专题十八近代物理初步高考真题集锦
2020年高考物理 近代物理试题汇编 精品
2020年高考近代物理试题汇编（2020年全国Ⅰ卷理综）16.氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为1λ=0.6328µm，2λ=3.39µm，已知波长为1λ的激光是氖原子在能级间隔为1E ∆=1.96eV 的两个能级之间跃迁产生的。
用2E ∆表示产生波长为2λ的激光所对应的跃迁的能级间隔，则2E ∆的近似值为A.10.50eVB.0.98eVC. 0.53eVD. 0.36eV答案D【解析】本题考查波尔的原子跃迁理论.根据λυυch E ==∆,,可知当,6328.0,196m ev E μλ==∆当m μλ39.3=时,连立可知ev E 36.02=∆（2020年全国II 卷理综）18. 氢原子的部分能级如图所示。
已知可见光的光子能量在1.62eV 到3.11eV 之间。
由此可推知, 氢原子A. 从高能级向n=1能级跃迁时了出的光的波长比可见光的短B. 从高能级向n=2能级跃迁时发出的光均为可见光C. 从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D. 从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光答案AD【解析】本题考查波尔的原理理论. 从高能级向n=1的能级跃迁的过程中辐射出的最小光子能量为9.20ev,不在1.62eV 到3.11eV 之间,A 正确.已知可见光子能量在1.62eV 到3.11eV 之间从高能级向n=2能级跃迁时发出的光的能量≤3.40evB 错. 从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率只有能量大于3.11ev 的光的频率才比可见光高,C 错.从n=3到n=2的过程中释放的光的能量等于1.89ev 介于1.62到3.11之间,所以是可见光D 对.（2020年高考北京理综卷）14．下列现象中，与原子核内部变化有关的是A ．α粒子散射现象B ．天然放射现象C ．光电效应现象D ．原子发光现象【解析】α粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，故A 项错误；天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出α粒子或电子，从而发生α衰变或β衰变，故B 项正确；光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及到原子核的变化，故C 项错误；原子发光是原子跃迁形成的也没有涉及到原子核的变化，故D 项错误。
高三物理一轮复习 近代物理初步(高考真题+模拟新题)(有详解)
O 单元 近代物理初步O1 量子论初步 光的粒子性35．[2011·课标全国卷] O1(1)在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为________．若用波长为λ(λ<λ0)的单色光做实验，则其遏止电压为________．已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e 、c 和h . 【答案】h c λ0 hc e ·λ0－λλ0λ【解析】 截止频率即刚好发生光电效应的频率，此时光电子的最大初动能为零，由爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0和c ＝λ0ν得：W 0＝h cλ0.若用波长为λ的单色光做实验，光电子的最大初动能E k ＝hν－W 0＝h c λ－h c λ0，设其截止电压为U ，则eU ＝E k ，解得：U ＝hc e ·λ0－λλ0λ.F3(2)如图1－17所示，A 、B 、C 三个木块的质量均为m ，置于光滑的水平面上，B 、C 之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触而不固连．将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B 和C 紧连，使弹簧不能伸展，以至于B 、C 可视为一个整体．现A 以初速v 0 沿B 、C 的连线方向朝B 运动，与B 相碰并粘合在一起．以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C 与A 、B 分离．已知C 离开弹簧后的速度恰为v 0 ，求弹簧释放的势能．1－17【解析】 设碰后A 、B 和C 的共同速度的大小为v ，由动量守恒得 3m v ＝m v 0①设C 离开弹簧时，A 、B 的速度大小为v 1，由动量守恒得3m v ＝2m v 1＋m v 0② 设弹簧的弹性势能为E p ，从细线断开到C 与弹簧分开的过程中机械能守恒，有 12(3m )v 2＋E p ＝12(2m )v 21＋12m v 20③ 由①②③式得，弹簧所释放的势能为E p ＝13m v 20④18．O1[2011·四川卷] 氢原子从能级m 跃迁到能级n 时辐射红光的频率为ν1，从能级n 跃迁到能级k 时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h ，若氢原子从能级k 跃迁到能级m ，则( ) A ．吸收光子的能量为hν1＋hν2 B ．辐射光子的能量为hν1＋hν2 C ．吸收光子的能量为hν2－hν1 D ．辐射光子的能量为hν2－hν1【解析】 D 氢原子从m 能级跃迁到n 能级辐射能量，即E m －E n ＝hν1，氢原子从n 能级跃迁到k 能级吸收能量，即E k －E n ＝hν2，氢原子从k 能级跃迁到m 能级，E k －E m ＝hν2＋E n －hν1－E n ＝hν2－hν1，因紫光的频率ν2大于红光的频率ν1，所以E k >E m ，即辐射光子的能量为hν2－hν1，D 正确．18．O1[2011·全国卷] 已知氢原子的基态能量为E 1，激发态能量E n ＝E 1n 2，其中n ＝2,3，….用h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速．能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为( )A ．－4hc 3E 1B ．－2hc E 1C ．－4hc E 1D ．－9hcE 1【解析】 C 从第一激发态到电离状态吸收的能量ΔE ＝0－E 122＝－E 14，根据ΔE ＝hν＝h c λ，所以λ＝－4hcE 1，因此答案为C.18．O1[2011·广东物理卷] 光电效应实验中，下列表述正确的是( ) A ．光照时间越长光电流越大 B ．入射光足够强就可以有光电流 C ．遏止电压与入射光的频率有关D ．入射光频率大于极限频率才能产生光电子18．O1[2011·广东物理卷] CD 【解析】 各种金属都存在着极限频率，低于极限频率的任何入射光强度再大、照射时间再长都不会发生光电效应；发生光电效应时，光电流的强度与入射光的强度成正比；遏止电压随入射光的频率增大而增大，故CD 选项正确．12．[2011·江苏物理卷] 【选做题】本题包括A 、B 、C 三小题，请选定其中两．．．．．．题．，并在相应．．．．．的答．．题．区域内作答．．．．．，若三题都做，则按A 、B 两题评分． C ．(选修模块3－5)(12分) (1)O1[2011·江苏物理卷] 下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是( )A BC D 图11(1)O1[2011·江苏物理卷] 【答案】 A【解析】随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都增加，另一方面辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动，所以A正确．29．(1)O1[2011·福建卷] (1)爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年的诺贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能E km与入射光频率ν的关系如图1－13图1－13所示，其中ν0为极限频率．从图中可以确定的是________．(填选项前的字母) A．逸出功与ν有关B．E km与入射光强度成正比C．当ν<ν0时，会逸出光电子D．图中直线的斜率与普朗克常量有关29．(1)O1[2011·福建卷] D【解析】由爱因斯坦光电方程E k＝hν－W和W＝hν0(W为金属的逸出功)可得，E k＝hν－hν0，可见图象的斜率表示普朗克常量，D正确；只有ν≥ν0时才会发生光电效应，C错；金属的逸出功只和金属的极限频率有关，与入射光的频率无关，A错；最大初动能取决于入射光的频率，而与入射光的强度无关，B错．O2原子核【必做部分】38．O2[2011·山东卷] 【物理－物理3－5】(1)碘131核不稳定，会发生β衰变，其半衰期为8天．①碘131核的衰变方程：13153I→________(衰变后的元素用X表示)．②经过________天有75%的碘131核发生了衰变．【答案】①13154X＋0－1e②16【解析】①在衰变的过程中，质量数守恒，核电荷数守恒，即13153I→13154X＋0－1e.②经过8天后，有一半发生衰变，即50%发生衰变，再经过8天，剩下一半的一半发生衰变，这时有75%的碘131核发生了衰变，所以共用时间16天．(2)如图1－22所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为2v0、v0.为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度．(不计水的阻力)图1－22【解析】设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为v min，抛出货物后船的速度为v1，甲船上的人接到货物后船的速度为v2，由动量守恒定律得12m·v0＝11m·v1－m·v min①10m·2v0－m·v min＝11m·v2②为避免两船相撞，应满足v1＝v2③联立①②③式得v min＝4v016．O2[2011·重庆卷]核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线．下列说法正确的是()A．碘131释放的β射线由氦核组成B．铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量C．与铯137相比，碘131衰变更慢D．铯133和铯137含有相同的质子数16．O2[2011·重庆卷]D【解析】β射线实际是电子流，A错误；γ射线是高频电磁波，其光子能量大于可见光的能量，B错误；半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，碘131的半衰期为8天，铯137半衰期为30年，碘131衰变更快，C错误；同位素是具有相同的质子数和不同的中子数的元素，故铯133和铯137含有相同的质子数，D正确．15．O2[2011·浙江卷] 关于天然放射现象，下列说法正确的是()A．α射线是由氦原子核衰变产生B．β射线是由原子核外电子电离产生C．γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D．通过化学反应不能改变物质的放射性【解析】Dα射线是由氦原子核组成的，不是由氦原子核衰变产生的，A选项错误；β射线中的电子是原子核内部一个中子转变成一个质子的同时从原子核逸出的，B选项错误；γ射线是由原子核内部受激发产生的，常伴随着α衰变和β衰变，C选项错误；物质的放射性反映的是物质的物理性质，与其是否参与化学反应无关，D选项正确．1．O2[2011·天津卷] 下列能揭示原子具有核式结构的实验是( ) A ．光电效应实验 B ．伦琴射线的发现 C. α粒子散射实验 D. 氢原子光谱的发现1．[2011·天津卷] C 【解析】 卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出了原子的核式结构，C 正确．12．