专题16-近代物理初步-备战高考各校及地市好题高三物理试卷分项汇编(解析版)

备战2023年高考各校及地市好题高三物理试卷分项汇编【第01辑】（江苏专用）专题16近代物理初步一、单选题1．（2022·江苏南京·高三开学考试）下列说法正确的是（）A．玻尔提出了原子核式结构学说 B．查德威克发现了天然放射现象C．J.J.汤姆生发现了正电子 D．德布罗意提出了物质波假说【答案】D【解析】A．原子的核式结构模型最早是由卢瑟福根据α粒子散射实验提出的，故A错误；B．贝克勒尔最早发现了天然放射现象，故B错误；C．在原子核人工转变的实验中，约里奥-居里夫妇发现了正电子，故C错误；D．1924年，德布罗意提出了物质波理论，他假设实物粒子也具有波动性，大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子（如电子、质子等），故D正确。故选D。2．（2022·江苏淮安·模拟预测）科学家应用碳年代测定法测定植物或其他生物死亡的时间，地球上所有生物体内都含有少量的放射性碳，通过衰变产生和另一种粒子Y。则Y是（）A．电子 B．正电子 C．质子 D．中子【答案】A【解析】根据电荷数守恒和质量数守恒可知故选A。3．（2022·江苏盐城·三模）当宇宙射线进入地球大气层时，同大气作用产生中子，中子撞击大气中的氮引发核反应，生成碳14，碳14具有放射性，能够自发的发生衰变而变成氮，核反应方程分别为和，其中的X和Y分别代表（）A．正电子

α粒子 B．质子

β粒子 C．质子

正电子 D．正电子

β粒子【答案】B【解析】根据质量数和电荷数守恒可知X的质量数和电荷数均为1，所以X是质子；Y的质量数和电荷数分别为0和－1，所以Y是β粒子。故选B。4．（2022·江苏南通·模拟预测）利用图甲所示的实验装置测量遏止电压U与入射光频率的关系。若某次实验中得到如图乙所示的U-图像。已知普朗克常量h，则（）A．电源的左端为正极B．K极金属的逸出功为C．增大入射光的强度，遏止电压增大D．滑动变阻器滑片移至最左端，电流表示数为零【答案】B【解析】A．测量遏止电压U与入射光频率的关系时，A、K之间应加反向电压，使光电子受到的电场力指向阴极，则A应与电源负极相连，所以电源的左端为负极，故A错误；B．由题图乙可知K极金属的截止频率为，所以逸出功为故B正确；C．根据爱因斯坦光电效应方程和动能定理综合可得由上式可知遏止电压与入射光强度无关，与入射光频率有关，只有增大入射光频率时遏止电压才增大，故C错误；D．滑动变阻器滑片移至最左端，反向电压为零，光电子可以到达阳极形成光电流，电流表示数不为零，故D错误。故选B。5．（2022·江苏泰州·模拟预测）一个钴60原子核（）放出一个β粒子后衰变成一个镍核（），并伴随产生了γ射线。已知钴核、β粒子、镍核的质量分别为m1、m2、m3。下列说法正确的是（）A．核反应中释放出的γ射线的穿透本领比β粒子强B．核反应中释放的能量为（m2+m3-m1）c2C．钴核（）比镍核（）更稳定D．β粒子是钴原子核外的电子电离形成的【答案】A【解析】A．γ射线的频率高、波长短，具有很强的穿透性，β粒子是高速电子流，贯穿能力也很强，但比γ射线弱，故A正确；B．根据质能方程，核反应中释放的能量为故B错误；C．镍核（）的平均结合能大于钴核（）的平均结合能，则镍核（）比钴核（）更稳定，故C错误；D．β粒子是钴原子核内的中子转化为质子产生的，故D错误。故选A。6．（2022·江苏省昆山中学模拟预测）下列关于在两种不同温度下某一定质量的气体的分子速率分布图像（纵坐标f（v）表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，横坐标v表示分子的速率）和两种不同温度下黑体辐射的强度与波长的关系的图像符合实验规律的是（）A． B．C． D．【答案】C【解析】AB．