2020版高考物理大一輪復習 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、單項選擇題 1.(2018·安徽省黃山市一質檢)關于圖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，B處能看到較多的閃光點，C處觀察不到閃光點 B.乙圖中1為α射線，它的電離作用很強，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，發(fā)現驗電器的張角變大，說明鋅板原來帶負電 答案　B 解析　題圖甲中A處能觀察到大量的閃光點，B處能看到較多的閃光點，在C處也可以觀察到很少的閃光點，A錯誤；根據左手定則可知，1帶正電，為α射線，α射線的電離作用很強

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)現驗電器的張角變大，說明驗電器原來就帶正電，D錯誤. 2.(2018·安徽省馬鞍山市二質監(jiān))下列說法中正確的是(　　) A.結合能越大的原子不一定越穩(wěn)定 B.處于n＝3能級的一個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)生光電效應的入射光的最低頻率是相同的 D.碘(I)經過一次α衰變后變成氙(Xe) 答案　A 解析　比結合能的大小反映原子核的穩(wěn)定程度，比結合能越大，原子中核子結合得越牢固，原子核越穩(wěn)定，故結合能越大的原子不一定越穩(wěn)定，故A正確；一個處于n＝3能級的氫原子向低能級躍遷時，最多可放出2種頻率不同的光，故B錯誤；每種金屬都有自己的極限頻率，故C錯誤；根據質量數和電荷數守恒，可知碘(I)經過一次β衰變后變成氙(Xe)，故D錯誤. 3.(2018·山東省棗莊市二調)下列說法正確的是(　　) A.光電效應實驗中，光電流的大小與入射光的強弱無關 B.盧瑟福發(fā)現了電子，在原

4、子結構研究方面做出了卓越的貢獻 C.大量處于n＝3能級的氫原子在自發(fā)躍遷時，會發(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，其核外電子的動能越大 答案　C 解析　光電效應實驗中，光電流的大小與入射光的強弱有關，飽和光電流的大小只與入射光的強度成正比，故A錯誤；湯姆孫通過對陰極射線的研究發(fā)現了電子，盧瑟福提出原子的核式結構模型，故B錯誤；大量處于n＝3能級的氫原子在自發(fā)躍遷時，會發(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，量子數越大，離原子核越遠，據k＝m可知核外電子速度越小，核外電子的動能越小，故D錯誤. 4.(20

5、18·廣東省深圳市第一次調研)下列說法正確的是(　　) A.在光電效應實驗中，只要入射光足夠強，時間足夠長，金屬表面就會逸出光電子 B.在光電效應的實驗中，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，原子能量減小，電勢能增加 D.根據玻爾的原子理論，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　在光電效應實驗中，只要入射光頻率足夠大，金屬表面就會逸出光電子，與入射光的強度及光照時間無關，選項A錯誤；在光電效應的實驗中，飽和光電流大小取

6、決于入射光的強度，光照強度越大，飽和光電流越大，選項B錯誤；根據玻爾的原子理論，氫原子從n＝5的激發(fā)態(tài)躍遷到n＝2的激發(fā)態(tài)時，原子能量減小，電子的動能變大，原子的電勢能減小，選項C錯誤；根據玻爾的原子理論，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，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，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　根據玻爾理論可知，氫原子躍遷時，吸收的光子能量必須等于能級差，A項錯誤；基態(tài)氫原子電離時的電離能為13.6eV，B項正確；一群處于n＝5能級的氫原子向低能級躍遷時，可輻射C＝10種不同頻率的光子，C項錯誤；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項錯誤. 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，釋放光子的頻率分別是νa、νb、νc，下列關系式正確的是(　　) 圖3 A.νb＝νa＋νc B.νa＝ C.νb＝ D.νc＝ 答案　A 解析　因為Em－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)首次用實驗驗證“愛因斯坦質能方程”的核反應方程是Li＋H→kHe，已知mLi＝7.0160u，mH＝1.0078u，mHe＝4.0026u，則該核反應方程中的k值和質量虧損分別是(　　) 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　根據核反應前后質量數守恒和電荷數守恒可得： 7＋1＝4k,3＋1＝2k，可得k＝2 m前＝mLi＋mH＝7.0160u＋1.0078u＝8.0238u， 反應后的總質量m后＝2mHe＝2×4.0026u＝8.0052u， 反應前后質量虧損為Δm＝m前－m后＝8.0238u－8.0052u＝0.0186u，故A、B、D錯誤，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.實物粒子只具有粒子性，沒有波動性，光子具有波粒二象性 B.α粒子散射實驗中少數α粒子發(fā)生較大偏轉是盧瑟福猜想原子核式結構模型的主要依據 C.當入射光的波長小于極

10、限頻率所對應波長時不會發(fā)生光電效應 D.若使放射性物質的溫度升高，其半衰期將減小 答案　B 解析　任何物體都有波粒二象性，大到實物粒子，小到光子，選項A錯誤；α粒子散射實驗中少數α粒子發(fā)生較大偏轉是盧瑟福猜想原子核式結構模型的主要依據，選項B正確；當入射光的波長大于極限頻率所對應波長時不會發(fā)生光電效應，選項C錯誤；半衰期不受外部條件的影響，選項D錯誤. 二、多項選擇題 9.(2018·山西省重點中學協作體期末)下列說法正確的是(　　) A.平均結合能小的原子核結合成或分解成平均結合能大的原子核時一定放出核能 B.黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關 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，電子的動能減小，原子的能量也減小 D.康普頓效應說明光具有粒子性，電子的衍射實驗說明粒子具有波動性 答案　ABD 解析　平均結合能越大的原子核越穩(wěn)定，平均結合能小的原子核結合成或分解成平均結合能大的原子核時出現質量虧損，一定放出核能，故A正確；黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關，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，電子的動能減小，原子的能量增大，C錯誤；康普頓效應說明光具有粒子性，而電子的衍射實驗說明粒子具有波動性，故D正確. 10.(2018·廣東省茂名市第一次質量監(jiān)測

