2019年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題強化十四 近代物理初步.doc

專題強化十四近代物理初步一、選擇題：本題共15小題，每小題4分，在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求的，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分1(多選)2018江西省重點中學(xué)協(xié)作體聯(lián)考下列關(guān)于近代物理的說法正確的是()A粒子的穿透能力比粒子的穿透能力強，故粒子容易使金屬發(fā)生光電效應(yīng)B平均結(jié)合能小的原子核結(jié)合成或分解成平均結(jié)合能大的原子核時一定放出核能C光是一種概率波，因此光子通過狹縫到達(dá)的位置可以由波動規(guī)律來確定D半衰期對某個原子核而言，是指在一個半衰期內(nèi)，其衰變的概率為22018重慶市高三三診下列表述中正確的是()A湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子并用油滴實驗測定了元電荷的數(shù)值B盧瑟福用粒子轟擊氮原子核的核反應(yīng)方程為NHeOH，該反應(yīng)屬于核聚變C分別用黃光和藍(lán)光照射金屬鉀表面均有光電子逸出，其中藍(lán)光照射時，逸出的光電子最大初動能較小D伽利略利用圖所示實驗研究自由落體運動，先在傾角較小的斜面上進行實驗，其目的是使時間測量更容易32018浙江91聯(lián)盟聯(lián)考下列有關(guān)四幅圖的說法中，正確的是()A粒子散射實驗證實了湯姆遜原子棗糕模型的正確性B在光顏色保持不變的情況下，入射光越強，飽和光電流越大C放射線甲由粒子組成，每個粒子帶兩個單位正電荷D該鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于原子核的聚變反應(yīng)42018開封市高三三模下列描繪兩種溫度下黑體輻射強度與頻率關(guān)系的圖中，符合黑體輻射實驗規(guī)律的是()52018大連市高三模擬在研究甲、乙兩種金屬光電效應(yīng)現(xiàn)象的實驗中，光電子的最大初動能Ek與入射光頻率的關(guān)系如圖所示，則()A兩條圖線與橫軸的夾角和一定不相等B若增大入射光頻率，則所需的遏止電壓Uc隨之增大C若某一頻率的光可以使甲金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則一定也能使乙金屬發(fā)生光電效應(yīng)D若增加入射光的強度，不改變?nèi)肷涔忸l率，則光電子的最大初動能將增大62018青島市嶗山區(qū)模擬下列說法正確的是()A康普頓效應(yīng)進一步證實了光的粒子性B組成原子核的核子間存在核力作用C紫外線照射到鋅板表面時能產(chǎn)生光電效應(yīng)，當(dāng)增大紫外線的照射強度時，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能也隨之增大D氡的半衰期為3.8天，若取4個氡原子核，經(jīng)7.6天后只剩下一個原子核72018保定市高三二模丹麥物理學(xué)家玻爾結(jié)合經(jīng)典電磁理論和量子學(xué)說，建立起氫原子模型大量處于某激發(fā)態(tài)(能量為E1)的氫原子向基態(tài)(能量為E0)躍遷時，能輻射出三種頻率的光子，1<2<3，其中有兩種光子可使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，測得對應(yīng)光電子的最大初動能分別為Ek1和Ek2，且Ek1<Ek2，已知普朗克常量為h.以下說法正確的是()Ah3Ek2Ek1 Bh2E0E1Ek2C金屬的逸出功為E0E1Ek1 Dh1Ek2Ek182018雅安市高三三診鈾原子核既可發(fā)生衰變，也可發(fā)生裂變其衰變方程為UThX，裂變方程為UnYKr3n，其中U、n、Y、Kr的質(zhì)量分別為m1、m2、m3、m4，光在真空中的傳播速度為c.下列敘述正確的是()A.U發(fā)生的是衰變BY原子核中含有56個中子C若提高溫度，U的半衰期將會變小D裂變時釋放的能量為(m12m2m3m4)c292018全國卷用波長為300 nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動能為1.281019 J已知普朗克常量為6.631034 Js，真空中的光速為3.00108 ms1.