2023年高考物理大一輪復(fù)習(xí)第12章近代物理初步章末檢測

2023年高考物理大一輪復(fù)習(xí)第12章近代物理初步章末檢測PAGEPAGE1十二近代物理初步(時(shí)間：60分鐘總分值：100分)一、選擇題(此題共8小題，每題6分，共48分，1～5題每題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，6～8小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全選對(duì)得6分，選對(duì)但不全得3分，有選錯(cuò)的得0分)1．以下說法正確的選項(xiàng)是()A．玻爾建立了量子理論，成功解釋了各種原子發(fā)光現(xiàn)象B．德布羅意首先提出了物質(zhì)波的猜測，而電子衍射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了他的猜測C．普朗克通過對(duì)黑體輻射的研究，第一次提出了光子的概念D．盧瑟福通過α粒子轟擊氮核實(shí)驗(yàn)的研究，發(fā)現(xiàn)了中子解析：選B.玻爾建立了量子理論，成功解釋了氫原子發(fā)光現(xiàn)象；但由于過多地保存了經(jīng)典電磁學(xué)的理論，還不能很好地解釋其他的原子的發(fā)光現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；德布羅意首先提出了物質(zhì)波的猜測，而電子衍射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了他的猜測，故B正確；普朗克通過對(duì)黑體輻射的研究，第一次提出了量子理論的概念；故C錯(cuò)誤；盧瑟福在用α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，提出原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說，故D錯(cuò)誤．2．關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律，下面說法中正確的選項(xiàng)是()A．當(dāng)某種色光照射金屬外表時(shí)，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，那么入射光的頻率越高，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能也就越大B．當(dāng)某種色光照射金屬外表時(shí)，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，如果入射光的強(qiáng)度減弱，從光照至金屬外表上到發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加C．對(duì)某金屬來說，入射光波長必須大于一極限值，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)D．同一頻率的光照射不同金屬，如果都能產(chǎn)生光電效應(yīng)，那么所有金屬產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能一定相同解析：選A.從光照至金屬外表上到發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔只與光和金屬種類有關(guān)，B錯(cuò)；由光電效應(yīng)方程可知入射光波長必須小于一極限值，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)，光子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率和金屬的種類有關(guān)，C、D錯(cuò)．3．以下與α粒子相關(guān)的說法中正確的選項(xiàng)是()A．天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的α射線速度與光速度相當(dāng)，穿透能力很強(qiáng)B.eq\o\al(238,92)U(鈾238)核放出一個(gè)α粒子后就變?yōu)閑q\o\al(234,90)Th(釷234)C．高速α粒子轟擊氮核可從氮核中打出中子，核反響方程為eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(16,8)O＋eq\o\al(1,0)nD．丹麥物理學(xué)家玻爾進(jìn)行了α粒子散射實(shí)驗(yàn)并首先提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型解析：選B.α射線是速度為0.1c4．以下說法正確的選項(xiàng)是()A．光電效應(yīng)是原子核吸收光子向外釋放電子的現(xiàn)象B．天然放射性現(xiàn)象說明原子具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)C．一個(gè)氘核的質(zhì)量小于一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子的質(zhì)量和D．鈷60的半衰期為5.27年，那么任一個(gè)鈷60原子核都將在5.27年內(nèi)發(fā)生衰變解析：選C.