2020届高三物理近代物理学专题训练(共28题).docx
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1、2020届高三物理 近代物理学专题训练(共28题)一、单选题(本大题共28小题)1. 2019年9月10日,我国国产首批医用钴-60原料组件从秦山核电站启运,这标着着我国伽马刀设备“中国芯”供应问题得到解决,核电站是利用中子照射钴-59制备钴-60,伽马刀是利用钴-60发生衰变释放的射线工作的,已知钴-60的半衰期约为5.3年,下列说法正确的是()A. 秦山核电站制备钴-60的反应是重核衰变B. 钴-60发生衰变后生产的新核比钴-60少一个电子C. 钴-60发生衰变后生产的新核比钴-60多一个中子D. 钴-60制成后,经过5.3年剩下的钴-60的约有一半2. 下列说法中正确的是()A. 光电效
2、应揭示了光的波动性B. 中子与质子结合成氘核时放出能量C. 在所有核反应中,都遵从“质量守恒,核电荷数守恒”规律D. 200个镭226核经过一个半衰期后,一定还剩下100个镭226没有发生衰变3. 氢原子的能级图如图所示,有一群处于n=4能级的氢原子,若氢原子从n=4能级向n=2能级跃迁时所辐射出的光恰能使某种金属A发生光电效应,则下列说法中正确的是()A. 这群氢原子辐射出的光中共有3种频率的光能使金属A发生光电效应B. 如果辐射进来能量为0.32eV的光子,可以使氢原子从n=4能级向n=5能级跃迁C. 如果辐射进来能量为1.32eV的光子,不可以使处于n=4能级的氢原子发生电离D. 用氢原
3、子从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射出的光照射金属A,所产生的光电子的最大初动能为10.2eV4. 据新华网2019年6月24日报道,中国科学院空天信息研究院和中国科学技术大学等单位联合研制出高速高精度激光汤姆孙散射仪,为我国未来磁约束聚变能装置的高精度测量奠定了坚实的基础。下列说法正确的是()A. 激光被散射后频率不变B. 激光被散射后频率增大C. 核聚变反应在常温下就可以发生D. 核聚变反应能够释放能量5. 1924年德布罗意提出实物粒子(例如电子)也具有波动性。以下不能支持这一观点的物理事实是()A. 利用晶体可以观测到电子束的衍射图样B. 电子束通过双缝后可以形成干涉图样C. 用紫外线
4、照射某金属板时有电子逸出D. 电子显微镜因减小衍射现象的影响而具有更高的分辨本领6. 如图是原子物理史上几个著名的实验,关于这些实验,下列说法正确的是()A. 卢瑟福粒子散射实验否定了原子结构的枣糕模型,提出原子的核式结构模型B. 放射线在磁场中偏转,中间没有偏转的为射线,电离能力最强C. 电压相同时,光照越强,光电流越大,说明遏止电压和光的强度有关D. 铀235只要俘获中子就能进行链式反应7. 氚核发生衰变除了产生粒子和新核外,还会产生质量数和电荷数都是0的反中微子Ve.若氚核在云室中发生衰变后,产生的反中微子和粒子的运动方向在同一条直线上,设反中微子的动量为p1,粒子动量为p2,则。()A
5、. 上述核反应方程为13H+01n-10e+24He+VeB. 粒子在云室中穿过会留下清晰的路径,此体现了粒子的波动性C. 氚核内部某个中子转变为质子时,会向外发射粒子D. 新核的动量为p1-p28. 我国科学家潘建伟院士预言十年左右量子通信将“飞”入千家万户。在通往量子论的道路上,一大批物理学家做出了卓越的贡献,下列有关说法正确的是()A. 爱因斯坦提出光子说,并成功地解释了光电效应现象B. 德布罗意第一次将量子观念引入原子领域,提出了定态和跃迁的概念C. 玻尔在1900年把能量子引入物理学,破除了“能量连续变化”的传统观念D. 普朗克把光的波粒二象性推广到实物粒子,预言实物粒子也具有波动性
6、9. 近代物理取得了非常辉煌的成就,下列关于近代物理的说法正确的是()A. 用同频率的光照射不同的的金属表面时均有光电子逸出,从金属表面逸出的光电子的最大初动能Ek越大,则这种金属的逸出功W就越大B. 55137Cs是核泄漏时对人体产生有害辐射的的重要污染物,其核反应方程式55137Cs56137Ba+X,其中X为电子C. 一个氢原于处在n=4的能级,当它跃迁到较低能级时,最多可发出6种频率的光子D. 每个核子只与邻近核子产生核力作用,比结合能越大的原子核越不稳定10. 下列说法中错误的是()A. 若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应,则氢原子从n=6能级向
