《2023届新高考物理选考一轮习题-专题十三近代物理初步.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023届新高考物理选考一轮习题-专题十三近代物理初步.docx（21页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、专题十三近代物理初步基础篇固本夯基考点一光电效应与波粒二象性1.(2021辽宁,2,4分)赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现,接收电路的电极如果受到光照,就更容易产生电火花。此后许多物理学家相继证实了这一现象,即照射到金属表面的光,能使金属中的电子从表面逸出。最初用量子观点对该现象给予合理解释的科学家是()A.玻尔B.康普顿C.爱因斯坦D.德布罗意答案C2.(2021浙江1月选考,10,3分)下列说法正确的是()A.光的波动性是光子之间相互作用的结果B.玻尔第一次将“量子”引入原子领域,提出了定态和跃迁的概念C.光电效应揭示了光的粒子性,证明了光子除了能量之外还具有动量D.射线经过置于空气中带正
2、电验电器金属小球的上方,验电器金属箔的张角会变大答案B3.(2021河北,3,4分)普朗克常量h=6.62610-34Js,光速为c,电子质量为me,则hmec在国际单位制下的单位是()A.J/sB.mC.JmD.m/s答案B4.(2021海南,3,3分)某金属在一束单色光的照射下发生光电效应,光电子的最大初动能为Ek,已知该金属的逸出功为W0,普朗克常量为h。根据爱因斯坦的光电效应理论,该单色光的频率为()A.EkhB.W0hC.Ek-W0hD.Ek+W0h答案D5.(2022届福建五校联考,3)如图所示是一种典型的光电管示意图,抽成真空的玻璃管内部密闭有阴极和阳极,当受到光照时,就会发生光
3、电效应,将其与灵敏电流计相连,关于此光电管以下说法正确的是()A.图中A为阳极,B为阴极B.当光照射在A极,会从其表面溢出光子打在B极上C.只提高照射光频率时,会使得电路中光电流变大D.只提高光照强度时,会使得电路中光电流变大答案D6.(2021浙江6月选考,1,3分)据自然杂志2021年5月17日报道,中国科学家在稻城“拉索”基地(如图)探测到迄今为止最高能量的射线,能量值为1.401015eV,即()A.1.401015VB.2.2410-4CC.2.2410-4WD.2.2410-4J答案D7.(2020海南海口质量检测)如图所示为光电管的示意图,光照时两极间可产生的最大电压为0.5V。
4、若光的波长约为610-7m,普朗克常量为h,光在真空中的传播速度为c,取hc=210-25Jm,电子的电荷量为1.610-19C,则下列判断正确的是()A.该光电管K极的逸出功大约为2.5310-19JB.当光照强度增大时,极板间的电压会增大C.当光照强度增大时,光电管的逸出功会减小D.若改用频率更大、强度很弱的光照射时,两极板间的最大电压可能会减小答案A8.(2018课标,17,6分)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1.2810-19J。已知普朗克常量为6.6310-34Js,真空中的光速为3.00108ms-1。能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为()A.
5、11014HzB.81014HzC.21015HzD.81015Hz答案B9.(2017海南单科,7,5分)(多选)三束单色光1、2和3的波长分别为1、2和3(123)。分别用这三束光照射同一种金属。已知用光束2照射时,恰能产生光电子。下列说法正确的是()A.用光束1照射时,不能产生光电子B.用光束3照射时,不能产生光电子C.用光束2照射时,光越强,单位时间内产生的光电子数目越多D.用光束2照射时,光越强,产生的光电子的最大初动能越大答案AC10.(2017课标,19,6分)(多选)在光电效应实验中,分别用频率为a、b的单色光a、b照射到同种金属上,测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的
6、最大初动能分别为Eka和Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是()A.若ab,则一定有Uab,则一定有EkaEkbC.若UaUb,则一定有Ekab,则一定有ha-Ekahb-Ekb答案BC11.(2019北京理综,19,6分)光电管是一种利用光照射产生电流的装置,当入射光照在管中金属板上时,可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果。组次入射光子的能量/eV相对光强光电流大小/mA逸出光电子的最大动能/eV第一组1234.04.04.0弱中强2943600.90.90.9第二组4566.06.06.0弱中强2740552.92.92.9由表中数据得出的论断中不正确的是()A.两组实验采用了不同
