2023年物理大二輪復(fù)習(xí)8 選擇題專練(八)近代物理初步

選擇題專練(八)近代物理初步eq\a\vs4\al(\f(對(duì)應(yīng)學(xué)生,用書P210))1．下列有關(guān)物理學(xué)史的說法正確的是()A．J.J.湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子并提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型B．普朗克把能量子引入物理學(xué)，破除了“能量連續(xù)變化”的觀念C．法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，并得出了法拉第電磁感應(yīng)定律D．玻爾原子理論的成功之處是它保留了經(jīng)典粒子的觀念B[J.J.湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；普朗克把能量子引入物理學(xué)，破除了“能量連續(xù)變化”的觀念，選項(xiàng)B正確；法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，德國物理學(xué)家紐曼、韋伯得出了法拉第電磁感應(yīng)定律，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；玻爾原子理論的成功之處是引入了量子理論，不足之處是保留了經(jīng)典粒子的觀念，故D錯(cuò)誤。]2．(2022·廣東清遠(yuǎn)市模擬)下列四幅圖所涉及的相關(guān)知識(shí)或結(jié)論對(duì)近代物理的發(fā)展至關(guān)重要，以下說法正確的是()A．為了解釋甲圖裝置出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，普朗克提出了能量子的概念B．玻爾提出了“定態(tài)”和“躍遷”的概念，用乙圖成功地解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律C．J.J.湯姆孫利用丙圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，通過實(shí)驗(yàn)提出了原子的“棗糕模型”D．通過丁圖可知Fe核的比結(jié)合能最大，所以如果把Fe核分裂成E、F兩個(gè)原子核，該反應(yīng)會(huì)釋放出核能B[為了解釋黑體輻射的能量與波長(zhǎng)的函數(shù)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，普朗克提出了能量子的概念，A錯(cuò)誤；玻爾的原子理論第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域提出了“定態(tài)”和“躍遷”的概念，成功的解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，B正確；J.J.湯姆孫在研究陰極射線時(shí)，發(fā)現(xiàn)電子，從而提出了原子的“棗糕模型”，C錯(cuò)誤；平均核子質(zhì)量越小，比結(jié)合能越大，F(xiàn)e核的比結(jié)合能最大，由平均質(zhì)量較大的核子聚變或裂變成平均質(zhì)量較小的核子，一定伴隨有質(zhì)量虧損，放出核能，F(xiàn)e核分裂成E、F兩個(gè)原子核會(huì)吸收能量，D錯(cuò)誤。]3．在一次核反應(yīng)中eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U變成eq\o\al(\s\up1(136),\s\do1(54))Xe和eq\o\al(\s\up1(90),\s\do1(38))Sr，同時(shí)釋放出若干X粒子。eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U的平均結(jié)合能約為7.6MeV，eq\o\al(\s\up1(136),\s\do1(54))Xe的平均結(jié)合能約為8.4MeV，eq\o\al(\s\up1(90),\s\do1(38))Sr的平均結(jié)合能約為8.7MeV，下列說法正確的是()A．X粒子為電子B．一個(gè)eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U核分解為核子時(shí)要釋放的能量約為1786MeVC．核子結(jié)合成一個(gè)eq\o\al(\s\up1(90),\s\do1(38))Sr核吸收的能量約為783MeVD．一個(gè)該核反應(yīng)能釋放出的能量約為139.4MeVD[根據(jù)核反應(yīng)過程電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒知，X粒子的電荷數(shù)為0，所以只能為中子，A錯(cuò)誤；一個(gè)eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U分解成核子時(shí)，要吸收的能量為E1＝235×7.6MeV＝1786MeV，B錯(cuò)誤；使相應(yīng)的核子結(jié)合成eq\o\al(\s\up1(90),\s\do1(38))Sr要放出的能量為E3＝90×8.7MeV＝783MeV，C錯(cuò)誤；使相應(yīng)的核子結(jié)合成eq\o\al(\s\up1(136),\s\do1(54))Xe要放出的能量E2＝136×8.4MeV＝1142.4MeV，這個(gè)核反應(yīng)放出的能量為E＝E2＋E3－E1＝139.4MeV>0，D正確。]4．新冠病毒疫情防控工作中額溫槍被廣泛使用。有一種額溫槍的工作原理是采集人體輻射出的紅外線，并將紅外線照射到溫度傳感器上，發(fā)生光電效應(yīng)，從而將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)顯示出人體的溫度。