2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十二章 近代物理初步 本章綜合能力提升練(含解析)教科版

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1、本章綜合能力提升練 一、單項(xiàng)選擇題 1.(2018·安徽省黃山市一質(zhì)檢)關(guān)于圖1中四幅圖的說(shuō)法正確的是(  ) 圖1 A.甲圖中A處能觀察到大量的閃光點(diǎn),B處能看到較多的閃光點(diǎn),C處觀察不到閃光點(diǎn) B.乙圖中1為α射線(xiàn),它的電離作用很強(qiáng),可消除靜電 C.丙圖中處于基態(tài)的氫原子能吸收能量為10.4eV的光子而發(fā)生躍遷 D.丁圖中用弧光燈照射原來(lái)就帶電的鋅板時(shí),發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器的張角變大,說(shuō)明鋅板原來(lái)帶負(fù)電 答案 B 解析 題圖甲中A處能觀察到大量的閃光點(diǎn),B處能看到較多的閃光點(diǎn),在C處也可以觀察到很少的閃光點(diǎn),A錯(cuò)誤;根據(jù)左手定則可知,1帶正電,為α射線(xiàn),α射線(xiàn)的電離作用很強(qiáng)

2、,可消除靜電,B正確;氫原子吸收光子能量發(fā)生躍遷,吸收的光子能量需等于兩能級(jí)間的能級(jí)差,從基態(tài)氫原子發(fā)生躍遷到n=2能級(jí),需要吸收的能量最小,吸收的能量為-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV,即用10.2eV的光子照射,可以使基態(tài)氫原子發(fā)生躍遷到n=2能級(jí),10.4eV的光子不能被氫原子吸收,不能發(fā)生躍遷,C錯(cuò)誤;題圖丁用弧光燈照射鋅板,鋅板上的電子逸出,鋅板帶上正電,發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器的張角變大,說(shuō)明驗(yàn)電器原來(lái)就帶正電,D錯(cuò)誤. 2.(2018·安徽省馬鞍山市二質(zhì)監(jiān))下列說(shuō)法中正確的是(  ) A.結(jié)合能越大的原子不一定越穩(wěn)定 B.處于n=3能級(jí)的一個(gè)氫原子向低能級(jí)躍遷,可放出3種頻

3、率的光 C.不同金屬發(fā)生光電效應(yīng)的入射光的最低頻率是相同的 D.碘(I)經(jīng)過(guò)一次α衰變后變成氙(Xe) 答案 A 解析 比結(jié)合能的大小反映原子核的穩(wěn)定程度,比結(jié)合能越大,原子中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定,故結(jié)合能越大的原子不一定越穩(wěn)定,故A正確;一個(gè)處于n=3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí),最多可放出2種頻率不同的光,故B錯(cuò)誤;每種金屬都有自己的極限頻率,故C錯(cuò)誤;根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒,可知碘(I)經(jīng)過(guò)一次β衰變后變成氙(Xe),故D錯(cuò)誤. 3.(2018·山東省棗莊市二調(diào))下列說(shuō)法正確的是(  ) A.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,光電流的大小與入射光的強(qiáng)弱無(wú)關(guān) B.盧瑟福發(fā)現(xiàn)了電子,在原

4、子結(jié)構(gòu)研究方面做出了卓越的貢獻(xiàn) C.大量處于n=3能級(jí)的氫原子在自發(fā)躍遷時(shí),會(huì)發(fā)出3種不同頻率的光 D.由玻爾的原子模型可以推知,氫原子所處的能級(jí)越高,其核外電子的動(dòng)能越大 答案 C 解析 光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,光電流的大小與入射光的強(qiáng)弱有關(guān),飽和光電流的大小只與入射光的強(qiáng)度成正比,故A錯(cuò)誤;湯姆孫通過(guò)對(duì)陰極射線(xiàn)的研究發(fā)現(xiàn)了電子,盧瑟福提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型,故B錯(cuò)誤;大量處于n=3能級(jí)的氫原子在自發(fā)躍遷時(shí),會(huì)發(fā)出C=3種不同頻率的光,故C正確;由玻爾的原子模型可以推知,氫原子所處的能級(jí)越高,量子數(shù)越大,離原子核越遠(yuǎn),據(jù)k=m可知核外電子速度越小,核外電子的動(dòng)能越小,故D錯(cuò)誤. 4.(20

