1考点34近代物理初步两年高考真题演练1.[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2.[2015·福建理综,30(1)]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.21083Bi的半衰期是5天,100克21083Bi经过10天后还剩下50克3.(2015·北京理综,17)实验观察到,静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变,衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动,运动方向和轨迹示意如图,则()A.轨迹1是电子的,磁场方向垂直纸面向外B.轨迹2是电子的,磁场方向垂直纸面向外C.轨迹1是新核的,磁场方向垂直纸面向里D.轨迹2是新核的,磁场方向垂直纸面向里4.(2015·北京理综,14)下列核反应方程中,属于α衰变的是()A.147N+42He→178O+11HB.23892U→23490Th+42HeC.21H+31H→42He+10nD.23490Th→23491Pa+0-1e5.(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→42He+31H+4.9MeV和21H+31H→42He+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6C.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。下列说法正确的是()A.该古木的年代距今约5700年B.12C、13C、14C具有相同的中子数2C.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.[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.[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________。10.(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,23592U是核电站常用的核燃料。23592U受一个中子轰击后裂变成14456Ba和8936Kr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)3考点34近代物理初步一年模拟试题精练1.(2015·北京丰台区一模)已知天然放射现象放出α、β、γ三种射线。下列说法正确的是()A.α、β、γ三种射线分别是氦原子核、电子和中子B.三种射线中α射线速度最快、β射线电离作用最强、γ射线穿透能力最强C.α射线轰击氮原子核可以产生质子,核反应方程为42He+147N→178O+11HD.英国物理学家J.J.汤姆孙最早用α射线完成著名的“α粒子散射实验”并提出核式结构的原子模型2.(2015·陕西五校一模)(多选)以下有关近代物理内容的若干叙述,正确的是()A.紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应,则当增大紫外线的照射强度时,从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B.质子和中子结合成新原子核一定有质量亏损,释放出能量C.有10个放射性元素的原子核,当有5个原子核发生衰变所需的时间就是该放射性元素的半衰期D.氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时氢原子的电势能减小,电子的动能增大3.(2015·新余市期末)(多选)在光电效应实验中,两个实验小组分别在各自的实验室,约定用相同频率的单色光,分别照射锌和银的表面,结果都能发生光电效应,如图甲,并记录相关数据。对于这两组实验,下列判断正确的是()A.饱和光电流一定不同B.因为材料不同逸出功不同,所以遏止电压Uc不同C.光电子的最大初动能不同D.因为光强不确定,所以单位时间逸出的光电子数可能相同E.分别用不同频率的光照射之后绘制Uc~ν图象(ν为照射光频率,图乙为其中一小组绘制的图象),图象的斜率可能不同4.(2015·景德镇市二检)(多选)下列说法正确的是()A.卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型B.结合能越大,原子核结构一定越稳定C.如果使用某种频率的光不能使某金属发生光电效应,则需增大入射光的光照强度才行D.发生β衰变时,元素原子核的质量数不变,电荷数增加1E.在相同速率情况下,利用质子流比利用电子流制造的显微镜将有更高的分辨率5.(2015·贵州七校联考)(多选)下列几幅图的有关说法中正确的是()4A.原子中的电子绕原子核高速运转时,运行轨道的半径不是任意的B.发现少数α粒子发生了较大偏转,因为原子的质量绝大部分集中在很小空间范围内C.光电效应实验和康普顿效应实验说明了光具有粒子性D.射线甲由α粒子组成,每个粒子带两个单位正电荷E.链式反应属于重核的裂变6.(2015·洛阳重点中学联考)两个动能均为1MeV的氘核发生正面碰撞,引起如下反应:21H+21H→31H+11H。已知氘核的质量为2.0136u,氚核的质量为3.0156u,氕核的质量为1.0073u,1原子质量单位(u)相当于931.5MeV。(1)此核反应中放出的能量ΔE为多少兆电子伏特?(2)若放出的能量全部变为新生核的动能,则新生的氕核所具有的动能为多少兆电子伏特?参考答案考点34近代物理初步两年高考真题演练1.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。]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21083Bi经过10天即2个半衰期还剩下122×100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=mv2r知r=mvqB,即r∝1q,故轨迹1是电子的,轨迹2是新核的,又由左5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42He,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10X,所以为中子,A正确;Y应为63Y,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.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。]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.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=heν-W0e,斜率即he=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-eb10.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=hp,p2=2mEk,又质子的质量大于电子的质6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:23592U+10n→14456Ba+8936Kr+310n,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一年模拟试题精练1.C2.BD3.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=hνe-W0e知图象的斜率等于he,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。]4.