高考物理二轮复习增分专练：专练（15）近代物理初步(含解析)

高考物理二轮复习增分专练专练（15）近代物理初步(含解析)选择题(共14题，每小题5分，满分70分)1、下列说法正确的是A．洛伦兹发明了回旋加速器B．光电效应现象说明光具有粒子性C．密立根通过油滴实验测出了电子的质量D．卢瑟福通过α粒子散射实验得出了原子核是由质子和中子组成的【答案】B解析劳伦斯发明了回旋加速器，A错误；光电效应现象以及康普顿效应均表明光具有粒子性，B正确；密立根通过油滴实验测出了元电荷的数值，C错误；卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，D错误。2、一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，下列说法中正确的是A．只增大入射光的频率，金属逸出功将变大B．只延长入射光的照射时间，光电子的最大初动能将增大C．只增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大D．只增大入射光的强度，光电子的最大初动能将增大【答案】C解析根据光电效应规律，金属逸出功是金属本身的特征量，与入射光频率无关。只增大入射光的频率，根据爱因斯坦光电效应方程，逸出的光电子的最大初动能增大，选项A错误，C正确。只延长入射光的照射时间，不能增大逸出的光电子的最大初动能，选项B错误。只增大入射光的强度，能够增大逸出的光电子数目，不能增大逸出的光电子的最大初动能，选项D错误。3、以下说法正确的是A．放射性元素的半衰期跟原子所处的化学状态无关，但与外部条件有关B．某种频率的紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，若增大该种紫外线照射的强度，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能并不改变C．根据玻尔的原子理论，氢原子的核外电子由能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会辐射一定频率的光子，同时核外电子的动能变小D．用一光电管进行光电效应实验时，当用某一频率的光入射，有光电流产生，若保持入射光的总能量不变而不断减小入射光的频率，则始终有光电流产生【答案】B解析放射性元素的半衰期跟原子所处的化学状态无关，与外部条件也无关，选项A错误；某种频率的紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，若增大该种紫外线照射的强度，根据爱因斯坦光电效应方程，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能并不改变，选项B正确；根据玻尔的原子理论，氢原子的核外电子由能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会辐射一定频率的光子，同时核外电子的势能减小，动能变大，总能量减小，选项C错误；用一光电管进行光电效应实验时，当用某一频率的光入射，有光电流产生，若保持入射光的总能量不变而不断减小入射光的频率，当入射光的频率小于金属的极限频率时，则不能发生光电效应，就没有光电流产生，选项D错误。4、下列核反应方程及其表述完全正确的是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是裂变反应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是裂变反应C.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是人工核转变D.eq\o\al(24,11)Na→eq\o\al(24,12)Mg＋eq\o\al(0,－1)e是聚变反应【答案】A解析根据核反应的质量数以及电荷数守恒可知，各选项的核反应方程式均正确，而B属于轻核聚变、C属于α衰变、D属于β衰变，A正确。5、(多选)下列说法正确的是A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B．α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构C．氢原子核外电子轨道半径越大，其能量越高D．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λ1＞λ2，那么原子从a能级跃迁到c能级状态时将要吸收波长为eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)的光子【答案】BCD解析β衰变现象说明原子核有复杂的结构，原子核由质子和中子组成，A项错误；α粒子散射实验说明原子具有核式结构，B项正确；氢原子核外电子轨道半径越大，其能量越高，C项正确；由E＝hν及ν＝eq\f(c,λ)，可知原子从a能级状态跃迁到b能级状态发射光子的能量E1＝eq\f(hc,λ1)，原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收光子的能量E2＝eq\f(hc,λ2)，则原子从a能级状态跃迁到c能级状态时要吸收光子的能量E3＝E2－E1＝eq\f(hc(λ1－λ2),λ2λ1)，波长为eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)，D项正确。6、如图所示，根据氢原子的能级图，现让一束单色光照射到一群处于基态(量子数n＝1)的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为A．13.6eVB．3.4eVC．12.75eVD．12.09eV【答案】C解析根据受激的氢原子能发出6种不同频率的色光，有6＝eq\f(n(n－1),2)，解得n＝4，即能发出6种不同频率的光的受激氢原子一定是在n＝4能级，则照射处于基态的氢原子的单色光的光子能量为－0.85eV－(－13.6eV)＝12.75eV，C正确。7、(多选)金属钙的逸出功为4.3×10－19J，普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，光速c＝3.0×108m/s，以下说法正确的是A．用波长为400nm的单色光照射金属钙，其表面有光电子逸出B．用波长为400nm的单色光照射金属钙，不能产生光电效应现象C．若某波长的单色光能使金属钙产生光电效应现象，则增大光的强度将会使光电子的最大初动能增大D．