2019届高三物理二轮复习专题五《近代物理初步》训练(带答案及详解)

1、近代物理初步专题训练1.根据所给图片结合课本相关知识,下列说法正确的是()。A.图甲是电子束穿过铝箔后的衍射图样,证明电子具有粒子性B.图乙是利用不同气体制成的五颜六色的霓虹灯,原理是各种气体原子的能级不同,跃迁时发射光子的能量不同,光子的频率不同C.图丙是工业上利用射线检测金属板厚度的装置,在、三种射线中,最有可能使用的射线是射线D.图丁是原子核的比结合能与质量数A的关系图象,由图可知中等大小的核的比结合能最大,即(核反应中)平均每个核子的质量亏损最小解析图甲是电子束穿过铝箔后的衍射图样,证明电子具有波动性,A项错误;图乙是利用不同气体制成的五颜六色的霓虹灯,原理是各种气体原子的能级不同,跃

2、迁时发射光子的能量不同,光子的频率不同,B项正确;图丙是工业上利用射线检测金属板厚度的装置,在、三种射线中,由于射线穿透能力最强,最有可能使用的射线是射线,C项错误;图丁是原子核的比结合能与质量数A的关系图象,由图可知中等大小的核的比结合能最大,即当核子结合成原子核时平均每个核子释放的能量最大,平均每个核子的质量亏损最大,D项错误。答案B2.(2018黄冈模拟)(多选)如图所示为研究光电效应规律的实验电路,电源的两个电极分别与接线柱c、d连接。用一定频率的单色光a照射光电管时,灵敏电流计的指针会发生偏转,而用另一频率的单色光b照射该光电管时,灵敏电流计的指针不偏转。下列说法正确的是()。A.a

3、光的频率一定大于b光的频率B.电源正极可能与c接线柱连接C.用b光照射光电管时,一定没有发生光电效应D.若灵敏电流计的指针发生偏转,则电流方向一定是ef解析由于电源的接法不知道,所以有两种情况:(1)c接负极,d接正极。用某种频率的单色光a照射光电管阴极K,电流计的指针发生偏转,知a光频率大于金属的极限频率。用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时,电流计的指针不发生偏转,知b光的频率小于金属的极限频率,所以a光的频率一定大于b光的频率。(2)c接正极,d接负极。用某种频率的单色光a照射光电管阴极K,电流计的指针发生偏转,知a光产生的光电子能到达负极d端。用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时,

4、若发生光电效应,电流计的指针不发生偏转,知b光产生的光电子不能到达负极d端,a光产生的光电子的最大初动能大,则a光的频率一定大于b光的频率,A、B两项正确。由以上的分析可知,不能判断出用b光照射光电管时,一定没有发生光电效应,C项错误。电流的方向与负电荷定向移动的方向相反,若灵敏电流计的指针发生偏转,则电流方向一定是ef,D项正确。答案ABD3.(2018河南模拟)(多选)利用如图甲所示的实验装置观测光电效应,已知实验中测得某种金属的遏止电压U与入射c频率之间的关系如图乙所示,电子的电荷量e=1.610-19C,则()。A.普朗克常量为B.该金属的逸出功为eU1C.电源的右端为正极D.若电流表

5、的示数为10A,则每秒内从阴极发出的光电子数的最小值为6.251012解析由爱因斯坦光电效应方程易得,Uc=-,知题图乙图线的斜率=,则普朗克常量h=,该金属的逸出功W0=h1=eU1,A项错误,B项正确;电源左端为负极,右端为正极,C项正确;每秒内发出的光电子的电荷量q=It=1010-61C=10-5C,而n=,故每秒内至少发出6.251013个光电子,D项错误。答案BC4.(2018甘肃质检)用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应,得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图所示。下列说法中正确的是()。A.a光光子的频率大于b光光子的频率,a光的强度小于b光的强度B.a光光子

6、的频率小于b光光子的频率,a光的强度小于b光的强度C.如果使b光的强度减半,则在任何电压下,b光产生的光电流强度一定比a光产生的光电流强度小D.另一个光电管加一定的正向电压,如果a光能使该光电管产生光电流,则b光一定能使该光电管产生光电流解析由题图可知b光的遏止电压大,其逸出的光电子最大初动能大,所以b光的频率大。a光的饱和光电流大于b光的饱和光电流,故a光的强度大于b光的强度,A、B两项错误。如果使b光的强度减半,则只是b光的饱和光5.一个德布罗意波长为的中子和另一个德布罗意波长为的氘核同向正碰后结合成一个氚核,该氚核的德布罗意波电流减半,在特定的电压下,b光产生的光电流强度不一定比a光产生

7、的光电流强度小,C项错误。因b光的频率大于a光的频率,故另一个光电管加一定的正向电压,如果a光能使该光电管产生光电流,则b光一定能使该光电管产生光电流,D项正确。答案D12长为()。A.B.-C.D.-解析中子的动量p1=,氘核的动量p2=,同向正碰后形成的氚核的动量p3=p2+p1,所以氚核的德布罗意波长3=,A项正确。答案A6.(多选)波粒二象性是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,它们的德布罗意波长也相等解析光电效应说明光的粒子性,A

8、项正确;热中子束射到晶体上产生衍射图样,即运动的实物粒子具有波的特性,说明中子具有波动性,B项正确;黑体辐射的实验规律说明电磁辐射的量子化,即黑体辐射是不连续的、一份一份的,所以黑体辐射用光的粒子性解释,C项错误;根据德布罗意波长公式=,p2=2mEk,又因为质子的质量大于电子的质量,所以动能相等的质子和电子,质子的德布罗意波长较短,D项错误。答案AB8.(2018黄冈模拟)下列关于原子物理知识的叙述错误的是()。7.(2018北京一模)图示是氢原子的能级图。一个氢原子从n=4的能级向低能级跃迁,以下判断正确的是()。A.该氢原子最多可辐射出6种不同频率的光子B.该氢原子跃迁到基态时需要吸收1