两种不同温度下某一定质量的气体的分子速率分布图像与坐标轴围成的面积应相等，且温度较高的气体分子速率大的占比更多，AB错误；CD．黑体辐射的实验规律：随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，C正确，D错误；故选C。7．（2022·江苏镇江·高三开学考试）碘125的半衰期约为60天，可用于疾病的治疗。现将一定质量的碘125放入病理组织进行治疗，经过120天后剩余碘125的质量为刚放入时的（）A． B． C． D．【答案】A【解析】设刚开始碘的质量为，，经过120天后的质量为，则有故选A。8．（2022·江苏南京·高三开学考试）如图是研究光电效应的电路图，当用波长为λ0的光照射到阴极K上时，微安表μA中有电流通过，则（）A．若将该入射光强度减小一半，微安表中的电流可能为零B．若增加光电管两端电压，微安表中的电流可能先增大后不变C．若将电源极性反接，微安表中的电流一定为零D．若换用波长为λ1（λ1>λ0）的光照射阴极K，微安表中的电流一定为零【答案】B【解析】A．入射光的强度只影响光电流的强弱，是否产生光电流只与入射光的频率有关，因此将该入射光强度减小一半，微安表中的电流不可能为零，故A错误；B．初始时电压增加，打到阳极板的光电子数可能变多，光电流可能会增加，当从阴极板射出的光电子都打到阳极板，光电流不会再增大，因此微安表中的电流可能先增大后不变，故B正确；C．将电源极性反接，若加在光电管上的电压小于截止电压，电路中仍然有光电流产生，故C错误；D．波长为λ1（λ1>λ0）的光的频率有可能大于极限频率，电路中可能有光电流，故D错误。故选B。9．（2022·江苏扬州·模拟预测）真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置，如图所示。光照前两板都不带电。以光照射A板，假设所有逸出的电子都垂直于A板向B板运动，已知单位时间内从A板逸出的电子数为，电子逸出时的最大动能为。元电荷为。忽略电子之间的相互作用，保持光照条件不变，图示装置可看成直流电源，则（）A．入射光子的能量为 B．电源的短路电流为C．电源的内阻为0 D．向上移动A板，电源的电动势增大【答案】B【解析】A．根据光电效应方程解得入射光子的能量为A错误；B．短路时，在A板上方选择一参考平面，时间内通过该参考平面的电荷量为根据电流定义式可得B正确；CD．光照射A板后，A板发出的光电子不断打到B板上，在AB板之间形成电场，将阻碍后续发出的光电子向B板运动，当AB板之间的电势差达到最大值时，以最大初动能从A板逸出的光电子也刚好不能到达B板，根据动能定理可得解得电源电动势等于开路时的路端电压，可得电动势为根据闭合电路欧姆定律可得电源内阻为由以上分析可知，向上移动A板，电源的电动势保持不变，CD错误；故选B。10．（2022·江苏苏州·三模）目前我们学习过的核反应有4种类型，下列核反应方程的类型说法正确的是（）①②③④A．①人工核转变、②核裂变、③核聚变、④衰变B．①衰变、②核裂变、③核聚变、④人工核转变C．①人工核转变、②核聚变、③衰变、④核裂变D．①衰变、②核裂变、③人工核转变、④核聚变【答案】D【解析】属于衰变属于核裂变属于人工核转变属于核聚变。故选D。11．（2022·江苏苏州·三模）下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法不正确的是（）A．图甲是在显微镜下观察到的一个布朗微粒一段时间内的运动径迹B．普朗克为了解释图乙黑体辐射规律最先提出了能量子的概念C．卢瑟福通过分析图丙α粒子散射实验结果建立了原子核式结构模型D．电子束通过铝箔后在胶片上得到图丁的图样说明了电子具有波动性【答案】A【解析】A．图甲中的折现记录的是某个做布朗运动的微粒按相等时间间隔依次记录的位置连线，不是分子无规则运动的轨迹，故A错误，符合题意；B．