高考物理二輪復(fù)習(xí)增分專(zhuān)練：專(zhuān)練（15）近代物理初步(含解析)

高考物理二輪復(fù)習(xí)增分專(zhuān)練專(zhuān)練（15）近代物理初步(含解析)選擇題(共14題，每小題5分，滿分70分)1、下列說(shuō)法正確的是A．洛倫茲發(fā)明了回旋加速器B．光電效應(yīng)現(xiàn)象說(shuō)明光具有粒子性C．密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了電子的質(zhì)量D．盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)得出了原子核是由質(zhì)子和中子組成的【答案】B解析勞倫斯發(fā)明了回旋加速器，A錯(cuò)誤；光電效應(yīng)現(xiàn)象以及康普頓效應(yīng)均表明光具有粒子性，B正確；密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了元電荷的數(shù)值，C錯(cuò)誤；盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，D錯(cuò)誤。2、一單色光照到某金屬表面時(shí)，有光電子從金屬表面逸出，下列說(shuō)法中正確的是A．只增大入射光的頻率，金屬逸出功將變大B．只延長(zhǎng)入射光的照射時(shí)間，光電子的最大初動(dòng)能將增大C．只增大入射光的頻率，光電子的最大初動(dòng)能將增大D．只增大入射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能將增大【答案】C解析根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律，金屬逸出功是金屬本身的特征量，與入射光頻率無(wú)關(guān)。只增大入射光的頻率，根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，逸出的光電子的最大初動(dòng)能增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確。只延長(zhǎng)入射光的照射時(shí)間，不能增大逸出的光電子的最大初動(dòng)能，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。只增大入射光的強(qiáng)度，能夠增大逸出的光電子數(shù)目，不能增大逸出的光電子的最大初動(dòng)能，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3、以下說(shuō)法正確的是A．放射性元素的半衰期跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)，但與外部條件有關(guān)B．某種頻率的紫外線照射到金屬鋅板表面時(shí)能夠發(fā)生光電效應(yīng)，若增大該種紫外線照射的強(qiáng)度，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能并不改變C．根據(jù)玻爾的原子理論，氫原子的核外電子由能量較高的定態(tài)軌道躍遷到能量較低的定態(tài)軌道時(shí)，會(huì)輻射一定頻率的光子，同時(shí)核外電子的動(dòng)能變小D．用一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)用某一頻率的光入射，有光電流產(chǎn)生，若保持入射光的總能量不變而不斷減小入射光的頻率，則始終有光電流產(chǎn)生【答案】B解析放射性元素的半衰期跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)，與外部條件也無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；某種頻率的紫外線照射到金屬鋅板表面時(shí)能夠發(fā)生光電效應(yīng)，若增大該種紫外線照射的強(qiáng)度，根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能并不改變，選項(xiàng)B正確；根據(jù)玻爾的原子理論，氫原子的核外電子由能量較高的定態(tài)軌道躍遷到能量較低的定態(tài)軌道時(shí)，會(huì)輻射一定頻率的光子，同時(shí)核外電子的勢(shì)能減小，動(dòng)能變大，總能量減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；用一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)用某一頻率的光入射，有光電流產(chǎn)生，若保持入射光的總能量不變而不斷減小入射光的頻率，當(dāng)入射光的頻率小于金屬的極限頻率時(shí)，則不能發(fā)生光電效應(yīng)，就沒(méi)有光電流產(chǎn)生，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4、下列核反應(yīng)方程及其表述完全正確的是A.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(92,36)Kr＋eq\o\al(141,56)Ba＋3eq\o\al(1,0)n是裂變反應(yīng)B.eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,1)H是裂變反應(yīng)C.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是人工核轉(zhuǎn)變D.eq\o\al(24,11)Na→eq\o\al(24,12)Mg＋eq\o\al(0,－1)e是聚變反應(yīng)【答案】A解析根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)以及電荷數(shù)守恒可知，各選項(xiàng)的核反應(yīng)方程式均正確，而B(niǎo)屬于輕核聚變、C屬于α衰變、D屬于β衰變，A正確。5、(多選)下列說(shuō)法正確的是A．β衰變現(xiàn)象說(shuō)明電子是原子核的組成部分B．α粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子具有核式結(jié)構(gòu)C．氫原子核外電子軌道半徑越大，其能量越高D．