近代物理初步(高考真题+模拟新题)(有详解答案)培训资料

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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．。

2024版《5年高考3年模拟》B版专题13近代物理初步新高考版训练册(含答案)

专题十三近代物理初步五年高考基础题组1.(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=4答案D2.(2022湖南,1,4分)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答案C3.(2023北京,14,3分)在发现新的物理现象后,人们往往试图用不同的理论方法来解释。

比如,当发现光在地球附近的重力场中传播时其频率会发生变化这种现象后,科学家分别用两种方法作出了解释。

现象:从地面P点向上发出一束频率为ν0的光,射向离地面高为H(远小于地球半径)的Q点处的接收器上,接收器接收到的光的频率为ν。

方法一:根据光子能量E=hν=mc2(式中h为普朗克常量,m为光子的等效质量,c为真空中的光速)和重力场中能量守恒定律,可得接收器接收到的光的频率ν。

方法二:根据广义相对论,光在有万有引力的空间中运动时,其频率会发生变化。

将该理论应用于地球附近,可得接收器接收到的光的频率ν=ν式中G为引力常量,M为地球质量,R为地球半径。

下列说法正确的是()A.由方法一得到ν=ν01+为地球表面附近的重力加速度B.由方法二可知,接收器接收到的光的波长大于发出时光的波长C.若从Q点发出一束光照射到P点,从以上两种方法均可知,其频率会变小D.通过类比,可知太阳表面发出的光的频率在传播过程中变大答案B4.(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答案A5.(2022湖北,1,4分)上世纪四十年代初,我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案:如果静止原子核47Be俘获核外K层电子e,可生成一个新原子核X,并放出中微子νe,即47Be+-10e→X+00νe。

2022新高考物理总复习真题模拟--专题十三近代物理初步(解析版)

2022新高考物理总复习--专题十三近代物理初步【5年高考】考点一波粒二象性1.(2017海南单科,7,4分)三束单色光1、2和3的波长分别为λ1、λ2和λ3(λ1>λ2>λ3)。

分别用这三束光照射同一种金属。

已知用光束2照射时,恰能产生光电子。

下列说法正确的是()A.用光束1照射时,能产生光电子B.用光束3照射时,不能产生光电子C.用光束2照射时,光越强,产生的光电子的最大初动能越大D.用光束2照射时,光越强,单位时间内产生的光电子数目越多答案D2.(2019天津理综,5,6分)图为a、b、c三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。

由a、b、c组成的复色光通过三棱镜时,下述光路图中正确的是()答案C3.(2020浙江7月选考,5,3分)下列说法正确的是()A.质子的德布罗意波长与其动能成正比B.天然放射的三种射线,穿透能力最强的是α射线C.光电效应实验中的截止频率与入射光的频率有关D.电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性答案D4.(2018课标Ⅱ,17,6分)用波长为300 nm的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10-19 J。

已知普朗克常量为6.63×10-34 J·s,真空中的光速为3.00×108 m·s-1。

能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为()A.1×1014 HzB.8×1014 HzC.2×1015 HzD.8×1015 Hz答案B5.(2017课标Ⅲ,19,6分)(多选)在光电效应实验中,分别用频率为νa、νb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U a和U b、光电子的最大初动能分别为E k a和E k b。

h为普朗克常量。

下列说法正确的是()A.若νa>νb,则一定有U a<U bB.若νa>νb,则一定有E k a>E k bC.若U a<U b,则一定有E k a<E k bD.若νa>νb,则一定有hνa-E k a>hνb-E k b答案BC6.[2016课标Ⅰ,35(1),5分](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。

