搜索
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【参考答案】D【名师解析】根据核反应方程满足的质量数守恒和电荷数守恒可知，方程式中的m＝2，方程式中的X是中子10n，该反应放出热量，选项ABC错误；14054Xe的比结合能一定大于23592U的比结合能，选项D正确。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【参考答案】C【名师解析】此公式中n不可以取任意值，只能取整数，且从3，4，…开始取，n为量子数，故选项A错误；巴耳末线系的4条谱线位于可见光区，选项B错误；根据巴耳末公式：=R（-），可知n值越大，对应的波长λ越短。故C正确；公式只能适用于氢原子光谱中n≥3的能级向n=2的能级跃迁时发出的光谱，故D错误。【名师点评】此公式是巴耳末在可见光的14条谱线分析时发现的，式中的n只能取整数，不能连续取值，且从3，4，…开始取，只能适用于氢光谱，及红外与紫外区。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2Ra→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【参考答案】D【名师解析】衰变前，镭原子核Ra的动量为零。根据动量守恒可知，Rn与α粒子的动量大小相等，方向相反，所以二者动量不同，故A错误。镭核衰变的过程中，存在质量亏损，导致衰变后Rn核的质量与α粒子的质量之和小于衰变前镭核Ra的质量，故B错误。少量放射性元素的衰变是一个随机事件，对于8个放射性元素，无法准确预测其衰变的个数，故C错误。、2kg的Ra核衰变，符合统计规律，经过2τ的时间，已有1.5kg发生衰变，故D正确。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【参考答案】D【名师解析】β射线是高速运动的电子流，是发生β衰变产生的，阴极射线也是电子流，是核外电子被电离产生的。故A错误；太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的轻核聚变。故B错误；单位时间内逸出的光电子数目与光子的频率无关，而是与光的强度有关。故C错误；放射性元素的半衰期，是由放射性元素本身决定的，与该元素所处的物理化学状态无关，故D正确；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3C.，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【参考答案】C【名师解析】核反应方程，放出的是粒子，这是衰变，故A错误；中Y为中子，核反应类型为轻核聚变，故B错误；裂变是重核吸收一个慢中子后分裂成两个或两个以上的中等质量的原子和的过程，根据质量数守恒与电荷数守恒可知，裂变方程中裂变的核反应可能为，其中K为10个中子，核反应类型为重核裂变，故C正确；核反应方程：是人工核反应方程，不是轻核聚变，故D错误。【关键点拨】重核裂变是质量数较大的核裂变为质量中等的核，聚变是质量数较小的和转化为质量较大的核，在转化过程中质量数和电荷数都守恒。理解裂变和聚变的特点，对于原子物理中核反应方程、裂变、聚变和衰变等基本知识要熟练掌握和应用。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【参考答案】ABC【名师解析】由圆周运动的半径公式R＝mvqB可知，RYR＝2Z－2，选项A正确；圆周运动周期T＝2πmqB，环形电流I＝qT＝Bq22πm，选项B正确；对α粒子，由洛伦兹力提供向心力qvB＝mv2R可得v＝BqRm①，由质量关系可知，衰变后新核Y质量为M＝A－44m②，由衰变过程动量守恒可得Mv′－mv＝0可知v′＝mMv③，系统增加的能4量为ΔE＝12Mv′2＋12mv2④，由质能方程得ΔE＝Δmc2⑤，联立①②③④⑤可得Δm＝A（qBR）22m（A－4）c2，选项C正确；由动量守恒可知，衰变后α粒子与新核Y运动方向相反，所以，轨迹圆应外切，由圆周运动的半径公式R＝mvqB可知，α粒子半径大，由左手定则可知两粒子圆周运动方向相同，丁图正确，选项D错误。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C．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＝1：45【参考答案】D【名师解析】静止的原子核发生衰变，根据动量守恒可知，发生衰变后的粒子的运动的方向相反，在根据粒子在磁场中运动的轨迹可以判断粒子的电荷的性质；衰变后的粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力可得半径公式，结合轨迹图分析。原子核衰变过程系统动量守恒，由动量守恒定律可知，衰变生成的两粒子动量方向相反，粒子速度方向相反，由左手定则知：若生成的两粒子电性相反则在磁场中的轨迹为内切圆，若电性相同则在磁场中的轨迹为外切圆，所以为电性相同的粒子，可能发生的是α衰变，但不是β衰变，故A错误；核反应过程系统动量守恒，原子核原来静止，初动量为零，由动量守恒定律可知，原子核衰变后生成的两核动量P大小相等、方向相反，粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB＝m，解得：r＝＝，由于P、B都相同，则粒子电荷量q越大，其轨道半径r越小，由于新核的电荷量大于粒子的电荷量，则新核的轨道半径小于粒子的轨道半径，则半径为r1的圆为放出新核的运动轨迹，半径为r2的圆5为粒子的运动轨迹，故B错误；根据动量守恒定律知，新核TH和α粒子的动量大小相等，则动能EK＝，所以动能之比等于质量之反比，为2：117，故C错误；D、由B选项的分析知：r1：r2＝2：90＝1：45，故D正确、；【关键点拨】知道原子核衰变过程动量守恒是本题解题的前提与关键，分析清楚图示运动轨迹、应用动量守恒定律与牛顿第二定律即可解题。8.（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【参考答案】C【名师解析】根据光电效应方程可知，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频率呈线性关系，选项A错误；一块纯净的放射性矿石，经过两个半衰期，它的没有衰变的质量仅剩下原来的四分之一，选项B错误；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，选项C正确；原子核的比结合能越大，其核子就结合得越牢固，原子核就越稳定，选项D错误；故选C.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【参考答案】D6【名师解析】结合原子核内部的结构可以准确的分析题中的相关选项；在对于跃迁过程中要清楚逸出功，最大初动能和反向电压间的关系，利用公式进行分析根据原子结构可知，原子中绝大部分质量集中在原子核中，在原子核中质量主要集中在质子上，中子质量和质子质量并不相等，故A错误。根据原子核内部质量数与质子数及中子数的关系可知，质子数和中子数的关系只与元素的种类有关，即中子数不一定大于质子数，故B错误。根据β衰变的实质可知，在衰变过程中中子转为质子的过程中会放出电子，不是转化为电子，故C选项错误。因为在原子核中所有的正电荷集中在原子核，在重核内部，原子核所带的正电荷量较大，对于质子的库仑力斥力较大，而中子不带电，核对于中子没有库仑力，因此中子比质子更容易打入内部，故D正确。【关键点拨】本题要求学生较好的掌握原子核内部的结构及跃迁理论，能够解决粒子的波粒二象性相关计算。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【参考答案】D【名师解析】由题述可知激光经透镜后会聚成强聚焦光斑，使微粒被捕获，因此微粒被捕获时，受到激光的作用力一定微粒所在的平面，选项AB错误；微粒向光斑中心移动时，在能量势阱中对应的势能减小，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，选项D正确。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（）A．Hα对应的原子前后能级之差最小7B．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【参考答案】ABC【名师解析】由波长与频率关系，可判定四条谱线的频率高低，从而确定其能量的大小，再结合跃迁过程中，释放能量即为前后能级之差，并由能量大小，来判断折射率的高低，再结合光的折射定律来确定传播速度，最后结合光电效应的条件来进行相关判断。四条谱线Hα，Hβ，Hγ和Hθ，在真空中的波长由长到短，依据γ＝可知：四条谱线Hα，Hβ，Hγ和Hθ的频率是由低到高，那么它们的能量也是有小到大，而△E＝Em﹣En＝hγ，则Hα