2020届高考物理二轮复习刷题首秧专题十三近代物理初步及物理学史精练含解析

2020届高考物理二轮复习刷题首秧专题十三近代物理初步及物理学史精练含解析

高考物理总复习 专题十三　近代物理初步及物理学史 ‎『经典特训题组』‎ ‎1．以下事实可作为“原子核可再分”的依据是(　　)‎ A．天然放射现象 B．α粒子散射实验 C．电子的发现 D．氢原子发光 答案　A 解析　天然放射现象与元素的化学性质无关，说明射线来自原子核，其中α射线为He粒子流，这说明原子核可再分，故A正确；α粒子散射实验为卢瑟福建立原子的核式结构模型提供了实验基础，不能说明原子核可再分，故B错误；电子的发现说明原子可以再分，不能说明原子核可再分，故C错误；氢原子发光说明核外电子的跃迁，不能说明原子核可再分，故D错误。‎ ‎2．关于原子或原子核的相关知识，下列说法中正确的是(　　)‎ A．α粒子散射现象说明原子核具有一定的结构 B．原子序数较小的元素都不能自发放出射线 C．原子发光现象没有涉及到原子核内部的变化 D．光电效应现象中逸出的电子是原子核内中子转变成质子时产生的 答案　C 解析　α粒子散射现象为卢瑟福建立原子的核式结构模型提供了实验基础，不能得出原子核内部具有复杂结构，故A错误；原子序数大于或等于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于83的元素，有的也能自发地放出射线，故B错误；原子发光现象是原子从高能级向低能级跃迁时辐射出光子，没有涉及原子核内部的变化，故C正确；光电效应现象中逸出的电子是核外电子吸收光子能量后获得足够的能量摆脱原子核的束缚而逸出，故D错误。‎ ‎3．(多选)下列说法正确的是(　　)‎ A.U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短 B．卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子的核式结构模型 C．结合能越大，原子中核子结合得越牢固，原子核越稳定 D．任何金属都存在一个“极限频率”，入射光的频率大于这个频率，才能发生光电效应 答案　BD 解析　放射性元素的半衰期与外界环境的变化无关，A错误；卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子的核式结构模型，B正确；比结合能越大，原子中核子结合得越牢固，原子核越稳定，C错误；任何金属都存在一个“极限频率”，入射光的频率大于这个频率，才能发生光电效应，D正确。‎ ‎4．下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是(　　)‎ - 18 -‎ 高考物理总复习 A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成功解释了光电效应 B．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的 C．图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 D．图丁：电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性 答案　B 解析　普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，爱因斯坦第一个成功地解释了光电效应，故A错误；玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的，故B正确；卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，而不是发现了质子和中子，故C错误；电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性，而不是粒子性，故D错误。‎ ‎5．以下有关近代物理的内容叙述正确的是(　　)‎ A．放射性元素在发生α衰变时2个中子和2个质子结合为一个α粒子，设中子、质子和α粒子的质量分别为m1、m2、m3，则2(m1＋m2)＝m3‎ B．在关于物质波的表达式ν＝和λ＝中，能量E和动量p是描述物质的波动性的重要物理量，波长λ和频率ν是描述物质的粒子性的典型物理量 C．在原子核发生衰变后，新核往往处于不稳定的高能级状态，会自发地向低能级跃迁 D．重核的裂变过程质量增大，轻核的聚变过程有质量亏损 答案　C 解析　放射性元素在发生α衰变时2个中子和2个质子结合为一个α粒子，有质量亏损，即2m1＋2m2≠m3，故A错误；在关于物质波的表达式ν＝和λ＝中，能量E和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量，波长λ和频率ν是描述物质的波动性的典型物理量，故B错误；在原子核发生衰变后，新核往往处于不稳定的高能级状态，会自发地向低能级跃迁，C正确；重核的裂变过程和轻核的聚变过程都有能量放出，都有质量亏损，D错误。