适用于新高考新教材广西专版2024届高考物理二轮总复习专题分层突破练15近代物理初步

这是一份适用于新高考新教材广西专版2024届高考物理二轮总复习专题分层突破练15近代物理初步，共6页。试卷主要包含了原子核的比结合能曲线如图所示等内容，欢迎下载使用。

1.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.玻尔原子理论证实了原子的核式结构模型
B.卢瑟福通过α粒子轰击氮核的实验,证实了在原子核内部存在中子
C.贝克勒尔通过对天然放射现象的研究,确定了原子核的存在
D.汤姆孙通过对阴极射线的研究,发现了原子内部存在电子
2.对于爱因斯坦提出的质能方程E=mc2,下列说法不正确的是( )
A.E=mc2表明物体具有的能量与其质量成正比
B.根据ΔE=Δmc2可以计算核反应中释放的核能
C.若m表示核电站参与反应的铀235的质量,则E表示核反应释放的核能
D.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应,因此太阳的质量在不断减少
3.科学家发现太阳的核聚变反应区只是中心很小的一部分,由于太阳强大的引力和磁场的束缚,使太阳内部的能量可以向外持续稳定地释放,而不会像氢弹那样瞬间爆炸。太阳内部核聚变反应的一种可能形式为H+HXn,设H、X和n的质量分别为m1、m2、m3和m4,光速为c,则下列说法正确的是( )
A.X是He
B.该核反应释放的核能为(m3+m4-m1-m2)c2
C.核反应中比结合能较小的原子核变成了比结合能较大的原子核
D.核反应中核子平均质量较小的原子核变成了核子平均质量较大的原子核
4.(2023广西桂林、河池、防城港三市联考)正在运行的国家重大科技基础设施EAST全超导托卡马克装置(东方超环)再次创造新的世界纪录,实现了1 056秒的长脉冲高参数等离子体运行,这是目前世界上托卡马克装置实现的最长时间高温等离子体运行。EAST有着“人造太阳”之称,拥有类似太阳的核聚变反应机制。已知该装置内部发生的核反应方程为HXn,下列说法正确的是( )
A.X为He,反应过程放出能量
B.X为He,反应过程吸收能量
C.X为He,反应过程放出能量
D.X为He,反应过程吸收能量
5.某次可控核聚变实验中的可控热核反应的方程是H+He+X。海水中富含反应原料氘H),而氚H)在自然界中含量极微,但可以用某种粒子Y轰击锂核Li)得到,核反应方程为Li+YHeH。下列说法正确的是( )
A.粒子X为中子,粒子Y为质子
B.核反应方程Li+YHeH表示的核反应为α衰变
C.核反应生成物中的α粒子具有很强的电离本领和穿透能力
D.在HHe+X核反应中,反应前的总质量大于反应后的总质量
6.(2023安徽滁州冲刺卷)图甲是研究光电效应中光电子发射情况与照射光的强弱、颜色(频率)关系的实验电路。移动滑动变阻器滑片,可改变光电管中阳极A、阴极K间的电压,其电压值可由电压表的示数显示。在有光电子发射的情况下,光电流大小可由电流表显示,改变电源的极性,可使A、K两极电压反向。图乙是先后用强弱不同的黄光及蓝光照射光电管的阴极K时得到的光电流随电压变化关系图像,则下列说法正确的是( )
A.用蓝光照射阴极K,当两极间的电压为图乙中的反向电压Uc1时,无光电子发射
B.用强度不同的黄光照射阴极K时,发射的光电子的最大初速度大小不同
C.光电流的大小随加在A、K两极间电压的升高一定逐渐增大
D.用不同颜色的光照射阴极K时,发射的光电子的最大初速度大小不同
7.图甲为氢原子的能级示意图,图乙中a、b、c、d为一群处于激发态的氢原子向低能级跃迁时发出的光谱线的一部分,光谱线从左至右是按照频率由小到大的顺序排列的,则下列说法正确的是( )
甲
乙
A.只要照射光足够强,照射时间足够长,用任何光照射氢原子,都能使其发生电离
B.这群氢原子可能处在n=3的能级上
C.在这四种光中,粒子性最显著的是a光
D.由这四种光组成的复色光通过三棱镜,出射时偏向角最大的是d光
B组
8.(多选)原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线,下列判断正确的有( )
AHe核的结合能约为14 MeV
BHe核比Li核更稳定
C.两个H核结合成He核时释放能量
DU核的比结合能比Kr核的大
9.(2023广西南宁二模)在C+XO+n中,已知C、Xn的质量分别为m1、m2、m3、m4,真空中的光速为c,该反应中释放的能量为E。下列说法正确的是( )
A.该反应属于裂变反应
B.X为He
C.E=(m1+m2-m3-m4)c2
D.E=(m1+m2+m3+m4)c2
10.(2023安徽安庆模拟)聚变能是一种清洁、安全的新能源,核聚变反应的主要原料是氘核H)与氚核H),已知氘核H)的比结合能是1.09 MeV,氚核H)的比结合能是2.78 MeV,氦核He)的比结合能是7.03 MeV。关于氘H)、氚H)核聚变反应,下列说法不正确的是( )
A.氚H)的质量小于组成它的核子的质量之和
B.两个氘核H)结合成氦核He)要释放能量
C.氘H)和氚H)核聚变反应后质量数变小,释放能量
D.氘H)和氚H)核聚变反应的方程是HHen
11.(2023广东广州二模)如图所示的火灾自动报警器具有稳定性好、安全性高的特点,应用非常广泛,其工作原理为放射源处的镅Am放出的α粒子,使壳内气室空气电离而导电,当烟雾进入壳内气室时,α粒子被烟雾颗粒阻挡,导致工作电路的电流减小,于是蜂鸣器报警。则( )
