2020年高考物理二轮复习专题五近代物理初步——课后“高仿”检测卷(含解析)

专题五 近代物理初步——课后“高仿”检测卷

一、高考真题集中演练——明规律

1．(2018·全国卷Ⅲ)1934年，约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝核13Al，产生了第一个人工放射性核素X：α＋13Al→n＋X。X的原子序数和质量数分别为( )

A．15和28 C．16和30

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27

B．15和30 D．17和31

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1

解析：选B 将核反应方程式改写成2He＋13Al→0n＋X，由电荷数和质量数守恒知，X应为15X。

2．(2018·全国卷Ⅱ)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

1

－19

30

J。已知普朗克常量为6.63×10

－34

J·s，真空中的光速为3.00×10 m·s

8－

。能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为( )

A．1×10 Hz C．2×10 Hz

1514

B．8×10 Hz D．8×10 Hz

15

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解析：选B 设单色光的最低频率为ν0，由爱因斯坦光电效应方程得Ek＝hν1－W,0＝

ccEk

hν0－W，又ν1＝，整理得ν0＝－，代入数据解得ν0≈8×1014 Hz。

λλh3．(2017·全国卷Ⅱ)一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为 92U→ 90Th＋2He。下列说法正确的是( )

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

解析：选B 静止的铀核在衰变过程中遵循动量守恒，由于系统的总动量为零，因此衰变后产生的钍核和α粒子的动量等大反向，即pTh＝pα，B项正确；因此有2mThEkTh＝2mαEkα，由于钍核和α粒子的质量不等，因此衰变后钍核和α粒子的动能不等，A项错误；根据半衰期的定义可知，C项错误；由于衰变过程释放能量，根据爱因斯坦质能方程可知，衰变过程有质量亏损，因此D项错误。

4．(2017·全国卷Ⅰ)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：1H＋1H―→2He＋0n。已知1H的质量为2.013 6 u，2He的质量为3.015 0 u，0n的质量为1.008 7 u,1 u＝931 MeV/c。氘核聚变反应中释放的核能约为( )

A．3.7 MeV C．2.7 MeV

B．3.3 MeV D．0.93 MeV

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解析：选B 氘核聚变反应的质量亏损为Δm＝2×2.013 6 u－(3.015 0 u＋1.008 7 u)＝0.003 5 u，释放的核能为ΔE＝Δmc＝0.003 5×931 MeV/c×c≈3.3 MeV，选项B正确。

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5．[多选](2019·天津高考)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

解析：选AD 核聚变没有放射性污染，安全、清洁，A对。只有原子序数小的“轻”核才能发生聚变，B错。轻核聚变成质量较大的原子核，比结合能增加，总质量减小，C错，D对。

二、名校模拟重点演练——知热点

6．(2019·怀化模拟)下列说法正确的是( )

A．β衰变的实质是原子核内的一个中子转化成一个质子，同时释放出一个电子 B．实验表明，只要照射光的强度足够大，就一定能发生光电效应 C．钍的半衰期为24天，1 g钍经过120天后还剩0.2 g钍

D．根据玻尔的原子理论，氢原子从n＝5能级的激发态跃迁到n＝3能级的激发态时，核外电子动能减小

解析：选A β衰变的实质是原子核内的一个中子转化成一个质子，同时释放出一个电子，故A正确；根据光电效应方程可知，发生光电效应的条件与光的频率有关，与光的强度

?1?无关，故B错误；钍的半衰期为24天，1 g钍经过120天后，发生5次衰变，根据m＝m0???2?

5

g＝0.031 25 g，故C错误；根据玻尔的原子理论，氢原子从n＝5能级的激发态跃迁到n＝3能级的激发态时，库仑力提供向心力，向心力增加，速度变大，电子动能增加，故D错误。

7．(2019·湖南四县市联考)现代科学的发展极大地促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是( )

A．卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构 B．轻核聚变反应方程有：1H＋1H→2He＋0n C．天然放射现象表明原子核内部有电子

D．氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级和从n＝2能级跃迁到n＝1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长

解析：选B 卢瑟福α粒子散射实验提出原子核式结构，天然放射现象说明原子核内部具有复杂的结构，故A错误；轻核聚变反应是两个较轻的核反应生成质量较大的核的过程，

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再由质量数与电荷数守恒可知，B正确；天然放射线中放出的β粒子是原子核内部的中子转变为质子和电子，电子释放出来，故C错误；跃迁时辐射的能量等于两能级差，氢原子从

n＝3能级跃迁到n＝1能级和从n＝2能级跃迁到n＝1能级，前者跃迁辐射光子的能量大，

频率大，则波长比后者的短，故D错误。

8．(2019·第一次全国大联考)关于原子核的衰变，下列说法正确的是( ) A．β衰变中产生的β射线实质上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的 B．原子核发生衰变时都遵守电荷守恒、质量守恒、能量守恒和动量守恒

