山东省2020版高考物理一轮复习单元质检十四近代物理新人教版.docx

单元质检十四　近代物理 ‎(时间:45分钟　满分:100分)‎ 一、选择题(本题共10小题,每小题8分,共80分。在每小题给出的选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得8分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)‎ ‎1.(2018·湖南益阳调研)关于下列物理史实与物理现象,说法正确的是(　　)‎ A.光电效应现象由德国物理学家赫兹发现,爱因斯坦对其做出了正确的解释 B.只有入射光的频率低于截止频率,才会发生光电效应 C.根据爱因斯坦的光电效应方程可知,光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 D.光电效应现象证明光是一种波 答案A 解析1887年德国物理学家赫兹发现了光电效应现象,爱因斯坦对光电效应的实验规律做出了正确的解释,故A正确;每种金属都有一个截止频率,只有入射光的频率高于截止频率,才会发生光电效应,故B错误;爱因斯坦的光电效应方程Ek=hν-W0,光电子的最大初动能与入射光的频率不成正比,故C错误,光电效应现象证明光具有粒子性,故D错误;故选A。‎ ‎2.(2017·北京卷,18)2017年年初,我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置,发出了波长在100 nm(1 nm=10-9 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲,大连光源因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。‎ 一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子,但又不会把分子打碎。据此判断,能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h=6.6×10-34 J·s,真空光速c=3×108 m/s)(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A.10-21 J B.10-18 J C.10-15 J D.10-12 J 答案B 解析电离能等于一个处于极紫外波段的光子能量E=hν=hcλ=6.6×10-34×‎3×1‎‎0‎‎8‎‎100×1‎‎0‎‎-9‎J≈1.98×10-18J,故选B。‎ 8‎ ‎3.(2017·全国卷Ⅱ,15)一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核,衰变方程为‎ ‎‎92‎‎238‎U‎→‎‎90‎‎234‎Th‎+‎‎2‎‎4‎He。下列说法正确的是(　　)‎ A.衰变后钍核的动能等于α粒子的动能 B.衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小 C.铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间 D.衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量 答案B 解析静止的铀核发生衰变,衰变过程中动量守恒,所以衰变后α粒子的动量和钍核的动量大小相等、方向相反,故选项B正确;由于m钍>mα,根据Ek=p‎2‎‎2m可知,钍核的动能小于α粒子的动能,故选项A错误;半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间,并不是放出一个α粒子所经历的时间,故选项C错误;铀核发生α衰变过程中有质量亏损,衰变后α粒子与钍核的质量和小于衰变前铀核的质量,故选项D错误。‎ ‎4.(2018·河北石家庄联考)如图所示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.卢瑟福通过α粒子散射实验否定了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γ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.链式反应属于重核的裂变 8‎ 答案D 解析卢瑟福通过α粒子散射实验,提出了原子的核式结构模型,选项A错误;放射线在磁场中偏转,中间没有偏转的为γ射线,电离能力最弱,选项B错误;电压相同时,光照越强,光电流越大,说明光电流和光的强度有关,不能说明遏止电压和光的强度有关,选项C错误;链式反应属于重核的裂变,选项D正确。‎ ‎5.