2021届新高考物理二轮复习专题强化双击训练 专题十八 近代物理 B卷
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24版高中总复习第二轮(新教材新高考)第18练近代物理1.光刻机是制造芯片的核心装备,利用光源发出的紫外线,将精细图投影在硅片上,再经技术处理制成芯片。
为提高光刻机清晰投影最小图像的能力,在透镜组和硅片之间充有液体。
紫外线进入液体后与其在真空中相比()A.波长变短B.光子能量增加C.频率降低D.传播速度增大2.铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁发射的光子具有稳定的频率,铯原子钟利用的两能级的能量差量级为10-5eV,跃迁发射的光子的频率量级为(普朗克常量,元电荷)()A.10 3 Hz B.10 6 Hz C.10 9 Hz D.10 12 Hz3.关于太阳上进行的核聚变,下列说法正确的是()A.核聚变需要在高温下进行B.核聚变中电荷不守恒C.太阳质量不变D.太阳核反应方程式:4.我国自主研发的“玲珑一号”核反应堆,是全球最小的商用核反应堆,核反应方程为,反应产物会发生β衰变。
已知核、、和质量分别是、、和,为,光速。
则下列说法正确的是()A.核反应方程中的,B.核的比结合能大于核的比结合能C.的衰变方程为D.一个铀核裂变放出的核能约为5.某探究小组在实验室用相同双缝干涉实验装置测量甲、乙两种单色光的波长时,发现甲光的相邻亮条纹间距大,乙光的相邻亮条纹间距小,若用这两种光分别照射同一金属板,且都能发生光电效应,以下说法正确的时()A.甲种单色光对应图2中的曲线BB.乙种单色光光子的动量小C.若想通过图1装置测得图2中的和,需使A极接电源正极,K极接电源的负极D.若用甲乙两种单色光,对同一装置做单缝衍射实验,则甲种光更容易发生明显衍射现象6.氢原子能级图如图,,,假设氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级和n=2能级发出的光的波长和频率分别为λ1、λ2和ν1、ν2,氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级发出的光的波长和频率分别为λ3和ν3,下列关系正确的是()A.B.C.D.。
山东省(新高考)2021届高三第二次模拟考试卷物理(—)2021 3注意事项:1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位迸。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔垃接答在答题卡上对应的答趣区域内。
写在试題卷、草稿纸和答题卡上的非答題区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.2020年12月4日14时02分,新一代“人造太阳”装卫一中国环流器二号M装置(HL-2M)在成都建成并实现首次放电。
己知一个爪核GH)和一个笊核GH)聚变成一个新核并放岀一个中子伽)。
下列说法正确的是()A.新核为!HeB.此反应为链式反应C.反应后粒子的比结合能变大D.因为堆微观粒子,粒子在反应前后不满足动呈守恒定律2.a、b两个质点运动的速度-时间图像如图所示。
下列说法正确的杲()A.在0〜6 s内,a、方均做曲线运动B.第3 s末a的加速度比b的加速度大C.在0〜3 s内,a的平均速度等于b的平均速度D•在3〜6 s内b的平均速度小于2 m/s3-如图,轻绳两端固定在一硬质轻杆上的/、B两点,在轻绳中点O系一重物。
现将杆硕时针在竖直而内缓慢旋转,使04从水平位置转到到竖直位且的过程中,绳04、OZ?的张力巧和屉的大小变化情况炖()A.尺先増大后减小,必一直减小B・兀先减小后增大,F B—直増大C.心先减小后壇大,尺先增大后减小D.兀先增大后减小,心先减小后增大4.为家用燃气灶点火装笛的电路原理图,转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电加在理想变压器的原线圈上,设变压器原、副线圈的匝数分别为”|、”2。
当两点火针间电压大于5000 V 就会产生电火花进而点燃燃气,闭合S,下列说法正确的足()A・电压表的示数为5叭任VB.当生>100时,才能点燃燃气刀IC.当-=200时,点火针每个周期的放电时间为0.01 sD.在正常点燃燃气的情况下,两点火针间电压的有效值一定大于5000 V5.2020年12月8日,中国和尼泊尔共同宜布了珠穆朗玛峰海拔的最新测定数据:8848.86米. 这展示了我国测绘技术的发展成果,对于珠峰地区的生态环境保护等具有重大意义。
专题18近代物理(考试时间:75分钟试卷满分:100分)一、单项选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分。
每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)1.(2024·浙江·模拟预测)如图甲所示是我国2023年4月12日取得新突破的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST ),该装置成功实现稳态高约束模式等离子体运行403s ,装置原理图如图乙所示。
该装置可使用2311H H 、和32He 为核燃料进行热核聚变反应,核反应方程分别为:①334222He+He He+2X+12.86MeV →;②234112H+H He+Y+17.6MeV →。
则()A .X 为11HB .强磁场通过洛伦兹力约束运动的YC .核反应①中质量亏损较大D .核反应②中21H 的比结合能较42He 更大【答案】A【详解】A .根据核反应的电荷数和质量数守恒可知,X 的电荷数为1,质量数为1,则X 为11H ,选项A 正确;B .根据核反应的电荷数和质量数守恒可知,Y 的电荷数为0,质量数为1,则Y 为中子10n ,因中子不带电,则强磁场不能通过洛伦兹力约束运动的Y ,选项B 错误;C .核反应②中放出的能量较大,则②质量亏损较大,选项C 错误;D .核反应②中因反应放出能量,生成物更加稳定,可知42He 的比结合能较21H 更大,选项D 错误。
