北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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专题十三 近代物理初步
【5 年高考】
考点一 波粒二象性
1.(2017海南单科,7,4分)三束单色光1、2和3的波长分别为λ、λ 和λ(λ>λ>λ)。分别用这三束光照射同一种金属。
1 2 3 1 2 3
已知用光束2照射时,恰能产生光电子。下列说法正确的是( )
A.用光束1照射时,能产生光电子
B.用光束3照射时,不能产生光电子
C.用光束2照射时,光越强,产生的光电子的最大初动能越大
D.用光束2照射时,光越强,单位时间内产生的光电子数目越多
答案 D
2.(2019天津理综,5,6分)图为a、b、c三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。由a、b、c组成的
复色光通过三棱镜时,下述光路图中正确的是 ( )
答案 C
3.(2020浙江7月选考,5,3分)下列说法正确的是 ( )
A.质子的德布罗意波长与其动能成正比
B.天然放射的三种射线,穿透能力最强的是α射线
C.光电效应实验中的截止频率与入射光的频率有关
D.电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性
答案 D
4.(2018课标Ⅱ,17,6分)用波长为300 nm的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10-19 J。已知普朗克常
量为6.63×10-34 J·s,真空中的光速为3.00×108 m·s-1。能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为 ( )
A.1×1014 Hz B.8×1014 Hz
C.2×1015 Hz D.8×1015 Hz
答案 B
5.(2017课标Ⅲ,19,6分)(多选)在光电效应实验中,分别用频率为ν、ν 的单色光a、b照射到同种金属上,测得相应的遏
a b
止电压分别为U 和U、光电子的最大初动能分别为E 和E 。h为普朗克常量。下列说法正确的是( )
a b ka kb
A.若ν>ν,则一定有U<U
a b a b
B.若ν>ν,则一定有E >E
a b ka kb
C.若U<U,则一定有E <E
a b ka kb北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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D.若ν>ν,则一定有hν-E >hν-E
a b a ka b kb
答案 BC
6.[2016课标Ⅰ,35(1),5分](多选)现用某一光电管进行光电效应实验,当用某一频率的光入射时,有光电流产生。下列说
法正确的是 ( )
A.保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,饱和光电流变大
B.入射光的频率变高,饱和光电流变大
C.入射光的频率变高,光电子的最大初动能变大
D.保持入射光的光强不变,不断减小入射光的频率,始终有光电流产生
E.遏止电压的大小与入射光的频率有关,与入射光的光强无关
答案 ACE
7.(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。
入射光子的 光电流 逸出光电子的
组 次 相对光强
能量/eV 大小/mA 最大动能/eV
第 1 4.0 弱 29 0.9
一 2 4.0 中 43 0.9
组 3 4.0 强 60 0.9
第 4 6.0 弱 27 2.9
二 5 6.0 中 40 2.9
组 6 6.0 强 55 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
8.(2019海南单科,7,5分)(多选)对于钠和钙两种金属,其遏止电压U 与入射光频率ν的关系如图所示。用h、e分别表
c
示普朗克常量和电子电荷量,则 ( )
A.钠的逸出功小于钙的逸出功
ℎ
B.图中直线的斜率为
e
C.在得到这两条直线时,必须保证入射光的光强相同
D.若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能,则照射到钠的光频率较高
答案 AB
9.[2019江苏单科,12(3)]在“焊接”视网膜的眼科手术中,所用激光的波长λ=6.4×10-7 m,每个激光脉冲的能量E=1.5×10-
2 J。求每个脉冲中的光子数目。(已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,光速c=3×108 m/s。计算结果保留一位有效数字)
答案 5×1016北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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考点二 原子、原子核
1.(2018天津理综,5,6分)氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线H、H、H 和H,都是氢原子中电子从量子数n>2的
α β γ δ
能级跃迁到n=2的能级时发出的光,它们在真空中的波长由长到短,可以判定( )
A.H 对应的前后能级之差最小
α
B.同一介质对H 的折射率最大
α
C.同一介质中H 的传播速度最大
δ
D.用H 照射某一金属能发生光电效应,则H 也一定能
γ β
答案 A
2.(2021辽宁新高考适应卷,3,4分)中科院近代物理研究所利用兰州重离子加速器(HIRFL),通过“熔合蒸发”反应合成
271
超重核 Ds并辐射出中子。下列可能合成该超重核的原子核组合是 ( )
110
A.64 Ni、208
Pb
B.62 Ni、209
Bi
28 82 28 83
C.64 Ni、207
Pb
D.62 Ni、210
Bi
28 82 28 83
答案 A
3.(2018天津理综,1,6分)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.14
N俘获一个α粒子,产生
17
O并放出一个粒子
7 8
B.27
Al俘获一个α粒子,产生
30
P并放出一个粒子
13 15
C.11
B俘获一个质子,产生
8
Be并放出一个粒子
5 4
D.6
Li俘获一个质子,产生
3
He并放出一个粒子
3 2
答案 B
4.(2020天津,1,5分)在物理学发展的进程中,人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究,获得正确的理论认识。
下列图示的实验中导致发现原子具有核式结构的是 ( )北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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答案 D
2
5.(2020课标Ⅱ,18,6分)氘核 H可通过一系列聚变反应释放能量,其总效果可用反应式
1
62 H→24 He+21 H+21
n+43.15 MeV
1 2 1 0
表示。海水中富含氘,已知1 kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个,若全都发生聚变反应,其释放的能量与质量为M的
标准煤燃烧时释放的热量相等;已知1 kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107 J,1 MeV=1.6×10-13 J,则M约为 ( )
A.40 kg B.100 kg
C.400 kg D.1 000 kg
答案 C
6.(2020课标Ⅰ,19,6分)(多选)下列核反应方程中,X、X、X、X 代表α粒子的有 ( )
1 2 3 4
A.2 H+2 H→1
n+X
B.2 H+3 H→1
n+X
1 1 0 1 1 1 0 2
C.235 U+1 n→144 Ba+89
Kr+3X
D.1 n+6 Li→3
