2021年高考一轮复习考点集训 物理(湖南省专用)专题十三　近代物理初步

专题十三　近代物理初步

【考情点睛】

【基础训练】

考点一　光电效应、波粒二象性

1.(多选)如图所示,用导线把验电器与锌板相连接,当用紫外线照射锌板时,发生的现象是(　　)

A.有光子从锌板逸出 B.有电子从锌板逸出

C.验电器指针张开一个角度 D.锌板带负电

2.用某种色光照射到金属表面时,金属表面有光电子飞出,如果光的强度减弱而频率不变,则(　　)

A.光的强度减弱到某一最低数值时,就没有光电子飞出

B.单位时间内飞出的光电子数目减少

C.逸出的光电子的最大初动能减小

D.单位时间内逸出的光电子数目和最大初动能都减小

3.(多选)如图所示,是工业生产中大部分光电控制设备(如夜亮昼熄的路灯)用到的光控继电器的示意图,它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成。

当用绿光照射光电管阴极K时,可以发生光电效应,则下列说法中正确的是(　　)

A.增大绿光照射强度,光电子最大初动能增大

B.增大绿光照射强度,电路中的光电流增大

C.改用波长比绿光波长大的光照射光电管阴极K时,电路中一定有光电流

D.改用频率比绿光频率大的光照射光电管阴极K时,电路中一定有光电流

4.下列说法中正确的是(　　)

A.光的波粒二象性学说彻底推翻了麦克斯韦的光的电磁学说

B.在光的双缝干涉实验中,暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方

C.光的双缝干涉实验中,大量光子打在光屏上的落点是有规律的,暗纹处落下光子的概率小

D.单个光子具有粒子性,大量光子具有波动性

考点二　原子和原子核

5.(多选)如图所示为α粒子散射实验装置的示意图,对荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时观察到的现象,下述说法中正确的是(　　)

A.放在A位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数最多

B.放在B位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置时稍少些

C.放在C、D位置时,屏上观察不到闪光

D.放在D位置时,屏上仍能观察到一些闪光,但次数极少

6.(多选)根据玻尔原子结构理论,原子中电子绕核运动的半径(　　)

A.可以取任意值

B.是一系列不连续的特定值

C.可以在某一范围内任意取值

D.不同的轨道半径与不同的能量状态相对应

7.处于基态的氢原子在某单色光照射下,只能发出频率分别为ν1、ν2、ν3的三种光,且ν1<ν2<ν3,则该照射光的光子能量为(　　)

A.hν1 B.hν2

C.hν3 D.h(ν1+ν2+ν3)

8.下列说法正确的是(　　)

A.根据ΔE=Δmc2可知,在核裂变过程中减少的质量转化成了能量

B.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变

C.卢瑟福首先发现了铀和含铀矿物的天然放射现象

D.由氢原子能级示意图知,处于基态的氢原子至少要吸收13.60 eV的能量才能发生电离

【综合训练】

拓展一　光电效应

1.(2019长沙一中月考,19,6分)金属钙的逸出功为4.3×10-19 J,普朗克常量h=6.6×10-34 J·s,光速c=3.00×108 m/s。以下说法正确的是(　　)

A.用波长为400 nm的单色光照射金属钙,其表面有光电子逸出

B.用波长为400 nm的单色光照射金属钙,不能产生光电效应现象

C.若某波长的单色光能使金属钙产生光电效应现象,增大光的强度将会使光电子的最大初动能增大

D.若某波长的单色光能使金属钙产生光电效应现象,则减小光的强度将会使单位时间内发射的光电子数减少

2.(2019湖南师大附中模拟,14,6分)如图为研究光电效应的装置,一光电管的阴极用极限频率ν0=6×1014 Hz的钢制成,用频率v=9.2×1014 Hz的紫外线照射阴极,同时在光电管阳极A和阴极K之间的电势差U=2.7 V,已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,电子电荷量e=1.6×10-19C,则光电子到达阳极A极时的最大动能为(　　)

