（课标版）高考物理二轮复习 专题限时训练12 近代物理初步（含解析）-人教版高三全册物理试题

专题限时训练12近代物理初步时间：45分钟一、单项选择题1．下面四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是(C)A．图甲：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子B．图乙：用中子轰击铀核使其发生聚变，链式反应会释放出巨大的核能C．图丙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的D．图丁：汤姆孙通过电子的发现揭示了原子核内还有复杂结构解析：题图甲：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，得出了原子的核式结构模型，故A错误．题图乙：用中子轰击铀核使其发生裂变，裂变反应会释放出巨大的核能，故B错误．题图丙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的，故C正确．题图丁：汤姆孙通过电子的发现揭示了原子有一定结构，天然放射现象的发现揭示了原子核内还有复杂结构，故D错误．2．铀核(eq\o\al(235,92)U)经过m次α衰变和n次β衰变变成铅核(eq\o\al(207,82)Pb)．关于该过程，下列说法正确的是(B)A．m＝5B．n＝4C．铀核(eq\o\al(235,92)U)的比结合能比铅核(eq\o\al(207,82)Pb)的比结合能大D．铀核(eq\o\al(235,92)U)的衰变过程的半衰期与温度和压强有关解析：设发生m次α衰变，n次β衰变，衰变方程为eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(207,82)Pb＋mα＋nβ，则：235＝207＋4m，解得m＝7，又92＝82＋7×2－n，得：n＝4，故A项错误，B项正确；组成原子核的核子越多，它的结合能就越高．原子核的结合能与核子数之比，称为比结合能，比结合能越大，原子核越稳定，所以铀核(eq\o\al(235,92)U)的比结合能比铅核(eq\o\al(207,82)Pb)的比结合能小，故C项错误；铀核(eq\o\al(235,92)U)的衰变过程的半衰期与温度和压强无关，由原子核内部因素决定，故D项错误．3．下列描绘两种温度下黑体辐射强度与频率关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是(B)解析：根据黑体辐射实验规律，黑体热辐射的强度与波长的关系为：随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，则各种频率的辐射强度也都增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，即向频率较大的方向移动，只有B项符合黑体辐射实验规律．4．用波长为300nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10－19J．已知普朗克常量为6.63×10－34J·s，真空中的光速为3.00×108m·s－1.能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为(B)A．1×1014Hz B．8×1014HzC．2×1015Hz D．8×1015Hz解析：设单色光的最低频率为ν0，由Ek＝hν－W0知Ek＝hν1－W0,0＝hν0－W0，又知ν1＝eq\f(c,λ)整理得ν0＝eq\f(c,λ)－eq\f(Ek,h)，解得ν0≈8×1014Hz.5．2017年9月29日世界首条量子保密通信干线——“京沪干线”正式开通，我国科学家成功实现了世界上首次洲际量子保密通信．下列有关量子化学说的叙述中正确的是(A)A．爱因斯坦根据光电效应的实验规律，提出了“光子说”B．库仑通过对油滴实验的分析，发现“电荷是量子化”的C．汤姆孙根据原子核式结构学说，提出了“原子轨道量子化”的假说D．卢瑟福根据原子光谱的实验规律，提出了“原子能量量子化”的假说解析：爱因斯坦根据光电效应的实验规律，提出了“光子说”，选项A正确；密立根通过对油滴实验的分析，发现“电荷是量子化”的，选项B错误；玻尔根据原子核式结构学说，提出了“原子轨道量子化”的假说，选项C错误；玻尔根据原子光谱的实验规律，提出了“原子能量量子化”的假说，选项D错误．6．有一钚的同位素eq\o\al(239,94)Pu核静止在匀强磁场中，该核沿与磁场垂直的方向放出x粒子后，变成铀(U)的一个同位素原子核．铀核与x粒子在该磁场中的旋转半径之比为146，则(A)A．放出的x粒子是eq\o\al(4,2)HeB．放出的x粒子是eq\o\al(0,－1)eC．该核反应是核裂变反应D．x粒子与铀核在磁场中的旋转周期相等解析：静止的钚核沿与磁场垂直的方向放出x粒子时动量守恒，根据动量守恒定律可知，生成的铀核和x粒子的动量大小相等，铀核的质子数为92，根据r＝eq\f(mv,qB)，则可知x粒子的质子数为2，故为α粒子(eq\o\al(4,2)He)，选项A正确，B错误；该反应为衰变反应，选项C错误；根据T＝eq\f(2πm,qB)，由于铀核和α粒子的荷质比不相等，故周期不相等，选项D错误．二、多项选择题7．如图甲所示，在光电效应实验中，某同学用相同频率的单色光分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管，结果都能发生光电效应．图乙为其中一个光电管的遏止电压Uc随入射光频率ν变化的函数关系图象．对于这两个光电管，下列判断正确的是(ABC)A．因为材料不同，逸出功不同，所以遏止电压Uc不同B．光电子的最大初动能不同C．因为光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，饱和光电流也可能相同D．两个光电管的Uc­ν图象的斜率可能不同解析：根据光电效应方程Ekm＝hν－W0和eUc＝Ekm得出，频率相同，逸出功不同，则光电子的最大初动能不同，遏止电压也不同，A、B正确；虽然光的频率相同，但光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，饱和光电流也可能相同，C正确；因为Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)，知Uc­ν图线的斜率为eq\f(h,e)，即只与h和e有关，为常数，D错误．8．原子核的比结合能随质量数的变化图象如图所示，根据该曲线，下列判断正确的是(AC)A．