7、频率的入射光B.两组实验所用的金属板材质不同C.若入射光子的能量为5.0eV,逸出光电子的最大动能为1.9eVD.若入射光子的能量为5.0eV,相对光强越强,光电流越大答案B12.(2021江苏,8,4分)如图所示,分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究,其截止频率12,保持入射光不变,则光电子到达A极时的最大动能Ekm随电压U变化关系的图像是()答案C13.(2021浙江6月选考,13,3分)已知普朗克常量h=6.6310-34Js,电子的质量为9.1110-31kg。一个电子和一滴直径约为4m的油滴具有相同动能,则电子与油滴的德布罗意波长之比的数量级为()A.10-8B.106C.10
8、8D.1016答案C考点二原子与原子核1.(2020天津,1,5分)在物理学发展的进程中,人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究,获得正确的理论认识。下列图示的实验中导致发现原子具有核式结构的是()答案D2.(2018课标,14,6分)1934年,约里奥-居里夫妇用粒子轰击铝核1327Al,产生了第一个人工放射性核素X:+1327Aln+X。X的原子序数和质量数分别为()A.15和28B.15和30C.16和30D.17和31答案B3.(2018北京理综,13,6分)在核反应方程24He+714N817O+X中,X表示的是()A.质子B.中子C.电子D.粒子答案A4.(2022届吉林八校质
9、检一,5)某烟雾报警器工作原理如图所示,半衰期为432年的放射性元素镅95241Am衰变所释放的射线可使空气分子电离成正、负离子,正、负离子分别向两极板运动,从而产生电流。当烟雾进入探测腔内时,烟雾会吸收部分射线,导致电流减小,外电路探测到两个电极之间电压、电流的变化,从而触发警报。根据以上信息,下列说法正确的是()A.若图中电流表中电流方向从左向右,则正离子向右极板运动B.镅放出的射线只有射线C.1kg的镅经1296年将有125g发生衰变D.根据欧姆定律,理想电流表中的电流与两极板间电压成正比、与两极板之间的电阻成反比答案A5.(2021北京,14,3分)北京高能光源是我国首个第四代同步辐射
10、光源,计划于2025年建成。同步辐射光具有光谱范围宽(从远红外到X光波段,波长范围约为10-5m10-11m,对应能量范围约为10-1eV105eV)、光源亮度高、偏振性好等诸多特点,在基础科学研究、应用科学和工艺学等领域已得到广泛应用。速度接近光速的电子在磁场中偏转时,会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射,这个现象最初是在同步加速器上观察到的,称为“同步辐射”。以接近光速运动的单个电子能量约为109eV,回旋一圈辐射的总能量约为104eV。下列说法正确的是()A.同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样B.用同步辐射光照射氢原子,不能使氢原子电离C.蛋白质分子的线度约为10-8m,不能用同步辐射光得到其
11、衍射图样D.尽管向外辐射能量,但电子回旋一圈后能量不会明显减小答案D6.(2021山东,1,3分)在测定年代较近的湖泊沉积物年份时,常利用沉积物中半衰期较短的82210Pb,其衰变方程为82210Pb83210Bi+X。以下说法正确的是()A.衰变方程中X是电子B.升高温度可以加快82210Pb的衰变C.82210Pb与83210Bi的质量差等于衰变的质量亏损D.方程中的X来自于82210Pb内质子向中子的转化答案A7.2022届T8联考(1),1“夜光表”上的夜光材料一般为两种,一种将镭和硫化锌混合,由于镭的辐射,硫化锌就自发光。一种是储光材料,白天吸收光能,晚上将光能释放出来。有一块手表,
12、夜光材料是镭和硫化锌混合物。表盘是硅材料,将光能转化为电能,转化效率为,面积为S。在太阳底下照射t时间就可让手表工作nt的时间,单位时间太阳照到地球单位面积上的能量为E0,以下说法正确的是()A.首次发现镭的科学家是贝克勒尔B.手表工作时消耗电能的平均功率P=E0SnC.已知镭的衰变方程为88226Ra86222Rn+24He,该核反应为衰变D.储光材料在有光的时候吸收光子,原子从低能级跃迁到高能级,夜晚时受激的原子从高能级跃迁到低能级而发光答案D综合篇知能转换拓展一光电效应中四类图像的分析1.(2019海南单科,7,5分)(多选)对于钠和钙两种金属,其遏止电压Uc与入射光频率的关系如图所示。