高考物理高考试题模拟题分类汇编专题近代物理初步

取夺市安慰阳光实验学校O 单元近代物理初步O1 量子论初步光的粒子性38．O1(1)[2012·山东卷] 氢原子第n 能级的能量为E n ＝E 1n2，其中E 1为基态能量．当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为ν1；若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为ν2，则ν1ν2＝________. 38．(1)[答案] 14[解析] 由原子能级跃迁公式得：hν1＝E 4－E 2＝142E 1－122E 1＝－316E 1，hν2＝E 2－E 1＝122E 1－E 1＝－34E 1，所以ν1ν2＝14.12．C.[2012·江苏卷](3)O1A 、B 两种光子的能量之比为2∶1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为E A 、E B .求A 、B 两种光子的动量之比和该金属的逸出功．12．C.[答案] (3)2∶1 E A －2E B[解析] (3)光子能量ε＝hν，动量p ＝h λ，且ν＝cλ得p ＝εc，则p A ∶p B ＝2∶1A 照射时，光电子的最大初动能E A ＝εA －W 0.同理，EB ＝εB －W 0解得W 0＝E A －2E B13．O1 [2012·北京卷] 一个氢原子从 n ＝3能级跃迁到n ＝2能级，该氢原子( )A ．放出光子，能量增加B ．放出光子，能量减少C ．吸收光子，能量增加D ．吸收光子，能量减少13．B [解析] 原子从高能跃迁到低能级时，会释放出光子，其能量为hν＝E m －E n (m >n )，原子本身的能量减少；若原子从低能级跃迁到高能级，则吸收光子，能量增加．所以本题正确答案为B 项．O2 原子核19．O2 [2012·重庆卷] 以下是物理学史上3个著名的核反应方程：x ＋73Li ―→2y ，y ＋147N ―→x ＋178O ，y ＋94Be ―→z ＋126C.x 、y 和z 是3种不同的粒子，其中z 是( )A ．α粒子B ．质子C．中子 D．电子19．C [解析] 将上述三个方程相加，整理后得73Li＋14 7N＋94Be―→17 8O＋12 6C＋z，根据电荷数守恒和质量数守恒，z的质量数为1，电荷数为0，为中子，C 正确．15．O2[2012·全国卷] 235 92U经过m次α衰变和n次β衰变，变成20782Pb，则( )A．m＝7，n＝3 B．m＝7，n＝4C．m＝14，n＝9 D．m＝14，n＝1815．B [解析] 核反应的基本规律是质量数守恒、电荷数守恒，即235＝4m＋207,92＝2m＋82－n，解得m＝7，n＝4.35．O2(1)[2012·课标全国卷]氘核和氚核可发生热核聚变而释放出巨大的能量，该反应方程为：21H＋31H→42He＋x，式中x是某种粒子．已知：21H、31H、42He 和粒子x的质量分别为2.0141 u、3.0161 u、4.0026 u和1.0087 u；1 u＝931.5 MeV/c2，c是真空中的光速．由上述反应方程和数据可知，粒子x是______，该反应释放出的能量为________MeV(保留3位有效数字)．35．(1)[答案] 10n(或中子) 17.6[解析] 由质量数守恒和电荷数守恒可知，粒子x是中子．由质能方程可得ΔE＝Δmc2＝Δm×931.5 MeV＝17.6 MeV.12．C.[2012·江苏卷](2)O2一个中子与某原子核发生核反应，生成一个氘核，其核反应方程式为________．该反应放出的能量为Q，则氘核的比结合能为________．12．C.[答案] (2)10n＋11H→21HQ2[解析] (2)核反应过程遵循质量数、电荷数守恒，因此10n＋11H→21H；比结合能即平均每个核子释放的能量，两个核子结合放出Q的能量，比结合能为Q2.18．O2[2012·广东卷] 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．下列释放核能的反应方程，表述正确的有( )A. 31H＋21H→42He＋10n是核聚变反应B. 31H＋21H→42He＋10n是β衰变C. 235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n是核裂变反应D. 235 92U＋10n→140 54Xe＋9438Sr＋210n是α衰变18．AC [解析] 衰变是一个核放出α粒子或β粒子的反应，而聚变是两个较轻的核聚合为一个较重核的反应，裂变是重核俘获一个中子后分裂成两个较轻核的反应，故A、B项中的核反应为聚变，而C、D项中的核反应均为裂变，故A、C正确．29．(1)O2[2012·福建卷] 关于近代物理，下列说法正确的是______．(填选项前的字母)A．α射线是高速运动的氦原子B．核聚变反应方程21H＋31H―→42He＋10n中，10n表示质子C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征29．(1)D [解析] α射线是指高速运动的氦原子核，A错；10n表示中子，B错；根据光电效应方程可知光电子的最大初动能随照射光的频率增大而增大，但不成正比，C错．O3 近代物理初步综合1．O3[2012·天津卷] 下列说法正确的是( )A．采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C．从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D．原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量1．B [解析] 放射性元素的半衰期是由原子核内部自身的因素决定的，跟原子核所处的化学状态和外部环境没有关系，选项A错误；从高空对地面进行遥感摄影是红外遥感技术的应用，选项C错误；原子核的质量小于原子核所含核子单独存在时的总质量，选项D错误．17．O3[2012·四川卷] 如图为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子．( )A．从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出电磁波的波长长B．从n＝5能级跃迁到n＝1能级比从n＝5能级跃迁到n＝4能级辐射出电磁波的速度大C．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的D．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量17．A [解析] 由图知，n＝4能级与n＝3能级间的能量差小于n＝3能级与n＝2能级间的能量差，根据ΔE＝hν＝hcλ，A正确；真空中所有电磁波的速度都相同，B错误；处于不同能级时，氢原子的核外电子在各处出现的概率是不一样的，C错误；从高能级向低能级跃迁时，氢原子向外放出能量，但氢原子核不发生变化，D错误．12．C.[2012·江苏卷](1)O3如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光．在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是________．图14A BC D图1512．C.[答案] (1)C[解析] (1) 从能级图上可以看出，a光子的能量最大，a光的波长最短，b 光子的能量最小，b光的波长最长，因此C选项正确．1．2012·兰州联考如图所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光，下列说法正确的是( )A．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光B．由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的光频率最小C．由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的光最容易发生衍射现象D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应1．D [解析] 这些氢原子向低能级跃迁时可辐射出6种光子，选项A错误；由n＝4能级跃迁到n＝3能级产生的光子能量最小，所以频率最小，选项B错误；由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的光子能量最大，频率最大，波长最小，最不容易发生衍射现象，选项C错误；由n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光子能量为10.20 eV＞6.34 eV，所以能使金属铂发生光电效应，选项D正确．2．2012·柳铁月考如图所示，一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光．比较a、b、c三束光，可知( ) A．当它们在真空中传播时，c光的波长最长B．当它们在玻璃中传播时，a光的速度最大C．若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最大D．若它们都能使某种金属产生光电效应，c光照射出光电子的最大初动能最大2．BD [解析] 根据光路图可知，c光的折射率最大，频率最大，波长最小，光子能量最大，发生全反射时的临界角最小，选项A、C错误；a光的折射率最小，根据关系式v＝cn可知，a光在玻璃中传播时的速度最大，选项B正确；c光的光子能量最大，照射出光电子的最大初动能最大，选项D正确．3．2012·南昌模拟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：42He＋14 7N→17 8O＋11HB．铀核裂变的核反应为：235 92U→141 56Ba＋9236Kr＋210nC．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)c2D．图中原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ2的光子，已知λ2＞λ1.那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长为λ1λ2λ1－λ2的光子3．AD [解析] 卢瑟福发现质子的实验是用α粒子轰击氮核，核反应方程为：42He＋14 7N→17 8O＋11H，选项A正确；铀核裂变需要有中子轰击，其核反应之一是：235 92U ＋10n→141 56Ba ＋9236Kr ＋310n ，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210n ＋211H→42He ，释放的能量为：(2m 1＋2m 2－m 3)c 2，选项C 错误；根据能级跃迁，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 c λ1；原子从b 能级状态跃迁到c 能级状态时吸收的光子能量为h cλ2，则原子从a 能级状态跃迁到c 能级状态时将要吸收的光子能量为h c λ2－h cλ1，其波长为λ1λ2λ1－λ2.4．2012·山西联考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4．D [解析] β射线是高速电子流，选项A 错误；γ射线是高频电磁波，穿透本领最强，光子能量大于可见光光子能量，选项B 错误；与铯137相比，碘131的半衰期更小，说明碘131衰变更快，选项C 错误；铯137是铯133的同位素，它们的原子序数相同，质子数也相同，选项D 正确．5．2012·湖南联考是卢瑟福创立原子的核式结构模型100周年，关于原子核，下列说法正确的是( )A ．原子核的能量与原子的能量相似，也是不连续变化的，是量子化的B ．原子核的半衰期与原子核所处的环境无关C ．贝可勒尔发现了原子核的放射性现象，并提出了“放射性”这个词用来描述这一现象D ．原子核的结合能越大，原子核越稳定5．AB [解析] 由量子论可知，原子核的能量与原子的能量相似，是量子化的，选项A 正确；原子核的半衰期只由核本身的因素所决定，而与原子所处的物理状态或化学状态无关，与所处的环境也无关，选项B 正确；贝克勒尔发现了原子核的放射性现象，居里夫人提出了“放射性一词”描述了这种现象，选项C 错误；比结合能越大，原子核越稳定，选项D 错误．。

2023年高考备考近代物理初步(含答案)

专题16 近代物理初步（讲）目录一讲核心素养 (1)二讲必备知识 (2)（知识点一）光电效应现象和方程的应用 (2)（知识点二）光的波粒二象性和物质波 (4)（知识点三）玻尔理论和能级跃迁 (6)（知识点四）原子核的衰变及半衰期 (8)（知识点五）核反响及核反响类型 (10)三．讲关键能力 (12)能力点一会分析光电效应的图像问题 (12)能力点二质量亏损及核能的计算 (14)一讲核心素养核心素养及关键能力课程标准内容及要求核心素养关键能力1.了解人类探究原子及其结构的历史。

了解原子的核式结构模型构建物理建模能力模型。

通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。

2.了解原子核的组成和核力的性质。

了解四种根本相互作物理规律理解能力用。

能依据质量数守恒和电荷守恒写出核反响方程。

3.了解放射性和原子核衰变。

了解半衰期及其统计意义。

了物理规律理解能力解放射性同位素的应用，了解射线的危害与防护。

4.认识原子核的结合能，了解核裂变反响和核聚变反响。

关科学推理分析计算能力注核技术应用对人类生活和社会开展的影响。

5.通过实验，了解光电效应现象。

了解爱因斯坦光电效应方物理规律分析计算能力程及其意义。

能依据实验结论说明光的波粒二象性。

6.了解实物粒子具有波动性，了解微观世界的量子化特征。

体会量子论的建立对人们认识物质世界的影响。

二讲必备知识（知识点一）光电效应现象和方程的应用1.对光电效应的四点提示(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率。

