2018-2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時(shí)訓(xùn)練12 近代物理初步.doc
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專題限時(shí)訓(xùn)練12 近代物理初步 時(shí)間:45分鐘 一、單項(xiàng)選擇題 1.貝克勒爾在120年前首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象,如今原子核的放射性在眾多領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用.下列屬于放射性衰變的是( A ) A.C→N+e B.U+n→I+Y+2n C.H+H→He+n D.He+Al→P+n 解析:A屬于β衰變,B屬于裂變,C是聚變,D是原子核的人工轉(zhuǎn)變,故選A項(xiàng). 2.下列有關(guān)原子結(jié)構(gòu)和原子核的認(rèn)識,其中正確的是( B ) A.γ射線是高速運(yùn)動的電子流 B.氫原子輻射光子后,其繞核運(yùn)動的電子動能增大 C.太陽輻射能量的主要來源是太陽中發(fā)生的重核裂變 D.Bi的半衰期是5天,100克Bi經(jīng)過10天后還剩下50克 解析:γ射線是光子流,故A錯(cuò)誤;氫原子輻射光子后,由高能級向低能級躍遷,半徑減小,繞核運(yùn)動的動能增大,故B正確;太陽輻射能量主要來源是太陽中發(fā)生的輕核聚變,故C錯(cuò)誤;100克Bi經(jīng)過10天即2個(gè)半衰期還剩下100克=25克,故D錯(cuò)誤. 3.將能夠釋放出α、β、γ射線的放射性物質(zhì)放在鉛盒底部,放射線穿過窄孔O射到熒光屏上,屏上出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)P,如圖所示.如果在放射源和熒光屏之間加電場或磁場,并在孔O附近放一張薄紙,則圖中四個(gè)示意圖正確的是( D ) 解析:α、β、γ射線穿過窄孔沿直線前進(jìn)射到熒光屏上,打出一個(gè)亮點(diǎn)P.在小孔附近加一張薄紙能將α射線擋住,這是因?yàn)棣辽渚€的穿透能力很弱.γ射線是能量很大穿透能力很強(qiáng)的電磁波,在電場和磁場中不會偏轉(zhuǎn),仍沿原方向前進(jìn),打在熒光屏上的P點(diǎn).而β射線是帶負(fù)電的電子流,穿透能力也較強(qiáng),能夠通過薄紙,并在電場或磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn),根據(jù)它的受力情況可知D圖正確. 4.K-介子衰變的方程為K-→π-+π0,其中K-介子和π-介子帶負(fù)的基元電荷,π0介子不帶電.如圖所示,一個(gè)K-介子沿垂直于磁場的方向射入勻強(qiáng)磁場中,其軌跡為圓弧AP,衰變后產(chǎn)生的π-介子的軌跡為圓弧PB,兩軌跡在P點(diǎn)相切,它們半徑Rk-與Rπ-之比為21.π0介子的軌跡未畫出.由此可知π-的動量大小與π0的動量大小之比為( C ) A.11 B.12 C.13 D.16 解析:由帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動規(guī)律知R==∝p,=.即pπ-=pk-.又由動量守恒定律pk-=pπ0-pπ-.得pπ0=pk-+pπ-=pk-.即=. 5.如圖所示,x為未知的放射源,L為薄鋁片,若在放射源和計(jì)數(shù)器之間加上L后,計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率大幅度減小,在L和計(jì)數(shù)器之間再加豎直向下的勻強(qiáng)磁場,計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率不變,則x可能是( C ) A.α射線和β射線的混合放射源 B.純α射線放射源 C.α射線和γ射線的混合放射源 D.純γ射線放射源 解析:在放射源和計(jì)數(shù)器之間加上鋁片后,計(jì)算器的計(jì)數(shù)率大幅度減小,說明射線中有穿透力很弱的射線,即α射線,在鋁片和計(jì)數(shù)器之間再加豎直向下的勻強(qiáng)磁場,計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率不變,說明穿過鋁片的粒子中無帶電粒子,故只有γ射線,因此放射源可能是α射線和γ射線的混合放射源. 6.(2018全國卷Ⅱ)用波長為300 nm的光照射鋅板,電子逸出鋅板表面的最大初動能為1.2810-19 J.已知普朗克常量為6.6310-34 Js,真空中的光速為3.00108 ms-1.能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為( B ) A.11014 Hz B.81014 Hz C.21015 Hz D.81015 Hz 解析:根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0=h-h(huán)ν0,代入數(shù)據(jù)解得ν0≈81014 Hz,B正確. 