(2018·山东泰安一模)如图是光电管的原理图。已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时,电路中有光电流,则(　　)‎ A.若增加电路中电源电压,电路中光电流一定增大 B.若将电源极性反接,电路中一定没有光电流产生 C.若换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K时,电路中一定没有光电流 D.若换用波长为λ2(λ2λ0)的光照射阴极K时,即便光子的能量小,但若波长小于极限波长,仍然有光电流产生,选项C错误,D正确。‎ ‎6.(2018·陕西宝鸡二模)氢原子能级图如图所示,当氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级时,辐射光的波长为656 nm,下列判断正确的是(　　)‎ 8‎ A.氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时,辐射光的波长大于656 nm B.当氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时,辐射出的光子不能使逸出功为2.25 eV的钾发生光电效应 C.一个处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生6种谱线 D.用能量为1.0 eV的光子照射处于n=4能级上的氢原子,可以使氢原子电离 答案D 解析氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时,辐射光的能量大于氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时辐射光的能量,根据E=hcλ可知,辐射光的波长一定小于656nm,故A错误;从n=4能级跃迁到n=2能级时辐射出的光子能量为2.55eV,大于金属的逸出功,能使钾发生光电效应,故B错误;一个处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线,大量处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时,最多才会产生6种谱线,故C错误;当处于n=4的氢原子吸收的能量大于或等于0.85eV时,将会被电离,故D正确,故选D。‎ ‎7.(2018·广东七校联合体联考)在某种条件下,铬原子的n=2能级上的电子跃迁到n=1能级上时释放的能量转交给n=4能级上的电子,使之脱离原子,这一现象叫做俄歇效应,以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子。已知铬原子的能级公式可简化表示为En=-An‎2‎,式中n=1,2,3…表示不同的能级,A是正的已知常数。上述俄歇电子的动能是(　　)‎ A.‎3‎‎16‎A B.‎7‎‎16‎A C.‎11‎‎16‎A D.‎13‎‎16‎A 答案C 解析由题意可知n=1能级能量为:E1=-A,n=2能级能量为:E2=-A‎4‎,从n=2能级跃迁到n=1能级释放的能量为:ΔE=E2-E1=‎3A‎4‎,n=4能级能量为:E4=-A‎16‎,电离需要能量为:E=0-E4=A‎16‎,所以从n=4能级电离后的动能为:Ek=ΔE-E=‎3A‎4‎‎-A‎16‎=‎‎11A‎16‎,故ABD错误,C正确。‎ 8‎ ‎8.(2018·重庆万州月考)某金属在光的照射下产生光电效应,其遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图象如图所示。则由图象可知(　　)‎ A.该金属的逸出功等于hν0‎ B.遏止电压是确定的,与入射光的频率无关 C.入射光的频率为2ν0时,产生的光电子的最大初动能为hν0‎ D.入射光的频率为3ν0时,产生的光电子的最大初动能为hν0‎ 答案AC 解析当遏止电压为零时,最大初动能为零,则入射光的能量等于逸出功,所以W0=hν0,故选项A正确;根据光电效应方程Ekm=hν-W0和-eUc=0-Ekm得,Uc=heν-W‎0‎e,可知当入射光的频率大于极限频率时,遏止电压与入射光的频率成线性关系,故选项B错误;从图象上可知,逸出功W0=hν0。根据光电效应方程Ekm=h·2ν0-W0=hν0,故选项C正确;Ekm=h·3ν0-W0=2hν0,故选项D错误。‎ ‎9.(2018·湖南永州三模)如图所示是玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图。大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子,设普朗克常量为h,下列说法正确的是(　　)‎ A.