高考物理真题汇编全解全析：专题十八近代物理初步Word版含解析.docx

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专题十八 近代物理初步

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1． (2013·高考新课标全国卷Ⅰ，35题)(1)一质子束入射到静止靶核13Al上，产生如下

27

核反应：p＋13Al→X＋n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________．

【ZXXK解析】(1)从核反应发生时质子数和中子数守恒入手．

11Z

p为1H，n为0n，则AX中A＝1＋13－0＝14，Z＝27＋1－1＝27，则中子数为Z－A＝27－14＝13.

答案：(1)14 13

2．(2013·高考新课标全国卷Ⅱ，35题)(1)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

133208

C．铯原子核( 55Cs)的结合能小于铅原子核( 82Pb)的结合能 D．比结合能越大，原子核越不稳定

E．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

【ZXXK解析】(1)原子核分解成自由核子时，需要的最小能量就是原子核的结合能，选项A正确．重核衰变时释放能量，衰变产物更稳定，即衰变产物的比结合能更大，衰变前后核子数不变，所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，选项B正确．铯核的核子数比铅核的核子数少，其结合能也小，选项C正确．比结合能越大，原子核越稳定，选项D错误．自由核子组成原子核时，需放出能量，因此质量亏损产生的能量小于原子核的结合能，选项E错误．

答案：(1)ABC

222222

3．(2013·高考大纲全国卷，16题) 放射性元素氡( 86Rn)经α衰变成为钋( 86Po)，半衰期约为3.8天；但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元222

素 86Rn的矿石，其原因是( )

222

A．目前地壳中的. 86Rn主要来自于其他放射性元素的衰变

222

B．在地球形成的初期，地壳中元素. 86Rn的含量足够高

222218222

C．当衰变产物. 86Po积累到一定量以后， 84 Po的增加会减慢 86Rn的衰变进程 222

D. 86 Rn主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期

222

【ZXXK解析】选A.从衰变及半衰期角度分析，各种不同元素的衰变不断发生，而 86Rn的

222

半衰期较短，衰变速度较快，因此目前地壳中的 86Rn不是因为原来含量高而是由其他元素衰变生成的，选项A正确，选项B错误；放射性元素的半衰期只由原子核本身决定，与其他因素无关，选项C、D错误．

4．(2013·高考北京卷，20题)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

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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图如图所示．用频率为ν的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应，换用同样频率为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KA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)( )

A．U＝

hνW－ ee2hνWB．U＝－

C．U＝2hν－W

ee5hνWD．U＝－ 2ee【ZXXK解析】选B.以从阴极K逸出的且具有最大初动能的光电子为研究对象，由动能定

12

理得：－Ue＝0－mvm ①

2

12

由光电效应方程得：nhν＝mvm＋W(n＝2,3,4…) ②

2

由①②式解得：U＝

nhνW－(n＝2,3,4…)， ee故选项B正确．

5．(2013·高考天津卷，1题)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

【ZXXK解析】选C.原子核发生衰变时遵守电荷数守恒和质量数守恒，而非质量守恒，选项A错误；α、β、γ射线的实质是高速运动的氦原子核、电子流和光子，选项B错误；根据玻尔理论，氢原子从激发态向基态跃迁时，只能辐射特定频率的光子，满足hν＝Em－E1，选项C正确；根据爱因斯坦光电效应方程Ekm＝hν－W知，光电子的动能与入射光的频率有关，选项D错误．

6．(2013·高考重庆卷，2题)铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变23511

反应： 92U＋0n―→a＋b＋20n，则a＋b可能是( )

1409314192A. 54Xe＋36Kr B. 56Ba＋36Kr 1419314094C. 56Ba＋38Sr D. 54Xe＋38Sr

【ZXXK解析】选D.利用质量数守恒和电荷数守恒可以判断出可能的核反应方程．选项A不满足电荷数守恒也不满足质量数守恒，选项C不满足电荷数守恒；选项B不满足质量数守恒；只有选项D正确．

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7．(2013·高考山东卷，38题) (1)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反

8

应，当温度达到10 K时，可以发生“氦燃烧”．

48

①完成“氦燃烧”的核反应方程：2He＋________→4Be＋γ. 8－168－16②4Be是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10 s．一定质量的4Be，经7.8×10 s8

后所剩4Be占开始时的________．

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【ZXXK解析】(1)①2He(或α) ②(或12.5%)

8

14

答案：(1)①2He(或α) ②(或12.5%)

8

8．(2013·高考广东卷，17题)铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应式是2351144891

92U＋0n→ 56Ba＋36Kr＋30n.下列说法正确的有( )

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

【ZXXK解析】选AC.根据裂变反应的规律和影响半衰期的因素解决问题．

1

裂变反应式中的 0n为中子，铀块体积大于临界体积，才能发生链式反应，且铀核的链式反应是可控的，选项A、C正确，选项B错误；放射性元素的半衰期不受外界压强、温度的影响，选项D错误．

9．(2013·高考江苏卷，12题C)(1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的________也相等．

A．速度 B．动能 C．动量 D．总能量

＋

(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．

【ZXXK解析】(1)根据λ＝，知电子和中子的动量大小相等，选项C正确．

(2)根据玻尔理论rn＝nr1可知电子处在n＝3的轨道上比处在n＝5的轨道上离氦核的距

＋

离近．大量He处在n＝4的激发态时，发射的谱线有6条．

答案：(1)C (2)近 6

10．(2013·高考浙江自选模块，14题)小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现

－34

象，实验装置示意图如图甲所示。已知普朗克常量h＝6.63×10J·s。

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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Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νc＝________Hz，逸出功W0＝________J；

14

(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×10Hz，则产生的光电子的最大初动能EK＝________J。

【ZXXK解析】(1)在光电效应中，电子向A极运动，故电极A为光电管的阳极。(2)由题

14－3414

图可知，铷的截止频率νc为5.15×10Hz，逸出功W0＝hνc＝6.63×10×5.15×10J≈3.41

－1914

×10J。(3)当入射光的频率为ν＝7.00×10Hz时，由Ek＝hν－hνc得，光电子的最大初

－3414－19

动能为Ek＝6.63×10×(7.00－5.15)×10J≈1.23×10J。

1414－19

答案：(1)阳极 (2)5.15×10[(5.12～5.18)×10均视为正确] 3.41×10[(3.39～

－19－19－19

3.43)×10均视为正确] (3)1.23×10[(1.21～1.25)×10均视为正确]

11．(2013·高考福建卷，30题)(1)在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是________．(填选图下方的字母)

【ZXXK解析】(1)理解α粒子散射实验现象，关键是弄清α粒子遇到金原子核时受到强大的斥力作用，才能发生大角度散射，选项C正确．

答案：(1)C

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