（通用版）2020版高考物理大一輪復習 單元質檢十二 近代物理 新人教版.docx

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單元質檢十二　近代物理 (時間:45分鐘　滿分:100分) 一、選擇題(本題共7小題,每小題8分,共56分。在每小題給出的四個選項中,第1~4題只有一項符合題目要求,第5~7題有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分) 1.下列說法正確的是(　　) A.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子,表明原子具有核式結構 B.太陽輻射的能量主要來自太陽內部的核裂變反應 C.一束光照射到某金屬上不能發(fā)生光電效應,是因為該束光的波長太短 D.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,原子總能量增大 答案D 解析湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子,表明原子是可以分割的,α粒子的散射實驗表明原子具有核式結構,故A錯誤。太陽輻射的能量主要來自太陽內部的輕核聚變,故B錯誤。一束光照射到某金屬上不能發(fā)生光電效應,是因為該束光的能量值太小,即該光的頻率小,波長太長,故C錯誤。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,要吸收能量,所以原子總能量增大;由于庫侖力提供電子的向心力,可得ke2r2=mv2r,所以電子的動能Ek=12mv2=ke22r,隨半徑的增大而減小,故D正確。 2.下列實驗中,深入地揭示了光的粒子性一面的是(　　) 答案A 解析X射線被石墨散射后部分波長變大,這是康普頓效應,說明光具有粒子性,A正確;陰極射線是實物粒子,衍射圖樣說明實物粒子具有波動性,B錯誤;α粒子散射實驗,說明原子具有核式結構,C錯誤;氫原子發(fā)射的光經(jīng)三棱鏡分光后,呈現(xiàn)線狀光譜,與光的粒子性無關,D錯誤。 3.光電效應的實驗裝置示意圖如圖所示。用頻率為ν的普通光源照射陰極K,沒有發(fā)生光電效應,換用同樣頻率ν的強激光照射陰極K,則發(fā)生了光電效應;此時,若加上反向電壓U,即將陰極K接電源正極,陽極A接電源負極,在KA之間就形成了使光電子減速的電場;逐漸增大U,光電流會逐漸減小,當光電流恰好減小到零時,則所加反向電壓U可能是下列的(其中W為逸出功,h為普朗克常量,e為電子電荷量)(　　) 　　　　　　　　　　　　　　 A.U=hνe-We B.U=2hνe-We C.U=2hν-W D.U=5hν2e-We 答案B 解析同頻率的光照射K極,普通光不能使其發(fā)生光電效應,而強激光能使其發(fā)生光電效應,說明一個電子吸收了多個光子。設吸收的光子個數(shù)為n,光電子逸出的最大初動能為Ek,由光電效應方程知Ek=nhν-W(n≥2);光電子逸出后克服電場做功,由動能定理知Ek=eU,聯(lián)立上述兩式得U=nhνe-We,當n=2時,即為B選項,其他選項均不可能。 4.(2018天津卷)氫原子光譜在可見光區(qū)域內有四條譜線Hα、Hβ、Hγ和Hδ,都是氫原子中電子從量子數(shù)n>2的能級躍遷到n=2的能級時發(fā)出的光,它們在真空中的波長由長到短,可以判定(　　) A.Hα對應的前后能級之差最小 B.同一介質對Hα的折射率最大 C.同一介質中Hδ的傳播速度最大 D.用Hγ照射某一金屬能發(fā)生光電效應,則Hβ也一定能 答案A 解析能級躍遷時輻射光子的能量E=hν=hcλ,可得光子波長越長,光子頻率越低、能量越小,光譜線對應的能級差越小,選項A正確;同一介質對頻率最低的Hα折射率最小,選項B錯誤;Hδ的波長最短,頻率最高,對同一介質的折射率最大,由n=cv可得在同一介質中的傳播速度最小,選項C錯誤;Hβ的波長大于Hγ的波長,故Hβ的頻率小于Hγ的頻率,故用Hγ照射某金屬發(fā)生光電效應時,用Hβ照射不一定能發(fā)生光電效應,選項D錯誤。 5. 根據(jù)α粒子散射實驗,盧瑟福提出了原子的核式結構模型,圖中虛線表示原子核所形成的電場的等勢線,實線表示一個α粒子的運動軌跡。在α粒子從a運動到b、再運動到c的過程中,下列說法正確的是(　　) A.動能先減小,后增大 B.電勢能先減小,后增大 C.電場力先做負功,后做正功,總功等于零 D.加速度先變小,后變大 答案AC 解析α粒子帶正電荷,所以原子核對α粒子的電場力先做負功后做正功,電勢能先增大后減小,電場力先變大后變小,所以加速度先變大后變小。 6.以下有關近代物理內容的若干敘述,正確的是(　　) A.紫外線照射到金屬鋅板表面時能夠發(fā)生光電效應,則當增大紫外線的照射強度時,從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能也隨之增大 B.