‎ - 18 -‎ 高考物理总复习 ‎6．已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量为En＝，其中n＝2,3,4…，已知普朗克常量为h，则下列说法正确的是(　　)‎ A．氢原子跃迁到激发态后，核外电子动能增大，原子的电势能减小 B．基态氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后，电子速度大小为 C．大量处于n＝3能级的激发态的氢原子，向低能级跃迁时可辐射出3种不同频率的光子 D．若原子从n＝6能级向n＝1能级跃迁时所产生的电磁波能使某金属发生光电效应，则原子从n＝6能级向n＝2能级跃迁时所产生的电磁波也一定能使该金属发生光电效应 答案　C 解析　氢原子由基态跃迁到激发态时，能量增大，轨道半径增大，根据k＝m知，电子动能减小，库仑力做负功，故电势能增大，故A错误；基态氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后，则电子电离后的动能为Ek＝mv2＝hν＋E1，因此电子的速度大小为v＝ ，故B错误；根据C＝3知，这些氢原子可能辐射出三种不同频率的光子，所以C正确；已知原子从n＝6能级向n＝1能级跃迁时所产生的电磁波能使某金属发生光电效应，而原子从n＝6能级向n＝2能级跃迁时所产生的电磁波能量小于原子从n＝6能级向n＝1能级跃迁时所产生的电磁波能量，故此电磁波不一定能使该金属发生光电效应，故D错误。‎ ‎7．氢原子的能级公式为En＝E1(n＝1,2,3，…)，其中基态能量E1＝－13.6 eV，能级图如图所示。大量氢原子处于量子数为n的激发态，由这些氢原子可能发出的所有光子中，频率最大的光子能量为－0.96E1，则n和可能发出的频率最小的光子能量分别为(　　)‎ A．n＝5,0.54 eV B．n＝5,0.31 eV C．n＝4,0.85 eV D．n＝4,0.66 eV 答案　B 解析　氢原子基态的能量为E1＝－13.6 eV，由这些氢原子可能发出的所有光子中，频率最大的光子能量为－0.96E1，即量子数为n的激发态能级的能量E＝0.04E1＝－0.54 eV，‎ - 18 -‎ 高考物理总复习 即处在n＝5能级；频率最小的光子的能量为ΔE′＝－0.54 eV－(－0.85 eV)＝0.31 eV，故B正确。‎ ‎8．关于天然放射现象，以下叙述正确的是(　　)‎ A．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小 B．β衰变中释放出电子说明原子核内有电子 C．在α、β衰变中伴随产生γ射线，衰变前后的核子数不变，但存在质量亏损 D．铀核(U)衰变为铅核(Pb)的过程中，要经过8次α衰变和10次β衰变 答案　C 解析　半衰期由原子核自身决定，与外界因素无关，故A错误；β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的，故B错误；在α、β衰变时伴随产生γ射线，衰变前后的核子总数不变，因伴随能量释放，故根据ΔE＝Δmc2可知，反应前后存在质量亏损，C正确；由质量数守恒知238＝206＋4m，得m＝8，即经过8次α衰变，再由电荷数守恒知92＝82＋8×2－n，得n＝6，即经过6次β衰变，故D错误。‎ ‎9．(多选)关于近代物理学的结论中，下面叙述中正确的是(　　)‎ A．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固 B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的 C．一个氘核(H)与一个氚核(H)聚变生成一个氦核(He)的同时，放出一个中子 D．质子、中子、α粒子的质量分别是m1、m2、m3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2‎ 答案　BCD 解析　比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故A错误；β衰变所释放的电子，是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，不是原子中的核外电子，故B正确；根据电荷数守恒和质量数守恒，一个氘核(H)与一个氚核(H)聚变生成一个氦核(He)的同时，放出一个中子，故C正确；质子和中子结合成一个α粒子，质量亏损Δm＝2m1＋2m2－m3，由质能方程可知，释放的能量ΔE＝Δmc2＝(2m1＋2m2－m3)c2，故D正确。