PAGEPAGE1第15講近代物理初步選擇題(每小題6分,共90分)1.(2024北京理綜,13,6分)在核反應方程

24He+7A.質子 B.中子 C.電子 D.α粒子2.用不同頻率的紫外線分別照耀鎢和鋅的表面而產生光電效應,可得到光電子最大初動能Ek隨入射光頻率ν改變的Ek-ν圖像。已知鎢的逸出功是3.28eV,鋅的逸出功是3.24eV,若將二者的圖線畫在同一個Ek-ν坐標圖中,用實線表示鎢,虛線表示鋅,則能正確反映這一過程的是下圖中的()3.(2024天津理綜,1,6分)國家大科學工程——中國散裂中子源(CSNS)于2024年8月28日首次打靶勝利,獲得中子束流,可以為諸多領域的探討和工業應用供應先進的探討平臺。下列核反應中放出的粒子為中子的是()A.714N俘獲一個α粒子,產生B.1327Al俘獲一個α粒子,產生C.511B俘獲一個質子,產生D.36Li俘獲一個質子,產生4.(多選)利用金屬晶格(大小約10-10m)作為障礙物視察電子的衍射圖樣,方法是讓電子通過電場加速后,讓電子束照耀到金屬晶格上,從而得到電子的衍射圖樣。已知電子質量為m,電荷量為e,初速度為0,加速電壓為U,普朗克常量為h,則下列說法中正確的是()A.該試驗說明白電子具有波動性B.試驗中電子束的德布羅意波長為λ=hC.加速電壓U越大,電子的衍射現象越明顯D.若用相同動能的質子替代電子,衍射現象將更加明顯5.(2024天津河東一模)下列說法正確的是()A.對于某種金屬,無論入射光多強,只要其頻率低于極限頻率就不能發生光電效應B.由玻爾理論可知,氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時,要輻射肯定頻率的光子,同時電子的動能減小,電勢能增大C.微波和聲波一樣都只能在介質中傳播D.氡原子核的半衰期為3.8天,4個氡原子核經過7.6天肯定只剩下一個未發生衰變6.(2024天津理綜,5,6分)氫原子光譜在可見光區域內有四條譜線Hα、Hβ、Hγ和Hδ,都是氫原子中電子從量子數n>2的能級躍遷到n=2的能級時發出的光,它們在真空中的波長由長到短,可以判定()A.Hα對應的前后能級之差最小B.同一介質對Hα的折射率最大C.同一介質中Hδ的傳播速度最大D.用Hγ照耀某一金屬能發生光電效應,則Hβ也肯定能7.(2024福建龍巖質檢)(多選)氫原子的能級圖如圖所示,可見光的光子能量范圍約為1.62~3.11eV,金屬鈉的逸出功為2.29eV,下列說法中正確的是()A.大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時,可發出1種頻率的可見光B.大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時,可發出2種頻率的可見光C.大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時發出的光當中有1種頻率的光能使鈉產生光電效應D.大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時發出的光當中有2種頻率的光能使鈉產生光電效應8.(2024山西太原模擬)(多選)釷

90234Th具有放射性,它能放出一個新的粒子而變為鏷

91234Pa,同時伴隨有γ射線產生,其方程為A.一塊純凈的釷234礦石經過24天,礦石的質量僅剩下原來質量的一半B.x是釷核中的一個中子轉化成一個質子時產生的C.γ射線是釷原子核發生衰變后產生的鏷234的原子核釋放的D.γ射線具有很強的電離作用,對人體細胞破壞實力較大9.(2024福建廈門質檢)下列幾幅圖的有關說法正確的是()圖一α粒子散射試驗圖二光電效應試驗圖三放射線在磁場中偏轉圖四鏈式反應示意圖A.圖一中少數α粒子穿過金箔后方向不變,大多數α粒子穿過金箔后發生了較大角度的偏轉B.圖二光電效應試驗說明白光具有粒子性C.圖三中射線丙由α粒子組成,每個粒子帶兩個單位正電荷D.圖四鏈式反應屬于輕核的聚變,又稱為熱核反應10.勻強磁場中有一個原來靜止的碳14原子核,它放射出的粒子與反沖核的徑跡是兩個內切的圓,兩圓的直徑之比為7∶1,如圖所示,那么碳14的衰變方程為()A.614C→514B+10e BC.614C→512B+12H D11.(2024山西太原一模)(多選)下列說法正確的是()A.鈾238發生α衰變變成釷234時,α粒子與釷234的質量之和等于鈾238的質量B.鈾238發生α衰變變成釷234時,α粒子與釷234的結合能之和肯定大于鈾238的結合能C.β衰變中釋放的β射線是原子核外電子擺脫原子核的束縛形成的高速電子流D.核反應方程

714N+212.(多選)太陽能量的來源是輕核的聚變,太陽中存在的主要元素是氫,核聚變反應可以看做是4個氫核(11H)結合成1個氦核同時放出2個正電子。表中列出了部分粒子的質量(取1u=16粒子名稱質子(p)α粒子正電子(e)中子(n)質量/u1.00734.00150.000551.0087以下說法中正確的是()A.核反應方程為411H→2B.4個氫核結合成1個氦核時的質量虧損約為0.0266kgC.4個氫核結合成1個氦核時的質量虧損約為4.43×10-29kgD.聚變反應過程中釋放的能量約為4.0×10-12J13.(2024福建泉州檢測)如圖所示為氫原子的能級圖,用某種頻率的光照耀大量處于基態的氫原子,受到激發后的氫原子只輻射出三種不同頻率的光a、b、c,頻率νa>νb>νc,讓這三種光照耀逸出功為10.2eV的某金屬表面,則()A.照耀氫原子的光子能量為12.09eVB.從n=3能級躍遷到n=2能級輻射出的光頻率為νbC.逸出的光電子的最大初動能為1.51eVD.光a、b、c均能使該金屬發生光電效應14.(2024江西上饒六校一聯)PET(正電子放射型計算機斷層顯像)的基本原理是:將放射性同位素

815O注入人體,參加人體的代謝過程。815O在人體內衰變放出正電子,與人體內負電子相遇而湮滅轉化為一對光子,被探測器探測到,經計算機處理后產生A.

