高三物理二轮复习 专题限时集训 第1部分 专题突破篇 专题12 近代物理初步

专题限时集训(十二)　近代物理初步一、选择题(本题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)1．物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上．下列说法正确的是(　　)A．天然放射现象说明原子核内部是有结构的B．电子的发现使人们认识到原子具有核式结构C．α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的A　[α粒子散射实验的重要发现使人们认识到原子具有核式结构，B、C项错误；密立根的油滴实验测出了电子的电荷量，D项错误．]2．实物粒子和光都具有波粒二象性．下列事实中不能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B　[电子束具有波动性，通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，β射线在云室中高速运动时，径迹又细又直，表现出粒子性．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，体现出波动性．电子显微镜是利用电子束工作的，体现了波动性，故选B.]3．(2016北京高考)处于n＝3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有(　　)A．1种 B．2种C．3种 D．4种C　[大量氢原子从n＝3能级向低能级跃迁时，能级跃迁图如图所示，有3种跃迁情况，故辐射光的频率有3种，选项C正确．]4．铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：U＋n→a＋b＋2n则a＋b可能是(　　)A.Xe＋Kr B.Ba＋KrC.Ba＋Sr D.Xe＋SrD　[根据核反应中的质量数守恒可知，a＋b的质量数应为235＋1－2＝234，质子数应为92，A项中的质量数为140＋93＝233，B项中质量数是141＋92＝233，C项中质量数为141＋93＝234，质子数为56＋38＝94，D项中质量数为140＋94＝234，质子数为54＋38＝92，综上可知，答案为D.]5．关于原子核的结合能，下列说法不正确的是(　　)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D　[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．]6．铀核裂变是核电站核能的重要来源，其中一种裂变反应式是U＋n→Ba＋Kr＋3n.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AC　[n表示中子，反应式中有n放出，A项正确．当铀块体积小于临界体积时链式反应不会发生，B项错误．铀核的核反应中释放出的快中子被减速剂减速后变为慢中子，而慢中子会被铀核吸收发生链式反应，减速剂可由人工控制，C项正确．铀核的半衰期只由自身决定，而与其他外部因素无关，D项错误．]7．下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是(　　)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.Bi的半衰期是5天，100克Bi经过10天后还剩下25克BD　[γ射线是光子流，选项A错误；氢原子辐射光子后能量减小，轨道半径减小，其绕核运动的电子动能增大，总能量减小，选项B正确；太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的氢核聚变，选项C错误；由m＝，n＝得m＝＝ g＝25 g，选项D正确．]8．如图5所示，氢原子可在下列各能级间发生跃迁，设从n＝4到n＝1能级辐射的电磁波的波长为λ1，从n＝4到n＝2能级辐射的电磁波的波长为λ2，从n＝2到n＝1能级辐射的电磁波的波长为λ3，则下列关系式中正确的是(　　)图5A．λ1<λ3 B．λ3<λ2C．λ3>λ2 D.＝＋AB　[已知从n＝4到n＝1能级辐射的光的波长为λ1，从n＝4到n＝2能级辐射的光的波长为λ2，从n＝2到n＝1能级辐射的光的波长为λ3，则λ1、λ2、λ3的关系为h>h>h，即>，λ1<λ3，>，λ3<λ2，又h＝h＋h，即＝＋，则＝－，即正确选项为A、B.]二、非选择题(共2小题，32分)9．(16分)假设高速运动的α粒子与一个静止于磁感应强度为B的匀强磁场中某点的氮核(N)发生正碰．碰后产生两个新核，在磁场中形成如图6所示的两条半径分别为R和r(R>r)的圆形径迹，其中R是质量较小的核的径迹，r是质量较大的核的径迹．图6(1)请写出该核反应方程；(2)求碰撞前α粒子的速度大小(质子质量为m，电荷量为e)．【解析】　(1)根据质量数守恒和电荷数守恒可得核反应方程为N＋He→O＋H.(2)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则有qvB＝m可得O核的动量为pO＝mOvO＝8eBrH核的动量为pH＝mHvH＝eBR由动量守恒定律得pHe＝pO＋pH所以pHe＝eB(8r＋R)故vHe＝＝.【答案】　(1)N＋He―→O＋H　(2)10．(16分)用速度大小为v的中子轰击静止的锂核(Li)，发生核反应后生成氚核和α粒子．生成的氚核速度方向与中子的初速度方向相反，氚核与α粒子的速度之比为7∶8，中子的质量为m，质子的质量可近似看作m，光速为c.(1)写出核反应方程；(2)求氚核和α粒子的速度大小；(3)若核反应过程中放出的核能全部转化为α粒子和氚核的动能，求质量亏损．【解析】　(1)由题意可得，核反应方程为n＋Li→H＋He.(2)由动量守恒定律得mv＝－3mv1＋4mv2由题意得v1∶v2＝7∶8解得v1＝v，v2＝v.(3)氚核和α粒子的动能之和为Ek＝3mv＋4mv＝mv2释放的核能为ΔE＝Ek－Ekn＝mv2－mv2＝mv2由爱因斯坦质能方程得，质量亏损为Δm＝＝.【答案】　(1)n＋Li→H＋He(2)v　v　(3)。