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1、专题五 近代物理初步课前自测诊断卷考点一光电效应及其规律1.考查光电效应的实验规律关于光电效应的实验规律，下列说法正确的是()A所有的光照射金属都能发生光电效应B发生光电效应时，对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数就越多C发生光电效应时，增大入射光的频率，单位时间内发射的光电子数增多D光照在某金属表面，不发生光电效应时，只要增加入射光的强度，就会发生光电效应解析：选B光电效应存在极限频率，只有入射光的频率高于金属的极限频率时才能发生光电效应，选项A错误；由实验现象可知，当发生光电效应时，入射光的强度越强，饱和电流越大，单位时间内发射的光电子数就越多，选项B正确；增大入射光的频
2、率，会增大光电子的最大初动能，但不会改变单位时间内发射的光电子数，选项C错误；光照在某金属表面，不发生光电效应，说明入射光的频率低于该金属的极限频率，由实验现象可知，即使再增加入射光的强度，也不能发生光电效应，选项D错误。2考查爱因斯坦光电效应方程多选某同学利用如图所示的实验装置来研究光电效应现象。某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象。闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中的电流刚好为零，此时电压表显示的电压值U称为遏止电压。根据遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能Ekm。现分别用频率为1和2的单色光照射阴极K，测到的遏止电
3、压分别为U1和U2，设光电子质量为m，电荷量为e，下列说法正确的是()A频率为1的单色光照射阴极K时光电子的最大初速度为v1m B阴极K金属的逸出功为W0h1eU1C普朗克常量hD阴极K金属的极限频率为c解析：选ABC当加上遏止电压U1时，有mv1m2eU1，所以v1m ，选项A正确；联立mv1m2eU1和mv1m2h1W0，可得W0h1eU1，选项B正确；当用频率为2的光照射时，同理有W0h2eU2，联立两式可得普朗克常量h，选项C正确；当用频率等于极限频率的光照射阴极K时，产生的光电子的最大初动能为零，则由光电效应方程可得hcW00，又因为h，W0h1eU1，联立可得c，选项D错误。3考查
4、光电效应图像多选用如图甲所示的装置研究光电效应现象。闭合开关S，用频率为的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图像，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，b)，下列说法正确的是()A普朗克常量为hB断开开关S后，电流表G的示数不为零C仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大D保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数保持不变解析：选AB由公式EkhW0，可知图线的斜率为普朗克常量，即h，故A正确；断开开关S后，初动能大的光电子，也可能到达阳极，所以电流表G的示数不为零，故B正确；只有增大入射光的频率
5、，才能增大光电子的最大初动能，与光的强度无关，故C错误；保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，单个光子的能量增大，而光的强度不变，那么光子数一定减少，发出的光电子数也减少，电流表G的示数要减小，故D错误。4考查对波粒二象性的理解多选关于物质的波粒二象性，下列说法正确的是()A不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性解析：选ABC由德布罗意波可知A、C正确；运动的微观粒子，达到的位置具
6、有随机性，而没有特定的运动轨道，B正确；由德布罗意理论知，宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，不是不具有波粒二象性，D错误。考点二原子结构与波尔理论5.考查对玻尔理论的理解多选氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离原子核较近的轨道上，下列说法正确的是()A核外电子受力变小B原子的能量减少C氢原子要吸收一定频率的光子D氢原子要放出一定频率的光子解析：选BD根据Fk得，轨道半径减小，则核外电子受力变大，故A错误；核外电子由离原子核较远轨道跃迁到离原子核较近轨道，原子能量减少，故B正确；因为原子能量减少，可知氢原子放出一定频率的光子，故C错误，D正确。6考查氢原子能级跃迁理论
7、如图所示为氢原子的部分能级图，以下判断正确的是()A处于n3能级的氢原子可以吸收任意频率的光子B欲使处于基态的氢原子被激发，可用12.09 eV的光子照射C一个氢原子从n4的能级跃迁到基态时，最多可以辐射出6种不同频率的光子D用从n2能级跃迁到n1能级辐射出的光照射金属铂(逸出功为6.34 eV)时不能发生光电效应解析：选B要使n3能级的氢原子发生跃迁，吸收的光子能量必须等于两能级间的能级差，或大于1.51 eV能量的任意频率的光子，故A错误；根据玻尔理论，用12.09 eV的光子照射时，吸收光子后氢原子的能量为12.09 eV(13.6) eV1.51 eV，所以能从基态发生跃迁，跃迁到第3
8、能级，故B正确；一个氢原子从n4的能级跃迁到基态时，最多可以辐射出3种不同频率的光子，故C错误；从n2能级跃迁到n1能级辐射出的光子的能量EE2E13.4 eV(13.6) eV10.2 eV6.34 eV，故可以发生光电效应，故D错误。考点三原子核及其衰变7.考查三种射线的特征某一放射性物质发生衰变时放出、三种射线，让这三种射线进入磁场，运动情况如图所示，下列说法正确的是()A该放射性物质的半衰期随温度的升高会增大B射线C中的粒子是原子核的重要组成部分C射线A中的粒子一定带正电D射线B中的粒子的穿透性最弱解析：选C半衰期由原子核本身决定，与外界因素无关，故A错误；由题图可知射线C中的粒子为电
