青海高考物理模拟题及答案Word下载.docx
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C.
H+
H→
He+
nD.
Th→
Pa+
e
5.(2015·
广东理综,18)(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→
H+4.9MeV和
He+X+17.6MeV,下列表述正确的有( )
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
6.[2015·
山东理综,39
(1)](多选)14C发生放射性衰变成为14N,半衰期约5700年。
已知植物存活期间,其体内14C与12C的比例不变;
生命活动结束后,14C的比例持续减少。
现通过测量得知,某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。
A.该古木的年代距今约5700年
B.12C、13C、14C具有相同的中子数
C.14C衰变为14N的过程中放出β射线
D.增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变
7.[2015·
新课标全国卷Ⅱ,35
(1)](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
8.[2014·
新课标全国卷Ⅱ,35
(1)](多选)在人类对微观世界进行探索的过程中,科学实验起到了非常重要的作用。
下列说法符合历史事实的是( )
A.密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值
B.贝克勒尔通过对天然放射现象的研究,发现了原子中存在原子核
C.居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素
D.卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子
E.汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验,发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的,并测出了该粒子的比荷
9.[2014·
新课标全国卷Ⅰ,35
(1)](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
10.(2014·
广东理综,18)(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
11.[2014·
江苏单科,12C
(1)]已知钙和钾的截止频率分别为7.73×
1014Hz和5.44×
1014Hz,在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应,比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子,钙逸出的光电子具有较大的( )
A.波长B.频率C.能量D.动量
12.[2014·
山东理综,39
(1)](多选)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656nm。
以下判断正确的是( )
A.氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时,辐射光的波长大于656nm
B.用波长为325nm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633nm的光照射,不能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级
13.(2014·
北京理综,14)质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3。
当一个质子和一个中子结合成氘核时,释放的能量是(c表示真空中的光速)( )
A.(m1+m2-m3)cB.(m1-m2-m3)c
C.(m1+m2-m3)c2D.(m1-m2-m3)c2
14.(2014·
重庆理综,1)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( )
A.
B.
C.
D.
15.[2013·
新课标全国卷Ⅱ,35
(1)](多选)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
C.铯原子核(
Cs)的结合能小于铅原子核(
Pb)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
16.(2013·
北京理综,20)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=
-
B.U=
C.U=2hν-WD.U=
17.(2013·
天津理综,1)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
18.[2015·
新课标全国卷Ⅰ,35
(1)]
在某次光电效应实验中,得到的遏止电压Uc与入射光的频率ν的关系如图所示。
若该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________。
19.(2015·
江苏单科,12C)(多选)
(1)波粒二象性是微观世界的基本特征,以下说法正确的有( )
A.光电效应现象揭示了光的粒子性
B.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性
C.黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释
D.动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波长也相等
(2)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电,
