江苏版高考物理复习专题一0六近代物理初步练习含答案

这是一份江苏版高考物理复习专题一0六近代物理初步练习含答案，共15页。试卷主要包含了5×1014 Hz，已知普朗克常量h=6等内容，欢迎下载使用。

考点一 光电效应 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 C
2.[2020江苏单科,12(1)]“测温枪”(学名“红外线辐射测温仪”)具有响应快、非接触和操作方便等优点。它是根据黑体辐射规律设计出来的,能将接收到的人体热辐射转换成温度显示。若人体温度升高,则人体热辐射强度I及其极大值对应的波长λ的变化情况是( )
A.I增大,λ增大 B.I增大,λ减小
C.I减小,λ增大 D.I减小,λ减小
答案 B
3.(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
4.(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
5.(2023浙江1月选考,11,3分)被誉为“中国天眼”的大口径球面射电望远镜已发现660余颗新脉冲星,领先世界。天眼对距地球为L的天体进行观测,其接收光子的横截面半径为R。若天体射向天眼的辐射光子中,有η(η<1)倍被天眼接收,天眼每秒接收到该天体发出的频率为ν的N个光子。普朗克常量为h,则该天体发射频率为ν光子的功率为( )
A.4NL2hνR2η B.2NL2hνR2η C.ηL2hν4R2N D.ηL2hν2R2N
答案 A
6.(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
7.(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极时动能的最大值Ekm随电压U变化关系的图像是( )
答案 C
8.(2019天津理综,5,6分)如图为a、b、c三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。由a、b、c组成的复色光通过三棱镜时,下述光路图中正确的是( )
答案 C
9.(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
10.(2023江苏,14,8分)“夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线。硬X射线是波长很短的光子,设波长为λ。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线,卫星探测仪镜头正对着太阳,每秒接收到N个该种光子。已知探测仪镜头面积为S,卫星离太阳中心的距离为R,普朗克常量为h,光速为c,求:
(1)每个光子的动量p和能量E;
(2)太阳辐射硬X射线的总功率P。
答案 (1)hλ hcλ (2)4πR2NhcλS
考点二 原子结构
11.(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
12.(2023新课标,16,6分)铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁发射的光子具有稳定的频率,铯原子钟利用的两能级的能量差量级为10-5 eV,跃迁发射的光子的频率量级为(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,元电荷e=1.60×10-19 C)( )
A.103 Hz B.106 Hz C.109 Hz D.1012 Hz
答案 C
13.(2023山东,1,3分)“梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的冷原子钟组发射升空,对提升我国导航定位、深空探测等技术具有重要意义。如图所示为某原子钟工作的四能级体系,原子吸收频率为ν0的光子从基态能级Ⅰ跃迁至激发态能级Ⅱ,然后自发辐射出频率为ν1的光子,跃迁到钟跃迁的上能级2,并在一定条件下可跃迁到钟跃迁的下能级1,实现受激辐射,发出钟激光,最后辐射出频率为ν3的光子回到基态。该原子钟产生的钟激光的频率ν2为( )
A.ν0+ν1+ν3
B.ν0+ν1-ν3
C.ν0-ν1+ν3
D.ν0-ν1-ν3
答案 D
14.(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
15.(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
16.(2023辽宁,6,4分)原子处于磁场中,某些能级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示,相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用①照射某金属表面时能发生光电效应,且逸出光电子的最大初动能为Ek,则( )
A.①和③的能量相等
B.②的频率大于④的频率
C.用②照射该金属一定能发生光电效应
D.用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于Ek
答案 A
17.(2018天津理综,5,6分)氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线Hα、Hβ、Hγ和Hδ,都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级时发出的光,它们在真空中的波长由长到短,可以判定( )
A.Hα对应的前后能级之差最小
B.同一介质对Hα的折射率最大
C.同一介质中Hδ的传播速度最大
D.用Hγ照射某一金属能发生光电效应,则Hβ也一定能
答案 A
18.(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
考点三 原子核 核反应
19.(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
20.(2023广东,1,4分)理论认为,大质量恒星塌缩成黑洞的过程,受核反应 612C+Y→ 816O的影响。下列说法正确的是( )
A.Y是β粒子,β射线穿透能力比γ射线强
B.Y是β粒子,β射线电离能力比γ射线强
C.Y是α粒子,α射线穿透能力比γ射线强
D.Y是α粒子,α射线电离能力比γ射线强
答案 D
21.(2023全国甲,15,6分)在下列两个核反应方程中
X+ 714N→Y+ 817O
Y+37Li→2X
X和Y代表两种不同的原子核,以Z和A分别表示X的电荷数和质量数,则( )
A.Z=1,A=1 B.Z=1,A=2
C.Z=2,A=3 D.Z=2,A=4
答案 D
22.(2023全国乙,16,6分)2022年10月,全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴,其中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜等装置在该事件观测中作出重要贡献。由观测结果推断,该伽马射线暴在1分钟内释放的能量量级为1048 J。假设释放的能量来自物质质量的减少,则每秒钟平均减少的质量量级为(光速为3×108 m/s)( )
A.1019 kg B.1024 kg C.1029 kg D.1034 kg
答案 C
23.(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
24.(2023重庆,6,4分)原子核 92235U可以经过多次α和β衰变成为稳定的原子核 82207Pb,在该过程中,可能发生的β衰变是( )
A. 87223Fr→ 88223Ra+-1 0e B. 83213Bi→ 84213P+-1 0e
C. 88225Ra→ 89225Ac+-1 0e D. 84218P→ 85218At+-1 0e
答案 A
25.(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
26.(2023浙江6月选考,5,3分)“玉兔二号”装有核电池,不惧漫长寒冷的月夜。核电池将 94238Pu衰变释放的核能一部分转换成电能。 94238Pu的衰变方程为 94238Pu→92XU+24He,则( )
A.衰变方程中的X等于233
B.24He的穿透能力比γ射线强
C. 94238Pu比 92XU的比结合能小
D.月夜的寒冷导致 94238Pu的半衰期变大
答案 C
27.(2023浙江1月选考,9,3分)宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子,中子与大气中的氮14会产生以下核反应: 714N+ 01n→ 614C+11H,产生的 614C能自发进行β衰变,其半衰期为5 730年。利用碳14的衰变规律可推断古木的年代。下列说法正确的是( )
A. 614C发生β衰变的产物是 715N
B.β衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子
C.近年来由于地球的温室效应,引起 614C的半衰期发生微小变化
D.若测得一古木样品的 614C含量为活体植物的14,则该古木距今约为11 460年
答案 D

