高中物理高考 (二轮复习 名师经验)15近代物理-2021高考备考绝密题型专项突破题集（解析版）

(二轮复习 名师经验)15近代物理-2021高考备考绝密题型专项突破题集

1．如图为氢原子能级图，氢原子中的电子从n=5能级跃迁到n=2能级可产生a光；从n=4能级跃迁到n=2能级可产生b光。a光和b光的波长分别为和，照射到逸出功为2.29eV的金属钠表面均可产生光电效应，遏止电压分别为和，则（　　）

A．

B．

C．b光产生的光电子最大初动能Ek=0.26eV

D．=2.86V，a光和b光都是可见光

【答案】:C

【解析】：A．氢原子中的电子从n=5跃迁到n=2产生a光，则有

氢原子中的电子从n=4跃迁到n=2产生b光，则有

能量越高频率越大，波长越小，则

λa<λb

故A错误；

B．根据光电效应可知，最大初动能为

光子频率越高，光电子的最大初动能越大，对应的遏止电压Uc越大，即

故B错误；

C．b光照射后的最大初动能为

故C正确。

D．a光和b光均属于巴尔末线系中的可见光，a光的遏止电压为

故D错误，故选C。

2．以下说法正确的是（　　）

A．核聚变反应方程可能为

B．结合能越大的原子核越稳定

C．发生衰变时原子核放出电子，说明电子是原子核的组成部分

D．中子和质子结合成氘核，若该过程质量亏损为，则氘核的结合能为

【答案】：D

【解析】：A．结合质量数守恒与电荷数守恒可知，核聚变反应方程可能为

故A错误；

B．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，比结合能的大小反映原子核的稳定程度，比结合能越大，原子核越稳定，故B错误；

C．β衰变中产生的β射线实际上是原子核中的一个中子，转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，故C错误；

D．中子和质子结合成氘核，若该过程质量亏损为，根据爱因斯坦质能方程可知释放的能量为，可知氘核的结合能为，故D正确，故选D。

3．如图所示，用频率为和的甲、乙两种光分别照射同一光电管，对应的遏止电压分别为和。已知，则（　　）

A．遏止电压 B．用甲、乙光分别照射时，金属的截止频率不同

C．增加乙光的强度，遏止电压变大 D．滑动变阻器滑片P移至最左端，电流表示数为零

【答案】：A

【解析】：AC．根据爱因斯坦光电效应方程

和遏止电压与最大初动能的关

两式联立解得

所以入射光频率越大，遏止电压越大，遏止电压与入射光的强度无关，故A正确C错误；

B．金属的截止频率与入射光无关，取决于金属，因甲、乙两种光分别照射同一光电管，所以金属的截止频率相同，故B错误；

D．滑动变阻器滑片P移至最左端，所加的反向电压为零，因能发生光电效应，所以电流表示数不为零，故D错误，故选A。

4．下列核反应中，表示核裂变的是（　　）

A． B．

C． D．

【答案】：C

【解析】：A．是α衰变，A错误；

B．是β衰变，B错误；

C．是重核裂变，C正确；

D．是人工转变，D错误。

故选C。

5．如图所示，x为未知放射源，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和β的混合放射源 B．纯α放射源

C．α和γ的混合放射源 D．纯γ放射源

【答案】：C

【解析】：在放射源和计数器之间加上薄铝片后，计数器的计数率大幅度减小，说明射线中有穿透力很弱的粒子，即α粒子。在薄铝片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，说明穿过铝片的粒子中无带电粒子，故只有γ射线。因此放射源可能是α和γ的混合放射源，故选C。

6．放射性元素放出的射线，在电场中分成A、B、C三束，如图所示，其中（　　）

A．C为氦原子核组成的粒子流

B．B为比X射线波长更长的光子流

C．B为比X射线波长更短的光子流

D．A为高速电子组成的电子流

【答案】：C

【解析】：根据射线在电场中的偏转情况，可以判断，A射线向电场线方向偏转，应为带正电的粒子组成的射线，所以是α射线；B射线在电场中不偏转，所以是γ射线，为比X射线波长更短的光子流；C射线在电场中受到与电场方向相反的作用力，应为带负电的粒子，所以是β射线，故选C。