H+X
92 0 56 36 3 0 3 1 4
答案 BD
7.(2020课标Ⅲ,19,6分)(多选)1934年,约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝箔,首次产生了人工放射性同位素X,反应方程为
4 He+27 Al→X+1 n。X会衰变成原子核Y,衰变方程为X→Y +0 e。则 ( )
2 13 0 1
A.X的质量数与Y的质量数相等
B.X的电荷数比Y的电荷数少1
27
C.X的电荷数比 Al的电荷数多2
13
27
D.X的质量数与 Al的质量数相等
13
答案 AC
8.(2021湖北新高考适应卷,3,4分)用粒子加速器加速后的质子轰击静止的锂原子核,生成两个动能均为8.919 MeV的α
粒子(4 He),其核反应方程式为:1 H+7 Li→4 He+4
He。已知质子质量为1.007 825 u,锂原子核的质量为7.016 004 u,α粒
2 1 3 2 2
子的质量为4.002 603 u,1 u相当于931 MeV。若核反应释放的能量全部转化为α粒子的动能,则入射质子的动能约为
( )
A.0.5 MeV B.8.4 MeV北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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C.8.9 MeV D.17.3 MeV
答案 A
9.(2019课标Ⅰ,14,6分)氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63 eV~ 3.10 eV的光为可见光。要使处于基态
(n=1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子,最少应给氢原子提供的能量为( )
A.12.09 eV B.10.20 eV
C.1.89 eV D.1.51 eV
答案 A
10.(2018北京理综,13,6分)在核反应方程
4 He+14 N→17
O+X中,X表示的是 ( )
2 7 8
A.质子 B.中子 C.电子 D.α粒子
答案 A
11.(2018课标Ⅲ,14,6分)1934年,约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝核
27 Al,产生了第一个人工放射性核素X:α+27
13 13
Al→n+X。X的原子序数和质量数分别为( )
A.15和28 B.15和30
C.16和30 D.17和31
答案 B
12.(2017课标Ⅰ,17,6分)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是:
2 H+ 2H→3 He+1 n。已知 2 H的质量为2.013 6 u,3 He的质量为3.015 0 u,1 n的质量为1.008 7 u,1 u=931 MeV/c2。氘核
1 1 2 0 1 2 0
聚变反应中释放的核能约为 ( )
A.3.7 MeV B.3.3 MeV
C.2.7 MeV D.0.93 MeV
答案 B
13.(2019课标Ⅱ,15,6分)太阳内部核反应的主要模式之一是质子—质子循环,循环的结果可表示为
41 H→4 He+20
e+2ν
1 2 1
已知 1 H和 4 He的质量分别为m=1.007 8 u和m=4.002 6 u,1 u=931 MeV/c2,c为光速。在4个 1 H转变成1个4 He的过程
1 2 p α 1 2
中,释放的能量约为 ( )
A.8 MeV B.16 MeV
C.26 MeV D.52 MeV
答案 C北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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14.(2017课标Ⅱ,15,6分)一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核,衰变方程为
238 U→234 Th+4
He。下列说法正确的是
92 90 2
( )
A.衰变后钍核的动能等于α粒子的动能
B.衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小
C.铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间
D.衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量
答案 B
15.(2019天津理综,6,6分)(多选)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破,等离子体中心电
子温度首次达到1亿摄氏度,为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础。下列关于聚变的说法正确的是
( )
A.核聚变比核裂变更为安全、清洁
B.任何两个原子核都可以发生聚变
C.两个轻核结合成质量较大的核,总质量较聚变前增加
D.两个轻核结合成质量较大的核,核子的比结合能增加
答案 AD
234 234
16.(2018海南单科,4,4分)已知 Th的半衰期为24天。4 g Th经过72天还剩下 ( )
90 90
A.0 B.0.5 g C.1 g D.1.5 g
答案 B
17.[2016课标Ⅲ,35(1),5分](多选)一静止的铝原子核 27 Al俘获一速度为1.0×107 m/s的质子p后,变为处于激发态的硅原
13
28
子核 Si*。下列说法正确的是 ( )
14
A.核反应方程为p+27 Al→28
Si*
13 14
B.核反应过程中系统动量守恒
C.核反应过程中系统能量不守恒
D.核反应前后核子数相等,所以生成物的质量等于反应物的质量之和
E.硅原子核速度的数量级为105 m/s,方向与质子初速度的方向一致
答案 ABE
18.[2017江苏单科,12C(1)](多选)原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线,下列判断正确的有 ( )北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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A.4
He核的结合能约为14 MeV
2
B.4
He核比
6
Li核更稳定
2 3
2 4
C.两个 H核结合成 He核时释放能量
1 2
D.235
U核中核子的平均结合能比
89
Kr核中的大
92 36
答案 BC
19.[2016课标Ⅱ,35(1),5分]在下列描述核过程的方程中,属于α衰变的是 ,属于β衰变的是 ,属于裂变的是
,属于聚变的是 。(填正确答案标号)
A.14 C→14 N+0
e
B.32 P→32 S+0
e
6 7 -1 15 16 -1
C.238 U→234 Th+4
He
D.14 N+4 He→17 O+1
H
92 90 2 7 2 8 1
E.235 U+1 n→140 Xe+94 Sr+21
n
F.3 H+2 H→4 He+1
n
92 0 54 38 0 1 1 2 0
答案 C AB E F
20.[2020江苏单科,12(2)]大量处于某激发态的氢原子辐射出多条谱线,其中最长和最短波长分别为λ 和λ,则该激发态
1 2
与基态的能量差为 ,波长为λ 的光子的动量为 。(已知普朗克常量为h,光速为c)
1
ℎc ℎ
答案
λ λ
2 1
21.(2017北京理综,23,18分)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发生了一次α衰变。放射出的
α粒子(4
He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动,其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量。
2
A
(1)放射性原子核用 X表示,新核的元素符号用Y表示,写出该α衰变的核反应方程。
Z