故选A 。
2.(2024·全国·校联考一模)据多家媒体报道,2023年12月1日晚有网友在北京多地拍摄到了极光现象。
极光现象常见于高纬度地区,多为绿色,而此次发生在北京这样的中低纬度地区,极光为红色,非常罕见。
极光主要是由于来自宇宙的高能粒子与地球大气层中的原子发生碰撞,使原子受到激发,因为不稳定而对外辐射电磁波。
在高纬度地区,氧原子更容易受到激发辐射出绿光;而中低纬度的氧原子更容易受到激发辐射出红光。
假设受到激发前,氧原子均处于相同的稳定状态,结合玻尔的原子理论,比较中低纬度和高纬度的氧原子,下列说法正确的是()A.高纬度地区的氧原子受到激发时能级更高B.中低纬度地区的氧原子吸收的能量更多C.每个氧原子辐射的能量大于吸收的能量D.玻尔原子理论完全可以解释氧原子的发光现象【答案】A【详解】A.绿光波长短能量高,红光波长长能量低,吸收或辐射的能量等于两能级之差,故高纬度地区的氧原子受激时能级更高,A正确;B.中低纬度的氧原子辐射的能量少,故吸收的能量也少,B错误;C.辐射和吸收的能量相等,C错误;D.玻尔原子理论只能解释氢原子光谱,D错误。
综合能力训练(三)(时间:60分钟满分:110分)综合能力训练第62页第Ⅰ卷一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题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)1.关于近代物理学,下列说法正确的是()A.一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时能辐射出4种不同频率的光B.重核裂变过程生成中等质量的核,反应前后质量数守恒,但质量不一定减少C.10个放射性元素的原子核在经一个半衰期后,一定有5个原子核发生衰变D.光电效应和康普顿效应的实验都表明光具有粒子性答案:D2.一个物体沿直线运动,从t=0时刻开始,物体的 -t图像如图所示,图线与纵横坐标轴的交点分别为0.5m/s和-1s,由此可知()A.物体做匀速直线运动B.物体做变加速直线运动C.物体的初速度大小为0.5m/sD.物体的初速度大小为1m/s答案:C解析:物体的 -t图像(即v-t图像)是一条直线,物体做匀加速运动,选项A、B错误;图线在纵轴的截距是初速度的大小,等于0.5m/s,选项C正确,D错误。
3.人造卫星a的圆形轨道离地面高度为h,地球同步卫星b离地面高度为H,h<H,两卫星共面且运行方向相同。
某时刻卫星a恰好出现在赤道上某建筑物c的正上方,设地球赤道半径为R,地面重力加速度为g,则()A.a、bB.a、cC.b、c向心加速度大小之比为 +D.a下一次通过c正上方所需时间t=答案:C解析:人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,由地球的万有引力提供向心力,根据牛顿运动定律求解卫星的角速度。
卫星绕地球做匀速圆周运动,建筑物随地球自转做匀速圆周运动,当卫星转过的角度与建筑物转过的角度之差等于2π时,卫星再次出现在建筑物上空。
绕地球运行的卫星,万有引力提供向心力,设卫星的线速度为v,则G 2=m 2 ,所以可知a、b故A错误;设卫星的角速度为ω,G 2=mω2r,得所以有 又由于卫星b的角速度与物体c的角速度相同,所以 故B错误;根据a=ω2r可得 + ,故C正确;设经过时间t卫星a再次通过建筑物c上方,有(ωa-ωc)t=2π,得t=2π - ,而2π =故D错误。
2021届新高考物理二轮复习专题强化双击训练 专题十九 力学实验 B 卷1.探究“单摆的周期T 与摆长L 的关系”的实验中,某次实验中用停表记下了单摆振动40次的时间如图甲所示,由图可读出时间为_________s.某次实验中没有游标卡尺和螺旋测微器,无法直接测量摆球的直径,测得绳长为1L ,悬挂点到摆球的下端长度为2L ,则摆长L =___________(用1L 和2L 表示).以摆长L 作为横坐标,周期的平方2T 作为纵坐标,斜率k =_________(用物理量g L T 、、表示).2T 与L 的关系如图乙所示,取π 3.14=,则当地重力加速度为___________(保留两位小数).2.(1)如图甲所示,有人对“利用频闪照相研究平抛运动规律”装置进行了改变,在装置两侧都装上完全相同的斜槽A B 、,但位置有一定高度差,白色与黑色的两个相同的小球分别由斜槽A B 、某位置静止开始释放.实验后对照片做一定处理并建立直角坐标系,得到如图乙所示的部分小球位置示意图,g 取210m/s .(1)观察改进后的实验装置可以发现,斜槽末端都接有一小段水平槽,这样做的目的是__________. (2)根据部分小球位置示意图,下列说法正确的是_________. A.闪光间隔为0.1 sB.白球抛出点坐标(0,0)C.黑球抛出点坐标(0.95m 0.50m),D.两小球是从斜槽的相同位置被静止释放的(3)若两球在实验中于图中C 位置发生碰撞,则可知两小球释放的时间差约为________s.3.某实验小组用如图1所示装置做“研究匀变速直线运动”实验.打点计时器所接交流电的频率为50 Hz.(1)实验必须做到的是________. A.钩码的质量远小于小车的质量 B.垫高长木板没有定滑轮的一端,平衡摩擦力 C.小车释放前靠近打点计时器D.连接小车的细绳平行于长木板(2)调节好实验装置,进行正确操作,打出的纸带如图2所示,在纸带上取计数点O A B C D 、、、、,相邻两个计数点间还有四个计时点未画出,由图中的数据可知,打点计时器打下C 点时小车运动的速度大小是__________m/s ,小车运动的加速度大小是______2m/s .(计算结果均保留两位有效数字)(3)如果交流电的频率实际只有49 Hz ,则测得的小车的加速度比实际值_________(填“大”或“小”). 4.某同学欲运用牛顿第二定律测量滑块的质量M ,其实验装置如图甲所示,设计的实验步骤为:(1)调整长木板倾角,当钩码的质量为0m 时滑块恰好沿木板向下做匀速运动;(2)保持木板倾角不变,撤去钩码,将滑块移近打点计时器,然后释放滑块,滑块沿木板向下做匀加速直线运动,并打出点迹清晰的纸带如图乙所示(打点计时器的工作频率为50 Hz )。
