（課標通用版）2020版高考物理總復(fù)習 第十二章 章末檢測（含解析）

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1、章末檢測 一、選擇題 1.鋁箔被α粒子轟擊后發(fā)生了以下核反應(yīng):1327Al+24He→X+01n。下列判斷正確的是(　　) A.01n是質(zhì)子 B.01n是中子 C.X是?1423Si的同位素 D.X共有31個核子 答案　B　01n的質(zhì)量數(shù)為1應(yīng)為中子,則A選項錯誤而選項B正確;從反應(yīng)方程知X為?1530X,其電荷數(shù)為15,質(zhì)量數(shù)為30,是磷元素的同位素,所以選項C和選項D均錯誤。 2.根據(jù)α粒子散射實驗,盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。 圖中虛線表示原子核所形成的電場等勢線,實線表示一個α粒子的運動軌道。在α粒子從a運動到b再運動到c的過程中,下列說法中正確的是(　　) A.

2、動能先增大,后減小 B.電勢能先減小,后增大 C.電場力先做負功,后做正功,總功等于零 D.加速度先變小,后變大 答案　C　α粒子帶正電,它跟靶核之間存在排斥力。在α粒子由a運動到c的過程中,排斥力先做負功后做正功,故α粒子的動能先減小后增大,電勢能先增大后減小,故選項A和B均錯誤;由于a和c在同一等勢面上,故α粒子由a運動到c的全過程中電場力對它做的總功為零,故選項C正確;由庫侖定律知α粒子受到的電場力先增大后減小,則其加速度先增大后減小,故選項D錯誤。 3.氫原子的核外電子從距核較近的軌道躍遷到距核較遠的軌道過程中(　　) A.原子要吸收光子,電子的動能增大,原子的電勢能增大,

3、原子的能量增大 B.原子要放出光子,電子的動能減小,原子的電勢能減小,原子的能量也減小 C.原子要吸收光子,電子的動能增大,原子的電勢能減小,原子的能量增大 D.原子要吸收光子,電子的動能減小,原子的電勢能增大,原子的能量增大 答案　D　氫原子的核外電子從距核較近軌道躍遷到距核較遠的軌道過程中,原子的能量要增大,原子要吸收光子,因克服靜電引力做功,原子的電勢能要增大,但其動能減小,故ABC錯誤,D正確。 4.用不同頻率的紫外線分別照射鎢和鋅的表面而產(chǎn)生光電效應(yīng),可得到光電子最大初動能Ek隨入射光頻率ν變化的Ek-ν圖像。已知鎢的逸出功是3.28eV,鋅的逸出功是3.24eV,若將二者

4、的圖線畫在同一個Ek-ν坐標圖中,用實線表示鎢,虛線表示鋅,則能正確反映這一過程的是下圖中的(　　) 答案　B　圖像斜率表示普朗克常量h,因此兩條線應(yīng)平行;橫截距代表了極限頻率ν0,ν0=W0h,因此鎢的ν0大些,故B正確。 5.下列說法正確的是(　　) A.對于某種金屬,無論入射光多強,只要其頻率低于極限頻率就不能發(fā)生光電效應(yīng) B.由玻爾理論可知,氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時,要輻射一定頻率的光子,同時電子的動能減小,電勢能增大 C.微波和聲波一樣都只能在介質(zhì)中傳播 D.氡原子核的半衰期為3.8天,4個氡原子核經(jīng)過7.6天一定只剩下一個未發(fā)生衰變 答案　A　根

5、據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W,可以知道,當入射光的頻率低于極限頻率就不能發(fā)生光電效應(yīng),與入射光的強弱無關(guān),故A正確;由玻爾理論可以知道,氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時,要輻射一定頻率的光子,電子的軌道半徑減小,該過程中電場力做正功,電子的動能增大,電勢能減小,故B錯誤;微波屬于電磁波,能在真空中傳播,而聲波只能在介質(zhì)中傳播,不能在真空中傳播,故C錯誤;半衰期具有統(tǒng)計規(guī)律,對大量的原子核適用,對少量的原子核不適用,故D錯誤。 6.用某種頻率的光照射鋅板,使其發(fā)射出光電子。為了增大光電子的最大初動能,下列措施可行的是(　　) A.增大入射光的強度 B.增加入射光的照射時間 C.

6、換用頻率更高的入射光照射鋅板 D.換用波長更長的入射光照射鋅板 答案　C　由光電效應(yīng)方程Ek=hν-W知光電子的最大初動能取決于入射光的頻率與光電材料的逸出功,而與入射光的強度、照射時間無關(guān),可見增大入射光的頻率即降低入射光的波長,可增大光電子的最大初動能,C正確。 7.甲、乙光子的能量之比為2∶1,它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng),且所產(chǎn)生的光電子最大初動能分別為E1、E2。該金屬的逸出功為(　　) A.E1+E2 B.E1-E2 C.E1+2E2 D.E1-2E2 答案　D　根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0,對應(yīng)甲光子有hν甲=E1+W0,對應(yīng)乙光子有hν乙=E2+W0,又知hν甲