‎ ‎10．氘核和氚核聚变的核反应方程为H＋H→He＋n，已知H的比结合能是2.78 MeV，H的比结合能是1.09 MeV，He的比结合能是7.03 MeV，则(　　)‎ A．该核反应释放17.6 MeV能量 B．该核反应释放3.16 MeV能量 C．该核反应吸收176 MeV能量 D．该核反应吸收3.16 MeV能量 答案　A 解析　该核反应反应前的总结合能为：E1＝(1.09×2＋2.78×3)MeV＝10.52 MeV，反应后生成物的结合能为：E2＝7.03×4 MeV＝28.12 MeV，故该核反应释放出的核能为：ΔE＝E2－E1‎ - 18 -‎ 高考物理总复习 ‎＝17.6 MeV，故A正确。‎ ‎11．用图甲所示实验装置研究光电效应现象，分别用a、b、c三束光照射光电管阴极，得到光电管两端的电压与相应的光电流的关系如图乙所示，其中a、c两束光照射时对应的遏止电压相同，均为Ua，根据你所学的相关理论，下列论述不正确的是(　　)‎ A．a、c两束光的光强相同 B．a、c两束光的频率相同 C．b光束的波长最短 D．b光束光子的动量最大 答案　A 解析　光电流恰为零时光电管两端加的电压为遏止电压，对应的光的频率为截止频率，根据eUc＝mv＝hν－W0可知，入射光的频率越高，对应的遏止电压Uc越大。因为a光、c光对应的遏止电压相等，所以a光、c光的频率相等，而b光对应的遏止电压最大，b光的频率最大，波长最短，故B、C正确；由图可知，a光对应的饱和光电流最大，因此a光束照射时单位时间内产生的光电子数最多，可知a光的光强比c光的大，故A错误；因为b光的频率最大，根据p＝＝，则b光束光子的动量最大，所以D正确。‎ ‎12．在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。下列表述符合物理学史的是(　　)‎ A．伽利略猜想自由落体运动的速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证 B．牛顿发现了万有引力定律，并预言了引力波的存在 C．法拉第首次引入电场线和磁感线，极大地促进了人类对电磁现象的研究 D．库仑提出了库仑定律，并用油滴实验测得了元电荷的值 答案　C 解析　伽利略是在斜面实验的基础上猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并未直接用实验进行验证，故A错误；牛顿发现了万有引力定律，但并没有预言引力波的存在，预言了引力波存在的物理学家是爱因斯坦，故B错误；法拉第首次引入电场线和磁感线，极大地促进了人类对电磁现象的研究，C正确；库仑提出了库仑定律，密立根用油滴实验测得了元电荷的值，D错误。‎ ‎13．物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了人类文明的进步，关于物理学中运动与力的发展过程和研究方法的认识，‎ - 18 -‎ 高考物理总复习 下列说法中正确的是(　　)‎ A．亚里士多德首先提出了惯性的概念 B．伽利略对自由落体运动研究方法的核心是：把实验和逻辑推理(包括数学演算)结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法 ‎ C．牛顿三条运动定律是研究动力学问题的基石，牛顿的三条运动定律都能通过现代的实验手段直接验证 D．力的单位“N”是基本单位，加速度的单位“m/s2”是导出单位 答案　B 解析　伽利略首先提出了惯性的概念，故A错误；伽利略对自由落体运动研究方法的核心是：把实验和逻辑推理(包括数学演算)结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法，故B正确；牛顿三条运动定律是研究动力学问题的基石，牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力的作用时的运动情况，而不受任何外力作用的物体是不存在的，牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证，故C错误；力的单位“N”不是基本单位，加速度的单位“m/s2”是导出单位，故D错误。‎ ‎14．用中子轰击锂核(Li)发生核反应，产生氚核和α粒子并放出4.8 MeV的能量。‎ ‎(1)写出核反应方程式；‎ ‎(2)求上述反应中的质量亏损为多少；(保留两位有效数字)‎ ‎(3)若中子与锂核是以等大反向的动量相碰，则α粒子和氚核的动能之比是多少？‎ 答案　(1)Li＋n→H＋He　(2)8.5×10－30 kg　(3)3∶4‎ 解析　(1)Li＋n→H＋He。