2020高考物理二轮复习第一部分专题八近代物理初步和物理学史练习含解析

2020高考物理二轮复习第一部分专题八近代物理初步和物理学史练习含解析

近代物理初步和物理学史 ‎1．(2019·湖南常德期末检测)下列说法中不正确的是(　　)‎ A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程 B．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波的波长也相等 C．玻尔的原子理论成功解释了氢原子光谱的实验规律 D．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型 解析　爱因斯坦提出了光子假说，建立了光电效应方程，故A正确；根据Ek＝，知动能相等，质量大，动量大，由λ＝得，电子动量小，则电子的德布罗意波长较长，故B错误；玻尔的原子结构假说第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律，故C正确；卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，故D正确。‎ 答案　B ‎2．(2019·山东六校联考)以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是(　　)‎ A．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光强太弱 B．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减少，原子的能量也减少 C．天然放射现象中发出的三种射线是从原子核内放出的看不见的射线 D．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子 解析　一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为光的频率太低，与光强无关，A错误；按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，需要吸收能量，原子的能量增加，B错误；天然放射现象中发出的三种射线，都是从原子核内部放出的，且三种射线都无法用肉眼看到，C正确；原子核发生β衰变的本质是原子核内一个中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子，D错误。‎ 答案　C ‎3．(2019·云南昆明调研)下列说法正确的是(　　)‎ A．光电效应和康普顿效应揭示了光具有波粒二象性 B．光子不像其他粒子，它只有能量，没有动量 C．英国物理学家汤姆孙发现了电子，否定了“原子不可再分”的观点 D．爱因斯坦首先把能量子的概念引入物理学，否定了“能量连续变化”的观点 解析　‎ 7‎ 光电效应和康普顿效应揭示了光有粒子性，A错误；光子既有能量又有动量，B错误；汤姆孙发现了电子，从而否定了“原子不可再分”的观点，C正确；普朗克首先把能量子的概念引入物理学，认为能量具有最小单位，不可连续变化，D错误。‎ 答案　C ‎4．(2019·山东济南一模)用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流强度与照射光的强弱、频率等物理量的关系。图中A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调，分别用a、b、c三束单色光照射，调节A、K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示，由图可知(　　)‎ A．单色光a和c的频率相同，且a光更弱些 B．单色光a和b的频率相同，且a光更强些 C．单色光a的频率大于单色光c的频率 D．单色光a的频率小于单色光b的频率 解析　a、c两光照射，遏止电压相同，由－eUc＝0－Ek和Ek＝hν－W0知a、c光的频率相等，由于a光饱和电流较大，则a光的强度大，故A、C错误；a光的遏止电压小于b光的遏止电压，所以a光的频率小于b光的频率，故B错误，D正确。‎ 答案　D ‎5．(2019·陕西西安联考)一群处于量子数为n＝3的激发态的氢原子跃迁到量子数n＝2的激发态时，向外辐射频率为ν0的光子，该光子恰好能使某种金属发生光电效应。下列说法正确的是(　　)‎ A．这群氢原子向外辐射的光子频率共有2种 B．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大，则此金属的逸出功增大 C．当照射光的频率ν大于ν0时，若光强增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍 D．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hν0‎ 解析　一群处于n＝3能级的氢原子跃迁时能向外辐射3种频率的光子，故A错误；频率为ν0的光子，恰能使某金属发生光电效应，则该金属的逸出功W0＝hν0，即使入射光的频率增大，金属的逸出功也不改变，故B错误；由光电效应方程Ek＝hν－W0知，光强度不影响光电子最大初动能，故C错误；当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，由Ek＝2hν 0－W0知Ek＝hν 0，故D正确。‎ 答案　D 7‎ ‎6．(多选)(2019·湖南长沙一模)下列有关四幅图的说法正确的是(　　)‎ A．如图1所示，通过α粒子散射实验卢瑟福提出了原子的核式结构模型 B．如图2所示，只要光的强度足够大，就能发生光电效应现象 C．如图3所示，放射线丙由α粒子组成，电离能力很强 D．如图4所示，该链式反应属于原子核的聚变反应 解析　通过α粒子散射实验，卢瑟福得出了原子的核式结构模型，A正确；在光的频率达到极限频率的情况下才能发生光电效应现象，B错误；由左手定则可知，放射线丙由α粒子组成，电离能力很强，C正确；铀核在中子轰击下发生的链式反应属于原子核的裂变反应，D错误。‎ 答案　AC ‎7．(2019·湖北武汉质测)关于原子结构的认识，下列说法不正确的是(　　)‎ A．汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带负电的粒子流(电子)，并精确测定了它的电荷量 B．卢瑟福分析了α粒子散射实验的数据后，提出了原子核式结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动 C．