(2)光电效应中的“光〞不是特指可见光，也包含不可见光。

(3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关。

(4)光电子不是光子，而是电子。

2.两条对应关系(1)光的强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大。

(2)光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大→遏止电压大。

3.定量分析时应抓住三个关系式(1)爱因斯坦光电效应方程：E k ＝hν－W 0。

(2)最大初动能与遏止电压的关系：E k ＝eU c 。

高考物理一轮复习专题十七近代物理初步(含解析) 人教版

专题十七近代物理初步1.(2012·高考重庆卷)以下是物理学史上3个著名的核反应方程x＋73Li→2y y＋14 7N→x＋17 8O y＋94Be→z＋12 6Cx、y和z是3种不同的粒子，其中z是( )A．α粒子B．质子C．中子D．电子2.(2012·高考天津卷)下列说法正确的是( )A．采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C．从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D．原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量3.(2012·高考广东卷)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．下列释放核能的反应方程，表述正确的有( )A.31H＋21H→42He＋10n是核聚变反应B.31H＋21H→42He＋10n是β衰变C.235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n是核裂变反应D.235 92U＋10n→140 54Xe＋9438Sr＋210n是α衰变4.(2012·高考大纲全国卷)23592U经过m次α衰变和n次β衰变，变成207 82Pb，则( )A．m＝7，n＝3 B．m＝7，n＝4C．m＝14，n＝9 D．m＝14，n＝185.(2012·高考四川卷)如图为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子( )A．从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出电磁波的波长长B．从n＝5能级跃迁到n＝1能级比从n＝5能级跃迁到n＝4能级辐射出电磁波的速度大C．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的D．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量6.(2012·高考北京卷)“约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成．若在结两端加恒定电压U，则它会辐射频率为ν的电磁波，且ν与U成正比，即ν＝kU.已知比例系数k仅与元电荷e的2倍和普朗克常量h有关．你可能不了解此现象的机理，但仍可运用物理学中常用的方法，在下列选项中，推理判断比例系数k的值可能为( )A.h2eB.2ehC．2he D.1 2he7.(2012·高考江苏卷)(1)如图所示是某原子的能级图，a 、b 、c 为原子跃迁所发出的三种波长的光．在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是________．(2)一个中子与某原子核发生核反应，生成一个氘核，其核反应方程式为________________．该反应放出的能量为Q ，则氘核的比结合能为________．(3)A 、B 两种光子的能量之比为2∶1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为E A 、E B .求A 、B 两种光子的动量之比和该金属的逸出功．答案：1.【解析】选C.本题考查核反应方程，根据质量数守恒和电荷数守恒可以确定x 为质子11H ，y 为42He 即α粒子．z 为中子10n.2.【解析】选B.半衰期是元素的固有性质，A 错；利用红外线的波长长，穿透能力强，从高空对地面进行遥感摄影，C 错；重核裂变、轻核聚变，质量亏损，中等核向重核、轻核变化时，质量增加，D 错．3.【解析】选AC.B 选项是核聚变，D 选项是核裂变，所以B 、D 不正确，故选AC.4.【解析】选B.由α衰变方程：ab X →42He ＋a －4b －2Y 和β衰变方程：a b X →0－1e ＋ a b ＋1Y 可知β衰变不会引起质量数的变化，质量数的变化均由α衰变引起．则：α衰变次数：m ＝235－2074＝7次， α衰变引起质子数变化：7×2＝14.实际质子数减少了92－82＝10，则n ＝14－101＝4次． 5.【解析】选A.氢原子从高能级跃迁到低能级辐射一定频率的光子．E m －E n ＝h ν，能级差值越大辐射光子的频率越大，波长越短，E 4－E 3<E 3－E 2，所以A 项对；辐射的不是电磁波，B 项错；处在不同能级核外电子出现的概率不一样，能级越低，概率越大，C 项错；氢原子由高能级向低能级跃迁时氢原子一定放出能量，而不是氢原子核，故D 项错．6.【解析】选B.频率为ν的电磁波的能量E ＝hν，而E ＝2eU ，k ＝νU ＝2e h，故B 对． 7.【解析】(1)原子跃迁发射光子的能量E ＝E m －E n ，可知E a >E c >E b ，由E ＝h ν＝h cλ知，λa <λc <λb ，则C 正确．(2)由电荷数守恒和质量数守恒可得方程：10n ＋X →21H ，由质子数可确定X 为11H.比结合能为参与反应的平均每个粒子放出的能量，所以为Q 2. (3)由ε＝hν和p ＝h λ，结合ν＝c λ，可得出p ＝εc ，可求动量之比p 1∶p 2＝ε1∶ε2＝2∶1.由光电效应方程E m ＝h ν－W 得E A ＝h νA －W ①E B ＝h νB －W ②由ε＝hν又知νA νB ＝εA εB＝2∶1③ 联立①②③得W ＝E A －2E B .【答案】(1)C (2)10n ＋11H →21H Q 2(3)2∶1 E A －2E B。

2020物理高考备考专题《近代物理初步》(附答案解析版)

专题十一近代物理初步高考对本部分内容考查的重点和热点有以下几个方向：①原子的能级跃迁；②原子核的衰变规律；③核反应方程的书写；④质量亏损和核能的计算；⑤原子物理部分的物理学史和α、β、γ三种射线的特点及应用等．选修命题会涉及有关原子、原子核或量子理论、动量问题，且动量问题一般以计算题的形式，其它问题则以填空或选择性填空形式出现．知识点一、原子结构模型特别提醒:(1)原子的跃过条件:h ν＝E 初－E 终只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况．(2)至于实物粒子和原子碰撞情况,由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收,所以只要入射粒子的动能大于或等于原子某两定态能量之差,也可以使原子受激发而向较高能级跃迁.知识点二、原子核的变化1．几种变化方式的比较2.各种放射线性质的比较3.三种射线在电磁场中的偏转情况比较图13－1如图13－1所示，在匀强磁场和匀强电场中都是β比α的偏转大，γ不偏转；区别是：在磁场中偏转轨迹是圆弧，在电场中偏转轨迹是抛物线．如图13－1丙图中γ肯定打在O点；如果α也打在O点，则β必打在O点下方；如果β也打在O点，则α必打在O点下方．知识点三、核力与质能方程的理解1．核力的特点(1)核力是强相互作用的一种表现，在它的作用范围内，核力远大于库仑力．(2)核力是短程力,作用范围在1.5×10－15 m之内.(3)每个核子只跟相邻的核子发生核力作用,这种性质称为核力的饱和性.2．质能方程E＝mc2的理解(1)质量数与质量是两个不同的概念.核反应中质量数、电荷数都守恒,但核反应中依然有质量亏损.(2)核反应中的质量亏损,并不是这部分质量消失或质量转化为能量,质量亏损也不是核子个数的减少,核反应中核子的个数是不变的.(3)质量亏损不是否定了质量守恒定律，生成的γ射线虽然静质量为零，但动质量不为零，且亏损的质量以能量的形式辐射出去．特别提醒：在核反应中，电荷数守恒，质量数守恒，质量不守恒，核反应中核能的大小取决于质量亏损的多少，即ΔE＝Δmc2.高频考点一原子结构氢原子光谱例1．图示为氢原子能级图以及从n＝3、4、5、6能级跃迁到n＝2能级时辐射的四条光谱线，已知从n＝3跃迁到n＝2的能级时辐射光的波长为656 nm，下列叙述正确的有()A．四条谱线中频率最大的是HδB．用633 nm的光照射能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3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．如果Hδ可以使某种金属发生光电效应，只要照射时间足够长，光的强度足够大，Hβ也可以使该金属发生光电效应【答案】AC【解析】频率最大的光子对应的能量最大，即跃迁时能量差最大，故从n＝6跃迁到n＝2的频率最大，选项A正确；原子跃迁过程中，吸收光子的能量应刚好等于两能级的能量差，选项B错误；从n＝3向低能级跃迁时，可以是从3→2、2→1或者是3→1，即有三种频率不同的光子，选项C正确；光电效应与光照的时间无关，Hδ光子的能量最大，故其他光子不一定可以使该金属产生光电效应，选项D错误．【变式探究】下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是()A．γ射线是高速运动的电子流B．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D.21083Bi的半衰期是5天，100克21083Bi经过10天后还剩下50克【解析】γ射线是光子流，故A错误；氢原子辐射光子后，由高能级向低能级跃迁，半径减小，绕核运动的动能增大，故B正确；太阳辐射能量主要来源是太阳中发生的轻核聚变，故C错误；100克21083Bi经过10天即2个半衰期还剩下122×100克＝25克，故D错误．【答案】B【变式探究】(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【解析】玻尔对氢原子光谱的研究完善了核式结构模型，选项A错误；紫外线有荧光效应，故B 选项正确；天然放射现象中的γ射线不带电，在电场或磁场中不发生偏转，选项C错误；观察者与波源互相远离，由多普勒效应可知接收到的频率变小，故选项D正确．【答案】BD高频考点二天然放射现象核反应核能例2．（2019·天津卷）我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础。