2021年福建高考物理二轮模拟试题及答案14.一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动,其电势能随位移x变化的关系如下图,其中0~段是关于直线对称的曲线,段是直线,那么以下说法正确的选项是A处电场强度小,但不为零B粒子在0~段做匀变速运动,段做匀速直线运动C在0、、、处的电势、、、的关系为D段的电场强度大小方向均不变分值: 6分查看题目解析 >215.如图,固定斜面CD段光滑,DE段粗糙,A、B两物体叠放在一起从C 点由静止下滑,下滑过程中A、B保持相对静止,那么A在CD段时,A受三个力作用B在DE段时,A可能受二个力作用C在DE段时,A受摩擦力方向一定沿斜面向上D整个下滑过程中,A、B均处于失重状态分值: 6分查看题目解析 >316.如下图,电源电动势为E,内阻为r,电路中的分别为总阻值一定的滑动变阻器,为定值电阻,为光敏电阻〔其阻值随光照强度增大而减小〕。
当电键S闭合时,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态,有关以下说法中正确的选项是A只逐渐增大的光照强度,电阻消耗的电功率变大,电阻中有向上的电流B只调节电阻的滑动端向上端移动,电源消耗的功率变大,电阻中有向上的电流C只调节电阻的滑动端向下端移动,电压表示数变大,带电微粒向下运动D假设断开电键S,电容器所带电荷量变大,带电微粒向上运动分值: 6分查看题目解析 >多项选择题本大题共5小题,每题6分,共30分。
在每题给出的4个选项中,有多项符合题目要求,全对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分。
417.如下图,水平放置的平行金属板充电后板间形成匀强电场,板间距离为d,一个带电的液滴带电荷量大小为q,质量为m,从下板边缘射入电场,沿直线从上板边缘射出,重力加速度为g,那么以下说法正确的选项是A液滴做的是匀速直线运动B液滴做的是匀减速直线运动C两板的电势差D液滴的电势能减少了mgd分值: 6分查看题目解析 >518.如下图,两根等长的细线栓着两个小球在竖直平面内各自做圆周运动,某一时刻小球1运动到自身轨道的低点,小球2恰好运动到自身轨道的点,这两点高度一样,此时两小球速度大小一样,假设两小球质量均为m,忽略空气阻力的影响,那么以下说法正确的选项是A此刻两根细线拉力大小一样B运动过程中,两根线上拉力的差值为2mgC运动过程中,两根线上拉力的差值为10mgD假设相对同一零势能面,小球1在点的机械能等于小球2在低点的机械能分值: 6分查看题目解析 >619.如下图,物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧,物体A、B 的质量都为m,开场时细绳伸直,用手托着物体A使弹簧处于原长且A与地面的距离为h,物体B静止在地面上,放手后物体A下落,与地面马上接触时速度大小为v,此时物体B对地面恰好无压力,那么以下说法中正确的选项是A此时弹簧的弹性势能等于B此时物体B的速度大小也为vC此时物体A的加速度大小为g,方向竖直向上D弹簧的劲度系数为分值: 6分查看题目解析 >720.某同学在研究性学习中记录了一些与地球、月球有关的数据资料如表中所示,利用这些数据来计算地球外表与月球外表之间的距离s,那么以下运算公式中正确的选项是ABCD分值: 6分查看题目解析 >821.如图甲所示,一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端叠放两个质量均为M的物体A、B〔B物体与弹簧连接,A、B两物体均可视为质点〕,弹簧的劲度系数为k,初始时物体处于静止状态,现用竖直向上的拉力F用在物体A上,使物体A开场向上做加速度为a的匀加速运动,测得两个物体的v-t图像如图乙所示〔重力加速度为g〕,那么A施加外力前,弹簧的形变量为B外力施加的瞬间,AB间的弹力大小为M〔g+a〕CAB在时刻别离,此时弹簧弹力等于物体B的重力D上升过程中,物体B速度,AB两者的距离为分值: 6分查看题目解析 >简答题〔综合题〕本大题共82分。
2021年高考物理二轮重点专题整合突破专题(13)近代物理(原卷版)高考题型1光电效应波粒二象性1.光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须大于或等于这个极限频率才能产生光电效应.(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入射光频率的增大而增大.(3)当入射光的频率大于极限频率时,饱和光电流的大小与入射光的强度成正比.(4)光电效应的发生几乎是瞬时的,一般不超过10-9 s.2.两条对应关系(1)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大.(2)光照强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大.3.定量分析时应抓住三个关系式(1)爱因斯坦光电效应方程:E k=hν-W0.(2)最大初动能与遏止电压的关系:E k=eU c.(3)逸出功与极限频率的关系:W0=hνc.4.光电效应的四类图象分析E k=hν-hνc第1页共9页【例1】(多选)(2019·海南卷·7)对于钠和钙两种金属,其遏止电压U c与入射光频率ν的关系如图1所示.用h、e分别表示普朗克常量和电子电荷量,则()图1A.钠的逸出功小于钙的逸出功B.图中直线的斜率为heC.在得到这两条直线时,必须保证入射光的光强相同D.若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能,则照射到钠的光频率较高【例2】(2018·全国卷Ⅱ·17)用波长为300 nm的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10-19 J.已知普朗克常量为6.63×10-34 J·s,真空中的光速为3.00×108 m·s-1.