13、用h、e分别表示普朗克常量和电子电荷量,则()A.钠的逸出功小于钙的逸出功B.图中直线的斜率为heC.在得到这两条直线时,必须保证入射光的光强相同D.若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能,则照射到钠的光频率较高答案AB2.(2022届辽宁四校联考,4)图甲是光电效应的实验装置图,图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图像,下列说法正确的是()A.由图线可知对某种确定的金属来说,饱和光电流的大小与入射光强度无关B.由图线可知该金属的遏止电压只由入射光的频率决定C.只要增大电压,光电流就会一直增大D.不论哪种颜色的入射光,只要光足够强,就能发生光电效应答案B3.(2022届辽宁名校
14、联考,7)图甲为某种光电烟雾探测器的装置示意图,光源S发出频率为1的光束,当有烟雾进入该探测器时,光束会被烟雾散射进入光电管C,当光照射到光电管中的金属钠表面时会产生光电子,进而在光电管中形成光电流,当光电流大于临界值时,便会触发报警系统报警。用如图乙所示的电路(光电管K极是金属钠)研究光电效应规律,可得钠的遏止电压Uc与入射光频率之间的关系如图丙所示,元电荷为e。下列说法正确的是()A.由图丙知,金属钠的极限频率为0=1Uc2-2Uc1Uc2-Uc1B.由图丙知,普朗克常量为h=e(Uc1-Uc2)2-1C.图乙中,a端为负极D.图甲中,光源S发出的光束越强,光电烟雾探测器的灵敏度越低答案A
15、拓展二对原子跃迁和电离的理解1.(2020北京,2,3分)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()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=1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的能量答案C2.(2019课标,14,6分)氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.633.10eV的光为可见光。要使处于基态(n=1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子,最少应给氢原子提供的能量为()A.12.09eVB.10.20eVC.1.89
16、eVD.1.51eV答案A3.(2021辽宁百师联盟联考五,10)(多选)几种金属的逸出功W0见表,金属钨钙钠钾铷W0(eV)4.543.202.292.252.13氢原子能级示意图如图所示,若使用大量氢原子跃迁辐射的光子照射上述金属,则下列说法正确的是()A.从n=2能级跃迁到n=1能级,辐射的光均能使上述金属发生光电效应B.从n=3能级跃迁到n=2能级,辐射的光能使上述一种金属发生光电效应C.从n=3能级跃迁到n=1能级,辐射的光照射上述金属时钨光电子的最大初动能最大D.从n=4能级跃迁到n=1能级,辐射的光照射上述金属时铷光电子的最大初动能最大答案AD4.(2022届湖北部分重点校联考,
17、8)(多选)子与氢原子核(质子)构成的原子称为氢原子,它在原子核物理的研究中有重要作用。图为氢原子的能级示意图。假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n=2能级的氢原子,氢原子吸收光子后,发出频率为1、2、3、4、5和6的光,且频率依次增大,则E等于()A.h(1+2)B.h(4-2) C.h3D.h4答案AC拓展三原子核的衰变与半衰期1.(2021广东,1,4分)科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝26。铝26的半衰期为72万年,其衰变方程为1326Al1226Mg+Y。下列说法正确的是()A.Y是氦核B.Y是质子C.再经过72万年,现有的铝26衰变一半D.再经过144万年,现有的
18、铝26全部衰变答案C2.(2021湖北武汉6月质检)2020年4月1日,由于太阳光不能照射到太阳能电池板上,“玉兔二号”月球车开始进入第十六个月夜休眠期。在之后的半个月内,月球车采用同位素94238Pu电池为其保暖供电。94238Pu是人工放射性元素,可用弱93237Np吸收一个中子得到。94238Pu衰变时只放出射线,其半衰期为88年,则()A.93237Np吸收中子后放出电子生成94238PuB.94238Pu经一次衰变会有两个质子转变为两个中子C.94238Pu经一次衰变形成的新核含有144个中子D.94238Pu在月球环境下半衰期会发生变化答案A3.(2021湖南,1,4分)核废料具有
19、很强的放射性,需要妥善处理。下列说法正确的是()A.放射性元素经过两个完整的半衰期后,将完全衰变殆尽B.原子核衰变时电荷数守恒,质量数不守恒C.改变压力、温度或浓度,将改变放射性元素的半衰期D.过量放射性辐射对人体组织有破坏作用,但辐射强度在安全剂量内则没有伤害答案D4.(2021河北,1,4分)银河系中存在大量的铝同位素26Al。26Al核+衰变的衰变方程为1326Al1226Mg+10e,测得26Al核的半衰期为72万年。下列说法正确的是()A.26Al核的质量等于26Mg核的质量B.26Al核的中子数大于26Mg核的中子数C.将铝同位素26Al放置在低温低压的环境中,其半衰期不变D.银河