(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,求圆周运动的周期和环形电流大小。
(3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能,新核的质量为M,求衰变过程的质量亏损Δm。
答案 见解析
[教师专用题组]
【5 年高考】
考点一 波粒二象性
1.[2015课标Ⅱ,35(1),5分,0.445](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北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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答案 ACD 电子束通过双缝产生干涉图样,体现的是波动性,A正确;β射线在云室中留下
清晰的径迹,不能体现波动性,B错误;衍射体现的是波动性,C正确;电子显微镜利用了电子
束波长短的特性,D正确;光电效应体现的是光的粒子性,E错误。
2.(2014广东理综,18,6分)(多选)在光电效应实验中,用频率为ν的光照射光电管阴极,发生了光电效应,下列说法正确的
是 ( )
A.增大入射光的强度,光电流增大
B.减小入射光的强度,光电效应现象消失
C.改用频率小于ν的光照射,一定不发生光电效应
D.改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大
答案 AD 增大入射光强度,使单位时间内逸出的光电子数增加,因此光电流增大,选项A正确;能否发生光电效应与
照射光的频率有关,与强度无关,选项B错误;当照射光的频率小于ν,但仍大于极限频率时发生光电效应,选项C错误;由
E =hν-W,增加照射光的频率,光电子的最大初动能变大,选项D正确。
km
3.(2013上海单科,2,2分)当用一束紫外线照射锌板时,产生了光电效应,这时 ( )
A.锌板带负电 B.有正离子从锌板逸出
C.有电子从锌板逸出 D.锌板会吸附空气中的正离子
答案 C 锌板在紫外线的照射下发生了光电效应,说明锌板上有光电子飞出,所以锌板带正电,C正确,A、B、D错误。
4.(2013北京理综,20,6分,0.53)以往我们认识的光电效应是单光子光电效应,即一个电子在极短时间内只能吸收到一个
光子而从金属表面逸出。强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识,用强激光照射金属,由于其光子密度极大,一
个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能,从而形成多光子光电效应,这已被实验证实。
光电效应实验装置示意如图。用频率为ν的普通光源照射阴极K,没有发生光电效应。换用同样频率ν的强激光
照射阴极K,则发生了光电效应;此时,若加上反向电压U,即将阴极K接电源正极,阳极A接电源负极,在K、A之间就形
成了使光电子减速的电场。逐渐增大U,光电流会逐渐减小;当光电流恰好减小到零时,所加反向电压U可能是下列的
(其中W为逸出功,h为普朗克常量,e为电子电量) ( )
ℎν W 2ℎν W
A.U= - B.U= -
e e e e
5ℎν W
C.U=2hν-W D.U= -
2e e
答案 B 同频率的光照射阴极K,普通光不能使其发生光电效应,而强激光能使其发生光电效应,说明一个电子吸收
了多个光子。设吸收的光子个数为n,光电子逸出的最大初动能为E,由光电效应方程知:E=nhν-W(n≥2)①;光电子逸出
k k
nℎν W
后克服电场力做功,由动能定理知E=eU②,联立上述两式得U= - (n≥2),当n=2时,即为B选项,其他选项均不可
k e e
能。
考查点 光电效应。
思路点拨 电子一次吸收的能量只能是一个光子能量的整数倍,本题中倍数n≥2。北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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5.[2018江苏单科,12C(2)]光电效应实验中,用波长为λ 的单色光A照射某金属板时,刚好有光电子从金属表面逸出。当
0
λ
0
波长为 的单色光B照射该金属板时,光电子的最大初动能为 ,A、B两种光子的动量之比为 。(已
2
知普朗克常量为h、光速为c)
ℎc
答案 1∶2
λ
0
c c
解析 由爱因斯坦光电效应方程可知E =h -W =0,得W =h
kA λ 0 0 λ
0 0
c
c ℎc
E =h λ -h =
kB 0 λ λ
2 0 0
ℎ
A种光子的动量p =
A λ
0
ℎ
2ℎ
B种光子的动量p = λ =
B 0 λ
2 0
得p ∶p =1∶2
A B
6.[2011课标,35(1),6分]在光电效应实验中,某金属的截止频率相应的波长为λ,该金属的逸出功为 。若用波长
0
为λ(λ<λ)的单色光做该实验,则其遏止电压为 。已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c
0
和h。
ℎc ℎc λ
0
-λ ℎc λ-λ
0
答案 (写为 也可)
λ e λ λ e λ λ
0 0 0
c c ℎc
解析 设金属的截止频率为ν,则该金属的逸出功W=hν=h ;对光电子,由动能定理得eU=h -W,解得U= ·
0 0 0 λ 0 λ 0 0 e
0
λ -λ
0
λλ
0
7.[2015课标Ⅰ,35(1),5分,0.425]在某次光电效应实验中,得到的遏止电压U 与入射光的频率ν的关系如图所示。若该
c
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 。
答案 ek(2分) -eb(3分)
W
解析 根据爱因斯坦光电效应方程有E =hν-W ,又因为E =eU ,得到U = ℎ ν- 0,所以 ℎ
km 0 km c c e e e
W
=k,h=ek;- 0=b,W =-eb。
0
e
8.(2013浙江自选,14,10分)小明用金属铷为阴极的光电管,观测光电效应现象,实验装置示意图如右图甲所示。已知普
朗克常量h=6.63×10-34 J·s。北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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(1)图甲中电极A为光电管的 (填“阴极”或“阳极”);
(2)实验中测得铷的遏止电压U 与入射光频率ν之间的关系如右图乙所示,则铷的截止频率ν= Hz,逸出
c c
功W= J;
0
(3)如果实验中入射光的频率ν=7.00×1014 Hz,则产生的光电子的最大初动能E= J。
k
解析 (1)由光电管的结构知,A为阳极;(2)U-ν图像中横轴的截距表示截止频率ν,逸出功W=hν;(3)由爱因斯坦的光
c c 0 c
电效应方程E=hν-W,可求结果。
k 0
答案 (1)阳极
(2)(5.12~5.18)×1014 (3.39~3.43)×10-19
(3)(1.21~1.25)×10-19
解题关键 抓住光电效应方程,就抓住了解题的关键。
考点二 原子、原子核
1.(2015安徽理综,14,6分)图示是α粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹,M、N、P、Q是轨迹上的四点,在
散射过程中可以认为重金属原子核静止不动。图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是( )
A.M点 B.N点 C.P点 D.Q点
答案 C α粒子与重金属原子核带同种电荷,由于库仑力作用,α粒子在运动过程中发生偏
转,由牛顿第二定律可知,α粒子的加速度方向为其所受库仑力方向,指向轨迹弯曲方向的内
侧,故图中P点所示加速度方向正确,选项C正确。
2.(2015天津理综,1,6分)物理学重视逻辑,崇尚理性,其理论总是建立在对事实观察的基础上。下列说法正确的是
( )
A.天然放射现象说明原子核内部是有结构的
B.电子的发现使人们认识到原子具有核式结构
C.α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的