O2[2011·天津卷] 回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技术的发展．(1)当今医学影像诊断设备PET/CT 堪称“现代医学高科技之冠”，它在医疗诊断中，常利用能放射正电子的同位素碳11作示踪原子．碳11是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮14获得，同时还产生另一粒子，试写出核反应方程．若碳11的半衰期τ为20 min ，经2.0 h 剩余碳11的质量占原来的百分之几？(结果取2位有效数字) (2)回旋加速器的原理如图所示，D 1和D 2是两个中空的半径为R 的半圆金属盒，它们接在电压一定、频率为f 的交流电源上，位于D 1圆心处的质子源A 能不断产生质子(初速度可以忽略，重力不计)，它们在两盒之间被电场加速，D 1、D 2置于与盒面垂直的磁感应强度为B 的匀强磁场中．若质子束从回旋加速器输出时的平均功率为P ，求输出时质子束的等效电流I 与P 、B 、R 、f 的关系式(忽略质子在电场中的运动时间，其最大速度远小于光速)．图10(3)试推理说明：质子在回旋加速器中运动时，随轨道半径r 的增大，同一盒中相邻轨道的半径之差Δr 是增大、减小还是不变？12．[2011·天津卷] 【解析】 (1)核反应方程为14 7N ＋11H ―→11 6C ＋42He ①设碳11原有质量为m 0，经过t 1＝2.0 h 剩余的质量为m τ，根据半哀期定义有 m τm 0＝⎝⎛⎭⎫12t τ＝⎝⎛⎭⎫1212020≈1.6%② (2)设质子质量为m ，电荷量为q ，质子离开加速器时速度大小为v ，由牛顿第二定律知 q v B ＝m v 2R③质子运动的回旋周期为T ＝2πR v ＝2πm qB④由回旋加速器工作原理可知，交流电源的频率与质子回旋频率相同，由周期T 与频率f 的关系得 f ＝1T⑤ 设在t 时间内离开加速器的质子数为N ，则质子束从回旋加速器输出时的平均功率 P ＝N ·12m v 2t⑥输出时质子束的等效电流 I ＝Nq t ⑦ 由上述各式得 I ＝PπBR 2f⑧ (3)方法一：设k (k ∈*)为同一盒中质子运动轨道半径的序数，相邻的轨道半径分别为r k 、r k ＋1(r k ＋1＞r k )，Δr k ＝r k ＋1－r k ，在相应轨道上质子对应的速度大小分别为v k 、v k －1，D 1、D 2之间的电压为U ，由动能定理知2qU ＝12m v 2k ＋1－12m v 2k⑨ 由洛伦兹力充当质子做圆周运动的向心力，知r k ＝m v kqB ，则2qU ＝q 2B 22m (r 2k ＋1－r 2k )整理得Δr k ＝4mUqB 2(r k ＋1＋r k )⑩因U 、q 、m 、B 均为定值，令C ＝4mUqB 2，由上式得Δr k ＝Cr k ＋r k ＋1相邻轨道半径r k ＋1、r k ＋2之差 Δr k ＋1＝Cr k ＋1＋r k ＋2因为r k ＋2＞r k ，比较Δr k 、Δr k ＋1得Δr k ＋1＜Δr k ○11 说明随轨道半径r 的增大，同一盒中相邻轨道的半径之差Δr 减小． 方法二：设k (k ∈N *)为同一盒中质子运动轨道半径的序数，相邻的轨道半径分别为r k 、r k ＋1(r r ＋1＞r k )，Δr k ＝r k ＋1－r k ，在相应轨道上质子对应的速度大小分别为v k 、v k ＋1，D 1、D 2之间的电压为U .由洛伦兹力充当质子做圆周运动的向心力，知r k ＝m v kqB ，故r kr k ＋1＝v kv k ＋1○12 由动能定理知，质子每加速一次，其动能增量ΔE k ＝qU ○13 以质子在D 2盒中运动为例，第k 次进入D 2时，被电场加速(2k －1)次，速度大小为v k ＝(2k －1)2qUm○14 同理，质子第(k ＋1)次进入D 2时，速度大小为v k ＋1＝(2k ＋1)2qUm综合上述各式得 r kr k ＋1＝2k －12k ＋1整理得 r 2kr 2k ＋1＝2k －12k ＋1 r 2k ＋1－r 2kr 2k ＋1＝22k ＋1 Δr k ＝2r 2k ＋1(2k ＋1)(r k ＋r k ＋1)同理，对于相邻轨道半径r k ＋1、r k ＋2，Δr k ＋1＝r k ＋2－r k ＋1，整理后有 Δr k ＋1＝2r 2k ＋1(2k ＋1)(r k ＋1＋r k ＋2)由于r k ＋2＞r k ，比较Δr k 、Δr k ＋1得Δr k ＋1＜Δr k ○15说明随轨道半径r 的增大，同一盒中相邻轨道的半径之差Δr 减小，用同样的方法也可得到质子在D 1盒中运动时具有相同的结论．12．[2011·江苏物理卷] 【选做题】本题包括A 、B 、C 三小题，请选定其中两．．．．．．题．，并在相应．．．．．的答．．题．区域内作答．．．．．，若三题都做，则按A 、B 两题评分． C ．(选修模块3－5)(12分) (2)O2[2011·江苏物理卷] 按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量__________(选填“越大”或“越小”)．已知氢原子的基态能量为E 1(E 1 ＜0)，电子质量为m, 基态氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后，电子速度大小为___________(普朗克常量为h )．(2)O2[2011·江苏物理卷] 【答案】 越大2(hν＋E 1)m【解析】 电子离原子核越远，能级越大，电势能越大，原子能量也就越大；根据能量守恒定律有hν＋E 1＝12m v 2，所以电离后电子速度大小为2(hν＋E 1)m. (3)O2[2011·江苏物理卷] 有些核反应过程是吸收能量的．例如，在X ＋14 7N →17 8O ＋11H 中，核反应吸收的能量Q ＝[]()m O ＋m H －()m X ＋m N c 2.在该核反应方程中，X 表示什么粒子？X 粒子以动能E k 轰击静止的14 7N 核，若E k ＝Q ，则该核反应能否发生？请简要说明理由． (3)O2[2011·江苏物理卷] 【答案】 42He.不能发生，因为不能同时满足能量守恒和动量守恒的要求．【解析】 根据核反应中质量数和电荷数守恒，可求X 粒子质量数和电荷数分别为4和2，所以粒子是42He ；粒子轰击，说明粒子具有动量，由动量守恒知，反应后总动量不为零，动能不为零，则系统机械能不为零，若E k ＝Q ，则反应后系统机械能应为零，所以这样的核反应不能发生．13．O2[2011·北京卷] 表示放射性元素碘131(131 53I)β衰变的方程是( )A. 131 53I ―→127 51Sb ＋42HeB. 131 53I ―→131 54Xe ＋ 0－1eC. 131 53I ―→130 53I ＋10nD. 131 53I ―→130 52Te ＋11H 13．O2[2011·北京卷] B 【解析】 β衰变放出的为电子，只有B 项正确． O3 近代物理初步综合1．[2011·东北模拟]卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔实验，获得了重要发现．关于α粒子散射实验的结果，下列说法正确的是()A．证明了质子的存在B．证明了原子核是由质子和中子组成的C．证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里D．说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动1．C【解析】α粒子散射实验发现了原子内存在一个集中了全部正电荷和几乎全部质量的核．数年后卢瑟福发现核内有质子并预测核内存在中子，所以C对，A、B错．玻尔发现了电子轨道量子化，D错．2．[2011·福州模拟]如图X31－1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，荧光屏和显微镜分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，下述对观察到现象的说法中正确的是()图X31－1A．放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B．放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置时稍少些C．放在C、D位置时，屏上观察不到闪光D．放在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少2．AD【解析】α粒子散射实验的结果是，绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大的偏转．因此，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，在相同时间内观察到屏上的闪光次数分别为绝大多数、少数、少数、极少数，故A、D正确．3．[2011·锦州模拟]已知金属钙的逸出功为2.7 eV，氢原子的能级图如图X31－2所示，一群氢原子处于量子数n＝4能级状态，则()图X31－2A．氢原子可能辐射6种频率的光子B ．氢原子可能辐射5种频率的光子C ．有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应D ．有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应3. AC 【解析】 一群氢原子处于量子数为n 的激发态时，可辐射的光谱线的条数为N ＝n ()n －12，故A 对，B 错；这6种频率的光子有3种能量大于2.7 eV ，C 对，D 错． 4．[2011·温州模拟]如图X31－3所示为氢原子的能级示意图，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发出光子，用这些光子照射逸出功为2.49 eV 的金属钠，下列说法中正确的是( )图X31－3A ．这群氢原子能辐射出三种频率不同的光，其中从n ＝3跃迁到n ＝2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小，电势能增大C ．金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为11.11 eVD ．金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为9.60 eV4. D 【解析】 从n ＝3跃迁到n ＝2所发出的光频率最小，波长最大，A 错；氢原子在辐射光子的过程后，轨道半径减小，动能增大，电势能减小，总能量减小，B 错；辐射光子的最大能量为12.09 eV ，所以金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为(12.09－2.49) eV ＝9.60 eV ，C 错，D 对．5.[2011·苏北模拟]若氢原子的基态能量为E (E ＜0 )，各个定态的能量值为E n ＝En 2(n ＝1,2,3…)，则为使一处于基态的氢原子核外电子脱离原子核的束缚，所需的最小能量为________；若有一群处于n ＝2能级的氢原子，发生跃迁时释放的光子照射某金属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功至多为________(结果均用字母表示)．5．－E －34E 【解析】 若氢原子的基态能量为E (E ＜0 )，各个定态的能量值为E n ＝En 2(n＝1,2,3…)，则为使一处于基态的氢原子核外电子脱离原子核的束缚，电子需吸收能量跃迁到无穷远处，所需的最小能量为0－E ＝－E ；处于n ＝2能级的氢原子，辐射光子的能量为－34E ，所以要使某金属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功至多为－34E .6.[2011·西平模拟]由于放射性元素237 93Np 的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现．已知237 93Np 经过一系列α衰变和β衰变后变成20983Bi ，下列论断中正确的是( )A. 209 83Bi 的原子核比23793Np 的原子核少28个中子B. 209 83Bi 的原子核比23793Np 的原子核少18个中子 C ．