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，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就帶電的鋅板時(shí)，發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器的張角變大，說明鋅板原來帶負(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，α射線的電離作用很強(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間的能級差，從基態(tài)氫原子發(fā)生躍遷到n＝2能級，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，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，說明驗(yàn)電器原來就帶正電，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能級的一個(gè)氫原子向低能級躍遷，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能級的氫原子向低能級躍遷時(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；湯姆孫通過對陰極射線的研究發(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，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)的氫原子吸收波長為λ0的光子后，如果輻射出3種頻率的光子，則其中波長最小的為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)的氫原子吸收波長為λ0的光子后，如果輻射出3種頻率的光子，則其中波長最小的為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分布圖，已知可見光光子的能量在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能級躍遷到n＝2能級 B.基態(tài)氫原子的電離能為13.6eV C.一群處

7、于n＝5能級的氫原子向低能級躍遷時(shí)，可輻射6種不同頻率的光子 D.氫原子從n＝4能級躍遷到n＝3能級，輻射的是可見光光子 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能級的氫原子向低能級躍遷時(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能級躍遷到n＝3能級，輻射的光子的能量為－0.85eV－(－1.51eV)＝0.66eV，能量比可見光光子的能量小，不可能是可見光光子，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·陜西省咸陽市第一次模擬)首次用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證“愛因斯坦質(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·陜西省咸陽市第二次模擬)下列說法正確的是(　　) A.實(shí)物粒子只具有粒子性，沒有波動(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)入射光的波長小于極

10、限頻率所對應(yīng)波長時(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)入射光的波長大于極限頻率所對應(yīng)波長時(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)說明光具有粒子性，電子的衍射實(shí)驗(yàn)說明粒子具有波動(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)說明光具有粒子性，而電子的衍射實(shí)驗(yàn)說明粒子具有波動(dòng)性，故D正確. 10.(2018·廣東省茂名市第一次質(zhì)量監(jiān)測

12、)下列說法正確的是(　　) A.當(dāng)氫原子從n＝2的能級躍遷到n＝6的能級時(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)氫原子從高能級躍遷到低能級時(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·廣東省揭陽市二模)下列說法中正確的是(　　) 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)愛因斯坦質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2可知，反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為，故D正確. 13.(2018·福建省龍巖市3月模擬)氫原子的能級圖如圖4所示，可見光的光子能量范圍約為1.62～3.11eV，金屬鈉的逸出功為2.29eV，下列說法中正確的是(　　) 圖4 A.大量處于n＝3能級的氫原子向低能級躍遷時(shí)，可發(fā)出1種頻率的可見光 B.大量處于n＝3能級的氫原子向低能級躍遷時(shí)，可發(fā)出2種頻率的可見光 C.大量處于n＝3能級的氫原子向低能級躍遷時(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能級的氫原子向低能

16、級躍遷時(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能級的氫原子向低能級躍遷時(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?，逸出功不同，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.衰變過程中共發(fā)生了7次α衰變和4次β衰變 D.經(jīng)過兩個(gè)半衰期后，含有Np的礦石的質(zhì)量將變?yōu)樵瓉淼乃姆种? 答案　BC 解析　衰變過程中原子核的質(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)過兩個(gè)半衰期后，礦石中Np的質(zhì)量將變?yōu)樵瓉淼?，故D錯(cuò)誤. 8