一点一练2022版高考物理复习专题三十四近代物理初步专题演练含两年高考一年模拟

考点34　近代物理初步两年高考真题演练1．[2022·新课标全国卷Ⅱ，35(1)](多选)实物粒子和光都具有波粒二象性。下列事实中突出体现波动性的是(　　)A．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构E．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关2．[2022·福建理综，30(1)]下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是(　　)A．γ射线是高速运动的电子流B．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D.83Bi的半衰期是5天，100克83Bi经过10天后还剩下50克3．(2022·北京理综，17)实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图，则(　　)A．轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外B．轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外C．轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里D．轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里4．(2022·北京理综，14)下列核反应方程中，属于α衰变的是(　　)A.N＋He→O＋HB.U→Th＋HeC.H＋H→He＋nD.Th→Pa＋e5．(2022·广东理综，18)(多选)科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：X＋Y→He＋H＋4.9MeV和H＋H→He＋X＋17.6MeV，下列表述正确的有(　　)A．X是中子B．Y的质子数是3，中子数是6C．两个核反应都没有质量亏损D．氘和氚的核反应是核聚变反应6．[2022·山东理综，39(1)](多选)14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约5700年。已知植物存活期间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是(　　)A．该古木的年代距今约5700年B．12C、13C、14C具有相同的中子数7\nC．14C衰变为14N的过程中放出β射线D．增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变7．[2022·新课标全国卷Ⅰ，35(1)](多选)关于天然放射性，下列说法正确的是(　　)A．所有元素都可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强E．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线8．[2022·新课标全国卷Ⅱ，35(1)](多选)在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史事实的是(　　)A．密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核C．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子E．汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷9．[2022·新课标全国卷Ⅰ，35(1)]在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Uc与入射光的频率ν的关系如图所示。若该直线的斜率和截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量可表示为________，所用材料的逸出功可表示为________。10．(2022·江苏单科，12C)(多选)(1)波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有(　　)A．光电效应现象揭示了光的粒子性B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等(2)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，U是核电站常用的核燃料。U受一个中子轰击后裂变成Ba和Kr两部分，并产生________个中子。要使链式反应发生，裂变物质的体积要________(选填“大于”或“小于”)它的临界体积。(3)取质子的质量mp＝1.6726×10－27kg，中子的质量mn＝1.6749×10－27kg，α粒子的质量mα＝6.6467×10－27kg，光速c＝3.0×108m/s。请计算α粒子的结合能。(计算结果保留两位有效数字)7\n考点34　近代物理初步一年模拟试题精练　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1．(2022·北京丰台区一模)已知天然放射现象放出α、β、γ三种射线。下列说法正确的是(　　)A．α、β、γ三种射线分别是氦原子核、电子和中子B．三种射线中α射线速度最快、β射线电离作用最强、γ射线穿透能力最强C．α射线轰击氮原子核可以产生质子，核反应方程为He＋N→O＋HD．英国物理学家J.J.汤姆孙最早用α射线完成著名的“α粒子散射实验”并提出核式结构的原子模型2．(2022·陕西五校一模)(多选)以下有关近代物理内容的若干叙述，正确的是(　　)A．紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B．质子和中子结合成新原子核一定有质量亏损，释放出能量C．有10个放射性元素的原子核，当有5个原子核发生衰变所需的时间就是该放射性元素的半衰期D．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时氢原子的电势能减小，电子的动能增大3．(2022·新余市期末)(多选)在光电效应实验中，两个实验小组分别在各自的实验室，约定用相同频率的单色光，分别照射锌和银的表面，结果都能发生光电效应，如图甲，并记录相关数据。对于这两组实验，下列判断正确的是(　　)A．饱和光电流一定不同B．因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压Uc不同C．光电子的最大初动能不同D．因为光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同E．分别用不同频率的光照射之后绘制Uc～ν图象(ν为照射光频率，图乙为其中一小组绘制的图象)，图象的斜率可能不同4．(2022·景德镇市二检)(多选)下列说法正确的是(　　)A．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型B．结合能越大，原子核结构一定越稳定C．如果使用某种频率的光不能使某金属发生光电效应，则需增大入射光的光照强度才行D．发生β衰变时，元素原子核的质量数不变，电荷数增加1E．在相同速率情况下，利用质子流比利用电子流制造的显微镜将有更高的分辨率5．(2022·贵州七校联考)(多选)下列几幅图的有关说法中正确的是(　　)7\nA．