A.2.6 eV B.4.0 eV

C.4.4 eV D.4.8 eV

拓展二　光的波粒二象性和物质波

3.(2018长郡中学模拟,14, 6分)科学家在对阴极射线的研究中发现了电子,使人们对微观世界的认识进入了一个新的时代,电子的发现是19世纪末物理学史上的三大发现之一。在X射线管中,由阴极发射的电子被加速后打到阳极(不计电子的初速度),会产生包括X光在内的各种能量的光子,其中光子能量的最大值等于电子的动能。已知阳极与阴极之间的电势差U、普朗克常量h,电子电荷量e和光速c,则可知该X射线管发出的X光的(　　)

A.最短波长为 B.最长波长为

C.最小频率为 D.最大频率为

4.(2019湖南师大附中考前演练,16,6分)2018年5月21日,嫦娥四号中继星“鹊桥”号成功发射,为嫦娥四号的着陆和月球车提供地月中继通信支持,为了有效利用太阳能,科学家为“鹊桥”号安装反射率极高(可认为是100%)的薄膜,并让它正对太阳,用光压作为动力推动卫星加速。卫星每秒每平方米薄膜获得的太阳光能E=1.5×104 J,薄膜面积S=6.0×102 m2,光速c=3.0×108 m/s,那么卫星受到太阳光的推力最接近的是(　　)

A.0.06 N B.0.6 N C.6 N D.50 N

拓展三　原子的核式结构　玻尔理论

5.(2019永州模拟,1,4分)氢原子能级如图所示,一群氢原子处在n=4能级的激发态,当氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级时,辐射光的波长为1 884 nm,下列说法正确的是(　　)

A.这些氢原子向低能级跃迁时,最多产生3种不同频率的光

B.氢原子从高能级向低能级跃迁时,一定向外辐射能量

C.氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时,辐射光的波长大于1 884 nm

D.氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级时,辐射的光照射逸出功为6.34 eV的金属,不能发生光电效应

6.(2018雅礼中学、河南实验中学联考,15,6分)玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级如图所示,一群氢原子处于n=4能级的激发态,当它们自发地跃迁到较低能级时,以下说法符合玻尔理论的有(　　)

A.电子的动能与势能均减小

B.氢原子跃迁时,可发出连续光谱

C.能使金属钾(逸出功为2.25 eV)发生光电效应的光谱线有4条

D.由n=4能级跃迁到n=1能级时发出光子的波长最长

7.(2019长沙一中月考,14,6分)如图所示是原子物理史上几个著名的实验,关于这些实验,下列说法正确的是(　　)

A.卢瑟福通过α粒子散射实验否定了原子的核式结构模型

B.放射线在磁场中偏转,中间没有偏转的为γ射线,电离能力最强

C.电压相同时,光照越强,光电流越大,说明遏止电压和光照强度有关

D.链式反应属于重核的裂变

拓展四　原子核的衰变、半衰期

8.(2018湖南十四校联考,2 4分)下列说法中正确的是(　　)

A.放射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核的质量减少为原来的一半需要的时间

BU衰变为Pa要经过1次α衰变和1次β衰变

C.中子和质子结合成氘核时吸收能量

D.当氢原子从n=1能级向n=3能级跃迁时,发射出光子

9.(2019湘赣十四校联考二,14,6分)关于原子核的衰变,下列说法正确的是(　　)

A.β射线是电子流,是源于核外电子的一种自发的放射现象

B.对天然放射性元素加热,其半衰期将变短

C.原子核发生衰变时,衰变前后的电荷数和质量数都守恒

D.任何元素都有可能发生衰变

10.(2018长郡中学调研,1,4分)关于原子核及其变化,下列说法正确的是(　　)

A.一个中子和一个质子的质量之和等于一个H核的质量

B.处于激发态的原子核放出γ射线时,核子数并没有发生变化

C.结合能大的原子核,比结合能也大

D.原子核发生一次β衰变,原子核外就会失去一个电子

拓展五　核反应方程与核能的计算

11.(2018长郡中学模拟,14,6分)核反应方程NHC+X+ΔE中N的质量为m1H的质量为m2C的质量为m3、X的质量为m4,光在真空中的速度为c,则下列判断正确的是(　　)

