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1、專題提升訓練13　近代物理初步 一、單項選擇題(本題共5小題,在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的) 1.(2019·山西太原月考)黑體輻射的強度與波長關系如圖所示,由圖可知下列說法錯誤的是(　　) A.黑體輻射的強度隨著溫度的升高,各種波長的輻射強度都增加 B.隨著溫度的升高,輻射強度的極大值向著波長較短的方向移動 C.任何溫度下,黑體都會輻射各種波長的電磁波 D.不同溫度下,黑體只會輻射相對應的某些波長的電磁波 答案:D 解析:由圖像可以看出,隨著溫度的升高,各種波長的輻射強度都有增加,故A正確;隨著溫度的升高,輻射強度的極大值向波長較短的方向移動,故B正

2、確;任何溫度下,黑體都會輻射各種波長的電磁波,故C正確,D錯誤。 2.(2019·天津期末)下列四幅圖涉及不同的物理知識,其中說法正確的是(　　) A.甲圖中,原子核D和E聚變成原子核F要放出能量 B.乙圖中,若氫原子從n=2能級躍遷到n=1能級時輻射出A光,只要用波長小于A光波長的光照射,都能使氫原子從n=1躍遷到n=2 C.丙圖中,盧瑟福通過分析α粒子散射實驗結果,發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子 D.丁圖中,湯姆孫通過對陰極射線的研究揭示了原子核內(nèi)還有復雜結構 答案:A 解析:題圖中,原子核D和E聚變成原子核F的過程屬于聚變反應,該反應的過程中要放出能量,故A正確;若氫原子從n=2能級

3、躍遷到n=1能級時輻射出A光,用波長小于A光波長的光照射,不能使氫原子從n=1躍遷到n=2,故B錯誤;盧瑟福通過分析α粒子散射實驗結果,得出原子的核式結構模型,故C錯誤;湯姆孫通過對陰極射線的研究,發(fā)現(xiàn)了電子,從而揭示了原子核是有復雜結構的,故D錯誤。 3.(2019·天津一模)氫原子能級如圖所示,有大量氫原子處于基態(tài),現(xiàn)用光子能量為E的一束單色光照射這群氫原子,氫原子吸收光子后能向外輻射出6種不同頻率的光,已知普朗克常量為h,真空中光速為c,在這6種光中(　　) A.最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的光是由n=2能級躍遷到n=1能級產(chǎn)生的 B.所有光子的能量不可能大于E C.頻率最小的光是由n

4、=2能級躍遷到n=1能級產(chǎn)生的 D.在真空中波長最大的光,波長是hcE 答案:B 解析:用光子能量為E的一束單色光照射處于基態(tài)的一群氫原子,發(fā)出6種不同頻率的光,知氫原子從基態(tài)躍遷到n=4的激發(fā)態(tài)。波長越長的,越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象,而由n=2能級躍遷到n=1能級,不是最低,則波長不是最長,故A錯誤;用光子能量為E的一束單色光照射這群氫原子,氫原子吸收光子后能向外輻射出6種不同頻率的光,那么所有光子的能量不可能大于E,故B正確;頻率最小,則輻射的光能量也最小,應該是由n=4能級躍遷到n=3能級產(chǎn)生的,故C錯誤;由題意可知氫原子從n=4能級躍遷到n=3能級發(fā)出的光子能量最小,所以頻率最小,那么

5、波長最長,而氫原子從n=4能級躍遷到n=1能級發(fā)出的光子能量最大,所以頻率最大,那么波長λ=cEh=hcE,即為最長波長,故D錯誤。 4.(2019·山西聯(lián)考)氘核和氚核可發(fā)生熱核聚變而釋放巨大的能量,該反應方程為?12H+13H→24He+X,式中X是某種粒子。已知:12H、13H、24He和粒子X的質(zhì)量分別為2.014 1 u、3.016 1 u、4.002 6 u和1.008 7 u;1 u=931.5 MeV/c2,c是真空中的光速。由上述反應方程和數(shù)據(jù)可知(　　) A.粒子X是?11H B.該反應中的質(zhì)量虧損為0.028 9 u C.該反應釋放出的能量約為17.6 MeV

6、D.該反應中釋放的全部能量轉化為粒子X的動能 答案:C 解析:根據(jù)核反應前后質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,可判斷X為中子,選項A錯誤;該反應中的質(zhì)量虧損為Δm=2.0141u+3.0161u-4.0026u-1.0087u=0.0189u,故B錯誤;由愛因斯坦質(zhì)能方程可知釋放出的能量為ΔE=0.0189×931.5MeV≈17.6MeV,選項C正確;該反應中釋放的能量一部分轉化為粒子X的動能,一部分轉化為?24He的動能,故D錯誤。 5.(2019·湖南岳陽二模)研究表明,氫原子光譜中有四條處于可見區(qū)的譜線,是處于較高能級的氫原子向n=2的能級躍遷時產(chǎn)生的?，F(xiàn)在處于某能級的大量氫原子,向低能級