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变 D ．衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变6．BC【解析】20983Bi的中子数为209－83＝126，23793Np的中子数为237－93＝144，20983Bi 的原子核比23793Np的原子核少18个中子，A错、B对；衰变过程中共发生了α衰变的次数为237－2094＝7次，β衰变的次数是2×7－(93－83)＝4次，C对、D错．7．[2011·东北模拟]关于下列核反应或核衰变方程，说法正确的是()A.94Be＋42He→126C＋X，符号“X”表示中子B. 147N＋42He→178O＋X，符号“X”表示中子C. 2411Na→2412Mg＋0－1e是裂变D. 23592U＋10n→14054Xe＋9438Sr＋210n是聚变7．A【解析】由核反应中质量数守恒、电荷数守恒可知A对、B错；C中反应是衰变，D 中反应是裂变，C、D均错．8．[2011·温州模拟]2010年7月25日早7时，美国“乔治·华盛顿”号核航母驶离韩南部釜山港赴东部海域参加军演，标志此次代号为“不屈的意志”的美韩联合军演正式开始．在现代兵器体系中，潜艇和航母几乎算得上是一对天生的冤家对头，整个二战期间，潜艇共击沉航母17艘，占全部沉没航母数量的40.5%.中国有亚洲最大的潜艇部队，拥有自行开发的宋级柴电动力潜艇和汉级核动力潜艇，核动力潜艇中核反应堆释放的核能被转化成动能和电能．核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量的核能．方程23592U＋n→14156Ba ＋9236Kr＋a X 是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则()A．X为质子，a＝3B．X为质子，a＝2C．X为中子，a＝2 D．X为中子，a＝38. D【解析】由核反应中质量数守恒、电荷数守恒可知D对．。
高考物理专题——近代物理初步
一、光电效应1．实验规律(1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率低于这个频率时不发生光电效应。
(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)入射光照射到金属板上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不会超过10－9 s。
(4)当入射光的频率大于或等于极限频率时，饱和光电流的大小与入射光的强度成正比。
2．三个概念(1)最大初动能：只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功的情况，才具有最大初动能。
(2)饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。
(3)入射光强度：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量。
3．光电效应方程(1)方程：E k＝hν－W0，光电子的最大初动能E k可以利用光电管用实验的方法测得，即E k＝eU c，其中U c是遏止电压。
(2)极限频率：νc ＝W 0h 。
(3)逸出功：它与极限频率νc 的关系是W 0＝hνc 。
二、能级跃迁1．氢原子能级2．谱线条数一群氢原子处于量子数为n 的激发态时，最多可能辐射出的光谱线条数N ＝C 2n ＝n （n －1）2。
三、核反应和核能1．原子核衰变 衰变类型α衰变 β衰变 衰变方程 A Z X →A －4Z －2Y ＋42He A Z X → A Z ＋1Y ＋0－1e衰变实质 2个质子和2个中子结合成一个整体射出核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子 211H ＋210n →42He 10n →11H ＋0－1e衰变规律电荷数守恒、质量数守恒(1)原子核的结合能：克服核力做功，使原子核分解为单个核子时吸收的能量，或若干单个核子在核力的作用下结合成原子核时放出的能量。
(2)质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的现象。
(3)质能方程：E ＝mc 2，即一定的能量和一定的质量相联系。
高考物理真题分类汇编 专题18 近代物理初步
专题十八近代物理初步考点一光电效应波粒二象性1.[2014江苏单科,12C(1)]已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014 Hz和5.44×1014 Hz,在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应,比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子,钙逸出的光电子具有较大的。
A.波长B.频率C.能量D.动量答案 A2.(2014广东理综,18,6分)(多选)在光电效应实验中,用频率为ν的光照射光电管阴极,发生了光电效应,下列说法正确的是( )A.增大入射光的强度,光电流增大B.减小入射光的强度,光电效应现象消失C.改用频率小于ν的光照射,一定不发生光电效应D.改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大答案AD考点二原子结构氢原子光谱3.(2014天津理综,6,6分)(多选)下列说法正确的是( )A.玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立B.可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施C.天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转D.观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同答案BD4.[2014山东理综,39(1)]氢原子能级如图,当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时,辐射光的波长为656 nm。
以下判断正确的是。
(双选,填正确答案标号)a.氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时,辐射光的波长大于656 nmb.用波长为325 nm的光照射,可使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级c.一群处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线d.用波长为633 nm的光照射,不能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级答案cd考点三天然放射现象核反应核能5.[2014课标Ⅱ,35(1),5分](多选)在人类对微观世界进行探索的过程中,科学实验起到了非常重要的作用。
下列说法符合历史事实的是。
A.密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B.贝克勒尔通过对天然放射现象的研究,发现了原子中存在原子核C.居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D.卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子E.汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验,发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的,并测出了该粒子的比荷答案ACE6.(2014北京理综,14,6分)质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3。
2020年—2023年高考物理近代物理部分真题汇编+答案汇编精选全文
1 / 102020年—2023年高考物理近代物理部分真题汇编+答案汇编（真题部分）1.(2023湖南,1,4分)2023年4月12日,中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置(EAST)创下新纪录,实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行,为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步,下列关于核反应的说法正确的是( )A.相同质量的核燃料,轻核聚变比重核裂变释放的核能更多B.氘氚核聚变的核反应方程为 12H +13H → 24He +-10eC.核聚变的核反应燃料主要是铀235D.核聚变反应过程中没有质量亏损 2.(2023山东,1,3分)“梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的冷原子钟组发射升空,对提升我国导航定位、深空探测等技术具有重要意义。
如图所示为某原子钟工作的四能级体系,原子吸收频率为ν0的光子从基态能级Ⅰ跃迁至激发态能级Ⅱ,然后自发辐射出频率为ν1的光子,跃迁到钟跃迁的上能级2,并在一定条件下可跃迁到钟跃迁的下能级1,实现受激辐射,发出钟激光,最后辐射出频率为ν3的光子回到基态。
该原子钟产生的钟激光的频率ν2为( )A.ν0+ν1+ν3B.ν0+ν1-ν3C.ν0-ν1+ν3D.ν0-ν1-ν33.(2023全国甲,15,6分)在下列两个核反应方程中( )X +714N→Y +817OY +37Li→2XX 和Y 代表两种不同的原子核,以Z 和A 分别表示X 的电荷数和质量数,则( )A.Z=1,A=1B.Z=1,A=2C.Z=2,A=3D.Z=2,A=44.(2023新课标,16,6分)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10-5 eV,跃迁发射的光子的频率量级为(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,元电荷e=1.60×10-19 C)()2 / 10A.103 HzB.106 HzC.109 HzD.1012 Hz5.(2023全国乙,16,6分)2022年10月,全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴,其中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜等装置在该事件观测中作出重要贡献。
高三物理一轮复习 近代物理初步(含高考真题)
