2025新教材物理高考第一轮
专题十六 近代物理初步
五年高考
考点过关练
考点一 光电效应 波粒二象性
1.(2022湖南,1,4分)关于原子结构和微观粒子波粒二象性,下列说法正确的是 ( )
A.卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征
B.玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律
C.光电效应揭示了光的粒子性
D.电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性
2.(2021浙江6月选考,13,3分)已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,电子的质量为9.11×10-31 kg。一个电子和一滴直径约为4 μm的油滴具有相同动能,则电子与油滴的德布罗意波长之比的数量级为 ( )
A.10-8 B.106 C.108 D.1016
3.(2019北京理综,19,6分)光电管是一种利用光照射产生电流的装置,当入射光照在管中金属板上时,可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果。
组 次 入射光子的 能量/eV 相对 光强 光电流 大小/mA 逸出光电子的 最大动能/eV
第一组 1 2 3 4.0 4.0 4.0 弱 中 强 29 43 60 0.9 0.9 0.9
第二组 4 5 6 6.0 6.0 6.0 弱 中 强 27 40 55 2.9 2.9 2.9
由表中数据得出的论断中不正确的是 ( )
A.两组实验采用了不同频率的入射光
B.两组实验所用的金属板材质不同
C.若入射光子的能量为5.0 eV,逸出光电子的最大动能为1.9 eV
D.若入射光子的能量为5.0 eV,相对光强越强,光电流越大
4.(2022全国乙,17,6分)一点光源以113 W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6×10-7 m的光,在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3×1014个。普朗克常量为h=6.63×10-34 J·s。R约为 ( )
A.1×102 m B.3×102 m
C.6×102 m D.9×102 m
5.(2021江苏,8,4分)如图所示,分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究,其截止频率ν1<ν2,保持入射光不变,则光电子到达A极时动能的最大值Ekm随电压U变化关系的图像是 ( )
6.(2022河北,4,4分)如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压Uc与入射光频率ν的实验曲线,该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程,并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可知 ( )
A.钠的逸出功为hνc
B.钠的截止频率为8.5×1014 Hz
C.图中直线的斜率为普朗克常量h
D.遏止电压Uc与入射光频率ν成正比
考点二 原子结构
7.(2023河北,1,4分)2022年8月30日,国家航天局正式发布了“羲和号”太阳探测卫星国际上首次在轨获取的太阳Hα谱线精细结构。Hα是氢原子巴耳末系中波长最长的谱线,其对应的能级跃迁过程为 ( )
A.从∞跃迁到n=2
B.从n=5跃迁到n=2
C.从n=4跃迁到n=2
D.从n=3跃迁到n=2
8.(2023山东,1,3分)“梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的冷原子钟组发射升空,对提升我国导航定位、深空探测等技术具有重要意义。如图所示为某原子钟工作的四能级体系,原子吸收频率为ν0的光子从基态能级Ⅰ跃迁至激发态能级Ⅱ,然后自发辐射出频率为ν1的光子,跃迁到钟跃迁的上能级2,并在一定条件下可跃迁到钟跃迁的下能级1,实现受激辐射,发出钟激光,最后辐射出频率为ν3的光子回到基态。该原子钟产生的钟激光的频率ν2为( )
A.ν0+ν1+ν3 B.ν0+ν1-ν3
C.ν0-ν1+ν3 D.ν0-ν1-ν3
9.(2023新课标,16,6分)铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁发射的光子具有稳定的频率,铯原子钟利用的两能级的能量差量级为10-5 eV,跃迁发射的光子的频率量级为(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,元电荷e=1.60×10-19 C) ( )
A.103 Hz B.106 Hz
C.109 Hz D.1012 Hz
10.(2022广东,5,4分)目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子。氢原子第n能级的能量为En=,其中E1=-13.6 eV。如图是按能量排列的电磁波谱,要使n=20的氢原子吸收一个光子后,恰好失去一个电子变成氢离子,被吸收的光子是( )