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径不是任意的B．发现少数α粒子发生了较大偏转，因为原子的质量绝大部分集中在很小空间范围内C．光电效应实验和康普顿效应实验说明了光具有粒子性D．射线甲由α粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷E．链式反应属于重核的裂变6．(2022·洛阳重点中学联考)两个动能均为1MeV的氘核发生正面碰撞，引起如下反应：H＋H→H＋H。已知氘核的质量为2.0136u，氚核的质量为3.0156u，氕核的质量为1.0073u，1原子质量单位(u)相当于931.5MeV。(1)此核反应中放出的能量ΔE为多少兆电子伏特？(2)若放出的能量全部变为新生核的动能，则新生的氕核所具有的动能为多少兆电子伏特？参考答案考点34　近代物理初步两年高考真题演练1．ACD　[电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，可以说明电子是一种波，故A正确；β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹，可以说明β射线是一种粒子，故B错误；人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，中子衍射说明中子是一种波，故C正确；人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，利用了电子束的衍涉现象，说明电子束是一种波，故D正确；光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，说明光是一种粒子，故E错误。]2．B　[γ射线是光子流，故A错误；氢原子辐射光子后，由高能级向低能级跃迁，半径减小，绕核运动的动能增大，故B正确；太阳辐射能量主要来源是太阳中发生的轻核聚变，故C错误；100克83Bi经过10天即2个半衰期还剩下×100克＝25克，故D错误。]3．D　[静止的原子核发生β衰变，动量守恒，即MV＝mv，新核和电子在磁场中做匀速圆周运动，根据qvB＝m知r＝，即r∝，故轨迹1是电子的，轨迹2是新核的，7\n又由左手定则可知磁场的方向为垂直于纸面向里，所以只有选项D正确。]4．B　[α衰变是重核自发的发出α粒子的天然放射现象，其中α粒子是He，所以B正确；A为人工转变，C为轻核的聚变，D是β衰变，故A、C、D皆错误。]5．AD　[根据核反应中质量数和电荷数守恒，可知X是X，所以为中子，A正确；Y应为Y，所以Y的质子数为3，核子数为6，中子数为3，B错误；两核反应均有能量释放，根据爱因斯坦质能方程，两核反应都有质量亏损，C错误；由聚变反应概念知，D正确。]6．AC　[因古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，则可知经过的时间为一个半衰期，即该古木的年代距今约为5700年，选项A正确；12C、13C、14C具有相同的质子数，由于质量数不同，故中子数不同，选项B错误；根据核反应方程可知，14C衰变为14N的过程中放出电子，即发出β射线，选项C正确；外界环境不影响放射性元素的半衰期，选项D错误。]7．BCD　[原子序数大于或等于83的元素，都能发生衰变，而原子序数小于83的部分元素能发生衰变，故A错；放射性元素的衰变是原子核内部结构的变化，与核外电子的得失及环境温度无关，故B、C项正确；在α、β、γ三种射线中，α、β为带电粒子，穿透本领较弱，γ射线不带电，具有较强的穿透本领，故D项正确；一个原子核不能同时发生α和β衰变，故E项错误。]8．ACE　[密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值，选项A正确；贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，说明原子核的组成情况，而原子中存在原子核是卢瑟福的α粒子散射实验发现的，选项B、D错误；居里夫妇发现钋和镭是从沥青中分离出来的，选项C正确；汤姆逊通过阴极射线在电磁场中的偏转，发现阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出其比荷，选项E正确。]9．解析　光电效应中，入射光子能量hν，克服逸出功W0后多余的能量转换为电子动能，反向遏制电压eU＝hν－W0，整理得U＝ν－，斜率即＝k，所以普朗克常量h＝ek，截距为b，即eb＝－W0，所以逸出功W0＝－eb。答案　ek　－eb10．解析　(1)光电效应说明光的粒子性，所以A正确；热中子束在晶体上产生衍射图样，即运动的实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，所以B正确；黑体辐射的实验规律说明电磁辐射具有量子化，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐射用光的粒子性解释，即C错误；根据德布罗意波长公式λ＝，p2＝2mEk，7\n又质子的质量大于电子的质量，所以动能相等的质子和电子，质子的德布罗意波较短，所以D错误。(2)由质量数和电荷数守可知：U＋n→Ba＋Kr＋3n，可见产生了3个中子，链式反应的一个条件是铀燃料的体积必须大于或等于临界体积。(3)根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2，可求：ΔE＝(2mp＋2mn－mα)c2＝4.3×10－12J。答案　(1)AB　(2)3　大于　(3)4.3×10－12J一年模拟试题精练1．C　2.BD3．BCD　[虽然光的频率相同，但光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，而饱和光电流不一定相同，故A错误，D正确；根据光电效应反应方程Ekm＝hν－W0和eUc＝Ekm得出，相同频率，不同逸出功，则遏止电压也不同，光电子的最大初动能也不同，故B、C正确；因为Uc＝－知图象的斜率等于，从图象上可以得出斜率的大小，已知电子的电荷量，可以求出斜率与普朗克常量有关，故E错误。]4．ADE　[卢瑟福通过分析α粒子散射实验的结果，建立了原子的核式结构模型，故A正确；平均结合能越大，原子核结构一定越稳定，故B错误；不能使某金属发生光电效应，是因入射光的频率小于极限频率，与入射光的光照强度无关，故C错误；β衰变时，元素原子核的质量数不变，电荷数增加1，故D正确；相同速率情况下，质子流的动量大于电子流，根据λ＝，可知质子流的波长比电子流小，衍射现象不明显，则有更高的分辨率，故E正确。]5．ACE　[由图和根据玻尔理论知道，电子的轨道不是任意的，电子有确定的轨道，故A正确；少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的几乎全部质量和所有正电荷主要集中在很小的核上，否则不可能发生大角度偏转，故B错误；光电效应实验和康普顿效应实验均说明了光具有粒子性，故C正确；根据左手定则可得，向左偏转的粒子带正电，所以射线丙由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D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E正确。]6．解析　(1)由质能方程得ΔE＝Δmc2＝(2×2.0136－3.0156－1.0073)×931.5MeV＝4.005MeV。(2)相互作用过程中能量守恒，设新生核的动量大小分别为p1、p2，则p1＝p2＝pEkm1＝m1v＝7\nEkm2＝m2v＝由能量守恒定律，有2Ek＋ΔE＝Ekm1＋Ekm2解得Ekm2≈4.5MeV。答案　(1)4.005MeV　(2)4.5MeV7