能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為()A11014 Hz B81014 HzC21015 Hz D81015 Hz102018廈門雙十中學(xué)模擬氘核與氚核結(jié)合成一個氦核的核反應(yīng)方程是HHHen17.6 MeV，關(guān)于此核反應(yīng)，下列說法正確的是()A該核反應(yīng)稱為核裂變B要發(fā)生該核反應(yīng)，需要將反應(yīng)物加熱到一定的溫度值C氦核的比結(jié)合能小于氘核的比結(jié)合能D該核反應(yīng)后生成物的總質(zhì)量比核反應(yīng)前物質(zhì)的總質(zhì)量要增加112018銀川二中三模圖示為氫原子能級示意圖，已知大量處于n2能級的氫原子，當(dāng)它們受到某種頻率的光線照射后，可輻射出6種頻率的光子，下面說法中正確的是()An2能級氫原子受到照射后躍遷到n5能級B這6種光子有3種可以讓逸出功為10 eV的某金屬發(fā)生光電效應(yīng)C頻率最高的光子是氫原子從n3能級躍遷到n1能級放出的D波長最大的光子是氫原子從n4能級躍遷到n1能級放出的12(多選)2018昆明市高三模擬鉍在現(xiàn)代消防、電氣、工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域有廣泛的用途以前鉍被認(rèn)為是相對原子質(zhì)量最大的穩(wěn)定元素，但在2003年，人們發(fā)現(xiàn)了鉍有極其微弱的放射性，一個鉍210核(Bi)放出一個粒子后衰變成一個釙核(Po)，并伴隨產(chǎn)生了射線已知鉍210的半衰期為5天，該反應(yīng)中鉍核、粒子、釙核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3.下列說法正確的是()A核反應(yīng)中釋放的能量是(m1m2m3)c2B若有16個鉍210核，經(jīng)過20天后只剩下一個鉍原子核C粒子是鉍原子核外的電子電離形成的D該核反應(yīng)中釋放出的射線是由新產(chǎn)生的釙原子核發(fā)生能級躍遷產(chǎn)生的132018河南省八市學(xué)評測試下列說法正確的是()A大量的氫原子從n3的能級向低能級躍遷時只會輻射出兩種不同頻率的光B衰變所釋放的電子是原子核外的電子電離形成的C太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的熱核反應(yīng)D紫外線照射到金屬鋅表面時能夠發(fā)生光電效應(yīng)，則當(dāng)增大紫外線的照射強度時，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能也隨之增大14(多選)2018武漢市華大新高考聯(lián)盟質(zhì)檢我國自主研發(fā)的釷基熔鹽是瞄準(zhǔn)未來2030年后核能產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的第四代核反應(yīng)堆，是一種液態(tài)燃料堆，使用釷鈾核燃料循環(huán)，以氧化鹽為冷卻劑，將天然核燃料和可轉(zhuǎn)化核燃料熔融于高溫氯化鹽中，攜帶核燃料在反應(yīng)堆內(nèi)部和外部進行循環(huán)釷233不能直接使用，需要俘獲一個中子后經(jīng)過2次衰變轉(zhuǎn)化成鈾233再使用，鈾233的一種典型裂變方程是UnBaU3n.已知鈾233的結(jié)合能為E1、鋇142的結(jié)合能為E2、氪89的結(jié)合能為E3，則()A鈾233比釷232少一個中子B軸233、鋇142、氪89三個核中氪89的結(jié)合能最小，比結(jié)合能卻最大C軸233、鋇142、氪89三個核中鈾233的結(jié)合能最大，比結(jié)合能也最大D鈾233的裂變反應(yīng)釋放的能量為EE1E2E315.2018天水市第一中學(xué)二模奧地利維也納理工大學(xué)的一個科學(xué)家團隊成功在兩個單光子之間建立起強大的相互作用，據(jù)科學(xué)家介紹：兩個相互作用的光子同時到達(dá)時顯示出與單個光子完全不同的行為，該項成果朝著輕拍校驗量子通道或建立光學(xué)邏輯門發(fā)送信息邁出了重要一步我們通過學(xué)習(xí)也了解了光子的初步知識，下列有關(guān)光子的現(xiàn)象以及相關(guān)說法正確的是()A大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出波動性B如果利用紫光照射某種金屬可以發(fā)生光電效應(yīng)，改用紅光一定不能發(fā)生光電效應(yīng)C一個處于n3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時最多可以釋放3種不同頻率的光子D在康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射光子與晶體中的電子之間發(fā)生碰撞時，將一部分動量轉(zhuǎn)移給電子，所以光子散射后波長變短二、計算題：本題共3小題，共40分16(10分)2018南京模擬花崗巖、大理石等裝修材料都不同程度地含有放射性元素氡222，人長期吸入后會對呼吸系統(tǒng)造成損害設(shè)有一靜止的氡核(Rn)發(fā)生衰變生成釙(Po)，若放出5.6 