中等质量核的比结合能大，这些核较稳定B.eq\o\al(2,1)H核比eq\o\al(6,3)Li核更稳定C.eq\o\al(235,92)U核裂变成两个中等质量的核时释放能量D.eq\o\al(89,36)Kr核的结合能比eq\o\al(235,92)U核的大解析：由图可知，中等质量的原子核的比结合能较大，所以中等质量的质子核较稳定，故A正确．由图可知eq\o\al(2,1)H核比结合能比eq\o\al(6,3)Li核小，故eq\o\al(2,1)H核比eq\o\al(6,3)Li核更不稳定，故B错误；重核裂变成中等质量的核，有质量亏损，释放能量，故C正确；由图可知，eq\o\al(89,36)Kr核的比结合能比eq\o\al(235,92)U核的大，但结合能较小，故D错误．9．关于物质波，下列说法正确的是(AC)A．任何运动的物体都伴随着一种波，这种波叫作物质波B．X射线的衍射实验证实了物质波假设是正确的C．电子的衍射实验证实了物质波假设是正确的D．宏观物体尽管具有波动性，但它们不具有干涉、衍射等现象解析：根据德布罗意物质波理论知，任何一个运动的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之相对应，这种波就叫物质波，选项A正确；由于X射线本身就是一种波，而不是实物粒子，故X射线的衍射实验，并不能证实物质波理论的正确性，选项B错误；电子是一种实物粒子，电子的衍射实验表明运动着的实物粒子具有波动性，选项C正确；干涉、衍射是波的特有现象，只要是波，都会发生干涉、衍射现象，选项D错误．10．下图为氢原子的能级图，已知可见光的光子的能量范围为1.62～3.11eV，锌板的逸出功为3.34eV，那么对氢原子在能级跃迁的过程中辐射或吸收光子的特征认识正确的是(BD)A．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板，一定不能产生光电效应现象B．用能量为11.0eV的自由电子轰击，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态C．处于n＝2能级的氢原子能吸收任意频率的紫外线D．处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离解析：氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量为10.2eV，照射锌板一定能产生光电效应现象，故A错误；用能量为11.0eV的电子轰击，基态的氢原子吸收的能量可以等于10.2eV，可以使处于基态的氢原子跃迁到n＝2能级，故B正确；紫外线光子的最小能量为3.11eV，处于n＝2能级的氢原子的电离能为3.4eV，故有部分频率的紫外线不能被n＝2能级的氢原子吸收，故C错误；而处于n＝3能级的氢原子的电离能为1.51eV，故处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离，故D正确．11．“轨道电子俘获”也是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核(称为母核)俘获一个核外电子，其内部一个质子转变为中子，从而变成一个新核(称为子核)，并且放出一个中微子的过程．中微子的质量极小，不带电，很难探测到，人们最早就是通过子核的反冲而间接证明中微子的存在的．若一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”(电子的初动量可不计)，则(AB)A．母核的质量数等于子核的质量数B．母核的电荷数大于子核的电荷数C．子核的动量与中微子的动量相同D．子核的动能大于中微子的动能解析：母核俘获一个核外电子，核内一个质子转变为中子，并放出一个中微子(质量极小，不带电)，从而变成一个新核(子核)，此过程中核内电荷数减小1，质量数不变．故选项A、B正确；母核俘获电子发生衰变，放出中微子，全过程中系统动量守恒．因初始总动量为0，故子核的动量和中微子的动量等大反向．由于动量是矢量，矢量相等的条件是大小相等，方向相同，故选项C错误；子核的动量和中微子的动量大小相等，而中微子的质量极小，由Ek＝eq\f(p2,2m)知，中微子的动能大于子核的动能，故选项D错误．12．“核反应堆”是通过可控的链式反应实现核能的释放(如图所示)，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，假设中子与碳核发生弹性正碰，而且认为碰撞前中子动能是E0，碳核都是静止的，则(ACD)A．链式反应是指由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，从而达到控制核反应速度的目的C．经过一次碰撞，中子失去的动能为eq\f(48,169)E0D．在反应堆的外面修建很厚的水泥防护层是用来屏蔽裂变产物放出的各种射线解析：链式反应是指由裂变产生的中子使裂变反应一代又一代持续下去的过程，选项A正确；核反应堆中，镉棒的作用是吸收中子，以控制反应速度，选项B错误；根据动量守恒定律有mv0＝mv1＋12mv2，根据能量守恒定律有eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)×12mveq\o\al(2,2)，联立可得v1＝－eq\f(11,13)v0，所以中子损失的动能为eq\f(48,169)E0，选项C正确；水泥防护层的作用是屏蔽裂变产物放出的射线，选项D正确．13．如图所示，用某单色光照射光电管的阴极K，会发生光电效应．在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大加在光电管上的电压，直至电流表中电流恰为零，此时电压表的电压值U称为反向遏止电压，现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测得反向遏止电压分别为U1和U2.设电子的质量为m，电荷量为e.下列说法正确的是(ACD)A．用频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度为eq\r(\f(2eU1,m))B．用频率为ν2的光照射时，光电子的最大初速度为eq\r(\f(eU2,2m))C．阴极K金属的逸出功为W＝eq\f(eU1ν2－U2ν1,ν1－ν2)D．阴极K金属的极限频率是ν0＝eq\f(U1ν2－U2ν1,U1－U2)解析：在阳极A和阴极K之间加上反向电压，逸出的光电子在反向电场中做减速运动，根据动能定理可得－eU＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2