高考_专题十三 近代物理初步（试题word版）

这是一份高考_专题十三 近代物理初步（试题word版），共13页。试卷主要包含了下列说法正确的是，普朗克常量h=6等内容，欢迎下载使用。
专题十三　近代物理初步
高频考点
考点一　光电效应　波粒二象性
基础 光电效应现象及其产生条件、爱因斯坦光电效应方程、光的波粒二象性等。
重难 光电效应的图像问题、德布罗意波长公式等。
限时35分钟,正答率:　　/12。 
基础
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　C　
2.(2020浙江7月选考,5,3分)下列说法正确的是(　　)
A.质子的德布罗意波长与其动能成正比
B.天然放射的三种射线,穿透能力最强的是α射线
C.光电效应实验中的截止频率与入射光的频率有关
D.电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性
答案　D　
3.(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　
4.(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　
5.(2018课标Ⅱ,17,6分)用波长为300 nm的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10-19 J。已知普朗克常量为6.63×10-34 J·s,真空中的光速为3.00×108 m·s-1。能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为　(　　)
A.1×1014 Hz　　　　B.8×1014 Hz　　　　C.2×1015 Hz　　　　D.8×1015 Hz
答案　B　
6.(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ν为(　　)
A.Ekℎ　　　　B.W0ℎ　　　　C.Ek-W0ℎ　　　　D.Ek+W0ℎ
答案　D　
7.(2017课标Ⅲ,19,6分)(多选)在光电效应实验中,分别用频率为νa、νb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νa>νb,则一定有Uaνb,则一定有Eka>Ekb
C.若Uahνb-Ekb
答案　BC　
重难
8.(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　
9.(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ν的关系如图所示。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ℎe
C.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　AB　
10.(2022山东济南二模)科学探究小组使用如图甲所示的电路图研究光电效应,图乙为光电管发生光电效应时遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像,已知光电子的电荷量为e。下列说法正确的是(　　)