815O衰變的方程式為

815OB.將放射性同位素

815O注入人體C.一對正負電子湮滅后也可能只生成一個光子D.PET中所選的放射性同位素的半衰期應較長15.(2024安徽六校二聯)近幾年中國等很多國家主動發展“月球探測安排”,該安排中的科研任務之一是探測月球上氦3的含量。氦3是一種清潔、平安和高效的核發電燃料,可以采納在高溫高壓下用氘和氦3進行核聚變反應發電。若已知氘核的質量為2.0136u,氦3的質量為3.0150u,氦核的質量為4.00151u,質子質量為1.00783u,中子質量為1.008665u,1u相當于931.5MeV。則下列說法正確的是()A.一個氘和一個氦3的核聚變反應釋放的核能約為17.9MeVB.氘和氦3的核聚變反應方程式:12H+2C.因為聚變時釋放能量,出現質量虧損,所以生成物的總質量數削減D.目前我國的秦山、大亞灣等核電站廣泛運用氦3進行核聚變反應發電

答案精解精析選擇題1.A本題考查核反應方程。由核反應中質量數和電荷數均守恒,可推斷X為質子

12.B圖像斜率表示普朗克常量h,因此兩條線應平行;橫截距代表了極限頻率ν0,ν0=W0h,因此鎢的ν3.B本題考查核反應方程。由核反應過程中遵循質量數、電荷數均守恒的原則,可寫出選項中的四個核反應方程。714N+

24He→817O+11H,選項A錯誤。1327Al+24He→1530P4.AB得到電子的衍射圖樣,說明電子具有波動性,A正確;由德布羅意波長公式λ=hp,而動量p=2mEk=2meU5.A依據光電效應方程Ek=hν-W,可以知道,當入射光的頻率低于極限頻率就不能發生光電效應,與入射光的強弱無關,故A正確;由玻爾理論可以知道,氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時,要輻射肯定頻率的光子,電子的軌道半徑減小,該過程中電場力做正功,電子的動能增大,電勢能減小,故B錯誤;微波屬于電磁波,能在真空中傳播,而聲波只能在介質中傳播,不能在真空中傳播,故C錯誤;半衰期具有統計規律,對大量的原子核適用,對少量的原子核不適用,故D錯誤。6.A本題考查氫原子能級躍遷規律。由氫原子能級躍遷可知,hcλ=En-E2,Hα的波長最長,故hcλα最小,對應能級差最小,選項A正確;同一介質對頻率越大的光的折射率越大,波長越短,頻率越大,故同一介質對Hα的折射率最小而對Hδ的折射率最大,選項B錯誤;由n=cv知,同一介質中Hδ的傳播速度最小,選項C錯誤;Hγ的頻率大于Hβ的頻率,因此用Hγ照耀某一金屬能發生光電效應,而H7.AD大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時,可以發出C38.BC一塊純凈的釷234礦石經過24天,釷核有半數發生衰變,不是礦石的質量僅剩下原來質量的一半,故A錯誤;依據質量數、電荷數守恒得出x是電子,其產生的本質是釷核中的一個中子轉化成一個質子時產生的,所以B正確;釷原子核發生衰變后產生的鏷234的原子核處于激發態,不穩定,向基態躍遷的過程以γ射線向外釋放能量,所以C正確;γ射線具有很強的穿透本事,電離作用很弱,所以D錯誤。9.B在α粒子散射試驗中,絕大多數α粒子穿過金箔后方向基本不變,只有少數α粒子發生了較大角度的偏轉,則A錯誤;光電效應試驗說明白光具有粒子性,所以B正確;由左手定則可知,甲由α粒子組成,每個粒子帶兩個單位正電荷,故C錯誤;鏈式反應屬于重核的裂變,故D錯誤。10.D原子核的衰變過程滿意動量守恒,放射出的粒子與反沖核的速度方向相反,由題圖依據左手定則推斷得知,該粒子與反沖核的電性相反,可知碳原子核發生的是β衰變,衰變方程為

614C→714N+-10e,11.BD鈾238發生α衰變時有質量虧損,故A錯誤;鈾238發生α衰變變成釷234時,α粒子和釷234的結合能之和肯定大于鈾238的結合能,故B正確。β衰變的實質是原子核內部的一個中子變成一個質子和一個電子,并將電子放射到核外,形成β射線,故C錯誤。在核反應中質量數守恒,電荷數守恒,設X的質量數為m,電荷數為n,則有4+14=17+m,2+7=8+n,解得m=1,n=1,所以X表示質子,核反應過程中系統動量守恒,故D正確。12.ACD由核反應的質量數守恒及電荷數守恒得411H→24He+210e,故A正確。反應中的質量虧損為Δm=4mp-mα-2me=(4×1.0073-4.0015-2×0.00055)u=0.0266u≈4.43×10-29kg,故C正確,B錯誤。由質能方程得ΔE=Δmc2=4.43×10-2913.A用某種頻率的光照耀大量處于基態的氫原子,受到激發后的氫原子只輻射出三種不同頻率的光,則知受激發后的氫原子處于n=3能級,可知照耀氫原子的光子能量為(-1.51eV)-(-13.6eV)=12.09eV,A選項正確;n=3→n=1時:hνa=-1.51eV-(-13.6eV)=12.09eV,n=2→n=1時:hνb=-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV,n=