7、n=2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应B. 核泄漏事故污染物137Cs能够产生对人体有害的辐射,其核反应方程式为55137Cs56137Ba+x,可以判断x为电子C. 原子核发生一次衰变,该原子外层就一定失去一个电子D. 质子、中子、粒子的质量分别是m1、m2、m3,质子和中子结合成一个粒子,释放的能量是(2m1+2m2-m3)c211. 2019年,我国科学家潘建伟领衔的中国“墨子号”量子科学实验卫星科研团队获得了克利夫兰奖。下列有关量子理论的说法中,正确的是()A. 光量子理论是由普朗克首先提出的B. 光的频率越高,光子的能量就越大C. 当光照时间足够长时,任何一种金属都能发
8、生光电效应D. 氢原子从高能级向低能级跃迁时,可以放出任意频率的光子12. 日本福岛核事故是世界上最大的核事故之一,2019年2月13日日本宣布福岛核电站核残渣首次被“触及”,其中部分残留的放射性物质半衰期可长达1570万年,下列有关说法正确的是A. 92238U衰变成82206Pb的核反应方程为92238U82206Pb+724He+4-10eB. 92238U的比结合能大于82206Pb的比结合能C. 天然放射现象中产生的射线的速度与光速相当,穿透能力很强D. 将由放射性元素组成的化合物进行高温分解,不会改变放射性元素的半衰期13. 在某种有生命的动物体内,每克动物活体大约有500亿个碳1
9、4原子,其中每小时有600个碳14发生衰变。在某次考古中发现了该种动物的遗骸,取该遗骸样本2g,利用粒子计数器测量出该遗骸样本中每小时碳14的衰变个数为300个,已知碳14的半衰期为5730年,则下列说法正确的是()A. 碳14衰变方程为614C-10e+714NB. 碳14发生衰变产生的电子与光电效应逸出的光电子本质一样,都来源于核外电子C. 该遗骸距今大约5730年D. 伴随碳14衰变释放的光子是处于高能级的碳14核向低能级跃迁时产生的14. 下列说法正确的是()A. 查德威克发现中子的核反应是:49Be+24He612C+01nB. 机场、车站和重要活动场所的安检门可以探测人随身携带的金
10、属物品,是利用静电感应的工作原理工作的C. 考古专家发现某一骸骨中614C的含量为活着的生物体中614C的14,已知614C的半衰期为5730年,则确定该生物死亡时距今约22920年D. 根据v=xt,当t非常小时,xt就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,这应用了类比法15. 如图甲所示是研究光电效应的实验装置。某同学选用甲、乙两种单色光做光电效应实验,发现光电流与电压的关系如图乙所示。已知普朗克常量为h,电子的电荷量为e,下列说法正确的是()A. 由图乙可知,甲光光子频率等于乙光光子频率B. 由图乙可知,甲光的强度小于乙光的强度C. 甲、乙光分别照射阴极K时,光电子逸出时最大初动能不同D. 由
11、图乙可知,甲光照射时光电子的最大初动能大于乙光照射时光电子的最大初动能16. 2020年3月15日中国散列中子源利(CSNS)利用中子成像技术帮助中国科技大学进行了考古方面的研究。散射中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。CNSN是我国重点建设的大科学装置,将成为发展中国家拥有的第一台散裂中子源。下列关于中子研究的说法正确的是()A. 粒子轰击714N,生成817O,并产生了中子B. 92238U经过4次衰变,2次衰变,新核与原来的原子核相比,中子数少了6个C. 放射性射线其实质是高速中子流,可用于医学的放射治疗D. 核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度17. 如图所