A.红外线波段的光子 B.可见光波段的光子
C.紫外线波段的光子 D.X射线波段的光子
11.(2022重庆,6,4分)如图为氢原子的能级示意图。已知蓝光光子的能量范围为2.53 ~ 2.76 eV,紫光光子的能量范围为2.76 ~3.10 eV。若使处于基态的氢原子被激发后,可辐射蓝光,不辐射紫光,则激发氢原子的光子能量为 ( )
A.10.20 eV B.12.09 eV
C.12.75 eV D.13.06 eV
12.(2022浙江6月选考,7,3分)图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=3的激发态,在向低能级跃迁时放出光子,用这些光子照射逸出功为2.29 eV的金属钠。下列说法正确的是 ( )
A.逸出光电子的最大初动能为10.80 eV
B.n=3跃迁到n=1放出的光子动量最大
C.有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应
D.用0.85 eV的光子照射,氢原子跃迁到n=4激发态
考点三 原子核 核反应
13.(2020浙江1月选考,4,3分)下列说法正确的是 ( )
A.α射线的穿透能力比γ射线强
B.天然放射现象说明原子具有复杂的结构
C.核聚变中平均每个核子放出的能量比裂变中平均每个核子的小
D.半衰期跟放射性元素以单质或化合物形式存在无关
14.(2023全国乙,16,6分)2022年10月,全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴,其中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜等装置在该事件观测中作出重要贡献。由观测结果推断,该伽马射线暴在1分钟内释放的能量量级为1048 J。假设释放的能量来自物质质量的减少,则每秒钟平均减少的质量量级为(光速为3×108 m/s) ( )
A.1019 kg B.1024 kg C.1029 kg D.1034 kg
15.(2023湖南,1,4分)2023年4月12日,中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置(EAST)创下新纪录,实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行,为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步,下列关于核反应的说法正确的是 ( )
A.相同质量的核燃料,轻核聚变比重核裂变释放的核能更多
B.氘氚核聚变的核反应方程为HH → Hee
C.核聚变的核反应燃料主要是铀235
D.核聚变反应过程中没有质量亏损
16.(2022湖北,1,4分)上世纪四十年代初,我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案:如果静止原子核Be俘获核外K层电子e,可生成一个新原子核X,并放出中微子νe,即Bee→Xνe。根据核反应后原子核X的动能和动量,可以间接测量中微子的能量和动量,进而确定中微子的存在。下列说法正确的是 ( )
A.原子核X是Li
B.核反应前后的总质子数不变
C.核反应前后总质量数不同
D.中微子νe的电荷量与电子的相同
17.(2022浙江1月选考,14,2分)(多选)2021年12月15日秦山核电站迎来了安全发电30周年,核电站累计发电约6.9×1011 kW·h,相当于减排二氧化碳六亿多吨。为了提高能源利用率,核电站还将利用冷却水给周围居民供热。下列说法正确的是( )
A.秦山核电站利用的是核聚变释放的能量
B.秦山核电站发电使原子核亏损的质量约为27.6 kg
C.核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应的速度
D.反应堆中存在UnBaKr+n的核反应
18.(2021浙江6月选考,14,2分)(多选)对四个核反应方程(1UThHe;(2Th→Pae;(3NHe→H;(4H+Hen+17.6 MeV,下列说法正确的是 ( )
A.(1)(2)式核反应没有释放能量
B.(1)(2)(3)式均是原子核衰变方程
C.(3)式是人类第一次实现原子核转变的方程
D.利用激光引发可控的(4)式核聚变是正在尝试的技术之一
19.(2021全国乙,17,6分)医学治疗中常用放射性核素113In产生γ射线,而113In是由半衰期相对较长的113Sn衰变产生的。对于质量为m0的113Sn,经过时间t后剩余的113Sn质量为m,其 t图线如图所示。从图中可以得到113Sn的半衰期为 ( )
A.67.3 d B.101.0 d
C.115.1 d D.124.9 d
20.(2022全国甲,17,6分)两种放射性元素的半衰期分别为t0和2t0,在t=0时刻这两种元素的原子核总数为N,在t=2t0时刻,尚未衰变的原子核总数为,则在t=4t0时刻,尚未衰变的原子核总数为 ( )