考点一 光电效应 波粒二象性
1.(2024届镇江一中期初,3)如图所示,图甲为演示光电效应的实验装置;图乙为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数的关系曲线;图丙为氢原子的能级图。下列说法正确的是( )

A.同一介质中a光的波长小于c光的波长
B.若b光为可见光,则a光可能是紫外线
C.若b光光子能量为2.86 eV,用它直接照射大量处于n=2激发态的氢原子,可以产生6种不同频率的光
D.若b光光子是由处于n=3激发态的氢原子向n=2激发态跃迁产生的,则a光光子也是由处于n=3激发态的氢原子向n=2激发态跃迁产生的
答案 D
2.(2024届南京学情调研,13)有一种新型光电效应量子材料,当某种光照射该材料时,只产生相同速率的相干电子束。用该电子束照射间距为d的双缝,在与缝相距为L的观测屏上形成干涉条纹,测得第1条亮条纹与第5条亮条纹间距为Δx。已知电子质量为m,普朗克常量为h,该量子材料的逸出功为W0。求:
(1)电子束的德布罗意波长λ和动量p;
(2)光子的能量E。
答案 (1)dΔx4L 4hLdΔx (2)W0+8h2L2md2Δx2
3.(2024届南通开学考试,12)真空中一对平行金属板A和B正对放置,紫外线持续照射A板,有光电子从A板逸出,电子的电荷量为e,质量为m,普朗克常量为h。

(1)在A、B板间接一灵敏电流计(如图甲所示),电流计示数为I,求每秒到达B板的电子数N;
(2)在A、B板间接如图乙所示的电压U时灵敏电流计示数为0,求光电子离开A板时,光电子的物质波波长的最小值λ。
答案 (1)Ie (2)h2meU
考点二 原子结构
4.(2024届南通期初质量监测,5)氢原子的能级图如图所示,一群处于基态的氢原子被某单色光照射后跃迁到激发态,然后自发辐射的谱线中只有两条属于巴耳末系,则该单色光光子的能量为( )
eV eV
eV eV
答案 B
5.(2024届南京六校联合体调研,6)如图所示,图甲为氢原子的能级图,大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时,发出频率不同的大量光子,其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时,电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是( )

A.频率最高的光子是从n=4激发态跃迁到n=3激发态发出的
B.光电管阴极K金属材料的逸出功为7.0 eV
C.若调节滑动变阻器的滑片能使光电流为0,则可判断图乙中电源右侧为正极
D.氢原子跃迁放出的光子中有3种频率的光子可以使阴极K发生光电效应
答案 D
考点三 原子核 核反应
6.(2023届苏北四市一模,2)扩大核能应用是减少碳排放的必要手段,我国目前拥有的核电站均采用核裂变的链式反应获取能量。下列说法正确的是( )
A.核反应前后,电荷量和质量均守恒
B.核裂变比核聚变效率更高,更清洁安全
C.用慢化剂将“快中子”减速为“慢中子”有利于裂变反应的发生
D.裂变反应后生成的新核的比结合能小于反应前原子核的比结合能
答案 C
7.(2023届盐城三模,1)药物浓度的衰减与原子核衰变的规律相似。服用布洛芬片后血浆中药物浓度的最大值为20 μg/mL,药物浓度低于3 μg/mL就要补充用药。若持续疼痛,4~6 h要服用一次,由此可推断服用布洛芬片后血浆中药物浓度下降的半衰期约为( )
A.1 h B.2 h C.3 h D.4 h
答案 B
8.(2024届南京学情调研,1)2023年4月12日,我国“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)创造了新的运行世界纪录。此装置中,12H与 13H发生核反应,生成新核 24He和X。已知 12H、13H、24He的质量分别为m1、m2、m3,真空中的光速为c。下列说法正确的是( )
A.X为电子
B.该反应属于轻核聚变
C.该反应属于β衰变
D.一次核反应释放的能量为(m1+m2-m3)c2
答案 B
9.(2023届南通三模,12)我国科学家在兰州重离子加速器上开展的实验中发现,静止的镁核(1222Mg)放出两个质子后变成氖核(Ne),并放出γ射线,核反应方程为 1222Mg→ZANe+211H+γ,氖核的速度大小为v1,质子的速度大小为v2,设质子和γ光子的运动方向相同,已知氖核、质子的质量分别为m1、m2,普朗克常量为h,不考虑相对论效应。求:
(1)氖核的质量数A、电荷数Z和物质波的波长λ;
(2)γ光子的动量大小p。
答案 (1)20 10 hm1v1 (2)m1v1-2m2v2