12、示,用波长为0的单色光照射某金属,调节滑动变阻器,当电压表的示数为某值时,电流表的示数恰好减小为零;再用波长为的单色光重复上述实验,当电压表的示数增加到原来的3倍时,电流表的示数又恰好减小为零。已知普朗克常量为h,真空中光速为c。该金属的逸出功为()A. B. C. D.18. 光电效应实验,得到光电子最大初动能Ekm与入射光频率的关系如图所示。普朗克常量、金属材料的逸出功分别为()A. ba,b B. ba,1bC. ab,b D. ab,1b19. 科学家通过实验研究发现,放射性元素92238U有多种可能的衰变途径:92238U先变成83210Bi,83210Bi可以经一次衰变变成81aT
13、i,也可以经一次衰变变成b210X(X代表某种元素),81aTi和b210X最后都变成82206Pb,衰变路径如图所示。则以下判断正确的是()A. a=211,b=82B. 是衰变,是衰变C. 均是衰变D. 92238U经过7次衰变5次衰变后变成83210Bi20. 在匀强磁场中,一个原来静止的92238U原子核,由于衰变放射出某种粒子,其衰变方程是92238U90234Th+x,结果得到一张两个相切圆1和2的径迹照片如图所示,已知两个相切圆半径分别为r1、r2,则下列说法正确的是()A. 衰变后90234Th核和射出的x的动量相同B. 衰变后的产物x是电子C. r1:r2=1:90D. 衰变
14、后新核和射出的粒子的动能之比为2:11721. 如图所示为光电效应实验装置图。实验中用a光照射光电管时,灵敏电流计有示数;而用b光照射光电管时,灵敏电流计没有示数。则下列说法中正确的是()A. a光频率大于b光频率B. 若增加b光的照射时间,灵敏电流计将会有示数C. 若增大b光的光照强度,灵敏电流计将会有示数D. 用b光照射时,适当增大电源的电压,灵敏电流计将会有示数22. 某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率v的关系如图所示,其中v0为极限频率。下列说法正确的是()A. 逸出功随入射光频率增大而减小B. 最大初动能Ekm与入射光强度成正比C. 最大初动能Ekm与入射光频率成正比D
15、. 图中直线的斜率与普朗克常量有关23. 下列关于衰变与核反应的说法正确的是()A. 90234Th衰变为86222Rn,经过3次衰变,2次衰变B. 衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的C. 核聚变反应方程12H+13H24He+X中,X表示质子D. 高速粒子轰击氮核可从氮核中打出中子,核反应方程为24He+714N816O+01n24. 如图所示为氢原子的能级分布图,一群处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时,可辐射不同频率的光子,将辐射出的光子照射到逸出功为3.20eV某金属表面,下列说法正确的是()A. 可辐射4种不同频率的光子B. 氢原子从n=5能级跃迁到n=4能级,辐射的光子频率
16、最大C. 辐射出的所有光子照射到该金属表面,均能发生光电效应D. 从该金属表面逸出的光电子的最大初动能的最大值为9.86eV25. 如图为原子核的比结合能曲线。根据该曲线,下列说法正确的是()A. 36Li核比24He核更稳定B. 24He核的结合能约为7MeVC. 两个12H核结合成24He核时释放能量D. 质量数越大的原子核越稳定26. 中国散裂中子源项目由中国科学院和广东省共同建设,选址于广东省东莞市大朗镇,截止到2019年8月23日正式投入运行1年。散裂中子源就是一个用中子来了解微观世界的工具,如一台“超级显微镜”,可以研究DNA、结晶材料、聚合物等物质的微观结构。下列关于中子的说法正
17、确的是()A. 卢瑟福预言了中子的存在,并通过实验发现了中子B. 原子核中的中子与其他核子间无库仑力,但有核力,有助于维系原子核的稳定C. 散裂中子源中产生的强中子束流可以利用电场使之慢化D. 若散裂中子源中的中子束流经慢化后与电子显微镜中的电子流速度相同,此时中子的物质波波长比电子的物质波波长长27. 如图所示为氢原子的能级示意图,那么对氢原子在能级跃迁过程中辐射或吸收光子的特征认识正确的是()A. 处于基态的氢原子可以吸收14eV的光子使电子电离B. 一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时,能辐射出4种不同频率的光子C. 一群处于n=2能级的氢原子吸收2eV的光子可以跃迁到n=3能级D.