A. B.
C. D.
21.(2023福建,9,3分)福建福清核电站采用我国完全自主研发的“华龙一号”反应堆技术,建设了安全级别世界最高的机组。机组利用U核裂变释放的能量发电,典型的核反应方程为nUBaKr+n,则A= ,Z= ;若核反应过程中质量亏损1 g,释放的能量为 J(光速大小取3.0×108 m/s)。
三年模拟
考点强化练
考点一 光电效应 波粒二象性
1.(2023届湖北武汉5月模拟,1)人们认识量子论的第一步始于对黑体辐射实验规律的解释,如图所示画出了T1、T2两种温度下黑体的辐射强度与其辐射电磁波波长的关系,下列说法正确的是 ( )
A.T1
C.随着温度升高,波长短的辐射强度增大,波长长的辐射强度减小
D.爱因斯坦提出的能量子假说很好地解释了黑体辐射的实验规律
2.(2023届北京东城二模,5)某光源发出的光由不同波长的光组成。不同波长的光的强度(表示光的强弱)如图所示。使金属恰好发生光电效应的光的波长,称为极限波长。表中为一些金属的极限波长。用该光源照射表中金属表面,则 ( )
材料 铂 钨 钠
极限波长(nm) 196 274 542
A.只有钠表面有电子逸出
B.只有铂表面有电子逸出
C.钨、铂表面均有电子逸出
D.铂、钨、钠表面均有电子逸出
3.(2023届江苏苏州八校联盟三模,4)激光冷却中性原子的原理如图所示,质量为m、速度为v0的原子连续吸收多个迎面射来的频率为ν的光子后,速度减小。不考虑原子质量的变化,光速为c。下列说法正确的是 ( )
A.激光冷却利用了光的波动性
B.原子吸收第一个光子后速度的变化量为Δv=-
C.原子每吸收一个光子后速度的变化量不同
D.原子吸收个光子后速度减小到原来的一半
4.(2024届江苏南京六校联合体8月调研,6)如图所示,图甲为氢原子的能级图,大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时,发出频率不同的大量光子,其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时,电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是( )
甲
A.频率最高的光子是从n=4跃迁到n=3发出的
B.光电管阴极K金属材料的逸出功为7.0 eV
C.若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零,则可判断图乙中电源右侧为正极
D.氢原子跃迁放出的光子中有3种频率的光子可以使阴极K发生光电效应
考点二 原子结构
5.(2023届安徽宣城期末,3)如图为氢原子在可见光区域的四条光谱线,已知普朗克常量 h=6.63×10-34 J·s,真空中光速c=3×108 m/s,可见光的波长在400 nm~700 nm之间,则下列说法正确的是( )
A.氢原子光谱由氢原子核能级跃迁产生
B.Hα谱线对应光子的能量最大
C.Hγ谱线对应的是可见光中的红光
D.Hβ谱线对应的光照射逸出功为2.25 eV的金属钾,可以发生光电效应
6.(2024届福建福州延安中学10月月考,1)如图所示是氢原子的能级图,大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时,可以辐射出多种不同频率的光子,其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n=2能级跃迁时辐射出的光子。下列说法正确的是 ( )
A.最多可辐射出6种频率不同的光子,全部属于巴耳末系
B.辐射出的光子中波长最长的是n=4激发态跃迁到n=3激发态时产生的
C.用动能为12.7 eV的电子撞击氢原子,可使处于基态的氢原子跃迁至n=4的激发态
D.用能量为2.56 eV的光子照射处于n=2能级的氢原子,可以使它跃迁到n=4的激发态
7.(2024届江苏海安高级中学一考,11)光电效应中,原子的内、外层电子都可能被激发而产生光电效应。多电子原子核外电子的分布可以分为若干壳层,由内到外依次是1s、2s、2p……相比于外层电子,内层电子离原子核更近,电离能更大,如果要激发内层电子,需要更大能量的高能粒子流或者高能光子。实验中用能量为20 keV的高能光子照射某原子,致使1s能级上的一个电子被击出,该能级中出现一个空穴(如图甲),来自2s能级上的电子跃迁到1s能级填充空穴,相应地将能量转移给2p能级上的电子,使这个电子脱离原子束缚跑到真空中去,这个电子被称为俄歇电子。已知1s、2s和2p能级电子的电离能分别为5.60 keV、0.70 keV和0.58 keV,假设2p能级上电子的初动能为0,那么成为俄歇电子后其动能为 ( )