咐呼州鸣咏市呢岸学校 15 近代物理初步1.[2021·卷Ⅰ] [物理——35](1)现用某一光电管进行光电验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．以下说法正确的选项是________．A ．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B ．入射光的频率变高，饱和光电流变大C ．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D ．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生E ．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关 答案：ACE解析：根据光电验得出的结论：保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大；入射光的频率高，饱和光电流不变，故A 正确，B 错误；根据爱因斯坦光电效方程得：入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大，故C 正确；遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关，保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，假设低于截止频率，那么没有光电流产生，故D 错误，E 正确． 2．[2021·卷] C ．[35](2)光速为c ，普朗克常数为h ，那么频率为ν的光子的动量为________．用该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面垂直反射回去，那么光子在反射前后动量改变量的大小为________． 答案：h νc 2h νc解析：因为光速c ＝λν，那么λ＝c ν，所以光子的动量p ＝h λ＝h νc，由于动量是矢量，因此假设以射向平面镜时光子的动量方向为正方向，即p 1＝h νc ，反射后p 2＝－h νc ，动量的变化量Δp ＝p 2－p 1＝－h νc －h νc＝－2h νc ，那么光子在反射前后动量改变量的大小为2h νc.3．[2021·卷]C ．[35] (3)几种金属的逸出功W 0见下表：由一束可见光照射上述金属的外表，请通过计算说明哪些能发生光电效．该可见光的波长的范围为 4.0×10－7～×10－6m ，普朗克常数h ＝3×10－34J ·s.答案：钠、钾、铷能发生光电效解析：光子的能量E ＝hcλ，当λ＝4.0×10－7 m 时，E ＝5.0×10－19J.根据E >W 0判断，钠、钾、铷能发生光电效．4．[2021·卷Ⅱ] [物理——35]在以下描述核过程的方程中，属于α衰变的是________，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是________．(填正确答案标号) A. 146C →147N ＋ 0－1eB. 3215P →3216S ＋ 0－1eC. 23892U →23490Th ＋42HeD. 147N ＋42He →178O ＋11HE. 23592U ＋10n →14054Xe ＋9438Sr ＋210nF. 31H ＋21H →42He ＋10n答案： C AB E F解析：α衰变是原子核自发地放射出α粒子的核衰变过程，选C ；β衰变是原子核自发地放射出β粒子的核衰变过程，选A 、B ；重核裂变选E ；轻核聚变选F. 5．[2021·卷Ⅲ] [物理——35]一静止的铝原子核2713Al 俘获一速度为1.0×107m/s 的质子p 后，变为处于激发态的硅原子核2814Si *，以下说法正确的选项是________．A．核反方程为p＋2713Al―→2814Si*B．核反过程中系统动量守恒C．核反过程中系统能量不守恒D．核反前后核子数相，所以生成物的质量于反物的质量之和E．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致答案：ABE解析：核反方程为p＋2713Al→2814Si*，A正确；核反过程中系统动量守恒、能量守恒(只是前后表现形式不同罢了)、质量数守恒、电荷数守恒，但质量亏损，亏损以能量的形式释放出去，所以B正确，C、D错误；由动量守恒律得0＋m1v1＝m2v2，即0＋1×107＝28v2，解得v2≈0.036×107 m/s＝×105 m/s，E正确．6.[2021·卷] 处于n＝3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有( )A．1种 B．2种C．3种 D．4种答案：C解析：处在高能级的氢原子向低能级跃迁时，可以向任意低能级跃迁．选项C正确，A、B、D不正确．7．[2021·卷]C．[35](1)贝可勒尔在1前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛用．以下属于放射性衰变的是________．A. 14 6C→14 7N＋0－1eB. 235 92U＋10n→131 53I＋103 39Y＋210nC. 21H＋31H→42He＋10nD. 42He＋2713Al→3015P＋10n答案：A解析：原子核自发地放出某种粒子而转变为核的变化叫作原子核的衰变，只有选项A符合．选项B是核裂变反．选项D是人工核转变反，选项C是核聚变反．8.[2021·卷 [物理——358分]〔1〕〔4分〕以下说法正确的选项是_________。
专题十八近代物理初步高考真题集锦
专题十八近代物理初步高考新课标全国卷Ⅰ)(1)一质子束入射到静止靶核2713Al上，35．[物理－选修3－5](2013·产生如下核反应：p＋2713Al→X＋n式中p代表质子，n代表中子，X代表核反应产生的新核．由反应式可知，新核X的质子数为__________，中子数为________．解析：(1)从核反应发生时质子数和中子数守恒入手．p为11H，n为10n，则Z A X中A＝1＋13－0＝14，Z＝27＋1－1＝27，则中子数为Z－A＝27－14＝13.答案：(1)141335．(2013·高考新课标全国卷Ⅱ)[物理－选修3-5](1)关于原子核的结合能，下列说法正确的是________．A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C．铯原子核(13355Cs)的结合能小于铅原子核(20882Pb)的结合能D．比结合能越大，原子核越不稳定E．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能解析：(1)原子核分解成自由核子时，需要的最小能量就是原子核的结合能，选项A正确．重核衰变时释放能量，衰变产物更稳定，即衰变产物的比结合能更大，衰变前后核子数不变，所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，选项B正确．铯核的核子数比铅核的核子数少，其结合能也小，选项C正确．比结合能越大，原子核越稳定，选项D错误．自由核子组成原子核时，需放出能量，因此质量亏损产生的能量小于原子核的结合能，选项E错误．答案：(1)ABC16．(2013·高考大纲全国卷) 放射性元素氡(22286Rn)经α衰变成为钋(22286Po)，半衰期约为 3.8天；但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素22286R n 的矿石，其原因是()A．目前地壳中的.22286Rn主要来自于其他放射性元素的衰变B．在地球形成的初期，地壳中元素.22286Rn的含量足够高C．当衰变产物.22286Po积累到一定量以后，21884 Po的增加会减慢22286Rn的衰变进程D.22286Rn主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期解析：选A.从衰变及半衰期角度分析，各种不同元素的衰变不断发生，而22286Rn的半衰期较短，衰变速度较快，因此目前地壳中的22286Rn不是因为原来含量高而是由其他元素衰变生成的，选项A正确，选项B错误；放射性元素的半衰期只由原子核本身决定，与其他因素无关，选项C、D错误．20．(2013·高考北京卷)以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实．光电效应实验装置示意图如图所示．用频率为ν的普通光源照射阴极K ，没有发生光电效应，换用同样频率为ν的强激光照射阴极K ，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U ，即将阴极K 接电源正极，阳极A 接电源负极，在KA 之间就形成了使光电子减速的电场．逐渐增大U ，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U 可能是下列的(其中W 为逸出功，h 为普朗克常量，e 为电子电量)()A ．U ＝h νe －WeB ．U ＝2h νe －We C ．U ＝2h ν－WD ．U ＝5h ν2e －We解析：选B.以从阴极K 逸出的且具有最大初动能的光电子为研究对象，由动能定理得：－Ue ＝0－12mv 2m①由光电效应方程得：nh ν＝12mv 2m ＋W(n ＝2,3,4…)②由①②式解得：U ＝nh νe －We (n ＝2,3,4…)，故选项B 正确．1．(2013·高考天津卷)下列说法正确的是()A ．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B ．α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流C ．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D ．发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关解析：选C.原子核发生衰变时遵守电荷数守恒和质量数守恒，而非质量守恒，选项A 错误；α、β、γ射线的实质是高速运动的氦原子核、电子流和光子，选项B 错误；根据玻尔理论，氢原子从激发态向基态跃迁时，只能辐射特定频率的光子，满足h ν＝E m －E 1，选项C 正确；根据爱因斯坦光电效应方程E km ＝h ν－W 知，光电子的动能与入射光的频率有关，选项D 错误．2．(2013·高考重庆卷)铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：235 92U ＋10n ―→a ＋b ＋210n则a ＋b 可能是()A.14054Xe ＋9336KrB.14156Ba ＋9236KrC.14156Ba ＋9338SrD.14054Xe ＋9438Sr解析：选D.利用质量数守恒和电荷数守恒可以判断出可能的核反应方程．选项A 不满足电荷数守恒也不满足质量数守恒，选项C 不满足电荷数守恒；选项B 不满足质量数守恒；只有选项D 正确．38．(2013·高考山东卷) (1)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108K 时，可以发生“氦燃烧”．①完成“氦燃烧”的核反应方程：42He ＋________→84Be ＋γ. ②84Be 是一种不稳定的粒子，其半衰期为 2.6×10－16 s ．一定质量的84Be ，经7.8×10－16 s 后所剩84Be 占开始时的________．解析：(1)①42He(或α)②18(或12.5%)答案：(1)①42He(或α)②18(或12.5%)17．(2013·高考广东卷)铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应式是23592U ＋10n →14456Ba ＋8936Kr ＋310n.下列说法正确的有()A．上述裂变反应中伴随着中子放出B．铀块体积对链式反应的发生无影响C．铀核的链式反应可人工控制D．铀核的半衰期会受到环境温度的影响解析：选AC.根据裂变反应的规律和影响半衰期的因素解决问题．裂变反应式中的10n为中子，铀块体积大于临界体积，才能发生链式反应，且铀核的链式反应是可控的，选项A、C正确，选项B错误；放射性元素的半衰期不受外界压强、温度的影响，选项D错误．12．(2013·高考江苏卷)C.[选修3－5](1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的________也相等．A．速度B．动能C．动量D．总能量(2)根据玻尔原子结构理论，氦离子(He＋)的能级图如图所示．电子处在n＝3轨道上比处在n＝5轨道上离氦核的距离________(选填“近”或“远”)．当大量He＋处在n＝4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有________条．解析：(1)根据λ＝hp，知电子和中子的动量大小相等，选项C正确．(2)根据玻尔理论r n＝n2r1可知电子处在n＝3的轨道上比处在n＝5的轨道上离氦核的距离近．大量He＋处在n＝4的激发态时，发射的谱线有6条．答案：(1)C(2)近 614．(2013·高考浙江自选模块)题号：14科目：物理“物理3－5”模块小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示。
2017年高考真题-专题18+物质结构与性质(选修)Word版含解析
4龜十八物质徘构島艘肩1. 【2017新课标1卷】(15分)钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。