能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为()第2页共9页A.1×1014 Hz B.8×1014 HzC.2×1015 Hz D.8×1015 Hz【例3】(2019·北京卷·19)光电管是一种利用光照射产生电流的装置,当入射光照在管中金属板上时,可能形成光电流.表中给出了6次实验的结果.由表中数据得出的论断中不正确的是()A.两组实验采用了不同频率的入射光B.两组实验所用的金属板材质不同C.若入射光子的能量为5.0 eV,逸出光电子的最大动能为1.9 eVD.若入射光子的能量为5.0 eV,相对光强越强,光电流越大【变式训练】1.(2020·安徽淮北市一模)图2甲为研究光电效应的电路图,当用频率为ν的光照射金属阴极K时,通过调节光电管两端电压U,测量对应的光电流I,绘制了如图乙所示的I-U图象.已知电子所带电荷量为e,图象中遏止电压U c、饱和光电流I m及入射光的频率ν、普朗克常量h均为已知量.下列说法正确的是()第3页共9页第 4 页 共 9 页图2A .光电子的最大初动能为hν-eU cB .阴极金属的逸出功为eU cC .若增大原入射光的强度,则U c 和I m 均会变化D .阴极金属的截止频率为hν-eU ch2.(多选)某同学用某一金属为阴极的光电管,观测光电效应现象,实验装置示意图如图3甲所示.测得该金属的遏止电压U c 与入射光频率ν之间的关系如图乙所示,已知普朗克常量h =6.63×10-34J·s.则( )图3A .图甲中电极A 为光电管的阳极B .探究遏止电压U c 与入射光频率ν的关系时,电源的左侧是正极C .该金属的截止频率νc 为5.15×1014 HzD .该金属的逸出功为3.41×10-19eV高考题型2 氢原子光谱 原子结构 1.玻尔理论的三条假设轨道量子化核外电子只能在一些分立的轨道上运动能量量子化原子只能处于一系列不连续的能量状态,E n=1n2E1(n=1,2,3,…)吸收或辐射能量量子化原子在两个能级之间跃迁时只能吸收或辐射一定频率的光子,hν=E m-E n(m>n)2.解决氢原子能级跃迁问题的三点技巧(1)原子跃迁时,所吸收或辐射的光子能量只能等于两能级的能量差.(2)原子电离时,所吸收的能量可以大于或等于某一能级能量的绝对值,剩余能量为自由电子的动能.(3)一个氢原子跃迁发出的可能光谱线条数最多为(n-1),而一群氢原子跃迁发出的可能光谱线条数可用N =C2n=n n-12求解.【例4】(2019·全国卷Ⅱ·14)氢原子能级示意图如图4所示.光子能量在1.63 eV~3.10 eV的光为可见光.要使处于基态(n=1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子,最少应给氢原子提供的能量为()图4A.12.09 eV B.10.20 eV C.1.89 eV D.1.51 eV【变式训练】3.(2020·湘赣皖十五校高三第一次联考)为了做好疫情防控工作,小区物业利用红外测温仪对出入人员进行体温检测.红外测温仪的原理是:被测物体辐射的光线只有红外线可被捕捉,并转变成电信号.图5为氢原子能级示意图,已知红外线单个光子能量的最大值为1.62 eV,要使氢原子辐射出的光子可被红外测温仪捕捉,最少应给处于n=2激发态的氢原子提供的能量为()第5页共9页第 6 页 共 9 页图5 A .10.20 eV B .2.89 eV C .2.55 eVD .1.89 eV4.(2020·安徽名校高考冲刺模拟卷)我国“北斗三号”全球组网卫星采用星载氢原子钟.如图6所示为氢原子的能级图,现让一束单色光照射到一群处于基态(量子数n =1)的氢原子上,受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光,则照射氢原子的单色光的光子能量为( )图6 A .13.6 eV B .3.4 eV C .12.09 eVD .12.75 eV高考题型3 核反应与核能 1.核衰变问题(1)核衰变规律:m =012t m τ⎛⎫⎪⎝⎭,N =012t N τ⎛⎫⎪⎝⎭. (2)α衰变和β衰变次数的确定方法Ⅱ方法一:由于β衰变不改变质量数,故可以先由质量数改变确定α衰变的次数,再根据电荷数守恒确定β衰变的次数.Ⅱ方法二:设α衰变次数为x,β衰变次数为y,根据质量数和电荷数守恒列方程组求解.2.核能的计算方法(1)根据爱因斯坦质能方程,用核反应亏损的质量乘真空中光速c的平方,即ΔE=Δmc2(J).(2)根据1 u(原子质量单位)相当于931.5 MeV的能量,用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘931.5 MeV,即ΔE=Δm×931.5 (MeV).(3)如果核反应时释放的核能全部是以动能形式呈现的,则核反应过程中系统动能的增量即为释放的核能.【例5】(多选)(2020·全国卷Ⅱ·19)1934年,约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝箔,首次产生了人工放射性同位素X,反应方程为:42He+2713Al→X+10n.X会衰变成原子核Y,衰变方程为X→Y+01e,则()A.X的质量数与Y的质量数相等B.X的电荷数比Y的电荷数少1C.X的电荷数比2713Al的电荷数多2D.X的质量数与2713Al的质量数相等【例6】(多选)(2019·天津卷·6)如图7,我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破,等离子体中心电子温度首次达到1亿摄氏度,为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础.下列关于核聚变的说法正确的是()图7A.核聚变比核裂变更为安全、清洁B.任何两个原子核都可以发生聚变C.两个轻核结合成质量较大的核,总质量较聚变前增加D.两个轻核结合成质量较大的核,核子的比结合能增加【例7】(2020·全国卷Ⅱ·18)氘核21H可通过一系列聚变反应释放能量,其总效果可用反应式621H第7页共9页→242He+211H+210n+43.15 MeV表示.