A.4.32 keV B.13.70 keV
C.13.82 keV D.13.12 keV
考点三 原子核 核反应
8.(2023届天津重点学校考前模拟二,1)为了研究原子的性质,科学家们做了大量的实验研究,关于四幅示意图,下列说法正确的是( )
A.汤姆孙通过分析图①的α粒子散射实验结果,提出了原子核式结构模型
B.②表示的核反应属于重核裂变,在裂变过程中要吸收能量
C.③中向左偏转的是β粒子,向右偏转的是α粒子,不偏转的是γ粒子
D.锌的逸出功为3.34 eV,用④中一群处于n=4能级的氢原子跃迁辐射的光照射锌板,逸出光电子的最大初动能为9.41 eV
9.(2023届江苏八市二模,4)太阳大约在几十亿年后,会逐渐进入红巨星时期,核心温度逐渐升高,当升至某一温度时,太阳内部的氦元素开始转变为碳,即氦闪。三个He生成一个C(称为3α反应),核反应方程为He→C,瞬间释放大量的核能。下列说法不正确的是(已知C的质量mC=12.000 0 uHe的质量mHe=4.002 6 u,1 u的质量对应的能量是931.5 MeV)( )
A.氦闪发生的是人工转变
B.一次3α反应释放的核能为7.265 7 MeV
C.一次3α反应亏损的质量Δm=0.007 8 u
DC的比结合能比 He的比结合能大,更稳定
10.(2023届湖北部分名校联考,1)核电站发电原理是核裂变反应所释放的能量通过热力产生电能,铀235是核电站的主要核燃料,核反应堆在工作时,铀235既发生裂变,也发生衰变,铀235裂变方程为Un→XKr+n,衰变方程为U→YHe,则下列说法正确的是 ( )
A.裂变产生的新核X质量数为147
BU的比结合能小于Kr的比结合能
C.衰变过程是通过吸收裂变过程释放的能量进行的
D.反应堆中镉棒插入深一些将会加快核反应速度
11.(2023届湖北天门适应考,1)一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核,衰变方程为U→He,生成的Th经过一系列α衰变和β衰变后变成Pb,以下说法正确的是( )
A.铀单核衰变生成的钍核的动能小于生成的α粒子的动能
B.β衰变过程中释放的电子来自核外电子
CTh需经过7次α衰变、8次β衰变转化为Pb
D.钍核Th)的半衰期是24天,20个钍核经过48天后,还剩5个钍核
12.(2023届湖南考前诊断,5)在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个静止的放射性原子核X(Z>4)发生了一次α衰变。放射出的α粒子He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动,其轨道半径为r,如图所示为衰变后新核和α粒子的轨迹,且原子核衰变时其能量都以α粒子和新核的动能形式释放。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量,下列说法正确的是 ( )
A.图中α粒子的轨迹为轨迹1
B.衰变后新核的速度大小为
C.α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,该环形电流大小为
D.衰变时释放的核能为
专题十六 近代物理初步
五年高考
考点过关练
考点一 光电效应 波粒二象性
1.(2022湖南,1,4分)关于原子结构和微观粒子波粒二象性,下列说法正确的是 ( )
A.卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征
B.玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律
C.光电效应揭示了光的粒子性
D.电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性
答案 C
2.(2021浙江6月选考,13,3分)已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,电子的质量为9.11×10-31 kg。一个电子和一滴直径约为4 μm的油滴具有相同动能,则电子与油滴的德布罗意波长之比的数量级为 ( )
A.10-8 B.106 C.108 D.1016
答案 C
3.(2019北京理综,19,6分)光电管是一种利用光照射产生电流的装置,当入射光照在管中金属板上时,可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果。