7、躍遷時,輻射光譜中有一條譜線位于可見光區(qū),則輻射的光子有(　　) A.1種 B.3種 C.6種 D.10種 答案:B 解析:由于處于某能級的大量氫原子,向低能級躍遷時,輻射光譜中有一條譜線位于可見光區(qū),可知這些氫原子都是處于n=3的能級,根據(jù)C32=3知,一群處于n=3能級上的氫原子向低能級躍遷時最多產(chǎn)生3種譜線,故B正確,A、C、D錯誤。 二、多項選擇題(本題共3小題,在每小題給出的四個選項中,有多個選項是符合題目要求的) 6.(2019·山東煙臺期末)如圖所示,一群處于n=5能級的氫原子在向n=1的能級躍遷的過程中(　　) A.放出4種頻率不同的光子 B.放出10種頻率

8、不同的光子 C.放出的光子的最大能量為13.06 eV,最小能量為0.66 eV D.放出的光子有的能使逸出功為13 eV的金屬發(fā)生光電效應現(xiàn)象 答案:BD 解析:一群處于n=5能級的氫原子向低能級躍遷時,共產(chǎn)生C52=5×42=10種頻率不同的光子,故A項錯誤,B項正確;根據(jù)玻爾理論知能級差越大,躍遷時放出的光子能量越大,故ΔEmax=E5-E1=-0.54eV-(-13.6eV)=13.06eV,ΔEmin=E5-E4=-0.54eV-(-0.85eV)=0.31eV,C項錯誤;因ΔEmax=13.06eV>13eV,故有的光子的能量大于逸出功可以使逸出功為13eV的金屬發(fā)出光電效

9、應,D項正確。 7.(2019·天津河西區(qū)三模)在人類對微觀世界進行探索的過程中,發(fā)現(xiàn)了大量非常重要的規(guī)律。下列說法正確的是(　　) A.圖甲所示是某原子的能級圖,a、b、c為原子躍遷所發(fā)出的三種波長的光譜線,從左向右的波長依次增大,如圖乙所示 B.圖甲所示是某原子的能級圖,a、b、c為原子躍遷所發(fā)出的三種波長的光,譜線從左向右的波長依次增大,如圖丙所示 C.貝可勒爾通過對天然放射現(xiàn)象的研究,發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核 D.碘131的半衰期約為8天,若某藥物含有質(zhì)量為16 g的碘131,經(jīng)過32天后,該藥物中碘131的含量還有1 g 答案:BD 解析:從第3能級躍遷到第1能級,能

10、級差最大,知a光的頻率最大,波長最短;從第3能級躍遷到第2能級,能級差最小,知b光的光子頻率最小,波長最長,所以波長依次增大的順序為a、c、b。譜線從左向右的波長依次增大如題圖丙所示,故B正確,A錯誤。貝可勒爾通過對天然放射現(xiàn)象的研究,發(fā)現(xiàn)原子核有內(nèi)部結構,故C錯誤。根據(jù)公式m余=m原12tτ,代入數(shù)據(jù)m余=16×12328=1g,所以該藥物中碘131的含量還有1g,故D正確。 8.(2019·浙江稽陽模擬)氫原子光譜如圖甲所示,圖中給出了譜線對應的波長,玻爾的氫原子能級圖如圖乙所示。已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,可見光的頻率范圍約為4.2×1014~7.8×1014 Hz

11、,則(　　) 甲 乙 A.Hα譜線對應光子的能量小于Hδ譜線對應光子的能量 B.圖甲所示Hα、Hβ、Hγ、Hδ四種光均屬于可見光范疇 C.Hβ對應光子的能量約為10.2 eV D.Hα譜線對應的躍遷是從n=3能級到n=2能級 答案:ABD 解析:由題圖甲可知,Hα譜線對應光子的波長大于Hδ譜線對應光子的波長,結合E=hcλ可知,Hα譜線對應光子的能量小于Hδ譜線對應光子的能量,故A正確;依據(jù)氫原子光譜的特點可知,甲圖所示的四種光均屬于可見光范疇,故B正確;Hβ譜線對應光子的能量為E=hcλ=6.63×10-34×3×108486×10-9J=4.09×10-19J=2.556eV,故C錯誤;Hα譜線對應光子的能量為E=hcλ=6.63×10-34×3×108656.3×10-9J=3.03×10-19J≈1.89eV,可知Hα譜線對應的躍遷是從n=3能級到n=2能級,故D正確。 - 5 -