MeV的核能全部轉(zhuǎn)化為動能(1)寫出核反應(yīng)方程；(2)求新核釙218的動能(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)17(15分)2018北京市大興區(qū)一模我們知道，根據(jù)光的粒子性，光的能量是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫一個光子，光子具有動量(h/c)和能量(h)，當(dāng)光子撞擊到光滑的平面上時，可以像從墻上反彈回來的乒乓球一樣改變運動方向，并給撞擊物體以相應(yīng)的作用力光對被照射物體單位面積上所施加的壓力叫光壓聯(lián)想到人類很早就會制造并廣泛使用的風(fēng)帆，能否做出利用太陽光光壓的“太陽帆”進行宇宙航行呢？1924年，俄國航天事業(yè)的先驅(qū)齊奧爾科夫斯基和其同事燦德爾明確提出“用照射到很薄的巨大反射鏡上的太陽光所產(chǎn)生的推力獲得宇宙速度”，首次提出了太陽帆的設(shè)想但太陽光壓很小，太陽光在地球附近的光壓大約為106 N/m2，但在微重力的太空，通過增大太陽帆面積，長達(dá)數(shù)月的持續(xù)加速，使得太陽帆可以達(dá)到甚至超過宇宙速度IKAROS是世界第一個成功在行星際空間運行的太陽帆.2010年5月21日發(fā)射，2010年12月8日，IKAROS在距離金星80,800公里處飛行掠過，并進入延伸任務(wù)階段設(shè)太陽單位時間內(nèi)向各個方向輻射的總能量為E，太空中某太陽帆面積為S，某時刻距太陽距離為r(r很大，故太陽光可視為平行光，太陽帆位置的變化可以忽略)，且帆面和太陽光傳播方向垂直，太陽光頻率為，真空中光速為c，普朗克常量為h.(1)當(dāng)一個太陽光子被帆面完全反射時，求光子動量的變化p，判斷光子對太陽帆面作用力的方向(2)計算單位時間內(nèi)到達(dá)該航天器太陽帆面的光子數(shù)(3)事實上，到達(dá)太陽帆表面的光子一部分被反射，其余部分被吸收被反射的光子數(shù)與入射光子總數(shù)的比，稱為反射系數(shù)若太陽帆的反射系數(shù)為，求該時刻太陽光對太陽帆的作用力18(15分)2018海淀區(qū)一模物體中的原子總是在不停地做熱運動，原子熱運動越激烈，物體溫度越高；反之，溫度就越低所以，只要降低原子運動速度，就能降低物體溫度“激光致冷”的原理就是利用大量光子阻礙原子運動，使其減速，從而降低了物體溫度使原子減速的物理過程可以簡化為如下情況：如圖所示，某原子的動量大小為p0.將一束激光(即大量具有相同動量的光子流)沿與原子運動的相反方向照射原子，原子每吸收一個動量大小為p1的光子后自身不穩(wěn)定，又立即發(fā)射一個動量大小為p2的光子，原子通過不斷吸收和發(fā)射光子而減速(已知p1、p2均遠(yuǎn)小于p0，普朗克常量為h，忽略原子受重力的影響)(1)若動量大小為p0的原子在吸收一個光子后，又向自身運動方向發(fā)射一個光子，求原子發(fā)射光子后動量p的大?。?2)從長時間來看，該原子不斷吸收和發(fā)射光子，且向各個方向發(fā)射光子的概率相同，原子吸收光子的平均時間間隔為t0.求動量大小為p0的原子在減速到零的過程中，原子與光子發(fā)生“吸收發(fā)射”這一相互作用所需要的次數(shù)n和原子受到的平均作用力f的大小；(3)根據(jù)量子理論，原子只能在吸收或發(fā)射特定頻率的光子時，發(fā)生能級躍遷并同時伴隨動量的變化此外，運動的原子在吸收光子過程中會受到類似機械波的多普勒效應(yīng)的影響，即光源與觀察者相對靠近時，觀察者接收到的光頻率會增大，而相對遠(yuǎn)離時則減小，這一頻率的“偏移量”會隨著兩者相對速度的變化而變化為使該原子能夠吸收相向運動的激光光子，請定性判斷激光光子的頻率和原子發(fā)生躍遷時的能量變化E與h的比值之間應(yīng)有怎樣的大小關(guān)系專題強化十四近代物理初步1BC粒子的穿透能力比粒子的穿透能力弱，發(fā)生光電效應(yīng)與粒子的穿透能力無關(guān)，A選項錯誤；平均結(jié)合能小的原子核結(jié)合成或分解成平均結(jié)合能大的原子核時存在質(zhì)量虧損，一定放出核能，B選項正確；光是一種概率波，符合波動規(guī)律，光子通過狹縫到達(dá)的位置可以由波動規(guī)律來確定，C選項正確；半衰期是統(tǒng)計規(guī)律，對某個原子核而言，沒有意義，D選項錯誤2D湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子，密立根用油滴實驗測定了元電荷的數(shù)值，A選項錯誤；盧瑟福用粒子轟擊氮原子核的核反應(yīng)方程為NHeOH，