组 次 入射光子的 能量/eV 相对 光强 光电流 大小/mA 逸出光电子的 最大动能/eV
第一组 1 2 3 4.0 4.0 4.0 弱 中 强 29 43 60 0.9 0.9 0.9
第二组 4 5 6 6.0 6.0 6.0 弱 中 强 27 40 55 2.9 2.9 2.9
由表中数据得出的论断中不正确的是 ( )
A.两组实验采用了不同频率的入射光
B.两组实验所用的金属板材质不同
C.若入射光子的能量为5.0 eV,逸出光电子的最大动能为1.9 eV
D.若入射光子的能量为5.0 eV,相对光强越强,光电流越大
答案 B
4.(2022全国乙,17,6分)一点光源以113 W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6×10-7 m的光,在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3×1014个。普朗克常量为h=6.63×10-34 J·s。R约为 ( )
A.1×102 m B.3×102 m
C.6×102 m D.9×102 m
答案 B
5.(2021江苏,8,4分)如图所示,分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究,其截止频率ν1<ν2,保持入射光不变,则光电子到达A极时动能的最大值Ekm随电压U变化关系的图像是 ( )
答案 C
6.(2022河北,4,4分)如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压Uc与入射光频率ν的实验曲线,该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程,并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可知 ( )
A.钠的逸出功为hνc
B.钠的截止频率为8.5×1014 Hz
C.图中直线的斜率为普朗克常量h
D.遏止电压Uc与入射光频率ν成正比
答案 A
考点二 原子结构
7.(2023河北,1,4分)2022年8月30日,国家航天局正式发布了“羲和号”太阳探测卫星国际上首次在轨获取的太阳Hα谱线精细结构。Hα是氢原子巴耳末系中波长最长的谱线,其对应的能级跃迁过程为 ( )
A.从∞跃迁到n=2
B.从n=5跃迁到n=2
C.从n=4跃迁到n=2
D.从n=3跃迁到n=2
答案 D
8.(2023山东,1,3分)“梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的冷原子钟组发射升空,对提升我国导航定位、深空探测等技术具有重要意义。如图所示为某原子钟工作的四能级体系,原子吸收频率为ν0的光子从基态能级Ⅰ跃迁至激发态能级Ⅱ,然后自发辐射出频率为ν1的光子,跃迁到钟跃迁的上能级2,并在一定条件下可跃迁到钟跃迁的下能级1,实现受激辐射,发出钟激光,最后辐射出频率为ν3的光子回到基态。该原子钟产生的钟激光的频率ν2为( )
A.ν0+ν1+ν3 B.ν0+ν1-ν3
C.ν0-ν1+ν3 D.ν0-ν1-ν3
答案 D
9.(2023新课标,16,6分)铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁发射的光子具有稳定的频率,铯原子钟利用的两能级的能量差量级为10-5 eV,跃迁发射的光子的频率量级为(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,元电荷e=1.60×10-19 C) ( )
A.103 Hz B.106 Hz
C.109 Hz D.1012 Hz
答案 C
10.(2022广东,5,4分)目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子。氢原子第n能级的能量为En=,其中E1=-13.6 eV。如图是按能量排列的电磁波谱,要使n=20的氢原子吸收一个光子后,恰好失去一个电子变成氢离子,被吸收的光子是( )
A.红外线波段的光子 B.可见光波段的光子
C.紫外线波段的光子 D.X射线波段的光子
答案 A
11.(2022重庆,6,4分)如图为氢原子的能级示意图。已知蓝光光子的能量范围为2.53 ~ 2.76 eV,紫光光子的能量范围为2.76 ~3.10 eV。若使处于基态的氢原子被激发后,可辐射蓝光,不辐射紫光,则激发氢原子的光子能量为 ( )
A.10.20 eV B.12.09 eV
C.12.75 eV D.13.06 eV
答案 C