海水中富含氘,已知1 kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个,若全都发生聚变反应,其释放的能量与质量为M的标准煤燃烧时释放的热量相等;已知1 kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107 J,1 MeV=1.6×10-13 J,则M约为()A.40 kg B.100 kgC.400 kg D.1 000 kg【变式训练】5.(2020·北京市平谷区一模)核反应方程23592U+10n→14456Ba+89Z Kr+310n表示中子轰击23592U原子核可能发生的一种核反应,该核反应中质量亏损了Δm.关于这个核反应,下列说法中正确的是()A.该反应属于核聚变 B. 89Z Kr中的Z为33C.14456Ba中含有56个中子D.该核反应释放出的核能为Δmc26.(2020·湖南3月模拟)原子核的平均结合能与质量数之间的关系图线如图8所示.下列说法正确的是()图8A.42He核的结合能约为14 MeVB.8936Kr核比14456Ba核更稳定C.三个中子和三个质子结合成63Li核时吸收能量D.在核反应23592U+10n→8936Kr+14456Ba+310n中,要吸收热量7.(2020·四川泸州市质量检测)一块铀矿石中含23892U的质量为m,铀衰变后生成铅20682Pb,23892U的半衰期为T.则下列说法中正确的是()A.一个23892U原子核中含有92个中子第8页共9页第 9 页 共 9 页B .加热该铀矿石能使铀核衰变速度变快C .经过2T 时间后该矿石含238 92U 的质量还剩m4 D .4个238 92U 原子核经半衰期T 还剩余2个。
2021届高考物理二轮复习常考题型大通关(全国卷)(十二)近代物理学1.金属钙的逸出功为194.310 J -⨯,普朗克常量346.610 J s h -=⨯⋅,光速83.010 m/s c =⨯,以下说法正确的是( )A .用波长为500 nm 的单色光照射金属钙,能产生光电效应B .若某波长的单色光能使金属钙产生光电效应,则增大光的强度将会使光电子的最大初动能增大C .若某波长的单色光能使金属钙产生光电效应现象,则在保持强度不变的情况下,增大入射光频率,则单位时间内发射的光电子数不变D .若某波长的单色光能使金属钙产生光电效应现象,则减小光的强度将会使单位时间内发射的光电子数减少2.核反应堆中较为常见的核反应方程为144523518919203660U Ba Kr 3n n +++→,则下列说法正确的是( )A.该核反应方程为衰变方程B.该核反应过程中23592U 的半衰期减小C.该核反应过程中会发生质量亏损D.14456Ba 的结合能比23592U 的结合能大3.研究光电效应现象的实验电路如图所示,A K 、为光电管的两个电极,电压表V 、电流计G 均为理想电表。
已知该光电管阴极K 的极限频率为0ν,元电荷电量为e ,普朗克常量为h ,开始时滑片P 、P '上下对齐。
现用频率为ν的光照射阴极K (0νν>),则下列说法错误的是( )A.该光电管阴极材料的逸出功为0h νB.若加在光电管两端的正向电压为U ,则到达阳极A 的光电子的最大动能为0hv hv eU -+C.若将滑片P 向右滑动,则电流计G 的示数一定会不断增大D.若将滑片P'向右滑动,则当滑片P、P'间的电压为0hv hve-时,电流计G的示数恰好为04.如图为玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能及示意图,一群氢原子处于4n=的激发态,当它们自发地跃迁到较低能级时,以下说法符合玻尔理论的有( )A.电子轨道半径减小,动能也要增大B.氢原子跃迁时,可发出连续不断的光谱线C.由4n=跃迁到1n=时发出光子的频率最小D.金属钾的逸出功为2.21 eV,能使金属钾发生光电效应的光谱线有4条5.某同学釆用如图所示的装置来研究光电效应现象。
2021届新高考物理二轮复习专题强化双击训练专题十一带电粒子在磁场中的运动B卷1.2020年爆发了新冠肺炎疫情,新冠肺炎病毒传播能力非常强,因此研究新冠肺炎病毒株的实验室必须是全程都在高度无接触物理防护性条件下操作.武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室,在该实验室中有一种污水流量计,其原理可以简化为如图所示模型:废液内含有大量正、负离子,从直径为d的圆柱形容器右侧流入,左侧流出.流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积.空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,下列说法正确的是( )A.带电离子所受洛伦兹力方向水平向左B.正、负离子所受洛伦兹力方向是相同的C.污水流量计也可以用于测量不带电的液体的流速D.只需要测量M N、两点间的电压就能够推算废液的流量2.现代科技往往和电磁场联系,现代化的装备很多是在电磁场原理下制作的,如回旋加速器、质谱仪、速度选择器等.现有一种装置,原理如下:半径为R的圆内分布着磁感应强度为B 的匀强磁场,CD是圆的直径,质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,由静止开始经加速电场加速后,沿着与直径CD的直线从A点进入磁场,如图所示.若带电粒子在磁场中的运动时间是π2mqB,那么加速电场的加速电压是( )A.222qB R m B.22qB R m 3.如图所示,三根长度相同的绝缘轻质细线下悬挂有相互平行的三根无限长通电直导线a b c 、、,且均处于平衡状态,三根导线在同一水平面内,导线a b c 、、中电流大小分别为12I I 、和3I ,已知a b 、间的距离大于b c 、间的距离,导线c 中电流方向垂直纸面向里.已知无限长通电直导线在其周围产生磁场的磁感应强度大小B 与电流大小I 成正比,与到导线的距离成反比,下列说法正确的是( )A.213I I I <<B.312I I I >>C.312I I I <<D.213I I I >> 4.如图甲所示,一条形磁铁P 固定在水平桌面上,以P 的右端点为原点,中轴线为x 轴建立一维坐标系.将一灵敏的小磁针Q 放置在x 轴上的不同位置,设Q 与x 轴之间的夹角为θ.实验测得sin θ与x 之间的关系如图乙所示.已知该处地磁场方向水平,磁感应强度大小为0B .