回答下列问题：(1) ___________________________________________________________ 元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为____________________________________________ nm (填标号)。
A. 404.4B. 553.5C. 589.2D. 670.8E. 766.5(2) ______________________________________________________ 基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是_____________________________________________________ ，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为___________ 。
K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是 ______________________________ 。
(3) __________________________________________________________________________ X射线衍射测定等发现，bAsF6中存在I；离子。
I；离子的几何构型为___________________________________ ，中心原子的杂化形式为___________________ 。
(4) KIO；晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为a=0.446 nm ,晶胞中K、1、0分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。
K与O间的最短距离为 _______ nm,与K紧邻的O个数为____________ 。
(5) ______________________________________________________________ 在KIO；晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于_________________________________________位置，O处于_______【参考答案】(1) A ( 2) N 球形K的原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱(3) V 形sp3(4) 0.315 12 (5)体心棱心【解析】⑴紫色漩长400才4芳眄因此选项岛正确.(2両位于第四刪IA族」电子占据最高能层罡第四爲尺卩N层』最后一亍电子垣充在壬能级上』电子云轮廊图対球形j K的原子半彳耳衣于G的半径，且价电子数卡抄，金属键较乱因此K的熔钛海点.比G佻⑶耳与0为互为等电子检OF2属于V形，因此I；几何构型为V形，其中心原子的杂化类型为sp3； (4)根据晶胞结构，K与0间的最短距离是面对角线的一半，即为、上0 446 nm= 0.315nm ,根据晶胞的结构，距离2K最近的O的个数为12个；（5）根据KIO3的化学式，以及晶胞结构，可知K处于体心，O处于棱心。
高考物理复习专题卷汇编近代物理初步专题卷
近代物理初步一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。
在每小题给出的四个选项中， 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
）1．下列有关光的现象中，不能用光的波动性进行解释的是（）A. 光的衍射现象B. 光的偏振现象C. 泊松亮斑D. 光电效应【答案】D【解析】光的衍射、偏振都是波特有的性质，故能说明光具有波动性（偏振是横波特有的属性），AB不符合题意；泊松亮斑是由于光的衍射形成的，能用光的波动性进行解释，故C不符合题意；光电效应说明光具有粒子性，D符合题意．2．已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1014Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，下列说法正确的是（）A. 钙的逸出功大于钾的逸出功B. 钙逸出的电子的最大初动能大于钾逸出的电子的最大初动能C. 比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子．钾逸出的光电子具有较大的波长D. 比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子．钙逸出的光电子具有较大的动量【答案】A3．我国科学家潘建伟院士预言十年左右量子通信将“飞”入千家万户。
在通往量子论的道路上，一大批物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法正确的是 ( )A. 玻尔在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念B. 爱因斯坦最早认识到了能量子的意义，提出光子说，并成功地解释了光电效应现象C. 德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念D. 普朗克大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性【答案】B【解析】普朗克在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，故A 错误；爱因斯坦最早认识到了能量子的意义，为解释光电效应的实验规律提出了光子说，并成功地解释了光电效应现象，故B正确；玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，故C错误；德布罗意大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性，故D错误；故选B.4．入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么A. 从光照射金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B. 逸出的光电子的最大初动能将减小C. 单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D. 有可能不发生光电效应【答案】C5．用如图的装置研究光电效应现象，当用光子能量为 3.0 eV的光照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2 mA,移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表读数为0，则A. 电键K断开后，没有电流流过电流表GB. 所有光电子的初动能为0.7 eVC. 光电管阴极的逸出功为2.3 eVD. 改用能量为1.5 eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小【答案】C6．下列说法正确的是（）A. 天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构B. 一群处于n=3能级激发态的氢原子，自发跃迁时能发出最多6种不同频率的光C. 放射性元素发生一次β衰变，原子序数增加1U的半衰期约为7亿年，随着地球环境的不断变化，半衰期可能变短D. 23592【答案】C【解析】天然放射现象的发现揭示了原子核具有复杂结构，故A错误；一群处于n=3能级激发态的氢原子，自发跃迁时能发出3种不同频率的光，分别是从n=3到n=2，从n=3到n=1，从n=2到n=1，故B错误；根据质量数与质子数守恒，则有放射性元素发生一次β衰变，原子序数增加1，故C正确；半衰期不随着地球环境的变化而变化，故D错误；故选C．7．氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62eV-3.11eV。
2018年全国卷高考物理总复习《近代物理初步》专题演练(含答案)
2018年全国卷高考物理总复习《近代物理初步》专题演练1．研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示。
两块平行放置的金属板A 、B 分别与电源的两极a 、b 连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出。
则（ ）A ．a 为电源正极，到达A 板的为α射线B ．a 为电源正极，到达A 板的为β射线C ．a 为电源负极，到达A 板的为α射线D ．a 为电源负极，到达A 板的为β射线2．贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是（ ）A ．14140671C N e -→+B ．235113995192053390U +n I Y 2n →++C ．23411120H +H He+n → D ．427301213150He +Al P+n →3．（多选）现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。
下列说法正确的是（ ）A ．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B ．入射光的频率变高，饱和光电流变大C ．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D ．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生E ．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关4．（多选）一静止的铝原子核2713Al 俘获一速度为71.010⨯m/s 的质子p 后，变为处于激发态的硅原子核28*14Si ，下列说法正确的是（ ）A ．核反应方程为2728*1314p Al Si +→B ．核反应方程过程中系统动量守恒C．核反应过程中系统能量不守恒D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和10m/s，方向与质子初速度方向一致E．硅原子核速度的数量级为5【答案】ABE5．（多选）下列说法正确的是（）A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程B．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量C．玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律D．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型E．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长【答案】ACD6．用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图像如图所示，该实验表明（）A．光的本质是波B．光的本质是粒子C．光的能量在胶片上分布不均匀D．光到达胶片上不同位置的概率相同【答案】C7．物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上，下列说法正确的是（）A．天然放射现象说明原子核内部是有结构的B．电子的发现使人认识到原子具有核式结构C． 粒子散射实验的重要发现是电荷时量子化的D ．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的【答案】A8．（多选）波粒二象性时微观世界的基本特征，以下说法正确的有（ ）A ．光电效应现象揭示了光的粒子性B ．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C ．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D ．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波也相等【答案】AB9．下列核反应方程中，属于α衰变的是（ ）A ．1441717281N He O H +→+ B ．238234492902U Th He →+C ．23411120H H He n +→+ D ．234234090911Th Pa e -→+【答案】B10．（多选）科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚核反应获得能量，核反应方程分别为：X ＋Y →He 42＋H 31＋4.9MeV 和H 21＋H 31→He 42＋X ＋17.6MeV ，下列表述正确的有（ ）A ．X 是中子B ．Y 的质子数是3，中子数是6C ．两个核反应都没有质量亏损D ．氘和氚的核反应是核聚变反应【答案】AD11．【西安市长安区第一中学大学区2017届高三第三次联考】如图所示，当一束一定强度某一频率的黄光照射到光电管阴极K 上时，此时滑片P 处于A 、B 中点，电流表中有电流通过，则（ ）A．若将滑动触头P向B端移动时，电流表读数有可能不变B．若将滑动触头P向A端移动时，电流表读数一定增大C．若用红外线照射阴极K时，电流表中一定没有电流通过D．若用一束强度相同的紫外线照射阴极K时，电流表读数不变【答案】A12．【哈尔滨市第六中学2017届高三下学期第二次模拟考试】静止在匀强电场中的碳14原子核，某时刻放射的某种粒子与反冲核的初速度方向均与电场方向垂直，且经过相等的时间后形成的轨迹如图所示（a、b表示长度）。