12.(2022浙江6月选考,7,3分)图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=3的激发态,在向低能级跃迁时放出光子,用这些光子照射逸出功为2.29 eV的金属钠。下列说法正确的是 ( )
A.逸出光电子的最大初动能为10.80 eV
B.n=3跃迁到n=1放出的光子动量最大
C.有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应
D.用0.85 eV的光子照射,氢原子跃迁到n=4激发态
答案 B
考点三 原子核 核反应
13.(2020浙江1月选考,4,3分)下列说法正确的是 ( )
A.α射线的穿透能力比γ射线强
B.天然放射现象说明原子具有复杂的结构
C.核聚变中平均每个核子放出的能量比裂变中平均每个核子的小
D.半衰期跟放射性元素以单质或化合物形式存在无关
答案 D
14.(2023全国乙,16,6分)2022年10月,全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴,其中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜等装置在该事件观测中作出重要贡献。由观测结果推断,该伽马射线暴在1分钟内释放的能量量级为1048 J。假设释放的能量来自物质质量的减少,则每秒钟平均减少的质量量级为(光速为3×108 m/s) ( )
A.1019 kg B.1024 kg C.1029 kg D.1034 kg
答案 C
15.(2023湖南,1,4分)2023年4月12日,中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置(EAST)创下新纪录,实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行,为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步,下列关于核反应的说法正确的是 ( )
A.相同质量的核燃料,轻核聚变比重核裂变释放的核能更多
B.氘氚核聚变的核反应方程为HH → Hee
C.核聚变的核反应燃料主要是铀235
D.核聚变反应过程中没有质量亏损
答案 A
16.(2022湖北,1,4分)上世纪四十年代初,我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案:如果静止原子核Be俘获核外K层电子e,可生成一个新原子核X,并放出中微子νe,即Bee→Xνe。根据核反应后原子核X的动能和动量,可以间接测量中微子的能量和动量,进而确定中微子的存在。下列说法正确的是 ( )
A.原子核X是Li
B.核反应前后的总质子数不变
C.核反应前后总质量数不同
D.中微子νe的电荷量与电子的相同
答案 A
17.(2022浙江1月选考,14,2分)(多选)2021年12月15日秦山核电站迎来了安全发电30周年,核电站累计发电约6.9×1011 kW·h,相当于减排二氧化碳六亿多吨。为了提高能源利用率,核电站还将利用冷却水给周围居民供热。下列说法正确的是( )
A.秦山核电站利用的是核聚变释放的能量
B.秦山核电站发电使原子核亏损的质量约为27.6 kg
C.核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应的速度
D.反应堆中存在UnBaKr+n的核反应
答案 CD
18.(2021浙江6月选考,14,2分)(多选)对四个核反应方程(1UThHe;(2Th→Pae;(3NHe→H;(4H+Hen+17.6 MeV,下列说法正确的是 ( )
A.(1)(2)式核反应没有释放能量
B.(1)(2)(3)式均是原子核衰变方程
C.(3)式是人类第一次实现原子核转变的方程
D.利用激光引发可控的(4)式核聚变是正在尝试的技术之一
答案 CD
19.(2021全国乙,17,6分)医学治疗中常用放射性核素113In产生γ射线,而113In是由半衰期相对较长的113Sn衰变产生的。对于质量为m0的113Sn,经过时间t后剩余的113Sn质量为m,其 t图线如图所示。从图中可以得到113Sn的半衰期为 ( )
A.67.3 d B.101.0 d
C.115.1 d D.124.9 d
答案 C
20.(2022全国甲,17,6分)两种放射性元素的半衰期分别为t0和2t0,在t=0时刻这两种元素的原子核总数为N,在t=2t0时刻,尚未衰变的原子核总数为,则在t=4t0时刻,尚未衰变的原子核总数为 ( )
