（通用版）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 單元質(zhì)檢十二 近代物理 新人教版.docx

單元質(zhì)檢十二近代物理(時間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共7小題,每小題8分,共56分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中,第14題只有一項(xiàng)符合題目要求,第57題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)1.下列說法正確的是()A.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子,表明原子具有核式結(jié)構(gòu)B.太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核裂變反應(yīng)C.一束光照射到某金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng),是因?yàn)樵撌獾牟ㄩL太短D.按照玻爾理論,氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時,電子的動能減小,原子總能量增大答案D解析湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子,表明原子是可以分割的,粒子的散射實(shí)驗(yàn)表明原子具有核式結(jié)構(gòu),故A錯誤。太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的輕核聚變,故B錯誤。一束光照射到某金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng),是因?yàn)樵撌獾哪芰恐堤?即該光的頻率小,波長太長,故C錯誤。按照玻爾理論,氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時,要吸收能量,所以原子總能量增大;由于庫侖力提供電子的向心力,可得ke2r2=mv2r,所以電子的動能Ek=12mv2=ke22r,隨半徑的增大而減小,故D正確。2.下列實(shí)驗(yàn)中,深入地揭示了光的粒子性一面的是()答案A解析X射線被石墨散射后部分波長變大,這是康普頓效應(yīng),說明光具有粒子性,A正確;陰極射線是實(shí)物粒子,衍射圖樣說明實(shí)物粒子具有波動性,B錯誤;粒子散射實(shí)驗(yàn),說明原子具有核式結(jié)構(gòu),C錯誤;氫原子發(fā)射的光經(jīng)三棱鏡分光后,呈現(xiàn)線狀光譜,與光的粒子性無關(guān),D錯誤。3.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖所示。用頻率為的普通光源照射陰極K,沒有發(fā)生光電效應(yīng),換用同樣頻率的強(qiáng)激光照射陰極K,則發(fā)生了光電效應(yīng);此時,若加上反向電壓U,即將陰極K接電源正極,陽極A接電源負(fù)極,在KA之間就形成了使光電子減速的電場;逐漸增大U,光電流會逐漸減小,當(dāng)光電流恰好減小到零時,則所加反向電壓U可能是下列的(其中W為逸出功,h為普朗克常量,e為電子電荷量)()A.U=he-WeB.U=2he-WeC.U=2h-WD.U=5h2e-We答案B解析同頻率的光照射K極,普通光不能使其發(fā)生光電效應(yīng),而強(qiáng)激光能使其發(fā)生光電效應(yīng),說明一個電子吸收了多個光子。設(shè)吸收的光子個數(shù)為n,光電子逸出的最大初動能為Ek,由光電效應(yīng)方程知Ek=nh-W(n2);光電子逸出后克服電場做功,由動能定理知Ek=eU,聯(lián)立上述兩式得U=nhe-We,當(dāng)n=2時,即為B選項(xiàng),其他選項(xiàng)均不可能。4.(2018天津卷)氫原子光譜在可見光區(qū)域內(nèi)有四條譜線H、H、H和H,都是氫原子中電子從量子數(shù)n>2的能級躍遷到n=2的能級時發(fā)出的光,它們在真空中的波長由長到短,可以判定()A.H對應(yīng)的前后能級之差最小B.同一介質(zhì)對H的折射率最大C.同一介質(zhì)中H的傳播速度最大D.用H照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng),則H也一定能答案A解析能級躍遷時輻射光子的能量E=h=hc,可得光子波長越長,光子頻率越低、能量越小,光譜線對應(yīng)的能級差越小,選項(xiàng)A正確;同一介質(zhì)對頻率最低的H折射率最小,選項(xiàng)B錯誤;H的波長最短,頻率最高,對同一介質(zhì)的折射率最大,由n=cv可得在同一介質(zhì)中的傳播速度最小,選項(xiàng)C錯誤;H的波長大于H的波長,故H的頻率小于H的頻率,故用H照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)時,用H照射不一定能發(fā)生光電效應(yīng),選項(xiàng)D錯誤。5.根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn),盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,圖中虛線表示原子核所形成的電場的等勢線,實(shí)線表示一個粒子的運(yùn)動軌跡。在粒子從a運(yùn)動到b、再運(yùn)動到c的過程中,下列說法正確的是()A.動能先減小,后增大B.電勢能先減小,后增大C.電場力先做負(fù)功,后做正功,總功等于零D.加速度先變小,后變大答案AC解析粒子帶正電荷,所以原子核對粒子的電場力先做負(fù)功后做正功,電勢能先增大后減小,電場力先變大后變小,所以加速度先變大后變小。6.以下有關(guān)近代物理內(nèi)容的若干敘述,正確的是()A.