贵州高考物理三年（2020-2022）模拟题汇编-14近代物理

贵州高考物理三年（2020-2022）模拟题汇编-14近代物理

一、单选题

1．（2022·贵州黔南·统考模拟预测）下列说法中正确的是（　　）

A．一群处于n=3能级的氢原子自发跃迁时能发出2种不同频率的光子

B．的一种裂变可能为

C．核反应属于原子核聚变

D．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，遏止电压就越大

2．（2022·贵州黔南·统考模拟预测）据腾讯新闻网报道，日本拟将核污水倒入大海释放存储空间，由于核废水中含有以目前技术手段无法去除的放射性物质“氚”，这将对沿海地区的居民和渔业等相关人士产生影响。氚的半衰期约为12.5年，若排放核污水中含有质量为1吨的氚，经过25年后，该核污水中氚的含量大约还有（　　）

A． B． C． D．

3．（2022·贵州黔南·统考模拟预测）在现代装修家居中，有很多是大理石材料都有放射性，而在核物理研究中已有很多放射性元素，其中放射性元素的衰变方程为，下列表述正确的是（　　）

A．是由原子核内释放的电子

B．该衰变是衰变

C．加压或加温都可以改变其衰变的快慢

D．发生衰变时原子核要吸收能量

4．（2022·贵州·统考一模）2019年4月23日，在中国海军建军70周年阅兵式上，中国海军的093改进型攻击核潜艇公开亮相。核潜艇以核反应堆作动力源。关于核反应，下列说法正确的是（　　）

A．核反应方程属于衰变，而射线来自原子外层的电子

B．核反应方程属于裂变，是核潜艇的动力原理

C．核反应方程属于裂变，是原子弹裂变反应原理

D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和

5．（2021·贵州毕节·统考二模）下列说法正确的是（　　）

A．牛顿通过理想斜面得出结论“力是改变物体运动的原因”，推翻了亚里士多德提出的“力是维持物体运动的原因”的观点

B．美国物理学家密里根通过油滴实验最先测定了元电荷e的电荷量

C．牛顿于1687年正式发表万有引力定律，阐述了天体运动的原因，1798年英国物理学家库仑利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量，测出了地球的质量

D．麦克斯韦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体

6．（2021·贵州黔东南·统考一模）天然放射现象是1896年法国物理学家贝可勒尔发现的，该研究使人们认识到原子核具有复杂的结构。科学家在研究天然放射现象时发现，铀238核（U）放出一个M粒子，同时生成钍234核（Th），钍234核也具有放射性，它又能放出一个N粒子，同时生成镤（Pa）。则下列分析正确的是（　　）

A．M粒子的质量数为4

B．M粒子的核电荷数为1

C．N粒子的质量数为1

D．N粒子的核电荷数为2

7．（2021·贵州六盘水·统考一模）2020年12月4日，被称为“人造太阳”的核聚变装置一中国环流器号M实现首次放电，这标志着我国的核电研究再次取得重大进步。下列属于核聚变反应的是（　　）

A．U→Th+He B．N+He →O+H

C．H+H→H+H D．U+n→Ba+Kr+3n

8．（2020·贵州铜仁·统考二模）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: ,则a+b可能是(　 　)

A．  B．

C．  D．

9．（2020·贵州铜仁·统考三模）金属铯的逸出功是1.9eV。图是氢原子的能级图，根据此图可知：大量处于激发态的氢原子，在下列四种自发跃迁时辐射的光子能使金属铯产生光电效应且逸出光电子的最大初动能最大的是（　　）

