2014届高考物理第一轮复习方案：45分钟单元能力训练卷(十三)

2014届高考物理第一轮复习方案：45分钟单元能力训练卷(十三)

‎　　45分钟单元能力训练卷(十三)‎ ‎(考查范围：第十三单元　分值：100分)‎ 一、单项选择题(每小题6分，共18分)‎ ‎1．下列说法正确的是(　　)‎ A．天然放射现象说明了原子具有复杂结构 B．放射性物质的温度升高，其半衰期减小 C．核裂变与聚变都伴有质量亏损 D．氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级要吸收光子 ‎2．下列说法中正确的是(　　)‎ A．氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，在向低能级跃迁时放出光子的频率一定等于入射光子的频率 B.Th(钍)核衰变为Pa(镤)核时，衰变前Th核质量等于衰变后Pa核与β粒子的总质量 C．根据α粒子散射实验的结果，卢瑟福提出了原子的核式结构模型 D．分别用X射线和绿光照射同一金属表面，若都能发生光电效应，则用绿光照射时光电子的最大初动能较大 ‎3．以下是物理学史上3个著名的核反应方程x＋ Li→2y，y＋7 N→ x＋8 O，y＋ Be→z＋‎6C，x、y和z是三种不同的粒子，其中z是(　　)‎ A．α粒子　　B．质子　　C．中子　　D．电子 二、双项选择题(每小题6分，共24分)‎ ‎4．下列说法中正确的是(　　)‎ A．卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为He＋7N→8O＋H B．铀核裂变的核反应为U→Ba＋Kr＋2n C．质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是(m1＋m2－m3)c2‎ D．某原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子，从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ2的光子(λ1>λ2)，则该原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将吸收波长为的光子 ‎5．如图D13－1所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜固定在一起，分别放在图中的A、B、C三个位置，关于观察到的现象，下列说法中正确的是(　　)‎ 图D13－1‎ A．相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多 B．相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数最少 C．相同时间内放在C位置时观察到屏上的闪光次数最少 D．放在C位置时观察不到屏上有闪光 ‎6．下列说法正确的是(　　)‎ A．如果用紫光照射某种金属发生光电效应，改用绿光照射这种金属不一定发生光电效应 B．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一 C．由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能减小，电势能增大 D．原子核发生α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4‎ ‎7．雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的中微子(νe)而获得了2002年度诺贝尔物理学奖．他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615吨四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶．中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程为νe＋Cl―→Ar＋e，已知Cl核的质量为36.95658 u，Ar核的质量为36.95691 u，e的质量为0.00055 u，1 u质量对应的能量为931.5 MeV.根据以上信息可以判断(　　)‎ A．中微子不带电 B．中微子就是中子 C.Cl和Ar是同位素 D．参与上述反应的中微子的最小能量约为0.82 MeV 三、填空题(18分)‎ ‎8．(9分)快中子增殖反应堆中，使用的核燃料是钚239，裂变时释放出快中子，周围的铀238吸收快中子后变成铀239，铀239(U)很不稳定，经过______次β衰变后变成钚239(Pu)，写出该过程的核反应方程：________________．设静止的铀核U发生一次β衰变生成的新核的质量为M，β粒子的质量为m，释放出的β粒子的动能为E0，假设衰变时能量全部以动能形式释放出来，则一次衰变过程中的质量亏损为__________________．‎ ‎9．(9分)在如图D13－2所示的光电效应现象中，光电管阴极K的极限频率为ν0，则阴极材料的逸出功等于________．现用频率大于ν0的光照射在阴极上，当在A、K之间加一数值为U的反向电压时，光电流恰好为零，则光电子的最大初动能为________；若入射光的频率为ν(ν>ν0)，则光电子的最大初动能为________．