高考物理二轮复习专题18近代物理初步(测)(解析版)
2015年高三二轮复习讲练测之测专题18 近代物理初步班级______________ 姓名______________ 学号______________ 得分______________【满分：110分时间：90分钟】一、选择题（12×5=60分）1．（多选）【2014·江苏省徐州市高三第三次质量检测】下列说法正确的是A．普朗克在研究黑体辐射时提出了能量子假说B．卢瑟福将量子观点引入到原子模型中，成功解释了氢原子的发光现象C．汤姆孙在研究γ射线时发现了电子D．我国科学家钱三强和何泽彗夫妇研究铀核裂变时，发现了铀核也可能分裂成三部分或四部分【2014•北京101中学高三上学期10月阶段性考试】关于光电效应，下列说法正确的是（）2．A. 极限频率越大的金属材料逸出功越大B. 只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应C.从金属表面出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D. 入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多3．【2014•北京市海淀区高三年级第二学期期末】如图所示，用绿光照射一光电管，能产生光电效应。
欲使光电子从阴极逸出时的初动能增大，应该（）A.改用红光照射B.改用紫光照射C.增大光电管上的加速电压D.增大绿光的强度4．（多选）【2014·辽宁省抚顺二中上学期期中试题】（5分）下列说法正确的是__________A.放射性元素的半衰期是针对大量原子核的统计规律B.α，β，γ射线比较，α射线的电离作用最弱C.光的波长越短，光子的能量越大，光的粒子性越明显D.原子的全部正电荷和全部质量都集中在原子核里E.由玻尔的原子模型可以推知，氢原子处于激发态，量子数越大，核外电子动能越小5．（多选）【2014·河北唐山高三一模】（6分）氢原子的部分能级如图所示，已知可见光子能量在1．62eV到3．11eV之间。
由此可推知氢原子（）A ．从高能级向n =1能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高B ．从高能级向n =2能级跃迁时发出的光一定为可见光C ．从高能级向n =3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D ．大量处于n =4能级的氢原子向基态跃迁时可以发出两种可见光6．（多选）【2014·河北唐山一中高三下期开学调研】以下说法正确的是：（ ）A ．卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为：H O N He 1117814742+→+B ．铀核裂变的核反应是：n Kr Ba U 10923614156235922++→C ．质子、中子、α粒子的质量分别为m 1、m 2、m 3。
高三物理一轮复习 专题 近代物理初步汇编-人教版高三全册物理试题
专题 近代物理初步1．〔2017某某卷，1〕我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。
如下核反响方程中属于聚变反响的是A ．23411120H H He n +→+B ．1441717281N He O H +→+C ．427301213150He Al P n +→+D ．235114489192056360U n Ba Kr 3n +→++【答案】A2．〔2017，18〕2017年年初，我国研制的“大连光源〞——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100nm 〔1nm=10-9m 〕附近连续可调的世界上个最强的极紫外激光脉冲，大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。
一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。
据此判断，能够电离一个分子的能量约为〔取普朗克常量346.610J s h -=⨯⋅，真空光速8310m/s c =⨯〕A ．2110J -B ． 1810J -C ． 1510J -D ． 1210J -【答案】B【解析】一个处于极紫外波段的光子的能量为：E =h λc=2×10-18J ，由题意可知，光子的能量应比电离一个分子的能量稍大，因此数量级必须一样，应当选项B 正确。
3. 〔2017新课标Ⅲ 19〕在光电效应试验中，分别用频率为a v ，b v 的单色光a 、b 照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为a U 和b U 、光电子的最大初动能分别为ka E 和kb E 。
h 为普朗克常量。
如下说法正确的答案是A ．假设a b v v >，如此一定有a b U U <B ．假设a b v v >，如此一定有ka kb E E >C ．假设a b U U <，如此一定有ka kb E E <D ．假设a b v v >，如此一定有a ka b kb hvE hv E ->-【答案】BC4．〔2017全国Ⅰ，17〕大科学工程“人造太阳〞主要是将氚核聚变反响释放的能量用来发电，氚核聚变反响方程是22311120H H He n ++→，21H 的质量为 2.0136u ，32He 的质量为3.0150u ，10n 的质量为1.0087u ，1u ＝931MeV/c 2。
2018年全国卷高考物理总复习《近代物理初步》专题演练(含答案)
2018年全国卷高考物理总复习《近代物理初步》专题演练1．研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示。
两块平行放置的金属板A 、B 分别与电源的两极a 、b 连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出。
则（ ）A ．a 为电源正极，到达A 板的为α射线B ．a 为电源正极，到达A 板的为β射线C ．a 为电源负极，到达A 板的为α射线D ．a 为电源负极，到达A 板的为β射线2．贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是（ ）A ．14140671C N e -→+ B ．235113995192053390U +n I Y 2n →++C ．23411120H +H He+n →D ．427301213150He +Al P+n →3．（多选）现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。
下列说法正确的是（ ）A ．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B ．入射光的频率变高，饱和光电流变大C ．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D ．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生E ．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关4．（多选）一静止的铝原子核2713Al 俘获一速度为71.010⨯m/s 的质子p 后，变为处于激发态的硅原子核28*14Si ，下列说法正确的是（ ）A ．核反应方程为2728*1314p Al Si +→B ．核反应方程过程中系统动量守恒C．核反应过程中系统能量不守恒D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和10m/s，方向与质子初速度方向一致E．硅原子核速度的数量级为5【答案】ABE5．（多选）下列说法正确的是（）A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程B．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量C．玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律D．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型E．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长【答案】ACD6．用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图像如图所示，该实验表明（）A．光的本质是波B．光的本质是粒子C．光的能量在胶片上分布不均匀D．光到达胶片上不同位置的概率相同【答案】C7．物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上，下列说法正确的是（）A．天然放射现象说明原子核内部是有结构的B．电子的发现使人认识到原子具有核式结构C． 粒子散射实验的重要发现是电荷时量子化的D ．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的【答案】A8．（多选）波粒二象性时微观世界的基本特征，以下说法正确的有（ ）A ．光电效应现象揭示了光的粒子性B ．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C ．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D ．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波也相等【答案】AB9．下列核反应方程中，属于α衰变的是（ ）A ．1441717281N He O H +→+B ．238234492902U Th He →+C ．23411120H H He n +→+D ．234234090911Th Pa e -→+【答案】B10．（多选）科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚核反应获得能量，核反应方程分别为：X ＋Y →He 42＋H 31＋4.9MeV 和H 21＋H 31→He 42＋X ＋17.6MeV ，下列表述正确的有（ ）A ．X 是中子B ．Y 的质子数是3，中子数是6C ．两个核反应都没有质量亏损D ．氘和氚的核反应是核聚变反应【答案】AD11．【西安市长安区第一中学大学区2017届高三第三次联考】如图所示，当一束一定强度某一频率的黄光照射到光电管阴极K 上时，此时滑片P 处于A 、B 中点，电流表中有电流通过，则（ ）A．若将滑动触头P向B端移动时，电流表读数有可能不变B．若将滑动触头P向A端移动时，电流表读数一定增大C．若用红外线照射阴极K时，电流表中一定没有电流通过D．若用一束强度相同的紫外线照射阴极K时，电流表读数不变【答案】A12．【哈尔滨市第六中学2017届高三下学期第二次模拟考试】静止在匀强电场中的碳14原子核，某时刻放射的某种粒子与反冲核的初速度方向均与电场方向垂直，且经过相等的时间后形成的轨迹如图所示（a、b表示长度）。