9、2.75eV的能量C.该氢原子只有吸收0.85eV的光子时才能电离D.该氢原子向某一低能级跃迁时,向外辐射的光子的能量是特定值解析本题研究的是单个氢原子,单个处于n能级的氢原子向低能级跃迁时最多可辐射出n-1条不同频率的光子,故该氢原子向低能级跃迁时最多可辐射出3种不同频率的光子,A项错误;该氢原子跃迁到基态时需要释放-0.85eV-(-13.6eV)=12.75eV的能量,B项错误;只要吸收的光子的能量大于0.85eV,该氢原子就能电离,C项错误;氢原子向低能级跃迁时,向外辐射的光子的能量等于两能级的能量差,此能量差为一特定值,D项正确。答案DA.衰变的实质是核内的中子转化为一个质子和一个电

10、子B.结合能越大,原子核内核子结合得越牢固,原子核越稳定C.两个轻核结合成一个中等质量的核,存在质量亏损D.对于一个特定的氡原子,即使知道了半衰期,也不能准确地预言它在何时衰变解析衰变所释放的电子,是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的,A项正确;比结合能越大,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定,B项错误;两个轻核结合成一个中等质量的核,要释放能量,根据质能方程可知存在质量亏损,C项正确;对于一个特定的衰变原子,我们并不知道它将何时发生衰变,D项正确。答案B9.(2018成都月考)2018年是居里夫妇发现了放射性元素钋Po)的120周年。若元素钋发生某种衰变,其半衰期是138天,衰变方程

11、为PoPb+Y+。下列说法不正确的是()。A.该元素发生的是衰变B.Y原子核含有4个核子C.射线是衰变形成的铅核释放的D.200g的Po经276天,已发生衰变的质量为150g解析根据衰变方程PoPb+Y+可知,Y是He,属于衰变,而射线是伴随着衰变产生的,A项错误;根据电荷数守恒和质量数守恒得,Y的电荷数为2,质量数为4,则核子数为4,B项正确;射线是衰变形成的铅核向低能级跃迁时释放的,C项正确;根据m余=m原知,200g的Po经276天,还剩余m原,故已衰变的质量为150g,D项正确。答案A10.(多选)太阳的能量来源是轻核的聚变,太阳中存在的主要元素是氢,核聚变反应可以看作是4个氢核H)结

12、合成1个氦核同时放出2个正电子。下表中列出了部分粒子的质量(取1u=10-26kg)正电子粒子名称质子(p)粒子中子(n)(e)质量/u1.00734.00150.000551.0087以下说法正确的是()。A.核反应方程为HHe+eB.4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为0.0266kgC.4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为4.4310-29kgD.聚变反应过程中释放的能量约为4.010-12J解析由核反应的质量数守恒及电荷数守恒得HHe+e,A项正确;反应中的质量亏损m=4mp-m-2me=(41.0073-4.0015-20.00055)u=0.0266u4.4310-29kg,C

13、项正确,B项错误;由质能方程得E=mc2=4.4310-29(3108)2J410-12J,D项正确。答案ACD11.(2018河北模拟)下列说法正确的是()。A.用能量等于氘核结合能的光子照射静止的氘核,可使氘核分解为一个质子和一个中子B.质子和中子结合成原子核时不一定有质量亏损,但一定释放出能量C.原子核的结合能越大,原子核越稳定D.重核裂变前后质量数守恒,但质量一定减小解析质子和中子结合成氘核前,需要有很大的动能,才能使它们的距离达到能够结合的程度,所以要使静止的氘核分解为质子和中子,除了要给它补充由于质量亏损释放的能量外,还需要给它们分离时所需的动能,A项错误;质子和中子结合成原子核时

14、一定有质量亏损,根据爱因斯坦质能方程知,有能量放出,B项错误;原子核的比结合能越大,原子核越稳定,C项错误;重核裂变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒,但裂变过程会释放出巨大的能量,由爱因斯坦质能方程可知,一定有质量亏损,D项正确。答案D12.(2018青海联考)如图所示为查德威克发现中子的实验示意图,利用钋Po)衰变放出的粒子轰击铍Be),产生的粒子P能将石蜡中的质子打出来。下列说法正确的是()。A.粒子是氦原子B.粒子Q的穿透能力比粒子P的强C.钋的衰变方程为PoPbHeD.粒子轰击铍的核反应方程为HeBeCn解析粒子是氦原子核,A项错误;粒子P是中子,粒子Q是质子,由于质子带正电,当质子射入

15、物质时,受到的库仑力会阻碍质子的运动,而中子不带电,不受库仑力作用,所以B项错误;在钋衰变中,根据质量数守恒知产生的是Pb,并非Pb,C项错误HeBeCn是查德威克发现中子的核反应方程,D项正确。答案D13.(多选)“核反应堆”是通过可控的链式反应实现核能释放的,核燃料是铀棒,在铀棒周围要放“慢化剂”,快中子和慢化剂中的碳原子核碰撞后,中子能量减少,变为慢中子。碳核的质量是中子的12倍,假设中子与碳核是弹性正碰,而且认为碰撞前中子动能是E0,碳核都是静止的,则()。A.链式反应是指由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程B.镉棒的作用是与铀棒发生化学反应,消耗多余的铀原子核,从而达到