5、18·廣東省深圳市第一次調(diào)研)下列說(shuō)法正確的是(  ) A.在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,只要入射光足夠強(qiáng),時(shí)間足夠長(zhǎng),金屬表面就會(huì)逸出光電子 B.在光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,飽和光電流大小取決于入射光的頻率,頻率越大,飽和光電流越大 C.根據(jù)玻爾的原子理論,氫原子從n=5的激發(fā)態(tài)躍遷到n=2的激發(fā)態(tài)時(shí),原子能量減小,電勢(shì)能增加 D.根據(jù)玻爾的原子理論,大量處于基態(tài)的氫原子吸收波長(zhǎng)為λ0的光子后,如果輻射出3種頻率的光子,則其中波長(zhǎng)最小的為λ0 答案 D 解析 在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,只要入射光頻率足夠大,金屬表面就會(huì)逸出光電子,與入射光的強(qiáng)度及光照時(shí)間無(wú)關(guān),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,飽和光電流大小取

6、決于入射光的強(qiáng)度,光照強(qiáng)度越大,飽和光電流越大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)玻爾的原子理論,氫原子從n=5的激發(fā)態(tài)躍遷到n=2的激發(fā)態(tài)時(shí),原子能量減小,電子的動(dòng)能變大,原子的電勢(shì)能減小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)玻爾的原子理論,大量處于基態(tài)的氫原子吸收波長(zhǎng)為λ0的光子后,如果輻射出3種頻率的光子,則其中波長(zhǎng)最小的為λ0,選項(xiàng)D正確. 5.(2018·河南省中原名校第四次模擬)如圖2所示為氫原子的能級(jí)分布圖,已知可見(jiàn)光光子的能量在1.61~3.10eV范圍內(nèi),由圖可知(  ) 圖2 A.基態(tài)氫原子吸收能量為10.3eV的光子能從n=1能級(jí)躍遷到n=2能級(jí) B.基態(tài)氫原子的電離能為13.6eV C.一群處

7、于n=5能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí),可輻射6種不同頻率的光子 D.氫原子從n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí),輻射的是可見(jiàn)光光子 答案 B 解析 根據(jù)玻爾理論可知,氫原子躍遷時(shí),吸收的光子能量必須等于能級(jí)差,A項(xiàng)錯(cuò)誤;基態(tài)氫原子電離時(shí)的電離能為13.6eV,B項(xiàng)正確;一群處于n=5能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí),可輻射C=10種不同頻率的光子,C項(xiàng)錯(cuò)誤;氫原子從n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí),輻射的光子的能量為-0.85eV-(-1.51eV)=0.66eV,能量比可見(jiàn)光光子的能量小,不可能是可見(jiàn)光光子,D項(xiàng)錯(cuò)誤. 6.(2018·遼寧省葫蘆島市一模)如圖3所示,氫原子在不同能級(jí)間發(fā)生a、b、c三種躍

8、遷時(shí),釋放光子的頻率分別是νa、νb、νc,下列關(guān)系式正確的是(  ) 圖3 A.νb=νa+νc B.νa= C.νb= D.νc= 答案 A 解析 因?yàn)镋m-En=hν,知Eb=Ea+Ec,即hνb=hνa+hνc,解得νb=νa+νc,故A正確. 7.(2018·陜西省咸陽(yáng)市第一次模擬)首次用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證“愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程”的核反應(yīng)方程是Li+H→kHe,已知mLi=7.0160u,mH=1.0078u,mHe=4.0026u,則該核反應(yīng)方程中的k值和質(zhì)量虧損分別是(  ) A.1和4.0212u B.1和2.0056u C.2和0.0186u D.2和1.9970u

9、 答案 C 解析 根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得: 7+1=4k,3+1=2k,可得k=2 m前=mLi+mH=7.0160u+1.0078u=8.0238u, 反應(yīng)后的總質(zhì)量m后=2mHe=2×4.0026u=8.0052u, 反應(yīng)前后質(zhì)量虧損為Δm=m前-m后=8.0238u-8.0052u=0.0186u,故A、B、D錯(cuò)誤,C正確 8.(2018·陜西省咸陽(yáng)市第二次模擬)下列說(shuō)法正確的是(  ) A.實(shí)物粒子只具有粒子性,沒(méi)有波動(dòng)性,光子具有波粒二象性 B.α粒子散射實(shí)驗(yàn)中少數(shù)α粒子發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)是盧瑟福猜想原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù) C.當(dāng)入射光的波長(zhǎng)小于極