‎ ‎(2)Δm＝＝ kg≈8.5×10－30 kg。‎ ‎(3)设m1、m2、v1、v2分别为α粒子、氚核的质量和速度大小，由动量守恒定律得0＝m1v1－m2v2‎ α粒子、氚核的动能之比 Ek1∶Ek2＝∶＝m2∶m1＝3∶4。‎ ‎『真题调研题组』‎ ‎1. (2019·全国卷Ⅰ)氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63 eV～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(　　)‎ - 18 -‎ 高考物理总复习 A．12.09 eV B．10.20 eV C．1.89 eV D．1.51 eV 答案　A 解析　可见光光子的能量范围为1.63 eV～3.10 eV，则氢原子能级差应该在此范围内，可简单推算如下：2、1能级差为10.20 eV，此值大于可见光光子的能量；3、2能级差为1.89 eV，此值属于可见光光子的能量，符合题意。氢原子处于基态，要使氢原子达到第3能级，需提供的能量为－1.51 eV－(－13.60 eV)＝12.09 eV，此值也是提供给氢原子的最少能量，A正确。‎ ‎2．(2019·全国卷Ⅱ)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 ‎4H→He＋2e＋2ν 已知H和He的质量分别为mp＝1.0078 u和mα＝4.0026 u,1 u＝931 MeV/c2，c为光速。在4个H转变成1个He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 解析　因电子的质量远小于质子的质量，计算中可忽略不计。质量亏损Δm＝4mp－mα，由质能方程得ΔE＝Δmc2＝(4×1.0078－4.0026)×931 MeV≈26.6 MeV，C正确。‎ ‎3．(2019·天津高考)(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 - 18 -‎ 高考物理总复习 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 解析　核聚变没有放射性污染，比核裂变更为安全、清洁，A正确；只有原子序数较小的“轻”核才能发生聚变，B错误；两个轻核聚变成质量较大的原子核，核子的比结合能增加，总质量减小，C错误，D正确。‎ ‎4．(2018·全国卷Ⅲ)1934年，约里奥－居里夫妇用α粒子轰击铝核Al，产生了第一个人工放射性元素X：α＋Al→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 解析　根据核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒可知，X的电荷数为2＋13＝15，质量数为4＋27－1＝30，根据原子核的电荷数等于原子序数，可知X的原子序数为15，质量数为30，B正确。‎ ‎5．(2018·北京高考)在核反应方程He＋N→O＋X中，X表示的是(　　)‎ A．质子 B．中子 C．电子 D．α粒子 答案　A 解析　设X为X，根据核反应的质量数守恒：4＋14＝17＋A，则A＝1，电荷数守恒2＋7＝8＋Z，则Z＝1，即X为H，为质子，故A正确，B、C、D错误。‎ ‎6．(2017·全国卷Ⅱ)一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为U→Th＋He。下列说法正确的是(　　)‎ A．衰变后钍核的动能等于α粒子的动能 B．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小 C．铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间 D．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量 答案　B 解析　衰变过程遵守动量守恒定律，故选项A错，选项B对。根据半衰期的定义，可知选项C错。α衰变释放核能，有质量亏损，故选项D错。‎ ‎7．(2017·天津高考)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.H＋H→He＋n - 18 -‎ 高考物理总复习 B.N＋He→O＋H C.He＋Al→P＋n D.U＋n→Ba＋Kr＋3n 答案　A 解析　A对：两个轻核结合成质量较大的原子核。B错：原子核的人工转变。C错：原子核的人工转变。D错：重核裂变。‎ ‎8．