D.密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的
答案 A α粒子散射实验的重要发现使人们认识到原子具有核式结构,B、C项错误;密立
根的油滴实验测出了电子的电荷量,D项错误。
3.(2014天津理综,6,6分)(多选)下列说法正确的是 ( )
A.玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立
B.可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施
C.天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转
D.观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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答案 BD 玻尔对氢原子光谱的研究完善了核式结构模型,选项A错误;紫外线有荧光效应,故B选项正确;天然放射
现象中的γ射线不带电,在电场或磁场中不发生偏转,选项C错误;观察者与波源互相远离,由多普勒效应可知接收到的
频率变小,故选项D正确。
4.(2018浙江4月选考,15,2分)(多选)氢原子的能级图如图所示,关于大量氢原子的能级跃迁,下列说法正确的是(可见光
的波长范围为4.0×10-7 m~7.6×10-7 m,普朗克常量h=6.6×10-34 J·s,真空中的光速c=3.0×108 m/s)( )
A.氢原子从高能级跃迁到基态时,会辐射γ射线
B.氢原子处在n=4能级,会辐射可见光
C.氢原子从高能级向n=3能级跃迁时,辐射的光具有显著的热效应
D.氢原子从高能级向n=2能级跃迁时,辐射的光在同一介质中传播速度最小的光子能量为1.89 eV
答案 BC γ射线是原子核通过衰变产生的高能电磁波,与原子跃迁无关,故A错误。氢原子从高能级向低能级跃迁
c
时辐射出光子,根据ΔE=hν=h ,可得可见光光子的能量范围为1.63~3.09 eV;从n=4能级跃迁到n=2时能级ΔE=2.55
λ
eV,处在可见光能量范围内,故B选项正确。从高能级向n=3时能级跃迁辐射出的光子最大能量为ΔE=1.51 eV<1.63
eV,属于红外线,具有显著的热效应,所以C选项正确。传播速度越小,折射率越大,光子频率越大,能量越大,而氢原子从
高能级向n=2能级跃迁时辐射出的光子最大能量为3.40 eV,所以D选项错误。
5.(2016北京理综,13,6分)处于n=3能级的大量氢原子,向低能级跃迁时,辐射光的频率有 ( )
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
答案 C 处于能级为n的大量氢原子向低能级跃迁能辐射光的种类为C2,所以处于n=3能
n
级的大量氢原子向低能级跃迁,辐射光的频率有C2=3种,故C项正确。
3
6.[2014山东理综,39(1)]氢原子能级如图,
当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时,辐射光的波长为656 nm。以下判断正确的是 。(双选,填正确答案标
号)
a.氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时,辐射光的波长大于656 nm
b.用波长为325 nm的光照射,可使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级
c.一群处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线
d.用波长为633 nm的光照射,不能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级
答案 cd北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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c
解析 由E -E =hν=h 可知,氢原子跃迁时始末能级差值越大,辐射的光子能量越高、波长越短,由能级图知E-
初 终 λ 3
-1.51-(-3.4) λ
E<E-E,故a错误。由 = 得λ=121.6 nm<325
nm,故b错误。由C2
=3可知c正确。因跃迁中所
2 2 1 -3.4-(-13.6) 656 3
吸收光子的能量必须等于始末能级的差值,即从n=2跃迁到n=3的能级时必须吸收λ=656 nm的光子,故d正确。
7.(2011全国,18,6分)已知氢原子的基态能量为E,激发态能量E=E/n2,其中n=2,3,…。用h表示普朗克常量,c表示真空
1 n 1
中的光速。能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为 ( )
4ℎc 2ℎc 4ℎc 9ℎc
A.- B.- C.- D.-
3E E E E
1 1 1 1
E E ℎc
答案 C 处于第一激发态时n=2,故其能量E= 1 ,电离时释放的能量ΔE=0-E=- 1 ,而光子能量ΔE= ,则解得λ=-
2 4 2 4 λ
4ℎc
,故C正确,A、B、D均错。
E
1
8.(2018浙江4月选考,14,2分)(多选)下列说法正确的是 ( )
A.组成原子核的核子越多,原子核越稳定
B.238
U衰变为
222
Rn经过4次α衰变,2次β衰变
92 86
C.在LC振荡电路中,当电流最大时,线圈两端电势差也最大
D.在电子的单缝衍射实验中,狭缝变窄,电子动量的不确定量变大
答案 BD 比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢靠,原子核越稳定,与核子数无关,故A错误
;238
U衰变为
222
92 86
Rn,质量数减少16,电荷数减少6,由于原子核经过一次α衰变,质子数减少2,质量数减少4,经过一次β衰变,质子数增加
16 4×2-6
1,质量数不变,所以α衰变次数m= =4,β衰变次数n= =2,所以B正确;当线圈两端电势差最大时,电流变化率
4 1
最大,此时电流为0,故C错误;在电子的单缝衍射实验中,狭缝越窄,屏上中央亮条纹越宽,即能更准确地测得电子的位置,
ℎ
根据不确定性关系ΔxΔp≥ ,电子动量的不确定量变得更大,故D正确。
4π
9.[2018江苏单科,12C(1)]已知A和B两种放射性元素的半衰期分别为T和2T,则相同质量的A和B经过2T后,剩有的
A和B质量之比为 ( )
A.1∶4 B.1∶2 C.2∶1 D.4∶1
1 m 1 m m m m
答案 B 经过2T后A剩余的质量m =m× = ,B剩余的质量m =m× = , A= ∶
A 22 4 B 21 2 m 4 2
B
=1∶2。
m
规律总结 质量为m的放射性元素经过n个半衰期剩余该放射性元素的质量m'= 。
2n
10.[2014课标Ⅰ,35(1),6分,0.537](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
答案 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三种射线北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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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衰变
和β衰变,故E项错误。
规律总结
α衰变:A X→A-4 Y+4
He
Z Z-2 2
β衰变:A X→ A Y+0 e
Z Z+1 -1
γ射线:放射性原子核在发生α衰变、β衰变时,蕴藏在核内的能量会释放出来,使产生的新核处于高能级,这时它要
向低能级跃迁,能量以γ光子的形式辐射出来,即γ射线。
11.(2014重庆理综,1,6分)碘131的半衰期约为8天。若某药物含有质量为m的碘131,经过32天后,该药物中碘131的
含量大约还有 ( )