A. B.
C. D.
答案 C
21.(2023福建,9,3分)福建福清核电站采用我国完全自主研发的“华龙一号”反应堆技术,建设了安全级别世界最高的机组。机组利用U核裂变释放的能量发电,典型的核反应方程为nUBaKr+n,则A= ,Z= ;若核反应过程中质量亏损1 g,释放的能量为 J(光速大小取3.0×108 m/s)。
答案 92 56 9×1013
三年模拟
考点强化练
考点一 光电效应 波粒二象性
1.(2023届湖北武汉5月模拟,1)人们认识量子论的第一步始于对黑体辐射实验规律的解释,如图所示画出了T1、T2两种温度下黑体的辐射强度与其辐射电磁波波长的关系,下列说法正确的是 ( )
A.T1
C.随着温度升高,波长短的辐射强度增大,波长长的辐射强度减小
D.爱因斯坦提出的能量子假说很好地解释了黑体辐射的实验规律
答案 B
2.(2023届北京东城二模,5)某光源发出的光由不同波长的光组成。不同波长的光的强度(表示光的强弱)如图所示。使金属恰好发生光电效应的光的波长,称为极限波长。表中为一些金属的极限波长。用该光源照射表中金属表面,则 ( )
材料 铂 钨 钠
极限波长(nm) 196 274 542
A.只有钠表面有电子逸出
B.只有铂表面有电子逸出
C.钨、铂表面均有电子逸出
D.铂、钨、钠表面均有电子逸出
答案 A
3.(2023届江苏苏州八校联盟三模,4)激光冷却中性原子的原理如图所示,质量为m、速度为v0的原子连续吸收多个迎面射来的频率为ν的光子后,速度减小。不考虑原子质量的变化,光速为c。下列说法正确的是 ( )
A.激光冷却利用了光的波动性
B.原子吸收第一个光子后速度的变化量为Δv=-
C.原子每吸收一个光子后速度的变化量不同
D.原子吸收个光子后速度减小到原来的一半
答案 B
4.(2024届江苏南京六校联合体8月调研,6)如图所示,图甲为氢原子的能级图,大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时,发出频率不同的大量光子,其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时,电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是( )
甲
A.频率最高的光子是从n=4跃迁到n=3发出的
B.光电管阴极K金属材料的逸出功为7.0 eV
C.若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零,则可判断图乙中电源右侧为正极
D.氢原子跃迁放出的光子中有3种频率的光子可以使阴极K发生光电效应
答案 D
考点二 原子结构
5.(2023届安徽宣城期末,3)如图为氢原子在可见光区域的四条光谱线,已知普朗克常量 h=6.63×10-34 J·s,真空中光速c=3×108 m/s,可见光的波长在400 nm~700 nm之间,则下列说法正确的是( )
A.氢原子光谱由氢原子核能级跃迁产生
B.Hα谱线对应光子的能量最大
C.Hγ谱线对应的是可见光中的红光
D.Hβ谱线对应的光照射逸出功为2.25 eV的金属钾,可以发生光电效应
答案 D
6.(2024届福建福州延安中学10月月考,1)如图所示是氢原子的能级图,大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时,可以辐射出多种不同频率的光子,其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n=2能级跃迁时辐射出的光子。下列说法正确的是 ( )
A.最多可辐射出6种频率不同的光子,全部属于巴耳末系
B.辐射出的光子中波长最长的是n=4激发态跃迁到n=3激发态时产生的
C.用动能为12.7 eV的电子撞击氢原子,可使处于基态的氢原子跃迁至n=4的激发态
D.用能量为2.56 eV的光子照射处于n=2能级的氢原子,可以使它跃迁到n=4的激发态
答案 B
