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1、专题限时集训 ( 十二 )(建议用时： 40 分钟 )专题通关练 1铝箔被 粒子轰击后，发生的核反应方程为2713Al 42He X10n。方程中 X的中子数为 ()A 15B 16C30D31A 根据核反应方程遵循电荷数守恒、质量数守恒知，X 的电荷数 ( 质子数 )为 15，质量数为 30，可知 X 的中子数为 30 15 15，选项 A 正确， B、C、 D 均错误。 2(2019 安徽一模 )如图所示， 为一含光电管电路， 滑动变阻器触头P 位于 a、b 之间某点，用光照射光电管阴极，电表指针无偏转，要使电表指针偏转，可能有效的措施是 ()A加大照射光的强度B用频率更高的光照射C将 P
2、 向 a 滑动D将电源正、负极对调B 由电路可知，在光电管上加的是正向电压。用光照射光电管阴极，电表指针无偏转，说明没有发生光电效应，根据发生光电效应的条件可知，加大照射光的强度，仍然不能发生光电效应，选项A 错误。由于没有发生光电效应，故无论将 P 向 a 滑动，还是将电源正、负极对调，都不能使电表指针偏转，选项C、D错误；要使电表指针偏转，必须发生光电效应，故用频率更高的光照射，可能有效，选项 B 正确。 3 (2019 福州一模 )以下关于近代物理内容的叙述中，正确的是()A原子核发生一次衰变，该原子外层就一定失去一个电子B天然放射现象中发出的、三种射线的本质都是电磁波C对不同的金属，
3、若照射光频率不变， 光电子的最大初动能与金属逸出功成线性关系D根据玻尔原子理论，一群氢原子从n 3 能级向低能级跃迁时能发出6 种不同频率的光子C 发生 衰变时，原子核中的一个中子转化为一个质子和一个电子，电子发射到核外，所以原子核发生一次 衰变，该原子外层不会少一个电子，选项 A错误；天然放射现象中发出的射线是高速粒子流， 射线是高速电子流， 射线是能量很高的电磁波，选项B 错误；根据爱因斯坦光电效应方程有Ekh W0，对于不同种金属，若照射光频率不变，光电子的最大初动能Ek与金属的逸出功W0 成线性关系，选项C 正确；一群氢原子从n3 能级向低能级跃迁时最多能发出 C233 种不同频率的光
4、子，选项D 错误。 4(原创题 )如图所示是氢原子的能级示意图。当氢原子从 n4 的能级跃迁到n 3 的能级时，辐射出光子a；从 n3 的能级跃迁到 n 2 的能级时，辐射出光子 b。以下判断正确的是 ()A在真空中光子a 的波长大于光子 b 的波长B光子 b 可使氢原子从基态跃迁到激发态C光子 a 可能使处于 n 4 能级的氢原子电离D大量处于 n3 能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射2 种不同谱线A 氢原子从 n4 的能级跃迁到 n 3 的能级的能级差小于氢原子从 n 3的能级跃迁到 n2 的能级时的能级差，根据Em Enh知，光子 a 的能量小于光子 b 的能量，所以 a 光的频率小于
5、b 光的频率，即光子a 的波长大于光子b 的波长，故 A 正确；光子 b 的能量小于基态与任一激发态的能级差，所以不能被基态的氢原子吸收， 故 B 错误；根据 EmEnh可知光子 a 的能量小于氢原子在n4 能级的电离能，所以光子a 不能使处于n4 能级的氢原子电离，故C 错误；大量处于n3 能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射3 种不同谱线，故D 错误。5下列说法正确的是()A一个基态的氢原子吸收光子跃迁到n 3 激发态后，最多能发射出三种频率的光子B光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性C钚239年，200个239年后，还有 50个239Pu 的半衰期为 24 100Pu 经 48 200
6、949494Pu 未衰变D一个质子和一个中子结合为一个氘核， 若质子、中子和氘核的质量分别为m1、 m2、m3，则放出的能量为 (m3m2m1)c2B 一个处于基态的氢原子吸收光子跃迁到 n 3 激发态后，最多能发射出两种频率的光子，选项 A 错误；光电效应揭示了光子具有能量，康普顿效应揭示了光子除了具有能量外还具有动量， 光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，选项 B 正确；由于半衰期描述的是大量原子核衰变的统计规律，对少量的原子核衰变不适用，所以选项 C 错误；一个质子和一个中子结合为氘核，根据爱因斯坦质能方程，释放出的核能 E mc2(m1m2m3)c2，选项 D 错误。 6 (易错