7．如图所示，天然放射性元素放出α、β、γ三种射线，同时射入互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，射入时速度方向和电场、磁场方向都垂直，进入场区后发现β射线和γ射线都沿直线前进，则α射线（　　）

A．向右偏 B．向左偏

C．直线前进 D．无法判断

【答案】：A

【解析】：γ射线不带电，故在电磁场中不偏转，β射线不偏转是因为电场力与洛伦兹力是一对平衡力，故

qE＝qvB

即

v＝

而α射线的速度比β射线小，因此α射线受向右的电场力大于向左的洛伦兹力，故α射线向右偏，选项A正确，BCD错误，故选A。

8．真空中a、b两种单色光的波长比λa: λb=k：1，则a、b两种光

A．光子能量之比Ea:Eb=1：k

B．若都能使某种金属发生光电效应，则所产生的光电子最大初动能之比为EKa：EKb=1:k

C．入射到同一双缝干涉装置上，则干涉条纹间距之比为

D．从玻璃入射到空气中，两种光的临界角之比Ca：Cb=1:k

【答案】:AC

【解析】：A．根据光子的能量表达式有

光子的能量与波长成反比，所以光子能量之比Ea:Eb=1：k，则A正确；

B．根据光电效应方程有

光电子最大初动能与光子的能量是线性关系不是正比关系，所以B错误；

C．由干涉条纹间距的公式有

干涉条纹间距与波长成正比，所以干涉条纹间距之比为，则C正确；

D．根据全反射的临界角公式有

虽然波长与折射率成反比，但是临界角的正弦值才与折射率成正比，所以临界角与波长的关系也不是反比关系，则D错误,故选AC。

9．下列说法正确的是（　　）

A．狭义相对论认为，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速与光源、观察者间的相对运动无关

B．电视遥控器发出的红外线的波长比医院里“CT”中发出的X射线的波长要短

C．分别用红光、紫光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，红光的相邻两个亮条纹的中心间距大于紫光的相邻两个亮条纹的中心间距

D．如图所示，a、b两束光以不同的入射角由玻璃射向真空，结果折射角相同，则在玻璃中a光的全反射临界角大于b光的全反射临界角

E.在单缝衍射中增大单缝到屏的距离，衍射条纹变宽

【答案】:ACE

【解析】：A．狭义相对论中光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，A正确；

B．红外线的波长比X射线长，B错误；

C．红光的波长长于紫光，所以在同一个双缝干涉实验装置上做实验，根据

红光的相邻两个亮条纹的中心间距大于紫光的相邻两个亮条纹的中心间距，C正确；

D．由几何分析可知a光束对应的折射率大，而全反射临界角正弦值与折射率成反比，所以a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角，D错误；

E．与双缝干涉相似，增大单缝到屏的距离，衍射条纹变宽，E正确,故选ACE。

10．如图所示，将放射性物质铀放在有窄孔的铅盒中，在孔的正上方放着照相底片。铅盒和照相底片之间放一对电极（左为正，右为负），使电场的方向跟射线方向垂直。在电场的作用下，铀发出的射线从左向右分成了①、②、③三束，由图可以判断（　　）