下列说法正确的是( )A.P 的右端为S 极B.P 的中轴线与地磁场方向平行C.P 在0x 处产生的磁感应强度大小为0BD.0x 处合磁场的磁感应强度大小为02B5.如图所示,边长为L的正三角形abc区域内有匀强磁场,方向垂直于纸面向里.质量为m,电荷量为q的三个粒子A B C、、,以大小不等的速度沿与ab边成30°角方向垂直射入磁场后从ac边穿出,穿出位置距a点的距离分别是233L LL、、,不计粒子所受的重力.则下列说法正确的是( )A.A B C、、三个粒子的初速度之比为3:2:1B.C粒子的运动半径为2LC.A B C、、三个粒子从磁场中穿出的方向相同,都与ab边垂直D.如果要使B粒子从c点穿出,其他条件未变,磁场的磁感应强度应变为原来的1.5倍6.如图所示,在半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,在磁场区域的上方有一水平放置的与磁场方向平行的感光板MN.从磁场区域最左端Q点垂直磁场方向射入大量的带电荷量为q、质量为m、速度为v的粒子,且速度满足qBRvm,最后都打在了感光板上.不考虑粒子间的相互作用和粒子的重力,关于这些粒子,以下说法正确的是( )A.这些粒子都带负电B.沿着圆心方向入射的粒子,其出射方向的反向延长线不一定过圆心C.只有沿着圆心方向入射的粒子,出射后才垂直打在感光板MN上D.沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在感光板MN 上7.如图所示,三根通电长直导线A B C 、、互相平行,它们在横截面为等腰直角三角形的三个顶点上,三根导线中通入的电流大小相等,且A C 、中电流方向垂直于纸面向外,B 中电流方向垂直于纸面向内;已知通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度B k rI ,其中I 为通电导线中的电流强度,r 为点到通电直导线的距离,k 为常量.下列说法正确的是( )A.A 所受磁场作用力的方向与B C 、所在平面垂直B.B 所受磁场作用力的方向与A C 、所在平面垂直C.A B 、单位长度所受的磁场作用力大小之比为2:1D.A B 、单位长度所受的磁场作用力大小之比为8.在一次南极科考活动中,科考人员使用磁强计测定地磁场的磁感应强度.其原理如图所示,电路中有一段长方体的金属导体,它长、宽、高分别为a b c 、、,放在沿y 轴正方向的匀强磁场中,导体中电流方向沿x 轴正方向,大小为I .已知金属导体单位体积中的自由电子数为n ,电子电荷量为e ,自由电子做定向移动可视为匀速运动,通过测出金属导体前、后两个侧面间电压U 来判断磁感应强度的大小,则( )A.金属导体的前侧面电势较低B.金属导体的电阻为U IC.自由电子定向移动的速度大小为I neabD.磁感应强度的大小为necU I9.如图所示,水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线,以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系。
2021届新高考物理二轮复习专题强化双击训练 专题十八 近代物理 B 卷1.2019年4月23日,海军建军70周年阅兵式上,首先接受检阅的是“长征10号”战略导弹核潜艇,“长征10号”是新型战略核潜艇,也是中国建造排水量最大的潜艇,核反应堆是其动力源.关于核反应,下列说法正确的是( )A.核反应方程12120671C N e -→+属于β衰变,β射线来自原子核外的电子B.核反应方程32411120H H He n +→+属于聚变反应,该反应作为核潜艇的清洁动力源使用C.反应方程235114489192056360U n Ba Kr 3n +→++属于裂变,是原子弹裂变反应原理D.核反应遵从反应前后核电荷数、质量守恒,所以生成物的质量和反应物的质量始终相等 2.一般烟雾报警器工作原理如图所示,半衰期为432年的放射性元素镅24195Am 衰变所释放的射线可使空气分子电离成正、负离子,正、负离子分别向两极板运动,从而产生电流.当烟雾进入探测腔内时,烟雾会吸收部分射线,导致电流减小,外电路探测到两个电极之间电压、电流的变化,从而触发警报.根据以上信息,下列说法正确的是( )A.若图中电流表中电流方向从左向右,则正离子向右极板运动B.镅放出的射线只有γ射线C.1 kg 的镅经1296年将有125 g 发生衰变D.根据欧姆定律,理想电流表中的电流与两极板间电压成正比、与两极板之间的电阻成反比3.2018年8月23日,国家重大科技基础设施中国散裂中子源项目通过国家验收,正式投入运行,并将对国内外各领域的用户开放.有关中子的研究,下列说法正确的是( )A.卢瑟福发现中子的核反应方程为941214260Be He C n +→+B.中子和其他微观粒子一样,都具有波粒二象性C.核反应方程210484822Po X He y →+中的206y =,X 的中子个数为128D.23592U 在中子轰击下生成9438Sr 和14054Xe 的过程中,原子核中核子的平均质量变大4.图示为氢原子能级示意图,已知大量处于2n =能级的氢原子,当它们受到某种频率的光线照射后,可辐射出6种不同频率的光子,下列说法正确的是( )A.可能是处于2n =能级的氢原子受到照射后跃迁到5n =能级B.这6种光子有3种可以让逸出功为10 eV 的某金属发生光电效应C.频率最高的光子是氢原子从2n =能级跃迁到1n =能级辐射出的D.波长最长的光子是氢原子从4n =能级跃迁到1n =能级辐射出的5.人们发现,不同的原子核,其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数有如图所示的关系.下列关于原子结构和核反应的说法错误的是( )A.由图可知,原子核D 和E 聚变成原子核F 时会有质量亏损要放出核能B.由图可知,原子核A 裂变成原子核B 和C 时会有质量亏损,要放出核能C.已知原子核A 裂变成原子核B 和C 时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子,若增加γ射线强度,则逸出光电子的最大初动能增大D.