图乙是普朗克通过研究黑体辐射规律时，最先提出了能量子的概念，故B正确，不符合题意；C．图丙是α粒子通过金箔后的现象，卢瑟福正是通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，故C正确，不符合题意；D、图丁是电子束通过铝箔后在胶片上得到的图样，根据这个衍射图样，说明电子具有波动性，故D正确，不符合题意。故选A。12．（2022·江苏·南京师大附中模拟预测）自然界中的碳主要是，也有少量的。具有放射性，能够自发地进行β衰变，半衰期约为5730年，关于放射性元素的衰变，下列说法正确的是（）A．β衰变的实质在于核内的中子转化成了质子和电子B．升高温度可以加快的衰变C．增大压强可以减慢的衰变D．2个经过两个半衰期刚好完全衰变【答案】A【解析】A．β衰变的实质在于核内的中子转化成了质子和电子，A正确；BC．半衰期与温度、压强以及化学状态均无关，BC错误；D．放射性元素经过两个完整的半衰期后，将剩余原来的四分之一，并且半衰期是一个统计规律，对于大量的原子核才适用，对于少量原子核是不成立的，D错误。故选A。13．（2022·江苏·南京外国语学校模拟预测）1932年，查德威克用轰击发现了中子，自由中子是不稳定的，其衰变产物为质子、电子和反中微子，平均寿命不到15分钟。这被称为衰变。下列说法正确的是（）A．中子由质子和电子组成B．自由中子的衰变属于强相互作用过程C．发现中子的核反应方程为：D．中子的存在有效地调节了质子间库仑斥力对原子核稳定的影响，故中子越多原子核一定越稳定【答案】C【解析】A．中子由夸克组成，故A错误；B．自由中子的衰变属于弱相互作用过程，故B错误；C．发现中子的核反应方程为故C正确；D．中子的存在有效地调节了质子间库仑斥力对原子核稳定的影响，但中子过多会造成原子核不稳定，故D错误。故选C。14．（2022·江苏·模拟预测）利用光电管研究光电效应实验如图所示，用频率为的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则（）A．用紫外线照射，电流表不一定有电流通过B．用红外线照射，电流表一定无电流通过C．用频率为的可见光照射阴极K，当滑动变阻器的滑片移到最右端时，电流表一定无电流通过D．用频率为的可见光照射阴极K，当滑动变阻器的滑片向左端移动时，电流表示数可能不变【答案】D【解析】A．因紫外线的频率比可见光的频率高，所以用紫外线照射，电流表一定有电流通过，选项A错误；B．因不知阴极K的极限频率，所以用红外线照射，可能发生光电效应，电流表可能有电流通过，选项B错误；C．由于发生了光电效应，即使A、K间的电压UAK＝0，电流表中也有电流通过，所以选项C错误；D．当滑动变阻器的滑片向左端移动时，正向电压变大，阳极吸收光电子的能力增强，光电流会增大，当所有光电子都到达阳极时，电流达到最大，即饱和电流，若在移动前，电流已经达到饱和电流，那么再增大UAK，光电流也不会增大，所以选项D正确。故选D。15．（2022·江苏·扬州中学模拟预测）如图所示，某轧钢厂的热轧机上安装了一个射线测厚仪，探测器探测到的射线强度与钢板的厚度有关。已知测厚仪采用放射性同位素作为放射源，发生β衰变时放出β射线和射线，半衰期为74天，适合透照厚度在10mm~100mm之间的钢板，若衰变产生的新核用X表示，下列说法正确的是（）A．的衰变方程为B．探测器探测到的射线增强，说明钢板的厚度增加C．192g放射性同位素经过148天全部完成衰变D．的比结合能比衰变后的产物X的比结合能大【答案】A【解析】A．衰变的实质是原子核里的一个中子放出一个电子变为一个质子，反应过程中遵循质量数守恒和核电荷数守恒，衰变方程为故A正确；B．探测器探测到的射线增强，说明钢板的厚度减小，故B错误；C．192g放射性同位素经过，148天（2个半衰期），剩余的质量为原来的，故C错误；D．