20、系中现有的铝同位素26Al将在144万年后全部衰变为26Mg答案C5.(2021全国乙,17,6分)医学治疗中常用放射性核素113In产生射线,而113In是由半衰期相对较长的113Sn衰变产生的。对于质量为m0的113Sn,经过时间t后剩余的113Sn质量为m,其mm0-t图线如图所示。从图中可以得到113Sn的半衰期为()A.67.3dB.101.0dC.115.1dD.124.9d答案C6.(2021全国甲,17,6分)如图,一个原子核X经图中所示的一系列、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.6B.8C.10D.14答案A7.(2022届河北示范校联考,1)
21、1986年4月26日,乌克兰切尔诺贝利核电厂的4号反应堆发生了爆炸。苏联政府为了阻止核电站爆炸产生放射性核污染,建造起来的一个巨大的钢筋混凝土建筑将核电站的4号反应堆彻底封住。由于从远处看这一建筑像一座巨大的坟墓,故被称为“切尔诺贝利核石棺”。这座“石棺”到2022年就会达到寿命极限,目前乌克兰已经完成核电站新防护罩建造工作,据乌克兰政府表示,“新棺”的用期计划达到100年。核事故中辐射防护的主要对象是碘-131,放射性碘进入人体后对甲状腺造成损害,短期引起甲状腺功能减退,长期可引起癌变。碘的半衰期为8天,其衰变方程为53131I54131Xe+-10e+,以下说法正确的是()A.通过加压或者
22、是降温的方法,可以改变放射性物质的半衰期B.8个碘核经过8天后还剩下4个C.衰变发出的射线是波长很短的光子,电离能力很强D.衰变过程中质量数不变答案D8.(2021福建,9,4分)核污水中常含有氚(13H)等放射性核素,处置不当将严重威胁人类安全。氚衰变的半衰期长达12.5年,衰变方程为13HZAHe+-10e+e。其中e是质量可忽略不计的中性粒子,Z=,A=。若将含有质量为m的氚的核污水排入大海,即使经过50年,排入海中的氚还剩m(用分数表示)。答案23116拓展四核反应与核能计算1.(2021北京,1,3分)硼(B)中子俘获治疗是目前最先进的癌症治疗手段之一。治疗时先给病人注射一种含硼的药
23、物,随后用中子照射,硼俘获中子后,产生高杀伤力的粒子和锂(Li)离子。这个核反应的方程是()A.510B+01n37Li+24HeB.511B+24He714N+01nC.714N+24He817O+11HD.714N+01n614C+11H答案A2.(2021湖北,1,4分)20世纪60年代,我国以国防为主的尖端科技取得了突破性的发展。1964年,我国第一颗原子弹试爆成功;1967年,我国第一颗氢弹试爆成功。关于原子弹和氢弹,下列说法正确的是()A.原子弹和氢弹都是根据核裂变原理研制的B.原子弹和氢弹都是根据核聚变原理研制的C.原子弹是根据核裂变原理研制的,氢弹是根据核聚变原理研制的D.原子
24、弹是根据核聚变原理研制的,氢弹是根据核裂变原理研制的答案C3.(2021江苏,1,4分)用“中子活化”技术分析某样品的成分,中子轰击样品中的714N产生614C和另一种粒子X,则X是()A.质子B.粒子C.粒子D.正电子答案A4.(2021浙江6月选考,14,2分)(多选)对四个核反应方程(1)92238U90234Th+24He;(2)90234Th91234Pa+-10e;(3)714N+24He817O+11H;(4)12H+13H24He+01n+17.6MeV,下列说法正确的是()A.(1)(2)式核反应没有释放能量B.(1)(2)(3)式均是原子核衰变方程C.(3)式是人类第一次实
25、现原子核转变的方程D.利用激光引发可控的(4)式核聚变是正在尝试的技术之一答案CD5.(2020课标,19,6分)(多选)下列核反应方程中,X1、X2、X3、X4代表粒子的有()A.12H+12H01n+X1B.12H+13H01n+X2C.92235U+01n56144Ba+3689Kr+3X3D.01n+36Li13H+X4答案BD6.(2020课标,18,6分)氘核12H可通过一系列聚变反应释放能量,其总效果可用反应式612H224He+211H+201n+43.15MeV表示。海水中富含氘,已知1kg海水中含有的氘核约为1.01022个,若全都发生聚变反应,其释放的能量与质量为M的标准
26、煤燃烧时释放的热量相等;已知1kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9107J,1MeV=1.610-13J,则M约为()A.40kgB.100kgC.400kgD.1000kg答案C7.(2019课标,15,6分)太阳内部核反应的主要模式之一是质子质子循环,循环的结果可表示为411H24He+210e+2已知11H和24He的质量分别为mp=1.0078u和m=4.0026u,1u=931MeV/c2,c为光速。在4个11H转变成1个24He的过程中,释放的能量约为()A.8MeVB.16MeVC.26MeVD.52MeV答案C8.(2021浙江杭州质检)(多选)据国内媒体报道,中国南海“充电宝”
