高考物理二轮复习：近代物理限时训练二(word版含答案)

近代物理限时训练
一、单选题（每题4分，共7小题，共28分。

） 1. 关于光电效应现象，下列说法中正确的是（ ）
A ．只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能发生
B ．光电子的最大初动能跟入射光的强度成正比
C ．发生光电效应的时间一般都大于10-7 s
D ．保持入射光频率不变，发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数与入射光的强 度成正比
2. 关于近代物理，下列说法正确的是（ ） A ．卢瑟福由α粒子散射实验确立了原子有内部结构
B ．基态的一个氢原子吸收一个光子跃迁到3n =激发态后，可能发射3种频率的光子
C ．光电效应揭示了光的波动性，表明光子具有能量
D ．氢原子光谱表明氢原子的能量是不连续的
3. 随着现代科学的发展，大量的科学发现促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子
核的叙述正确的是（ ）
A ．卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构
B ．天然放射现象表明原子核内部有电子
C ．轻核聚变反应方程有：2341
1120H H He n +→+
D ．氢原子从n =3能级跃迁到n =1能级和从n =2能级跃迁到n =1能级，前者跃迁辐射出的光子波 长比后者的长
4. 利用光电管研究光电效应实验如图所示，用频率为ν的可见光照射阴极K ，电流表中有电流通
过，则（ ）
A ．用紫外线照射，电流表不一定有电流通过
B ．用红光照射，电流表一定无电流通过
C ．用频率为ν的可见光照射K ，当滑动变阻器的滑动触头移到A 端 时，电流表中一定无电流通过
D ．用频率为ν的可见光照射K ，当滑动变阻器的滑动触头向B 端滑 动时，电流表示数可能不变
5. 1927年戴维逊和革末完成了电子衍射实验，该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一．如
图所示是该实验装置的简化图，下列说法不正确的是( )
A ．亮条纹是电子到达概率大的地方
B ．该实验说明物质波理论是正确的
C ．该实验再次说明光子具有波动性
D ．该实验说明实物粒子具有波动性
6. 天然放射现象通常会放出三种射线，即α、β、γ射线，关于这三种射线以下说法正确的是（ ）
A ．云室中α射线径迹长而粗，这是因为α射线具有较强的穿透能力
B ．β射线来源于原子内层电子，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板
C ．γ射线是能量很高的电磁波，在电场和磁场中都不偏转
D ．用β射线照射带负电的验电器，则验电器的张角一定会变大
7. 用中子轰击23592U 原子核产生裂变反应，其可能的裂变方程为2351891
920360U+n Y Kr 3n →++，23592U 、
10n 、Y 、8936Kr 的质量分别为m 1、m 2、m 3、m 4，235
92U 原子核的半衰期为T ，其比结合能小于Y 原子
核的比结合能，光在真空中的传播速度为c ，下列叙述正确的是（ ）
A ．235
92U 原子核中有56个中子
B ．若升高23592U 的温度，235
92U 的半衰期将会小于T
C ．裂变时释放的能量为（m 1－2m 2－m 3－m 4）c 2
D ．235
92U 原子核比Y 原子核更稳定
二、多选题（每题6分，共4小题，共24分。

） 8． 下列说法正确的是（ ）
A ．大量的氢原子从n =4的能级向低能级跃迁时可以辐射三种不同频率的光
B ．光电效应中，从金属中逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关
C ．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定只剩下一个氡原子核
D ．
238
92
U 衰变成20682Pb 要经过8次α衰变和6次β衰变
9． 如图所示是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系图象，图
象上所标的物理量为已知量，由图象可得（ ） A ．该金属的逸出功等于﹣E
B ．普朗克常量h ＝c
E v
C ．入射光的频率为2νc 时，产生的光电子的最大初动能为E
D ．入射光的频率为
2
c v 时，产生的光电子的最大初动能为2E
10．能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，下列关于核反应方程的说法正
确的是（ ）
A ．衰变方程238
92U →234
90Th+x 中x 是电子 B ．衰变方程234
90Th →234
91Pa+y 中y 是电子
C ．核聚变反应方程3241
1120H H He n a +→+中a =2
D ．核裂变反应方程2351144891
92056360U n Ba Kr n b +→++中b =3
11．如图所示为氢原子的能级结构示意图，一群氢原子处于n =3的激发态，在向较低能级跃迁的过
程中向外辐射出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV 的金属钠。