A.X是He,ΔE=(m1+m2-m3-m4)c2

B.X是He,ΔE=(m1+m2-m3-m4)c2

C.X是He,ΔE=(m3+m4-m1-m2)c2

D.X是He,ΔE=(m3+m4-m1-m2)c2

12.(2020届湖南师大附中摸底,1,4分)到2018年1月,全球30个国家和地区共有440个核电机组,总装机容量390吉瓦,发电量约占全球发电量的11%,铀235是核电站的主要核燃料,核反应堆在工作时,铀235既发生裂变,也发生衰变。铀235裂变方程为Un→Xkr+n,衰变方程为U→YHe,则下列说法正确的是(　　)

A.裂变过程放出能量,衰变过程吸收能量

B.裂变产生的新核X中含有88个中子

C.衰变产生的新核Y不再具有放射性

D.核裂变释放能量产生的高温会加快铀235的衰变

【专题训练】

小专题一　爱因斯坦的光电效应方程及应用

1.(2019湖南湖北八市十二校联考,5,4分)下列说法正确的是(　　)

A.某种放射性元素的半衰期为τ,则这种元素的12个原子核在经过2τ时间后,这些原子核一定还有3个没有发生衰变

B.根据爱因斯坦的光电效应方程Ekm=hν-W,若频率分别为ν1和ν2(ν1<ν2)的光均能使某种金属发生光电效应,则频率为ν1的光照射该金属时产生的光电子的初动能一定比频率为ν2的光照射该金属时产生的光电子的初动能大

C.氢原子由高能级向低能级跃迁时,从n=4能级跃迁到n=2能级所放出的光子恰能使某种金属发生光电效应,则处在n=4能级的一大群氢原子跃迁时所放出的光子中有4种光子能使该金属发生光电效应

D.放射性元素发生β衰变时,放射性元素的原子放出核外电子,形成高速电子流,即β射线。

2.(2018长郡中学冲刺,14,6分)如图7所示为氢原子的能级图,一群处于n=4的激发态的氢原子向低能级跃迁时可以辐射出多种不同频率的光子,其中两次跃迁分别辐射出a、b两种光子,若用a光照射x金属刚好能发生光电效应,则下列说法正确的是(　　)

A.氢原子辐射出a光子后,氢原子的能量减小了3.4 eV

B.a光子的波长比b光子的波长短

C.x金属的逸出功为-2.55 eV

D.用b光子照射x金属,打出的光电子的最大初动能为9.54 eV

小专题二　原子核的衰变规律及衰变次数的计算方法

1.下列说法正确的是(　　)

A.卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子

B.铀核U)衰变为铅核Pb)的过程中,要经过8次α衰变和5次β衰变

C.铀核U)衰变成α粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定小于铀核的结合能

D.按照爱因斯坦的理论,在光电效应中,金属中的电子吸收一个光子获得的能量hν,这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0,剩下的表现为逸出后电子的初动能Ek

2.(2019长郡中学模试,14,6分)放射性元素U的衰变途径有多种可能,其中一种途径为UThPa,下列关于该种衰变途径的说法正确的是(　　)

A.衰变式中的X=234,Y=235

BUTh衰变的实质是核内的一个中子转化成了一个质子

CThPa衰变的实质是核内的一个中子转化成了一个质子

D.衰变过程中电荷数和质量数守恒,但能量不守恒

3.(2019雅礼中学月考,9,4分)(多选)以下有关近代物理内容的若干叙述,正确的是(　　)

A.紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应,当增大紫外线的照射强度时,从锌板表面逸出的光子的最大初动能也随之增大

B.质子和中子结合成新原子核一定有质量亏损,释放出能量

C.有10个放射性元素的原子核,当有5个原子核发生衰变所需要的时间就是该放射性元素的半衰期

D.氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时氢原子的电势能减小,电子的动能增大