(2017·江苏高考)(多选)原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线，下列判断正确的有(　　)‎ A.He核的结合能约为14 MeV B.He核比Li核更稳定 C．两个H核结合成He核时释放能量 D.U核中核子的平均结合能比Kr核中的大 答案　BC 解析　A错：He核有4个核子，由比结合能图线可知，He核的结合能约为28 MeV。B对：比结合能越大，原子核越稳定。C对：两个H核结合成He核时，核子的比结合能变大，结合时要放出能量。D错：由比结合能图线知，U核中核子平均结合能比Kr核中的小。‎ ‎『模拟冲刺题组』‎ ‎1．(2019·广东广州二模)利用如图所示的装置观察光电效应现象，将光束照射在金属板上，发现验电器指针没有张开。欲使指针张开，可(　　)‎ A．增大该光束的强度 B．增加该光束的照射时间 C．改用频率更大的入射光束 D．改用逸出功更大的金属板材料 答案　C - 18 -‎ 高考物理总复习 解析　验电器指针没有张开，说明没有发生光电效应。要发生光电效应必须改用频率更大的入射光束，或者改用逸出功更小的金属板材料，只增大光强和光照射的时间都不能发生光电效应，故选C。‎ ‎2．(2019·天津南开区二模)已知氦离子(He＋)的能级图如图所示，根据能级跃迁理论可知(　　)‎ A．氦离子(He＋)从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出光子的频率低 B．大量处在n＝3能级的氦离子(He＋)向低能级跃迁，只能发出2种不同频率的光子 C．氦离子(He＋)处于n＝1能级时，能吸收45 eV的能量跃迁到n＝2能级 D．氦离子(He＋)从n＝4能级跃迁到n＝3能级，需要吸收能量 答案　A 解析　氦离子的跃迁过程类似于氢原子，从高能级向低能级跃迁要以光子的形式放出能量，而从低能级向高能级跃迁吸收能量，且吸收(放出)的能量等于两能级的能量差，即ΔE＝Em－En(m>n)，故C、D错误；氦离子从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光子的能量小，频率低，A正确；大量处在n＝3能级的氦离子向低能级跃迁，发出的光子的种类为C＝3，故B错误。‎ ‎3．(2019·东北三省三校二模)(多选)如图所示，甲为演示光电效应的实验装置；乙图为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线；丙图为氢原子的能级图；丁图给出了几种金属的逸出功和极限频率关系。以下说法正确的是(　　)‎ - 18 -‎ 高考物理总复习 几种金属的逸出功和极限频率 金属 W0/eV νc/1014 Hz 钠 ‎2.29‎ ‎5.53‎ 钾 ‎2.25‎ ‎5.44‎ 铷 ‎2.13‎ ‎5.15‎ 丁 A．若b光为绿光，c光可能是紫光 B．若a光为绿光，c光可能是紫光 C．若b光光子能量为2.81 eV，用它照射由金属铷构成的阴极，所产生的大量具有最大初动能的光电子去撞击大量处于n＝3激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光 D．若b光光子能量为2.81 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 答案　BC 解析　由光电效应方程Ek＝hν－W0及eU＝Ek，联立解得eU＝hν－W0，即光束照射同一块金属的时候，只要遏止电压一样，说明入射光的频率一样，遏止电压越大，入射光的频率越大，因此可知b光和c光的频率一样且均大于a光的频率，故A错误，B正确；用光子能量为2.81 eV的b光照射由金属铷构成的阴极，产生的光电子的最大初动能为Ek＝hν－W0＝2.81 eV－2.13 eV＝0.68 eV，大量具有最大初动能的光电子去撞击大量处于n＝3激发态的氢原子，这些氢原子吸收能量ΔE＝－0.85 eV－(－1.51 eV)＝0.66 eV，从而跃迁到n＝4能级，当大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可向外辐射C＝6种频率的光，C正确；氢原子只能吸收光子的能量恰好为能级之差的光子，若用b光光子直接照射氢原子，2.81 eV不满足氢原子第2能级与其他更高能级间的能级差，因此b光光子不被吸收，不会自发辐射其他频率的光，D错误。‎ ‎4．(多选)如图所示是用光照射某种金属时，逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(图线与横轴的交点横坐标为4.27×1014 Hz，与纵轴交点纵坐标为0.5 eV)。由图可知(　　)‎ - 18 -‎ 高考物理总复习 A．该金属的截止频率为4.27×1014 Hz B．该金属的截止频率为5.5×1014 Hz C．