下列说法正确的是（ ） A ．这群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从n =3能级跃迁到
n =2能级所发出的光波长最短
B ．这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减少，电势 能增加
C ．能发生光电效应的光有两种
D ．金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9.80eV 三、填空题（本题共48分）
12．（9分）放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入如图所示的匀强电场和
匀强磁场中，请根据图像分析射线类型： （1）_______（请填写射线序号）是α射线 （2）_______（请填写射线序号）是β射线 （3）_______（请填写射线序号）是γ射线
13．（1）（4分）关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有___________。

A ．
238
92
U →
23490
Th ＋4
2He 是重核裂变
B ．14
7N ＋4
2He →17
8O ＋1
1H 是轻核聚变 C ．21H ＋31H →42He ＋1
0n 是α衰变 D ．82
34Se →82
36Kr ＋20
1-e 是β衰变 （2）（15分）现有四个核反应：
A ．21H ＋31H →42He ＋1
0n B ．
23592
U ＋10n →X ＋8936Kr ＋31
0n
C ．2411Na →24
12Mg ＋0
-1e D ．42He ＋94Be →126C ＋1
0n
①___________是发现中子的核反应方程，_________是研究原子弹的基本核反应方程， ___________是研究氢弹的基本核反应方程。

②B 项中X 的质量数为___________，中子数为___________。

14．（8分）国家重大科技基础设施“中国散裂中子源”是研究中子特性、探测物质微观结构和运动
的科研装置。

应用该装置进行的某次核反应，其核反应方程式为：234
112H+H He+ ________。

已
知21H 的质量为2.0136 u ，3
1H 的质量为3.0180 u ，42He 的质量为4.0026u ，X 的质量为1.0087
u ，该反应释放能量为________MeV 。

（质量亏损释放1 u 的能量约931.5 MeV ；结果保留三位有
效数字）
15．（12分）一群氢原子处于量子数n ＝4的能级状态，氢原子的能级图如图所示，氢原子可能发射
____种频率的光子；氢原子由量子数n ＝4的能级跃迁到n ＝2的能级时辐射光子的能量是____eV ； 用n ＝4的能级跃迁到n ＝2的能级时辐射的光子照射下表中几种金属，____金属能发生光电效应。

几种金属的逸出功
金属 铯
钙
镁
钛
逸出功W/eV 1.9 2.7 3.7 4.1
参考答案
1．D
2．D
3．C
A．卢瑟福的α粒子散射实验说明原子具有核式结构模型，没有涉及原子核内部结构，故A错误；B．天然放射现象只说明原子核内部有复杂结构，原子核内部没有电子，衰变产生的电子，是原子核内部的中子转变为质子和电子，电子释放出来，故B错误；
C．轻核聚变方程电荷数守恒、质量数守恒，故C正确；
D．氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级和从n=2能级跃迁到n=1能级，前者辐射的光子能量大，即光子的频率大，则前者辐射的光子波长比后者短，故D错误。

4．D
A．可见光照射阴极，可以发生光电效应，用紫外光照射，因为紫外光的频率大于可见光的频率，所以一定能发生光电效应，所加的电压是正向电压，则一定有电流通过，A错误；
B．红光的频率在可见光中最低，不一定能发生光电效应，不一定有电流通过，B错误；
C．用频率为ν的可见光照射K，变阻器的滑片移到A端，两端的电压为零，但光电子有初动能，故电流表中仍由电流通过，C错误；
D．用频率为ν的可见光照射K，滑动变阻器的滑片向B端滑动时，可能电流已达到饱和光电流，所以电流表示数可能增大，可能不变，D正确。

5．C
BCD．电子属于实物粒子，电子衍射实验说明电子具有波动性，说明物质波理论是正确的，与光的波动性无关，BD正确，C错误；
A．物质波也是概率波，亮条纹是电子到达概率大的地方，A正确。

6．C
A．α粒子的质量大，不易改变方向，电离本领大，产生的粒子多，故云室中α射线径迹直而短粗，故A 错误；
B．β射线是β衰变中产生的电子，是原子核中的一个中子转化而来的，不是源于原子内层电子，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板，故B错误；
C．γ射线是能量很高的电磁波，本身不带电，则在电场和磁场中都不偏转，故C正确；
D．用β射线照射带负电的验电器，由于β射线有较强的电离本领，则验电器的金属球会吸附空气中被电离出来的正电荷与原先的负电荷进行中和，张角会变小，故D错误。

7．C
A ．235
92
U 原子核中电荷数为92，质量数为235，则中子数为23592143-= A 错误；
B ．放射性元素的半衰期与温度、压强等因素无关，由原子核内部因素决定，B 错误；
C ．根据爱因斯坦质能方程知，裂变时释放的能量为22
1234(2)E mc m m m m c ∆=∆=---
C 正确；
D ．由23592
U 原子核的比结合能小于Y 原子核的比结合能，可知Y 原子核比235
92U 原子核更稳定，D 错误。

