内容正文:
选择题专练(八) 近代物理初步
第三部分 题型专练
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1.(2023·河南省信阳市一模)研究光电效应的实验电路图如图a所示,实验中得到的光电流I与光电管两端电压U的关系图象如图b所示。关于甲、乙、丙三束单色光频率的大小关系,正确的是
A.ν甲<ν乙<ν丙 B.ν甲>ν乙>ν丙
C.ν甲=ν乙<ν丙 D.ν甲<ν乙>ν丙
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由光电效应方程和动能定理可得hν-W0=Ek=eUc,由题图b可知:丙的遏止电压最大,甲、乙遏止电压相等,由于被照射的阴极材料相同,所以逸出功W0相等,可得ν甲=ν乙<ν丙,故A、B、D错误,C正确。
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2.(2023·山东省日照市模拟)2021年4月13日日本政府决定,东京电力公司福岛第一核电站核污水经过滤并稀释后将排入大海。消息一出,举世哗然。福岛核电站的裂变材料是铀235,核废水中含有大量的氚以及钡141、氪92、锶90、钴60、碘129、钌106等放射性核素。其中铀235的半衰期大约为12.5年,其衰变方程为235 U→231 Th+X+γ,下列观点正确的是
A.衰变中产生的粒子X本质上是氦原子
B.铀235衰变后核子的总质量相比衰变前减少
C.衰变过程中释放核能,铀235的比结合能大于钍231的比结合能
D.如果日本政府在12.5年后再排放经过处理的核污水将不会对环境产生影响
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根据衰变规律可知,X为α粒子,本质上是氦的原子核,不是氦原子,故A错误;由于衰变过程中放出射线,可知会释放出核能,产生质量亏损,故反应后核子的总质量会减少,衰变是不稳定的原子核向结构稳定的原子核的变化,故新核的比结合能大于核反应前原子核的比结合能,故B正确,C错误;铀235经过一个半衰期只是有半数发生衰变,还存在大量原子核没有衰变,所以此时核污水还是具有放射性,仍然会对环境有污染,故D错误。
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3.关于下列四幅图的说法正确的是
A.甲图为氢原子的电子云示意图,由图可知电子在核外运动有确定的轨道
B.乙图为原子核的比结合能示意图,由图可知6Li原子核中的平均核子质量比16 O的要大
C.丙图为链式反应示意图,氢弹爆炸属于该种核反应
D.丁图为氡的衰变图象,由图可知1 g氡经过3.8天后还剩0.25 g
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电子云是描述电子在某一位置出现概率的大小,说明电子在核外运动没有确定的轨道,故A错误;由题图乙知6Li比16O比结合能小,说明
16 O更稳定,故6 Li原子核中的平均核子质量比16O的要大,故B正确;氢弹爆炸属于核聚变,故C错误;由题图丁可知1 g氡经过3.8天后还剩一半,即0.50 g,故D错误。
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4.如图所示,图甲为氢原子的能级图,大量处于n=3激发态的氢原子跃迁时,发出频率不同的大量光子,用其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上,调节滑动变阻器,发现当电压表示数大于或等于2.5 V时,电流表示数才为零。则阴极K的逸出功为
A.9.59 eV B.7.7 eV
C.4.39 eV D.2.5 eV
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由题意知遏止电压为Uc=2.5 V,又因为大量处于n=3激发态的氢原子跃迁时,其中频率最高的光子能量为ε=E3-E1=12.09 eV,由光电效应方程得eUc=ε-W0,解得逸出功为W0=9.59 eV,故A正确。
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5.(2023·广东省珠海市模拟)2021年7月12日,中核集团宣布正式启动“嫦娥五号”月球月壤样品科研工作。月球核能资源主要包括以铀、钍为主的裂变核能元素,以及以氦3为主的聚变核能元素。月壤中含有丰富的钍232(232Th),利用中子照射钍232,它吸收一个中子转变为钍233,钍233不稳定,放出某种射线就会转变为核电站可用的核燃料铀233(233U)。关于钍233转变为铀233的过程,下列说法正确的是
A.一个233 Th原子核放出1个α粒子后变为233 U
B.一个233 Th原子核放出1个电子后变为233 U
C.一个233 Th原子核放出2个电子后变为233 U
D.一个233 Th原子核放出2个正电子后变为233 U
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核反应过程中满足质量数守恒和电荷数守恒,233U的质量数等于233 Th质量数,故放出的不可能是α粒子,233U的电荷数比233Th电荷数多2,质量数不变,可知放出了2个电子,故A、B、D错误C正确。
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