‎ 图D13－2‎ 四、计算题(40分)‎ ‎10．(20分)氢原子的能级如图D13－3所示．‎ ‎(1)当氢原子从n＝4向n＝2能级跃迁时，辐射的光子照射在某金属上，刚好能发生光电效应，则该金属的逸出功为多少？‎ ‎(2)现有一群处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁，在辐射出的各种频率的光子中，能使该金属发生光电效应的频率共有多少种？‎ 图D13－3‎ ‎11．(20分)放射性原子核U先后发生α衰变和β衰变后，变为原子核Pa.已知U的质量为m1＝238.0290 u，234 91Pa的质量为m2＝234.0239 u，α粒子的质量为mα＝4.0026 u，电子的质量为me＝0.0005 u．(原子质量单位1 u相当于931.5 MeV的能量)‎ ‎(1)写出放射性衰变方程．‎ ‎(2)原子核U衰变为Pa的过程中释放能量为多少MeV？(保留三位有效数字)‎ ‎(3)若原来U静止，衰变后放出的α粒子速度为vα＝3×‎107 m/s，不计电子和衰变过程中释放的光子的动量，则Pa的速度约为多大？(保留两位有效数字)‎ ‎45分钟单元能力训练卷(十三)‎ ‎1．C　　2.C　　3.C　‎ ‎4．AD　[解析] 卢瑟福发现质子的实验是α粒子轰击氮核，核反应方程为He＋7N→8O＋H，选项A正确；铀核裂变需要有中子轰击，其核反应是U＋n→Ba＋Kr＋3n，选项B错误；质子和中子结合成一个α粒子，其核反应方程为2n＋2H→He，释放的能量为(‎2m1＋‎2m2‎－m3)c2，选项C错误；原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射的光子能量为h，从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收的光子能量为h，则从a能级状态跃迁到c能级状态时将吸收的光子能量为h－h，其对应的波长为，选项D正确．‎ ‎5．AC　[解析] 卢瑟福的α粒子散射实验的结论是：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原方向前进，少数发生了较大的偏转，极少数偏转超过90°甚至被弹回，因此，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C位置时，在相同时间内观察到屏上的闪光次数分别为最多、较少、极少，选项A、C正确．‎ ‎6．AB　[解析] 因绿光的频率小于紫光的频率，绿光的频率可能小于该金属的极限频率，选项A正确； α粒子散射实验结果中的大角度偏转启发卢瑟福提出了原子核式结构模型，选项B正确；核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，轨道半径减小，动能增大，电势能减小，选项C错误；原子核发生α衰变时，质量数减少4，电荷数减少2，即中子数减少了2，选项D错误．‎ ‎7．AD　[解析] 在核反应中，电荷数守恒，质量数守恒，可以判断中微子所带电荷数是零，质量数是零，故A项正确；中子的质量数是1，故B项错误；同位素是电荷数相等、质量数不等的同种元素，Cl和Ar是两种不同的元素，故C项错误；由爱因斯坦质能方程得，中微子的质量m＝(0.00055＋36.95691－36.95658) u＝0.00088 u，而1 u质量对应的能量为931.5 MeV，所以中微子的最小能量是E＝931.5×0.00088 MeV≈0.82 MeV，故D项正确．‎ ‎8．2　U→Pu＋2e　 ‎[解析] 由核反应的电荷数守恒和质量数守恒可得，铀239(U)经过2次β衰变后变成钚239(Pu)；核反应方程为U→Pu＋2e；由动量守恒可得：0＝mv1－Mv2，而E0＝mv，E＝Mv，联立解得E＝；根据质能方程得，质量亏损为Δm＝＝.‎ ‎9．hν0　eU　hν－hν0‎ ‎[解析] 阴极K的极限频率为ν0，则阴极材料的逸出功W＝hν0；若加反向电压U，光电流恰好为零，由动能定理可得，Ek＝eU；根据光电效应方程有：hν＝W＋Ekm，故Ekm＝hν－hν0.‎ ‎10．(1)2.55 eV　(2)4种 ‎[解析] (1)根据玻尔理论得，氢原子从n＝4向n＝2能级跃迁辐射的光子的能量为：hν0＝ΔE＝E4－E2‎ 根据爱因斯坦光电方程得：金属的逸出功W＝hν0＝E4－E2＝2.55 eV ‎(2)一群处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁，能发出6种不同频率(能量)的光子，辐射出光子的能量分别为：‎ ΔE1＝E4－E3＝0.66 eV，ΔE2＝E3－E2＝1.89 eV，ΔE3＝E4－E2＝2.55 eV，ΔE4＝E2－E1＝10.2 eV，ΔE5＝E3－E1＝12.09 V，ΔE6＝E4－E1＝12.75 eV.‎ 因ΔE3、ΔE4、ΔE5、ΔE6均大于或等于逸出功，‎ 所以这4种频率的光子能量均可使该金属发生光电效应．‎ ‎11．(1) U―→ Pa＋He＋e　(2)1.86　(3)5.1×‎105 m/s ‎[解析] (1) U―→ Pa＋He＋e ‎(2)亏损的质量Δm＝m1－m2－mα－me＝0.0020 u，释放的能量ΔE＝0.0020×931.5 MeV≈1.86 MeV.‎ ‎(3)由动量守恒定律有 mPavPa＝mαvα 解得mPa＝·vα≈5.1×‎105 m/s ‎ ‎