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1、（新課標）2022屆高考物理一輪復習 第12章 近代物理章末過關檢測（十二） 一、單項選擇題(本題共7小題，每小題6分，共42分．在每小題給出的四個選項中，只有一個選項正確) 1．(2018·滕州模擬)關于下列四幅圖說法正確的是(　　 ) A．玻爾原子理論的基本假設認為，電子繞核運行軌道的半徑是任意的 B．光電效應實驗產(chǎn)生的條件為：光強大于臨界值 C．電子束通過鋁箔時的衍射圖樣證實了運動電子具有波動性 D．發(fā)現(xiàn)少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉，說明金原子質量大而且很堅硬 解析：選C.根據(jù)玻爾理論知道，電子的軌道不是任意的，電子有確定的軌道，且軌道是量子化的，故A錯誤；光電效應實驗產(chǎn)生

2、的條件為：光的頻率大于極限頻率，故B錯誤；電子束通過鋁箔時的衍射圖樣證實了電子具有波動性，故C正確；發(fā)現(xiàn)少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉，說明原子的質量絕大部分集中在很小空間范圍，故D錯誤． 2．已知氦原子的質量為MHe u，電子的質量為me u，質子的質量為mp u，中子的質量為mn u，u為原子質量單位，且由愛因斯坦質能方程E＝mc2可知：1 u對應于931.5 MeV的能量，若取光速 c＝3×108 m/s，則兩個質子和兩個中子聚變成一個氦核，釋放的能量為(　　) A．[2(mp＋mn)－MHe]×931.5 MeV B．[2(mp＋mn＋me)－MHe]×931.5 MeV C．[2(

3、mp＋mn＋me)－MHe]·c2 J D．[2(mp＋mn)－MHe]·c2 J 解析：選B.核反應方程為2H＋2n→He，質量虧損Δm＝2(mp＋mn)－(MHe－2me)＝2(mp＋mn＋me)－MHe，所以釋放的能量為ΔE＝Δm×931.5 MeV＝[2(mp＋mn＋me)－MHe]×931.5 MeV，選項B正確． 3．(2018·江蘇清江中學高三模擬)一個質子以1.0×107 m/s的速度撞入一個靜止的鋁原子核后被俘獲，鋁原子核變?yōu)楣柙雍?，已知鋁核的質量是質子的27倍，硅核的質量是質子的28倍，則下列判斷中正確的是(　　) A．核反應方程為：Al＋H→Si B．核反應方

4、程為：Al＋n→Si C．硅原子核速度的數(shù)量級為107 m/s，方向跟質子的初速度方向一致 D．硅原子核速度的數(shù)量級為106 m/s，方向跟質子的初速度方向一致 解析：選A.由質量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒可知：方程為Al＋H→Si，故A正確，B錯誤；由動量守恒可知，mv＝28mv′，解得v′＝ m/s，故數(shù)量級約為105 m/s，故C、D錯誤． 4．核能作為一種新能源在現(xiàn)代社會中已不可缺少，我國在完善核電安全基礎上將加大核電站建設．核泄漏中的钚(Pu)是一種具有放射性的超鈾元素，它可破壞細胞基因，提高罹患癌癥的風險．已知钚的一種同位素Pu的半衰期為24 100年，其衰變方程為Pu→X＋He＋

5、γ，下列說法中正確的是(　　) A．X原子核中含有92個中子 B．100個Pu經(jīng)過24 100年后一定還剩余50個 C．由于衰變時釋放巨大能量，根據(jù)E＝mc2，衰變過程總質量增加 D．衰變發(fā)出的γ射線是波長很短的光子，具有很強的穿透能力 解析：選D.根據(jù)核反應過程中質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得，X原子核中含有92個質子，235個核子，則中子數(shù)為235－92＝143(個)，選項A錯誤；半衰期是大量原子核衰變時的統(tǒng)計規(guī)律，100個Pu經(jīng)過24 100年后不一定還剩余50個，選項B錯誤；由于衰變時釋放巨大能量，衰變過程總質量減少，選項C錯誤；衰變發(fā)出的γ射線是波長很短的光子，具有很強的穿透能