3年高考2年模拟1年原创备战2019高考物理专题13 近代物理初步(含解析)

3年高考2年模拟1年原创精品高考系列专题13 近代物理初步【2019年高考考点定位】作为选择题和填空题，本考点的涉及面广，选项可能涉及近代物理学史，波尔模型，光电效应和原子核结构，而填空题可能涉及衰变、核反应方程的书写、光电效应的极限频率和最大初动能等，既是备考的重点也是命题的热门选项。

【考点pk 】名师考点透析考点一、波粒二象性【名师点睛】1. 量子论：①普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的，其最小的、不可分的能量单元即“能量子”或称“量子”，也就是说组成能量的单元是量子。

每一份电磁波的能量νεh =②物质的辐射能量不是连续的，而是以量子的整数倍跳跃式变化的○31905年，爱因斯坦奖量子概念推广到光的传播中，提出了光量子论。

即：νεh =. 其中ν是电磁波的频率，h 为普朗克恒量：h=6.63×10－34s J ⋅2.黑体和黑体辐射：○1任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波，并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。

○2随着温度的升高，黑体的辐射强度都有增加； ○3随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动。

3.光电效应：在光的照射下，金属中的电子从表面逸出，发射出来的电子就叫光电子，①任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应，低于极限频率的光不能发生光电效应。

②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，光随入射光频率的增大而增大。

③大于极限频率的光照射金属时，光电流强度（反映单位时间发射出的光电子数的多少），与入射光强度成正比。

④ 金属受到光照，光电子的发射一般不超过10－9秒。

波动说认为：光的能量即光的强度是由光波的振幅决定的与光的频率无关。

所以波动说对解释上述实验规律中的①②④条都遇到困难考点二、原子结构【名师点睛】1.汤姆生原子结构模型：1897年英国物理学家汤姆生发现了电子，从而打破了原子不可再分的观念，揭示出原子也有复杂的结构。

高考物理- 近代物理初步-专题练习(二)(含答案与解析)

高考物理专题练习(二)近代物理初步1．下列说法正确的是（） A ．质子不能够发生衍射现象 B ．链式反应在任何条件下都能发生C ．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D ．将放射性元素掺杂到其它稳定元素中，并降低其温度，该元素的半衰期将增大 2．下列说法中符合物理史实的是（） A ．汤姆孙首先提出原子的核式结构学说B ．卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，发现了原子是可以再分的C ．玻尔首先把能量子引入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念D ．爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说 3．关于光电效应，下列表述正确的是（） A ．光照时间越长，光电流越大B ．入射光频率大于极限频率时就能产生光电子C ．入射光足够强，就可以有光电流D ．不同的金属逸出功都是一样的4．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 ．粒子散射实验D ．氢原子光谱的发现5．四个示意图表示的实验中能说明原子核式结构的是（）6．氢原子基态能级为13.6ev -，一群氢原子处于量子数n 3=的激发态，它们向较低能级跃迁时，放出光子的能量不可能的是（） A ．1.51eVB ．1.89 eVC ．10.2 eVD ．12.09 eV7．μ子与氢原子核（质子）构成的原子称为μ氢原子（hydrogen muon atom ），它在原子核的物理研究中有很重要作用，如图μ氢原子的能级示意图。

假定光子能量为E 的一束光照射容器中大量处于2n =能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为1v 、2v 、3v 、4v 、5v 和6v 的光，且依次增大，则E 等于（）A ．3hvB ．56h(v v )+C ．31h(v v )-D ．4hv8．铀核23892U 衰变为铅核20682b P 的过程中，要经过x 次α衰变和y 次β衰变，其中（）A ．x 6=，y 8=B ．x 8=，y 6=C ．x 16=，y 22=D ．x 22=，y 16=9．中国最新一代“人造太阳”实验装置，于2006年9月28日在合肥成功放电，这是世界首个投入运行的全超导非圆截面核聚变实验装置。

