1、专题分层突破练15近代物理初步A组1.(2022湖南卷)关于原子结构和微观粒子波粒二象性,下列说法正确的是()A.卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征B.玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律C.光电效应揭示了光的粒子性D.电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性2.(2022山东卷)碘125衰变时产生射线,医学上利用此特性可治疗某些疾病。碘125的半衰期为60天,若将一定质量的碘125植入患者病灶组织,经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的()A.116B.18C.14D.123.(2021全国甲卷)如图所示,一个原子核X经图中所示的一系列、衰变后,生成稳定的原子核Y,在
2、此过程中放射出电子的总个数为()A.6B.8C.10D.144.关于铀核92235U裂变,下列叙述正确的是()A.铀核92235U的中子数为92B.核裂变遗留物对环境没有污染C.该核裂变反应生成物的质量小于反应物的质量D.该核裂变可能的一种核反应方程是92235UBa+3689Kr+201n5.(2022山东菏泽一模)下列说法正确的是()A.银河系中存在大量的铝同位素26Al,它的衰变方程为1326AlMg+Y,其中Y是质子B.核废料具有很强的放射性,放射性元素经过两个完整的半衰期后,将完全衰变殆尽C.裂变反应有质量亏损,聚变反应没有质量亏损D.射线是原子核能级跃迁释放出的能量,是一种电磁波B
3、组6.(2022全国乙卷)一点光源以113 W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为610-7 m的光,在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为31014个。普朗克常量为h=6.6310-34 Js。R约为()A.1102 mB.3102 mC.6102 mD.9102 m7.(2022湖南岳阳二模)在火星上,太阳能电池板的发电能力有限,因此科学家用放射性材料PuO2作为发电能源为火星车供电。PuO2中的Pu元素是94238Pu,具有天然放射性,半衰期为87.7年。94238Pu发生衰变的核反应方程为94238PuX+24He,则下列说法正确的是()A.X原子核的中子数为141B.9
4、4238Pu原子核发生衰变后产生的新核的比结合能比94238Pu核的比结合能小C.10个94238Pu原子核经过87.7年后一定还会剩余5个D.Pu的半衰期是由核内部自身的因素决定的,跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系8.(2021江苏卷)如图所示,分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究,其截止频率12,保持入射光不变,则光电子到达A极时动能的最大值Ekm随电压U变化关系的图像是()9.(2022浙江卷)如图所示为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=3的激发态,在向低能级跃迁时放出光子,用这些光子照射逸出功为2.29 eV的金属钠。下列说法正确的是()A.逸出光电子的最大初动能为10.8
5、0 eVB.n=3跃迁到n=1放出的光子动量最大C.有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应D.用0.85 eV的光子照射,氢原子跃迁到n=4激发态10.(2022山东济南一模)光电管是一种利用光照产生电流的装置,当入射光照在管中金属板上时,可以形成光电流。下表中记录了某同学进行光电管实验时的数据。次数入射光子的能量/eV光的强弱饱和光电流大小/mA逸出光电子的最大初动能/eV14.0弱290.824.0中430.834.0强600.8由表中数据得出的以下论断正确的是()A.三次实验采用了不同频率的入射光B.三次实验光电管中的金属板材质不同C.若入射光子的能量为5.0 eV,不论光照多强,饱和光
6、电流一定大于60 mAD.若入射光子的能量为5.0 eV,逸出光电子的最大初动能为1.8 eV答案：1.C解析 卢瑟福的核式结构模型解释了粒子散射实验,故A错误;玻尔的原子理论解释了原子光谱的分立特征,故B错误;光电效应揭示了光的粒子性,故C正确;电子的衍射揭示了电子的波动性,故D错误。2.B解析 本题考查半衰期的理解和计算。m=m012tT=m01218060=18m0,选项B正确。3.A解析 设发生了m次衰变,n次衰变,可写出核反应方程9292+146XY+m24+n-10,根据质量数守恒92+146=82+124+4m,解得m=8;根据电荷数守恒92=82+16-n,解得n=6。故选A。
7、4.C解析 铀核92235U的中子数为235-92=143,A错误;核裂变遗留物对环境有污染,B错误;该核裂变反应中放出能量,由质能方程可知,有质量亏损,反应生成物的质量小于反应物的质量,C正确;该核裂变可能的一种核反应方程是92235U+01n56144Ba+3689Kr+301n,D错误。5.D解析 根据质量数和电荷数守恒可知,Y质量数为0,电荷数为+1,是正电子,A错误;核废料具有很强的放射性,放射性元素经过两个完整的半衰期后,将剩余原来的四分之一,B错误;裂变反应有质量亏损,聚变反应也有质量亏损,C错误;射线是原子核能级跃迁释放出的能量,是一种电磁波,D正确。6.B解析 本题考查光子能
8、量计算。一个光子的能量为=h,为光的频率,光的波长与频率的关系满足c=,光源在时间t内发出的光子的个数为n=Pth=Pthc,P为光源的功率。以光源为原点的球面上每平方米的光子数相同,半径为R的球的表面积为S=4R2,则t=1 s时有S=n31014 m2,联立以上各式解得R约为3102 m,故B正确。7.D解析 根据质量数和电荷数守恒可知,X原子核的中子数为(238-4)-(94-2)=142,故A错误;94238Pu原子核发生衰变后产生的新核更稳定,所以新核的比结合能比94238Pu核的比结合能大,故B错误;半衰期是针对大量原子核的统计规律,对少量原子核不适用,故C错误;半衰期是由原子核内
9、部自身的因素决定的,跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系,故D正确。8.C解析 根据动能定理,eU=Ekm-Ek,根据爱因斯坦光电效应方程,Ek=h-W0,W0=h0,可得Ekm=eU+h-h0,由于截止频率12,所以图像正确的是C。9.B解析 从n=3跃迁到n=1时释放的光子能量最大,有E1=E3-E1,照射金属钠时逸出的光电子有最大初动能,根据爱因斯坦光电效应方程得光电子的最大初动能Ek=E1-W0=E3-E1-W0=9.8 eV,A项错误;从n=3跃迁到n=1时释放的光子能量最大,频率最高,根据动量p=h=hc,可知n=3跃迁到n=1时放出的光子动量最大,B项正确;大量氢原子从n=3的激发态跃迁到低能级时能释放出C32=3种频率的光子,其中从n=3跃迁到n=2时释放的光子能量为E3=3.4 eV-1.51 eV=1.89 eV2.29 eV,不能使金属钠产生光电效应,其他两种光子的能量分别为E1=12.09 eV和E2=10.2 eV,均可以使金属钠产生光电效应,C项错误;从n=3跃迁到n=4能级需要吸收的光子能量为E4=1.51 eV-0.85 eV=0.66 eV0.85 eV,所以用0.85 eV的光子照射不能使氢原子跃迁到n=4激发态,D项错误。