该图线的斜率表示普朗克常量 D．该金属的逸出功为0.5 eV 答案　AC 解析　图线在横轴上的截距表示截止频率，A正确，B错误；由光电效应方程Ek＝hν－W0可知图线的斜率表示普朗克常量，C正确；金属的逸出功为W0＝hνc＝ eV＝1.77 eV，D错误。‎ ‎5. (2019·福建三明高三5月质检)如图，在α粒子散射实验中，图中实线表示α粒子的运动轨迹，假定金原子核位置固定，a、b、c为某条轨迹上的三个点，其中a、c两点距金原子核的距离相等(　　)‎ A．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了能量量子化理论 B．大多数α粒子击中金箔后几乎沿原方向返回 C．α粒子经过a、c两点时动能相等 D．从a经过b运动到c的过程中α粒子的电势能先减小后增大 答案　C 解析　卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，A错误；大多数α粒子击中金箔后几乎不改变方向而沿原方向前进，B错误；因a、c两点距离金原子核的距离相等，可知α粒子在这两点的电势能相等，则由能量守恒定律可得α粒子经过a、c两点时动能相等，C正确；从a经过b运动到c的过程中，金原子核对α粒子的静电力先做负功，后做正功，可知α粒子的电势能先增大后减小，D错误。‎ ‎6．(2019·河南安阳二模)下列说法正确的是(　　)‎ A.U→Th＋X中X为中子，核反应类型为β衰变 B.H＋H→He＋Y中Y为中子，核反应类型为人工核转变 - 18 -‎ 高考物理总复习 C.U＋n→Xe＋Sr＋K，其中K为10个中子，核反应类型为重核裂变 D.n＋He→O＋Z，其中Z为氢核，核反应类型为轻核聚变 答案　C 解析　根据核反应过程遵循质量数守恒和电荷数守恒规律可知，A反应中的X的质量数为4，电荷数为2，为α粒子，核反应类型为α衰变，A错误；B反应中的Y的质量数为1，电荷数为0，为中子，核反应类型为轻核聚变，B错误；C反应中的K的质量数为10，电荷数为0，为10个中子，核反应类型为重核裂变，C正确；D反应中的Z的质量数为1，电荷数为1，为质子，核反应类型为人工核转变，D错误。‎ ‎7. (2019·广东揭阳一模)如图所示，x为未知的放射源，L为薄铝片，若在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则x可能是(　　)‎ A．α射线和β射线的混合放射源 B．纯α射线放射源 C．纯γ射线放射源 D．α射线和γ射线的混合放射源 答案　D 解析　在放射源和计数器之间加薄铝片L后，发现计数器的计数率大幅度减小，说明射线中含有穿透能力弱的α粒子，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明剩下的粒子不带电，即为γ射线，因此放射源x可能是α和γ的混合放射源，故A、B、C错误，D正确。‎ ‎8．(2019·天津重点中学联合二模)下列说法正确的是(　　)‎ A．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波波长也相等 B．铀核裂变的一种核反应方程U→Ba＋Kr＋2n C．原子在a、b两个能量级的能量分别为Ea、Eb，且Ea＞Eb，当原子从a能级跃迁到b能级时，放出光子的波长λ＝(其中h为普朗克常量)‎ D．设质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2‎ 答案　D 解析　根据德布罗意波波长公式λ＝及p＝可知，因质子的质量远大于电子的质量，‎ - 18 -‎ 高考物理总复习 故动能相同的质子与电子，动量不同，波长也不同，A错误；铀核裂变有多种裂变的方式，但是每一种都要有慢中子的参与，即反应方程的前面也要有中子，相应的核反应为：U＋n→Ba＋Kr＋3n，所以B错误；原子在a、b两个能量级的能量分别为Ea、Eb，且Ea>Eb，当原子从a能级跃迁到b能级时，放出光子的能量为：E＝＝Ea－Eb，所以该光子的波长为：λ＝，故C错误；设质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，根据爱因斯坦质能方程可知，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是E＝Δmc2＝(2m1＋2m2－m3)c2，故D正确。‎ ‎9．(2019·陕西渭南二模)人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要所接收到的功率不低于2.3×10－18 W，眼睛就能察觉。已知普朗克常量为6.63×10－34 J·s，光速为3×108 m/s，人眼能察觉到绿光时，每秒至少接收到的绿光光子数为(　　)‎ A．