2021届高三复习物理名校联考质检卷精编（15）近代物理

这是一份2021届高三复习物理名校联考质检卷精编（15）近代物理，共15页。试卷主要包含了黑体辐射的研究表明，已知氢原子基态的能量为等内容，欢迎下载使用。
 2021届高三复习物理名校联考质检卷精编（15）近代物理1.下列现象中，与原子核内部变化有关的是(   )A．α粒子散射  B．光电效应C．天然放射现象  D．原子发光现象2.黑体辐射的研究表明：辐射强度、波长分布与辐射体的温度有密切关系。此研究对冶金工业的迅速发展有巨大贡献，如图所示，图中画出了四种温度下黑体辐射的强度与波长的关系，从中可以看出(   )A.温度越高，辐射电磁波的波长越短B.温度越低，辐射电磁波的波长越长C.同一波长的辐射强度随着温度的升高而增强D.不同温度时辐射强度的最大值变化无规律可循3.已知氢原子基态的能量为。大量氢原子处于某一激发态。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，(激发态能量其中，3……)则下列说法正确的是(   )A．这些氢原子中最高能级为5能级B．这些氢原子中最高能级为6能级C．这些光子可具有6种不同的频率D．这些光子可具有4种不同的频率4.激光在“焊接”视网膜的眼科手术中有着广泛的应用。在一次手术中，所用激光的波长，每个激光脉冲的能量。则每个脉冲中的光子数目是(已知普朗克常量，光速)(   )A． B． C． D．5.用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意如图甲所示，实验中测得铷的遏止电压与入射光频率之间的关系如图乙所示，图线与横轴交点的横坐标。已知普朗克常量。则下列说法中正确的是(   )A．欲测遏止电压，应选择电源左端为正极B．当电源左端为正极时，滑动变阻器的滑片向右滑动，电流表的示数持续增大C．增大照射光的强度，产生的光电子的最大初动能一定增大D．如果实验中入射光的频率，则产生的光电子的最大初动能6.2019年1月3日，“玉兔二号”月球车与“嫦娥四号”着陆器分离，实现月球背面着陆。“玉兔二号”搭载了一块核电池，利用衰变为释放能量，可在月夜期间提供一定的电能。已知的质量为，的质量为，真空中的光速为，下列说法正确的是(   )A．发生衰变后产生的新核为B．衰变为，中子数减少2C．温度升高时，的衰变会加快D．衰变为释放的能量为7.某种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光频率ν的关系如图所示，为已知量。由图线信息可知（   ）A.逸出功B.图像的斜率表示普朗克常量的倒数C.图中E与的值与入射光的强度、频率均有关D.若入射光频率为，则光电子的最大初动能为8.在匀强电场中有一个原来速度几乎为零的放射性碳14原子核，某时刻它放射出一个粒子，其所放射的粒子与反冲核的初速度方向均与电场方向垂直，且经过相等的时间后形成的轨迹如图所示(均表示长度)。那么碳14的衰变方程可能是(   )A． B．C． D．9.1896年法国科学家贝可勒尔发现了放射性元素能够自发地发出射线的现象，即天然放射现象。让放射性元素镭衰变过程中释放出的三种射线，经小孔垂直进入匀强电场中，如图所示。下列说法正确的是(   )A.③是射线，粒子的电离能力最强，穿透能力也最强B.①是射线，是高速电子流，来自于原子的核外电子C.原子核发生一次衰变的过程中，不可能同时产生两种射线D.原子序数大于83的元素，都具有放射性，原子序数小于或等于83的元素，都不具有放射性10.如图，为氢原子能级图；金属钾的逸出功为，则下面有关说法正确的是(   )A．处于基态的氢原子能吸收的光子后跃迁至能级B．大量处能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出5种不同频率的光C．用处于能级的氢原子向低能级跃迁所辐射出的各种色光照射金属钾，都能发生光电效应D．用大量处于能级的氢原子向低能级跃迁所辐射出的光照射金属钾，所产生光电子的最大初动能为11.利用碘131()治疗是临床上常用的一种治疗甲亢的方法，它是通过含有射线的碘被甲状腺吸收，来破坏甲状腺组织，使甲状腺合成和分泌甲状腺激素水平减少来达到治愈甲亢的目的。已知碘131发生衰变的半衰期为8天，则以下说法正确的是(   )A.碘131的衰变方程为B.核比核多一个中子C.131样品，经16天后，大约有样品发生了衰变D.温度可能会缩短碘131的半衰期12.在核反应堆中，吸收一个中子后生成，是重要的核燃料，其衰变方程式为。以下说法正确的是(   )A．衰变过程是一个衰变过程B．衰变过程质量数守恒，所以没有核能量释放C．衰变过程中的光子是由原子核能级跃迁产生的D．吸收一个中子后生成的核反应过程是一个衰变过程13.下列说法正确的是(   )A.美国物理学家康普顿在研究石墨对射线的散射时，发现在散射的射线中，除了与入射波波长相同的成分外，还有波长大于的成分，这个现象说明了光具有粒子性。B.放射性的原子核在发生衰变、衰变时，新形成的原子核会辐射光子，形成射线。C.结合能是指自由的核子结合成原子核而具有的能量D.铀核裂变生成钡和氪的核反应方程是14.