12、)下列說法正確的是(　　) A.當氫原子從n＝2的能級躍遷到n＝6的能級時，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發(fā)生衰變需要的時間 C.同一元素的兩種同位素具有相同的質子數 D.中子與質子結合成氘核時吸收能量 答案　BC 解析　當氫原子從高能級躍遷到低能級時要向外輻射光子，A錯誤；放射性元素的半衰期是指大量該元素的原子核中有半數發(fā)生衰變需要的時間，B正確；同位素指的是質子數相同、中子數不同的同一種元素不同的原子，C正確；中子與質子結合成氘核時釋放能量，D錯誤. 11.(2018·廣東省揭陽市二模)下列說法中正確的是(　　) A.α粒子散射實驗是盧瑟福

13、建立原子核式結構模型的重要依據 B.根據玻爾理論，氫原子輻射出一個光子后，氫原子的電勢能增大 C.在光電效應的實驗中，入射光的強度增大，光電子的最大初動能也增大 D.Bi的半衰期是5天，12gBi經過15天衰變后剩余的質量為1.5g 答案　AD 解析　α粒子散射實驗是盧瑟福建立原子核式結構模型的重要依據，故A正確；根據玻爾理論結合＝m可知，氫原子輻射出一個光子后，核外電子的運動速度增大，即動能增大，則氫原子的電勢能減小，故B錯誤；在光電效應的實驗中，入射光的強度增大，頻率不變，光電子的最大初動能Ek＝hν－W不變，C錯誤；12gBi經過15天后，發(fā)生了三次衰變，根據m＝m0()，則還

14、有1.5g未衰變，故D正確. 12.(2018·河北省承德市聯校期末)一個氘核(H)與氚核(H)反應生成一個新核同時放出一個中子，并釋放能量.下列說法正確的是(　　) A.該核反應為裂變反應 B.該新核的中子數為2 C.氘核(H)與氚核(H)是兩種不同元素的原子核 D.若該核反應釋放的核能為ΔE，真空中光速為c，則反應過程中的質量虧損為 答案　BD 解析　一個氘核(H)與氚核(H)反應生成一個新核同時放出一個中子，根據電荷數守恒、質量數守恒知，新核的電荷數為2，質量數為4，則新核的中子數為2，屬于輕核的聚變，故A錯誤，B正確；氘核(H)與氚核(H)都只有一個質子，屬于同一種元素的

15、兩種同位素，故C錯誤；若該核反應釋放的核能為ΔE，真空中光速為c，根據愛因斯坦質能方程ΔE＝Δmc2可知，反應過程中的質量虧損為，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，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，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發(fā)出的光中有1種頻率的光能使鈉產生光電效應 D.大量處于n＝3能級的氫原子向低能

16、級躍遷時發(fā)出的光中有2種頻率的光能使鈉產生光電效應 答案　AD 解析　大量處于n＝3能級的氫原子向低能級躍遷時，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A正確，B錯誤；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生光電效應，故選項C錯誤，D正確. 14.(2018·湖南省長沙市雅禮中學模擬二)如圖5甲所示，在光電效應實驗中，某同學用相同頻率的單色光分別照射陰極材料為鋅和銅的兩個不同的光電管，結果都能發(fā)生光電效應.圖乙為其中一個光電管的遏止電壓Uc隨入射光頻率ν變化的關系圖像.對于這兩個光電

17、管，下列判斷正確的是(　　) 圖5 A.因為材料不同，逸出功不同，所以遏止電壓U0不同 B.光電子的最大初動能不同 C.因為光強不確定，所以單位時間逸出的光電子數可能相同，飽和光電流也可能相同 D.兩個光電管的U0－ν圖像的斜率可能不同 答案　ABC 解析　根據光電效應方程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，但光強不確定，所以單位時間逸出的光電子數可能相同，而飽和光電流也可能相同，C正確；因為U0＝－，知U0－ν圖線的斜率為，即只與h和e有關，為常數，D錯誤. 15.

18、(2018·天津市南開中學月考)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，只是在使用人工的方法制造后才被發(fā)現.已知Np經過一系列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量和電荷量守恒 B.Bi的原子核比Np的原子核少18個中子 C.衰變過程中共發(fā)生了7次α衰變和4次β衰變 D.經過兩個半衰期后，含有Np的礦石的質量將變?yōu)樵瓉淼乃姆种? 答案　BC 解析　衰變過程中原子核的質量數和電荷數守恒，質量會有虧損，故A錯誤；Bi的中子數為209－83＝126，Np的中子數為237－93＝144，故Bi的中子數比Np的中子數少144－126＝18，故B正確；Np經過一系列α衰變和β衰變后變成Bi，設α衰變次數為m，β衰變次數為n，則4m＝237－209,2m－n＝93－83，解得m＝7，n＝4，故C正確；經過兩個半衰期后，礦石中Np的質量將變?yōu)樵瓉淼?，故D錯誤. 8