（新课标）2023年高考物理一轮复习第十二章近代物理章末过关检测

PAGEPAGE1第十二章近代物理章末过关检测(十二)(建议用时：60分钟总分值：100分)一、单项选择题(此题共5小题，每题6分，共30分．在每题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．关于天然放射性，以下说法不正确的选项是()A．所有元素都有可能发生衰变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解析：选A.自然界中绝大局部元素没有放射现象，选项A错误；放射性元素的半衰期只与原子核结构有关，与其他因素无关，选项B、C正确；α、β和γ三种射线电离能力依次减弱，穿透能力依次增强，选项D正确．2．由于放射性元素eq\o\al(237,93)Np的半衰期很短，所以在自然界中一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现．eq\o\al(237,93)Np经过一系列α衰变和β衰变后变成eq\o\al(209,83)Bi，以下选项中正确的选项是()A．eq\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核少28个中子B．eq\o\al(237,93)Np经过衰变变成eq\o\al(209,83)Bi，衰变过程可以同时放出α粒子、β粒子和γ粒子C．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变D．eq\o\al(237,93)Np的半衰期等于任一个eq\o\al(237,93)Np原子核发生衰变的时间解析：选C.eq\o\al(209,83)Bi的中子数为209－83＝126，eq\o\al(237,93)Np的中子数为237－93＝144，eq\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核少18个中子，A错误；eq\o\al(237,93)Np经过一系列α衰变和β衰变后变成eq\o\al(209,83)Bi，可以同时放出α粒子和γ粒子或者β粒子和γ粒子，不能同时放出三种粒子，B错误；衰变过程中发生α衰变的次数为eq\f(237－209,4)＝7次，β衰变的次数为2×7－(93－83)＝4(次)，C正确；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核不适用，选项D错误．3．用如下图的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转．而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么()A．a光的频率一定小于b光的频率B．只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大C．增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转D．用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到c解析：选B.由于用单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转，说明发生了光电效应，而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，说明b光不能发生光电效应，即a光的频率一定大于b光的频率；增加a光的强度可使单位时间内逸出光电子的数量增加，那么通过电流计G的电流增大，因为b光不能发生光电效应，所以即使增加b光的强度也不可能使电流计G的指针发生偏转；用a光照射光电管阴极K时，通过电流计G的电子的方向是由d到c所以电流方向是由c到d，选项B正确．4．(2022·北京市海淀区高三期中练习)氦离子(He＋)的能级图如下图，根据能级跃迁理论可知A．氦离子(He＋)从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出光子的频率低B．大量处在n＝3能级的氦离子(He＋)向低能级跃迁，只能发出2种不同频率的光子C．氦离子(He＋)处于n＝1能级时，能吸收45eV的能量跃迁到n＝2能级D．氦离子(He＋)从n＝4能级跃迁到n＝3能级，需要吸收能量解析：选A.氦离子的跃迁过程类似于氢原子，从高能级到低能级跃迁过程中要以光子的形式放出能量，而从低能级态向高能级跃迁的过程中吸收能量，且吸收(放出的能量)满足能级的差值，即ΔE＝EM－EN(M)(N)．故C、D错；大量的氦离子从高能级向低能级跃迁的过程中，辐射的光子种类满足组合规律即Ceq\o\al(2,n)，故B错．5．(2022·高考福建卷)以下有关原子结构和原子核的认识，其中正确的选项是()A．γ射线是高速运动的电子流B．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D.eq\o\al(210,83)Bi的半衰期是5天，100克eq\o\al(210,83)Bi经过10天后还剩下50克解析：选B.β射线是高速电子流，而γ射线是一种光子流，选项A错误．氢原子辐射光子后，绕核运动的电子距核更近，动能增大，选项B正确．太阳辐射能量的主要来源是太阳内部氢核的聚变，选项C错误.10天为两个半衰期，剩余的eq\o\al(210,83)Bi为100×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(\f(t,τ))g＝100×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(2)g＝25g，选项D错误．二、多项选择题(此题共5小题，每题6分，共30分．在每题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)6．(2022·湖北黄冈模拟)以下说法中正确的选项是()A．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构B.eq\o\al(232,90)Th衰变成eq\o\al(208,82)Pb要经过6次α衰变和4次β衰变C．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的D．升高放射性物质的温度，不可缩短其半衰期解析：选BD.卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，但并不能说明原子核有复杂的结构，A错；据α衰变、β衰变的实质可知eq\o\al(232,90)Th→eq\o\al(208,82)Pb＋neq\o\al(4,2)He＋meq\o\al(0,－1)e，得n＝6，m＝4，故B正确；β衰变中β射线是由原子核中的中子转变形成的，C错；放射性物质的半衰期只由其本身决定，与外界环境无关，D正确．7．(2022·高考山东卷)14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约5700年．