原子從a能級(jí)狀態(tài)躍遷到b能級(jí)狀態(tài)時(shí)發(fā)射波長(zhǎng)為λ1的光子，原子從b能級(jí)狀態(tài)躍遷到c能級(jí)狀態(tài)時(shí)吸收波長(zhǎng)為λ2的光子，已知λ1＞λ2，那么原子從a能級(jí)躍遷到c能級(jí)狀態(tài)時(shí)將要吸收波長(zhǎng)為eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)的光子【答案】BCD解析β衰變現(xiàn)象說(shuō)明原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，原子核由質(zhì)子和中子組成，A項(xiàng)錯(cuò)誤；α粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明原子具有核式結(jié)構(gòu)，B項(xiàng)正確；氫原子核外電子軌道半徑越大，其能量越高，C項(xiàng)正確；由E＝hν及ν＝eq\f(c,λ)，可知原子從a能級(jí)狀態(tài)躍遷到b能級(jí)狀態(tài)發(fā)射光子的能量E1＝eq\f(hc,λ1)，原子從b能級(jí)狀態(tài)躍遷到c能級(jí)狀態(tài)時(shí)吸收光子的能量E2＝eq\f(hc,λ2)，則原子從a能級(jí)狀態(tài)躍遷到c能級(jí)狀態(tài)時(shí)要吸收光子的能量E3＝E2－E1＝eq\f(hc(λ1－λ2),λ2λ1)，波長(zhǎng)為eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)，D項(xiàng)正確。6、如圖所示，根據(jù)氫原子的能級(jí)圖，現(xiàn)讓一束單色光照射到一群處于基態(tài)(量子數(shù)n＝1)的氫原子上，受激的氫原子能自發(fā)地發(fā)出6種不同頻率的光，則照射氫原子的單色光的光子能量為A．13.6eVB．3.4eVC．12.75eVD．12.09eV【答案】C解析根據(jù)受激的氫原子能發(fā)出6種不同頻率的色光，有6＝eq\f(n(n－1),2)，解得n＝4，即能發(fā)出6種不同頻率的光的受激氫原子一定是在n＝4能級(jí)，則照射處于基態(tài)的氫原子的單色光的光子能量為－0.85eV－(－13.6eV)＝12.75eV，C正確。7、(多選)金屬鈣的逸出功為4.3×10－19J，普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，光速c＝3.0×108m/s，以下說(shuō)法正確的是A．用波長(zhǎng)為400nm的單色光照射金屬鈣，其表面有光電子逸出B．用波長(zhǎng)為400nm的單色光照射金屬鈣，不能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象C．若某波長(zhǎng)的單色光能使金屬鈣產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則增大光的強(qiáng)度將會(huì)使光電子的最大初動(dòng)能增大D．若某波長(zhǎng)的單色光能使金屬鈣產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則減小光的強(qiáng)度將會(huì)使單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)減少【答案】AD解析波長(zhǎng)為400nm的單色光的光子能量為E＝heq\f(c,λ)＝4.95×10－19J，大于鈣的逸出功，可以產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象。根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律，光電子的最大初動(dòng)能決定于入射光的頻率而與其強(qiáng)度無(wú)關(guān)，但強(qiáng)度決定了單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)的多少，正確選項(xiàng)為AD。8、(多選)下列說(shuō)法正確的是A．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，證明了原子具有能級(jí)結(jié)構(gòu)B．氘核的質(zhì)量嚴(yán)格等于一個(gè)獨(dú)立質(zhì)子的質(zhì)量和一個(gè)獨(dú)立中子質(zhì)量的和C．頻率為ν的光可以使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，那么頻率大于ν的光也一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)D．氫原子只能吸收某些頻率的光子，證明了氫原子的能級(jí)是不連續(xù)的【答案】CD解析天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，證明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，A錯(cuò)誤；一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子聚變?yōu)橐粋€(gè)氘核時(shí)，釋放出能量，有質(zhì)量虧損，B錯(cuò)誤；產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，因此如果頻率為ν的光能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則頻率大于ν的光也一定能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，C正確；氫原子只能吸收某些頻率的光子，且該光子的能量一定等于兩能級(jí)之間的能量差，證明氫原子的能級(jí)是不連續(xù)的，D正確。9、(多選)靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的eq\o\al(238,92)U核發(fā)生α衰變，產(chǎn)生一個(gè)未知粒子x，它們?cè)诖艌?chǎng)中的運(yùn)動(dòng)徑跡如圖5－14所示，下列說(shuō)法正確的是A．該核反應(yīng)方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)x＋eq\o\al(4,2)HeB．α粒子和粒子x在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同C．軌跡1、2分別是α粒子、x粒子的運(yùn)動(dòng)徑跡D．α粒子、x粒子運(yùn)動(dòng)徑跡半徑之比為45∶1【答案】ABD解析顯然選項(xiàng)A中核反應(yīng)方程正確，A對(duì)；eq\o\al(238,92)U核靜止，根據(jù)動(dòng)量守恒可知α粒子和x新核速度方向相反，又都帶正電，則轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，選項(xiàng)B對(duì)；根據(jù)動(dòng)量守恒可知α粒子和x新核的動(dòng)量大小p相等，由帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑公式R＝eq\f(p,qB)可知軌道半徑R與其所帶電荷量成反比，半徑之比為45∶1，選項(xiàng)C錯(cuò)，D對(duì)。