核反应方程式中生成物比反应物稳定，与之对应的是衰变后的产物X的比结合能比的比结合能大，故D错误。故选A。16．（2022·江苏·公道中学模拟预测）1967到1969年间，E·M·Logotheist等人利用红宝石激光器产生的激光实现了不锈钢和金的双光子光电效应及金的三光子光电效应，证实了在足够高的光强下，金属中一个电子可以在极短时间内吸收多个光子发生光电效应。若实验时用某种强激光照射某种金属并逐渐增大强激光的光强，下列说法正确的是（）A．激光光子的频率变大B．若光强较小时，金属不能发生光电效应，增大光强后该金属一定仍不能发生光电效应C．若金属能发生光电效应，增大光强时光电子的最大初动能一定不变D．若金属能发生光电效应，增大光强时光电子的最大初动能可能增大【答案】D【解析】A．如若是同一种激光，激光光子的频率不变而是光子数变多，选项A错误；B．增大强激光光强后该金属中一个电子在极短时间内有可能吸收多个光子从而发生光电效应，选项B错误；CD．若金属能发生光电效应，增大强激光光强时金属中一个电子在极短时间内可能吸收多个光子，光电子的最大初动能可能增大，选项C错误，D正确。故选D。17．（2022·江苏·三模）著名物理学家汤姆孙曾在实验中让电子束通过电场加速后，通过多晶薄膜得到了如图所示衍射图样，已知电子质量为，加速后电子速度，普朗克常量，则（）A．该图样说明了电子具有粒子性B．该实验中电子的德布罗意波长约为0.15nmC．加速电压越大，电子的物质波波长越大D．使用电子束工作的电子显微镜中，加速电压越大，分辨本领越弱【答案】B【解析】A．图为电子束通过多晶薄膜的衍射图样，因为衍射是波所特有的现象，所以说明了电子具有波动性，A错误；B．由德布罗意波长公式可得而动量两式联立得该实验中电子的德布罗意波长约为0.15nm，B正确；C．由德布罗意波长公式可得而动量两式联立得加速电压越大，电子的波长越短，衍射现象就越不明显，分辨本领越强，CD错误。故选B。18．（2022·江苏常州·三模）中国科技大学在受控核聚变研究领域处于世界前列。氘核和氚核在全超导托卡马克核聚变实验装置中结合成氦核，并放出一个粒子，该粒子为（）A．中子 B．质子 C．电子 D．正电子【答案】A【解析】由题可知核反应方程为则放出的粒子为中子。故选A。19．（2022·江苏·二模）氢原子能级图如图所示，用大量处于能级的氢原子跃迁到基态时发射出的光去照射光电管阴极K，测得光电管中的遏止电压为8.6V，已知光子能量在范围内为可见光，下列判断正确的是（）A．电子从阴极K表面逸出的最大初动能为10.2eVB．阴极K材料的逸出功为8.6eVC．大量处于能级的氢原子跃迁一定能发出6种不同频率的可见光D．氢原子从能级跃迁到能级，发射出的光照射该光电管阴极K时能发生光电效应【答案】D【解析】A．电子从阴极K表面逸出的最大初动能为A错误；B．从能级的氢原子跃迁到基态时发射出的光子能量为根据光电效应方程可得解得阴极K材料的逸出功为B错误；C．大量处于能级的氢原子跃迁时，根据可以辐射出6种不同频率的光，但只有两种不同频率的可见光，跃迁如下C错误；D．氢原子从能级跃迁到能级，辐射的光子能量为发射出的光照射该光电管阴极K时能发生光电效应，D正确；故选D。20．（2022·江苏省海头高级中学二模）如图是氦离子的能级图。通常我们认为可见光光子的能量在1.64－3.19eV之间。按照这一标准，下列操作中不能使处于基态的氦离子辐射可见光的是（）A．用能量为48.36eV的光子照射时B．用能量为52.89eV的光子照射时C．用能量为53.89eV的电子轰击时D．用能量为56.45eV的电子轰击时【答案】A【解析】A．用能量为48.36eV的光子照射时，光子被全部吸收，氦离子跃迁到激发态，氦离子由激发态向低能级跃迁时，释放的最小能量光子为7.56eV，不是可见光，故A正确；BCD．