紫外線照射到金屬鋅板表面時能夠發(fā)生光電效應(yīng),則當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時,從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能也隨之增大B.有10個放射性元素的原子核,經(jīng)過一個半衰期一定有5個原子核發(fā)生衰變C.氫原子由第三激發(fā)態(tài)直接躍遷到基態(tài)時,會釋放頻率一定的光子D.質(zhì)子和中子結(jié)合成新原子核釋放出能量,一定有質(zhì)量虧損答案CD解析根據(jù)光電效應(yīng)方程知,光電子的最大初動能Ekmax=h-W0,與入射光的頻率有關(guān),與照射光的強(qiáng)度無關(guān),故A錯誤。半衰期具有統(tǒng)計(jì)意義,對大量的原子適用,對個別的原子不適用,故B錯誤。根據(jù)玻爾理論可知,氫原子由較高能級躍遷到較低能級時,要釋放一定頻率的光子,故C正確。質(zhì)子和中子結(jié)合成新原子核一定有質(zhì)量虧損,釋放出能量,故D正確。7.分別用波長為和2的光照射同一種金屬,產(chǎn)生的光電子最大速度之比為21,普朗克常量和真空中光速分別用h和c表示,那么下列說法正確的有()A.該種金屬的逸出功為hc3B.該種金屬的逸出功為hcC.波長超過2的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)D.波長超過4的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)答案AD解析由h=W0+Ek知hc=W0+12mv12,hc2=W0+12mv22,又v1=2v2,得W0=hc3,A正確,B錯誤。光的波長小于或等于3時都能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng),C錯誤,D正確。二、非選擇題(本題共3小題,共44分)8.(12分)太陽和許多恒星發(fā)光是內(nèi)部核聚變的結(jié)果,核反應(yīng)方程11H+11HabX+10e+e是太陽內(nèi)部的許多核反應(yīng)中的一種,其中10e為正電子,e為中微子。(1)確定核反應(yīng)方程中a、b的值;(2)在質(zhì)子與質(zhì)子達(dá)到核力作用范圍完成核聚變前必須要克服強(qiáng)大的庫侖斥力。設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量為m,電子質(zhì)量相對很小可忽略,中微子質(zhì)量為零,克服庫侖力做功為W。若一個運(yùn)動的質(zhì)子與一個速度為零的質(zhì)子發(fā)生上述反應(yīng),運(yùn)動質(zhì)子速度至少多大?答案(1)12(2)4Wm解析(1)根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)及電荷數(shù)守恒可知a=1,b=2。(2)由動量守恒定律得mv0=2mv由能量關(guān)系得-W=12(2m)v2-12mv02解得v0=4Wm。9.(16分)已知?dú)湓踊鶓B(tài)的電子軌道半徑為r1=0.52810-10 m,量子數(shù)為n的能級值為En=-13.6n2 eV。(1)求電子在基態(tài)軌道上運(yùn)動的動能。(2)有一群氫原子處于量子數(shù)n=3的激發(fā)態(tài),畫一張能級圖,在圖上用箭頭標(biāo)明這些氫原子能發(fā)出哪幾種光譜線?(3)計(jì)算這幾種光譜線中波長最短的波長。(靜電力常量k=9109 Nm2/C2,電子電荷量e=1.610-19 C,普朗克常量h=6.6310-34 Js,真空中光速c=3.00108 m/s)答案(1)13.6 eV(2)見解析(3)1.0310-7 m解析(1)核外電子繞核做勻速圓周運(yùn)動,靜電引力提供向心力,則ke2r12=mv2r1,又知Ek=12mv2故電子在基態(tài)軌道的動能為Ek=ke22r1=9109(1.610-19)220.52810-10J=2.1810-18J=13.6eV(2)當(dāng)n=1時,能級值為E1=-13.612eV=-13.6eV當(dāng)n=2時,能級值為E2=-13.622eV=-3.4eV當(dāng)n=3時,能級值為E3=-13.632eV=-1.51eV能發(fā)生的能級躍遷分別為32,21,31,所以能發(fā)出的譜線共3種,能級圖如圖所示。(3)由E3向E1躍遷時發(fā)出的光子頻率最大,波長最短,由h=E3-E1和=c,則有=hcE3-E1=1.0310-7m。10.(16分)盧瑟福用粒子轟擊氮核時發(fā)現(xiàn)質(zhì)子,發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為714N+24He817O+11H。已知氮核質(zhì)量為mN=14.007 53 u,氧核質(zhì)量為mO=17.004 54 u,氦核質(zhì)量為mHe=4.003 87 u,質(zhì)子(氫核)質(zhì)量為mp=1.008 15 u。(已知:1 u相當(dāng)于931 MeV的能量,結(jié)果保留2位有效數(shù)字)(1)這一核反應(yīng)是吸收能量還是放出能量的反應(yīng)?相應(yīng)的能量變化為多少?(2)若入射氦核以v=3107 m/s的速度沿兩核中心連線方向轟擊靜止氮核,反應(yīng)生成的氧核和質(zhì)子同方向運(yùn)動,且速度大小之比為150,求氧核的速度大小。答案(1)吸收能量1.2 MeV(2)1.8106 m/s解析(1)由m=mN+mHe-mO-mp得m=-0.00129u。由于核反應(yīng)后質(zhì)量增加,所以這一核反應(yīng)是吸收能量的反應(yīng),吸收能量E=|m|c2=0.00129uc2=1.2MeV。(2)該過程滿足動量守恒條件,由動量守恒定律可得mHev=mOvO+mpvp又vOvp=150可解得vO=1.8106m/s。