10、限頻率所對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)時(shí)不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng) D.若使放射性物質(zhì)的溫度升高,其半衰期將減小 答案 B 解析 任何物體都有波粒二象性,大到實(shí)物粒子,小到光子,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;α粒子散射實(shí)驗(yàn)中少數(shù)α粒子發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)是盧瑟福猜想原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù),選項(xiàng)B正確;當(dāng)入射光的波長(zhǎng)大于極限頻率所對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)時(shí)不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;半衰期不受外部條件的影響,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 二、多項(xiàng)選擇題 9.(2018·山西省重點(diǎn)中學(xué)協(xié)作體期末)下列說(shuō)法正確的是(  ) A.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(shí)一定放出核能 B.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān) C.按照玻爾理

11、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,原子的能量也減小 D.康普頓效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性,電子的衍射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明粒子具有波動(dòng)性 答案 ABD 解析 平均結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定,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(shí)出現(xiàn)質(zhì)量虧損,一定放出核能,故A正確;黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān),故B正確;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,原子的能量增大,C錯(cuò)誤;康普頓效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性,而電子的衍射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明粒子具有波動(dòng)性,故D正確. 10.(2018·廣東省茂名市第一次質(zhì)量監(jiān)測(cè)

12、)下列說(shuō)法正確的是(  ) A.當(dāng)氫原子從n=2的能級(jí)躍遷到n=6的能級(jí)時(shí),輻射出光子 B.放射性元素的半衰期是指大量該元素的原子核中有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時(shí)間 C.同一元素的兩種同位素具有相同的質(zhì)子數(shù) D.中子與質(zhì)子結(jié)合成氘核時(shí)吸收能量 答案 BC 解析 當(dāng)氫原子從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)時(shí)要向外輻射光子,A錯(cuò)誤;放射性元素的半衰期是指大量該元素的原子核中有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時(shí)間,B正確;同位素指的是質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的同一種元素不同的原子,C正確;中子與質(zhì)子結(jié)合成氘核時(shí)釋放能量,D錯(cuò)誤. 11.(2018·廣東省揭陽(yáng)市二模)下列說(shuō)法中正確的是(  ) A.α粒子散射實(shí)驗(yàn)是盧瑟福

13、建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù) B.根據(jù)玻爾理論,氫原子輻射出一個(gè)光子后,氫原子的電勢(shì)能增大 C.在光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,入射光的強(qiáng)度增大,光電子的最大初動(dòng)能也增大 D.Bi的半衰期是5天,12gBi經(jīng)過(guò)15天衰變后剩余的質(zhì)量為1.5g 答案 AD 解析 α粒子散射實(shí)驗(yàn)是盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù),故A正確;根據(jù)玻爾理論結(jié)合=m可知,氫原子輻射出一個(gè)光子后,核外電子的運(yùn)動(dòng)速度增大,即動(dòng)能增大,則氫原子的電勢(shì)能減小,故B錯(cuò)誤;在光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,入射光的強(qiáng)度增大,頻率不變,光電子的最大初動(dòng)能Ek=hν-W不變,C錯(cuò)誤;12gBi經(jīng)過(guò)15天后,發(fā)生了三次衰變,根據(jù)m=m0(),則還

14、有1.5g未衰變,故D正確. 12.(2018·河北省承德市聯(lián)校期末)一個(gè)氘核(H)與氚核(H)反應(yīng)生成一個(gè)新核同時(shí)放出一個(gè)中子,并釋放能量.下列說(shuō)法正確的是(  ) A.該核反應(yīng)為裂變反應(yīng) B.該新核的中子數(shù)為2 C.氘核(H)與氚核(H)是兩種不同元素的原子核 D.若該核反應(yīng)釋放的核能為ΔE,真空中光速為c,則反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損為 答案 BD 解析 一個(gè)氘核(H)與氚核(H)反應(yīng)生成一個(gè)新核同時(shí)放出一個(gè)中子,根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知,新核的電荷數(shù)為2,質(zhì)量數(shù)為4,則新核的中子數(shù)為2,屬于輕核的聚變,故A錯(cuò)誤,B正確;氘核(H)與氚核(H)都只有一個(gè)質(zhì)子,屬于同一種元素的