用能量为52.89eV的光子照射时，光子被全部吸收，氦离子跃迁到激发态，由图可知，氦离子由激发态向低能级跃迁时，存在释放光子为可见光光子（n=4到n=3）；用能量为53.89eV或能量为56.45eV的电子轰击时，氦离子可以吸收部分能量，可能跃迁到激发态，同理，可能辐射可见光，故BCD错误。故选A。21．（2022·江苏省昆山中学模拟预测）如图所示为某学习小组的同学在研究光电效应现象时，通过实验数据描绘的光电流与光电管两端电压的关系图像，已知图线甲、乙所对应的光的频率分别为，逸出的光电子的最大速度之比为2：1，则下列说法正确的是（）A．B．甲光与乙光的波长之比为1：4C．D．用乙光实验，达到饱和光电流时，单位时间内到达阳极的光电子数较多【答案】D【解析】AB．由于光电子的最大速度之比为2：1，由可得最大初动能之比为4：1，由爱因斯坦光电效应方程可知甲、乙两种光的频率之比不等于4：1，又由可知甲、乙两种光的波长之比不等于1：4，故AB错误；C．因为，则遏止电压之比为故C错误；D．由以上分析可知乙光的频率比甲光的频率小，又由图像可知乙的饱和光电流比甲的大，则乙光的光照强度大于甲光的光照强度，所以在单位时间内照射到阴极的光子数多，从阴极表面逸出的光电子数较多，故D正确。故选D。22．（2022·江苏镇江·高三开学考试）甲、乙两种单色光通过同一双缝干涉实验装置得到的干涉图样如图所示，下列说法正确的是（）A．同等条件下乙光比甲光衍射现象更明显B．甲光光子的动量大于乙光C．两束单色光照射同一种金属均有光电子逸出，甲光照射后逸出的光电子最大初动能较小D．光强相同的甲乙两光，甲光单位时间内发射的光子数较少【答案】C【解析】A．由可知故同等条件下甲光比乙光衍射现象更明显，故A错误；B．由可知甲光光子的动量小于乙光，故B错误；C．由可知两束单色光照射同一种金属均有光电子逸出，甲光照射后逸出的光电子最大初动能较小，故C正确；D．光强相同，单位时间内通过垂直于光的传播方向的平均光能相同，则由可知甲光单位时间内发射的光子数较多，故D错误。故选C。23．（2022·江苏南通·三模）在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。则（）A．甲光的强度小于乙光的强度B．乙光的频率大于丙光的频率C．丙光照射时，逸出的所有光电子的物质波波长都最短D．当电压等于时，甲、乙光对应的光电子的最大动能相等【答案】D【解析】AB．根据入射光的频率越高，对应的截止电压越大，甲光、乙光的截止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等，丙的截止电压最大，所以丙光的频率最高；甲的饱和电流值大于乙光，说明甲光的强度大于乙光的强度，故AB错误；C．光电子动能越大，动量越大，由物质波波长公式可知其波长越短。丙光照射时，不是所有逸出的光电子的动能都是最大的，所以不是所有光电子的物质波波长都最短，C错误；D．当电压等于时，电场力对甲、乙光对应的光电子做的功相等，甲光和乙光对应的光电子的最大初动能相等，由动能定理知电压等于U0时甲、乙光对应的光电子的最大动能相等，故D正确。故选D。24．（2022·江苏南通·三模）“玉兔二号”月球车在太阳光照射不到时，由同位素电池为其保暖供电。Pu238衰变时放出粒子，生成X原子核，产生大量的射线，Pu238半衰期为88年，则（）A．X原子核的核子数为236B．射线是Pu238跃迁产生的C．X原子核和粒子的结合能之和大于Pu238原子核的结合能D．经过44年后，电池中的Pu238原子核数将剩为原来的0.75倍【答案】C【解析】A．由核反应过程质量数（核子数）守恒可知，X原子核的核子数为m=238-4=234A错误；B．射线是衰变产生的新核X从高能级向低能级跃迁产生的，不是Pu238跃迁产生的，B错误；C．核反应方程式生成物比反应物稳定，比结合能大，则X原子核和粒子的结合能之和大于Pu238原子核的结合能，C正确；D．