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的比例持续减小．现通过测量得知A．该古木的年代距今约5700年B．12C、13C、C．14C衰变为14ND．增加样品测量环境的压强将加速14C解析：选AC.古木样品中14C的比例是现代植物所制样品的二分之一，根据半衰期的定义知该古木的年代距今约5700年，选项A正确．同位素具有相同的质子数，不同的中子数，选项B错误.14C的衰变方程为eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,-1)e，所以此衰变过程放出β射线，选项C正确．放射性元素的半衰期与核内部自身因素有关，与原子所处的化学状态和外部条件无关，选项D错误．8．(2022·山西模拟)核反响堆是利用中子轰击重核发生裂变反响，释放出大量核能.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋aX是反响堆中发生的许多核反响中的一种，X是某种粒子，a是X粒子的个数，用mU、mBa、mKr分别表示eq\o\al(235,)92U、eq\o\al(141,56)Ba、eq\o\al(92,36)Kr核的质量，mX表示X粒子的质量，c为真空中的光速，以下说法正确的选项是()A．X为中子，a＝2B．X为中子，a＝3C．上述核反响中放出的核能ΔE＝(mU－mBa－mKr－2mX)c2D．上述核反响中放出的核能ΔE＝(mU－mBa－mKr－3mX)c2解析：选BC.核反响中，质量数守恒，电荷数守恒，那么知eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋aX中X为eq\o\al(1,0)n，a＝3，那么A错误，B正确．由ΔE＝Δmc2可得：ΔE＝(mU＋mX－mBa－mKr－3mX)c2＝(mU－mBa－mKr－2mX)c2，那么C正确，D错误．9．人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数有如下图的关系．以下关于原子结构和核反响的说法正确的选项是()A．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要吸收能量B．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能C．原子核A裂变成原子核B和C时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子，假设增加γ射线强度，那么逸出光电子的最大初动能增大D．在核反响堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反响速度解析：选BD.原子核D、E聚变成原子核F，放出能量，A错；A裂变成B、C，放出能量，B对；增参加射光强度，光电子的最大初动能不变，C错；镉棒能吸收中子，可控制核反响速度，D对．10．以下有关近代物理内容的假设干表达正确的选项是()A．紫外线照射到金属锌板外表时能够发生光电效应，那么当增大紫外线的照射强度时，从锌板外表逸出的光电子的最大初动能也随之增大B．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定C．重核裂变过程中反响前后核的总质量增大，轻核聚变过程中核的总质量减少D．根据玻尔理论，一个氢原子由n＝4能级跃迁到较低能级时，最多能释放3种不同频率的光子解析：选BD.紫外线照射到金属锌板外表时能够发生光电效应，那么当增大紫外线的照射强度时，从锌板外表逸出的光电子的最大初动能不变，选项A错误．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项B正确．重核的裂变过程和轻核的聚变过程都有质量亏损，选项C错误．根据玻尔理论，当一个氢原子从n＝4能级向低能级跃迁时，最多放出3种不同频率的光子，分别是n＝4跃迁到n＝3，n＝3跃迁到n＝2，n＝2跃迁到n＝1所释放的光子，选项D正确．三、非选择题(此题共3小题，共40分．按题目要求作答．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11．(10分)(2022·高考江苏卷)(1)贝克勒尔在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．以下属于放射性衰变的是________．A．eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,-1)eB．eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,53)I＋eq\o\al(95,39)Y＋2eq\o\al(1,0)nC．eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nD．eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n(2)光速为c，普朗克常量为h，那么频率为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，那么光子在反射前后动量改变量的大小为________．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．(2)光子的动量p＝eq\f(E,c)＝eq\f(hν,c)，垂直反射回去Δp＝eq\f(hν,c)－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－\f(hν,c)))＝eq\f(2hν,c).答案：(1)A(2)eq\f(hν,c)eq\f(2hν,c)12.(12分)如下图是研究光电管产生的电流的电路图，A、K是光电管的两个电极，该光电管阴极的极限频率为ν0.现将频率为ν(大于ν0)的光照射在阴极上，那么：(1)________是阴极，阴极材料的逸出功等于________．(2)加在A、K间的正向电压为U时，到达阴极的光电子的最大动能为____________，将A、K间的正向电压从零开始逐渐增加，电流表的示数的变化情况是________________．(3)为了阻止光电子到达阳极，在A、K间应加U反＝________的反向电压．(4)以下方法一定能够增加饱和光电流的是________．A．照射光频率不变，增加光强B．照射光强度不变，增加光的频率C．增加A、K电极间的电压D．减小A、K电极间的电压解析：(1)被光照射的金属将有光电子逸出，故K是阴极，逸出功与极限频率的关系为W0＝hν0.(2)根据光电效应方程可知，逸出的光电子的最大初动能为hν－hν0，经过电场加速获得的能量为eU，所以到达阳极的光电子的最大动能为hν－hν0＋eU，随着电压增加，单位时间内到达阳极的光电子数量将逐渐增多，但当从阴极逸出的所有光电子都到达阳极时，再增大电压，也不可能使单位时间内到达阳极的光电子数量增多．所以，电流表的示数先是逐渐增大，直到保持不变．(3)从阴极逸出的光电