1H→14Si B.核反应方程为:13Al+0n→14Si

C.硅原子核速度的数量级为10 m/s,方向跟质子的初速度方向一致

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D.硅原子核速度的数量级为10 m/s,方向跟质子的初速度方向一致

解析:选A.由质量数守恒,电荷数守恒可知:方程为13Al+1H→14Si,故A正确,B错误;由动量守恒可知,mv=1.0×105

28mv′,解得v′= m/s,故数量级约为10 m/s,故C、D错误.

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4.核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少,我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设.核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素,它可破坏细胞基因,提高罹患癌症的风险.已知钚的一种同位素 94Pu的半衰期为24 100年,其衰变方程为 94Pu→X+2He+γ,下列说法中正确的是( ) A.X原子核中含有92个中子

B.100个 94Pu经过24 100年后一定还剩余50个

C.由于衰变时释放巨大能量,根据E=mc,衰变过程总质量增加 D.衰变发出的γ射线是波长很短的光子,具有很强的穿透能力

解析:选D.根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可得,X原子核中含有92个质子,235个核子,则中子数为235-92=143(个),选项A错误;半衰期是大量原子核衰变时的统计规律,100个 94Pu经过24 100年后不一定还剩余50个,选项B错误;由于衰变时释放巨大能量,衰变过程总质量减少,选项C错误;衰变发出的γ射线是波长很短的光子,具有很强的穿透能力,选项D正确. 5.(2018·忠县模拟)下列四幅图的有关说法正确的是( )

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A.图①中,若两球质量相等,碰后m2的速度不可能大于v B.图②中,射线甲由α粒子组成,每个粒子带两个单位正电荷

C.图③中,在光颜色保持不变的情况下,入射光越强,遏止电压Uc越大 D.图④中,链式反应属于重核的衰变

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解析:选A.若发生弹性碰撞,即没有机械能损失,则m1v=m1v1+m2v2,m1v=m1v1+m2v2联立得:v2=v;若碰撞

222过程有机械能损失,则v2<v,总之,碰后m2的速度不可能大于v,A正确;射线丙由α粒子组成,该粒子带两个单位正电荷,而射线甲是β粒子,故B错误;根据光电效应方程Ekm=hν-W0和eUc=Ekm得,Uc=

hνW0

-,当入ee射光的频率大于极限频率时,遏止电压与入射光的频率成线性关系,与入射光的强度无关,故C错误;一个中子轰击后,出现三个中子,此链式反应属于重核的裂变,故D错误.

6.如图为氢原子能级的示意图,现有大量的氢原子处于n=4的激发态,当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率

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的光.关于这些光,下列说法正确的是( )

A.最容易表现出衍射现象的光是由n=4能级跃迁到n=1能级产生的 B.频率最小的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生的 C.这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光

D.用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应

解析:选D.最容易发生衍射的应是波长最长而频率最小、能量最低的光波,hν=h=En-Em,对应跃迁中能级差最小的应为n=4能级到n=3能级,故A、B错误;由Cn可知n=4能级上的氢原子共可辐射出C4=6种不同频率的光,故C错误;根据hν=E2-E1及发生光电效应的条件hν≥W0可知D正确. 7.如图所示为氢原子的能级示意图,假设氢原子从n能级向较低的各能级跃迁的概率均为

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.则对300个处于n-1

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cλn=4能级的氢原子,下列说法正确的是( )

A.向低能级跃迁时,向外辐射的光子的能量可以是任意值 B.向低能级跃迁时,向外辐射的光子能量的最小值为12.75 eV C.辐射的光子的总数为550个 D.吸收大于1 eV的光子时不能电离

解析:选C.向低能级跃迁时,向外辐射的光子的能量一定等于两能级的能量差,A错误;当氢原子由第4能级跃迁到第1能级时,向外辐射的光子能量最大,其值为12.75 eV,B错误;这300个氢原子向低能级跃迁时,分别向第3、2、1能级跃迁100个,第3能级的100个氢原子分别向第2、1能级跃迁50个,第2能级的150个氢原子直接跃迁到第1能级,因此总共向外辐射550个光子,C正确;只要吸收的光子具有的能量大于等于0.85 eV就能使氢原子电离,D错误.

二、多项选择题(本题共7小题,每小题6分,共42分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选或不答的得0分) 8.关于原子核的结合能,下列说法正确的是( )

A.原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量

B.一重原子核衰变成α粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能 C.铯原子核( 55Cs)的结合能小于铅原子核( 82Pb)的结合能

D.自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能

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解析:选ABC.原子核的结合能等于核子结合成原子核所释放的能量,也等于将原子核完全分解成核子所需要的最小能量,A正确;重核衰变时释放能量,从能量守恒的角度可以理解,要把衰变产物分解成单个核子需要更多的能量,所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能,B正确;原子核的结合能是该原子核的比结合能与核子数的乘积,铯原子核( 55Cs)的比结合能与铅原子核( 82Pb)的比结合能差不多,但铯原子核( 55Cs)的核子数比铅原子核( 82Pb)的核子数少得多,因此其结合能小,C正确;自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能,D错误.

9.(2018·周口模拟)在下列关于近代物理知识的说法中,正确的是( ) A.玻尔理论可以成功解释氢原子的光谱现象

B.氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,原子的能量增大 C.β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流

D.铀元素的半衰期为T,当温度发生变化时,铀元素的半衰期也发生变化

解析:选AB.玻尔理论成功地解释了氢原子的光谱现象,故A正确;氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,原子的能量增大,故B正确;β射线是原子核中的一个中子转变为一个电子和一个质子,电子释放出来,故C错误;半衰期的大小与温度无关,由原子核内部因素决定.故D错误. 10.(2018·河北邯郸模拟)下列说法正确的是( )

A.卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔实验,证明了原子核是由质子和中子组成的

B.波尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域,提出了定态和跃迁的概念,成功地解释了氢原子光谱的实验规律

C.在α、β、γ这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,β射线的电离能力最强 D.在原子核中,比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固

解析:选BD.卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔实验,提出了原子的核式结构模型,故A错误;波尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域,提出了定态和跃迁的概念,成功地解释了氢原子光谱的实验规律,故B正确;在α、β、γ这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,α射线的电离能力最强,故C错误;在原子核中,比结合能越大的原子核,核子结合得越牢固,故D正确.

11.氦3与氘的核聚变发电不产生温室气体,不产生放射性物质,是一种十分清洁、安全和环保的能源,开发月壤中蕴藏丰富的氦3资源,对人类社会今后的可持续发展具有深远意义.该核反应可表示为2He+1H→3Li+X(X表示某种粒子),若2He、1H和3Li的质量分别为m1、m2、m3,则下列选项正确的是( ) A.X为中子

B.这种核反应在月球上可自发进行 C.高速的X粒子可以用来工业探伤 D.该反应释放的核能ΔE<(m1+m2-m3)c

解析:选AD.由电荷数守恒和质量数守恒可得X为0n,A正确;轻核聚变又称热核反应,必须在高温下进行,不能在月球上自发进行,B错误;能够用来工业探伤的是γ射线,并非高速中子流,C错误;由质能方程可知,该反应释放的核能ΔE=(m1+m2-m3-mn)c<(m1+m2-m3)c,D正确.

12.如图所示,在氢原子能级图中,氢原子从各个较高能级跃迁至同一较低能级时,会发出一系列光谱线,形成

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