已知人體在正常體溫時(shí)輻射的紅外線波長(zhǎng)約為9×10－6m，用該波長(zhǎng)的紅外線照射圖甲電路中陰極K，電路中的光電流隨電壓變化的圖像如圖乙所示，已知h＝6.63×10－34J·s，c＝3.0×108m/s，e＝1.6×A．真空中波長(zhǎng)9×10－6m的紅外線的頻率約為3.3×1010B．該光電管的陰極金屬逸出功約為1.9×10－20JC．人體溫度升高，輻射的紅外線強(qiáng)度增大，飽和電流減小D．對(duì)于某種金屬，無論照射光的頻率多小，只要強(qiáng)度足夠大、光照時(shí)間足夠長(zhǎng)就可以產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象B[由c＝λν得，紅外線的頻率約為3.3×1013Hz，A錯(cuò)誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，根據(jù)動(dòng)能定理得－eUc＝0－Ek，解得該光電管的陰極金屬逸出功約為1.9×10－20J，B正確；人體溫度升高，輻射的紅外線強(qiáng)度增大，逸出光電子增加，飽和電流增大，C錯(cuò)誤；對(duì)于某種金屬，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，若照射光的頻率小于其截止頻率，則無論強(qiáng)度多大、光照時(shí)間多長(zhǎng)，都不會(huì)有光電子逸出，不會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，D錯(cuò)誤。]5．2022年1月，西安衛(wèi)星測(cè)控中心圓滿完成52顆在軌運(yùn)行的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星健康狀態(tài)評(píng)估工作?！绑w檢”結(jié)果顯示，所有北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)均滿足正常提供各類服務(wù)的要求。北斗導(dǎo)航衛(wèi)星中的“北斗三號(hào)”采用星載氫原子鐘，通過氫原子能級(jí)躍遷產(chǎn)生電磁波校準(zhǔn)時(shí)鐘。氫原子的部分能級(jí)結(jié)構(gòu)如圖，則()A．氫原子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)后，原子的電勢(shì)能減少B．用11eV的光子照射，能使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)C．一群處于n＝4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，最多可以輻射出3種不同頻率的光子D．一群處于n＝3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，發(fā)出的光照射鉀板(逸出功為2.25eV)，鉀板表面所發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能為9.84eVD[按照玻爾原子理論，氫原子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，核外電子從低軌道躍遷到高軌道，克服庫侖力做功，原子的電勢(shì)能增大，故A錯(cuò)誤；處于基態(tài)的氫離子躍遷到激發(fā)態(tài)，如果到第2能級(jí)ΔE＝E2－E1＝10.2eV，如果到第3能級(jí)ΔE′＝E3－E1＝12.09eV，都不符合躍遷條件，故B錯(cuò)誤；大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷能輻射N＝eq\f(4×（4－1）,2)＝6種不同頻率的光子，故C錯(cuò)誤；n＝3的氫原子從激發(fā)態(tài)向低能級(jí)躍遷，釋放的光子能量最大12.09eV，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，解得最大初動(dòng)能為9.84eV，故D正確。]6．用a、b兩種可見光照射同一光電效應(yīng)裝置，測(cè)得的光電流和電壓的關(guān)系圖像如圖甲所示，圖乙為氫原子的能級(jí)圖。已知可見光的光子能量在1.62eV到3.11eV之間，下列說法正確的是()A．a(chǎn)光的波長(zhǎng)比b光的小B．單色光a的光子動(dòng)量比單色光b的光子動(dòng)量大C．用大量E＝12.75eV的光子去照射基態(tài)的氫原子可以得到兩種可見光D．若a光是氫原子從n＝4能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光，則b光是氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光C[根據(jù)hν－W0＝eUc可知，頻率越大的遏止電壓越大，所以a光的頻率比b光的小，根據(jù)λ＝eq\f(c,ν)可知，頻率越大時(shí)波長(zhǎng)越小，所以a光的波長(zhǎng)比b光的大，A錯(cuò)誤；根據(jù)p＝eq\f(h,λ)可知，單色光a的光子動(dòng)量比單色光b的光子動(dòng)量小，B錯(cuò)誤；用大量E＝12.75eV的光子去照射基態(tài)的氫原子，則有En＝E1＋ΔE＝－13.6eV＋12.75eV＝－0.85eV，可知n＝4，即可以躍遷到第四個(gè)能級(jí)，所以能得到兩種可見光，即n＝4躍遷到n＝2和n＝3躍遷到n＝2，C正確；根據(jù)ε＝hν，因?yàn)閍光的頻率比b光的小，則若a光是從n＝4躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光，則b光不可能是從n＝3躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光，D錯(cuò)誤。]