新课标2020高考物理二轮复习专题八近代物理课后演练含解析

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专题八 近代物理 ‎(建议用时：25分钟)‎ 一、单项选择题 ‎1．(2019·淄博二模)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，一大批物理学家作出了卓越的贡献，下列有关说法正确的是(　　)‎ A．玻尔在1990年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念 B．爱因斯坦最早认识到了能量子的意义，提出光子说，并成功地解释了光电效应现象 C．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 D．普朗克大胆地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 解析：选B.普朗克在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，故A错误；爱因斯坦最早认识到了能量子的意义，为解释光电效应的实验规律提出了光子说，并成功地解释了光电效应现象，故B正确；玻尔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，故C错误；德布罗意大胆地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，故D错误．‎ ‎2．(2018·高考北京卷)在核反应方程He＋N→O＋X中，X表示的是(　　)‎ A．质子　　　　　　　　　 B．中子 C．电子 D．α粒子 解析：选A.由核反应方程中，电荷数守恒和质量数守恒可知，X为H，选项A正确．‎ ‎3．(2019·青岛二中模拟)2019年夏天，中美贸易之争使国人了解了芯片的战略意义，芯片制作工艺非常复杂，光刻机是制作芯片的关键设备，其曝光系统最核心的部件之一是紫外光源．常见光源分为可见光：436 nm；紫外光(UV)：365 nm；深紫外光(DUV)：KrF准分子激光：248 nm，ArF准分子激光：193 nm；极紫外光(EUV)：10～15 nm.下列说法正确的是(　　)‎ A．波长越短，可曝光的特征尺寸就越小，就表示光刻的刀锋越锋利，刻蚀对于精度控制要求越高 B．光源波长越长，能量越大，曝光时间就越短 C．如果紫外光不能让某金属发生光电效应，极紫外光也一定不能 D．由康普顿效应可知深紫外光通过实物物质发生散射时会出现波长更短的成分 解析：选A.波长越短，可曝光的特征尺寸就越小，就表示光刻的刀锋越锋利，刻蚀对于精度控制要求越高，选项A正确；光源波长越长，则频率就越小，能量越小，选项B错误；极紫外光的波长小于紫外光的波长，则频率较大，如果紫外光不能让某金属发生光电效应，极紫外光不一定不能使该金属发生光电效应，选项C错误；由康普顿效应可知深紫外光通过实物物质发生散射时能量变小，频率变小，则会出现波长更长的成分，选项D错误．‎ ‎4．(2017·高考北京卷)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 - 6 -‎ ‎)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 解析：选B.光子的能量E＝hν，c＝λν，联立解得E≈2×10－18 J，B项正确．‎ ‎5．(2019·高考物理全真模拟卷)从1907年起，美国物理学家密立根就开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量．他通过如图甲所示的实验装置测量某金属的遏止电压Uc与入射光频率ν，作出图乙所示的Uc－ν的图象，由此算出普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射测出的h相比较，以检验爱因斯坦方程的正确性．已知电子的电荷量e，则下列普朗克常量h的表达式正确的是(　　)‎ A．h＝ B．h＝ C．h＝ D．h＝ 解析：选A.根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0及动能定理eUc＝Ek，得Uc＝ν－，所以图象的斜率k＝＝，得：h＝，故A项正确．‎ ‎6.(2017·高考天津卷)我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献．下列核反应方程中属于聚变反应的是(　　)‎ A.H＋H→He＋n B.N＋He→O＋H C.He＋Al→P＋n D.U＋n→Ba＋Kr＋3n 解析：选A.A项是氢元素的两种同位素氘和氚聚变成氦元素的核反应方程，B项是用α粒子轰击氮原子核发现质子的核反应方程，C项属于原子核的人工转变，D项属于重核的裂变，‎ - 6 -‎ 因此只有A项符合要求．