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1专题14近代物理-2019年高三二模、三模物理试题分项解析（III）一、选择题1．（2019湖南湘潭市二模）用10n轰击23592U产生了m个某种粒子，核反应方程为23592U+10n→14054Xe+9438Sr+mX．则A．方程式中的m＝3B．方程式中的X是粒子C．该反应需要吸收热量D．14054Xe的比结合能一定大于23592U的比结合能2.（2019湖南岳阳二模）关于巴耳末公式：=R（-）（n=3，4，5……），理解正确的是（）A.式中n只能取整数，R称为巴耳末常量B.巴耳末线系的4条谱线位于红外区C.在巴耳末线系中n值越大，对应的波长越短D.巴耳末线系的4条谱线是氢原子从的能级向、4、5、6能级跃迁时辐射产生的3.（2019四川内江二模）真空中一个静止的镭原子核Ra经一次α衰变后变成一个新核Rn，衰变方程为Ra→Rn+He，下列说法正确的是（）A.衰变后核的动量与粒子的动量相同B.衰变后核的质量与粒子的质量之和等于衰变前镭核的质量C.若镭元素的半衰期为，则经过的时间，8个核中有4个已经发生了衰变D.若镭元素的半衰期为，是经过的时间，2kg的核中有已经发生了衰变4.（2019山东聊城一模）下列说法正确的是（）A.阴极射线和射线的本质都是电子流，在原子内的来源是相同的B.太阳辐射的能量主要来源于太阳中的裂变反应C.用频率大于某金属极限频率的单色光照射该金属。若增大入射光的频率，则单位时间内逸出的光电子一2定增多D.放射性元素的半衰期，与该元素所处的物理化学状态无关5.（2019河南安阳二模）下列说法正确的是A.中X为中子，核反应类型为衰变B.中Y为中子，核反应类型为人工核转变C.，其中K为10个中子，核反应类型为重核裂变D.，其中Z为氢核核反应类型为轻核聚变6．（2019湖南娄底二模）在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核(AZX)发生了一次α衰变。放射出的α粒子(42He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量，生成的新核用Y表示。下面说法正确的是A．新核Y在磁场中圆周运动的半径为RY＝2Z－2RB．α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，且电流大小为I＝Bq22πmC．若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为Δm＝A（qBR）22m（A－4）c2D．发生衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中运动的轨迹正确的是图丙7．（6分）（2019湖南衡阳二模）在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，结果得到一张两个相切圆1和2的径迹照片如图所示，已知两个相切圆半径分别r1、r2，则下列说法正确的是（）A．原子核可能发生α衰变，也可能发生β衰变B．径迹2可能是衰变后新核的径迹3C．若衰变方程是U→TH+He，则衰变后新核和射出的粒子的动能之比为117：2D．若衰变方程是→TH+He，则r1：r2＝1：458.（2019河南示范性高中联考）下列叙述正确的是A.同种金属产生光电效应时逸出光电子的最大初动能与照射光的强度呈线性关系B.一块纯净的放射性矿石，经过两个半衰期，它的总质量仅剩下原来的四分之一C.卢瑟福通过分析α粒子散射实验发现原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量D.原子核的结合能越大，其核子就结合得越牢固，原子核就越稳定9．（3分）（2019江苏七市二模）2019年1月，中国散裂中子源加速器打靶束流功率超过50kW，技术水平达到世界前列，散裂中子源是由加速器提供高能质子轰击重金属靶而产生中子的装置，一能量为109eV的质子打到汞、钨等重核后，导致重核不稳定而放出20～30个中子，大大提高了中子的产生效率。关于质子和中子，下列说法中正确的有（）A．中子和质子的质量相等B．原子核由质子和中子组成，稳定的原子核内，中子数一定大于质子数C．原子核的β衰变，实质是核内中子转化为质子和电子D．中子不带电，比质子更容易打入重核内10．（2019北京海淀一模）光镊技术可以用来捕获、操控微小粒子（目前已达微米级）。激光经透镜后会聚成强聚焦光斑，微粒一旦落入会聚光的区域内，就有移向光斑中心的可能，从而被捕获。由于光的作用使微粒具有势能，光斑形成了一个类似于陷阱的能量势阱，光斑中心为势能的最低点。结合以上信息可知，关于利用光镊捕获一个微小粒子的情况，下列说法正确的是A．微粒被捕获时，受到激光的作用力一定沿着激光传播的方向B．微粒被捕获时，受到激光的作用力一定垂直激光传播的方向C．