高考物理学科复习题五近代物理初步第10讲近代物理初步练习含解析17

近代物理初步一、单项选择题1．关于下列四幅图的说法，正确的是( )A．甲图：原子核C和原子核D结合成原子核A的核反应放出能量B．乙图：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子C．丙图：原来有100个氡222，经过3.8天剩余50个，经过7.6天剩余25个D．丁图：处于n＝2能级的氢原子跃迁到基态，发射出的光恰好能使某金属发生光电效应，则该金属的逸出功为10.2 eV解析：选D.甲图中原子核A的核子的平均质量较大，又因为反应前后质量数守恒，故反应后原子核的质量增加，是吸能反应，A项错误；乙图中是提出原子的核式结构模型，B 项错；C项中，半衰期对少数几个，几十个原子核来讲没有意义，C项错；ΔE＝E2－E1＝－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV，故选项D正确．2．下列说法正确的是( )A．核反应31H＋21H→42He＋X是聚变反应，其中X为中子B．物质发生聚变时释放的能量与同样质量的物质裂变时释放的能量相差不多C．铀核反应堆是通过调节快中子数目以控制反应速度D．核电站发电对环境的污染要比火力发电大解析：选 A.较轻原子核(氘和氚)结合成较重的原子核(氦)时能放出巨大能量，这种核反应称为核聚变，根据在核反应中，质量数守恒、电荷数守恒，可知X为10n，是中子，选项A正确；相同质量的物质发生聚变时释放的能量比较多，选项B错误；铀核反应堆是通过调节慢中子数目以控制反应速度，选项C错误；核电站发电对环境的污染要比火力发电小，选项D错误．3．下列说法正确的是( )A.226 88Ra→222 86Rn＋42He是β衰变B.21H＋31H→42He＋10n是聚变C.235 92U＋10n→140 54Xe＋9438Sr＋210n是衰变D.2411Na→2412Mg＋0－1e是裂变解析：选B.A项中自发地放出氦原子核，是α衰变，选项A错误；聚变是质量轻的核结合成质量大的核，选项B正确；裂变是质量较大的核分裂成质量较轻的几个核，C项中的反应是裂变，选项C错误；D项中自发地放出电子，是β衰变，选项D错误．4．如图所示为氢原子的能级图，现有一群处于n＝3能级的激发态的氢原子，则下列说法正确的是( )A．能发出6种不同频率的光子B．波长最长的光是氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级产生的C．发出的光子的最小能量为12.09 eVD．处于该能级的氢原子至少需吸收1.51 eV能量的光子才能电离解析：选D.一群处于n＝3能级的激发态的氢原子能发出C23＝3种不同频率的光子，选项A错误；由辐射条件知氢原子由n＝3能级跃迁到n＝1能级辐射出的光子频率最大，波长最小，选项B错误；发出的光子的最小能量为E3－E2＝1.89 eV，选项C错误；n＝3能级对应的氢原子能量是－1.51 eV，所以处于该能级的氢原子至少需吸收1.51 eV能量的光子才能电离，故选项D正确．5.6629Cu是铜的一种同位素，研究发现6629Cu具有放射性，其发生衰变时伴有γ光子辐射，衰变方程为6629Cu→6227Co＋42He，则下列说法中正确的是( )A．γ光子是衰变过程中6629Cu核辐射的B．8个6629Cu核在经过2个半衰期后，一定还有2个6629Cu核未发生衰变C．由于衰变时有能量释放，所以6227Co比6629Cu的比结合能小D．原子核的天然放射现象说明原子核是可分的解析：选D.衰变时，蕴含在6629Cu核内的能量会释放出来，使产生的新核6227Co处于激发态，当它向低能级跃迁时辐射出γ光子，故选项A错误；半衰期是统计规律，对大量的原子核适用，对少数原子核不适用，故选项B错误；由于衰变时有能量释放，所以6227Co比6629Cu的比结合能大，故选项C错误；原子核的天然放射现象说明原子核内部具有复杂结构，并且说明原子核是可分的，故选项D正确．6．研究光电效应的电路如图所示．用频率相同、强度不同的光分别照射阴极K.则光电流I与A、K之间的电压U AK的关系图象中，正确的是( )解析：选C. 设遏止电压为U c ，由光电效应规律知：eU c ＝hν－W 0，因都是频率相同的光照射相同阴极K ，即ν、W 0均相同，故强光和弱光的遏止电压相同；当U AK ＝0时，强光的光电流应大于弱光的光电流；选项C 正确．7．许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索原子结构的一条重要途径．利用氢气放电管可以获得氢原子光谱，根据玻尔理论可以很好地解释氢原子光谱的产生机理．已知氢原子的基态能量为E 1，激发态能量为E n ＝E 1n 2，其中n ＝2,3,4，….1885年，巴尔末对当时已知的在可见光区的四条谱线做了分析，发现这些谱线的波长能够用一个公式表示，这个公式写作1λ＝R (122－1n 2)，n ＝3,4,5，….式中R 叫做里德伯常量，这个公式称为巴尔末公式．用h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，则里德伯常量R 可以表示为( )A ．－E 12hcB.E 12hc C ．－E 1hc D.E 1hc解析：选C.若氢原子从n >2的能级跃迁到n ＝2的能级，由玻尔理论可得E 1n 2－E 122＝hν＝hc λ，按照巴尔末公式，氢原子由n >2的能级跃到n ＝2的能级，放出的谱线的波长满足1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2，以上两式相比较可得－E 1＝hcR ，故里德伯常量R 可以表示为R ＝－E 1hc ，选项C 正确．8．(2019·高考北京卷)光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流．表中给出了6次实验的结果.由表中数据得出的论断中不正确的是( )A．两组实验采用了不同频率的入射光B．两组实验所用的金属板材质不同C．若入射光子的能量为5.0 eV，逸出光电子的最大动能为1.9 eVD．若入射光子的能量为5.0 eV，相对光强越强，光电流越大解析：选B.光子的能量E＝hν，入射光子的能量不同，故入射光子的频率不同，A对．由爱因斯坦的光电效应方程hν＝W＋E k，可求出两组实验的逸出功W均为3.1 eV，故两组实验所用的金属板材质相同，B错．由hν＝W＋E k，W＝3.1 eV；当hν＝5.0 eV时，E k＝1.9 eV，C对．光强越强，单位时间内射出的光子数越多，单位时间内逸出的光电子数越多，形成的光电流越大，D对．本题选不正确的，故选B.二、多项选择题9．(2019·高考天津卷)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿摄氏度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础．下列关于聚变的说法正确的是( )A．核聚变比核裂变更为安全、清洁B．任何两个原子核都可以发生聚变C．两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加D．两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加解析：选AD.核聚变没有放射性污染，安全、清洁，A对．只有原子序数小的“轻”核才能发生聚变，B错．轻核聚变成质量较大的原子核、比结合能增加，总质量减小，C错，D 对．10.如图所示是氢原子的能级图，大量处于n ＝5激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出10种不同频率的光子．其中莱曼系是指氢原子由高能级向n ＝1能级跃迁时释放的光子，则( )A ．10种光子中波长最短的是n ＝5激发态跃迁到基态时产生的B ．10种光子中有4种属于莱曼系C ．使n ＝5能级的氢原子电离至少要0.85 eV 的能量D ．从n ＝2能级跃迁到基态释放光子的能量等于从n ＝3能级跃迁到n ＝2能级释放光子的能量解析：选AB.10种光子中，从n ＝5激发态跃迁到基态辐射的光子能量最大，频率最大，波长最短，故A 正确.10种光子中，n ＝5、n ＝4、n ＝3和n ＝2向基态跃迁，可知B 正确．