6 B．60 C．600 D．6000‎ 答案　A 解析　一个绿光光子能量E＝hν＝h≈3.8×10－19 J，所以人眼能察觉到绿光时，每秒钟最少接收光子数n＝＝≈6，A正确。‎ ‎10．下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是(　　)‎ A．γ射线是高速运动的电子流 B．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大 C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变 D.Bi的半衰期是5天，100克Bi经过10天后还剩下50克 答案　B 解析　γ射线是光子流，A错误；氢原子辐射光子后能量减小，轨道半径减小，其绕核运动的电子动能增大，B正确；太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的核聚变，C错误；由m＝，n＝得m＝＝ g＝25 g，D错误。‎ ‎11. (2019·吉林省吉林市三调)氢原子的能级示意图如图所示，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当它们向低能级跃迁时，会辐射出若干种不同频率的光，若用这些光照射逸出功为4.54 eV的钨时，下列说法中正确的是(　　)‎ - 18 -‎ 高考物理总复习 A．氢原子能辐射4种不同频率的光子 B．氢原子辐射的光子都能使钨发生光电效应 C．氢原子辐射一个光子后，氢原子的核外电子的速率增大 D．钨能吸收两个从n＝4向n＝2能级跃迁的光子而发生光电效应 答案　C 解析　大量的氢原子处于n＝4的激发态，当它们向低能级跃迁时，氢原子能辐射的不同频率的光子种类数目为C＝6，故A错误；一群处于n＝4能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子种类数目为6种，对应的能量分别为ΔE1＝ΔE4－E1＝12.75 eV，ΔE2＝E4－E2＝2.55 eV，ΔE3＝E4－E3＝0.66 eV，ΔE4＝E3－E1＝12.09 eV，ΔE5＝E3－E2＝1.89 eV，ΔE6＝E2－E1＝10.2 eV，其中有3种光子的能量大于4.54 eV，则有3种不同频率的光能使金属钨发生光电效应，故B错误；氢原子辐射一个光子后，氢原子的能量减小，其核外电子的轨道半径减小，由库仑引力提供向心力，k＝m可知，氢原子的核外电子的速率增大，故C正确；氢原子由n＝4能级跃迁到n＝2能级辐射出光子的能量为2.55 eV，小于钨的逸出功4.54 eV，所以用该光照射钨时，不能发生光电效应现象，D错误。‎ ‎12．(2019·山东菏泽一模)下列关于核力、原子核的结合能、比结合能的说法正确的是(　　)‎ A．维系原子核稳定的力是核力，核力就是表现为相邻核子间的相互吸引力 B．核力是强相互作用的一种表现，原子核尺度内，核力比库仑力小 C．比结合能小的原子核分解成比结合能大的原子核时会释放核能 D．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能 答案　C 解析　维系原子核稳定的力是核力，核力可以表现为相邻核子间的相互吸引力，也可以表现为排斥力，故A错误；核力是强相互作用的一种表现，原子核尺度内，核力远比库仑力大，故B错误；比结合能小的原子核结合或分解成比结合能大的原子核时释放核能，故C正确；根据质能方程可知，自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，故D错误。‎ ‎13. (2019·湖南衡阳二模)在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，结果得到一张两个相切圆1和2的径迹照片如图所示，已知两个相切圆半径分别为r1、r2，则下列说法正确的是(　　)‎ - 18 -‎ 高考物理总复习 A．原子核可能发生α衰变，也可能发生β衰变 B．径迹2可能是衰变后新核的径迹 C．若衰变方程是U→Th＋He，则衰变后新核和射出的粒子的动能之比为117∶2‎ D．若衰变方程是U→Th＋He，则r1∶r2＝1∶45‎ 答案　D 解析　原子核衰变过程系统动量守恒，一个原来静止的原子核衰变生成的两粒子的动量方向相反，由左手定则可知，若生成的两粒子电性相反则在磁场中的轨迹为内切圆，若电性相同则在磁场中的轨迹为外切，所以本题原子核发生的一定是α衰变，不可能发生β衰变，A错误；原子核原来静止，初动量为零，由动量守恒定律可知，原子核衰变生成的新核与α粒子动量p大小相等，方向相反，在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB＝m，解得r＝＝，由于p、B相同，则电荷量q越大，轨道半径r越小，由于新核的电荷量大，所以新核的轨道半径小于α粒子的轨道半径，所以轨迹1为新核的运动轨迹，B错误；由Ek＝知，新核和α粒子的动能之比等于它们质量的反比，即为2∶117，C错误；由B项分析知，r1∶r2＝2∶90＝1∶45，故D正确。