微粒向光斑中心移动时，在能量势阱中对应的势能可能增大D．被捕获的微粒在获得较大的速度之后，有可能逃离能量势阱11．（2分）（2019浙江绿色联盟模拟）如图为氢原子光谱在可见光区域内的四条谱线Hα，Hβ，Hγ和Hθ，都是氢原子中电子从量子数n＞2的能级跃迁到n＝2的能级发出的光，根据此图可以判定（）4A．Hα对应的原子前后能级之差最小B．同一介质对Hα的传播速度最大C．Hδ光子的动量最大D．用Hγ照射某一金属能发生光电效应，则用Hβ照射同一金属一定不能产生光电效应12．（2分）（2019浙江绿色联盟模拟）一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为U→Th+He，下列说法正确的是（）A．衰变后钍核的动能大于α粒子的动能B．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C．反应前铀核的能量大于反应后钍核与α粒子能量之和D．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量13．（2019湖北名校联盟三模）关于近代物理的知识，下列说法正确的是A．查德威克发现质子的核反应方程为B．β衰变就是原子核内的一个质子转化为一个中子和电子，电子被释放出来C．铀核裂变的一种核反应方程为D．若氢原子从n＝6的能级向n＝1的能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n＝6的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应二、计算题1.（2019江苏七市二模）2019年1月，中国散裂中子源加速器打靶束流功率超过50kW，技术水平达到世界前列，散裂中子源是由加速器提供高能质子轰击重金属靶而产生中子的装置，一能量为109eV的质子打到汞、钨等重核后，导致重核不稳定而放出20～30个中子，大大提高了中子的产生效率。一个高能质子的动量为p0，打到质量为M、原来静止的钨核内，形成瞬时的复合核，然后再散裂出若干中子，已知质子质量为m，普朗克常量为h。①求复合核的速度v；②设复合核释放的某个中子的动量为p，求此中子的物质波波长λ。52．（18分）（2019北京顺义区二模）从宏观现象中总结出来的经典物理学规律不一定都能适用于微观体系。但是在某些问题中利用经典物理学规律也能得到与实际比较相符合的结论。根据玻尔的氢原子模型，电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动，原子中的电子在库仑力作用下，绕原子核做圆周运动。已知电子质量为m，电荷量为e，静电力常量为k。氢原子处于基态（n=1）时电子的轨道半径为r1，电势能为1rekE2P（取无穷远处电势能为零)。第n个能级的轨道半径为rn，已知rn=n2r1，氢原子的能量等于电子绕原子核运动的动能、电子与原子核系统的电势能的总和。（1）求氢原子处于基态时，电子绕原子核运动的速度；（2）证明：氢原子处于第n个能级的能量为基态能量的21n（n=1，2，3，…）；（3）1885年，巴尔末对当时已知的在可见光区的四条谱线做了分析，发现这些谱线的波长能够用一个公式表示，这个公式写做)121(122nR，n=3，4，5，…。式中R叫做里德伯常量，这个公式称为巴尔末公式。已知氢原子基态的能量为E1，用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，求：a．里德伯常量R的表达式；b．氢原子光谱巴尔末系最小波长与最大波长之比。3.（2019年4月北京西城模拟）可利用如图l所示的电路研究光电效应中电子的发射情况与光照的强弱、光的频率等物理量间的关系。K、A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K受到光照时能够发射电子。K与A之间的电压大小可以调整，电源的正负极也可以对调。(1)a．电源按图1所示的方式连接，且将滑动变阻器中的滑片置于中央位置附近。试判断：光电管中从K发射出的电子由K向A的运动是加速运动还是减速运动?b．现有一电子从K极板逸出，初动能忽略不计，已知电子的电量为e，电子经电压U加速后到达A极板。求电子到达A极板时的动能Ek6(2)在图l装置中，通过改变电源的正、负极，以及移动变阻器的滑片，可以获得电流表示数，与电压表示数U之间的关系，如图2所示，图中Uc叫遏止电压。实验表明，对于一定频率的光，无论光的强弱如何，遏止电压都是一样的。请写出光电效应方程，并对“一定频率的光，无论光的强弱如何，遏止电压都是一样的”做出解释。(3)美国物理学家密立根为了检验爱因斯坦光电效应方程的正确性，设计实验并测量了某金属的遏止电压Uc与入射光的频率。根据他的方法获得的实验数据绘制成如图3所示的图线。已知电子的电量e=1.6xl0-19C，求普朗克常量h。（将运算结果保留l位有效数字。）