8．BD
A ．大量的氢原子从n =4的能级向低能级跃迁时可以辐射出的光子种数43
62
n ⨯== 即6种不同频率的光，故A 错误； B ．根据光电效应方程2001
2
hv W mv -=
可知，光电子的初动能与光的强度无关，与入射光的频率有关，故B 正确；
C ．半衰期是统计规律，针对的是大量的原子而言，对具体的少量原子没有这种关系，这是一个概数，故C 错误；
D ．根据质量数和电荷数守恒知，α衰变一次质量数减少4个，次数238206
84
n -== 则β衰变的次数为'8282926n =⨯+-= 所以
23892
U 衰变成20682Pb 要经过6次β衰变和8次α衰变，故D 正确。

9．BC
AB ．根据光电效应方程有K E h W ν＝﹣ 其中W 为金属的逸出功c W h ν= 所以有K c E h h νν＝﹣
由此结合图像可知，该金属的逸出功为E ，普朗克c
c
W
E
h νν==
故A 错误，B 正确；
C ．当入射光的频率为2v 0时，代入方程k E hv W =- 有K 2c c E h W h E νν=-==
可知产生的光电子的最大初动能为E ，故C 正确； B ．当入射光的频率为
2
c
ν，小于极限频率，不能发生光电效应，故D 错误。

10．BD
A ．根据质量数守恒和电荷数守恒可得，x 的质量数为A =238-234=4 电荷数为Z =92-90=2
所以x 为氦原子核4
2He ，即α粒子，故A 错误；
B ．根据质量数守恒和电荷数守恒可得，y 的质量数为A =0，电荷数为Z =90-91=-1 所以y 为电子0
1e -，故B 正确； C ．根据质量数守恒得a =3+2-4=1 故C 错误；
D ．根据质量数守恒得b =235+1-144-89=3 故D 正确。

11．CD
A ．一群氢原子由n =3的激发态向低能级跃迁时，向外辐射出不同频率的光子数为233C =种。

由玻尔理论，光子能量等于能级之差m n h E E ν=- 光子频率和波长关系c
λν
=
得三种光子的能量分别为：12.09eV 、1.89eV 、10.2eV 。

由n =3跃迁到基态的光子的频率最高，波长最短，A 错误；
B ．氢原子在不稳定的激发态向低能级跃迁时，库仑力做正功。

由动能定理知电子绕核运动的速度增大，则动能增大，电势能减小，B 错误；
C ．用三种光子去照射逸出功为2.29eV 的金属钠，只有两种光子的能量大于2.29eV ，这两种能发生光电效应，C 正确；
D ．由光电效应方程k 0=
E h W ν-
E k =12.09eV －2.29eV=9.80eV
D 正确。

12． ①④##④① ③⑥##⑥③ ②⑤##⑤②
[1][2][3]α射线带正电在平行板电场中向负极板偏移，由左手定则可判断在如图所示的磁场中向左偏转，β射线带负电在平行板电场中向正极板偏移，由左手定则可判断在如图所示的磁场中向右偏转， γ射线不带电在平行板电场和磁场中不偏转。

故可以判断①①是α射线，①①是β射线，①①是γ射线。

13． D D B A 144 88
（1）[1]A ．核反应方程式23892U→
23490
Th ＋4
2He
为α衰变，故A 错误；
B ．核反应方程式147N ＋42He→17
8O ＋11H 为原子核的人工转变，故B 错误； C ．核反应方程式21H ＋31H→42He ＋1
0n 为轻核聚变，故C 错误；
D ．核反应方程式8234Se→8236Kr ＋201-e
为β衰变，故D 正确。

（2）①[2][3][4]D 为查德威克发现中子的核反应方程；B 是研究原子弹的基本核反应方程；A 是研究氢弹的基本核反应方程；C 是一种衰变反应。

①[5][6]X 的质量数为
2351)893)144+-=((＋
X 的质子数为
923656-=
X 的中子数为
1445688-=
14． 1
0n 18.9
[1]根据质量数和电荷数守恒可知，该核反应方程为
234
1
1210H+H He+n
[2]该反应释放能量为
(2.0136 3.0180 4.0026 1.0087)931.5MeV 18.9MeV E
u u u u
15． 6 2.55 铯
[1]一群从n ＝4的能级跃迁，可能发射2
4C 6=种频率的光子；
[2][3]从n ＝4的能级跃迁到n ＝2的能级，发出的光子能量
42 2.55eV h E E ν=-=
此值大于铯的逸出功，所以可使金属铯发生光电效应。