能产生3种不同频率的光子 B.产生的光子的最大频率为E‎3‎‎-‎E‎1‎h C.当氢原子从能级n=2跃迁到n=1时,氢原子的能量变大 D.若氢原子从能级n=2跃迁到n=1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应,则当氢原子从能级n=3跃迁到n=1时放出的光子照到该金属表面时,逸出的光电子的最大初动能为E3-E2‎ 答案ABD 解析根据Cn‎2‎可得从n=3能级跃迁能产生C‎3‎‎2‎=3种光子,A正确;产生的光子有最大能量的是从n=3能级向n=1能级跃迁时产生的,根据公式hν=E3-E1,解得ν=E‎3‎‎-‎E‎1‎h,B正确;从高能级向低能级跃迁,释放光子,氢原子能量变小,C错误;若氢原子从能级n=2跃迁到n=‎ 8‎ ‎1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应,则当氢原子从能级n=3跃迁到n=1时放出的光子照到该金属表面时,逸出的光电子的最大初动能为E3-E2,故D正确。‎ ‎10.(2018·湖北黄冈中学模拟)19世纪末20世纪初,科学家发现了放射性现象和同位素,引起了对原子构造的新探索,也包括对原子核结构的探索。下列关于原子核的说法正确的是(　　)‎ A.核力一定表现为吸引力 B.弱相互作用是引起原子核β衰变的原因 C.核反应前后,质量和电荷守恒 D.核反应堆中可以用石墨、重水和普通水作为慢化剂 答案BD 解析核力是短程力,在其作用范围内,随核子间距离的变化可以表现为引力也可以表现为斥力,故A错误;弱相互作用是引起原子核β衰变的原因,选项B正确;核反应前后,质量数和电荷数守恒,选项C错误;核反应堆中可以用石墨、重水和普通水作为慢化剂,选项D正确;故选BD。‎ 二、非选择题(本题共2小题,共20分)‎ ‎11.(10分)‎ ‎(2018·江苏盐城期末)有一群氢原子处于量子数n=3的激发态。已知量子数为n的能级为En=E‎1‎n‎2‎eV,氢原子基态的电子轨道半径为r,静电力常量为k,电子的电荷量为e ,普朗克常量为h ,真空中的光速为c。‎ ‎(1)求这群原子发出光谱线的条数,并画出原子跃迁能级示意图;‎ ‎(2)求这群原子跃迁发出的光子中,频率最大的光子波长;‎ ‎(3)假设电子在基态轨道上做匀速圆周运动,求电子的动能。‎ 答案 (1)3条;示意图见解析　(2)-‎45hc‎64‎E‎1‎×1019m　(3)‎ke‎2‎‎2r 解析(1)当氢原子从量子数n=3的能级跃迁到较低能级时,可以得到3条光谱线;‎ 8‎ ‎(2)频率最大的一条光谱线对应的能级差为:‎ ΔE=E3-E1=E‎1‎‎9‎-E1=-‎8‎E‎1‎‎9‎eV=-‎64‎E‎1‎‎45‎×10-19J λ=hcΔE=-‎45hc‎64‎E‎1‎×1019m。‎ ‎(3)电子的质量为m,电子在基态轨道上的速率为v1,‎ 根据牛顿第二定律和库仑定律有:‎mv‎2‎r‎=‎ke‎2‎r 所以:Ek=‎1‎‎2‎mv2=‎ke‎2‎‎2r ‎12.(10分)(2017·北京卷)在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。放射出α粒子‎(‎‎2‎‎4‎He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动,其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量。‎ ‎(1)放射性原子核用‎ ‎ZAX表示,新核的元素符号用Y表示,写出该α衰变的核反应方程。‎ ‎(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,求圆周运动的 周期和环形电流大小。‎ ‎(3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能,新核的质量为M,求衰变过程的质量亏损Δm。‎ 答案(1‎)‎ZAX‎→‎Z-2‎A-4‎Y‎+‎‎2‎‎4‎He　(2)‎2πmqB‎　‎q‎2‎B‎2πm　(3)‎‎(M+m)(qBR‎)‎‎2‎‎2mMc‎2‎ 解析(1)核反应方程为‎ ‎ZAX‎→‎Z-2‎A-4‎Y‎+‎‎2‎‎4‎He ‎(2)设α粒子的速度大小为v,由qvB=mv‎2‎R,T=‎2πRv,得 α粒子在磁场中运动周期T=‎‎2πmqB 环形电流大小I=‎qT‎=‎q‎2‎B‎2πm ‎(3)由qvB=mv‎2‎R,得v=‎qBRm 设衰变后新核Y的速度大小为v',系统动量守恒 Mv'-mv=0‎ 8‎ v'=‎mvM‎=‎qBRM 由Δmc2=‎1‎‎2‎Mv'2+‎1‎‎2‎mv2‎ 得Δm=‎‎(M+m)(qBR‎)‎‎2‎‎2mMc‎2‎ 说明:若利用M=A-4‎‎4‎m解答,亦可。‎ 8‎