高考物理- 近代物理初步-专题练习(三)
．图中画出了+A ．氦离子（He +）从4n =能级跃迁到3n =能级比从3n =能级跃迁到2n =能级辐射出光子的频率低B ．大量处在3n =能级的氦离子（He +）向低能级跃迁，只能发出2种不同频率的光子C ．氦离子（He +）处于1n =能级时，能吸收45 eV 的能量跃迁到2n =能级D ．氦离子（He +）从4n =能级跃迁到3n =能级，需要吸收能量 6．下列说法正确的是（ ）A ．放射性元素的半衰期随温度升高而减小B ．光和电子都具有波粒二象性C ．α粒子散射实验可以估算出原子核的数量级为1010m -D ．原子核的结合能越大，原子核越稳定7．氢原子能级如图，当氢原子从3n =跃迁到2n =的能级时，辐射光的波长为656 nm ，以下判断正确的是（ ）A ．氢原子从2n =跃迁到1n =的能级时，辐射光的波长大于656 nmB ．用波长为325 nm 的光照射，可使氢原子从1n =跃迁到2n =的能级C ．一群处于3n =能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D ．用波长为633 nm 的光照射，不能使氢原子从2n =跃迁到3n =的能级8．已知钙和钾的截止频率分别为147.7310Hz ⨯和145.4410Hz ⨯，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的（ ） A ．波长B ．频率C ．能量D ．动量9．下列说法正确的是（ ）A ．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应B ．235U 的半衰期为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短C ．原子核内部某个质子转变为中子时，放出β射线D ．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强E ．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，同时电子的动能增加，电势能减小10．下列说法正确的是（ ）A ．根据玻尔理论，氢原子在辐射光子的同时，轨道也在连续地减小B ．放射性物质的温度升高，则半衰期减小C ．用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核，不可能使氘核分解为一个质子和一个中子D ．某放射性原子核经过2次α衰变和一次β衰变，核内质子数减少3个E ．根据玻尔理论，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，同时电子的动能增大，电势能减小。
近代物理初步(高考真题+模拟新题)(有详解答案)
近代物理初步 习题1．[2011·课标全国卷] O1(1)在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为________．若用波长为λ(λ<λ0)的单色光做实验，则其遏止电压为________．已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e 、c 和h .2．O1[2011·四川卷] 氢原子从能级m 跃迁到能级n 时辐射红光的频率为ν1，从能级n 跃迁到能级k 时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h ，若氢原子从能级k 跃迁到能级m ，则( )A ．吸收光子的能量为hν1＋hν2B ．辐射光子的能量为hν1＋hν2C ．吸收光子的能量为hν2－hν1D ．辐射光子的能量为hν2－hν13．O1[2011·全国卷] 已知氢原子的基态能量为E 1，激发态能量E n ＝E 1n 2，其中n ＝2,3，….用h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速．能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为( )A ．－4hc 3E 1B ．－2hc E 1C ．－4hc E 1D ．－9hcE 14．O1[2011·广东物理卷] 光电效应实验中，下列表述正确的是( )A ．光照时间越长光电流越大B ．入射光足够强就可以有光电流C ．遏止电压与入射光的频率有关D ．入射光频率大于极限频率才能产生光电子5．[2011·江苏物理卷] 【选做题】本题包括A 、B 、C 三小题，请选定其中两．．．．．．题．，并在相应的答．．．．．．．题．区域内．．．作答．．，若三题都做，则按A 、B 两题评分． C ．(选修模块3－5)(12分)(1)O1[2011·江苏物理卷] 下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是( )A B C D图116．(1)O1[2011·福建卷] (1)爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年的诺贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能E km 与入射光频率ν的关系如图1－13所示，其中ν0为极限频率．从图中可以确定的是________．(填选项前的字母)A ．逸出功与ν有关B ．E k m 与入射光强度成正比C ．当ν<ν0时，会逸出光电子D ．图中直线的斜率与普朗克常量有关图1－137．O2[2011·山东卷](1)碘131核不稳定，会发生β衰变，其半衰期为8天．①碘131核的衰变方程：13153I →________(衰变后的元素用X 表示)．②经过________天有 75%的碘131核发生了衰变．(2)如图1－22所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m 、12m ，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为2v 0、v 0.为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m 的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度．(不计水的阻力) 图1－22 8．O2[2011·重庆卷]核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线．下列说法正确的是() A．碘131释放的β射线由氦核组成B．铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量C．与铯137相比，碘131衰变更慢D．铯133和铯137含有相同的质子数9．O2[2011·浙江卷] 关于天然放射现象，下列说法正确的是()A．α射线是由氦原子核衰变产生B．β射线是由原子核外电子电离产生C．γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D．通过化学反应不能改变物质的放射性10．O2[2011·天津卷] 下列能揭示原子具有核式结构的实验是()A．光电效应实验B．伦琴射线的发现C. α粒子散射实验D. 氢原子光谱的发现11．O2[2011·北京卷] 表示放射性元素碘131(13153I)β衰变的方程是()A. 13153I―→12751Sb＋42HeB. 13153I―→13154Xe＋0－1eC. 13153I―→13053I＋10nD. 13153I―→13052Te＋11H 12．[2011·东北模拟]卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔实验，获得了重要发现．关于α粒子散射实验的结果，下列说法正确的是()A．证明了质子的存在B．证明了原子核是由质子和中子组成的C．证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里D．说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动13．[2011·福州模拟]如图X31－1所示为卢瑟福和他的同事们做α意图，荧光屏和显微镜分别放在图中的A、B、C、D说法中正确的是()图X31－1 A．放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B．放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置时稍少些C．放在C、D位置时，屏上观察不到闪光D．放在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少14．[2011·锦州模拟]已知金属钙的逸出功为2.7 eV，氢原子的能级图如图X31－2所示，一群氢原子处于量子数n＝4能级状态，则()A．氢原子可能辐射6种频率的光子B．氢原子可能辐射5种频率的光子C．有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应D．有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应图X31－2 15．[2011·温州模拟]如图X31－3所示为氢原子的能级示意图，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发出光子，用这些光子照射逸出功为2.49 eV的金属钠，下列说法中正确的是()A．这群氢原子能辐射出三种频率不同的光，其中从n＝3跃迁到n＝2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小，电势能增大C．金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为11.11 eVD．金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为9.60 eV图X31－316.[2011·苏北模拟]若氢原子的基态能量为E(E＜0 )，各个定态的能量值为E n＝En2(n＝1,2,3…)，则为使一处于基态的氢原子核外电子脱离原子核的束缚，所需的最小能量为________；若有一群处于n＝2能级的氢原子，发生跃迁时释放的光子照射某金属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功至多为________(结果均用字母表示)．17.[2011·西平模拟]由于放射性元素237 93Np 的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现．已知237 93Np 经过一系列α衰变和β衰变后变成209 83Bi ，下列论断中正确的是( )A. 209 83Bi 的原子核比237 93Np 的原子核少28个中子B. 209 83Bi 的原子核比237 93Np 的原子核少18个中子C ．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变D ．衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变18．[2011·东北模拟 ]关于下列核反应或核衰变方程，说法正确的是( )A.94Be ＋42He →12 6C ＋X ，符号“X”表示中子B. 14 7N ＋42He →17 8O ＋X ，符号“X”表示中子C. 2411Na →2412Mg ＋ 0－1e 是裂变D. 235 92U ＋10n →140 54Xe ＋9438Sr ＋210n 是聚变19．[2011·温州模拟]2010年7月25日早7时，美国“乔治·华盛顿”号核航母驶离韩南部釜山港赴东部海域参加军演，标志此次代号为“不屈的意志”的美韩联合军演正式开始．在现代兵器体系中，潜艇和航母几乎算得上是一对天生的冤家对头，整个二战期间，潜艇共击沉航母17艘，占全部沉没航母数量的40.5%.中国有亚洲最大的潜艇部队，拥有自行开发的宋级柴电动力潜艇和汉级核动力潜艇，核动力潜艇中核反应堆释放的核能被转化成动能和电能．核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量的核能．方程235 92U ＋n →141 56Ba ＋9236Kr ＋a X 是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n 为中子，X 为待求粒子，a 为X 的个数，则( )A ．X 为质子，a ＝3B ．X 为质子，a ＝2C ．X 为中子，a ＝2D ．X 为中子，a ＝320.【2011•甘肃模拟】下列说法正确的是 ( )A ．天然放射现象说明原子核内部具有复杂结构B ． 粒子散射实验说明原子核内部具有复杂结构C ．原子核能发生β衰变说明原子核内存在电子D ．氢原子从定态n =3跃迁到n =2，再跃迁到n =l 定态，则后一次跃迁辐射出的光子波长比前一次的长21.【2011•苏北模拟】在某些恒星内，3个α粒子可以结合成一个C 126核，已知C 126核的质量为1.99502×10-26kg, α粒子的质量为6.64672×10-27kg ，真空中的光速c =3×108m/s ，计算这个反应中所释放的核能（结果保留一位有效数字）。