若某波长的单色光能使金属钙产生光电效应现象，则减小光的强度将会使单位时间内发射的光电子数减少【答案】AD解析波长为400nm的单色光的光子能量为E＝heq\f(c,λ)＝4.95×10－19J，大于钙的逸出功，可以产生光电效应现象。根据光电效应规律，光电子的最大初动能决定于入射光的频率而与其强度无关，但强度决定了单位时间内发射的光电子数的多少，正确选项为AD。8、(多选)下列说法正确的是A．天然放射现象的发现，证明了原子具有能级结构B．氘核的质量严格等于一个独立质子的质量和一个独立中子质量的和C．频率为ν的光可以使某金属发生光电效应，那么频率大于ν的光也一定能使该金属发生光电效应D．氢原子只能吸收某些频率的光子，证明了氢原子的能级是不连续的【答案】CD解析天然放射现象的发现，证明原子核具有复杂的结构，A错误；一个质子和一个中子聚变为一个氘核时，释放出能量，有质量亏损，B错误；产生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，因此如果频率为ν的光能使某金属产生光电效应现象，则频率大于ν的光也一定能使该金属产生光电效应现象，C正确；氢原子只能吸收某些频率的光子，且该光子的能量一定等于两能级之间的能量差，证明氢原子的能级是不连续的，D正确。9、(多选)静止在匀强磁场中的eq\o\al(238,92)U核发生α衰变，产生一个未知粒子x，它们在磁场中的运动径迹如图5－14所示，下列说法正确的是A．该核反应方程为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在磁场中做圆周运动时转动方向相同C．轨迹1、2分别是α粒子、x粒子的运动径迹D．α粒子、x粒子运动径迹半径之比为45∶1【答案】ABD解析显然选项A中核反应方程正确，A对；eq\o\al(238,92)U核静止，根据动量守恒可知α粒子和x新核速度方向相反，又都带正电，则转动方向相同，选项B对；根据动量守恒可知α粒子和x新核的动量大小p相等，由带电粒子在磁场中运动半径公式R＝eq\f(p,qB)可知轨道半径R与其所带电荷量成反比，半径之比为45∶1，选项C错，D对。10、(多选)图为一真空光电管的应用电路，其阴极金属材料的极限频率为4.5×1014Hz，则以下判断中正确的是A．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率B．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度C．用λ＝0.5μm的光照射光电管时，电路中有光电流产生D．光照射时间越长，电路中的电流越大【答案】BC解析在光电管中若发生了光电效应，单位时间内发射光电子的数目只与入射光的强度有关，光电流的饱和值只与单位时间内发射光电子的数目有关。据此可判断A、D错误，B正确。波长λ＝0.5μm的光子的频率ν＝eq\f(c,λ)＝eq\f(3×108,0.5×10－6)Hz＝6×1014Hz＞4.5×1014Hz，可发生光电效应，所以C正确。11、(多选)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为4.27，与纵轴交点坐标为0.5)。由图可知A．该金属的截止频率为4.27×1014HzB．该金属的截止频率为5.5×1014HzC．该图线的斜率表示普朗克常量D．该金属的逸出功为0.5eV【答案】AC解析由光电效应方程Ek＝hν－W0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，C正确；该金属的逸出功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，选项D错误。12、(多选)如图所示是氢原子的能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出6种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n＝2能级跃迁时释放的光子，则A．6种光子中波长最长的是n＝4激发态跃迁到基态时产生的B．6种光子中有2种属于巴耳末系C．使n＝4能级的氢原子电离至少要0.85eV的能量D．若从n＝2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应，则从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子也一定能使该板发生光电效应E．在6种光子中，从n＝4能级跃迁到n＝1能级释放的光子康普顿效应最明显【答案】BC解析根据跃迁假说在跃迁的过程中释放出光子的能量等于两能级之差，故从n＝4跃迁到n＝3时释放出光子的能量最小，频率最小，波长最长，所以A错误；由题意知6种光子中有2种属于巴耳末系，他们分别是从n＝4跃迁到n＝2，从n＝3跃迁到n＝2时释放处的光子，故B正确；E4＝0.85eV，故n＝4能级的电离能等于0.85eV，所以C正确；由图知，从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子的能量小于n＝2能级跃迁到基态释放的光子的能量，所以D错误；在6种光子中，n＝4能级跃迁到n＝1能级释放的光子的能量最大，频率最高，故其康普顿效应最明显，所以E正确。E13、(多选)14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约5700年。已知植物存活期间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减小。现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是A．该古木的年代距今约5700年B．12C、13C、14C具有相同的中子数C．14C衰变为14N的过程中放出β射线D．增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变【答案】AC解析因古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，则可知经过的时间为一个半衰期，即该古木的年代距今约为5700年，选项A正确；12C、13C、14C具有相同的质子数，由于质量数不同，故中子数不同，选项B错误；根据核反应方程可知，14C衰变为14N的过程中放出电子，即放出β射线，选项C正确；外界环境不影响放射性元素的半衰期，选项D错误。14、已知氦原子的质量为MHeu，电子的质量为meu，质子的质量为mpu，中子的质量为mnu，u为原子质量单位，且由爱因斯坦质能