（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

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單元質(zhì)檢十二　近代物理 (時(shí)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(gè)選項(xiàng)中,第1~4題只有一項(xiàng)符合題目要求,第5~7題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)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(shí),電子的動(dòng)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,α粒子的散射實(shí)驗(yàn)表明原子具有核式結(jié)構(gòu),故A錯(cuò)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(cuò)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(cuò)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(shí),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(dòng)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(dòng)性,B錯(cuò)誤;α粒子散射實(shí)驗(yàn),說明原子具有核式結(jié)構(gòu),C錯(cuò)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(cuò)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ν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ν的強(qiáng)激光照射陰極K,則發(fā)生了光電效應(yīng);此時(shí),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(huì)逐漸減小,當(dāng)光電流恰好減小到零時(shí),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=hνe-We B.U=2hνe-We C.U=2hν-W D.U=5hν2e-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(gè)電子吸收了多個(gè)光子。設(shè)吸收的光子個(gè)數(shù)為n,光電子逸出的最大初動(dòng)能為Ek,由光電效應(yīng)方程知Ek=nhν-W(n≥2);光電子逸出后克服電場做功,由動(dòng)能定理知Ek=eU,聯(lián)立上述兩式得U=nhνe-We,當(dāng)n=2時(shí),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Hα、Hβ、Hγ和Hδ,都是氫原子中電子從量子數(shù)n>2的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)發(fā)出的光,它們在真空中的波長由長到短,可以判定(　　) A.Hα對(duì)應(yīng)的前后能級(jí)之差最小 B.同一介質(zhì)對(duì)Hα的折射率最大 C.同一介質(zhì)中Hδ的傳播速度最大 D.用Hγ照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng),則Hβ也一定能 答案A 解析能級(jí)躍遷時(shí)輻射光子的能量E=hν=hcλ,可得光子波長越長,光子頻率越低、能量越小,光譜線對(duì)應(yīng)的能級(jí)差越小,選項(xiàng)A正確;同一介質(zhì)對(duì)頻率最低的Hα折射率最小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;Hδ的波長最短,頻率最高,對(duì)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(cuò)誤;Hβ的波長大于Hγ的波長,故Hβ的頻率小于Hγ的頻率,故用Hγ照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),用Hβ照射不一定能發(fā)生光電效應(yīng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 5. 根據(jù)α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(gè)α粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。在α粒子從a運(yùn)動(dòng)到b、再運(yùn)動(dòng)到c的過程中,下列說法正確的是(　　) A.動(dòng)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α粒子帶正電荷,所以原子核對(duì)α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(shí)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(shí),從鋅板表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能也隨之增大 B.有10個(gè)放射性元素的原子核,經(jīng)過一個(gè)半衰期一定有5個(gè)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(shí),會(huì)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(dòng)能Ekmax=hν-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(cuò)誤。半衰期具有統(tǒng)計(jì)意義,對(duì)大量的原子適用,對(duì)個(gè)別的原子不適用,故B錯(cuò)誤。根據(jù)玻爾理論可知,氫原子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí),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λ和2λ的光照射同一種金屬,產(chǎn)生的光電子最大速度之比為2∶1,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hc3λ B.該種金屬的逸出功為hcλ C.波長超過2λ的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) D.波長超過4λ的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) 答案AD 解析由hν=W0+Ek知hcλ=W0+12mv12,hc2λ=W0+12mv22,又v1=2v2,得W0=hc3λ,A正確,B錯(cuò)誤。光的波長小于或等于3λ時(shí)都能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng),C錯(cuò)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+11H→abX+10e+νe是太陽內(nèi)部的許多核反應(yīng)中的一種,其中10e為正電子,νe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(duì)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(gè)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)子與一個(gè)速度為零的質(zhì)子發(fā)生上述反應(yīng),運(yùn)動(dòng)質(zhì)子速度至少多大? 答案(1)1　2　(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(dòng)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(jí)值為En=-13.6n2 eV。 (1)求電子在基態(tài)軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)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(jí)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(dòng),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(dòng)能為 Ek=ke22r1=9109(1.610-19)220.52810-10J= 2.1810-18J=13.6eV (2)當(dāng)n=1時(shí),能級(jí)值為 E1=-13.612eV=-13.6eV 當(dāng)n=2時(shí),能級(jí)值為 E2=-13.622eV=-3.4eV 當(dāng)n=3時(shí),能級(jí)值為 E3=-13.632eV=-1.51eV 能發(fā)生的能級(jí)躍遷分別為3→2,2→1,3→1,所以能發(fā)出的譜線共3種,能級(jí)圖如圖所示。 (3)由E3向E1躍遷時(shí)發(fā)出的光子頻率最大,波長最短,由hν=E3-E1和ν=cλ,則有λ=hcE3-E1=1.0310-7m。 10.(16分)盧瑟福用α粒子轟擊氮核時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)子,發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為714N+24He→817O+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(dòng),且速度大小之比為1∶50,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Δm=mN+mHe-mO-mp得Δm=-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ΔE=|Δm|c2=0.00129uc2=1.2MeV。 (2)該過程滿足動(dòng)量守恒條件,由動(dòng)量守恒定律可得mHev=mOvO+mpvp 又vO∶vp=1∶50 可解得vO=1.8106m/s。