A.发生火灾时温度升高Am的半衰期变短
B.这种报警装置应用了α射线贯穿本领强的特点
CAm发生α衰变的核反应方程是Ame
DAm发生α衰变的核反应方程是AmNpHe
12.红外线体温计的工作原理:被测人员辐射的光线只有红外线可被捕捉,并转变成电信号,该信号再经换算转变为被测目标的温度值。下图为氢原子能级示意图,已知普朗克常量为h=6.63×10-34J·s,光在真空中的速度为c=3×108 m/s,元电荷e=1.60×10-19 C。红外线中只有波长在0.76 μm至14 μm的范围内的才能被红外线体温计捕捉。要使氢原子辐射出的光子可被红外线体温计捕捉,最少应给处于基态的氢原子提供的能量为( )
eV
eV
eV
eV
答案：
1.D
2.C 解析 爱因斯坦提出的质能方程E=mc2告诉我们,物体具有的能量与它的质量成正比,A正确。根据ΔE=Δmc2,Δm是亏损质量,ΔE是释放的核能,B正确。若m表示核电站参与反应的铀235的质量,则E表示其具有的能量,不表示核反应释放的核能,C错误。太阳辐射的能量来自太阳内部的轻核聚变,即热核反应,轻核聚变有质量亏损,释放核能,D正确。
3.C 解析 根据质量数和电荷数守恒得,X应为He,A错误。根据爱因斯坦质能方程得,该核反应释放的核能为(m1+m2-m3-m4)c2,B错误。该核反应中生成的新核核子平均质量变小,新核的比结合能变大,C正确,D错误。
4.C 解析 根据质量数守恒和电荷数守恒可知,X的质量数为3,质子数为2,即X为He,该核反应为轻核聚变反应,反应过程放出能量,故C正确,A、B、D错误。
5.D 解析 根据核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒可知,粒子X为中子,粒子Y也为中子,A错误。核反应方程Li+YHe+H表示的核反应为原子核的人工转变,B错误。核反应生成物中的α粒子具有很强的电离本领,但是穿透能力较弱,C错误。在HHe+X核反应中,能释放大量的能量,根据爱因斯坦质能方程ΔE=Δmc2可知,反应前的总质量大于反应后的总质量,D正确。
6.D 解析 蓝光的遏止电压大于黄光的遏止电压是因为蓝光的频率大于黄光的频率,用蓝光照射阴极K,当两极间的电压为图乙中的反向电压Uc1时,有光电子发射,故A错误。根据光电效应方程hν=Ek+W0,在光的频率不变的情况下,不论入射光的强度强还是弱,发射的光电子的最大初速度大小相同,故B错误。光电流的大小随加在A、K两极间两端电压的增加而增大,饱和光电流不随两端电压而变化,故C错误。光电子的最大初动能Ek=eUc,由于蓝光的遏止电压大于黄光的遏止电压,发射的光电子的最大初速度大小不同,故D正确。
7.D 解析 入射光的频率需达一定值才能使氢原子发生电离,与入射光的强弱无关,A错误。若这群氢原子处在n=3的能级上,只能发出3种频率的光,B错误。频率越高,粒子性越强,故在这四种光中,粒子性最显著的是d光,C错误。d光频率最高,折射率最大,偏折程度最大,故由这四种光组成的复色光通过三棱镜,出射时偏向角最大的是d光,D正确。
8.BC 解析 由题图可知He核的比结合能为7MeV,因此它的结合能为7MeV×4=28MeV,A错误。比结合能越大,表明原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定,结合题图可知B正确。两个比结合能小的H核结合成比结合能大的He时,会释放能量,C正确。由题图可知U核的比结合能比Kr核的小,D错误。
9.C 解析 设X核为X,根据核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒可知,13+b=16+1,6+a=8+0,解得a=2,b=4,则X的质量数为4,电荷数为2,为氦核(α粒子He,核反应方程为HeOn,故B错误。由题可判断该反应是用α粒子高速撞击原子核发生的反应,故是原子核的人工转变,故A错误。根据质能方程可知,由于质量亏损,该反应放出的能量为ΔE=(m1+m2-m3-m4)c2,故C正确,D错误。
10.C 解析 核子在结合成氚核时发生质量亏损,从而释放大量的核能,因此氚H)的质量小于组成它的核子的质量之和,故A正确。两个氘核H)结合成氦核He),发生了质量亏损,因此要释放能量,故B正确。核反应遵循质量数守恒和电荷数守恒,质量数不变,故C错误。由于核反应遵循质量数守恒和电荷数守恒,氘H)和氚H)核聚变反应的方程是HHen,故D正确。
11.D 解析 半衰期不因外界环境的温度而改变,只会受到核子本身的性质影响,故A错误。这种报警装置应用了α射线电离能力强的特点,故B错误。α衰变释放出氦核,故核反应方程是AmNpHe,故C错误,D正确。
12.C 解析 红外线中只有波长在0.76μm至14μm的范围内才能被红外线体温计捕捉,光子的能量与频率、波长关系为ε=hν=h,代入数据可得能被捕捉的红外线能量范围为0.089~1.64eV。由题图可知,当氢原子处于n=4能级,向低能级跃迁时,辐射的光子能量最小值为Emin=-0.85eV-(-1.51eV)=0.66eV<1.64eV,有光子能被捕获;若氢原子处于n=3能级,向低能级跃迁时,辐射的光子能量最小值为Emin'=-1.51eV-(-3.40eV)=1.89eV>1.64eV,辐射的光子均不能被捕获,故至少应使处于基态的氢原子跃迁到n=4能级,应提供的能量为ΔE=E4-E1=12.75eV,C正确。