9、子，而原子核带正电，故B错误；由左手定则可知，射线A中的粒子一定带正电，故C正确；射线B为射线，穿透性最强，故D错误。8考查、衰变次数的计算在一个U原子核衰变为一个Pb原子核的过程中，发生衰变的次数为()A6次B10次C22次 D32次解析：选A一个U原子核衰变为一个Pb原子核的过程中，发生衰变的次数为(238206)48次，发生衰变的次数为28(9282)6次，选项A正确。9考查对半衰期的理解与计算14C是碳的一种半衰期为5 730年的放射性同位素，2010年2月科学家发现了曹操墓，若考古工作者探测到其棺木中14C的含量约为原来的，则该古木死亡的时间距今大约为 ()A22 900年 B11
10、400年C5 700年 D1 900年解析：选D假设古木死亡时14C的质量为m0，现在的质量为m，从古木死亡到现在所含14C经过了n个半衰期，由题意可知：n，所以n，即古木死亡的时间距今约为5 730年1 910年，D正确。10考查原子核的人工转变多选卢瑟福通过用粒子(He)轰击氮核(N)的实验，首次实现了原子核的人工转变，则下列有关的说法中正确的是()A该核反应的方程为B通过此实验发现了质子C原子核在人工转变的过程中，电荷数可以不守恒D在此实验中，核子反应前的总质量一定等于反应后的总质量解析：选AB由质量数守恒和电荷数守恒，即可写出核反应方程：，选项A正确；在这个核反应中产生了质子，选项B正
11、确；在原子核的人工转变过程中，其电荷数守恒，选项C错误；由于在核反应中是质量数守恒，而非质量守恒，故选项D错误。11考查物理学史关于原子结构的认识历程，下列说法正确的有()A汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内B粒子散射实验中少数粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据C卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释光谱的分立特征和原子的稳定性D玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，说明玻尔提出的原子定态概念是错误的解析：选B汤姆孙发现电子后，猜想出原子内的正电荷均匀分布在原子内，提出了枣糕式原子模型，故A错误；卢瑟福根据粒子散射实验中少数粒子发生了较大偏转，提出了
12、原子核式结构模型，故B正确；卢瑟福提出的原子核式结构模型，无法解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征，故C错误；玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，由于原子是稳定的，故玻尔提出的原子定态概念是正确的，故D错误。考点四爱因斯坦质能方程核能的计算12.考查核反应类型对下列各原子核变化的方程，表述正确的是()A.HHHen是核聚变反应B.HHHen是衰变C.SeKr2e是核裂变反应D.UnXeSr2n是衰变解析：选AHHHen，属于核聚变反应，A正确，B错误；Se Kr 2e是衰变，C错误；UnXeSr2n是核裂变反应，D错误。13考查核反应方程、质能方程的应用在核反应方程HHHeX中，已知H的
13、质量为2.013 6 u，H的质量为3.018 0 u，He的质量为4.002 6 u，X的质量为1.008 7 u。则下列说法中正确是()AX是中子，该反应释放能量BX是质子，该反应释放能量CX是中子，该反应吸收能量DX是质子，该反应吸收能量解析：选A根据核反应方程质量数和核电荷数守恒得：X的质量数为1，核电荷数为0，所以X是中子；反应前质量为2.013 6 u3.018 0 u5.031 6 u，反应后质量为4.002 6 u1.008 7 u5.011 3 u，即得核反应后质量亏损，所以该反应释放能量。故A正确。14考查重核裂变反应多选核电站中采用反应堆使重核裂变，将释放出的巨大能量转换
14、成电能。反应堆中一种可能的核反应方程式是UnNdZrxy，设U核质量为m1，中子质量为m2，Nd核质量为m3，Zr核质量为m4，x质量为m5，y质量为m6，那么，在所给的核反应中()Ax可能是3H，y可能是11eBx可能是3n，y可能是8eC释放的核能为(m1m2m3m4m5m6)c2D释放的核能为(m3m4m5m6m1m2)c2解析：选BC根据质量数和电荷数守恒，若x是3H，y是11e，则质量数不守恒，若x是3n，y是8e，则满足质量数和电荷数守恒，故A错误、B正确；根据能量转化可知反应前的质量大于反应后的质量，因为反应时一部分质量转化为能量释放出去了，故C正确、D错误。15考查轻核聚变反应
15、多选太阳能量的来源是轻核的聚变，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粒子名称质子(p)粒子正电子(e)中子(n)质量/u1.007 34.001 5 0.000 551.008 7以下说法正确的是()A核反应方程为4HHe2eB4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为0.026 6 kgC4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为4.431029 kgD聚变反应过程中释放的能量约为4.01012 J解析：选ACD由核反应的质量数守恒及电荷数守恒得4HHe2e，故A正确。反应中的质量亏损为m4mpm2me(41.007 34.001 520.000 55)u0.026 6 u4.431029 kg，故C正确，B错误。由质能方程得Emc24.431029(3108)2J 4.01012 J，故D正确。