n ＝5能级的氢原子具有的能量为－0.54 eV ，故要使其发生电离，至少需要0.54 eV 的能量，故C 错误．根据玻尔理论，从n ＝2能级跃迁到基态释放光子的能量：ΔE 1＝E 2－E 1＝－3.4 eV －(－13.6 eV)＝10.2 eV ，从n ＝3能级跃迁到n ＝2能级释放光子的能量：ΔE 2＝E 3－E 2＝－1.51 eV －(－3.4 eV)＝1.89 eV ，二者不相等．故D 错误．11．某静止的原子核发生核反应且释放出能量Q .其方程为B A X→D C Y ＋F E Z ，并假设释放的能量全都转化为新核Y 和Z 的动能，其中Z 的速度为v ，以下结论正确的是( )A ．Y 原子核的速度大小为E C vB ．Y 原子核的动能是Z 原子核的动能的F D 倍C ．Y 原子核和Z 原子核的质量之和比X 原子核的质量大Q c (c 为光速)D ．Y 和Z 的结合能之和一定大于X 的结合能解析：选BD.设Y 原子核的速度大小为v ′，由动量守恒有：0＝Dv ′－Fv ，所以v ′＝F D v ，所以A 错误；Y 原子核的动能为E kY ＝F 22D v 2，Z 原子核的动能为E kZ ＝12Fv 2，动能之比为F D，所以B 正确；因为放出能量，有质量亏损，所以Y 原子核和Z 原子核的质量之和比X 原子核的质量小，结合能之和比X 的大，故C 错误，D 正确．12．如图所示为氢原子的能级图．大量处于基态的氢原子在一束光的照射下发生跃迁后能产生6条谱线，其中有3条可使某金属发生光电效应．已知可见光的光子能量在1.62 eV 到3.11 eV 之间，下列有关描述正确的是( )A ．氢原子的能级是分立的，6条谱线中有2条谱线在可见光范围内B ．入射光束中光子的能量为10.2 eV 才能实现题中的跃迁情况C．该金属的逸出功小于2.55 eVD．若改用12.7 eV的电子撞击氢原子使之跃迁后所辐射出的光也能使该金属发生光电效应解析：选AD.跃迁后能产生6条谱线，说明处于基态的氢原子被激发到了第4能级，因此入射光束中光子的能量为E4－E1＝12.75 eV，从第4能级向低能级跃迁时其中有2条谱线在可见光范围内，又由能级图知其能量是不连续的，是分立的，A项正确，B项错误；能发生光电效应的3条谱线是从第4、3、2能级向基态跃迁产生的，其中能量最小的为E2－E1＝10.2 eV，而由第4能级向第2能级跃迁的能量为E4－E2＝2.55 eV，是不能发生光电效应的，表明该金属的逸出功大于2.55 eV，小于10.2 eV，C项错误；因12.7 eV>10.2 eV，若用12.7 eV的电子撞击氢原子，可将部分能量传给氢原子使之跃迁，它在辐射时产生的光可使该金属发生光电效应，故D项正确．13．“轨道电子俘获”也是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核(称为母核)俘获一个核外电子，其内部一个质子转变为中子，从而变成一个新核(称为子核)，并且放出一个中微子的过程．中微子的质量极小，不带电，很难探测到，人们最早就是通过子核的反冲而间接证明中微子的存在的．若一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”(电子的初动量可不计)，则( )A．母核的质量数等于子核的质量数B．母核的电荷数大于子核的电荷数C．子核的动量等于中微子的动量D．子核的动能大于中微子的动能解析：选AB.母核俘获一个核外电子，核内一个质子转变为中子，并放出一个中微子(质量极小，不带电)，从而变成一个新核(子核)，此过程中核内电荷数减小1，质量数不变．故选项A、B正确；母核俘获电子发生衰变，放出中微子，全过程中系统动量守恒．因初始总动量为0，故子核的动量和中微子的动量等大反向．由于动量是矢量，矢量相等的条件是大小相等，方向相同，故选项C错误；子核的动量和中微子的动量大小相等，而中微子的质量极小，由E k＝p22m知，中微子的动能大于子核的动能，故选项D错误．14．如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，直线与横轴的交点坐标(4.27,0)，与纵轴交点坐标为(0,0.5)．由图可知( )A．该金属的截止频率为4.27×1014 HzB．该金属的截止频率为5.5×1014 HzC ．该图线的斜率表示普朗克常量D ．该金属的逸出功为0.5 eV解析：选AC.由光电效应方程E k ＝hν－W 0可知，图中横轴的截距为该金属的截止频率，选项A 正确，B 错误；图线的斜率表示普朗克常量h ，选项C 正确；该金属的逸出功W 0＝hν0＝6.63×10－34×4.27×1014J ＝1.77 eV 或W 0＝hν－E k ＝6.63×10－34×5.5×1014J －0.5 eV ＝1.78 eV ，选项D 错误．15．如图所示，用某单色光照射光电管的阴极K ，会发生光电效应．在阳极A 和阴极K 之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大加在光电管上的电压，直至电流表中电流恰为零，此时电压表的电压值U称为反向遏止电压．现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测得反向遏止电压分别为U 1和U 2，设电子的质量为m 、电荷量为e ，下列说法正确的是( )A ．频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度为 2eU 1mB ．频率为ν2的光照射时，光电子的最大初速度为eU 22m C ．阴极K 金属的逸出功为W ＝e (U 1ν2－U 2ν1)ν1－ν2D ．阴极K 金属的极限频率是ν0＝U 1ν2－U 2ν1U 1－U 2 解析：选ACD.在阳极A 和阴极K 之间加上反向电压，逸出的光电子在反向电场中做减速运动，根据动能定理可得－eU ＝0－12mv 2m ，解得光电子的最大初速度为v m ＝ 2eU m ，所以频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度为2eU 1m ，用频率为ν2的光照射时，光电子的最大初速度为 2eU 2m ，故A 正确，B 错误；根据光电效应方程可得hν1＝eU 1＋W ，hν2＝eU 2＋W ，联立可得W ＝e (U 1ν2－U 2ν1)ν1－ν2，h ＝e (U 1－U 2)ν1－ν2，阴极K 金属的极限频率ν0＝W h ＝U 1ν2－U 2ν1U 1－U 2，C 、D 正确． 16.如图所示，人工元素原子核286113Nh 开始静止在匀强磁场B 1、B 2的边界MN 上，某时刻发生裂变生成一个氦原子核42He 和一个Rg 原子核，裂变后的微粒速度方向均垂直B 1、B 2的边界MN .氦原子核通过B 1区域第一次经过MN 边界时，距出发点的距离为l ，Rg 原子核第一次经过MN 边界距出发点的距离也为l .则下列有关说法正确的是( )A ．两磁场的磁感应强度之比为B 1∶B 2＝111∶141B ．两磁场的磁感应强度之比为B 1∶B 2＝111∶2C ．氦原子核和Rg 原子核各自旋转第一个半圆的时间之比为2∶141D ．氦原子核和Rg 原子核各自旋转第一个半圆的时间之比为111∶141解析：选BC.原子核裂变的方程为：286113Nh→42He ＋282111Rg.由题意知带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，偏转半径为r ＝mv qB ，由题意可知二者偏转半径相等，由于氦核与Rg 原子核动量守恒，即m 1v 1＝m 2v 2，所以有q 1B 1＝q 2B 2，易得B 1B 2＝q 2q 1＝1112，选项B 正确，A 错误；又T ＝2πm qB，由前面可知q 1B 1＝q 2B 2，所以T 1T 2＝m 1m 2，粒子在第一次经过MN 边界时，运动了半个圆周，所以t 1t 2＝T 12T 22＝m 1m 2＝4282＝2141，选项C 正确，D 错误．高中物理第一章单元高考过关[时间：45分钟满分：100分]一、选择题(每小题5分，共50分)2017年清明小长假，人们纷纷走出户外祭扫、踏青、赏花、观光……全国大江南北掀起了节日旅游热，显示了中国传统文化的魅力。