如图所示是研究光电效应的电路图，为光电管的阴极。用黄光照射板时有光电子逸出，当用紫光照射时，下列说法正确的是(   )A.向右移动变阻器，当灵敏电流计示数刚刚减为零时，光电管两端的电压称为遏止电压B.灵敏电流计示数为零后，延长光束的照射时间，可能会在电路中重新形成光电流C.单位时间内金属表面逸出的光电子数目与入射光的强度有关D.对于某种确定的金属来说，光电子的最大初动能只与入射光的强度有关15.“嫦娥二号”的任务之一是利用经技术改进的射线谱仪探测月球表面多种元素的含量与分布特征。月球表面一些元素(如钍、铀)本身就有放射性,发出射线;另外一些元素(如硅、镁、铝)在宇宙射线轰击下会发出射线。而射线谱仪可以探测到这些射线,从而证明某种元素的存在。下列关于射线的说法正确的是（   ）A.射线经常伴随射线和射线产生B.射线来自原子核C.如果元素以单质存在具有放射性,那么元素以化合物形式存在不一定具有放射性D.射线的穿透能力比射线、射线都要强16.如图是氢原子的能级示意图◦当氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出光子从能级跃迁到能级时，辐射出光子.以下判断正确的是(   )A.光子可能使处于基态的氢原子电离B. 能级比能级氢原子的电子动能小C.一处于能级的氢原子向低能级跃迁时最多可辐射10种不同的谱线D.若与同频率的光可以使某金属发生光电效应，那么与同频率的光也可以使该金属发生光电效应17.氢原子的能级图如图所示，现处于能级的大量氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是(   )A.这些氢原子可能发出6种不同频率的光B.已知钠的逸出功为,则氢原子从能级跃迁到能级释放的光子可以从金属钠的表面打出光电子C.氢原子从能级跃迁到能级释放的光子能量最小D.氢原子从能级跃迁到能级时，氢原子能量减小，核外电子动能增加18.钚的放射性同位素静止时衰变为铀核激发态和粒子，而铀核激发态立即衰变为铀核，并放出能量为的光子。已知、和粒子的质量分别为、和，相当于。（1）写出衰变方程式；（2）已知衰变放出的光子的动量可以忽略，求粒子的动能。（结果保留到小数点后三位）

                        
答案以及解析1.答案：C解析：A.α粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，故A错误；B.光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及到原子核的变化，故B错误；C.天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出α粒子或电子，从而发生α衰变或β衰变，反应的过程中核内核子数，质子数，中子数发生变化，故C正确；D.原子发光是原子跃迁形成的，即电子从高能级向低能级跃迁，释放的能量以光子形式辐射出去，没有涉及到原子核的变化，故D错误；故选：C.2.答案：C解析：AB.无论温度高低，黑体都会产生所有波长的电磁波，故AB错误；C.由图象可以看出，同一波长的辐射强度随着温度的升高而增强，故C正确；D.由图象可以看出，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故D错误。故选：C。3.答案：C解析：设这些氢原子处于能级为n的激发态，根据能级跃迁公式可得：解得：，即这些氢原子处于的激发态,根据组合公式可知，所以这些光子可具有6种不同的频率，故C正确，ABD错误。故选：C。4.答案：C解析：光子的能量为：。每个脉冲中的光子数目为：个5.答案：D解析：A、图甲所示的实验装置测量铷的遏止电压与入射光频率v，因此光电管左端应该是阴极，则电源左端为负极，故A错误；B、当电源左端为正极时，将滑动变阻器的滑片从图示位置向右滑动的过程中，则电压增大，光电流增大，当电流达到饱和值，不再增大，即电流表读数的变化是先增大，后不变，故选项B错误；C、光电子的最大初动能与入射光的频率和金属的逸出功有关，与入射光的强度无关，故选项C错误；D、根据图象可知，铷的截止频率，根据，则可求出该金属的逸出功大小根据光电效应方程，当入射光的频率为时，则最大初动能为：，故选项D正确。6.答案：B解析：AB、根据质量数守恒与电荷数守恒可知衰变方程为：此为α衰变，其质量数减少4，核电荷数减少2，故中子数减少2，故A错误，B正确；C、半衰期是由放射性元素本身决定的，与环境温度无关，故C错误；D、此核反应过程中的质量亏损为，核反应的过程中释放的能量：，故D错误。