27、的构想即将实现,大陆第一座海上浮动核电站即将建设完成。据专家透露,中国计划建造20个海上浮动核电站,主要用于海水淡化、资源开发以及为护航潜艇和南海各地区供电。此类核电站采用的是“核裂变”技术,92235U受中子轰击时会发生裂变,产生56144Ba和3689Kr,同时放出能量,已知每个铀核裂变时释放的能量约为200MeV,阿伏加德罗常数取NA=6.01023mol-1。下列说法中正确的是()A.核反应方程为92235U56144Ba+3689Kr+201nB.56144Ba的结合能比92235U的结合能大C.只有铀块的体积不小于临界体积时才能发生链式反应D.若有1mol的铀发生核反应,且核裂变释
28、放的能量一半转化为电能,则产生的电能约为9.61012J答案CD9.(2021海南,5,3分)1932年,考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变实验,验证了质能关系的正确性。在实验中,锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍原子核,随后又蜕变为两个原子核,核反应方程为37Li+11HAZBe2X。已知11H、37Li、X的质量分别为m1=1.00728u、m2=7.01601u、m3=4.00151u,光在真空中的传播速度为c,则在该核反应中()A.质量亏损m=4.02178uB.释放的核能E=(m1+m2-2m3)c2C.铍原子核内的中子数是5D.X表示的是氚原子核答案B10.(2022届河
29、北省级联考,1)山东海阳核电站建成并实现并网发电,有效缓解了山东电力不足的情况,为建设生态山东做出了贡献。核电站核反应堆中,用中子轰击92235U原子核的核反应方程为92235U+01n56144Ba+3689X+301n,92235U、01n、56144Ba、X的质量分别为m1、m2、m3、m4,其中56144Ba是不稳定的,其衰变的周期为T,真空中的光速为c,以下说法正确的是()A.X原子核中含有的中子数为50B.该反应属于人工转变核反应C.该反应中释放的能量为12(m1-2m2-m3-m4)c2D.经过2T,一定质量的56144Ba原子核衰变了的质量占开始时的34答案D11.(2022届
30、辽宁名校联考,4)鉴于核裂变产生的放射性废物的处理难度较大、危险性较高,核物理学家致力于核聚变发电以减少核污染。核聚变电站最有可能的燃料是两种同位素,也被称作重形式的氢:氘和氚。核聚变是靠温度和压力的共同作用完成的,在地球实验室中完成可控核聚变需要1亿摄氏度的超高温度,核聚变产生的24He十分清洁、安全。下列有关这个核聚变叙述正确的是()A.核聚变方程为12H+13H24He+11nB.若已知12H的比结合能是1.09MeV,13H的比结合能是2.78MeV,24He的比结合能是7.03MeV,则氘核与氚核聚变过程释放出的能量为17.6MeVC.若已知12H质量为2.0141u,13H质量为3
31、.0161u,24He质量为4.0026u,中子质量为1.0087u,且1u的质量对应931.5MeV的能量,则氘核与氚核聚变过程释放出的能量约为21.7MeVD.通过高温高压,氘、氚两种原子核获得足够大的动能,用来克服强相互作用力,从而实现核聚变反应答案B应用篇知行合一应用“人造太阳”可控核聚变1.(2021湖南新高考适应卷,1科技工程)2020年12月4日,新一代“人造太阳”装置中国环流器二号M装置(HL-2M)在成都建成并首次实现利用核聚变放电。下列方程中,正确的核聚变反应方程是()A.12H+13H24He+01nB.92238U90234Th+24HeC.92235U+01n5614
32、4Ba+3689Kr+301nD.24He+1327Al1530P+201n答案A2.(2019天津理综,6,6分科技工程)(多选)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破,等离子体中心电子温度首次达到1亿摄氏度,为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础。下列关于聚变的说法正确的是()A.核聚变比核裂变更为安全、清洁B.任何两个原子核都可以发生聚变C.两个轻核结合成质量较大的核,总质量较聚变前增加D.两个轻核结合成质量较大的核,核子的比结合能增加答案AD3.(2017课标,17,6分科技工程)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是:12H+12H23He+01n。已知12H的质量为2.0136u,23He的质量为3.0150u,01n的质量为1.0087u,1u=931MeV/c2。氘核聚变反应中释放的核能约为()A.3.7MeVB.3.3MeVC.2.7MeVD.0.93MeV答案B