C．发生α衰变时，生成的新核与原来的原子核相比，核内质量数减少4，且常常伴有γ射线产生，γ射线是原子核衰变过程中的质量亏损即减少的质量

D. 92U衰变成 82Pb要经过6次β衰变和8次α衰变，同时伴有γ衰变

解析：选D β衰变中产生的β射线是原子核内部的中子转化为质子同时释放出的电子，故A错误；原子核发生衰变时伴随着质量亏损，所以不遵守质量守恒，而是遵守电荷数守恒和质量数守恒的规律，故B错误；γ射线是伴随α衰变和β衰变产生的，产生的新核具有较大的能量，而处于激发态，在向低能级跃迁时以γ光子的形式辐射出来，故C错238－206238206

误；铀核( 92U)衰变为铅核( 82Pb)的过程中，α衰变的次数为m＝＝8，β衰变的次

4数为n＝8×2＋82－92＝6，要经过8次α衰变和6次β衰变，故D正确。

9.(2019·东北三省四市二模)已知金属钙的逸出功为2.7 eV，氢原子的能级图如图所示，一群氢原子处于量子数n＝4的能量状态，则( )

A．氢原子可能辐射3种频率的光子 B．氢原子可能辐射5种频率的光子

C．有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应 D．有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应

解析：选C 根据C4＝6知，这群氢原子可能辐射6种频率的光子，故A、B错误。氢原子从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射的光子能量为0.66 eV，从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射的光子能量为1.89 eV，从n＝4能级跃迁到n＝2能级辐射的光子能量为2.55 eV，均小于金属钙的逸出功，不能发生光电效应，其余3种光子能量均大于2.7 eV，所以这群氢原子辐射的光中有3种频率的光子能使钙发生光电效应，故C正确，D错误。

10．(2019·北京海淀区模拟)托卡马克(Tokamak)是一种复杂的环形装置，结构如图所示。环心处有一欧姆线圈，四周是一个环形真空室，真空室外部排列着环向场线圈和极向场线圈。当欧姆线圈中通以变化的电流时，在托卡马克的内部会产生巨大的涡旋电场，将真空室中的等离子体加速，从而达到较高的温度。再通过其他方式的进一步加热，就可以达到核

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206

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聚变的临界温度。同时，环形真空室中的高温等离子体形成等离子体电流，与极向场线圈、环向场线圈共同产生磁场，在真空室区域形成闭合磁笼，将高温等离子体约束在真空室中，有利于核聚变的进行。已知真空室内等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度T成正比，下列说法正确的是( )

A．托卡马克装置中核聚变的原理和目前核电站中核反应的原理是相同的 B．极向场线圈和环向场线圈的主要作用是加热等离子体

C．欧姆线圈中通以恒定电流时，托卡马克装置中的等离子体将不能发生核聚变 D．为了约束温度为T的等离子体，所需要的磁感应强度B必须正比于温度T

解析：选C 目前核电站中核反应的原理是核裂变，原理不同，故A错误；极向场线圈、环向场线圈主要作用是将高温等离子体约束在真空室中，有利于核聚变的进行，故B错误；欧姆线圈中通以恒定的电流时，产生恒定的磁场，恒定的磁场无法激发电场，则在托卡马克的内部无法产生电场，等离子体无法被加速，因而不能发生核聚变，故C正确；带电粒子的12v平均动能与等离子体的温度T成正比，则T∝mv，由洛伦兹力提供向心力，则qvB＝m，

2R则有B∝T，故D错误。

11．(2019·宁夏银川联考)国产科幻大片《流浪地球》讲述了太阳即将在未来出现“核燃烧”现象，从而导致人类无法生存，决定移民到半人马座比邻星的故事。据科学家论证，太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，当太阳内部达到一定温度时，会发生“核燃烧”，其中“核燃烧”的核反应方程为2He＋X→4Be＋γ，方程中X表示某种粒子，4Be是不稳定的粒子，其半衰期为T，则下列说法正确的是( )

A．X粒子是2He

B．若使4Be的温度降低，其半衰期会减小 18

C．经过2T，一定质量的4Be占开始时的

8D．“核燃烧”的核反应是裂变反应

解析：选A 根据质量数和电荷数守恒可知，X粒子的质量数为4，电荷数为2，为2He，选项A正确；温度不能改变放射性元素的半衰期，选项B错误；经过2T，一定质量的4Be占1

开始时的，选项C错误；“核燃烧”的核反应是轻核聚变反应，选项D错误。

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12．(2019·西安八校联考)能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电

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