二、多項(xiàng)選擇題 7.(2018河北唐山二模)19世紀(jì)初,愛因斯坦提出光子理論,使得光電效應(yīng)現(xiàn)象得以完美解釋,玻爾的氫原子模型也是在光子概念的啟發(fā)下提出的.關(guān)于光電效應(yīng)和氫原子模型,下列說法正確的是( BCD ) A.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,入射光足夠強(qiáng)就可以有光電流 B.若某金屬的逸出功為W0,該金屬的截止頻率為 C.保持入射光強(qiáng)度不變,增大入射光頻率,金屬在單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)將減少 D.一群處于n=4能級的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí),最多將向外輻射六種不同頻率的光 解析:發(fā)生光電效應(yīng)的條件是照射光頻率大于截止頻率,并不是光足夠強(qiáng),就能發(fā)生光電效應(yīng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;金屬的逸出功W0=hν,得:ν=,選項(xiàng)B正確;強(qiáng)度一定的光照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),照射光的頻率越高,單個(gè)光子的能量值越大,光子的個(gè)數(shù)越少,單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少,選項(xiàng)C正確;一群處于n=4能級的氫原子向基態(tài)躍遷的過程中,根據(jù)N=C=6知,最多將向外輻射六種不同頻率的光子,選項(xiàng)D正確. 8.如圖為盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)的經(jīng)典再現(xiàn),用放射性元素發(fā)出的α粒子轟擊金箔,用顯微鏡觀測在環(huán)形熒光屏上所產(chǎn)生的亮點(diǎn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析( BC ) A.在熒光屏上形成的亮點(diǎn)是由α粒子在金箔上打出的電子產(chǎn)生的 B.該實(shí)驗(yàn)證明原子幾乎全部質(zhì)量和全部正電荷都集中在一個(gè)很小的體積內(nèi) C.在熒光屏上觀測到極少數(shù)的α粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn) D.該實(shí)驗(yàn)中α粒子由于和電子發(fā)生碰撞而發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn) 解析:在熒光屏上形成的亮點(diǎn)是由α粒子穿過金箔后打在熒光屏上產(chǎn)生的,A錯(cuò)誤;根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,絕大多數(shù)α粒子仍沿原來的直線運(yùn)動,說明原子幾乎全部質(zhì)量和全部正電荷都集中在一個(gè)很小的體積內(nèi),B正確;α粒子散射實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容是絕大多數(shù)α粒子幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn),少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn),極少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)(偏轉(zhuǎn)角度超過90,有的幾乎達(dá)到180,被反彈回來),C正確;該實(shí)驗(yàn)中α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因是α粒子和金箔中的原子核發(fā)生了碰撞,D錯(cuò)誤. 9.關(guān)于光電效應(yīng)的產(chǎn)生以及現(xiàn)象,下列描述正確的是( AD ) A.逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大 B.對某金屬來說,入射光波長必須大于一極限值,才能產(chǎn)生光電效應(yīng) C.產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)從金屬表面逸出的所有光電子的動能都相同 D.