光電效應(yīng)是原子中的電子吸收光子，從而擺脫原子核的束縛，向外釋放光電子的現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；天然放射性現(xiàn)象說明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)一個(gè)中子和一個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)氘核時(shí)，有質(zhì)量虧損，氘核的質(zhì)量小于中子與質(zhì)子的質(zhì)量之和，選項(xiàng)C正確；半衰期只對(duì)大量的原子核有統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)少量的原子核不適用，應(yīng)選項(xiàng)D錯(cuò)誤；應(yīng)選C.5.以下說法正確的選項(xiàng)是()A．根據(jù)ΔE＝Δmc2可知，在核裂變過程中減少的質(zhì)量轉(zhuǎn)化成了能量B．太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核裂變C．盧瑟福首先發(fā)現(xiàn)了鈾和含鈾礦物的天然放射現(xiàn)象D．由氫原子能級(jí)示意圖知，處于基態(tài)的氫原子至少要吸收13.60eV的能量才能發(fā)生電離解析：選D.愛因斯坦的質(zhì)能方程E＝mc2，不是質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化，二者概念根本不同，當(dāng)發(fā)生質(zhì)量虧損時(shí)，質(zhì)量只是以光子形式發(fā)射出去，故A錯(cuò)誤；太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的聚變反響，故B錯(cuò)誤；貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了鈾和含鈾礦物的天然放射現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；基態(tài)的氫原子能量為－13.6eV，那么基態(tài)氫原子發(fā)生電離，吸收的能量需大于等于13.6eV，故D正確．6.如下圖，是國家國防科技工業(yè)局首次發(fā)布的“嫦娥二號(hào)〞月面虹灣局部影像圖，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的eq\o\al(3,2)He(氦3)．它是一種高效、清潔、平安的核聚變?nèi)剂?，其參與的一種核聚變反響的方程式為eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(3,2)He→2eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(4,2)He.關(guān)于eq\o\al(3,2)He聚變以下表述正確的選項(xiàng)是()A．聚變反響不會(huì)釋放能量B．聚變反響產(chǎn)生了新的原子核C．聚變反響會(huì)有質(zhì)量虧損D．目前核電站都采用eq\o\al(3,2)He聚變反響發(fā)電解析：選BC.聚變反響和裂變反響是根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程所發(fā)現(xiàn)的兩種虧損質(zhì)量釋放能量的核反響方式，答案C對(duì)A錯(cuò)．聚變反響是兩個(gè)質(zhì)量較小的核結(jié)合成一個(gè)中等質(zhì)量的核，有新核產(chǎn)生，答案B對(duì)．與裂變相比，聚變反響目前還不能控制反響速度，使用的僅有氫彈，太陽也是聚變反響，都不可控，所以核電站都是裂變反響，答案D錯(cuò)．7．實(shí)物粒子和光都具有波粒二象性，以下事實(shí)中突出表達(dá)波動(dòng)性的是()A．電子束通過雙縫實(shí)驗(yàn)后可以形成干預(yù)圖樣B．β射線在云室中穿過會(huì)留下清晰的徑跡C．人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)D．人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)解析：選ACD.干預(yù)是波具有的特性，電子束通過雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干預(yù)圖樣，說明電子具有波動(dòng)性，所以A正確；β粒子在云室中受磁場力的作用，做的是圓周運(yùn)動(dòng)，與波動(dòng)性無關(guān)，所以B錯(cuò)誤；可以利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)，說明中子可以產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，說明具有波動(dòng)性，所以C正確；人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，說明電子可以產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，說明具有波動(dòng)性，所以D正確．8．用頻率為ν的光照射在某金屬外表時(shí)產(chǎn)生了光電子，當(dāng)光電子垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其最大半徑為R，假設(shè)以W表示逸出功，m、e表示電子的質(zhì)量和電量，h表示普朗克常數(shù)，那么電子的最大初動(dòng)能是()A．hν＋W B．eq\f(BeR,m)C．hν－W D.eq\f(B2e2R2,2m)解析：選CD.