甲 乙
A.单刀双掷开关S空掷时,即使能发生光电效应,电流传感器的示数仍然为零
B.为得到图乙的图像,单刀双掷开关S应掷于1处
C.光电管中金属材料的逸出功为ea
D.普朗克常量h=ab
答案　C　
11.(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　
12.(2022浙江1月选考,16,2分)(多选)电子双缝干涉实验是近代证实物质波存在的实验。如图所示,电子枪持续发射的电子动量为1.2×10-23 kg·m/s,然后让它们通过双缝打到屏上。已知电子质量取9.1×10-31 kg,普朗克常量取6.6×10-34 J·s,下列说法正确的是(　　)
A.发射电子的动能约为8.0×10-15 J
B.发射电子的物质波波长约为5.5×10-11 m
C.只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉
D.如果电子是一个一个发射的,仍能得到干涉图样
答案　BD　
考点二　原子结构　原子核
基础 原子核的组成、核反应方程中的守恒规律、半衰期、裂变反应和聚变反应等概念。
重难 氢原子光谱、氢原子的能级结构、衰变次数的计算、核能的计算。
限时65分钟,正答率:　　/22。 
基础
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.(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　
3.(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.α粒子　　　　C.β粒子　　　　D.正电子
答案　A　
4.(2020课标Ⅰ,19,6分)(多选)下列核反应方程中,X1、X2、X3、X4代表α粒子的有(　　)
A.12H+12H→01n+X1　　　　B.12H+13H→01n+X2
C.92235U+01n→56144Ba+3689Kr+3X3　　　　D.01n+36Li→13H+X4
答案　BD　
5.(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　
6.(2021河北,1,4分)银河系中存在大量的铝同位素26Al。26Al核β+衰变的衰变方程为 1326Al→1226Mg+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.银河系中现有的铝同位素26Al将在144万年后全部衰变为26Mg
答案　C　
7.(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 1326Al→1226Mg+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,现有的铝26全部衰变
答案　C　
8.(2021湖南,1,4分)核废料具有很强的放射性,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　D　
9.(2021全国乙,17,6分)医学治疗中常用放射性核素113In产生γ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.67.3 d　　　　B.101.0 d　　　　C.115.1 d　　　　D.124.9 d
答案　C　
10.(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　
11.(2018海南单科,4,4分)已知 90234Th的半衰期为24天。4 g  90234Th经过72天还剩下(　　)
A.0　　　　B.0.5 g　　　　C.1 g　　　　D.1.5 g
答案　B　
12.(2018课标Ⅲ,14,6分)1934年,约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝核 1327Al,产生了第一个人工放射性核素X:α+1327Al→n+X。X的原子序数和质量数分别为(　　)
A.15和28　　　　B.15和30　　　　C.16和30　　　　D.17和31
答案　B　
13.(2021浙江6月选考,14,2分)(多选)对四个核反应方程(1)92238U→90234Th+24He;(2)90234Th→ 91234Pa+-10e;(3)714N+24He→ 817O+11H;(4)12H+13H→ 24He+01n+17.6 MeV,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　CD　
14.(2021浙江1月选考,14,2分)(多选)如图所示是我国全超导托卡马克核聚变实验装置。2018年11月,该装置实现了1×108 ℃等离子体运行等多项重大突破,为未来和平利用聚变能量迈出了重要一步。关于核聚变,下列说法正确的是(　　)
A.聚变又叫热核反应
B.太阳就是一个巨大的热核反应堆
C.高温能使原子核克服核力而聚变
D.对相同质量的核燃料,轻核聚变比重核裂变产能多
答案　ABD　
15.(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β衰变的半衰期长达12.5年,衰变方程为 13H→ZAHe+-10e+νe。其中νe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　2　3　116
重难
16.(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　
17.(2021全国甲,17,6分)如图,一个原子核X经图中所示的一系列α、β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.6　　　　B.8　　　　C.10　　　　D.14
答案　A　
18.(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　
19.(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　
20.(2022浙江1月选考,14,2分)(多选)2021年12月15日秦山核电站迎来了安全发电30周年,核电站累计发电约6.9×1011 kW·h,相当于减排二氧化碳六亿多吨。为了提高能源利用率,核电站还将利用冷却水给周围居民供热。下列说法正确的是(　　)
A.秦山核电站利用的是核聚变释放的能量
B.秦山核电站发电使原子核亏损的质量约为27.6 kg
C.核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应的速度
D.反应堆中存在 92235U+01n→56144Ba+3689Kr+301n的核反应
答案　CD　
21.(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　
22.(2022江苏南京二模)氢原子的能级图如图所示,如果大量氢原子处于n=3能级的激发态。则下列说法正确的是(　　)
A.这群氢原子只能辐射2种频率的光子
B.这群氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级,辐射光子的波长最大
C.这群氢原子辐射光子的最小能量为12.09 eV
D.处于n=3能级的氢原子至少需吸收1.51 eV能量的光子才能电离
答案　D　
易混易错
1.轻核聚变与人工转变 (2017天津理综,1,6分)我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证,这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。下列核反应方程中属于聚变反应的是　(　　)
A.12H+13H→24He+01n　　　　B.714N+24He→817O+11H
C.24He+1327Al→1530P+01n　　　　D.92235U+01n→56144Ba+3689Kr+301n
答案　A　
2.半衰期 若干 83210Bi放在天平左盘上,右盘放420 g砝码,天平平衡,当铋发生α衰变,经过1个半衰期,欲使天平平衡,应从右盘中取出砝码的质量为(　　)
A.210 g　　　　B.105 g　　　　C.4 g　　　　D.2 g
答案　C　

题型模板
题型一　光电效应模型
典型模型
模型特征:　①每种金属都有一个截止频率,入射光频率大于这个截止频率时才能发生光电效应。②截止频率是发生光电效应的最小频率,对应着光的极限波长和金属的逸出功,即hνc=hcλc=W0。　③光电效应方程:Ek=hν　-W0。
1.(2021江苏适应性考试)我国中微子探测实验利用光电管把光信号转换为电信号。如图所示,A和K分别是光电管的阳极和阴极,加在A、K之间的电压为U。现用发光功率为P的激光器发出频率为ν的光全部照射在K上,回路中形成电流。已知阴极K材料的逸出功为W0,普朗克常量为h,电子电荷量为e。

(1)求光电子到达A时的最大动能Ekm。
(2)若每入射N个光子会产生1个光电子,假设所有的光电子都能到达A,求回路的电流I。
答案　(1)Ue+hν-W0　(2)PeNℎν
变式题型
题型特征:反映光电效应的图像。
2.变式 (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