一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng),一定是入射光的光子能量太小 解析:根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ekm=hν-W0可知,逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大,A正確;由光電效應(yīng)方程可知入射光波長必須小于一極限值,才能產(chǎn)生光電效應(yīng),B錯(cuò)誤;光電子的動能與入射光的頻率和金屬的種類以及逸出的方式有關(guān),因此光電子的動能不一定都相同,C錯(cuò)誤;能否發(fā)生光電效應(yīng)與入射光的強(qiáng)度無關(guān),與入射光的光子頻率、光子能量有關(guān),D正確. 10.(2018廣東梅州一模)關(guān)于天然放射現(xiàn)象,以下敘述正確的是( CD ) A.若使某放射性物質(zhì)的溫度升高,其半衰期將變短 B.β衰變所釋放的電子是原子核外的電子電離形成的 C.在α、β、γ這三種射線中,γ射線的穿透能力最強(qiáng),α射線的電離能力最強(qiáng) D.鈾核(U)衰變?yōu)殂U核(Pb)的過程中,要經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變 解析:半衰期是放射性元素有半數(shù)發(fā)生衰變的時(shí)間,由原子核的種類決定,與溫度等外界因素?zé)o關(guān),故A錯(cuò)誤;β衰變的實(shí)質(zhì)是原子核中的中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子和電子,即電子來源于原子核,故B錯(cuò)誤;在α、β、γ這三種射線中,γ射線是波長很短的電磁波,其穿透能力最強(qiáng),α射線是He原子核,帶正電,故其電離能力最強(qiáng),故C正確;鈾核(U)衰變?yōu)殂U核(Pb)的過程的方程為:U→Pb+8He+6e,即每次α衰變放出一個(gè)α粒子,每次β衰變放出一個(gè)電子,故D正確. 三、計(jì)算題 11.(2018武漢調(diào)研)用質(zhì)子流轟擊固態(tài)的重水D2O,當(dāng)質(zhì)子和重水中的氘核發(fā)生碰撞時(shí),系統(tǒng)損失的動能如果達(dá)到核反應(yīng)所需要的能量,將發(fā)生生成He核的核反應(yīng). (1)寫出質(zhì)子流轟擊固態(tài)的重水D2O的核反應(yīng)方程; (2)當(dāng)質(zhì)子具有最小動能E1=1.4 MeV時(shí),用質(zhì)子流轟擊固態(tài)的重水D2O(認(rèn)為氘核是靜止的)剛好可發(fā)生核反應(yīng);若用氘核轟擊普通水的固態(tài)冰(認(rèn)為質(zhì)子是靜止的)時(shí),也能發(fā)生同樣的核反應(yīng),求氘核的最小動能E2.(已知氘核質(zhì)量等于質(zhì)子質(zhì)量的2倍) 解析:(1)核反應(yīng)方程為H+D―→He. (2)設(shè)質(zhì)子、氘核的質(zhì)量分別為m、M,當(dāng)質(zhì)子和氘核發(fā)生完全非彈性碰撞時(shí),系統(tǒng)損失的動能最大.由動量守恒定律得mv0=(m+M)v 質(zhì)子轟擊氘核損失的動能:ΔE1=mv-(m+M)v2 E1=mv 解得:ΔE1=E1 同理可得,氘核轟擊質(zhì)子系統(tǒng)損失的動能: ΔE2=E2 由于用質(zhì)子轟擊氘核和用氘核轟擊質(zhì)子核反應(yīng)方程相同,故發(fā)生核反應(yīng)所需的最小能量相同,由題意有 ΔE1=ΔE2?。? 聯(lián)立解得:E2=2.8 MeV. 答案:(1)H+D―→He (2)2.8 MeV 12.如圖所示,靜止在勻強(qiáng)磁場中的Li核俘獲一個(gè)速度為v0=7.7104 m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng)Li+n→H+He,若已知He的速度v2=2.0104 m/s,其方向與反應(yīng)前中子速度方向相同,求: (1)H的速度是多大; (2)在圖中畫出兩粒子的運(yùn)動軌跡并求出軌道半徑之比; (3)當(dāng)粒子He旋轉(zhuǎn)3圈時(shí),粒子H旋轉(zhuǎn)幾圈. 解析:(1)中子撞擊鋰核生成氚核和氦核過程中動量守恒,有m0v0=m1v1+m2v2 式中m0,m1,m2分別為中子、氚核、氦核的質(zhì)量,v1為氚核速度, 代入數(shù)據(jù)得v1=1.0103 m/s,方向與v0相反(即與v2相反). (2)氚核、氦核在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑之比為 r1r2== =340 運(yùn)動軌跡如圖所示. (3)氚核、氦核做圓周運(yùn)動的周期之比為 T1T2===32 所以它們旋轉(zhuǎn)周數(shù)之比為n1n2=T2T1=23 當(dāng)α粒子旋轉(zhuǎn)3圈時(shí),氚核旋轉(zhuǎn)2圈. 答案:(1)1.0103 m/s (2)見解析圖 340 (3)2- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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