U是核电站常用的核燃料。
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________(选填“大于”或“小于”)它的临界体积。
(3)取质子的质量mp=1.6726×
10-27kg,中子的质量mn=1.6749×
10-27kg,α粒子的质量mα=6.6467×
10-27kg,光速c=3.0×
108m/s。
请计算α粒子的结合能。
(计算结果保留两位有效数字)
参考答案
1.A [放射性现象中释放出了其他粒子,说明原子核内部具有一定的结构,A正确;
电子的发现使人们认识到:
原子是可以分割的,是由更小的微粒组成的,B错误;
α粒子散射实验否定了汤姆逊提出的枣糕式原子模型,建立了核式结构模型,C错误;
密立根油滴实验测定了电子的电荷量,D错误。
]
2.B [γ射线是光子流,故A错误;
氢原子辐射光子后,由高能级向低能级跃迁,半径减小,绕核运动的动能增大,故B正确;
太阳辐射能量主要来源是太阳中发生的轻核聚变,故C错误;
100克
83Bi经过10天即2个半衰期还剩下
×
100克=25克,故D错误。
3.D [静止的原子核发生β衰变,动量守恒,即MV=mv,新核和电子在磁场中做匀速圆周运动,根据qvB=m
知r=
,即r∝
,故轨迹1是电子的,轨迹2是新核的,又由左手定则可知磁场的方向为垂直于纸面向里,所以只有选项D正确。
4.B [α衰变是重核自发的发出α粒子的天然放射现象,其中α粒子是
He,所以B正确;
A为人工转变,C为轻核的聚变,D是β衰变,故A、C、D皆错误。
5.AD [根据核反应中质量数和电荷数守恒,可知X是
X,所以为中子,A正确;
Y应为
Y,所以Y的质子数为3,核子数为6,中子数为3,B错误;
两核反应均有能量释放,根据爱因斯坦质能方程,两核反应都有质量亏损,C错误;
由聚变反应概念知,D正确。
6.AC [因古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一,则可知经过的时间为一个半衰期,即该古木的年代距今约为5700年,选项A正确;
12C、13C、14C具有相同的质子数,由于质量数不同,故中子数不同,选项B错误;
根据核反应方程可知,14C衰变为14N的过程中放出电子,即发出β射线,选项C正确;
外界环境不影响放射性元素的半衰期,选项D错误。
7.ACD [电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样,可以说明电子是一种波,故A正确;
β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹,可以说明β射线是一种粒子,故B错误;
人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构,中子衍射说明中子是一种波,故C正确;
人们利用电子显微镜观测物质的微观结构,利用了电子束的衍涉现象,说明电子束是一种波,故D正确;
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,说明光是一种粒子,故E错误。
8.ACE [密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值,选项A正确;
贝克勒尔通过对天然放射现象的研究,说明原子核的组成情况,而原子中存在原子核是卢瑟福的α粒子散射实验发现的,选项B、D错误;
居里夫妇发现钋和镭是从沥青中分离出来的,选项C正确;
汤姆逊通过阴极射线在电磁场中的偏转,发现阴极射线是由带负电的粒子组成的,并测出其比荷,选项E正确。
9.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和β衰变,故E项错误。
10.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;
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,大于极限频率时发生光电效应,选项C错误;
由Ekm=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。
11.A [由光电效应方程Ekm=hν-W=hν-hν0
钙的截止频率大,因此钙中逸出的光电子的最大初动能小,其动量p=
,故动量小,由λ=
,可知波长较大,则频率较小,选项A正确。
12.CD [由E初-E终=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E3-E2<
E2-E1,故A错误;
由
=
得λ=121.6nm<
325nm,故B错误;
由C
=3可知C正确;
因跃迁中所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=656nm的光子,故D正确。
13.C [此核反应方程为
n→
H,根据爱因斯坦的质能方程得ΔE=Δm·
c2=(m1+m2-m3)c2,C正确。
14.C [设剩余质量为m剩,则由m剩=m(
)
,
则m剩=m(
,C正确。
15.ABC [由原子核的结合能定义可知,原子核分解成自由核子时所需的最小能量为原子核的结合能,选项A正确;
重原子核的核子平均质量大于轻原子核的平均质量,因此原子核衰变产物的结合能之和一定大于衰变前的结合能,选项B正确;
铯原子核的核子数少,因此其结合能小,选项C正确;
比结合能越大的原子核越稳定,选项D错误;
自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能,选项E错误。
16.B [假设电子吸收光子个数为n(n>
1),则nhν=Ek+W,又Ek=eU,解得U=
,B正确。
17.C [原子核发生衰变时有质量亏损,质量不守恒,选项A错误;
γ射线是光子流,不是带电粒子流,选项B错误;
氢原子从激发态向基态跃迁,辐射的光子能量hν=Em-En,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Ek=hν-W,只与入射光频率有关,而与入射光强度无关,D项错误。