A．射线①是高速的电子流，具有较强的贯穿本领

B．射线②是一种频率很高的电磁波，具有最强的贯穿本领

C．射线③是高能量质子，它有很强的电离本领

D．三种射线都具有静止质量

【答案】:AB

【解析】：A．电场强度方向向右，射线①向左偏转一定带负电，是β射线，β射线是高速的电子流，具有较强的贯穿本领，A正确；

B．射线②不偏转，一定是不带电的中性粒子，是γ射线，γ射线是一种频率很高的电磁波，具有最强的贯穿本领，B正确；

C．射线③向右偏转，一定带正电荷，是α射线，α射线是氦原子核，不是质子，C错误；

D．γ射线是光子，没有静止质量，D错误,故选AB。

11．氢有三种同位素，分别是氕（）、氘（）、氚（），则（　　）

A．它们的质子数相等

B．若为中性原子它们的核外电子数相等

C．它们的核子数相等

D．它们的化学性质相同

【答案】:ABD

【解析】：C．氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3，故C错误；

AB．由中性原子状态可知质子数和核外电子数均相同，都是1，故AB正确；

D．中子数等于核子数减去质子数，故中子数各不相同，它们三个是同位素，同位素化学性质相同，只是物理性质不同，故D正确,故选ABD。

12．在α粒子散射实验中，我们并没有考虑α粒子跟电子的碰撞，这是因为（  ）

A．电子体积非常小，以至于α粒子碰不到它

B．α粒子跟电子碰撞时，损失的能量很小可以忽略

C．α粒子跟各个电子碰撞的效果相互抵消

D．电子在核外均匀分布，所以α粒子受电子作用的合外力为零

【答案】:BD

【解析】：AB．α粒子与电子相碰就如同飞行的子弹与灰尘相碰，α粒子几乎不损失能量，A错误，B正确；

C．α粒子跟各个电子碰撞的效果不会相互抵消，C错误；

D．电子在核外均匀分布，对α粒子的库仑引力的合力几乎为零，不会改变α粒子的运动轨迹，D正确,故选BD。

13．在光电效应实验中，两个实验小组分别在各自的实验室，约定用相同频率的单色光分别照射锌和银的表面，结果都能发生光电效应，如图甲，并记录相关数据。对于这两组实验，下列判断正确的是（　　）

A．饱和光电流一定不同，光电子的最大初动能不同

B．因为材料不同，逸出功不同，所以遏止电压Uc不同

C．因为光强不确定，所以单位时间内逸出的光电子数可能相同

D．分别用不同频率的光照射之后绘制图象（为照射光频率，图乙为其中一小组绘制的图象），图线的斜率可能不同

【答案】:BC

【解析】：AC．虽然光的频率相同，但是被照射的材料不同，光电子的最大初动能不同，光强不确定，所以单位时间内逸出的光电子数可能相同，饱和光电流可能相同，故A错误，C正确；

B．根据光电效应方程

可知，照射光频率相同，材料的逸出功不同，则光电子的最大初动能不同，遏止电压也不同，故B正确；

D．根据光电方程可得

可知图线的斜率等于，则图线的斜率相同，故D错误,故选BC。

14．太阳的能量来源是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，核聚变反应可以看作是4个氢核（H）结合成1个氦核同时放出2个正电子。下表中列出了部分粒子的质量（取1u=×10－26kg）。

以下说法正确的是（　　）

A．核反应方程为4H→He＋2e

B．4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为0.0266kg

C．4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为4.43×10－29kg

D．聚变反应过程中释放的能量约为4.0×10－12J

【答案】:ACD

【解析】：A．由核反应的质量数守恒及电荷数守恒得4H→He＋2e，故A正确；

BC．反应中的质量亏损为

Δm=4mp－mα－2me=(4×1.0073－4.0015－2×0.00055)u=0.0266u=4.43×10－29kg

故C正确，B错误；

D．由质能方程得

ΔE=Δmc2=4.43×10－29×(3×108)2J≈4×10－12J

故D正确,故选ACD。

15．如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图象。由图象可知（　　）

A．该金属的逸出功等于E

B．该金属的逸出功等于

C．入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为E

D．入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为

【答案】:ABC

【解析】：A．由爱因斯坦光电效应方程Ek=h－W0知，当=0时－W0=Ek，故W0=E，A正确；

B．而Ek=0时，h=W0即W0=h，B正确；

C．入射光的频率为2时产生的光电子的最大初动能

Ekm=2h－h=h=E

C正确；

D．入射光的频率为时，不会发生光电效应，D错误,故选ABC。