故选：B。7.答案：A解析：根据爱因斯坦光电效应方程知时有，所以逸出功，由图可得，当时，所以，所以A正确；根据爱因斯坦光电效应方程，任何一种金属的逸出功一定，说明随频率ν的变化而变化，且成线性关系（与类似），直线的斜率表示普朗克常量，故B错误；根据A的分析可以知道，E等于金属的逸出功，所以图中E与的值与入射光的强度、频率均无关，所以C错误；根据爱因斯坦光电效应方程，若入射光频率为，则光电子的最大初动能为，故D错误。8.答案：A解析：由轨迹弯曲方向可以看出，反冲核与放出的射线的受力方向均与电场强度方向相同，均带正电，所以放出的粒子为α粒子，即发生α衰变，则核反应方程是；故选A9.答案：C解析：由射线的带电性质可知，①是射线，②是射线，③是射线，粒子的电离能力最强，穿透能力最弱，故A错误；射线是原子核发生衰变时产生的，是高速电子流，来自于原子核，故B错误；原子核发生一次衰变的过程中，只能发生衰变或衰变，不能同时发生衰变和衰变，故不可能同时产生两种射线，故C正确；原子序数大于83的元素，都具有放射性，原子序数小于或等于83的元素，有的也具有放射性，故D错误10.答案：D解析：A.用能量为13.0eV的光子照射，基态的氢原子若吸收13eV的能量，则能量值为−0.6eV，氢原子没有该能级。所以不能使处于基态的氢原子跃迁，故A错误。B.大量处于n=4能级的氢原子,最多可以辐射出种不同频率的光，故B错误。C.现有一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁,根据，知该群氢原子可能发射3种不同频率的光子，但是n=3能级跃迁到n=2能级的光子能量小于2eV，所以能使该金属发生光电效应的频率共有2种，故C错误。D.n=4能级的氢原子跃迁到基态时,释放光子的能量,再根据光电效应方程式得光电子的最大初动能为，故D正确。故选：D。11.答案：A解析：原子核衰变过程中放出电子，根据质量数守恒和电荷数守恒可知，A正确；核比核少一个中子，故B错误；碘131样品，经16天，即经过2个半衰期，大约有样品未发生衰变，衰变的质量为，故C错误；改变温度或改变外界压强都不会影响原子核的半衰期，故D错误。12.答案：C解析：A、衰变过程放出来，因此，衰变过程是一个衰变过程，故A错误。B、衰变过程虽然质量数守恒，但是存在质量亏损，有核能释放，故B错误。C、衰变后，使衰变的生成物处于较高能级，衰变过程中的光子是由衰变的生成物从高能级向低能级跃迁产生的，故C正确。D、衰变是原子核自发进行的核反应，不需要吸收中子，因此吸收一个中子后生成的核反应过程不是衰变过程，故D错误。13.答案：ABD解析：A.美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长相同的成分外，还有波长大于原波长的成分，此现象称为康普顿效应，故A正确；B.在放射性元素的原子核中，2个中子和2个质子结合得比较紧密，有时会作为一个整体从较大的原子核中抛射出来，这就是放射性元素发生的α衰变现象，原子核里虽然没有电子，但是核内的中子可以转化成质子和电子，产生的电子从核内发射出来，这就是β衰变；放射性的原子核在发生α衰变和β衰变后产生的新核往往处于高能级，这时它要向低能级跃迁，因此γ射线经常伴随α射线和β射线产生，故B正确；C.结合能是指由于核子结合成原子核而放出的能量，不是原子核具有的能量，故C错误；D.该核反应方程式符合质量数守恒与电荷数守恒，故D正确；故选：ABD。14.答案：AC解析：根据光电效应方程得,,由可知，当灵敏电流计示数刚刚减为零时，光电管两端的电压称为遏止电压，故A正确；B.若能发生光电效应，发生光电效应的时间与光的强度无关，故B错误；C.入射光的强度变化，则入射光的光子的数目变化，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将变化，故C正确；D.根据光电效应方程知，光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，故D错误。故选：AC。15.答案：ABD解析：射线是原子核发生变化时伴随射线和射线放出来的，故AB正确；元素的放射性与其为单质还是化合物无关，故C错误；射线穿透能力比射线、射线都要强，故D正确。16.答案：BD解析：由能级跃迁的频率条件可知，光子的能量为，光子的能量为，要使处于基态的氢原子电离，入射光子的能量要大于等于，故光子不能使处于基态的氢原子电离，故A错误；氢原子的能级越高，电子的轨道半径越大，由库仑力提供向心力得：，又因电子的动能，解得电子的动能,故轨道半径越大，电子动能越小，故B正确；一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射不同谱线最多的方式是逐级跃迁，故最多可辐射4种不同的谱线，故C错误；由于光子的能量比的高，故光子的频率也比的高，若与同频率的光可以使某金属发生光电效应，那么与同频率的光也可以使该金属发生光电效应，故D正确。17.答案：AD解析：根据，所以这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光，故A正确；能级跃迁到能级辐射出的光子能量，小于钠的逸出功，不能发生光电效应，故B错误。由图可知当核外电子从能级跃迁到能级时，能级差最小，所以放出光子的能量最小，故C错误；由能级跃迁到能级过程中释放能量，原子的能量在减小，核外电子的运动半径减小，根据可知则电子的动能会增加，故D正确。18.答案：（1）衰变方程为，合起来有（2）衰变过程的质量亏损为放出的能量为由题意得：，所以设衰变后的铀核和粒子的速度分别为和，由动量守恒有,,得因此带入数据得