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35．[物理－选修 3－5](2013·高考新课标全国卷Ⅰ)(1)一质子束入射到静止靶核27Al 上， 产生如下核反应：p ＋13 C ．铯原子核(133Cs)的结合能小于铅原子核(208Pb)的结合能 16．(2013· 高考大纲全国卷) 放射性元素氡(222Rn)经 α 衰变成为钋(222Po)，半衰期约为 3.8 A ．目前地壳中的.222Rn 主要来自于其他放射性元素的衰变 B ．在地球形成的初期，地壳中元素.222Rn 的含量足够高D. 86 期较短，衰变速度较快，因此目前地壳中的222Rn 不是因为原来含量高而是由其他元素衰变生 0 Z 86 86 专题十八 近代物理初步13 27Al →X ＋n式中 p 代表质子，n 代表中子，X 代表核反应产生的新核．由反应式可知，新核 X 的质 子数为__________，中子数为________．解析：(1)从核反应发生时质子数和中子数守恒入手．p 为11H ，n 为1n ，则A X 中A ＝1＋13－0＝14，Z ＝27＋1－1＝27，则中子数为 Z －A ＝27 －14＝13.答案：(1)14 1335．(2013· 高考新课标全国卷Ⅱ)[物理－选修 3-5](1)关于原子核的结合能，下列说法正确 的是________．A ．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B ．一重原子核衰变成 α 粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核 的结合能55 82 D ．比结合能越大，原子核越不稳定E ．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能解析：(1)原子核分解成自由核子时，需要的最小能量就是原子核的结合能，选项 A 正 确．重核衰变时释放能量，衰变产物更稳定，即衰变产物的比结合能更大，衰变前后核子数不变，所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，选项B 正确．铯核的核子数比铅核的核子数少，其结合能也小，选项C 正确．比结合能越大，原子核越稳定，选项D 错误．自由核子组成原子核时，需放出能量，因此质量亏损产生的能量小于原子核的结合能， 选项 E 错误．答案：(1)ABC86 86 天；但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素22286R n 的矿石，其原因是( )86 86 C ．当衰变产物.222P o 积累到一定量以后，21884 P o 的增加会减慢222Rn 的衰变进程 222 Rn 主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期解析：选 A.从衰变及半衰期角度分析，各种不同元素的衰变不断发生，而22286Rn 的半衰 86成的，选项 A 正确，选项 B 错误；放射性元素的半衰期只由原子核本身决定，与其他因素无关，选项 C 、D 错误．20．(2013· 高考北京卷)以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短 时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认A ．U ＝ －B ．U ＝ －C ．U ＝2hν－WD ．U ＝ － 2 由①②式解得：U ＝ － (n ＝2,3,4…)，2 235U ＋1n ―→a ＋b ＋21n A.140Xe ＋93Kr C.141Ba ＋38Sr B.141Ba ＋92Kr D.140Xe ＋94Sr 4 4 4 2 36 0识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可 能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实．光电效应实验装置示意图如图所示．用频 率为 ν 的普通光源照射阴极 K ，没有发生光电效应，换用同样频率为 ν 的强激光照射阴极 K ， 则发生了光电效应；此时，若加上反向电压 U ，即将阴极 K 接电源正极，阳极 A 接电源负极， 在 KA 之间就形成了使光电子减速的电场．逐渐增大 U ，光电流会逐渐减小；当光电流恰好 减小到零时，所加反向电压 U 可能是下列的(其中 W 为逸出功，h 为普朗克常量，e 为电子电 量)( )hν W 2hν W e ee e 5hν W 2e e解析：选 B.以从阴极 K 逸出的且具有最大初动能的光电子为研究对象，由动能定理得： 1 －Ue ＝0－2m v m ①1 由光电效应方程得：nhν＝2m v m ＋W (n ＝2,3,4…)② nhν W e e 故选项 B 正确．1．(2013· 高考天津卷)下列说法正确的是( )A ．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B ．α 射线、β 射线、γ 射线都是高速运动的带电粒子流C ．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D ．发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关解析：选 C.原子核发生衰变时遵守电荷数守恒和质量数守恒，而非质量守恒，选项 A 错 误；α、β、γ 射线的实质是高速运动的氦原子核、电子流和光子，选项 B 错误；根据玻尔理 论，氢原子从激发态向基态跃迁时，只能辐射特定频率的光子，满足 hν＝E m －E 1，选项 C 正 确；根据爱因斯坦光电效应方程 E km ＝hν－W 知，光电子的动能与入射光的频率有关，选项D 错误．2．(2013· 高考重庆卷)铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：则 a ＋b 可能是( )54 36 93 56 92 0 0 56 36 54 38 解析：选 D.利用质量数守恒和电荷数守恒可以判断出可能的核反应方程．选项 A 不满足电荷数守恒也不满足质量数守恒，选项C 不满足电荷数守恒；选项 B 不满足质量数守恒；只 有选项 D 正确．38．(2013· 高考山东卷) (1)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温 度达到 108 K 时，可以发生“氦燃烧”．①完成“氦燃烧”的核反应方程：42He ＋________→8Be ＋γ. ②8Be 是一种不稳定的粒子，其半衰期为 2.6×10－16 s ．一定质量的8Be ，经 7.8×10－16 s 后所剩84Be 占开始时的________． 1 解析：(1)①42He(或 α) ②8(或 12.5%) 1 答案：(1)①4He(或 α) ②8(或 12.5%)17．(2013· 高考广东卷)铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应式是23592U ＋10n →14456Ba ＋89Kr ＋31n.下列说法正确的有( )解析：(1)根据 λ＝ ，知电子和中子的动量大小相等，选项 C 正确． A ．上述裂变反应中伴随着中子放出B ．铀块体积对链式反应的发生无影响C ．铀核的链式反应可人工控制D ．铀核的半衰期会受到环境温度的影响解析：选 AC.根据裂变反应的规律和影响半衰期的因素解决问题．裂变反应式中的 10n 为中子，铀块体积大于临界体积，才能发生链式反应，且铀核的链 式反应是可控的，选项 A 、C 正确，选项 B 错误；放射性元素的半衰期不受外界压强、温度 的影响，选项 D 错误．12．(2013· 高考江苏卷)C.[选修 3－5](1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的________也相等．A ．速度B ．动能C ．动量D ．总能量(2)根据玻尔原子结构理论，氦离子(He ＋)的能级图如图所示．电子处在 n ＝3 轨道上比处 在 n ＝5 轨道上离氦核的距离________(选填“近”或“远”)．当大量 He ＋处在 n ＝4 的激发 态时，由于跃迁所发射的谱线有________条．h p(2)根据玻尔理论 r n ＝n 2r 1 可知电子处在 n ＝3 的轨道上比处在 n ＝5 的轨道上离氦核的距 离近．大量 He ＋处在 n ＝4 的激发态时，发射的谱线有 6 条．答案：(1)C (2)近 614．(2013· 高考浙江自选模块)题号：14 科目：物理“物理 3－5”模块小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示。
已知 普朗克常量 h ＝6.63×10－34J·s 。
(1)图甲中电极 A 为光电管的________(填“阴极”或“阳极”)；(2)实验中测得铷的遏止电压 U c 与入射光频率 ν 之间的关系如图乙所示，则铷的截止频 率 νc ＝________Hz ，逸出功 W 0＝________J ； (3)如果实验中入射光的频率 ν＝7.00×1014Hz ，则产生的光电子的最大初动能 E K ＝( ________J 。
解析：(1)在光电效应中，电子向 A 极运动，故电极 A 为光电管的阳极。
(2)由题图可知， 铷的截止频率 νc 为 5.15×1014Hz ，逸出功 W 0＝hνc ＝6.63×10－34×5.15×1014J ≈3.41×10－19J 。
(3)当入射光的频率为 ν＝7.00×1014Hz 时，由 E k ＝hν－hνc 得，光电子的最大初动能为 E k ＝6.63×10－34×(7.00－5.15)×1014J ≈1.23×10－19J 。
答案： (1) 阳极 (2)5.15×1014[(5.12 ～ 5.18)×1014 均视为正确 ] 3.41×10 － 19[(3.39 ～3.43)×10－19 均视为正确] (3)1.23×10－19[(1.21～1.25)×10－19 均视为正确]30．(2013· 高考福建卷)(1)在卢瑟福 α 粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不 动，下列各图画出的是其中两个 α 粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是________．填 选图下方的字母)解析：(1)理解 α 粒子散射实验现象，关键是弄清 α 粒子遇到金原子核时受到强大的斥力作用，才能发生大角度散射，选项 C 正确．答案：(1)C。