該反應(yīng)屬于人工核反應(yīng)，B選項錯誤；分別用黃光和藍(lán)光照射金屬鉀表面均有光電子逸出，根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，入射光頻率大的，逸出的光電子的最大初動能較大，故用藍(lán)光照射時，逸出的光電子最大初動能較大，C選項錯誤；伽利略利用圖所示實驗研究自由落體運動，先在傾角較小的斜面上進行實驗，其目的是沖淡重力，使時間測量更容易，D選項正確3B粒子散射實驗推翻了湯姆遜原子棗糕模型，證實了原子核式結(jié)構(gòu)模型，A選項錯誤；光顏色保持不變，即頻率不變，入射光越強，單位時間內(nèi)光子數(shù)越多，光電子數(shù)目越多，飽和電流越大，B選項正確；根據(jù)左手定則知，甲帶負(fù)電，為粒子，C選項錯誤；該鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于原子核的裂變反應(yīng)，D選項錯誤4A黑體輻射以電磁輻射的形式向外輻射能量，溫度越高，輻射越強越大，黑體輻射的波長分布情況也隨溫度而變，溫度越高，輻射的電磁波的波長越短，A選項正確5B根據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW0，對應(yīng)圖象可知，圖象斜率都為普朗克常量h，故兩條圖線與橫軸的夾角和一定相等，A選項錯誤；根據(jù)動能定理可知，遏止電壓Uc，若增大入射光頻率，則所需的遏止電壓Uc隨之增大，B選項正確；分析圖象可知，乙金屬的逸出功W0大，若某一頻率的光可以使甲金屬發(fā)生光電效應(yīng)，不一定也能使乙金屬發(fā)生光電效應(yīng)，C選項錯誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，最大初動能與光的頻率有關(guān)，與光的強度無關(guān)，D選項錯誤6A光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)說明光具有粒子性，A選項正確；核力是短程力，每個核子只跟近鄰的核子發(fā)生核力作用，B選項錯誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW0可知，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強度無關(guān)，C選項錯誤；半衰期具有統(tǒng)計規(guī)律，對大量的原子核適用，對少數(shù)的原子核不適用，D選項錯誤7D分析題意可知，大量處于n3激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時，能輻射出三種頻率的光子，根據(jù)能級躍遷關(guān)系可知，h3h1h2E0E1，其中2、3兩種光子可以使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，Ek2h3W0，Ek1h2W0，聯(lián)立解得，h3Ek2Ek1h2，A選項錯誤；h2E0E1Ek1Ek2，B選項錯誤；金屬的逸出功W0E0E1Ek2，C選項錯誤；h1Ek2Ek1，D選項正確8D根據(jù)衰變規(guī)律可知，U發(fā)生的是衰變，A選項錯誤；根據(jù)電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒可知，Y原子核中的電荷數(shù)為56，質(zhì)量數(shù)為144，中子數(shù)為88，B選項錯誤；根據(jù)半衰期的規(guī)律可知，半衰期的大小與溫度無關(guān)，C選項錯誤；根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知，釋放的能量E(m12m2m3m4)c2，D選項正確9B入射光照射到鋅板上，發(fā)生光電效應(yīng)，根據(jù)光電效應(yīng)方程EkmhW0，其中，代入數(shù)據(jù)可知，逸出功W05.351019 J，能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率081014Hz，B選項正確10B氘核與氚核結(jié)合成一個氦核的核反應(yīng)是輕核的聚變，A選項錯誤；聚變反應(yīng)又叫做熱核反應(yīng)，要發(fā)生該核反應(yīng)，需要將反應(yīng)物加熱到一定的溫度值，B選項正確；氦核比氘核穩(wěn)定，則氦核的比結(jié)合能大于氘核的比結(jié)合能，C選項錯誤；該核反應(yīng)釋放核能，則生成物的總質(zhì)量比核反應(yīng)前物質(zhì)的總質(zhì)量要減小，D選項錯誤11B根據(jù)能級躍遷規(guī)律可知，n2能級氫原子受到照射后躍遷到n4能級，可輻射出6種頻率的光子，A選項錯誤；n4能級躍遷到n1能級輻射光子的能量為12.75 