2023-2024届一轮复习人教版 章末真题15　近代物理 作业

章末真题练15近代物理

1.（2022・湖南卷,1）关于原子结构和微观粒子波粒二象性,下列说法

正确的是（C）

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

解析:卢瑟福的核式结构模型解释的是ɑ粒子散射实验现象,选项A

错误;玻尔原子理论只解释了氢原子光谱分立特征,但无法解释其他

原子如氮的原子光谱,选项B错误;光电效应说明光具有能量,具有粒

子性,选项C正确；电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子的波动性，

选项D错误。

2.（2022・湖北卷,1）上世纪四十年代初,我国科学家王渔昌先生首先

提出证明中微子存在的实验方案:如果静止原子核ZBe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Ve,即/Be+γ%—X+g

Veo根据核反应后原子核X的动能和动量,可以间接测量中微子的能

量和动量,进而确定中微子的存在。下列说法正确的是（A）

A.原子核X是Ji

B.核反应前后的总质子数不变

C.核反应前后总质量数不同

D.中微子Ve的电荷量与电子的相同

解析:根据质量数守恒和电荷数守恒有,X的质量数为7,电荷数为3.

可知原子核X是算i,A正确,C错误；由选项A可知,原子核X是［i,

0

则核反应方程为>+.1e^^Li+θVe,则反应前的总质子数为4,反

应后的总质子数为3,B错误；中微子不带电,则中微子Ve电荷量与电

子的不相同,D错误。

3.（2022•河北卷,4）如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应

的遏止电压UC与入射光频率V的实验曲线,该实验直接证明了爱因斯

坦光电效应方程,并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。

由图像可知（A）

A.钠的逸出功为hV,

B.钠的截止频率为8.5XlO'4Hz

C.图中直线的斜率为普朗克常量h

D.遏止电压UC与入射光频率V成正比

解析:根据遏止电压与最大初动能的关系有eUc=Eka,根据光电效应方

程有EkMhV-W0,结合题图像可知，当UC为0时,解得W0=hV°A正确;

钠的截止频率为Vc,根据图像可知,截止频率小于8.5XlO14Hz,B错

误；结合遏止电压与光电效应方程可解得Uc=-VA可知题图中直线

ee

的斜率表示士C错误;根据遏止电压与入射光的频率关系式可知,遏止

e

电压UC与入射光频率V呈线性关系,不是成正比,D错误。

4.（2019•天津卷,5）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是（C）

解析：由爱因斯坦光电效应方程Elt=hV-W。和动能定理-eU=0-Ek得eU=h

V-W0,知遏止电压越大,则光的频率越大，Vb>Vc>Va,由光的色散现

象知频率越大,折射率越大,光的偏折角越大。选项C正确。

5.（2022・广东卷,5）目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大

的氢原子。氢原子第n能级的能量为En=W其中&=-13.6eV。如图

n2

是按能量排列的电磁波谱,要使n=20的氢原子吸收一个光子后,恰好

失去一个电子变成氢离子,被吸收的光子是（A）

红外线1紫外线X射线

JΓIIT1-

IO210^'IO010'IO2IO5

能量(eV)

A.红外线波段的光子B.可见光波段的光子

C.紫外线波段的光子D.X射线波段的光子

解析:n=20的氢原子能量为E20=^=-O.034eV,该氢原子的电离能为

0.034eVo吸收一个光子,恰好失去一个电子变成氢离子，由题图所示

按能量排列的电磁波谱可知,被吸收的光子是红外线波段的光子。

6.（2020•北京卷,2）氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于n=3

能级上,下列说法正确的是（C）

nEZeV

8-----------------------------0

5-0.54

4-------------------------------0.85

3---------------------------------1.51

2-------------------------------3.4

1-------------------------------13.6

A.这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子

B.从n=3能级跃迁到n=l能级比跃迁到n=2能级辐射的光子频率低

C.从n=3能级跃迁到n=4能级需吸收0.66eV的能量

D.n=3能级的氢原子电离至少需要吸收13.6eV的能量

解析:大量氢原子处于n=3能级跃迁到n=l能级最多可辐射出C弃3种

不同频率的光子,故A错误;根据能级图可知从n=3能级跃迁到n=l能

级辐射的光子能量为hV1=13.6eV-l.51eV,从n=3能级跃迁到n=2

能级辐射的光子能量为hV2=3.4eV-l.51eV,比较可知从n=3能级跃

迁到n=l能级比跃迁到n=2能级辐射的光子频率高,故B错误;根据能

级图可知从n=3能级跃迁到n=4能级，需要吸收的能量为E=I.51

eV-O.85eV=O.66eV,故C正确;根据能级图可知氢原子处于n=3能级

的能量为T∙51eV,故要使其电离至少需要吸收1.51eV的能量,故D

错误。

7.（2021•全国甲卷,17）如图，一个原子核X经图中所示的一系列α、

B衰变后,生成稳定的原子核Y,在此过程中放射出电子的总个数为

（A）

解析:X的中子数为146,质子数为92,质量数为146+92=238,Y的中子

数为124,质子数为82,质量数为124+82=206,质量数减少238-206=32,

发生ɑ衰变的次数为32÷4=8,发生B衰变的次数为82-（92-2X8）=6,

即在此过程中放射出电子的总个数为6,A正确。

8.（2022・全国甲卷，17）两种放射性元素的半衰期分别为t。和2t0,在

t=0时刻这两种元素的原子核总数为N,在t=2t0时刻，尚未衰变的原

子核总数为9则在t=4t。时刻，尚未衰变的原子核总数为（C）

解析:设t=o时亥U,甲、乙两种放射性元素原子核数分别为吊、岫,则

有NI+N2=N,t=2t。时，甲经过两个半衰期,未衰变原子核数为少,乙经过

一个半衰期,未衰变原子核数为条由已知条件有一+手喙解得

-⅛N=∣Njt=4tH⅛,甲经过四个半衰期,未衰变原子核数为整乙经

n332016

过两个半衰期,未衰变原子核数为生,则此时未衰变原子核总数为N'

4

="+a解得M

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9.（2020•全国∏卷，18）笊核犯可通过一系列聚变反应释放能量,其

总效果可用反应式6汨-2$He+2出+2/n+43.15MeV表示。海水中富含

已知1kg海水中含有的笊核约为1.OXIO22个,若全都发生聚变反

应,其释放的能量与质量为M的标准煤燃烧时释放的热量相等；已知1

kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107J,1MeV=L6X1013J,则M

约为（C）

A.40kgB.100kg

C.400kgD.1000kg

解析:笊核犯可通过一系列聚变反应释放能量,其总效果可用反应式

6汨-2卯e+2担+2/+43.15MeV,则平均每个笊核聚变释放的能量为

ε

今心MeV,1kg海水中含有的笊核约为1.OXlo22个,可以放出的

总能量为E0=Nɛ,由Q=mq可得,要释放相同的热量,需要燃烧标准煤的

质量m=2=皿2400kgO

qq

10.（2022•全国乙卷，17）一点光源以113W的功率向周围所有方向均

匀地辐射波长约为6XIO7m的光,在离点光源距离为R处每秒垂直通

过每平方米的光子数为3X10”个。普朗克常量为h=6.63×10^34J-s。

R约为（B）

A.IXlO2mB,3×IO2m

C.6×102mD.9