7.(2024届江苏海安高级中学一考,11)光电效应中,原子的内、外层电子都可能被激发而产生光电效应。多电子原子核外电子的分布可以分为若干壳层,由内到外依次是1s、2s、2p……相比于外层电子,内层电子离原子核更近,电离能更大,如果要激发内层电子,需要更大能量的高能粒子流或者高能光子。实验中用能量为20 keV的高能光子照射某原子,致使1s能级上的一个电子被击出,该能级中出现一个空穴(如图甲),来自2s能级上的电子跃迁到1s能级填充空穴,相应地将能量转移给2p能级上的电子,使这个电子脱离原子束缚跑到真空中去,这个电子被称为俄歇电子。已知1s、2s和2p能级电子的电离能分别为5.60 keV、0.70 keV和0.58 keV,假设2p能级上电子的初动能为0,那么成为俄歇电子后其动能为 ( )
A.4.32 keV B.13.70 keV
C.13.82 keV D.13.12 keV
答案 A
考点三 原子核 核反应
8.(2023届天津重点学校考前模拟二,1)为了研究原子的性质,科学家们做了大量的实验研究,关于四幅示意图,下列说法正确的是( )
A.汤姆孙通过分析图①的α粒子散射实验结果,提出了原子核式结构模型
B.②表示的核反应属于重核裂变,在裂变过程中要吸收能量
C.③中向左偏转的是β粒子,向右偏转的是α粒子,不偏转的是γ粒子
D.锌的逸出功为3.34 eV,用④中一群处于n=4能级的氢原子跃迁辐射的光照射锌板,逸出光电子的最大初动能为9.41 eV
答案 D
9.(2023届江苏八市二模,4)太阳大约在几十亿年后,会逐渐进入红巨星时期,核心温度逐渐升高,当升至某一温度时,太阳内部的氦元素开始转变为碳,即氦闪。三个He生成一个C(称为3α反应),核反应方程为He→C,瞬间释放大量的核能。下列说法不正确的是(已知C的质量mC=12.000 0 uHe的质量mHe=4.002 6 u,1 u的质量对应的能量是931.5 MeV)( )
A.氦闪发生的是人工转变
B.一次3α反应释放的核能为7.265 7 MeV
C.一次3α反应亏损的质量Δm=0.007 8 u
DC的比结合能比 He的比结合能大,更稳定
答案 A
10.(2023届湖北部分名校联考,1)核电站发电原理是核裂变反应所释放的能量通过热力产生电能,铀235是核电站的主要核燃料,核反应堆在工作时,铀235既发生裂变,也发生衰变,铀235裂变方程为Un→XKr+n,衰变方程为U→YHe,则下列说法正确的是 ( )
A.裂变产生的新核X质量数为147
BU的比结合能小于Kr的比结合能
C.衰变过程是通过吸收裂变过程释放的能量进行的
D.反应堆中镉棒插入深一些将会加快核反应速度
答案 B
11.(2023届湖北天门适应考,1)一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核,衰变方程为U→He,生成的Th经过一系列α衰变和β衰变后变成Pb,以下说法正确的是( )
A.铀单核衰变生成的钍核的动能小于生成的α粒子的动能
B.β衰变过程中释放的电子来自核外电子
CTh需经过7次α衰变、8次β衰变转化为Pb
D.钍核Th)的半衰期是24天,20个钍核经过48天后,还剩5个钍核
答案 A
12.(2023届湖南考前诊断,5)在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个静止的放射性原子核X(Z>4)发生了一次α衰变。放射出的α粒子He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动,其轨道半径为r,如图所示为衰变后新核和α粒子的轨迹,且原子核衰变时其能量都以α粒子和新核的动能形式释放。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量,下列说法正确的是 ( )
A.图中α粒子的轨迹为轨迹1
B.衰变后新核的速度大小为
C.α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,该环形电流大小为
D.衰变时释放的核能为
答案 D
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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