7．(2022·湖南長(zhǎng)沙模擬)靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的碳14原子核發(fā)生衰變，放射出的粒子與反沖核的運(yùn)動(dòng)軌跡是兩個(gè)內(nèi)切的圓，兩圓的直徑之比為7∶1，如圖所示，那么碳14的衰變方程為()A．eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(6))C→eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(－1))e＋eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(5))B B．eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(6))C→eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(10),\s\do1(4))BeC．eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(6))C→eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H＋eq\o\al(\s\up1(12),\s\do1(5))B D．eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(6))C→eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(－1))e＋eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(7))ND[原子核的衰變過程滿足動(dòng)量守恒，粒子與反沖核的速度方向相反，根據(jù)左手定則判斷得知，粒子與反沖核的電性相反，則知粒子帶負(fù)電，所以該衰變是β衰變，此粒子是β粒子，符號(hào)為eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(－1))e；可得兩帶電粒子動(dòng)量大小相等，方向相反，據(jù)動(dòng)量守恒定律可得m1v1＝m2v2，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，滿足qvB＝meq\f(v2,r)，可得半徑公式為r＝eq\f(mv,qB)，r與q成反比，因大圓與小圓的半徑之比為7∶1，則得β粒子與反沖核的電荷量之比為1∶7，所以反沖核的電荷量為7e，電荷數(shù)是7，其符號(hào)為eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(7))N，所以碳14的衰變方程為eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(6))C→eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(－1))e＋eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(7))N，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確。]8．(多選)如圖甲所示為氫原子的部分能級(jí)圖，現(xiàn)有大量處于n＝4能級(jí)的氫原子將發(fā)生躍遷。圖乙為光電效應(yīng)演示裝置，現(xiàn)將氫原子躍遷發(fā)出的光照射鋅板，已知鋅板逸出功為3.4eV。下列說法正確的是()A．最多能發(fā)出6種頻率的光B．鋅板不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)C．若發(fā)生光電效應(yīng)，則驗(yàn)電器內(nèi)的金屬片帶負(fù)電D．若發(fā)生光電效應(yīng)，從鋅板打出的光電子的最大初動(dòng)能為9.35eVAD[根據(jù)玻爾原子理論可知，大量處于n＝4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷，產(chǎn)生的光子的種類N＝Ceq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(4))＝6種，A正確；氫原子從n＝4能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)時(shí)，輻射的光子能量最大，其值為ΔE＝E4－E1＝12.75eV＞W(wǎng)0＝3.4eV，故鋅板會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，B錯(cuò)誤；若發(fā)生光電效應(yīng)，則鋅板由于缺少電子而帶正電，則驗(yàn)電器內(nèi)的金屬片帶正電，C錯(cuò)誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得光電子的最大初動(dòng)能為Ek＝hν－W0＝12.75eV－3.4eV＝9.35eV，D正確。]9．(多選)(2022·浙江寧波二模)2021年9月，在甘肅省武威市全球首臺(tái)釷基熔鹽核反應(yīng)堆進(jìn)行試運(yùn)行放電，也標(biāo)志著我國成為世界上第一個(gè)對(duì)第四代核電技術(shù)進(jìn)行商業(yè)化試驗(yàn)運(yùn)營的國家。反應(yīng)堆工作原理如圖所示，釷232(eq\o\al(\s\up1(232),\s\do1(90))Th)吸收一個(gè)中子后會(huì)變成釷233，釷233不穩(wěn)定，會(huì)變成易裂變核素鈾233(eq\o\al(\s\up1(233),\s\do1(92))U)。