m m m m
A. B. C. D.
4 8 16 32
1 t 1 32 m m
答案 C 设剩余质量为m ,则由m =m( )τ ,得m =m( )8 = = ,C正确。
剩 剩 2 剩 2 24 16
238 206
12.(2013上海单科,7,2分)在一个 U原子核衰变为一个 Pb原子核的过程中,发生β衰变的次数为 ( )
92 82
A.6次 B.10次 C.22次 C.32次
答案 A 设原子核衰变过程中发生了n次α衰变、m次β衰变,由核衰变规律及衰变前后质量数守恒与电荷数守恒
得4n=238-206,2n-m=92-82,解得n=8,m=6,故A正确。
13.(2013天津理综,1,6分)下列说法正确的是 ( )
A.原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律
B.α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流
C.氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子
D.发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关
答案 C 原子核发生衰变时有质量亏损,质量不守恒,选项A错。γ射线是光子流,不是带电粒子流,选项B错。氢原
子从激发态向基态跃迁,辐射的光子能量hν=E -E,即只能辐射特定频率的光子,C项正确。光电效应的光电子动能
m n
E=hν-W,与入射光频率有关,而与入射光强度无关,D项错误。
k 0
14.(2020浙江7月选考,14,2分)(多选)太阳辐射的总功率约为4×1026 W,其辐射的能量来自聚变反应。在聚变反应中,一
个质量为1876.1
MeV/c2(c为真空中的光速)的氘核(2
H)和一个质量为2809.5
MeV/c2的氚核(3
H)结合为一个质量为
1 1
3728.4
MeV/c2的氦核(4
He),并放出一个X粒子,同时释放大约17.6 MeV的能量。下列说法正确的是 ( )
2
A.X粒子是质子
B.X粒子的质量为939.6 MeV/c2
C.太阳每秒因为辐射损失的质量约为4.4×109 kg
D.太阳每秒因为辐射损失的质量约为17.6 MeV/c2
答案 BC 根据质量数和电荷数守恒可知,X粒子是中子,A错误;根据能量守恒可知X粒子的质量对应的能量为
939.6 MeV,由E=mc2可知X粒子的质量为939.6 MeV/c2,B正确;太阳每秒辐射的能量约为ΔE=4×1026 J,则太阳每秒因
ΔE
为辐射损失的质量约为Δm= =4.4×109 kg,远大于17.6 MeV/c2,C正确,D错误。
c2
15.(2017天津理综,1,6分)我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证,这是我国对国
际热核聚变项目的重大贡献。下列核反应方程中属于聚变反应的是 ( )北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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A.2 H+3 H→4 He+1
n
B.14 N+4 He→17 O+1
H
1 1 2 0 7 2 8 1
C.4 He+27 Al→30 P+1
n
D.235 U+1 n→144 Ba+89 Kr+31
n
2 13 15 0 92 0 56 36 0
答案 A 本题考查核反应类型。选项A是质量较小的核结合成质量较大的核,属于核聚变。选项B是卢瑟福发现
质子的人工转变方程。选项C是约里奥·居里夫妇发现人工放射性同位素的人工转变方程。选项D是铀核在中子轰
击下分裂为中等质量的核的过程,属于核裂变。
易混点拨 轻核聚变与人工转变
从本质过程来看,轻核聚变是质量较小的原子核在高温下或在高压下接近到核力能发生作用的范围时,在核力作
用下结合为质量较大的原子核,同时放出能量;人工转变是在高速粒子的轰击下使靶核发生转变,同时被击出某种粒子,
此过程中通常要吸收能量。从方程形式来看,二者相近,不易区分。可通过典型人工转变方程的记忆来解决,几种典型
人工转变是发现质子、中子、放射性同位素与正电子的核反应。
16.(2015广东理综,18,6分)(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→
4He+3
H+4.9 MeV和
2 H+3 H→4
He+X+17.6 MeV。下列表述正确的有 ( )
2 1 1 1 2
A.X是中子
B.Y的质子数是3,中子数是6
C.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
答案 AD 设 Z A X 、 Z A ' ' Y,由质量数守恒和电荷数守恒有:A+A'=4+3,2+3=A+4,Z+Z'=2+1,1+1=2+Z,可得
6 6
A=1,A'=6,Z=0,Z'=3,故X是中子,Y是 Li,A正确;由 Li知Y的质子数、中子数都是3,故B错误;两个核反应中都释放了
3 3
能量,故都有质量亏损,C错误;氘和氚的核反应中质量较小的核合成了质量较大的核,故D正确。
17.(2015北京理综,14,6分)下列核反应方程中,属于α衰变的是 ( )
A.14 N+4 He→17 O+1
H
B.238 U→234 Th+4
He
7 2 8 1 92 90 2
C.2 H+3 H→4 He+1
n
D.234 Th→234 Pa+0
e
1 1 2 0 90 91 -1
答案 B A项属于原子核的人工转变,B项属于α衰变,C项属于聚变反应,D项属于β衰变。
思路点拨 α衰变是放出α粒子的过程。
18.(2014北京理综,14,6分)质子、中子和氘核的质量分别为m、m 和m。当一个质子和一个中子结合成氘核时,释放
1 2 3
的能量是(c表示真空中的光速) ( )
A.(m+m-m)c B.(m-m-m)c
1 2 3 1 2 3
C.(m+m-m)c2 D.(m-m-m)c2
1 2 3 1 2 3
答案 C 此核反应方程为
1
H
+1
n
→2
H,根据爱因斯坦质能方程得ΔE=Δm·c2=(m+m-m)c2,C正确。
1 0 1 1 2 3
考查点 质能方程。
思路点拨 质量亏损是反应物的总质量减去生成物的总质量。