A．从n=4的能级跃迁到n=1的能级 B．从n=4的能级跃迁到n=2的能级

C．从n=5的能级跃迁到n=2的能级 D．从n=5的能级跃迁到n=3的能级

10．（2020·贵州·统考模拟预测）下列现象中，与原子核内部变化有关的是（　　）

A．α粒子散射现象 B．天然放射现象

C．光电效应现象 D．原子发光现象

二、多选题

11．（2022·贵州贵阳·统考模拟预测）如图是某金属光电效应的遏止电压与入射光频率v的实验图线。已知电子的电荷量，由此图像和爱因斯坦光电效应方程可知（　　）

A．该金属的逸出功

B．该金属的逸出功与入射光频率无关

C．图中直线的斜率为普朗克常量

D．遏止电压与入射光频率v成正比

12．（2022·贵州贵阳·统考二模）我国自主三代核电“华龙一号”的每台机组每年发电量约为，相当于减排二氧化碳816万吨，对助力实现“碳达峰、碳中和”目标具有重要意义。下列说法正确的是（　　）

A．该机组利用的是轻核聚变释放的能量发电

B．该机组每年发电使原子核亏损的质量约为0.3kg

C．“华龙一号”反应堆中可能存在的核反应

D．“华龙一号”反应堆需要用镉棒吸收中子控制链式反应的速度

13．（2022·贵州·统考模拟预测）2021年4月13日，日本政府正式决定向海洋排放福岛第一核电站的核废水，这种行为遭到多国的质疑和反对，这是因为核废水中含有大量的放射性元素，会严重影响全球海洋生态环境安全和各国人民的生命健康。核废水中的发生衰变时的核反应方程为，该核反应过程中放出的能量为Q。设的比结合能为E1，的比结合能为E2，X的比结合能为E3，已知光在真空中的传播速度为c，则下列说法正确的是（　　）

A．在该核反应方程中，X表示e粒子

B．该核反应过程中放出的能量

C．该核反应过程中的质量亏损可以表示为

D．若把X粒子射入匀强磁场中，它一定受到洛伦兹力作用

14．（2022·贵州贵阳·模拟预测）下列说法正确的是（　　）

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．结合能越大，原子中核子结合得越牢固，原子核越稳定

C．在核反应过程的前后，反应体系的质量数守恒，但总质量一定减少

D．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

15．（2022·贵州贵阳·模拟预测）原子核的比结合能与质量数的关系图像如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．核比核更稳定

B．结合能越大，质量数越大，原子核越稳定

C．核比核结合能小，比结合能大

D．原子核的结合能等于把其完全分解成自由核子所需的最小能量

16．（2021·贵州·统考二模）2020年12月17日，我国“嫦娥五号”返回器携带重1731克的月壤成功返回地面。大量的探测与研究结果表明，月壤中含有极为丰富的氦3，它是一种如今已被世界公认的高效、清洁、安全和廉价的核聚变发电燃料。两个氦3聚变的核反应方程是，已知氦3、氦4和X粒子的质量分别为、和，下列说法正确的是（　　）

A．X粒子为中子 B．X粒子为质子

C． D．氦4的比结合能大于氦3的比结合能

17．（2021·贵州毕节·统考二模）如图为氢原子的能级图，已知可见光的能量范围为1.62~3.19eV，金属钠的逸出功是2.25 eV，普朗克常量h=6.626×10-34J·s，现有大量处于n=3能级的氢原子。下列说法正确的是（　　）

A．氢原子跃迁时最多可发出3种可见光

B．从n=3能级跃迁到n=1能级的过程中，辐射光子的能量为10.2eV

C．金属钠的极限频率约为5.4×1014HZ

D．氢原子跃迁时发出的可见光使金属钠发生光电效应得到光电子的最大初动能约为0.36eV

三、解答题

18．（2022·贵州·统考模拟预测）人们把磷的放射性同位素（）作为粒子源放在水平方向的加速电场左侧，它衰变为硅核（）的同时释放一个x粒子，x粒子（初速度不计）经电压为U0的电场加速后，从A点水平向右进入竖直向下的匀强电场中，电场强度大小为E，x粒子恰好打到电场与磁场I的竖直分界线的最下方M点（未进入磁场），并被位于该处的金属片全部吸收，A、M两点的水平距离为L。从金属片溅射出的部分金属离子以不同速率沿各个方向进入照相底片下方的两个形状相同的三角形匀强磁场区域I和II ，磁场的磁感应强度大小均为B、方向如图，离子打在与水平方向夹角为45°的固定照相底片上，M点到照相底片的距离为d。已知x粒子的比荷为k1，金属离子的比荷为k2 ，忽略重力及离子间相互作用力。