放射性元素的半衰期是对大量原子核衰变过程中统计出来的规律，只有当衰变时间为半衰期的整数倍时，规律才明显，时间小于半衰期，无法确定有多少原子核发生了衰变，D错误。故选C。25．（2022·江苏淮安·模拟预测）图为科技小玩具光压风车，用光照射抽成真空的玻璃罩内白色和黑色风车叶片时，风车可以转动，以下说法正确的是（）A．只有用达到一定频率光照射，才能使风车转动B．俯视图示风车是逆时针方向转动C．该风车将光能转化成电能D．该现象说明光具有波动性【答案】B【解析】AB．光子打在黑色叶片上，光子被吸收，光子的速度几乎减小到零，光子打在白色叶片上，光子几乎被原速反弹回来，根据动量定理，光子对白色叶片的撞击力大，对黑色叶片的撞击力小，所以俯视图示风车是逆时针方向转动，与光频率无关，A错误，B正确；C．该风车是将光能转化为叶片的机械能，C错误；D．该现象说明光具有粒子性，D错误。故选B。26．（2022·江苏常州·三模）某金属在不同频率光的照射下发生光电效应，产生光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的图像，如图所示，换用其他金属开展相同实验，下列图像可能正确的是（）A． B．C． D．【答案】D【解析】由光电效应方程，结合图像可知，极限频率为νc，有换用其他金属开展相同实验，不同金属的逸出功不同，故极限频率不一样；但是最大初动能Ek与入射光频率ν的图像的斜率是普朗克常量，为定值。故图像D正确，ABC错误。故选D。27．（2022·江苏江苏·二模）我国核电发展快速，2021年核能发电量达到了828.84亿千瓦时，同比增长超过20%。重核裂变是核电站中核反应堆的主要反应，某核反应堆中的一种核裂变反应方程为下列说法正确的是（）A．该反应生成物中X为电子 B．该反应生成物中X为质子C．的比结合能比的小 D．的比结合能比的小【答案】C【解析】AB．根据核反应中质量数守恒，电荷数守恒，可得X的电荷数为0，质量数为1，所以X为中子，故A、B错误；CD．因为中等质量的原子核比结合能最大，质量数越大，比结合能越小，所以的比结合能比U的大，的比结合能比Kr的小，故C正确，D错误。故选C。28．（2022·江苏·公道中学模拟预测）下列关于原子、原子核物理的四副关系图像的说法中正确的是（）A．由甲图看出，随着温度的升高，各种波长辐射强度的极大值向波长较长的方向移动B．由乙图看出，同种颜色光的强弱不同，截止电压也不同C．由丙图看出，放射性元素的数量因衰变减小到原来的一半所经历的时间是相等的D．由丁图看出，核平均结合能随着原子核的质量数增大而增大【答案】C【解析】A．对甲图，随着温度的升高，各种波长辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，A错误；B．对乙图，同种颜色光的强弱不同，但截止电压相同，B错误；C．对丙图，放射性元素的数量因衰变减小到原来的一半所经历的时间是相等的，把这种相等的时间称为半衰期，C正确；D．对丁图，核平均结合能随着原子核的质量数增大先增大后减小，D错误。故选C。29．（2022·江苏·阜宁实验高中模拟预测）根据玻尔理论，氢原子的能级图如图甲所示，大量处于某激发态的氢原子向低能级跃迁时，发出的复色光通过玻璃三棱镜后能分成如图乙所示的a、b、c、d四条可见光束。已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间，则b光为（）A．第6能级向第2能级跃迁产生的 B．第4能级向第2能级跃迁产生的C．第6能级向第1能级跃迁产生的 D．第4能级向第1能级跃迁产生的【答案】B【解析】CD．根据玻耳原子模型理论，依题意，因光子能量在1.62eV到3.11eV之间，不可能任何一个较高能级向第1能级跃迁而产生，因为从第2能级到第1能级辐射的光子能量最低，为10.2eV