山东专用高考物理一轮复习专题十六近代物理初步_模拟集训含解析

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专题十六　近代物理初步
【5年高考】
考点一　光电效应、波粒二象性
1.[2016课标Ⅰ,35(1),5分](多选)现用某一光电管进行光电效应实验,当用某一频率的光入射时,有光电流产生。下列说法正确的是 (　　)
A.保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,饱和光电流变大
B.入射光的频率变高,饱和光电流变大
C.入射光的频率变高,光电子的最大初动能变大
D.保持入射光的光强不变,不断减小入射光的频率,始终有光电流产生
E.遏止电压的大小与入射光的频率有关,与入射光的光强无关
答案　ACE　
2.(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　
3.(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　
4.(2019北京理综,19,6分)光电管是一种利用光照射产生电流的装置,当入射光照在管中金属板上时,可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果。
组
次
入射光子的
能量/eV
相对光强
光电流
大小/mA
逸出光电子的
最大动能/eV

1
2
3
4.0
4.0
4.0
弱
中
强
29
43
60
0.9
0.9
0.9

4
5
6
6.0
6.0
6.0
弱
中
强
27
40
55
2.9
2.9
2.9
由表中数据得出的论断中不正确的是 (　　)
A.两组实验采用了不同频率的入射光
B.两组实验所用的金属板材质不同
C.若入射光子的能量为5.0eV,逸出光电子的最大动能为1.9eV
D.若入射光子的能量为5.0eV,相对光强越强,光电流越大
答案　B　
考点二　原子的结构、原子核
1.(2017课标Ⅱ,15,6分)一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核,衰变方程为 92238U→90234Th+24He。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　
2.(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　
3.(2018天津理综,1,6分)国家大科学工程——中国散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功,获得中子束流,可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台。下列核反应中放出的粒子为中子的是　　 (　　)

