新高考物理二轮复习过关练习第3部分 考前特训 热点18　近代物理 (含解析)

热点18　近代物理

1．(2022·天津市一模)下列说法中正确的是(　　)

A．为了解释光电效应规律，爱因斯坦提出了光子说

B．卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子的能级结构

C．在原子核人工转变的实验中，查德威克发现了质子

D．玻尔通过对黑体辐射进行实验研究，创立了黑体辐射理论

答案　A

解析　为了解释光电效应，爱因斯坦在黑体辐射能量量子化基础上，提出了光子说，A正确；卢瑟福依据α粒子散射实验的结果提出了原子的核式结构，B错误；卢瑟福预言了中子的存在，查德威克通过原子核人工转变实验发现了中子，C错误；普朗克通过多种尝试，推导出了黑体辐射理论，D错误．

2．(多选)(2022·陕西渭南市一模)国家重大科技基础设施中国散裂中子源项目已经投入正式运行．有关中子的研究，下列说法正确的是(　　)

A．卢瑟福发现了中子

B．中子和其他微观粒子一样，都具有波粒二象性

C．在原子核中，中子和质子、中子和中子之间都存在强相互作用

D．U在中子轰击下生成Sr和Xe的过程中，原子核中核子的平均质量变小

答案　BCD

解析　查德威克通过α粒子轰击铍核获得碳核的实验发现了中子，A项错误；所有微观粒子都具有波粒二象性，B项正确；在原子核中，中子和质子、中子和中子之间都存在强相互作用——核力作用，C项正确；U在中子轰击下生成Sr和Xe属于重核裂变反应，裂变反应释放能量，根据质能方程E＝mc2可知，核反应过程中存在质量亏损，所以原子核中核子的平均质量变小，D项正确．

3.(2022·海南海口市一模)氢原子能级图如图所示，处于基态的一群氢原子被频率为ν0的单色光照射后，发出3种频率的光，频率关系为ν1>ν2>ν3，则(　　)

A．ν0>ν1   B．hν3＝1.89 eV

C．hν2＝12.09 eV   D．hν1＝0.76 eV

答案　B

解析　处于基态的一群氢原子被频率为ν0的单色光照射后，发出3种频率的光，说明跃迁至第3能级，因为C＝3，故hν0＝E3－E1＝12.09 eV，第3能级跃迁至第1能级发出的光，频率最高，满足hν1＝hν0＝12.09 eV，A、D错误；由能级图可知，频率为ν2的光为第2能级跃迁至第1能级发出的，即hν2＝E2－E1＝10.2 eV，频率为ν3的光为第3能级跃迁至第2能级发出的，即hν3＝E3－E2＝1.89 eV，B正确，C错误．

4．(多选)(2022·天津市宁河区芦台第一中学模拟)太阳能源于太阳内部的聚变反应，太阳质量也随之不断减少．设每次聚变反应可看作4个氢核结合成1个氦核，太阳每秒钟辐射的能量约为4.0×1026 J，光在真空中的速度c＝3×108 m/s，下列说法正确的是(　　)

A．该聚变的核反应方程是4H→He＋2e

B．聚变反应在常温下不能发生

C．太阳每秒减少的质量约为4.4×109 kg

D．目前核电站采用的核燃料主要是氢核

答案　BC

解析　根据质量数守恒和电荷数守恒，可得该聚变的核反应方程为4H→He＋2e，A错误；该聚变反应需要在高温高压条件下发生，所以聚变反应在常温下不能发生，B正确；根据爱因斯坦质能方程，可得太阳每秒减少的质量为Δm＝＝ kg≈4.4×109 kg，C正确；目前核电站采用的核燃料主要是铀核，利用铀核的裂变反应过程中释放的核能，D错误．

5．(2022·湖南永州市三模)1956年吴健雄用半衰期为5.27年的Co对李政道和杨振宁提出的在弱相互作用中宇称不守恒进行实验验证.Co的衰变方程式为Co→Ni＋X.下列说法正确的是(　　)

A．X是质子

B．增大压强，可使Co的半衰期变为10.54年

C.Co衰变能释放出X，说明了原子核中有X

D．若该衰变过程中的质量亏损为Δm，真空中的光速为c，则该反应释放的能量为Δmc2

答案　D

解析　根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为0，电荷数为－1，为电子，选项A错误；外部因素不能改变放射性元素的半衰期，选项B错误；原子核中的中子转化为质子时放出电子，则Co衰变能释放出电子，不能说明原子核中有电子，选项C错误；若该衰变过程中的质量亏损为Δm，真空中的光速为c，则该反应释放的能量为E＝Δmc2，选项D正确．

6．(2022·河北邢台市模拟)某实验小组做光电效应的实验，用不同频率的光照射某种金属，测量结果如下表所示．已知电子电荷量大小为e.下列说法中正确的是(　　)

A．一定有U2＝3U1

B．一定有I2＝3I1

C．可以推测普朗克常量h＝

D．可以推测该金属的逸出功为W＝

答案　C

解析　遏止电压的大小与入射光频率有关，根据爱因斯坦光电效应方程有Ek＝hν－W0＝eU，可知遏止电压与入射光频率成一次函数关系，故U2≠3U1，A错误；饱和光电流与入射光强度有关，题中未知入射光强度，B错误；根据爱因斯坦光电效应方程得hν1＝eU1＋W，hν2＝eU2＋W，联立可得普朗克常量为h＝，代入数据解得h＝，C正确；将求出的普朗克常量，代入可得金属的逸出功W＝hν1－eU1＝，代入数据解得W＝，D错误．

7．(2022·广东省二模)图示为几种金属的逸出功和氢原子能级图．现有大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁，结合图表信息可知(　　)

A．铷的截止频率大于钙的截止频率

B．氢原子跃迁时对外辐射连续光谱

C．氢原子辐射的光有3种频率能使钨发生光电效应

D．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能减小

答案　C

解析　由表格数据可知，铷的逸出功小于钙的逸出功，故铷的截止频率小于钙的截止频率，A错误；原子的发射光谱为线状谱，故氢原子跃迁时对外辐射不连续的光谱，B错误；大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，对外辐射光子的能量分别有ΔE1＝E4－E1＝12.75 eV，ΔE2＝E3－E1＝12.09 eV，ΔE3＝E2－E1＝10.2 eV，ΔE4＝E4－E2＝2.55 eV，ΔE5＝E3－E2＝1.89 eV，ΔE6＝E4－E3＝0.66 eV，能使钨发生光电效应的条件是ΔE>W0＝4.54 eV，可知氢原子辐射的光有3种频率能使钨发生光电效应，C正确；设电子绕氢原子核运动的轨道半径为r，质子和电子的电荷量大小均为e，电子的质量为m，由库仑力提供向心力可得k＝m，解得电子的动能为Ek＝mv2＝，氢原子辐射光子后，电子从外轨道跃迁到内轨道，轨道半径变小了，故电子动能增大了，D错误．