19.(2013重庆理综,2,6分)铀是常用的一种核燃料,若它的原子核发生了如下的裂变反应:235 U+1 n→a+b+21
n
92 0 0北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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则a+b可能是 ( )
A.140 Xe+93
Kr
B.141 Ba+92
Kr
54 36 56 36
C.141 Ba+93
Sr
D.140 Xe+94
Sr
56 38 54 38
答案 D 根据核反应中的质量数守恒可知,a+b的质量数应为235+1-2=234,质子数应为92,A项中的质量数为
140+93=233,B项中质量数是141+92=233,C项中质量数为141+93=234,质子数为56+38=94,D项中质量数为
140+94=234,质子数为54+38=92,综上可知,答案为D。
20.(2013广东理综,17,4分)铀核裂变是核电站核能的重要来源,其一种裂变反应式是
235 U+1 n→144 Ba+89 Kr+31
n。下列
92 0 56 36 0
说法正确的有 ( )
A.上述裂变反应中伴随着中子放出
B.铀块体积对链式反应的发生无影响
C.铀核的链式反应可人工控制
D.铀核的半衰期会受到环境温度的影响
答案 AC
1
n表示中子,反应式中有
1
n放出,A项正确。当铀块体积小于临界体积时链式反应不会发生,B项错误。
0 0
铀核的核反应中释放出的快中子被减速剂减速后变为慢中子,而慢中子会被铀核吸收发生链式反应,减速剂可由人工
控制,C项正确。铀核的半衰期只由自身决定,而与其他外部因素无关,D项错误。
21.[2015海南单科,17(1),4分]氢原子基态的能量为E=-13.6 eV。大量氢原子处于某一激发态。由这些氢原子可能发
1
出的所有的光子中,频率最大的光子能量为-0.96E,频率最小的光子的能量为 eV(保留2位有效数字),这些光子
1
可具有 种不同的频率。
答案 0.31 10
1
解析 频率最大的光子对应于从最高能级向基态的跃迁,则有E-E=-0.96E,又因为E= E,故可得n=5,因而频率最
n 1 1 n n2 1
E E
小的光子对应于从n=5到n=4的能级跃迁,具有的能量ΔE=E-E= 1- 1=0.31 eV,因氢原子是大量的,故由C2 =10知,
5 4 25 16 5
这些光子可具有10种不同的频率。
22.[2013江苏单科,12C(2)]根据玻尔原子结构理论,氦离子(He+)的能级图如图所示。电子处在n=3轨道上比处在n=5轨
道上离氦核的距离 (选填“近”或“远”)。当大量He+处在n=4的激发态时,由于跃迁所发射的谱线有
条。
解析 量子数小的轨道半径小,因此n=3的轨道比n=5的轨道离核近;能级跃迁发射的谱线条数为
C2 =C2
=6条。
n 4
答案 近 6
n(n-1)
解题关键 一群氢原子处于量子数为n的激发态时,可能发射的谱线条数为N= 。
2
23.(2016江苏单科,12C,12分)(1)贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象,如今原子核的放射性在众多领域中有
着广泛应用。下列属于放射性衰变的是 。北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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A.14 C→14 N+0
e
B.235 U+1 n→139 I+95 Y+21
n
6 7 -1 92 0 53 39 0
C.2 H+3 H→4 He+1
n
D.4 He+27 Al→30 P+1
n
1 1 2 0 2 13 15 0
(2)已知光速为c,普朗克常量为h,则频率为ν的光子的动量为 。用该频率的光垂直照射平面镜,光被镜面
全部垂直反射回去,则光子在反射前后动量改变量的大小为 。
(3)几种金属的逸出功W 见下表:
0
金属 钨 钙 钠 钾 铷
W 0 (×10-19 J) 7.26 5.12 3.66 3.60 3.41
用一束可见光照射上述金属的表面,请通过计算说明哪些能发生光电效应。已知该可见光的波长范围为
4.0×10-7~7.6×10-7 m,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s。
ℎν ℎν
答案 (1)A (2) 2 (3)见解析
c c
解析 (1)A是β衰变,B是核裂变,C是核聚变,D是原子核的人工转变,所以A符合题意。
E ℎν ℎν ℎν 2ℎν
(2)光子的动量p= = ,垂直反射回去Δp= -(- )= 。
c c c c c
ℎc
(3)光子的能量E= ,取λ=4.0×10-7 m,则E≈5.0×10-19 J
λ
根据E>W 判断,钠、钾、铷能发生光电效应。
0
c
知识归纳 (1)光子的频率ν、波长λ和光速c之间的关系为:ν=
λ
ℎc
(2)光子的能量:E=hν=
λ
ℎν
(3)光子的动量:p=
c
24.[2014江苏单科,12C(2)]氡222是一种天然放射性气体,被吸入后,会对人的呼吸系统造成辐射损伤。它是世界卫生组
222 218 222
织公布的主要环境致癌物质之一。其衰变方程是 Rn→❑ Po+ 。已知 Rn的半衰期约为3.8天,则约经
86 84 86
222
过 天,16 g的 Rn衰变后还剩1 g。
86
答案
4
He(或α) 15.2
2
解析 由质量数、电荷数守恒有:
222 Rn→218 Po+4
He
86 84 2
m
0
由m=
2n
n=4,t=nT=4×3.8=15.2天
60
25.[2019江苏单科,12(2)]100年前,卢瑟福用α粒子轰击氮核打出了质子。后来,人们用α粒子轰击 Ni核也打出了质子
28
:4 He+60 Ni→62 Cu+1
H+X,该反应中的X是 (选填“电子”“正电子”或“中子”)。此后,对原子核反应的持
2 28 29 1北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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续研究为核能利用提供了可能。目前人类获得核能的主要方式是 (选填“核衰变”“核裂变”或“核聚