A.714N俘获一个α粒子,产生 817O并放出一个粒子
B.1327Al俘获一个α粒子,产生 1530P并放出一个粒子
C.511B俘获一个质子,产生 48Be并放出一个粒子
D.36Li俘获一个质子,产生 23He并放出一个粒子
答案　B　
4.(2017课标Ⅰ,17,6分)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是: 12H+12H→ 23He+01n。已知 12H的质量为2.0136u,23He的质量为3.0150u,01n的质量为1.0087u,1u=931MeV/c2。氘核聚变反应中释放的核能约为 (　　)
A.3.7MeV　　B.3.3MeV　　C.2.7MeV　　D.0.93MeV
答案　B　
5.(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=1.0078u和mα=4.0026u,1u=931MeV/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.8MeV　　B.16MeV　　C.26MeV　　D.52MeV
答案　C　
6.[2016课标Ⅲ,35(1),5分](多选)一静止的铝原子核 1327Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后,变为处于激发态的硅原子核 1428Si*。下列说法正确的是　　　　。 
A.核反应方程为p+1327Al→1428Si*
B.核反应过程中系统动量守恒
C.核反应过程中系统能量不守恒
D.核反应前后核子数相等,所以生成物的质量等于反应物的质量之和
E.硅原子核速度的数量级为105m/s,方向与质子初速度的方向一致
答案　ABE　
7.(2016北京理综,13,6分)处于n=3能级的大量氢原子,向低能级跃迁时,辐射光的频率有 (　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.1种　　B.2种
C.3种　　D.4种
答案　C　
8.(2020山东等级考,2,3分)氚核 13H发生β衰变成为氦核 23He。假设含氚材料中 13H发生β衰变产生的电子可以全部定向移动,在3.2×104s 时间内形成的平均电流为5.0×10-8A。已知电子电荷量为1.6×10-19C,在这段时间内发生β衰变的氚核 13H的个数为 (　　)
A.5.0×1014　　B.1.0×1016　　
C.2.0×1016　　D.1.0×1018
答案　B　
9.(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　
10.(2019天津理综,6,6分)(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
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　
11.[2017江苏单科,12C(1)](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.24He核的结合能约为14MeV
B.24He核比 36Li核更稳定
C.两个 12H核结合成 24He核时释放能量
D.92235U核中核子的平均结合能比 3689Kr核中的大
答案　BC　
12.(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　
[教师专用题组]
【5年高考】
考点一　光电效应、波粒二象性
1.(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　质子的波长λ=hp,故A选项错误。三种射线中γ射线的穿透能力最强,故B选项错误。金属的截止频率决定于金属材料本身,与入射光的频率无关,故C选项错误。衍射现象是波特有的性质,D选项正确。
2.(2018课标Ⅱ,17,6分)用波长为300nm的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10-19J。已知普朗克常量为6.63×10-34J·s,真空中的光速为3.00×108m·s-1。能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为 (　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.1×1014Hz　　B.8×1014Hz
C.2×1015Hz　　D.8×1015Hz
答案　B　本题考查光电效应规律。由光电效应方程得Ek=hcλ-W0,而能使锌产生光电效应的单色光的最低频率ν0应满足hν0=W0,联立得ν0=cλ-Ekh=8×1014Hz,故选项B正确。
方法技巧　光电效应现象的判断
能使金属产生光电效应的单色光的最低频率即恰好发生光电效应的条件:照射光的能量等于金属的逸出功。
3.(2013上海单科,2,2分)当用一束紫外线照射锌板时,产生了光电效应,这时 (　　)
A.锌板带负电　　B.有正离子从锌板逸出
C.有电子从锌板逸出　　D.锌板会吸附空气中的正离子
答案　C　锌板在紫外线的照射下发生了光电效应,说明锌板上有光电子飞出,所以锌板带正电,C正确,A、B、D错误。
4.(2013北京理综,20,6分,0.53)以往我们认识的光电效应是单光子光电效应,即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出。强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识,用强激光照射金属,由于其光子密度极大,一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能,从而形成多光子光电效应,这已被实验证实。
光电效应实验装置示意如图。用频率为ν的普通光源照射阴极K,没有发生光电效应。换用同样频率ν的强激光照射阴极K,则发生了光电效应;此时,若加上反向电压U,即将阴极K接电源正极,阳极A接电源负极,在K、A之间就形成了使光电子减速的电场。逐渐增大U,光电流会逐渐减小;当光电流恰好减小到零时,所加反向电压U可能是下列的(其中W为逸出功,h为普朗克常量,e为电子电量) (　　)

A.U=hνe-We　　B.U=2hνe-We
C.U=2hν-W　　D.U=5hν2e-We
答案　B　同频率的光照射阴极K,普通光不能使其发生光电效应,而强激光能使其发生光电效应,说明一个电子吸收了多个光子。设吸收的光子个数为n,光电子逸出的最大初动能为Ek,由光电效应方程知:Ek=nhν-W(n≥2)①;光电子逸出后克服电场力做功,由动能定理知Ek=eU②,联立上述两式得U=nhνe-We(n≥2),当n=2时,即为B选项,其他选项均不可能。
考查点　光电效应。
思路点拨　电子一次吸收的能量只能是一个光子能量的整数倍,本题中倍数n≥2。
5.[2018江苏单科,12C(2)]光电效应实验中,用波长为λ0的单色光A照射某金属板时,刚好有光电子从金属表面逸出。当波长为 λ02 的单色光B照射该金属板时,光电子的最大初动能为　　　　,A、B两种光子的动量之比为　　　　。(已知普朗克常量为h、光速为c) 
答案　hcλ0　1∶2
解析　由爱因斯坦光电效应方程可知EkA=hcλ0-W0=0,得W0=hcλ0
EkB=hcλ02-hcλ0=hcλ0
A种光子的动量pA=hλ0
B种光子的动量pB=hλ02=2hλ0
得pA∶pB=1∶2
6.[2011课标,35(1),6分]在光电效应实验中,某金属的截止频率相应的波长为λ0,该金属的逸出功为　　　　。若用波长为λ(λ