（1）x粒子为何种粒子?写出磷的放射性同位素的衰变方程；求x粒子加速后的速度大小v0，以及A、M两点的高度差h；

（2）若沿磁场II下边界进入的金属离子恰能在进入磁场I前打到照相底片上，求金属离子的速率v；

（3）若溅射出的金属离子的速率为2v[v为第（2）问中的速率]，求在纸面内金属离子打中照相底片的长度。

参考答案：

1．C

【详解】．根据公式知，处于能级的氢原子自发跃迁时能发出3种不同频率的光子，A错误；

B．根据质量数守恒与电荷数守恒可知，的一种裂变可能为

B错误；

C．核反应

属于原子核聚变，C正确；

D．根据光电效应方程

根据动能定理得

解得

遏止电压随入射光的频率的增大而增大，与光强无关，D错误。

故选C。

2．B

【详解】根据剩余物质量与半衰期的关系公式，则剩余的质量为

B正确，ACD错误；

故选B。

3．A

【详解】AB．根据电荷数和质量数守恒知，的电荷数为

质量数为

则为电子，该衰变为衰变，衰变的本质是其中的一个中子变成一个质子和一个电子，是由原子核内释放的电子，故A正确，B错误；

C．衰变的快慢与温度压强无关，由原子核内部因素决定，加压或加温不能变其衰变的快慢，故C错误。

D．衰变是自发进行的，在衰变的过程中会释放能量，故D错误。

故选A。

4．C

【详解】A．衰变是原子核的衰变，与核外电子无关，故A错误；

B．质量数较小的核转化为质量数较大的核，属于轻核聚变，故B错误；

C．质量数较大的核裂变为质量中等的核，属于重核裂变，是原子弹裂变反应原理，故C正确；

D．核反应前后核子数相等，核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，故D错误。

故选C。

5．B

【详解】A．伽利略通过理想斜面得出结论“力是改变物体运动的原因”，推翻了亚里士多德提出的“力是维持物体运动的原因”的观点，故A错误；

B．美国物理学家密里根通过油滴实验最先测定了元电荷e的电荷量，故B正确；

C．牛顿于1687年正式发表万有引力定律，阐述了天体运动的原因，1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量，测出了地球的质量，故C错误；

D．爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体，故D错误。

故选B。

6．A

【详解】AB.设M的质量数为m，核电荷数为n，则根据守恒条件可得m=4、n=2，故A正确，B错误；

CD.设N的质量数为p，核电荷数为q，则根据守恒条件可得p=0、q=-1，故CD错误。

故选A。

7．C

【详解】选项 A 表示的是衰变，选项 B 表示的人工核转变，选项 C 表示的是轻核聚变，选项 D 表示的是重核裂变。

故选C。

8．C

【详解】根据核反应的特点可知，核反应前后质量数和电荷数都守恒，根据各选项中的数据可知，A都不守恒，B质量数不守恒，D电荷数不守恒，C正确．

故选C。

9．A

【详解】A．从n=4的能级跃迁到n=1的能级放出光子的能量为

由爱因斯坦光电效应方程可得

B．从n=4的能级跃迁到n=2的能级放出光子的能量为

由爱因斯坦光电效应方程可得

C．从n=5的能级跃迁到n=2的能级放出光子的能量为

由爱因斯坦光电效应方程可得

D．从n=5的能级跃迁到n=3的能级放出光子的能量为

则不能发生光电效应

故选A。

10．B

【详解】A．α粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，故A项错误；

B．天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出α粒子或电子，从而发生α衰变或β衰变，故B项正确；