eV，n3能級躍遷到n1能級輻射光子的能量為12.09 eV，n2能級躍遷到n1能級輻射光子的能量為10.02 eV，這3種可以讓逸出功為10 eV的某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，B選項正確；頻率最高的光子是氫原子從n4能級躍遷到n1能級放出的，C選項錯誤；波長最大的光子是氫原子從n4能級躍遷到n3能級放出的，D選項錯誤12AD依據(jù)質(zhì)能方程可知，核反應(yīng)中釋放的能量是(m1m2m3)c2，A選項正確；半衰期是統(tǒng)計規(guī)律，適用于大量原子核，B選項錯誤；衰變所釋放的電子是原子核中的中子轉(zhuǎn)化來的，C選項錯誤；放射性物質(zhì)衰變時放出來的光子，來自原子核，D選項正確13C大量的氫原子從n3能級向低能級躍遷時，會輻射出C3種不同頻率的光，A選項錯誤；衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的質(zhì)子變成中子所產(chǎn)生的，B選項錯誤；太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的輕核聚變所產(chǎn)生的熱量，C選項正確；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，增大紫外線的照射強度時，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能不會改變，D選項錯誤14AB鈾233中含有的中子數(shù)為141個，釷232中的中子數(shù)為142個，鈾233比釷232少一個中子，A選項正確；比結(jié)合能大的原子核穩(wěn)定，故中等大小的核最穩(wěn)定，比結(jié)合能最大，B選項正確，C選項錯誤；鈾233的裂變反應(yīng)中釋放核能，裂變后的新核的結(jié)合能大于原來的結(jié)合能，釋放的能量為EE2E3E1，D選項錯誤15A大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出波動性，少數(shù)光子體現(xiàn)粒子性，A選項正確；根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律可知，紫光的頻率大于紅光，如果利用紫光照射某種金屬可以發(fā)生光電效應(yīng)，改用紅光一定不能發(fā)生光電效應(yīng)，B選項錯誤；根據(jù)能級躍遷規(guī)律可知，一群處于n3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時最多可以釋放3種不同頻率的光子，C選項錯誤；在康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射光子與晶體中的電子之間發(fā)生碰撞時，將一部分動量轉(zhuǎn)移給電子，所以光子散射后波長變長，D選項錯誤16(1)RnPoHe(2)21014 J解析：(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒可知，核反應(yīng)方程式為：RnPoHe.(2)以離子的速度方向為正方向，核反應(yīng)過程，系統(tǒng)動量守恒mv0Mv0.解得，v，負(fù)號表示方向與離子速度方向相反核能全部轉(zhuǎn)化為動能，EmvMv2.聯(lián)立解得，新核釙218的動能Ek21014 J.17(1)與入射光子速度方向相反(2)(3)解析：(1)以光子運動的初速度方向為正方向，光子動量的變化ppp.根據(jù)動量定理可知，F(xiàn)tp，解得F.光子對太陽帆面作用力的方向與入射光子速度方向相反(2)每個光子能量E0h.單位時間內(nèi)到達(dá)太陽帆光能量E總S.單位時間內(nèi)到達(dá)該航天器太陽帆面的光子數(shù)N.(3)反射光子和吸收光子均會對太陽帆產(chǎn)生作用力在時間t，根據(jù)動量定理可知，F(xiàn)tp反p吸其中p反2Npttp吸(1)Nptt.聯(lián)立解得，F(xiàn).18(1)p0p1p2(2)(3)<解析：(1)分析題意可知，原子吸收和放出一個光子后，整體動量守恒以原子初動量方向為正，p0p1pp2.解得原子放出光子后的動量pp0p1p2.(2)原子向各個方向均勻地發(fā)射光子，放出的所有光子總動量為零設(shè)原子經(jīng)n次相互作用后速度變?yōu)榱?，p0np10，解得n.根據(jù)動量定理可知，fnt0p0.解得，f.(3)根據(jù)能級躍遷規(guī)律可知，靜止的原子吸收光子發(fā)生躍遷，躍遷頻率0.考慮多普勒效應(yīng)，由于光子與原子相向運動，原子接收到的光子頻率會增大所以為使原子能夠發(fā)生躍遷，照射原子的激光光子頻率<.