新高考物理三轮冲刺选择题对点练(十二)　近代物理（含答案解析）

这是一份新高考物理三轮冲刺选择题对点练(十二)　近代物理（含答案解析）试卷主要包含了单项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。
1.(2025安徽合肥模拟)核能是蕴藏在原子核内部的能量,合理利用核能,可以有效缓解常规能源短缺问题。在铀核裂变实验中,核反应方程是 92235U+Ba+3689Kr+3X,92235U核的结合能为E1,56144Ba核的结合能为E2,3689Kr核的结合能为E3。则( )
A.该核反应过程动量不守恒
B.该核反应方程中的X为质子
C.该核反应中释放的核能为(E1-E2-E3)
D.该核反应中电荷数守恒,质量数守恒
2.(2025福建厦门模拟)感烟型火灾报警器内部装有半衰期长达432年的微量放射性物质镅 95241Am,其α衰变方程为 95241AmNp+24He+γ,下列说法正确的是( )
A.γ射线电离本领比α射线强
B.95241Am衰变过程释放能量
C.温度升高,95241Am半衰期变短
D.10个 95241Am经过一个半衰期剩余5个
3.(2025山东聊城二模)三星堆遗址考古已入选世界重大考古发现。考古工作者经常运用碳14定年技术推测文物年代。碳14具有放射性,发生β衰变的半衰期约为5 730年。以下说法正确的是( )
A.地下遗址温度较低会影响碳14的半衰期
B.100个碳14原子核经过5 730年后,一定还剩50个
C.碳14发生β衰变后新核质子数比碳14多1
D.某出土稻米样品中碳14含量不到现代作物的一半,说明该稻米样品距今不到5 730年
4.图甲为光电效应实验电路图,某小组实验时用黄、蓝两种颜色的激光分别照射光电管的阴极K,图乙为两次实验时得到的伏安特性曲线。下列说法正确的是( )
A.研究图乙中U>0的规律时,图甲中的开关需打在2上
B.图乙中a光表示蓝光,b光表示黄光
C.a、b两束光分别射入同一单缝衍射装置,b光的衍射现象比a光更明显
D.换用红色激光进行实验,也一定可以测得此光电管的伏安特性曲线
5.2024年9月19日,我国成功发射了第五十九颗和第六十颗北斗导航卫星,使得北斗卫星导航系统的卫星总数达到了60颗。这些卫星采用星载氢原子钟,如图所示为氢原子的能级图,下列判断正确的是( )
A.一个氢原子从n=3能级向低能级跃迁时,能产生3种频率的光子
B.氢原子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,其能量减少
C.氢原子吸收2.55 eV的光子的能量,可使氢原子的能级发生跃迁
D.从氢原子的能级图可知,氢原子发射光子的频率是连续的
6.(2025江西赣州二模)氢原子的能级图如图甲所示,一群处于n=4能级的氢原子,用其向低能级跃迁过程中发出的光照射图乙电路中的阴极K,其中只有a、b两种频率的光能使之发生光电效应。分别用这两种频率的光照射阴极K,测得图乙中电流表示数随电压表示数变化的图像如图丙所示。则( )
A.题中的氢原子跃迁共能发出3种不同频率的光
B.a光是从n=3能级向n=1能级跃迁产生的
C.a光的光子能量大于b光的光子能量
D.b光照射阴极K时逸出的光电子的最大初动能比a光照射时的小
7.在光电效应实验中,用不同频率的光照射某金属,测得遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像如图甲所示。图乙为氢原子能级图,现用大量处于第四能级的氢原子跃迁时向外辐射的光照射该金属,其中从第二能级跃迁到第一能级辐射光的频率为ν0,电子电荷量为e。下列说法正确的是( )
A.普朗克常量h=U0ν0
B.该金属的逸出功为2eU0
C.该金属的逸出功为10.2 eV
D.氢原子辐射的光中,有4种能发生光电效应
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.太阳能量的来源主要通过质子—质子链反应(简称PP链),太阳产生的能量约99%来自该链反应。科学研究发现,该链反应主要通过如下方程发生:311HX+10e+νc①;2XY+211H②,其中 10e为正电子,νc为太阳中微子,下列说法正确的是( )
A.方程式中X为 23He,Y为 24He
B.方程式中X为 13H,Y为 24He
C.反应①属于核聚变反应
D.Y的比结合能小于X的比结合能
9.(2025天津新华中学统练)受2011年发生的大地震及海啸影响,日本福岛第一核电站1至3号机组堆芯熔毁,事故发生后,东京电力公司持续向1至3号机组安全壳内注水以冷却堆芯并回收污水,截至2021年3月,已储存了125万吨核污水,且每天新增140吨。2023年8月24日13时03分日本福岛第一核电站启动核污染水排海,2024年11月4日,日本福岛核电站第10次核污染水排放结束,累计的核污染水排放量已达7.83万吨。核污染水含高达64种放射性元素,其中氚(13H)衰变过程中产生的电离辐射可损害DNA,是致癌的高危因素之一,半衰期为12.5年。其衰变方程为 13HHe+-1 0e+γ,下列说法正确的是( )
A.x=2,y=3
B.xyHe的比结合能大于 13H的比结合能
C.秋冬气温逐渐变低时,氚的衰变速度不变
D.经过25年,氚将全部衰变结束
10.(2025福建泉州模拟)光刻机是推动芯片科技发展的核心设备,某款光刻机光源的原子能级图如图所示,可提供能量为56.9 eV的极紫外线,极紫外线的频率比紫色光更高。对于该极紫外线,下列说法错误的是( )