18、用能量为10.3eV的光子照射,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态28. 关于原子能级跃迁,下列说法正确的是()A. 处于n=3能级的一个氢原子回到基态时可能会辐射三种频率的光子B. 各种气体原子的能级不同,跃迁时发射光子的能量(频率)不同,因此利用不同的气体可以制成五颜六色的霓虹灯C. 氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,会辐射一定频率的光子,同时氢原子的电势能减小,电子的动能减小D. 已知氢原子从基态跃迁到某一激发态需要吸收的能量为12.09eV,则动能等于12.09eV的另一个氢原子与这个氢原子发生正碰,可以使这个原来静止并处于基态的氢原子跃迁到该激发态参考答案1.【答案】D解析:
19、A、利用中子照射钻-59制备钻-60是原子核的人工转变,重核裂变是质量较大的核俘获中子后分裂成两个(或多个)中等质量核的反应,钻-60是中等核,故A错误;BC、钻-60发生衰变释放是钻-60原子核中的中子转变为质子,同时释放一个电子,新核比钻-60少一个中子,而核中没有电子,故BC错误;D、半衰期就是有一半原子核发生衰变所用的时间,故D正确;故选:D。重核裂变是质量较大的核俘获中子后分裂成两个(或多个)中等质量核的反应;钻-60发生衰变释放是钻-60原子核中的中子转变为质子,同时释放一个电子;依据半衰期定义:有半数发生衰变所需要的时间。考查重核裂变与人工转变的区别,掌握衰变过程中电子的由来,注
20、意理解半衰期的概念,并适用于大量原子核,具有统计规律。2.【答案】B解析:A、光电效应揭示了光的粒子性,故A错误;B、中子与质子结合成氘核是轻核聚变放出能量,故B正确;C、在所有核反应中,都遵从“质量数守恒,核电荷数守恒”的规律,故C错误;D、半衰期是统计规律,对少量原子核来讲是没有意义的,故D错误。故选:B。原子核结合能是质量亏损以能量形式释放;所有核反应中,质量数守恒,核电荷数守恒;半衰期是统计规律;本题考查了光电效应、聚变反应、核反应遵循的规律和半衰期的内容,难度不大,多注意总结。3.【答案】D解析:A、氢原子从n=4能级向低能级跃迁时可以辐射出6种频率的光子,其中只有从n=4能级向n=
21、3能级跃迁时所辐射出的光子以及从n=3能级向n=2能级跃迁时所辐射出的光子的能量小于从n=4能级向n=2能级跃迁时所辐射出的光子的能量,不能使金属A发生光电效应,故共有4种频率的光能使金属A发生光电效应,故A错误;B、因为从n=4能级向n=5能级跃迁时所需要的能量为E=E5-E4=0.31eV0.32eV,故B错误;C、因为要使处于n=4能级的氢原子发生电离,所需要的能量只要大于0.85eV就可以,故C错误;D、由题意可知,金属A的逸出功为2.55eV,氢原子从n=4能级向n=1能级跃迁时所辐射出光子的能量为hhv=E4-E1=12.75eV,由爱因斯坦光电效应方程可得最大初动能,EkhW0=
22、10.2eV故D正确。故选:D。根据C42计算辐射不同频率的光子数,根据光子能量的大小判断能否产生光电效应;从低能级向高能级跃迁,吸收光子的能量等于两个能级之差;光子能量大于基态能量是能够发生电离;解决本题的关键知道能级间跃迁能级差与光子能量的关系,以及知道从高能级向低能级跃迁,释放光子,从低能级向高能级跃迁,吸收光子。4.【答案】D解析:AB、根据康普顿效应可知,激光与其他粒子碰撞时,把一部分动量转移给对方,根据可知,激光散射后波长变长,根据c=v可知,频率减小,故AB错误;C、核聚变反应又称为热核反应,需要高温条件,在常温下不能发生,故C错误;D、核聚变反应发生质量亏损,释放能量,故D正确
23、。故选:D。根据康普顿效应分析激光被散射后,波长、频率的变化。核聚变反应成为热核反应,需要高温环境,使原子核靠近。核聚变反应释放核能。此题考查了康普顿效应、核聚变等相关知识,综合性较强,难度不大,解题的关键是根据康普顿效应,判断激光散射后频率的变化。5.【答案】C解析:干涉、衍射等现象是波动性的体现,A、利用晶体做电子衍射实验,得到了电子衍射图样,证明了电子的波动性,故A正确;B、电子束通过双缝后可以形成干涉图样,证明了电子的波动性,故B正确;C、用紫外线照射某金属板时有电子逸出,发生光电效应现象,说明电子具有粒子性,故C错误;D、同理,电子显微镜因减小衍射现象的影响而具有更高的分辨本领,利用
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