高考物理(真题模拟新题分类汇编)近代物理初步

近代物理初步O1 量子论初步光的粒子性20．O1[2013·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如图．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 －W eB ．U ＝2h νe －W eC ．U ＝2h ν－WD ．U ＝5h ν2e －W e20．B [解析] 根据题目信息可知，普通光源照射时，电子不能吸收一个光子而成为自由电子，但激光照射时，电子则可以吸收多个光子而成为自由电子，设电子吸收了n 个光子，即nh ν－W ＝E k ，当光电子在反向电压的作用下使光电流减小到0时，有E k ＝eU ，联立可得U ＝nh ν－W e，B 项正确. 14．O1[2013·浙江卷] “物理3－5”模块(10分)小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意如图甲所示．已知普朗克常量h ＝6.63×10－34J ·s.甲乙(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＝7.00×1014 Hz ，则产生的光电子的最大初动能E k ＝________J.14．(1)阳极(2)(5.12～5.18)×1014(3.39～3.43)×10－19(3)(1.21～1.25)×10－19[解析] (1)电路图为利用光电管产生光电流的实验电路，.光电子从K极发射出来，故K 为光电管的阴极，A为光电管的阳极．(2)遏制电压对光电子做负功，有eU C＝E k＝hν－W0，结合图像，当U C＝0时，极限频率ν0＝5.15×1014 Hz，故逸出功W0＝hν0＝3.41×10－19 J.(3)光电子的最大初动能E k＝hν－W0＝hν－hν0＝1.23×10－19 J.1．O1、O2[2013·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1．C [解析] 原子核发生衰变时遵守电荷数守恒和质量数守恒，而不是电荷守恒和质量守恒，A错误；三种射线中，α、β射线为高速运动的带电粒子流，而γ射线为光子流，B错误；氢原子从激发态向基态跃迁时，只能辐射与能级差相对应的特定频率的光子，C正确；发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光的频率有关，D错误．O2原子核2．O2[2013·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.140 54Xe＋9336KrB.141 56Ba＋9236KrC.141 56Ba＋9338SrD.140 54Xe＋9438Sr2．D [解析] 本题主要考查核反应方程中的质量数和电荷数守恒．题目的核反应方程中左边的质量数为236，电荷数为92；A项代入右边后，质量数为235，电荷数为90，选项A错误；B项代入后，质量数为235，电荷数为92，选项B错误；C项代入后，质量数为236，电荷数为94，选项C错误；D项代入后，质量数为236，电荷数为92，选项D正确．1．O1、O2[2013·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1．C [解析] 原子核发生衰变时遵守电荷数守恒和质量数守恒，而不是电荷守恒和质量守恒，A错误；三种射线中，α、β射线为高速运动的带电粒子流，而γ射线为光子流，B错误；氢原子从激发态向基态跃迁时，只能辐射与能级差相对应的特定频率的光子，C正确；发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光的频率有关，D错误．35．[物理——选修3－5](15分)O2[2013·新课标全国卷Ⅱ](1)(5分)关于原子核的结合能，下列说法正确的是________(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分)．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 (133 55Cs)的结合能小于铅原子核(208 82Pb)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35．(1)ABC [解析] 根据结合能的概念，将原子核分解成自由核子所需要的最小能量等于结合能，A 正确；结合能越大，原子核越稳定，重核衰变放出能量，转化为结合能更大的衰变产物，B 正确；组成原子核的核子越多，它的结合能越高，故铯原子核的结合能小于铅原子核的结合能，C 正确；比结合能是指原子核结合能对其中所有核子的平均值，亦即若把原子核全部拆成自由核子，平均对每个核子所要添加的能量，所以比结合能越大，原子核越牢固，D 错误；自由核子组成原子核时，放出的能量与组成的原子核的结合能相等，E 错误．35．O2[2013·新课标全国卷Ⅱ] 如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为m 的物块A 、B 、C.B 的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)．设A 以速度v 0朝B 运动，压缩弹簧；当A 、B 速度相等时，B 与C 恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动．假设B 和C 碰撞过程时间极短．求从A 开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中，(ⅰ)整个系统损失的机械能；(ⅱ)弹簧被压缩到最短时的弹性势能．35．(2)[解析] (ⅰ)从A 压缩弹簧到A 与B 具有相同速度v 1时，对A 、B 与弹簧组成的系统，由动量守恒定律得mv 0＝2mv 1 ①此时B 与C 发生完全非弹性碰撞，设碰撞后的瞬时速度为v 2，损失的机械能为ΔE.对B 、C 组成的系统，由动量守恒和能量守恒定律得mv 1＝2mv 2 ②12mv 21＝ΔE ＋12(2m)v 22 ③ 联立①②③式得ΔE ＝116mv 20 ④ (ⅱ)由②式可知v 2＜v 1，A 将继续压缩弹簧，直至A 、B 、C 三者速度相同，设此速度为v 3，此时弹簧被压缩至最短，其弹性势能为E p .由动量守恒和能量守恒定律得mv 0＝3mv 3 ⑤12mv 20－ΔE ＝12(3m)v 23＋E p ⑥ 联立④⑤⑥式得E p ＝1348mv 20 ⑦ 35．[物理——选修3－5](15分)O2[2013·新课标全国卷Ⅰ](1)一质子束入射到静止靶核2713Al 上，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 ________．35．(1)14 13[解析]由电荷数守恒可知，新核的质子数为1＋13＝14；根据质量数守恒可知，新核的中子数为1＋27－1－14＝13.35．O2[2013·新课标全国卷Ⅰ] (2)在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块A 和B ，两者相距为d.现给A 一初速度，使A 与B 发生弹性正碰，碰撞时间极短．当两木块都停止运动后，相距仍然为d.已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为μ，B 的质量为A 的2倍，重力加速度大小为g.求A 的初速度的大小．35．(2)[解析]设在发生碰撞前的瞬间，木块A 的速度大小为v ；在碰撞后的瞬间，A 和B 的速度分别为v 1和v 2.在碰撞过程中，由能量和动量守恒定律，得12mv 2＝12mv 21＋12(2m)v 22① mv ＝mv 1＋(2m)v 2②式中，以碰撞前木块A 的速度方向为正．由①②式得v 1＝－v 22③ 设碰撞后A 和B 运动的距离分别为d 1和d 2，由动能定理得μmgd 1＝12mv 21④ μ(2m)gd 2＝12(2m)v 22⑤ 按题意有 d ＝d 1＋d 2⑥设A 的初速度大小为v 0，由动能定理得μmgd ＝12mv 20－12mv 2⑦ 联立②至⑦式，得 v 0＝285μgd ⑧ 17．O2[2013·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235 92U＋10n ―→144 68Ba ＋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17．AC [解析] 由核反应方程知有中子生成，选项A 正确；铀块体积和铀块纯度对链式反应的发生都有重要影响，B 错误；核反应堆的铀核链式反应的速度可人工控制， C 正确；放射性元素的半衰期由核本身的因素决定，与环境温度无关，D 错误．16．O2[2013·全国卷] 放射性元素氡(222 86Rn)经α衰变成为钋(218 84Po)，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222 86Rn的矿石，其原因是( )A ．目前地壳中的222 86Rn 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222 86Rn 的含量足够高C ．当衰变产物218 84Po 积累到一定量以后，218 84Po 的增加会减慢222 86Rn 的衰变进程D.222 86Rn 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16．A [解析] 放射性元素半衰期规律决定放射性物质会越来越少，无论初始质量是多少，经足够长时间后氡含量应几乎为零，因此不是由于地球初始时期氡含量较高，而只能认为目前氡的存在源于其他放射性元素的衰变，A 正确，B 错误；半衰期规律不受外界条件影响，C、D错误．O3近代物理初步综合。

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）。

2020届高考物理二轮复习第一部分专题五近代物理初步第13讲近代物理初步练习(含解析)

第13讲近代物理初步构建网络·重温真题1．(2018·全国卷Ⅱ)用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10－19 J。

已知普朗克常量为6.63×10－34J·s，真空中的光速为3.00×108m·s－1，能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为( )A.1×1014 Hz B．8×1014 HzC．2×1015 Hz D．8×1015 Hz答案 B解析由光电效应方程E k＝hν－W0，得W0＝hν－E k＝h cλ－E k。

刚好发生光电效应的临界条件是最大初动能E k＝0时，入射光的频率为ν0，则W0＝hν0，代入数据可得：ν0＝8×1014Hz，故B正确。

2．(2019·天津高考)右图为a、b、c三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。

由a、b、c组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是( )答案 C解析由爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0和动能定理－eU c ＝0－E k 得ν＝eU c h ＋W 0h ，知遏止电压大，则光的频率大，故νb >νc >νa ，由于光的频率越大，折射率越大，光的偏折角度越大，故C 正确，A 、B 、D 错误。

3．(2019·全国卷Ⅰ)氢原子能级示意图如图所示。

光子能量在1.63 eV ～3.10 eV 的光为可见光。

要使处于基态(n ＝1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为( )A ．12.09 eVB ．10.20 eVC ．1.89 eVD ．1.51 eV答案 A解析可见光光子的能量范围为1.63 eV ～3.10 eV ，则氢原子能级差应该在此范围内，可简单推算如下：2、1能级差为10.20 eV ，此值大于可见光光子的能量；3、2能级差为1.89 eV ，此值属于可见光光子的能量，符合题意。

近代物理初步(解析版)

近代物理初步专题训练1.对以下几位物理学家所做的科学贡献，叙述正确的是（）A ．德布罗意认为任何一个运动的物体，小到电子、质子、中子，大到行星、太阳都有一种波与之相对应，这种波叫物质波B ．爱因斯坦通过对黑体辐射现象的研究，提出了量子说C ．卢瑟福通过a 粒子散射实验，发现了质子和中子，提出了原子的核式结构模型D ．贝克勒尔通过对氢原子光谱的分析，发现了天然放射现象【答案】A【解析】德布罗意认为任何一个运动的物体，小到电子、质子、中子，大到行星、太阳都有一种波与之相对应，这种波叫物质波，故A 正确；普朗克通过对黑体辐射现象的研究，提出了量子说，故B 错误；卢瑟福通过a 粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，该实验没有发现质子和中子，故C 错误；贝克勒尔发现了天然放射现象，但并不是通过对氢原子光谱的分析发现的，故D 错误。