‎ ‎7．(2019·济南模拟)核电站泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线．下列说法正确的是(　　)‎ A．碘131释放的β射线由氦核组成 B．铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量 C．与铯137相比，碘131衰变更慢 D．铯133和铯137含有相同的质子数 解析：选D.β射线是高速运动的电子流，不是氦原子核，A错误；γ射线的频率大于可见光的频率，根据E＝hν可知，γ射线光子能量大于可见光光子能量，B错误；半衰期越短，衰变越快，C错误；铯133和铯137都是铯元素，是质子数相同而中子数不同的同位素，所以D正确．‎ ‎8．(2018·高考全国卷Ⅲ)1934年，约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝核Al，产生了第一个人工放射性核素X：α＋Al→n＋X.X的原子序数和质量数分别为(　　)‎ A．15和28　　　　　　 B．15和30　　　　　‎ C．16和30　　　　　　 D．17和31‎ 解析：选B.据α粒子和中子的质量数和电荷数写出核反应方程：He＋Al―→n＋X，结合质量数守恒和电荷数守恒得，A＝4＋27－1＝30，Z＝2＋13－0＝15，原子序数等于核电荷数，故B正确．‎ ‎9．(2019·咸阳二模)已知基态He＋的电离能力是54.4 eV，几种金属的逸出功如下表所示，He＋的能级En与n的关系与氢原子的能级公式类似，下列说法不正确的是(　　)‎ 金属 钨 钙 钠 钾 铷 W0(×10－19 J)‎ ‎7.26‎ ‎5.12‎ ‎3.66‎ ‎3.60‎ ‎3.41‎ A.为使处于静止的基态He＋跃迁到激发态，入射光子所需的能量最小为54.4 eV B．为使处于静止的基态He＋跃迁到激发态，入射光子所需的能量最小为40.8 eV C．处于n＝2激发态的He＋向基态跃迁辐射的光子能使上述五种金属都产生光电效应现象 D．发生光电效应的金属中光电子的最大初动能最大的是金属铷 解析：选A.根据玻尔理论En＝－，从基态路迁到n＝2所需光子能量最小，ΔE＝E2－E1＝E1＝40.8 eV，A错误，B正确；从n＝2激发态的He＋向基态跃迁辐射的光子能量为40.8 eV，金属钨的逸出功为7.26×10－19 J≈4.54 eV，故能使所列金属发生光电效应，由表中的数据可知金属铷的逸出功最小，故C正确；根据爱因斯坦的光电效应方程可知道从铷打出的光电子的最大初动能最大，D正确．‎ ‎10．(2019·烟台二模)下列说法正确的是(　　)‎ - 6 -‎ A．光电效应揭示了光的粒子性，康普顿效应揭示了光的波动性 B．玻尔原子理论提出了定态和跃迁的概念，能解释任何原子的光谱现象 C.Th(钍核)经过6次α衰变和2次β衰变后变成Pb(铅核)‎ D．一群处在n＝4能级的氢原子，最多可能向外辐射6种不同频率的光子 解析：选D.爱因斯坦提出光子假说，认为光子是一份一份的能量，从而建立的光电效应方程很好地解释了光电效应现象；康普顿效应也是揭示了光的粒子性，即光子和石墨中的电子发生相互作用后，光子的频率减小，且运动方向发生改变，满足动量守恒和能量守恒，故选项A错误；玻尔提出的氢原子能级结构模型，利用定态概念和能级跃迁的规律，只能很好地解释氢原子光谱，但是无法解释其他原子的光谱现象，故选项B错误；钍核质量数为232，铅核质量数为208，则α衰变次数为x＝＝6(次)，β衰变次数为y，y＝12＋82－90＝4(次)，故选项C错误；大量氢原子从n＝4向低能级跃迁，最多产生C＝6种不同频率的光子，故选项D正确．‎ 二、多项选择题 ‎11．在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是(　　)‎ A．增大入射光的强度，光电流增大 B．减小入射光的强度，光电效应现象消失 C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应 D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大 解析：选AD.增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积的光电子数增加，则光电流将增大，故选项A正确；光电效应是否发生取决于照射光的频率，而与照射强度无关，故选项B错误；用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，故选项C错误；根据hν－W逸＝mv2可知，增加照射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项D正确．