A.一定是处在n=4能级上的原子向n=5能级跃迁时产生的
B.一定是处在n=5能级上的原子向n=4能级跃迁时产生的
C.极紫外线的波长比紫色光更长
D.对于同一金属,极紫外线比紫色光更容易发生光电效应
参考答案
1.D 解析 核反应过程中由于系统不受外力作用,动量一定守恒,故A错误;由核反应的电荷数守恒和质量数守恒可得出,X为 01n,故B错误,D正确;由能量守恒定律可知,该核反应中释放的核能为(E2+E3-E1),故C错误。
2.B 解析 α射线是高速氦核流,电离能力最强,γ射线为光子流,不带电,电离能力最弱,故A错误;衰变过程中,质量亏损会以能量形式释放,故B正确;半衰期由原子核内部结构决定,与温度等外界条件无关,故C错误;半衰期是统计规律,适用于大量原子核,对于少量原子核,实际衰变数量具有随机性,不能绝对保证剩余一半,故D错误。
3.C 解析 半衰期是放射性物质的固有属性,由原子核自身的因素决定,与原子所处的化学状态和外部条件无关,因此“碳14”的半衰期不受温度、压强的影响,故A错误;半衰期是统计规律,是大量原子核的衰变规律,故B错误;碳14发生β衰变的实质是原子核内中子转变为质子时释放电子的过程,质子数增加1,即新核质子数比碳14多1,故C正确;根据半衰期公式有m余=m012tT,由题知,m余T=5 730年,故D错误。
4.A 解析 研究图甲中U>0的规律时,光电管加正向电压,则图甲中的开关需打在2上,选项A正确;因蓝光频率较大,根据Uce=12mvm2=hν-W逸出功,可知蓝光遏止电压较大,则图乙中b光表示蓝光,a光表示黄光,选项B错误;a光为黄光,波长较长,则a、b两束光分别射入同一单缝衍射装置,a光的衍射现象比b光更明显,选项C错误;因红光的频率比黄光还小,则换用红色激光进行实验不一定能发生光电效应,可知不一定可以测得此光电管的伏安特性曲线,选项D错误。
5.C 解析 处于n=3的激发态的大量氢原子,向低能级跃迁时会辐射出3种不同频率的光,而一个氢原子从n=3能级向低能级跃迁时,最多只能产生2种频率的光子,故A错误;氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,属于低能级向高能级跃迁,将吸收能量,原子的能量增大,故B错误;当氢原子从n=2能级跃迁到n=4能级时,吸收的能量为ΔE=E4-E2=2.55 eV,故C正确;从氢原子的能级图可知原子发射光子的能量是不连续的,所以光子的频率也是不连续的,故D错误。
6.B 解析 一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁过程中,辐射出的光子的种类4×(4-1)2=6,故A错误;由题意知只有a、b两种频率的光能使之发生光电效应,由题图丙可知b光遏止电压大,则b光频率比a光频率大,可知b光能量比a光能量大,故b光是从n=4能级向n=1能级跃迁产生的,a光是从n=3能级向n=1能级跃迁产生的,故B正确,C错误;根据光电效应方程Ek=hν-W0,由于两种光照射同种材料,故W0相同,由于b光频率比a光频率大,所以b光照射阴极K时逸出的光电子的最大初动能比a光照射时的大,故D错误。
7.C 解析 根据光电效应方程eUc=hν-W0,结合遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像,其斜率k=eU0ν0=h,A错误。从第二能级跃迁到第一能级辐射光的频率为ν0,根据E=hν,该光子能量E=hν0=10.2 eV,对于该金属,当入射光频率为ν0时恰好发生光电效应,所以金属的逸出功W0=hν0=10.2 eV,B错误,C正确。大量处于第四能级的氢原子跃迁时向外辐射的光有C42=6种,根据能级差计算辐射光的频率,只有能量大于等于该金属逸出功10.2 eV的光才能发生光电效应,故只有3种能发生光电效应,D错误。
8.AC 解析 根据质量数守恒和电荷数守恒,方程式中X为 23He,Y为 24He,A正确,B错误;反应①、②均属于核聚变反应,Y的比结合能大于X的比结合能,C正确,D错误。
9.ABC 解析 根据核反应方程中质量数和电荷数守恒可得x=2,y=3,A正确;氚发生衰变的过程中会释放能量,生成的 23He比氚更稳定,比结合能越大的原子核越稳定,所以 23He的比结合能大于 xyHe的比结合能,B正确;放射性元素的半衰期由原子核内部自身的因素决定,与原子所处的化学状态和外部条件(如温度、压强等)无关,所以秋冬气温逐渐变低时,氚的衰变速度不变,C正确;半衰期是大量放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间,经过25年,即经过2个半衰期,剩余氚的质量为原来的122=14,并不是全部衰变结束,D错误。
10.AC 解析 根据玻尔理论可知,原子从高能级向低能级跃迁时辐射一定频率的光子,光子的能量由两级能量差决定,光刻机光源的原子可以提供能量为56.9 eV的极紫外线,说明极紫外线一定是处在n=5能级上的原子向n=4能级跃迁时产生的,A错误,B正确;由于极紫外线的频率比紫色光更高,根据波速、波长、频率的关系可知,极紫外线的波长比紫色光更短,C错误;由于极紫外线的频率比紫色光更高,根据光电效应理论可知,对于同一金属,极紫外线比紫色光更容易发生光电效应,D正确。本题选错误的,故选AC。