18.解析 光电效应中,入射光子能量hν,克服逸出功W0后多余的能量转换为电子动能,反向遏制电压eU=hν-W0,整理得U=
ν-
,斜率即
=k,所以普朗克常量h=ek,截距为b,即eb=-W0,所以逸出功W0=-eb。
答案 ek -eb
19.解析
(1)光电效应说明光的粒子性,所以A正确;
热中子束在晶体上产生衍射图样,即运动的实物粒子具有波的特性,即说明中子具有波动性,所以B正确;
黑体辐射的实验规律说明电磁辐射具有量子化,即黑体辐射是不连续的、一份一份的,所以黑体辐射用光的粒子性解释,即C错误;
根据德布罗意波长公式λ=
,p2=2mEk,又质子的质量大于电子的质量,所以动能相等的质子和电子,质子的德布罗意波较短,所以D错误。
(2)由质量数和电荷数守可知:
U+
Ba+
Kr+3
n,可见产生了3个中子,链式反应的一个条件是铀燃料的体积必须大于或等于临界体积。
(3)根据爱因斯坦质能方程ΔE=Δmc2,可求:
ΔE=(2mp+2mn-mα)c2=4.3×
10-12J。
答案
(1)AB
(2)3 大于 (3)4.3×
10-12J
两年模拟试题精练
1.C [γ射线是一种高能电磁波,不是中子,A错误;
三种射线中γ射线速度最快、穿透能力最强,α射线电离作用最强,B错误;
卢瑟福最早完成著名的“α粒子散射实验”并提出核式结构的原子模型,D错误;
只有选项C正确。
2.B [核反应方程为4
He+2
e,即X表示正电子,这个核反应中质量亏损Δm=4m1-m2-2m3,这个核反应中释放的核能ΔE=(4m1-m2-2m3)c2,选项B正确。
3.D [爱因斯坦的质能方程E=mc2,不是质量和能量可以相互转化,二者概念根本不同,当发生质量亏损时,质量只是以光子形式发射出去,故A错误;
太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应,故B错误;
贝克勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象,故C错误;
基态的氢原子能量为-13.6eV,则基态氢原子发生电离,吸收的能量需大于等于13.6eV,故D正确。
4.C [该核反应是核裂变,可以自发进行,不是人工控制的,A错误;
核反应方程
U+
Kr+x
n中根据质量数守恒,有235+1=144+89+x,解得x=3,C正确;
根据爱因斯坦质能方程,该反应放出能量为ΔE=Δm·
c2=(m1+m2-m3-m4-3m2)c2=(m1-m3-m4-2m2)c2,B错误;
该核反应生成两种放射性元素,核污染较大,故D错误。
5.C [分别用频率为ν1和ν2单色光照射阴极,由光电效应方程,有Ekm=hν-W0,逸出光电子的最大初动能分别为Ekm1=hν1-W0、Ekm2=hν2-W0;
光电子在光电管内减速,由动能定理,有-eU1=-Ekm1和-eU2=-Ekm2,联立以上各式解得W0=hν0=hν1-eU1=hν2-eU2;
频率为ν1的光照射时光电子的最大初速度v=
,普朗克常量h=
,极限频率ν0=
。
综上分析,只有选项C不正确。
6.AB [原子核自发放射α粒子的衰变为α衰变,A正确;
自发放出负电子的衰变为β衰变,D为β衰变,D错误;
两个质量较小的核结合成一个质量较大核的反应是聚变,B正确;
C是铀核的裂变,C错误。
7.BD [最大初动能与入射光的频率有关,与光照强度无关,故A错误;
质子和中子结合成原子核一定有质量亏损,根据质能方程知,有能量放出,故B正确;
半衰期具有统计规律,对大量原子核适用,故C错误;
氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,能量减小,释放光子,由高轨道跃迁到低轨道,根据k
=m
知,速度增大,动能增大,则电势能减小,故D正确。
8.BCD [虽然光的频率相同,但光强不确定,所以单位时间逸出的光电子数可能相同,而饱和光电流不一定相同,故A错误,D正确;
根据光电效应反应方程Ekm=hν-W0和eUc=Ekm得出,相同频率,不同逸出功,则遏止电压也不同,光电子的最大初动能也不同,故B、C正确;
因为Uc=
知图象的斜率等于
,从图象上可以得出斜率的大小,已知电子的电荷量,可以求出斜率与普朗克常量有关,故E错误。
9.ADE [卢瑟福通过分析α粒子散射实验的结果,建立了原子的核式结构模型,故A正确;
平均结合能越大,原子核结构一定越稳定,故B错误;
不能使某金属发生光电效应,是因入射光的频率小于极限频率,与入射光的光照强度无关,故C错误;
β衰变时,元素原子核的质量数不变,电荷数增加1,故D正确;
相同速率情况下,质子流的动量大于电子流,根据λ=
,可知质子流的波长比电子流小,衍射现象不明显,则有更高的分辨率,故E正确。
10.ACE [由图和根据玻尔理论知道,电子的轨道不是任意的,电子有确定的轨道,故A正确;
少数α粒子发生了较大偏转,说明原子的几乎全部质量和所有正电荷主要集中在很小的核上,否则不可能发生大角度偏转,故B错误;
光电效应实验和康普顿效应实验均说明了光具有粒子性,故C正确;
根据左手定则可得,向左偏转的粒子带正电,所以射线丙由α粒子组成,该粒子带两个单位正电荷,而射线甲是β粒子,故D错误;
一个中子轰击后,出现三个中子,此链式反应属于重核的裂变,故E正确。
11.解析
(1)由质能方程得ΔE=Δmc2=(2×
2.0136-3.0156-1.0073)×
931.5MeV=4.005MeV。
(2)相互作用过程中能量守恒,设新生核的动量大小分别为p1、p2,则p1=p2=p
Ekm1=
m1v
Ekm2=
m2v
由能量守恒定律,有2Ek+ΔE=Ekm1+Ekm2
解得Ekm2≈4.5MeV。
答案
(1)4.005MeV
(2)4.5MeV
12.解析
(1)n=C
=6种光子
(2)金属钠的逸出功为W0
W0=hν0=3.67×
10-19J=2.29eV
其中ΔE21=10.2eV,ΔE31=12.09eV,ΔE41=12.75eV,ΔE42=2.55eV都大于钠的逸出功,所以一定能发生光电效应
(算出其中一组数据并进行比较,就可以给全分)
(3)Ekm=ΔE41-W0=10.46eV
答案
(1)6种
(2)见解析 (3)10.46eV
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