7、=2hν乙,解得W0=E1-2E2,故選項D正確,選項A、B、C錯誤。 8.在光電效應(yīng)實驗中,飛飛同學(xué)用同一光電管在不同實驗條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光),如圖所示。則可判斷出(　　) A.甲光的頻率大于乙光的頻率 B.乙光的波長大于丙光的波長 C.乙光對應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率 D.甲光對應(yīng)的光電子最大初動能大于丙光的光電子最大初動能 答案　B　由于是同一光電管,因而不論對哪種光,極限頻率和金屬的逸出功相同,對于甲、乙兩種光,反向遏止電壓相同,因而頻率相同,A項錯誤;丙光對應(yīng)的反向遏止電壓較大,因而丙光的頻率較高,波長較短,對應(yīng)的光電子的

8、最大初動能較大,故C、D均錯,只有B項正確。 9.μ子與氫原子核(質(zhì)子)構(gòu)成的原子稱為μ氫原子(hydrogenmuonatom),它在原子核物理的研究中有重要作用。圖為μ氫原子的能級示意圖。假定光子能量為E的一束光照射容器中大量處于n=2能級的μ氫原子,μ氫原子吸收光子后,發(fā)出頻率為ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光,且頻率依次增大,則E等于(　　) A.h(ν3-ν1) B.h(ν5+ν6) C.hν3 D.hν4 答案　D　由能級躍遷知識及題意可知,處于n=2能級的μ氫原子吸收能量為E的光子后,發(fā)出6種頻率的光,說明μ氫原子是從n=4能級躍遷的,而ν1、ν2、ν3、ν4、ν

9、5和ν6頻率依次增大,說明從n=4能級躍遷到n=2能級時,輻射能量為hν3的光子,綜上可知E=hν3,C正確,A、B、C錯誤。 10.已知氦原子的質(zhì)量為MHe(u),電子的質(zhì)量為me(u),質(zhì)子的質(zhì)量為mp(u),中子的質(zhì)量為mn(u),u為原子質(zhì)量單位,且由愛因斯坦質(zhì)能方程E=mc2可知:1u對應(yīng)于931.5MeV的能量,若取光速c=3×108m/s,則兩個質(zhì)子和兩個中子聚變成一個氦核,釋放的能量為(　　) A.[2×(mp+mn)-MHe]×931.5MeV B.[2×(mp+mn+me)-MHe]×931.5MeV C.[2×(mp+mn+me)-MHe]×c2J D.[2×(

10、mp+mn)-MHe]×c2J 答案　B　核反應(yīng)方程為211H+201n→24He,質(zhì)量虧損Δm=2×(mp+mn)-(MHe-2me)=2×(mp+mn+me)-MHe,所以釋放的能量為ΔE=Δm×931.5MeV=[2×(mp+mn+me)-MHe]×931.5MeV,選項B正確。 二、非選擇題 11. 如圖所示為氫原子最低的四個能級,當一群氫原子處于n=4的能級上向低能級躍遷時: (1)有可能放出　　　種能量的光子。? (2)在哪兩個能級間躍遷時,所放出光子波長最長?波長是多少? (3)已知金屬鈉的截止頻率為5.53×1014Hz,普朗克常量h=6.63×10-34J·s

11、。請通過計算判斷,氫原子從第二激發(fā)態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)過程中發(fā)出的光照射金屬鈉板,能否發(fā)生光電效應(yīng)。 答案　見解析 解析　(1)N=n(n-1)2=4×(4-1)2=6。 (2)由題圖知,氫原子由第四能級向第三能級躍遷時,能級差最小,輻射的光子波長最長。 由hν=E4-E3,得:hcλ=E4-E3, 所以λ=hcE4-E3=6.63×10-34×3×108[-0.85-(-1.51)]×1.6×10-19m ≈1.88×10-6m。 (3)氫原子放出的光子能量E=E2-E1, 代入數(shù)據(jù)得E=1.89eV 金屬鈉的逸出功W0=hνc,代入數(shù)據(jù)得W0=2.3eV 因為E

12、以不能發(fā)生光電效應(yīng)。 12.如圖所示,有界的勻強磁場磁感應(yīng)強度為B=0.05T,磁場方向垂直于紙面向里,MN是磁場的左邊界。在磁場中A處放一個放射源,內(nèi)裝?88226Ra,88226Ra放出某種射線后衰變成 ?86222Ra。 (1)試寫出 ?88226Ra衰變成 ?86222Rn的核反應(yīng)方程; (2)若A距磁場邊界MN的距離OA=1.0m時,放在MN左側(cè)的粒子接收器收到垂直于邊界MN方向射出的質(zhì)量較小的粒子,此時接收器距過OA的直線1.0m。據(jù)此可推算出一個靜止鐳核衰變過程中釋放的核能有多少?(取1u=1.6×10-27kg,e=1.6×10-19C,結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 答案

13、　(1)88226Ra→86222Rn+24He　(2)2.04×10-14J 解析　(1)根據(jù)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,可寫出該衰變方程為?88226Ra→86222Rn+24He,放出的粒子為α粒子。 (2)垂直MN穿出磁場的α粒子在磁場中運動的軌跡如圖所示,即其軌跡半徑R=OA= 1.0m。 由qvαB=mvα2R得 vα=qBRm=3.2×10-19×0.05×1.01.6×10-27×4m/s=2.5×106m/s Ekα=12mαvα2=12×6.4×10-27×(2.5×106)2J=2.0×10-14J 又衰變過程中動量守恒,即mαvα=mRnvRn 所以vRnvα=mαmRn,EkRnEkα=12mRnvRn212mαvα2=mαmRn 所以EkRn=mαmRnEkα 由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律得,釋放的核能為 E=Ekα+EkRn=(1+mαmRn)Ekα=(1+4226)×2.0×10-14J=2.04×10-14J。 7