故选A 。

2.下列关于天然放射现象的叙述中正确的是（）A ．人类揭开原子核的秘密，是从发现质子开始的B ．β衰变的实质是原子核内一个质子转化成一个中子和一个电子C ．一种放射性元素，当对它施加压力、提高温度时，其半衰期不变D ．α、β、γ三种射线中，α射线穿透能力最强，γ射线电离作用最强【答案】C【解析】天然放射现象是原子核内部变化产生的，人类认识原子核的复杂结构并进行研究是从贝克勒尔发现天然放射现象开始的，故A 错误；β衰变的实质方程为110011n H e -→+，是原子核内一个中子转化成一个质子和一个电子，故B错误；原子核的半衰期是由自身的结构决定的，与物理条件(温度、压强)和化学状态(单质、化合物)均无关，则对原子核施加压力、提高温度时，其半衰期不变，故C 正确；α、β、γ三种射线中，γ射线穿透能力最强(主要看射线具有的能量)，α射线电离作用最强(从射线自身的带电情况衡量)，故D 错误。

故选C 。

3.下列说法正确的是（）A ．核子结合为原子核时，可能吸收能量B ．核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转化成的C ．γ射线是原子核能级跃迁时产生的D ．利用γ射线可以使空气电离，消除静电【答案】C【解析】由自由核子结合成原子核的过程中，核力做正功，释放出能量。

2022版高中物理选考(山东专用)一轮总复习集训：专题十六近代物理初步—模拟Word版含解析

专题十六近代物理初步【5年高考】考点一光电效应、波粒二象性1.[2021课标Ⅰ,35(1),5分](多项选择)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。

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ACE2.(2021课标Ⅲ,19,6分)(多项选择)在光电效应实验中,分别用频率为νa 、νb 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U a 和U b 、光电子的最大初动能分别为E k a 和E k b 。

h 为普朗克常量。

以下说法正确的选项是()A.假设νa >νb ,那么一定有U a <U bB.假设νa >νb ,那么一定有E k a >E k bC.假设U a <U b ,那么一定有E k a <E k bD.假设νa >νb ,那么一定有hνa -E k a >hνb -E k b 答案BC3.(2021天津理综,5,6分)如图为a 、b 、c 三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。

由a 、b 、c 组成的复色光通过三棱镜时,下述光路图中正确的选项是()答案C4.(2021北京理综,19,6分)光电管是一种利用光照射产生电流的装置,当入射光照在管中金属板上时,可能形成光电流。

表中给出了6次实验的结果。

组次入射光子的能量/eV 相对光强光电流大小/mA 逸出光电子的最大动能/eV1 23 4.0 4.0 4.0 弱中强 29 43 60 0.9 0.9 0.94 566.0 6.0 6.0弱中强27 40 552.9 2.9 2.9由表中数据得出的论断中不正确的选项是．．．．．．．() A.两组实验采用了不同频率的入射光 B.两组实验所用的金属板材质不同C.假设入射光子的能量为5.0eV ,逸出光电子的最大动能为1.9eVD.假设入射光子的能量为5.0eV ,相对光强越强,光电流越大答案B考点二原子的结构、原子核1.(2021课标Ⅱ,15,6分)一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核,衰变方程为 92238U →90234Th +24He 。

高考物理模拟汇编—近代物理(含答案)

高中模拟汇编—近代物理1．（2019•海淀区模拟）据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置（又称“人造太阳” )已完成了首次工程调试。

下列关于“人造太阳”的说法正确的是( )A ．“人造太阳”的核反应方程式可能为：23411120H H He n +→+B ．“人造太阳”的核反应方程式可能为2351141921920563603U n Ba Kr n +→++C ．“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是：212E mc =D ．根据公式△E =△2mc 可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量与裂变反应释放的能量相同 2．（2019•通州区二模）下列核反应方程中，属于β衰变的是( )A ．234234090911Th Pa e -→+ B ．23411120H H He n +→+ C ．238234492902U Th He →+D ．1441717281N He O H +→+3．（2019•大兴区一模）“国际热核聚变实验堆()ITER 计划”是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一，ITER 装置俗称“人造太阳”，该装置中发生的核反应可能是下列的( )A ．23411120H H He n +→+B ．427301213150He Al P n +→+ C ．226222498962Ra Rn He →+D ．2351140941920543802U n Xe Sr n +→++4．（2019•门头沟区一模）根据α粒子散射实验提出的模型是( ) A ．“枣糕”模型B ．道尔顿模型C ．核式结构模型D ．玻尔模型5．（2019•西城区二模）人类一直在追求能源的开发和有效利用，太阳能的利用非常广泛，而太阳的巨大能量来源于太阳内部所发生的核聚变反应，该核反应可能是( )A ．23411120H H He n +→+B ．238234492902U Th He →+C ．2351141921920563603U n Ba Kr n +→++D ．234234090911Th Pa e -→+6．（2019•房山区二模）下列有关原子结构和原子核的认识，正确的是( ) A ．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能减小 B ．β衰变说明原子核内有电子C ．卢瑟福用α粒子轰击氮核发现了质子，其核反应方程为1441717281N He O H +→+D ．卢瑟福α粒子散射实验说明原子核由质子和中子组成7．（2019•昌平区二模）如图所示为“东方超环”可控核聚变实验装置，它通过高温高压的方式使氘核与氚核发生聚变，其核反应方程为234112H H He X +→+．X 表示的是( )A ．质子B ．中子C ．电子D ．α粒子8．（2019•东城区二模）氢原子的能级图如图所示，如果大量氢原子处在3n =能级的激发态，则下列说法正确的是( )A ．这群氢原子能辐射出3种不同频率的光子B ．波长最长的辐射光是氢原子从3n =能级跃迁到能级1n =能级产生的C ．辐射光子的最小能量为12.09eVD ．处于该能级的氢原子至少需吸收13.6eV 能量的光子才能电离 9．（2019•海淀区二模）α粒子散射实验说明了( ) A ．原子具有核式结构B ．原子内存在着带负电的电子C ．原子核由质子和中子组成D ．正电荷均匀分布在整个原子内10．（2019•丰台区二模）中国大科学装置-- “东方超环” ()EAST 近期实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破。

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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 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：131 53I →________(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1－228．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(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 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示意图，荧光屏和显微镜分别放在图中的A、B、C、D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）。

近代物理初步习题答案1【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 c λ0.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. 2【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．3【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＝－4hc E 1，因此答案为C. 4．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．5【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．6．(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．7【答案】 ①131 54X ＋ 0－1e ②16【解析】 ①在衰变的过程中，质量数守恒，核电荷数守恒，即131 53I →131 54X ＋ 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)【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v 1，甲船上的人接到货物后船的速度为v 2，由动量守恒定律得12m ·v 0＝11m ·v 1－m ·v min ①10m ·2v 0－m ·v min ＝11m ·v 2②为避免两船相撞，应满足v 1＝v 2③联立①②③式得v min ＝4v 08．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．9【解析】 D α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．10．[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．11．O2[2011·北京卷] B 【解析】 β衰变放出的为电子，只有B 项正确．12．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．13．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．14. 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．15. 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．16．－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 ＝E n 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 . 17．BC 【解析】 209 83Bi 的中子数为209－83＝126，237 93Np 的中子数为237－93＝144，209 83Bi 的原子核比237 93Np 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．18．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．19. D 【解析】由核反应中质量数守恒、电荷数守恒可知D 对．20.【答案】A21.【答案】由爱因斯坦质能方程△E =△mc 2代入数据得△E = 9×10-13 J。