‎ ‎12．(2019·高考天津卷)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础．下列关于聚变的说法正确的是(　　)‎ A．核聚变比核裂变更为安全、清洁 B．任何两个原子核都可以发生聚变 C．两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加 D．两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加 解析：选AD.与核裂变相比轻核聚变更为安全、清洁，A正确；自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素氘与氚的聚变，不是任意两个原子核都能发生核聚变，B - 6 -‎ 错误；两个轻核发生聚变结合成质量较大的核时，放出巨大的能量，根据E＝mc2可知，聚变反应中存在质量亏损，则总质量较聚变前减少，C错误；两个轻核结合成质量较大的核的过程中要释放能量，核子的平均质量减少，所以核子的比结合能增加，D正确．‎ ‎13．(2017·高考全国卷Ⅲ)在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb.h为普朗克常量．下列说法正确的是(　　)‎ A．若νa＞νb，则一定有Ua＜Ub B．若νa＞νb，则一定有Eka＞Ekb C．若Ua＜Ub，则一定有Eka＜Ekb ‎ D．若νa＞νb，则一定有hνa－Eka＞hνb－Ekb 解析：选BC.设该金属的逸出功为W，根据爱因斯坦光电效应方程有Ek＝hν－W，同种金属的W不变，则逸出光电子的最大初动能随ν的增大而增大，B项正确；又Ek＝eU，则最大初动能与遏止电压成正比，C项正确；根据上述有eU＝hν－W，遏止电压U随ν增大而增大，A项错误；又有hν－Ek＝W，W相同，则D项错误．‎ ‎14．(2019·揭阳高三二模)氦原子被电离出一个核外电子后，形成类氢结构的氦离子．已知基态氦离子能量为E1＝－54.4 eV，其能级的示意图如图所示，下列有关描述中正确的是(　　)‎ A．氦离子的能级是分立的 B．处于基态的氦离子能够吸收能量为43.2 eV的光子而发生跃迁 C．一群处于n＝3能级的氦离子自发向低能级跃迁时能发出3种不同频率的光子 D．若从n＝3能级的氦离子向n＝2能级跃迁时辐射的光能使某金属发生光电效应，则从n＝4能级向n＝3能级跃迁时辐射的光，一定能使该金属发生光电效应 解析：选AC.由氦离子的能级图知其能量是不连续的，是分立的，A正确；原子或离子吸收光子具有选择性，光子能量应为两个能级的能量差时方能被吸收，由能级图知没有两个能级的能量差为43.2 eV，B错误；由C＝3知一群氦离子能发出3种不同频率的光子，C正确；由于3、4两个能级的能量差小于2、3两个能级的能量差，因此从4能级向3能级跃迁时辐射的光不一定能使该金属发生光电效应，D错误．‎ 三、非选择题 ‎15．(2018·高考江苏卷)光电效应实验中，用波长为λ0的单色光A照射某金属板时，刚好有光电子从金属表面逸出．当波长为的单色光B照射该金属板时，光电子的最大初动能为________，A、B两种光子的动量之比为________．(已知谱朗克常量为h、光速为c)‎ 解析：题意可知，h＝W，Ek＝2h－W＝h；光子的动量与其波长成反比，所以两种光子动量之比为1∶2.‎ - 6 -‎ 答案：　1∶2‎ ‎16．(1)表示放射性元素碘131(I)β衰变的方程是________．‎ A.I→Sb＋He B.I→Xe＋e C.I→I＋n D.I→Te＋H ‎(2)现有四个核反应：‎ A.H＋H→He＋n B.U＋n→X＋Kr＋3n C.Na→Mg＋e D.He＋Be→C＋n ‎①________是发现中子的核反应方程，________是研究原子弹的基本核反应方程，________是研究氢弹的基本核反应方程．‎ ‎②求B中X的质量数和中子数．‎ 解析：(1)碘(I)的原子核内一个中子放出一个电子，变成一个质子，质量数没有发生变化，核电荷数增加1，所以生成54号元素Xe，放出一个电子，B选项正确．‎ ‎(2)①人工转变方程的特点是箭头的左边是氦核与常见元素的原子核．箭头的右边也是常见元素的原子核．D是查德威克发现中子的核反应方程，B是裂变反应，是研究原子弹的核反应方程．A是聚变反应，是研究氢弹的核反应方程．‎ ‎②由电荷数守恒和质量数守恒可以判定，X质量数为144，电荷数为56，所以中子数为144－56＝88.‎ 答案：(1)B　(2)①D　B　A ‎②144　88‎ - 6 -‎