15、兩種同位素,故C錯(cuò)誤;若該核反應(yīng)釋放的核能為ΔE,真空中光速為c,根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程ΔE=Δmc2可知,反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損為,故D正確. 13.(2018·福建省龍巖市3月模擬)氫原子的能級(jí)圖如圖4所示,可見(jiàn)光的光子能量范圍約為1.62~3.11eV,金屬鈉的逸出功為2.29eV,下列說(shuō)法中正確的是(  ) 圖4 A.大量處于n=3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí),可發(fā)出1種頻率的可見(jiàn)光 B.大量處于n=3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí),可發(fā)出2種頻率的可見(jiàn)光 C.大量處于n=3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光中有1種頻率的光能使鈉產(chǎn)生光電效應(yīng) D.大量處于n=3能級(jí)的氫原子向低能

16、級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光中有2種頻率的光能使鈉產(chǎn)生光電效應(yīng) 答案 AD 解析 大量處于n=3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí),可以發(fā)出C=3種頻率的光子,光子能量分別為:12.09eV、10.2eV、1.89eV,故只能發(fā)出1種頻率的可見(jiàn)光,故選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;發(fā)出的光子有兩種的能量大于鈉的逸出功,故有2種頻率的光能使鈉產(chǎn)生光電效應(yīng),故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確. 14.(2018·湖南省長(zhǎng)沙市雅禮中學(xué)模擬二)如圖5甲所示,在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)用相同頻率的單色光分別照射陰極材料為鋅和銅的兩個(gè)不同的光電管,結(jié)果都能發(fā)生光電效應(yīng).圖乙為其中一個(gè)光電管的遏止電壓Uc隨入射光頻率ν變化的關(guān)系圖像.對(duì)于這兩個(gè)光電

17、管,下列判斷正確的是(  ) 圖5 A.因?yàn)椴牧喜煌莩龉Σ煌?,所以遏止電壓U0不同 B.光電子的最大初動(dòng)能不同 C.因?yàn)楣鈴?qiáng)不確定,所以單位時(shí)間逸出的光電子數(shù)可能相同,飽和光電流也可能相同 D.兩個(gè)光電管的U0-ν圖像的斜率可能不同 答案 ABC 解析 根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=hν-W和eU0=Ekm得,單色光的頻率相同,金屬的逸出功不同,則光電子的最大初動(dòng)能不同,遏止電壓也不同,A、B正確;雖然光的頻率相同,但光強(qiáng)不確定,所以單位時(shí)間逸出的光電子數(shù)可能相同,而飽和光電流也可能相同,C正確;因?yàn)閁0=-,知U0-ν圖線(xiàn)的斜率為,即只與h和e有關(guān),為常數(shù),D錯(cuò)誤. 15.

18、(2018·天津市南開(kāi)中學(xué)月考)由于放射性元素Np的半衰期很短,所以在自然界一直未被發(fā)現(xiàn),只是在使用人工的方法制造后才被發(fā)現(xiàn).已知Np經(jīng)過(guò)一系列α衰變和β衰變后變成Bi,下列論斷中正確的是(  ) A.衰變過(guò)程中原子核的質(zhì)量和電荷量守恒 B.Bi的原子核比Np的原子核少18個(gè)中子 C.衰變過(guò)程中共發(fā)生了7次α衰變和4次β衰變 D.經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期后,含有Np的礦石的質(zhì)量將變?yōu)樵瓉?lái)的四分之一 答案 BC 解析 衰變過(guò)程中原子核的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒,質(zhì)量會(huì)有虧損,故A錯(cuò)誤;Bi的中子數(shù)為209-83=126,Np的中子數(shù)為237-93=144,故Bi的中子數(shù)比Np的中子數(shù)少144-126=18,故B正確;Np經(jīng)過(guò)一系列α衰變和β衰變后變成Bi,設(shè)α衰變次數(shù)為m,β衰變次數(shù)為n,則4m=237-209,2m-n=93-83,解得m=7,n=4,故C正確;經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期后,礦石中Np的質(zhì)量將變?yōu)樵瓉?lái)的,故D錯(cuò)誤. 8

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