7、题 )一个静止的铀核，放在匀强磁场中，它发生一次 衰变后变为钍核， 粒子和钍核都在匀强磁场中做匀速圆周运动。某同学作出如图所示的运动径迹示意图，以下判断正确的是()A 1 是 粒子的径迹， 2 是钍核的径迹B 1 是钍核的径迹， 2 是 粒子的径迹C 3 是 粒子的径迹， 4 是钍核的径迹D 3 是钍核的径迹， 4 是 粒子的径迹B 由动量守恒定律可知，静止的铀核发生 衰变后，生成均带正电的 粒子和钍核的动量大小相等，但方向相反，由左手定则可知它们的运动径迹应为外切圆，又mvpR BqBq，在p 和B 大小相等的情况下，1Rq，因q 钍 q，则R 钍bcB a、 b、 c 的频率关系为 acb
8、C用三束单色光照射光电管时， a 光使其逸出的光电子最大初动能大D用三束单色光照射光电管时， b 光使其逸出的光电子最大初动能大BD由题图可知 a、c 光的遏止电压相同，且小于b 光的遏止电压，由公式122mvcqUc，可知 b 光照射时光电子的最大初动能大，C 错误， D 正确；又由爱因12斯坦光电效应方程有h 2mv c W0，综合以上分析可知三束单色光的频率关系应为 a cb， A 错误， B 正确。 10放射性元素电源应用空间比较广泛，大多用在军事或航天领域。其工作原理是放射性元素发射的射线或 射线被与射线发生相互作用的物质吸收，将射线的能量转换为内能，然后再将内能转换为电能。为了防止
9、放射性元素对外界环境造成影响，放射性元素电源的外层应有防护层。下表为三种不同放射性元素的相关参数：放射性元素57Co234Th238Pu发射的射线放射性元素的半衰期270 天24 天89.6 年由以上参数分析，下列说法正确的是()A 57Co 发射出的粒子电荷量少，因此由该元素制成的电源使用时间最长，保护层的材料应比较厚B 238Pu 的半衰期最长，因此由该元素制成的电源使用时间最长，保护层的材料应比较薄C 1 000 个 234Th 核经过 48 天，剩余 250 个 234Th 核D放射性元素在发生衰变时，由于放出能量，衰变后的质量数减少B 放射性元素电源使用时间的长短与放射性元素的半衰期
10、有关，半衰期越长，使用的时间越长，因 238Pu 的半衰期最长，所以由 238Pu 制成的电源使用时间最长，由于发射的 射线比 射线的贯穿本领弱，所以由发射 射线的元素制成的电源所需保护层的材料较薄， A 错误， B 正确；半衰期是一个统计规律，是对大量的原子核衰变规律的总结， C 错误；在衰变的过程中，电荷数守恒、质量数守恒， D 错误。 11(多选 )原子核的人工转变是人为利用高速运动的粒子轰击原子核而产生新核的过程， 1919 年卢瑟福利用 粒子轰击静止的氮 (147N) 原子核发现了质子。假设在某次实验中，生成的新核运动方向与 粒子的运动方向相反，新核的速度大小与质子的速度大小之比为
11、1 26。已知质子与中子的质量均为 m，光在真空中的速度为 c，新核的速度大小为 v ，该核反应释放的能量全部转化为新核与质子的动能。则下列说法正确的是 ()A新核为 168O9B 粒子的速度大小为 4vC新核动量与质子动量大小相等、方向相反693mv 2D该核反应中质量亏损为2c2BD由题意可知该核反应方程为4141172He 7N1H 8O，因此核反应生成的新核为178错误；假设 粒子的速度大小为v0，质子的速度大小为 v ，粒子、O，A174m、17m，用 粒子轰击氮核的过程， 由动量守恒定律得 4mv 08O 的质量分别约为v1917mv ， 17mv mv ，又 ，解得 v 0 v
12、， B 正确；新核的动量大小为v 2641212质子的动量大小为26mv ，C 错误；新核与质子的总动能为E 2 17mv 2mv ，整理得 E693mv2E693mv2E2，则该反应释放的核能为2，由爱因斯坦质能方程2得mE693mv 2 mc22，D 正确。 c2c12.(原创题 )(多选 )某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应。当用某单色光照射光电管的阴极K 时，会发生光电效应。闭合开关S，在阳极 A 和阴极 K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计的示数恰为零，此时电压表的示数U 称为遏止电压，根据遏止电压U，可以计算出光电子的最大初动能Ek 。现分别
13、用频率为1和 2的单色光照射阴极， 测量到遏止电压分别为 U1 和 U2，设电子质量为m、电荷量为 e，则下列关系式正确的是()2eU1A用频率为 1的光照射时，光电子的最大初速度vmB阴极金属的逸出功W0h1eU1U12U21C阴极金属的截止频率cU1U2e U1U2 D普朗克常量 h 2 1AB用频率为1 的单色光照射阴极时，光电子在电场中做减速运动，根据1 2，则光电子的最大初速度 v 2eU1动能定理得 eU102mvm，故 A 正确；根据爱因斯坦光电效应方程得h1eU1W0 ， h2eU2W0，由 得阴极金属的逸出功 W0h1eU1，联立 解得普朗克常量 he U1U2 ，故 B 正