在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度6.已知氢原子的能级公式112(13.6eV,1,2,3,...)n E E E n n ==-=.大量处于某激发态的氢原子向低能级跃迁时,发出的复色光通过玻璃三棱镜后分成a b c d e f 、、、、、六束(含不可见光),如图所示.据此可知,从3n =能级向1n =能级(基态)跃迁产生的那一束是( )A.bB.cC.dD.e7.据国内媒体报道,中国南海“充电宝”的构想即将实现,第一座海上浮动核电站即将建设完成.据专家透露,中国计划建造20个海上浮动核电站,主要用于海水淡化、资源开发以及为护航潜艇和南海各地区供电.此类核电站采用的是“核裂变”技术,23592U 受中子轰击时会发生裂变,产生14456Ba 和8936Kr ,同时放出能量,已知每个铀核裂变时释放的能量约为200 MeV ,阿伏加德罗常数取231A 6.010mol N -=⨯.则下列说法中正确的是( )A.核反应方程为2351448919256360U Ba Kr 2n →++B.14456Ba 的结合能比23592U 的结合能大C.只有铀块的体积不小于临界体积时才能发生链式反应D.若有1 mol 的铀发生核反应,且核裂变释放的能量一半转化为电能,则产生的电能约为129.610J ⨯8.如图所示是氢原子的能级示意图,当氢原子从高能级向低能级跃迁时会辐射一定频率的光子,已知可见光的光子的能量范围在1.62 eV~3.11 eV 之间,普朗克常量346.6310J s h -=⨯⋅,则以下说法正确的是( )A.用波长为60 nm 的伦琴射线照射能使处于基态的氢原子电离B.锌的逸出功是3.34 eV,一群处于3n =能级的氢原子向基态跃迁时,发出的光照射锌板,锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75 eVC.一个处于基态的氢原子可以吸收任意频率的光子后跃迁到高能级D.根据玻尔理论,氢原子辐射光子后能量减小,核外电子的动能增大9.图甲为光电效应实验电路图,移动滑动变阻器滑片位置或对调电源正负极,得到电流表的示数I 随电压表的示数U 变化的规律如图乙所示,则下列说法中正确的是( )A.由能量守恒定律可知,光电子的最大初动能等于入射光子的能量B.由欧姆定律可知,电压表的示数为零时,电流表的示数也为零C.保持光的频率不变,只增加光照强度时,I U -图像的纵截距0I 会增大D.只改变光的频率,发现I U -图像的横截距绝对值c U 增大,改变后的光在同一双缝干涉装置中的干涉条纹间距比原来的光要小10.氘、氚的核聚变方程为23411120H H He n +→+,氘核的质量为1m ,氚核的质量为2m ,氦核的质量为3m ,中子的质量为4m .核反应中放出γ光子,该γ光子照射到逸出功为0W 的金属板上,逸出的光电子的最大初动能为k E ,已知光电子的质量为m ,光速为c ,普朗克常量为h ,则( )A.核聚变反应释放的核能为21234()m m m m c +--B.γ光子来源于核外电子的能级跃迁C.D.γ光子的频率为k 0E W h- 11.氢原子的能级图如图所示,a 和b 是从高能级向低能级跃迁时辐射出的两种可见光,则( )A.a 光的光子能量高于b 光的光子能量B.a 光的波长大于b 光的波长C.a 光与b 光在空间叠加时可以产生干涉现象D.同一玻璃对a 光的折射率大于对b 光的折射率12.图甲为研究光电效应的电路图,图乙为静止在匀强磁场中的某种放射性元素的原子核XA Z 衰变后产生的新核Y 和某种射线的轨迹,下列说法正确的是( )A.利用能够产生光电效应的两种(或多种)频率已知的光采用图甲的所示电路进行实验可测出普朗克常量B.将图甲的正负极对调,在光照不变的情况下,可研究得出光电流的饱和值C.图乙对应的衰变方程为4422X He Y A A Z Z --→+D.图乙对应的衰变方程为110X e Y A A Z Z +-→+13.如图甲为发生光电效应的电路图,所有元件均完好,图乙为氢原子的能级图.已知氢原子从2n =能级跃迁到1n =能级时,辐射出的A 光恰能使图甲中的光电管发生光电效应,则以下判断正确的是( )A.若某次实验中灵敏电流计没有电流通过,经检查电路连接没有问题,一定是光照时间太短B.氢原子从3n =能级跃迁到2n =能级辐射的光也能逸出光电子,且具有更大的最大初动能C.氢原子从3n=能级辐射的光在同一种介质中的传播速度比A光大n=能级跃迁到2D.一群处于4n=能级的氢原子向低能级跃迁时,辐射出的光中有3种光能使图甲中光电管发生光电效应答案以及解析1.答案:C解析:β衰变是原子核内一个中子转化成一个质子的同时释放出一个电子的现象,故A 错误;质量数较小的核转化为质量数较大的核,属于轻核聚变,是氢弹聚变反应原理,质量数较大的核裂变为质量数中等的核,属于重核裂变,是原子弹裂变反应原理,核潜艇的动力也是来自裂变,故B 错误,C 正确;核反应过程中有质量亏损才有能量产生,核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒,故D 错误.2.答案:A解析:若题图中电流表中电流方向从左向右,说明电容器右极板为正极板,则正离子向右极板运动,A 正确;镅24195Am 衰变所释放的射线可使空气分子电离成正、负离子,从而产生电流,α射线才能使空气分子电离,B 错误;镅半衰期为432年,经1296年,发生三次衰变,还剩下没有衰变的24195Am 的质量为301()125g 2m m ==,则衰变的24195Am 的质量为875 g ,C 错误;对于电离的空气导体这类非纯电阻元件不满足欧姆定律,其电流与两端电压不成正比,D 错误.3.答案:B解析:卢瑟福通过分析α粒子散射实验的结果,提出了原子核式结构模型的猜想,查德威克通过α粒子轰击铍核获得碳核的实验验证了卢瑟福的猜想,A 错误;所有粒子都具有波粒二象性,B 正确;由质量数守恒知,2104206y =-=,X 的中子数为20682124-=,C 错误;裂变反应释放能量,根据质能方程可知,核反应过程中存在质量亏损,原子核中核子的平均质量变小,D 错误.4.