专题七　近代物理练习含答案--高考物理一轮复习

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1.我国于2024年1月研发出全球首款民用核电池，该核电池利用半衰期约为100年的镍63来工作，其衰变方程为 2863Ni→2963Y＋X，则（ ）
A.X是电子B.X是α粒子
C.Y与Ni是同位素D.Y的中子数为29
2.位于我国广东江门的中微子实验室正在有序建设中，中微子是科学家在研究β衰变过程中预言并发现的一种粒子，对人类了解物质的微观结构和宇宙的起源与演化具有重要意义。以下核反应方程属于β衰变的是（ ）
A. 92238U→ 90234Th＋ 24He
B. 90234Th→ 91234Pa＋ －1 0e
C.12H＋ 13H→24He＋ 01n
D. 92235U＋ 01n→ 56144Ba＋ 3689Kr＋301n
3.“嫦娥三号”探测器在月球软着陆并释放了玉兔号月球车，玉兔号配备的核电池是我国自主研发的放射性钚238（94238Pu）电池，其在发生α衰变过程中放出能量，通过热电偶产生电能给月球车上的设备供电，给休眠中的月球车保温，并维持与地面的通讯。已知钚238的半衰期为88年，下列说法正确的是（ ）
A.其衰变后的原子核内质子数比中子数多50个
B.衰变后原子核的质量与α粒子的质量之和等于衰变前钚238的质量
C.经过一段时间，随着钚238的减少，电池内钚238的半衰期变短
D.经过88年，该核电池内的钚238还剩一半
4.如图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。关于这些光，下列说法正确的是（ ）
A.这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
B.粒子性最强的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的
C.最容易发生衍射的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的
D.这群氢原子发出的光子中，能量的最大值为12.75 eV
5.某烟雾报警器结构和原理如图甲、乙所示。光源S向外发射某一特定频率的光，发生火情时有烟雾进入报警器内，由于烟雾对光的散射作用，会使部分光进入光电管C从而发生光电效应，于是有电流输入报警系统，当电流大于I0就会触发报警系统报警。某次实验中，当滑动变阻器的滑片P处于图乙所示位置，烟雾浓度增大到n时恰好报警。假设烟雾浓度越大，单位时间内光电管接收到的光子个数越多。已知元电荷为e，下列说法正确的是（ ）
A.光电管内单位时间激发出的光电子数为I0e时，一定会触发报警
B.将滑片P向左移动，当烟雾浓度小于n时有可能报警
C.仅提高光源S发出光的强度，光电子的最大初动能将增大
D.报警器报警时，将滑片P向左移动警报有可能会被解除
6.（多选）2023年6月10日，四川省文物考古研究院对外公布：三星堆遗址祭祀区再现两件跨坑拼对成功的大型青铜器。利用14C衰变的测年技术可进行考古研究，其衰变方程为 614C→ 714N＋ －1 0e，已知14C的半衰期为5 730年，若 614C、 714N、 －1 0e的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c，下列说法正确的是（ ）
A. －1 0e来源于核外电子
B. 614C的比结合能小于 714N的比结合能
C.全球变暖会导致半衰期变短
D.该核反应中释放的能量为（m1－m2－m3）c2
7.（多选）如图所示，图甲为研究光电效应的电路图，入射光紫光的频率大于K极板的极限频率，图乙是光电管中光电流与电压的关系图像，图丙是原子核的比结合能与质量数之间的关系图像。下列判断正确的是（ ）
A.图甲中提高紫光入射光强度，遏止电压一定增大
B.图乙中，a光光子的动量大于b光光子的动量
C.由图丙可知，钡原子核 56144Ba比氪原子核 3689Kr稳定
D.由丙图可知， 24He核子的平均质量比 12H核子的平均质量小
专题七 近代物理
针对训练
1.A 根据电荷数守恒、质量数守恒知镍63的衰变方程是 2863Ni→2963Cu＋－10e，故A正确，B错误；同位素是质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子，Y的质子数是29，与Ni不是同位素，Y的中子数为A－Z＝63－29＝34，故C、D错误。
2.B A项，核反应方程属于α衰变；B项，核反应方程属于β衰变；C项，核反应方程属于核聚变；D项，核反应方程属于核裂变，故选B。
3.D α衰变使钚238减少两个质子和两个中子，变为新核。则质子数变为92，中子为234－92＝142，可知衰变后的原子核内质子数比中子数少50个，故A错误；由于衰变过程中有质量亏损，所以衰变后原子核的质量与α粒子的质量之和不等于衰变前钚238的质量，故B错误；半衰期由元素种类决定，随着钚238的减少，半衰期不会变短，故C错误；经过一个半衰期，大约一半的钚衰变为其他元素，该核电池内的钚238还剩一半，故D正确。
4.D 这些氢原子总共可辐射出C42＝6种不同频率的光，故A错误；氢原子从m能级跃迁到n能级放出的能量Em－En＝hν＝hcλ（m＞n），粒子性最强的光，频率最大，光子能量最大，故粒子性最强的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的，故B错误；最容易发生衍射的光波长最长，光频率最小，光子能量最小，是由n＝4能级跃迁到n＝3能级产生的，故C错误；这群氢原子发出的光子中，由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的光子能量最大，能量的最大值为E＝E4－E1＝（－0.85 eV）－（－13.6 eV）＝12.75 eV，故D正确。
5.D 光电管内单位时间激发出的光电子数为I0e时，会受到两端电压的限制，在阴极产生的光电子不一定全部到达A极，故不一定能让报警系统的电流达到I0，不一定能触发报警，故A错误；将滑片P向左移动，光电管两端所加的正向电压减小，单位时间内到达A极的光电子个数减少，则要使报警系统的电流达到I0，单位时间内光电管接收到的光子个数就要增大，烟雾浓度增大，即当烟雾浓度大于n时才有可能报警，故B错误；根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0，可知光电子的最大初动能与光的频率有关，与光的强度无关，故仅提高光源S发出光的强度，光电子的最大初动能不变，故C错误；报警器报警时，将滑片P向左移动，光电管两端所加的正向电压减小，单位时间内到达A极的光电子个数减少，报警系统的电流减小，警报有可能会被解除，故D正确。
6.BD β衰变的实质是碳原子核中的一个中子转化为一个质子和一个电子，所以不是源于核外电子，故A错误；半衰期由原子核本身的性质决定，与原子的物理状态和化学状态无关，全球变暖不会导致半衰期变短，故C错误；碳元素自发地进行衰变，衰变过程放出能量，614C的比结合能小于 714N的比结合能，根据爱因斯坦质能方程可得ΔE＝Δmc2＝（m1－m2－m3）c2，故B、D正确。
7.BD 由公式Ek＝hν－W0，eUc＝Ek，可得遏止电压Uc＝ℎν－W0e，提高紫光入射光强度改变不了紫光的频率，遏止电压不变，故A错误；图乙中Uca＞Ucb，即两种光子频率νa＞νb，由光的频率与波长的关系式c＝λν，可得λa＜λb，又由光子动量表达式p＝ℎλ，可得pa＞pb，故B正确；由图丙可知，钡原子核 56144Ba比结合能小于氪原子核 3689Kr的比结合能，所以氪原子核 3689Kr更稳定，故C错误；因为 24He核子的比结合能比 12H核子的比结合能大，24He核子的平均质量比 12H核子的平均质量小，故D正确。