变”)。
答案 中子 核裂变
解析 本题通过原子核的人工转变考查了核反应方程中的质量数守恒、电荷数守恒等规律。考查学生的理解能力,
体现了物理观念中的物质观念要素。
1
由质量数守恒与电荷数守恒可确定X应是 n,是中子。目前人类对和平利用核聚变获得能量的技术还不成熟,而
0
衰变中能量释放速率太缓慢,故目前利用核能的主要方式是核裂变。
26.[2015江苏单科,12C(2)(3)](2)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电,235
U是核电站常用的核燃料。
92
235 144 89
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
92 56 36
(选填“大于”或“小于”)它的临界体积。
(3)取质子的质量m=1.672 6×10-27 kg,中子的质量m=1.674 9×10-27 kg,α粒子的质量m=6.646 7×10-27 kg,光速
p n α
c=3.0×108 m/s。请计算α粒子的结合能。(计算结果保留两位有效数字)
答案 (2)3 大于 (3)4.3×10-12 J
解析 (2)由
235
U
+1
n
→144
Ba
+89 Kr+31
n可知,会产生3个中子,要使裂变持续进行(链式反应),裂变物质的体积需大于它
92 0 56 36 0
的临界体积。
(3)组成α粒子的核子与α粒子的质量差为Δm=(2m+2m)-m
p n α
结合能ΔE=Δmc2
代入数据得ΔE=4.3×10-12 J
27
27.[2013课标Ⅰ,35(1),6分,0.549]一质子束入射到静止靶核 Al上,产生如下核反应:
13
p+27
Al→X+n
13
式中p代表质子,n代表中子,X代表核反应产生的新核。由反应式可知,新核X的质子数为 ,中子数为
。
答案 14 13
解析 p代表质子,符号为
1
H,n代表中子,符号为
1
n,根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知
,1
H
+27
Al
→27
Si
+1
n,
1 0 1 13 14 0
则新核X的质子数为14,中子数为27-14=13。
解题关键 牢记核反应中质量数守恒、电荷数守恒和常见的粒子的符号、电荷数、质量数。
28.[2013山东理综,38(1)]恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应,当温度达到108 K时,可以发生“氦
燃烧”。
①完成“氦燃烧”的核反应方程:4
He+
→8
Be+γ。
2 4
②8 Be是一种不稳定的粒子,其半衰期为2.6×10-16 s。一定质量的 8 Be,经7.8×10-16 s后所剩 8 Be占开始时的
4 4 4
。
1
答案
①4
He或α ② 或12.5%
2 8北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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解析 ①由质量数、电荷数守恒得
4 He+4 He→8
Be+γ
2 2 4
t
②在t=7.8×10-16 s时间内,原子核衰变的次数n= =3
τ
1
故m= m
8 0
A
29.[2015海南单科,17(2),8分]运动的原子核 X放出α粒子后变成静止的原子核Y。已知X、Y和α粒子的质量分别是
Z
M、m 和m,真空中的光速为c,α粒子的速度远小于光速。求反应后与反应前的总动能之差以及α粒子的动能。
1 2
M(M-m -m )
1 2
答案 (M-m-m)c2 c2
1 2 M-m
2
A
解析 设衰变前原子核 X的速度为v,衰变后放出的α粒子的速度为v,由动量守恒有:
Z 0
Mv=mv
0 2
再由反应中能量守恒有
1 1
Mv2 = mv2-ΔE
2 0 2 2
由爱因斯坦质能方程有
ΔE=Δmc2
而Δm=M-(m+m)
1 2
解之有
1 1
ΔE= mv2- Mv2 =[M-(m+m)]c2=(M-m-m)c2
2 2 2 0 1 2 1 2
1 M ΔE M(M-m -m )
1 2
E = mv2= = c2
kα 2 2 M-m M-m
2 2
【3 年模拟】
时间:30分钟 分值:42分
一、单项选择题(每题3分,共18分)
1.(2021届福建南平月考)碳14测年技术在经济建设中也有较广泛的应用。自然界中的碳主要是碳12,也有少量的碳
14
14。宇宙射线进入地球大气层时,同大气作用产生中子,中子撞击大气中的氮引发核反应产生碳14,其核反应方程为 N
7
+1
n→
14
C+X,碳14具有放射性,能够自发地进行衰变而变成氮,核反应方程为
14 C→14
N+Y,上述两个核反应中的X、Y
0 6 6 7
是 ( )
A.X是质子、Y是正电子 B.X是质子、Y是电子
C.X是电子、Y是质子 D.X是质子、Y是α粒子
答案 B
2.(2021届福建福清西山学校月考)氦原子被电离一个核外电子,形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为
E=-54.4 eV,氦离子能级的示意图如图所示。以下关于该基态的氦离子说法正确的是 ( )
1北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
版》
A.该基态氦离子吸收某种光子发生跃迁,当能量为E=-3.4 eV时,氦离子最稳定
4
B.能量为48.4 eV的光子,能被该基态氦离子吸收而发生跃迁
C.一个该基态氦离子吸收能量为51.0 eV的光子后,向低能级跃迁能辐射5种频率的光子
D.该基态氦离子吸收一个光子后,核外电子的动能增大
答案 B
3.(2020河北秦皇岛二模)正电子发射型计算机断层显像(PET)的基本原理是将标记有短寿命放射性元素的物质(一般是
生物生命代谢中必要的物质)注入人体后,短寿命的放射性元素衰变产生的正电子与体内的电子发生湮灭辐射,产生两
个方向相反的γ光子,被探测器采集后,经计算机处理产生图像。已知电子质量m=9.1×10-31 kg,普朗克常量h=6.63×10-
e
34 J·s,真空中的光速c=3.0×108 m/s,则产生的γ光子的频率约为 ( )
A.1.2×1020 Hz B.1.2×1018 Hz