‎ ‎14．(2019·贵州毕节二模)物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上。下列说法正确的是(　　)‎ A．贝克勒尔发现天然放射现象，其中β射线来自原子最外层的电子 B．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的 C．卢瑟福的α粒子散射实验发现电荷量子化的 D．汤姆逊发现电子使人们认识到原子内部是有结构的 答案　D 解析　贝克勒尔发现天然放射现象，其中β射线来自于原子核内的中子转化为质子时射出的电子，而不是原子核外的电子，A错误；玻尔的氢原子模型说明原子核外的电子的轨道是不连续的，B错误；密立根油滴实验首次发现了电荷量子化，C错误；电子的发现让人们认识到原子内部还存在更小的粒子，说明原子内部是有结构的，D正确。‎ ‎15．(2019·云南玉溪一中高三下学期模拟)在物理学的发展中，有许多科学家做出了重大贡献，下列说法中错误的是(　　)‎ A．第谷通过天文观测发现了行星运动的规律 B．密立根通过油滴实验测出了元电荷 - 18 -‎ 高考物理总复习 C．法拉第不仅提出了场的概念，而且利用电场线和磁感线形象地描述电场和磁场 D．安培定则也叫右手螺旋定则 答案　A 解析　开普勒通过研究第谷的天文观测数据发现了行星运动的规律，A错误；密立根通过油滴实验测出了元电荷，B正确；法拉第不仅提出了场的概念，而且利用电场线和磁感线形象地描述电场和磁场，C正确；安培定则也叫右手螺旋定则，D正确。故选A。‎ ‎『热门预测题组』‎ ‎1．(2019·湖北省高三4月调研)2018年11月29日，国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”通过验收，该光刻机光刻分辨率达到22 nm。关于光的认识，下列说法正确的是(　　)‎ A．光子除了具有能量之外还具有动量 B．波长越长的光，光子动量越大 C．光电效应显示了光的波动性 D．爱因斯坦测量了光电效应中几个重要的物理量，由此算出了普朗克常量h 答案　A 解析　光子除了具有能量之外还具有动量，A正确；根据p＝可知，波长越长的光，光子动量越小，B错误；光电效应显示了光的粒子性，C错误；密立根测量了光电效应中几个重要的物理量，由此算出了普朗克常量h，D错误。‎ ‎2．(2019·江西九校重点中学协作体高三第一次联考)(多选)一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲电路阴极K上，只能测得3条电流随电压变化的图象如图乙所示，已知氢原子的能级图如图丙所示，则下列推断正确的是(　　)‎ A．图乙中的c光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的 B．图乙中的b光光子能量为12.09 eV - 18 -‎ 高考物理总复习 C．动能为1 eV的电子能使处于第4能级的氢原子电离 D．阴极金属的逸出功可能为6.75 eV 答案　BCD 解析　第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光，能量的大小关系排列从大到小为：n＝4→1，n＝3→1，n＝2→1，n＝4→2，n＝3→2，n＝4→3，由图乙可知，a的遏止电压最大，其次为b和c，根据Ek＝hν－W0及eU＝Ek得，eU＝hν－W0，即对应遏止电压越大的光的频率越大，则a为n＝4→1，b为n＝3→1，c为n＝2→1。由以上的分析可知，a的遏止电压最大，能量最大，为氢原子由第4能级向基态跃迁发出的，故A错误；b为由能级3跃迁至能级1辐射的光子，其能量：Eb＝E3－E1＝(－1.51 eV)－(－13.6 eV)＝12.09 eV，故B正确；由图丙可知，第4能级的能量为－0.85 eV，由玻尔理论可知，动能为1 eV的电子能使处于第4能级的氢原子电离，故C正确；由能级2跃迁到能级1辐射的光子的能量：Ec＝E2－E1＝(－3.40 eV)－(－13.6 eV)＝10.2 eV，由能级4跃迁到能级2辐射的光子的能量：E42＝E4－E2＝(－0.85 eV)－(－3.40 eV)＝2.55 eV，由于只能测得3条电流随电压变化的图象，即只有三种光子能发生光电效应，则该金属的逸出功大于2.55 eV，小于等于10.2 eV，可以等于6.75 eV，故D正确。‎ - 18 -‎