康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面，它表明光子除了具有能量之外还具有动量。中国物理学家吴有训测试了多种物质对X射线的散射，证实了康普顿效应的普遍性 D．玻尔在普朗克关于黑体辐射的量子论和爱因斯坦关于光子的概念的启发下，提出了玻尔原子结构假说 解析　汤姆孙在阴极射线中发现了电子，但电子的电荷量并不是他测定的，A项错误；其他三个选项的说法均是正确的。‎ 答案　A 7‎ ‎8．(2019·广东佛山测试)来自太阳的带电粒子会在地球的两极引起极光。带电粒子与地球大气层中的原子相遇，原子吸收带电粒子的一部分能量后，立即将能量释放出来就会产生奇异的光芒，形成极光。极光的光谱线波长范围约为3 100 Å～6 700 Å(1 Å＝10－‎10 m)。据此推断以下说法不正确的是(　　)‎ A．极光光谱线频率的数量级约为1014 Hz B．极光出现在极地附近与带电粒子受到洛伦兹力有关 C．原子在从高能级向低能级跃迁时辐射出极光 D．对极光进行光谱分析可以鉴别太阳物质的组成部分 解析　极光的波长范围约为3.1×10－7 m～6.7×10－7 m，由ν＝得极光的频率为9.7×1014 Hz～4.5×1014 Hz，A项正确；带电粒子在洛伦兹力作用下向极地附近偏转，B项正确；原子从高能级向低能级跃迁时辐射出光子，C项正确；极光为地球大气中原子的发射光谱，可以鉴别地球周围大气层中物质的组成，D项错误。‎ 答案　D ‎9．(2019·江西九江联考)关于下列四幅图说法正确的是(　　)‎ A．玻尔原子理论的基本假设认为，电子绕核运转轨道的半径是任意的 B．光电效应产生的条件是入射光的频率大于或等于某个临界值 C．电子束通过铝箔时的衍射图样证实了运动电子具有粒子性 D．发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子核质量和体积都很大 解析　根据玻尔理论知道，电子的轨道不是任意的，电子有确定的轨道，且轨道是量子化的，A项错误；光电效应实验产生的条件为：光的频率大于或等于极限频率，B项正确；电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性，C项错误；发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围，D项错误。‎ 7‎ 答案　B ‎10．(多选)(2019·安庆、太原联考)核能具有高效、清洁等优点，利用核能是当今世界解决能源问题的一个重要方向。原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线判断下列说法正确的是(　　)‎ A.He核的比结合能大于Li核的比结合能，因此Li核更稳定 B．两个H核结合成He核时释放能量 C.He核的结合能约为7 MeV D.Ag的比结合能大于Bi的比结合能 解析　比结合能越大，原子核越稳定，A项错误；比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时释放核能，B项正确；He核的结合能约为4×7 MeV＝28 MeV，C项错误；由图像知，Ag的比结合能大于Bi的比结合能，D项正确。‎ 答案　BD ‎11．(2019·山西昔阳联考)正电子发射计算机断层扫描(PETCT)，其原理是借助于示踪剂(正电子放射线药物)可以聚集到病变部位的特点来发现疾病的。PETCT常用核素氧15标记，其半衰期仅有2分钟。对含氧元素的物质照射20 MeV～50 MeV的X射线，激发原子核边缘的中子，可以产生氧15正电子核素。下列说法正确的是(　　)‎ A．用30 MeV的X射线照射氧16时，生成氧15的同时释放出中子 B．氧15发生正电子衰变时，生成的新核含有9个中子 C．经过10分钟，氧15的含量减小为原来的 D．将氧15置于回旋加速器中，其半衰期可能发生变化 解析　用30 MeV的X射线照射氧16时，其核反应方程为O→O＋n，生成氧15的同时释放出中子，A项正确；氧15发生正电子衰变时，其核反应方程为O→N＋e，生成新核含有8个中子，B项错误；经过10分钟，氧15的含量减小为原来的，C项错误；半衰期与物体速度无关，D错误。‎ 答案　A 7‎ ‎12．(2019·江苏句容三模)如图所示，一光电管的阴极用极限波长λ0＝5 000 nm的钠制成。用波长λ＝3 000 nm的紫外线照射阴极，光电管阳极A和阴极K之间的电势差U＝2.1 V，饱和光电流的值(当阴极K发射电子全部到达阳极A时，电路中的电流达到最大值，称为饱和光电流)I＝0.56 μA。‎ ‎(1)求每秒钟内由K极发射的光电子数目；‎ ‎(2)求电子到达A极时的最大动能；‎ ‎(3)如果电势差U不变，而照射光的强度增到原值的三倍，此时电子到达A极时最大动能是多大？(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s)‎ 解析　(1)设每秒钟内发射的光电子数为n，则 n＝＝个＝3.5×1012个 ‎(2)由光电效应方程可知 Ek0＝hν－W＝h－h＝hc 在AK间加电压U时，电子到达阳极时的动能 Ek＝Ek0＋eU＝hc＋eU 代入数值得Ek＝6.01×10－19 J ‎(3)根据光电效应规律，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，如果电压U不变，则电子到达A极的最大动能不变。‎ 答案　(1)3.5×1012个　(2)6.01×10－19 J ‎(3)6.01×10－19 J ‎13．(2019·云南三亚校级模拟)已知氘核质量为2.013 6 u，中子质量为1.008 7 u，氦核的质量为3.015 0 u。‎ ‎(1)写出两个氘核聚变成氦核的核反应方程；‎ ‎(2)计算上述核反应中释放的核能；‎ ‎(3)若两氘核以相等的动能E做对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能(设为ΔE)全部转化为机械能，中子的质量设为m 7‎ ‎。求：反应中生成的氦核和中子的动能各是多少？(用本小题中的物理符号表示结果)‎ 解析　(1)核反应方程：H＋H→He＋n。‎ ‎(2)由题给条件可求出质量亏损为：Δm＝2.013 6 u×2－(3.015 0＋1.008 7)u＝0.003 5 u 所以释放的核能为ΔE＝Δmc2＝931.5×0.003 5 MeV＝3.26 MeV ‎(3)由动量守恒及能的转化和守恒定律，‎ 得0＝3mvα－mvn ‎2E＋ΔE＝Ekα＋Ekn 得Ekα＝mv，Ekn＝mv 联立方程组解得：Ekα＝(2E＋ΔE)　Ekn＝(2E＋ΔE)。‎ 答案　(1)H＋H→He＋n ‎(2)3.26 MeV ‎(3)(2E＋ΔE)　(2E＋ΔE)‎ 7‎