C.4.1×1011 Hz D.4.1×108 Hz
答案 A
4.(2020重庆一中摸底,1)下列说法中不正确的是 ( )
A.汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的运动得出了阴极射线是带负电的粒子的结论,并求出了阴极射线的比荷
B.卢瑟福α粒子散射实验结果表明电子是原子的组成部分,原子不可再分的观念被打破
C.氢原子从高能级跃迁到低能级,能量减小,动能增大
D.氢原子光谱表明氢原子的能量是不连续的
答案 B
5.(2019湖北名校联考,6)实验观察到,静止在匀强磁场中A点的原子核发生α衰变,衰变产生的新核与α粒子恰在纸面
内做匀速圆周运动,运动方向和轨迹示意如图。则 ( )
A.轨迹2是新核的,磁场方向垂直纸面向里
B.轨迹2是α粒子的,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1是α粒子的,磁场方向垂直纸面向外
答案 A
6.(2020天津宝坻大口屯高级中学摸底,8)如图所示是玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图,一群氢原子处
于n=4的激发态,当它们自发地跃迁到较低能级时,以下说法正确的是 ( )
A.所辐射的光子的频率最多有6种
B.由n=4跃迁到n=1时发出光子的频率最小北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
版》
C.从高能级向低能级跃迁时电子的动能减小、原子的势能增加、原子的总能量减小
D.金属钾的逸出功为2.21 eV,能使金属钾发生光电效应的光谱线有2条
答案 A
二、多项选择题(每题4分,共24分)
7.(2021届辽宁朝阳建平联考)用一个高速粒子X轰击一个锂核
7
Li变成两个α粒子,其核反应方程为
b X+7 Li→24
He。
3 a 3 2
已知在这一核反应过程中同时放出18 MeV的能量,光速c=3×108 m/s,电子所带电荷量e=1.6×10-19 C,则下列说法正确
的是 ( )
A.a=1
B.b=0
C.这一核反应过程的质量亏损为3.2×10-29 kg
D.这一核反应过程的质量亏损为3.2×10-10 kg
答案 AC
8.(2020天津静海六中期中,10)大量处于基态的氢原子吸收了某种单色光的能量后能发出3种不同频率的光子,分别用
它们照射一块逸出功为W 的金属板时,只有频率为ν 和ν(ν>ν)的两种光能使该金属发生光电效应。下列说法正确的
0 1 2 1 2
是 ( )
W
0
A.金属板的极限频率为
ℎ
B.光电子的最大初动能为h(ν+ν)-W
1 2 0
C.吸收光子的能量为h(ν+ν)
1 2
D.另一种光的光子能量为h(ν-ν)
1 2
答案 AD
9.(2019湖北武汉质检,7)我国自主研发的钍基熔盐是瞄准未来20~30年后核能产业发展需求的第四代核反应堆,是一
种液态燃料堆,使用钍铀核燃料循环,以氧化盐为冷却剂,将天然核燃料和可转化核燃料熔融于高温氯化盐中,携带核燃
料在反应堆内部和外部进行循环。钍232不能直接使用,需要俘获一个中子后经过2次β衰变转化成铀233再使用,铀
233的一种典型裂变方程是
233 U+1 n→142 Ba+89 Kr+31
n。已知铀233的结合能为E、钡142的结合能为E、氪89的结
92 0 56 36 0 1 2
合能为E,则 ( )
3
A.铀233比钍232少一个中子
B.铀233、钡142、氪89三个核中氪89的结合能最小,比结合能却最大
C.铀233、钡142、氪89三个核中铀233的结合能最大,比结合能也最大
D.铀233的裂变反应释放的能量为ΔE=E-E-E
1 2 3
答案 AB
10.(2019湖北孝感2月联考)某医院利用放射线治疗肿瘤,被利用的放射源必须具备以下两个条件:(1)放出的射线有较
强的穿透能力,能辐射到体内肿瘤所在处;(2)能在较长的时间内提供比较稳定的辐射强度。现有四种放射性同位素的
放射线及半衰期如表所示。关于表中所列的四种同位素,下列说法正确的是( )
同位素 钴60 锶90 锝99 氡222
放射线 γ β γ α
半衰期 5年 28年 6小时 3.8天
A.最适宜作为放疗使用的放射源应是锶90
B.最适宜作为放疗使用的放射源应是钴60
C.放射线的电离能力最强的放射源是锝99北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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D.放射线的电离能力最强的放射源是氡222
答案 BD
11.(2020福建龙岩调研)2017年1月9日,大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖。大多数原子核发生
核反应的过程中都伴着中微子的产生,例如核裂变、核聚变、β衰变等。下列关于核反应的说法正确的是 ( )
A.234
Th衰变为
222
Rn,经过3次α衰变,2次β衰变
90 86
B.2 H+3 H→4 He+1 n是α衰变方程,234 Th→234 Pa+0
e是β衰变方程
1 1 2 0 90 91 -1
C.235 U+1 n→144 Ba+89 Kr+31
n是核裂变方程,也是氢弹的核反应方程
92 0 56 36 0
D.高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出质子,其核反应方程为
4 He+14 N→17 O+1
H
2 7 8 1
答案 AD
12.(2020辽宁沈阳调研)小宇同学参加学校科技嘉年华,设计了一个光电烟雾探测器,如图所示,S为光源,可以发出一束
光束,当有烟雾进入探测器时,来自S的光会被烟雾散射进入光电管C,当光射到光电管中的钠表面时(钠的极限频率为
6.00×1014 Hz)会产生光电子,当光电流大于10-8 A时,便会触发报警系统报警。下列说法正确的是 ( )
A.要使该探测器正常工作,光源S发出的光的波长不能小于0.5 μm
B.金属钠的逸出功为4 eV
C.光源S发出的光波能使光电管发生光电效应,那么光源越强,光电烟雾探测器灵敏度越高
D.若射向光电管C的光子有5%会产生光电子,当报警器报警时,每秒射向C的钠表面的光子最少数目N=1.25×1012个
答案 CD