14、确，1201eU1 12D 错误；阴极金属的截止频率cW h，故 C 错误。 he U1U213(多选 )如图所示是原子核的平均结合能 (也称比结合能 )与质量数的关系图象，通过该图象可以得出一些原子核的平均结合能， 如168O 的核子平均结合能约为8 MeV ，42He 的核子平均结合能约为 7 MeV ，根据该图象判断下列说法正确的是()A随着原子质量数的增加，原子核的平均结合能增大56B.26Fe 核最稳定C由图可知两个24H 核结合成 He 核会释放出能量1216个质子和 8个中子比把164D把 8O 分成 88O 分成 4个 2He 要多提供约 16 MeV的能量BC由图可知随着原子
15、质量数的增加，原子核的平均结合能先增大后减小，选项 A 错误； 2656 核的平均结合能最大，是最稳定的，选项B正确；两个平均结Fe2结合成平均结合能大的416合能小的 1H2He 时，会释放出能量，选项C 正确；把8O分成质子和中子需要提供的能量约为E1 16 8 MeV 128 MeV ，将质子和中子4所放出的能量约为16分成个4结合成一个 2E2 47 MeV 28 MeV ，则将 842HeOHe 需要提供的能量约为 E E1 4 E2128 MeV 4 28 MeV 16 MeV ，故要多提供约 112 MeV 的能量，选项 D 错误。 题号内容押题依据核心考点核心素养1.核衰变及核
16、能利用科 技成 就科学态度与责任：立足教应用材，体会现代科学技术光 电效 应科学思维：立足教材，体现2.光电效应及图象规 律的 应数学知识处理物理问题能用力1.(多选 )目前科学家正在研究“快中子堆”技术来发电，“快中子堆”技术发电的原理是：快中子反应堆不用23892U，而用 23994Pu 作燃料，但在堆心燃料 23994Pu 的外238239(快中子 )，被装在外围再生区围放置 9294U，Pu 发生裂变反应时放出来的高速中子的23892U吸收，23892U 吸收快中子后变成23992U，23992U很不稳定，很快发生衰变变成 23994239Pu， 94Pu 在裂变产生能量的同时， 又不
17、断地将23892U变成可用燃料23994Pu，核燃料越239烧越多。设92U、 粒子的质量分别为M 、m，则 ()A. 23994Pu 与23992U 的中子数相同238B. 92U 吸收快中子后变成铀23992U是属于核聚变C. 23992U 经过 2 次 衰变后变成 23994Pu239D静止的 92U 发生 衰变释放出动能为E0 的 粒子，该衰变中质量亏损为M mMc2E0CD23994Pu 的中子数为 145， 23992U 的中子数为 147，故选项 A 错误；根据核聚变反应的定义可知选项B 错误；根据 23992U 23994Pu201e 可知选项 C 正确；静止239EkUmm的
18、 92U 发生 衰变满足动能关系E0 M，解得EkU M E0，由爱因斯坦质能方程m2M m可得 E0M E0 mc ，解得该衰变中质量亏损为m Mc2 E0，选项 D 正确。 2 (多选 )如图是用不同频率的光照射某金属后，得到的关于光电子最大初动能 Ekm 与入射光频率的关系图象。下表中列出了可见光中几种颜色的光的频率及光子的能量情况。普朗克常量取h6.610 34，下列说法正确的是()J s红橙黄绿蓝靛频率范围3.94.84.85.05.05.35.36.06.0 7.07.07.5/1014 Hz光子能量范1.611.982.062.192.482.89围 /eV1.982.062.1
19、92.482.893.09A. 表中列出的可见光中任意一种颜色的光照射该金属时，该金属都能发生光电效应B根据 Ekm -图象可求出该金属的逸出功C 当 用蓝 光照 射该 金属 时发 出的 光电子的 最 大初 动能 范围 为 0.45 eV Ekm 0.93 eVD光电效应是由于金属原子核外的电子在光照射下脱离原子核引力束缚产生的由km 图象可知，该金属的极限频率为c5.01014Hz，由表中的BD E -数据可知红光的频率小于该金属的极限频率，选项A 错误；该金属的逸出功为W0 hc 2.06 eV，选项 B 正确；由表格知蓝光光子能量范围为2.48 2.89 eV，又该金属的逸出功为 2.06 eV，故 0.42 eVE km 0.83 eV，选项 C 错误；根据光电效应的产生原理可知选项 D 正确。