有10個放射性元素的原子核,經(jīng)過一個半衰期一定有5個原子核發(fā)生衰變 C.氫原子由第三激發(fā)態(tài)直接躍遷到基態(tài)時,會釋放頻率一定的光子 D.質子和中子結合成新原子核釋放出能量,一定有質量虧損 答案CD 解析根據(jù)光電效應方程知,光電子的最大初動能Ekmax=hν-W0,與入射光的頻率有關,與照射光的強度無關,故A錯誤。半衰期具有統(tǒng)計意義,對大量的原子適用,對個別的原子不適用,故B錯誤。根據(jù)玻爾理論可知,氫原子由較高能級躍遷到較低能級時,要釋放一定頻率的光子,故C正確。質子和中子結合成新原子核一定有質量虧損,釋放出能量,故D正確。 7.分別用波長為λ和2λ的光照射同一種金屬,產(chǎn)生的光電子最大速度之比為2∶1,普朗克常量和真空中光速分別用h和c表示,那么下列說法正確的有(　　) A.該種金屬的逸出功為hc3λ B.該種金屬的逸出功為hcλ C.波長超過2λ的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應 D.波長超過4λ的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應 答案AD 解析由hν=W0+Ek知hcλ=W0+12mv12,hc2λ=W0+12mv22,又v1=2v2,得W0=hc3λ,A正確,B錯誤。光的波長小于或等于3λ時都能使該金屬發(fā)生光電效應,C錯誤,D正確。 二、非選擇題(本題共3小題,共44分) 8.(12分)太陽和許多恒星發(fā)光是內部核聚變的結果,核反應方程11H+11H→abX+10e+νe是太陽內部的許多核反應中的一種,其中10e為正電子,νe為中微子。 (1)確定核反應方程中a、b的值; (2)在質子與質子達到核力作用范圍完成核聚變前必須要克服強大的庫侖斥力。設質子的質量為m,電子質量相對很小可忽略,中微子質量為零,克服庫侖力做功為W。若一個運動的質子與一個速度為零的質子發(fā)生上述反應,運動質子速度至少多大? 答案(1)1　2　(2)4Wm 解析(1)根據(jù)核反應的質量數(shù)及電荷數(shù)守恒可知 a=1,b=2。 (2)由動量守恒定律得mv0=2mv 由能量關系得-W=12(2m)v2-12mv02 解得v0=4Wm。 9.(16分)已知氫原子基態(tài)的電子軌道半徑為r1=0.52810-10 m,量子數(shù)為n的能級值為En=-13.6n2 eV。 (1)求電子在基態(tài)軌道上運動的動能。 (2)有一群氫原子處于量子數(shù)n=3的激發(fā)態(tài),畫一張能級圖,在圖上用箭頭標明這些氫原子能發(fā)出哪幾種光譜線? (3)計算這幾種光譜線中波長最短的波長。(靜電力常量k=9109 Nm2/C2,電子電荷量e=1.610-19 C,普朗克常量h=6.6310-34 Js,真空中光速c=3.00108 m/s) 答案(1)13.6 eV　(2)見解析　(3)1.0310-7 m 解析(1)核外電子繞核做勻速圓周運動,靜電引力提供向心力, 則ke2r12=mv2r1,又知Ek=12mv2 故電子在基態(tài)軌道的動能為 Ek=ke22r1=9109(1.610-19)220.52810-10J= 2.1810-18J=13.6eV (2)當n=1時,能級值為 E1=-13.612eV=-13.6eV 當n=2時,能級值為 E2=-13.622eV=-3.4eV 當n=3時,能級值為 E3=-13.632eV=-1.51eV 能發(fā)生的能級躍遷分別為3→2,2→1,3→1,所以能發(fā)出的譜線共3種,能級圖如圖所示。 (3)由E3向E1躍遷時發(fā)出的光子頻率最大,波長最短,由hν=E3-E1和ν=cλ,則有λ=hcE3-E1=1.0310-7m。 10.(16分)盧瑟福用α粒子轟擊氮核時發(fā)現(xiàn)質子,發(fā)現(xiàn)質子的核反應方程為714N+24He→817O+11H。已知氮核質量為mN=14.007 53 u,氧核質量為mO=17.004 54 u,氦核質量為mHe=4.003 87 u,質子(氫核)質量為mp=1.008 15 u。(已知:1 u相當于931 MeV的能量,結果保留2位有效數(shù)字) (1)這一核反應是吸收能量還是放出能量的反應?相應的能量變化為多少? (2)若入射氦核以v=3107 m/s的速度沿兩核中心連線方向轟擊靜止氮核,反應生成的氧核和質子同方向運動,且速度大小之比為1∶50,求氧核的速度大小。 答案(1)吸收能量　1.2 MeV　(2)1.8106 m/s 解析(1)由Δm=mN+mHe-mO-mp得Δm=-0.00129u。 由于核反應后質量增加,所以這一核反應是吸收能量的反應,吸收能量ΔE=|Δm|c2=0.00129uc2=1.2MeV。 (2)該過程滿足動量守恒條件,由動量守恒定律可得mHev=mOvO+mpvp 又vO∶vp=1∶50 可解得vO=1.8106m/s。