根據(jù)光電效應(yīng)方程得Ek＝hν－W，應(yīng)選項(xiàng)C正確；光電子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律得：evB＝eq\f(mv2,R)，那么v＝eq\f(eBR,m)，最大初動(dòng)能的光電子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，半徑最大，所以最大初動(dòng)能Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(B2e2R2,2m)，應(yīng)選項(xiàng)D正確．二、非選擇題(共4小題，52分)9．(12分)銫的逸出功為1.9eV，現(xiàn)用波長為4.3×10－7m(1)能否發(fā)生光電效應(yīng)？(2)假設(shè)能發(fā)生光電效應(yīng)，求光電子的德布羅意波波長最短為多少．(電子的質(zhì)量為m＝0.91×10－30kg解析：(1)入射光子的能量E＝hν＝heq\f(c,λ)＝6.626×10－34×eq\f(3.0×108,4.3×10－7)×eq\f(1,1.6×10－19)eV≈2.9eV.由于E＝2.9eV>W0，所以能發(fā)生光電效應(yīng)．(2)根據(jù)光電效應(yīng)方程可得光電子的最大初動(dòng)能Ek＝hν－W0＝1.6×10－19J而光電子的最大動(dòng)量p＝eq\r(2mEk)，那么光電子的德布羅意波波長的最小值λmin＝eq\f(h,p)＝eq\f(6.626×10－34,\r(2×0.91×10－30×1.6×10－19))m≈1.2×10－9m.答案：(1)能(2)1.2×10－910.(12分)如下圖，氫原子從n＞2的某一能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)，輻射出能量為2.55eV的光子．問：(1)最少要給基態(tài)的氫原子提供多少電子伏特的能量，才能使它輻射上述能量的光子？(2)請(qǐng)?jiān)趫D中畫出獲得該能量后的氫原子可能的輻射躍遷圖．解析：(1)氫原子從n＞2的某一能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)，輻射光子的頻率應(yīng)滿足：hν＝En－E2＝2.55eV.En＝hν＋E2＝－0.85eV，所以n＝4.基態(tài)氫原子要躍遷到n＝4的能級(jí)，應(yīng)提供ΔE＝E4－E1＝12.75eV(2)輻射躍遷圖如下圖．答案：(1)12.75eV(2)躍遷圖見解析11．(14分)某些建筑材料可產(chǎn)生放射性氣體——氡，氡可以發(fā)生α或β衰變，如果人長期生活在氡濃度過高的環(huán)境中，那么，氡經(jīng)過人的呼吸道沉積在肺部，并放出大量的射線，從而危害人體健康．原來靜止的氡核(eq\o\al(222,86)Rn)發(fā)生一次α衰變生成新核釙(P0)，并放出一個(gè)能量為E0＝0.09MeV的光子．放出的α粒子動(dòng)能為Eα＝5.55MeV；忽略放出光子的動(dòng)能，但考慮其能量；1u＝931.5MeV/c2.(1)寫出衰變的核反響方程；(2)衰變過程中總的質(zhì)量虧損為多少？(保存三位有效數(shù)字)解析：(1)衰變方程為：eq\o\al(222,86)Rn→eq\o\al(218,86)Po＋eq\o\al(4,2)He；(2)忽略放出光子的動(dòng)量，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，0＝pα＋pP0，即新核釙(P0)的動(dòng)量與α粒子的動(dòng)量大小相等，又Ek＝eq\f(p2,2m)，可求出新核釙(P0)的動(dòng)能為EP0＝eq\f(4,218)Eα由題意，質(zhì)量虧損對(duì)應(yīng)的能量以光子的能量和新核、α粒子動(dòng)能形式出現(xiàn)衰變時(shí)釋放出的總能量為ΔE＝Eα＋EP0＋E0＝Δmc2故衰變過程中總的質(zhì)量虧損是Δm＝eq\f(111Eα＋109E0,109c2)＝0.00616u.答案：(1)eq\o\al(222,86)Rn→eq\o\al(218,86)Po＋eq\o\al(4,2)He(2)0.00616u12．(14分)用速度大小為v的中子轟擊靜止的鋰核eq\o\al(6,3)Li，發(fā)生核反響后生成氚核和α粒子，生成的氚核速度方向與中子的速度方向相反，氚核與α粒子的速度之比為7∶8，中子的質(zhì)量為m，質(zhì)子的質(zhì)量可近似看作m，光速為c.(1)寫出核反響方程；(2)求氚核和粒子的速度大?。?3)假設(shè)核反響過程中放出的核能全部轉(zhuǎn)化為α粒子和氚核的動(dòng)能，求出質(zhì)量虧損．解析：(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒，那么有核反響方程為：eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(6,3)Li→eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(4,2)He(2)由動(dòng)量守恒定律得：mnv＝－mHv1＋mHev2由題意得：v1∶v2＝7∶8解得：v1＝eq\f(7v,11)，v2＝eq\f(8v,11).(3)氚核和α粒子的動(dòng)能之和為：Ek＝eq\f(1,2)·3mveq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)·4mveq\o\al(2,2)＝eq\f(403,243)mv2釋放的核能為：ΔE