10、(多選)圖為一真空光電管的應(yīng)用電路，其陰極金屬材料的極限頻率為4.5×1014Hz，則以下判斷中正確的是A．發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，電路中光電流的飽和值取決于入射光的頻率B．發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，電路中光電流的飽和值取決于入射光的強(qiáng)度C．用λ＝0.5μm的光照射光電管時(shí)，電路中有光電流產(chǎn)生D．光照射時(shí)間越長(zhǎng)，電路中的電流越大【答案】BC解析在光電管中若發(fā)生了光電效應(yīng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射光電子的數(shù)目只與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，光電流的飽和值只與單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射光電子的數(shù)目有關(guān)。據(jù)此可判斷A、D錯(cuò)誤，B正確。波長(zhǎng)λ＝0.5μm的光子的頻率ν＝eq\f(c,λ)＝eq\f(3×108,0.5×10－6)Hz＝6×1014Hz＞4.5×1014Hz，可發(fā)生光電效應(yīng)，所以C正確。11、(多選)如圖所示，是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖線(直線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為4.27，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)為0.5)。由圖可知A．該金屬的截止頻率為4.27×1014HzB．該金屬的截止頻率為5.5×1014HzC．該圖線的斜率表示普朗克常量D．該金屬的逸出功為0.5eV【答案】AC解析由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，圖中橫軸的截距為該金屬的截止頻率，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；圖線的斜率表示普朗克常量h，C正確；該金屬的逸出功W0＝hνc＝6.63×10－34×4.27×1014J≈1.77eV或W0＝hν－Ek＝6.63×10－34×5.5×1014J－0.5eV≈1.78eV，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。12、(多選)如圖所示是氫原子的能級(jí)圖，大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，一共可以輻射出6種不同頻率的光子，其中巴耳末系是指氫原子由高能級(jí)向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)釋放的光子，則A．6種光子中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是n＝4激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)產(chǎn)生的B．6種光子中有2種屬于巴耳末系C．使n＝4能級(jí)的氫原子電離至少要0.85eV的能量D．若從n＝2能級(jí)躍遷到基態(tài)釋放的光子能使某金屬板發(fā)生光電效應(yīng)，則從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)釋放的光子也一定能使該板發(fā)生光電效應(yīng)E．在6種光子中，從n＝4能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)釋放的光子康普頓效應(yīng)最明顯【答案】BC解析根據(jù)躍遷假說(shuō)在躍遷的過(guò)程中釋放出光子的能量等于兩能級(jí)之差，故從n＝4躍遷到n＝3時(shí)釋放出光子的能量最小，頻率最小，波長(zhǎng)最長(zhǎng)，所以A錯(cuò)誤；由題意知6種光子中有2種屬于巴耳末系，他們分別是從n＝4躍遷到n＝2，從n＝3躍遷到n＝2時(shí)釋放處的光子，故B正確；E4＝0.85eV，故n＝4能級(jí)的電離能等于0.85eV，所以C正確；由圖知，從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)釋放的光子的能量小于n＝2能級(jí)躍遷到基態(tài)釋放的光子的能量，所以D錯(cuò)誤；在6種光子中，n＝4能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)釋放的光子的能量最大，頻率最高，故其康普頓效應(yīng)最明顯，所以E正確。E13、(多選)14C發(fā)生放射性衰變成為14N，半衰期約5700年。已知植物存活期間，其體內(nèi)14C與12C的比例不變；生命活動(dòng)結(jié)束后，14C的比例持續(xù)減小?，F(xiàn)通過(guò)測(cè)量得知，某古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一。下列說(shuō)法正確的是A．該古木的年代距今約5700年B．12C、13C、14C具有相同的中子數(shù)C．14C衰變?yōu)?4N的過(guò)程中放出β射線D．增加樣品測(cè)量環(huán)境的壓強(qiáng)將加速14C的衰變【答案】AC解析因古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一，則可知經(jīng)過(guò)的時(shí)間為一個(gè)半衰期，即該古木的年代距今約為5700年，選項(xiàng)A正確；12C、13C、14C具有相同的質(zhì)子數(shù)，由于質(zhì)量數(shù)不同，故中子數(shù)不同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)核反應(yīng)方程可知，14C衰變?yōu)?4N的過(guò)程中放出電子，即放出β射線，選項(xiàng)C正確；外界環(huán)境不影響放射性元素的半衰期，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。14、已知氦原子的質(zhì)量為MHeu，電子的質(zhì)量為meu，質(zhì)子的質(zhì)量為mpu，中子的質(zhì)量為mnu，u為原子質(zhì)量單位，且由愛(ài)因斯坦質(zhì)能