下列說法正確的是()A．釷232變成鈾233的核反應(yīng)方程式是：eq\o\al(\s\up1(232),\s\do1(90))Th＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n→eq\o\al(\s\up1(233),\s\do1(91))Pa＋eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(－1))e，eq\o\al(\s\up1(233),\s\do1(91))Pa→eq\o\al(\s\up1(233),\s\do1(92))U＋eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(－1))eB．中間產(chǎn)生的新核鏷233(eq\o\al(\s\up1(233),\s\do1(91))Pa)從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，會(huì)伴隨γ射線輻射C．新核鈾233(eq\o\al(\s\up1(233),\s\do1(92))U)的結(jié)合能小于釷233(eq\o\al(\s\up1(233),\s\do1(90))Th)D．核反應(yīng)堆是通過核裂變把核能直接轉(zhuǎn)化為電能來發(fā)電AB[根據(jù)核反應(yīng)的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知，釷232變成鈾233的核反應(yīng)方程式是eq\o\al(\s\up1(232),\s\do1(90))Th＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n→eq\o\al(\s\up1(233),\s\do1(91))Pa＋eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(－1))e，eq\o\al(\s\up1(233),\s\do1(91))P→eq\o\al(\s\up1(233),\s\do1(92))U＋eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(－1))e，選項(xiàng)A正確；中間產(chǎn)生的新核鏷233(eq\o\al(\s\up1(233),\s\do1(91))Pa)從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，放出能量，會(huì)伴隨γ射線輻射，選項(xiàng)B正確；整個(gè)過程中釋放能量，則生成的新核鈾233(eq\o\al(\s\up1(233),\s\do1(92))U)更加穩(wěn)定，則新核鈾233(eq\o\al(\s\up1(233),\s\do1(92))U)的結(jié)合能大于釷233(eq\o\al(\s\up1(233),\s\do1(90))Th)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在核電站的核反應(yīng)堆內(nèi)部，核燃料具有的核能通過核裂變反應(yīng)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，然后通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能，故D錯(cuò)誤。]10．(多選)(2022·浙江金華高三模擬)鈾核裂變的一種方程為eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U＋X→eq\o\al(\s\up1(94),\s\do1(38))Sr＋eq\o\al(\s\up1(139),\s\do1(54))Xe＋3eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n，已知原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)的關(guān)系如圖所示，下列說法中正確的有()A．X粒子是中子B．X粒子是質(zhì)子C．eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U、eq\o\al(\s\up1(94),\s\do1(38))Sr、eq\o\al(\s\up1(139),\s\do1(54))Xe相比，eq\o\al(\s\up1(94),\s\do1(38))Sr的比結(jié)合能最大，最穩(wěn)定D．eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U、eq\o\al(\s\up1(94),\s\do1(38))Sr、eq\o\al(\s\up1(139),\s\do1(54))Xe相比，eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U的質(zhì)量數(shù)最多，結(jié)合能最大ACD[根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，知X的質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為0，X為中子，故A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)圖像可知，eq\o\al(\s\up1(94),\s\do1(38))Sr的比結(jié)合能最大，最穩(wěn)定，eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U的質(zhì)量數(shù)最多，結(jié)合能最大，故C、D正確。]11．(多選)(2022·廣東潮州市二模)華龍一號(hào)全球首堆并網(wǎng)成功，標(biāo)