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北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模拟》A版 专题十三　近代物理初步 基础篇 考点一　光电效应 1.(2022江苏,4,4分)上海光源通过电子-光子散射使光子能量增加。光子能量增加后(　　) A.频率减小　　　B.波长减小　　　 C.动量减小　　　D.速度减小 答案　B　 2.(2022全国乙,17,6分)一点光源以113 W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6×10-7 m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3×1014个。普朗克常量为h=6.63×10-34 J·s。R约为(　　) A.1×102 m　　　B.3×102 m C.6×102 m　　　D.9×102 m 答案　B　 3.(2022河北,4,4分)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ν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.钠的逸出功为hνc B.钠的截止频率为8.5×1014 Hz 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ν成正比 答案　A　 4.(2021山西大同阶段检测,8)(多选)大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光,用这些光照射如图2所示的光电管的阴极K。已知氢原子的部分能级图如图1所示,阴极K为金属钨,其逸出功为4.54 eV。则下列说法中正确的是　(　　) 图1 图2 A.这些氢原子最多能发出6种不同频率的光 B.跃迁到基态时,会辐射γ射线 C.能使金属钨发生光电效应的光有3种 D.若将电源的正负极调换,电路中的光电流将变为0 答案　AC　 5.(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ν1<ν2,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　C　 考点二　光的波粒二象性 1.(2022湖南,1,4分)关于原子结构和微观粒子波粒二象性,下列说法正确的是(　　) 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 答案　C　 2.(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.α射线经过置于空气中带正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　B　 3.(2021河北,3,4分)普朗克常量h=6.626×10-34 J·s,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/s　　　B.m　　　C.J·m　　　D.m/s 答案　B　 4.(2021浙江6月选考,13,3分)已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,电子的质量为9.11×10-31 kg。一个电子和一滴直径约为4 μm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.10-8　　　B.106　　　C.108　　　D.1016 答案　C　 考点三　原子结构 1.(2022广东,5,4分)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=E1n2,其中E1=-13.6 eV。如图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 答案　A　 2.(2022浙江6月选考,7,3分)图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=3的激发态,在向低能级跃迁时放出光子,用这些光子照射逸出功为2.29 eV的金属钠。下列说法正确的是(　　) A.逸出光电子的最大初动能为10.80 eV B.n=3跃迁到n=1放出的光子动量最大 C.有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应 D.用0.85 eV的光子照射,氢原子跃迁到n=4激发态 答案　B　 3.(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　D　 4.(2021北京,14,3分)北京高能光源是我国首个第四代同步辐射光源,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10-5 m~10-11 m,对应能量范围约为10-1 eV~105 eV)、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109 eV,回旋一圈辐射的总能量约为104 eV。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10-8 m,不能用同步辐射光得到其衍射图样 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　D　 考点四　原子核 1.(2022山东,1,3分)碘125衰变时产生γ射线,医学上利用此特性可治疗某些疾病。碘125的半衰期为60天,若将一定质量的碘125植入患者病灶组织,经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的(　　) A.116　　　B.18　　　C.14　　　D.12 答案　B　 2.(2022全国甲,17,6分)两种放射性元素的半衰期分别为t0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N3,则在t=4t0时刻,尚未衰变的原子核总数为(　　) A.N12　　　B.N9　　　C.N8　　　D.N6 答案　C　 3.(2022浙江6月选考,14,2分)(多选)秦山核电站生产 614C的核反应方程为 714N+01n→ 614C+X,其产物 614C的衰变方程为 614C→714N+ -10e。下列说法正确的是(　　) A.X是 11H B.614C可以用作示踪原子 C.-10e来自原子核外 D.经过一个半衰期,10个 614C将剩下5个 答案　AB　 4.(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 82210Pb→ 83210Bi+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 82210Pb内质子向中子的转化 答案　A　 5.(2022湖北,1,4分)上世纪四十年代初,我国科学家王淦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 47Be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νe,即 47Be+-10e→X+00νe。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.原子核X是 37Li 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νe的电荷量与电子的相同 答案　A　 6.(2022江苏,13,8分)利用云室可以知道带电粒子的性质。如图所示,云室中存在磁感应强度大小为B的匀强磁场,一个质量为m、速度为v的电中性粒子在A点分裂成带等量异号电荷的粒子a和b,a、b在磁场中的径迹是两条相切的圆弧,相同时间内的径迹长度之比la∶lb=3∶1,半径之比ra∶rb=6∶1。不计重力及粒子间的相互作用力。求: (1)粒子a、b的质量之比ma∶mb; (2)粒子a的动量大小pa。 答案　(1)2∶1　(2)67mv 综合篇 拓展一　原子跃迁、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0.66 eV的能量 D.n=3能级的氢原子电离至少需要吸收13.6 eV的能量 答案　C　 2.(2019课标Ⅰ,14,6分)氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63~3.10 eV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.12.09 eV　　　B.10.20 eV C.1.89 eV　　　D.1.51 eV 答案　A　 3.(2022河北唐山联考,8)(多选)氦原子被电离出一个核外电子,形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E1=-54.4 eV,氦离子能级的示意图如图所示。在具有下列能量的粒子中,能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是(　　) A.54.4 eV(光子)　　　B.50.4 eV(光子) C.48.4 eV(电子)　　　D.42.8 eV(光子) 答案　AC　 拓展二　可控核聚变 1.(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　C　 2.(2019课标Ⅱ,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 411H→24He+210e+2ν 已知 11H和 24He的质量分别为mp=1.007 8 u和mα=4.002 6 u,1 u=931 MeV/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.8 MeV　　　B.16 MeV　　　 C.26 MeV　　　D.52 MeV 答案　C　 3.(2019天津理综,6,6分)(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　AD　 4.(2021湖南新高考适应卷,1)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+13H→24He+01n B.92238U→90234Th+24He C.92235U+01n→56144Ba+3689Kr+301n D.24He+1327Al→1530P+201n 答案　A　 拓展三　核反应与核能的计算 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物,随后用中子照射,硼俘获中子后,产生高杀伤力的α粒子和锂(Li)离子。这个核反应的方程是(　　) A.510B+01n→37Li+24He　　　B.511B+24He→714N+01n C.714N+24He→817O+11H　　　D.714N+01n→614C+11H 答案　A　 2.(2020课标Ⅱ,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 612H→224He+211H+201n+43.15 MeV 表示。海水中富含氘,已知1 kg海水中含有的氘核约为1.0×1022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2.9×107 J,1 MeV=1.6×10-13 J,则M约为(　　) A.40 kg　　　B.100 kg　　　 C.400 kg　　　D.1 000 kg 答案　C　 3.(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+ 11H→AZBe→2X。已知 11H、37Li、X的质量分别为m1=1.007 28 u、m2=7.016 01 u、m3=4.001 51 u,光在真空中的传播速度为c,则在该核反应中(　　) A.质量亏损Δm=4.021 78 u B.释放的核能ΔE=(m1+m2-2m3)c2 C.铍原子核内的中子数是5 D.X表示的是氚原子核 答案　B　 第 11 页 共 11 页