C．光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及到原子核的变化，故C项错误；

D．原子发光是原子跃迁形成的也没有涉及到原子核的变化，故D项错误．

11．AB

【详解】B．该金属的逸出功由金属自身决定，与入射光频率无关，故B正确；

C．由可得

图中直线的斜率为

故C错误；

D．由可知

止电压与入射光频率v成一次函数关系，不是正比关系，故D错误；

A．当时，可得该金属的逸出功

此时读图可知

故可求出该金属的逸出功，故A正确。

故选AB。

12．CD

【详解】由题知

A．该机组利用的是重核裂变释放的能量发电，A错误；

B．根据质能方程

可知每年亏损的质量

B错误；

C．根据质量数守恒和电荷数守恒，用中子轰击的核反应可能为

C正确；

D．在“华龙一号”反应堆中，当反应速度过快时，用镉棒吸收过多的中子，以控制链式反应的速度，D正确。

故选CD。

13．BC

【详解】A．根据核反应中质量数守恒与电荷数守恒，可知X表示粒子，A项错误；

B．比结合能为原子核的结合能与核子数之比，因此，B项正确；

C．由爱因斯坦质能方程

解得

由于，故

C项正确；

D．若把X粒子射入匀强磁场中，如果速度方向与磁场方向平行，则粒子不受洛伦兹力作用，D项错误；

故选BC。

14．AD

【详解】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，A正确；

B．原子核的比结合能越大，原子中核子结合得越牢固，原子核越稳定，B错误；

C．在核反应过程的前后，反应体系的质量数守恒，总质量也不变，亏损的质量是指静质量，C错误；

D．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，要释放能量，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，D正确；

故选AD。

15．ACD

【详解】A．由图可知核比核的比结合能大，比结合能越大，越稳定，则核比核更稳定。故A正确；

B．结合能与质量数之比越大，则原子核越稳定，结合能越大，质量数越大，他们之比不一定大。故B错误；

C．核的结合能为

核的结合能为

结合题图可得核比核结合能小，比结合能大。故C正确；

D．原子核的结合能等于把其完全分解成自由核子所需的最小能量。故D正确。

故选ACD。

16．BD

【详解】AB．由电荷数和质量数守恒可知，X粒子为质子，故A错误，B正确；

C．由爱因斯坦质量方程可知，聚变的核反应过程中有质量亏损，则

故C错误；

D．聚变的核反应过程放出能量，则氦4比氦3更稳定，所以氦4的比结合能大于氦3的比结合能，故D正确。

故选BD。

17．AC

【分析】考查氢原子的能级图。

【详解】A．能级处于n=3的氢原子，跃迁时最多可发出3种可见光，A项正确；

B．从n=3能级跃迁到n=1能级的过程中，辐射光子的能量为12.09 eV，B项错误；

C．金属钠的极限频率

C项正确；

D．氢原子跃迁时发出的可见光使金属钠发生光电效应得到光电子的最大初动能

D项错误。

故选AC。

18．（1）正电子，， ，；（2）；（3）

【详解】（1）根据题意，x粒子在加速电场中被向右加速，与电场方向相同，所以x粒子为正电子，的衰变方程为

设x粒子的质量为，电荷量为e，在加速电场中，根据动能定理有

故

x粒子在偏转电场中

加速度

水平方向有

竖直方向有

联立可得

（2）设金属离子的质量为，电荷量为q，在磁场中运动时的轨迹半径为R，有

若这种离子恰能在进入磁场Ⅰ前打到照相底片上，则沿磁场下边界进入磁场的离子恰好打在P点，根据几何关系，有

联立解得

（3）若金属离子的速率为2v，此时金属离子的轨迹半径

离子沿磁场Ⅱ下边界入射，其圆心在M点正上方R处的O点，此时金属离子击中照相底片上的K，MP垂直照相底片，垂足为P

所以O恰好在照相底片上

则

离子靠近MP方向射出，则会落在P点的附近，范围不超出K点，离子在磁场Ⅰ中受到洛伦兹力偏向右，根据对称性，粒子能够到达照相底片上P点上方的距离也为

故离子能打在照相底片范围的长度