答案:B解析:根据24C 6=知,若可辐射出6种不同频率的光子,是处于2n =能级的氢原子受到照射后跃迁到4n =能级,故A 错误;根据能级差公式可得,从2n =能级跃迁到1n =能级辐射的光子的能量为2110.2eV E E -=,从3n =能级跃迁到1n =能级辐射的光子的能量为3112.09eV E E -=,从4n =能级跃迁到1n =能级辐射的光子的能量为4112.75eV E E -=,以上3种光子可以让逸出功为10 eV 的某金属发生光电效应;其余三种频率的光子能量小于10 eV,故B 正确;氢原子从4n =能级向1n =能级跃迁时辐射的光子能量最大,频率最高,故C 错误;由题图可知,当氢原子从4n =能级跃迁到3n =能级时,能级差最小,所以辐射出光子的能量最小,频率最低,波长最长,故D 错误.5.答案:C解析:由图像可知,D 和E 核子的平均质量大于F 核子的平均质量,原子核D 和E 聚变成原子核F 时,核子总质量减小,有质量亏损,要释放出核能,故A 正确;A 核子的平均质量大于B 与C 核子的平均质量,原子核A 裂变成原子核B 和C 时会有质量亏损,要释放出核能,故B 正确;对某种特定金属,逸出光电子的最大初动能是由入射光的频率决定的,与入射光的强度无关,增加入射光的强度,光电子的最大初动能不变,故C 错误;在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度,故D 正确;本题选说法错误的,故选C. 6.答案:D解析:大量处于某激发态的氢原子向低能级跃迁时,发出的复色光通过玻璃三棱镜后分成6束,可知氢原子发生了从4n =能级向基态的跃迁,其中从4n =能级向1n =能级(基态)跃迁产生的光的频率最大,从3n =能级向1n =能级(基态)跃迁产生的光的频率从高到低排列是第2位,因频率越大的光折射率越大,偏折程度越大,可知从3n =能级向1n =能级跃迁产生的是e 光,故D 正确.7.答案:CD解析:由质量数守恒和电荷数守恒及铀核在裂变过程中需要中子的轰击可知该核反应方程为235114489192056360U n Ba Kr 3n +→++,故A 错误;14456Ba 的比结合能比23592U 大,但14456Ba 核子数少,14456Ba 结合能较小,故B 错误;发生链式反应的条件之一是铀块的体积不小于临界体积,故C 正确;1 mol 的铀发生核反应产生的电能为23126.01020050%MeV 9.610J ⨯=⨯⨯⨯,故D 正确.8.答案:ABD 解析:伦琴射线的能量83493106.6310J 6010cE h h νλ--⨯===⨯⨯⨯170.331510J 20.72eV 13.60eV -=⨯=>,则能使处于基态的氢原子电离,故A 正确;一群处于3n =能级的氢原子向基态跃迁时,放出的能量 1.51eV (13.60)eV 12.09eV E '=---=,由爱因斯坦光电效应方程有k max 0(12.09 3.34)eV=8.75eV E E W '=-=-,故B 正确;一个处于基态的氢原子向高能级跃迁时吸收的能量一定等于两个能级间的能量差,对应光子的能量是一定的,故C 错误;氢原子辐射出一个光子后,从高能级向低能级跃迁,氢原子的能量减小,轨道半径减小,根据222ke v m r r=可知,轨道半径减小时,电子动能增大,故D 正确. 9.答案:CD解析:根据光电效应方程,发生光电效应时,光电子的最大初动能等于入射光子的能量减去金属的逸出功,故A 错误;由题图乙可知,电压表示数为零时,仍有光电流,因为光电子有初动能,故B 错误;保持光的频率不变,只增加光照强度,即增加单位时间内入射光光子个数,则从金属中逸出的光电子数增多,0I 会增大,故C 正确;根据光电效应方程结合最大初动能与遏止电压的关系k 0c E h W eU ν=-=可知,遏止电压c U 的大小与入射光频率有关,遏止电压增大,说明入射光的频率增大,则波长减小,根据公式L x d λ∆=可知改变后的光在同一双缝干涉装置中的干涉条纹间距比原来的光要小,故D 正确.10.答案:AC解析:由爱因斯坦的质能方程2E m c ∆=∆⋅可知,核聚变反应释放的核能为21234()m m m m c +--,故A 正确;γ光子来源于核聚变反应释放的能量,故B 错误;光电子的德布罗意波长h pλ=,又p =λ=C 正确;由爱因斯坦光电效应方程可知k 0E h W ν=-,解得k 0E W hν+=,故D 错误. 11.答案:AD 解析:由m n h E E ν=-可知,a 光的光子能量和b 光的光子能量分别为 2.55eV a a E h ν==,1.89eV b b E h ν==,故a 光的光子能量高于b 光的光子能量,A 正确;由于a b νν>,由cλν=可得,a 光的波长小于b 光的波长,故B 错误;由于a b 、两光的频率不相等,故a 光与b 光在空间叠加时不会发生干涉现象,故C 错误;由于a 光的频率大于b 光的频率,因此同一玻璃对a 光的折射率大于对b 光的折射率,故D 正确.12.答案:ABD解析:根据光电效应方程得k1101k2202,E h W eU E h W eU νν=-==-=,联立两式解得2121()e U U h νν-=-,所以分别测出两次电流表读数为零时电压表的示数1U 和2U 即可测得普朗克常量,选项A 正确;将题图甲中电源的正负极对调,此时光电管中所加电压为正向电压,在光照不变的情况下,通过调节滑动变阻器可调节光电管两端的电压,可研究得出光电流的饱和值,选项B 正确;由题图乙可知,发生的是β衰变,故衰变方程为110X e Y A A Z Z +-→+,选项C 错误,D 正确.13.答案:CD解析:依据光电效应发生条件可知,当灵敏电流计没有电流通过,经检查电路连接没有问题,一定是入射光的频率低于极限频率,与光照时间无关,故A 错误;氢原子从3n =能级跃迁到2n =能级辐射的光子的能量小于从2n =能级跃迁到1n =能级时辐射出的A 光,因此不能发生光电效应,故B 错误;原子从3n =能级跃迁到2n =能级辐射的光频率小于从2n =能级跃迁到1n =能级时辐射出的A 光,那么在同一种介质中的传播速度比A 光大,故C 正确;一群处于4n =能级的氢原子向较低能级跃迁时可能辐射出24C 6=种不同频率的光子,能量大于或等于A光的情况有4→1、3→1、2→1共三种,所以共有3种频率的光能使图甲中光电管发生光电效应,故D正确.。