6、力，選項D正確． 5．(2018·忠縣模擬)下列四幅圖的有關說法正確的是(　　) A．圖①中，若兩球質量相等，碰后m2的速度不可能大于v B．圖②中，射線甲由α粒子組成，每個粒子帶兩個單位正電荷 C．圖③中，在光顏色保持不變的情況下，入射光越強，遏止電壓Uc越大 D．圖④中，鏈式反應屬于重核的衰變 解析：選A.若發(fā)生彈性碰撞，即沒有機械能損失，則m1v＝m1v1＋m2v2，m1v2＝m1v＋m2v聯(lián)立得：v2＝v；若碰撞過程有機械能損失，則v2＜v，總之，碰后m2的速度不可能大于v，A正確；射線丙由α粒子組成，該粒子帶兩個單位正電荷，而射線甲是β粒子，故B錯誤；根據(jù)光電效應方程

7、Ekm＝hν－W0和eUc＝Ekm得，Uc＝－，當入射光的頻率大于極限頻率時，遏止電壓與入射光的頻率成線性關系，與入射光的強度無關，故C錯誤；一個中子轟擊后，出現(xiàn)三個中子，此鏈式反應屬于重核的裂變，故D錯誤． 6．如圖為氫原子能級的示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，當向低能級躍遷時輻射出若干不同頻率的光．關于這些光，下列說法正確的是(　　) A．最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的光是由n＝4能級躍遷到n＝1能級產(chǎn)生的 B．頻率最小的光是由n＝2能級躍遷到n＝1能級產(chǎn)生的 C．這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光 D．用n＝2能級躍遷到n＝1能級輻射出的光照射逸出功為6.34 eV

8、的金屬鉑能發(fā)生光電效應 解析：選D.最容易發(fā)生衍射的應是波長最長而頻率最小、能量最低的光波，hν＝h＝En－Em，對應躍遷中能級差最小的應為n＝4能級到n＝3能級，故A、B錯誤；由C可知n＝4能級上的氫原子共可輻射出C＝6種不同頻率的光，故C錯誤；根據(jù)hν＝E2－E1及發(fā)生光電效應的條件hν≥W0可知D正確． 7．如圖所示為氫原子的能級示意圖，假設氫原子從n能級向較低的各能級躍遷的概率均為.則對300個處于n＝4能級的氫原子，下列說法正確的是(　　) A．向低能級躍遷時，向外輻射的光子的能量可以是任意值 B．向低能級躍遷時，向外輻射的光子能量的最小值為12.75 eV C．輻射的

9、光子的總數(shù)為550個 D．吸收大于1 eV的光子時不能電離 解析：選C.向低能級躍遷時，向外輻射的光子的能量一定等于兩能級的能量差，A錯誤；當氫原子由第4能級躍遷到第1能級時，向外輻射的光子能量最大，其值為12.75 eV，B錯誤；這300個氫原子向低能級躍遷時，分別向第3、2、1能級躍遷100個，第3能級的100個氫原子分別向第2、1能級躍遷50個，第2能級的150個氫原子直接躍遷到第1能級，因此總共向外輻射550個光子，C正確；只要吸收的光子具有的能量大于等于0.85 eV就能使氫原子電離，D錯誤． 二、多項選擇題(本題共7小題，每小題6分，共42分．在每小題給出的四個選項中，有多個

10、選項符合題目要求，全選對的得6分，選對但不全的得3分，有錯選或不答的得0分) 8．關于原子核的結合能，下列說法正確的是(　　) A．原子核的結合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量 B．一重原子核衰變成α粒子和另一原子核，衰變產(chǎn)物的結合能之和一定大于原來重核的結合能 C．銫原子核(Cs)的結合能小于鉛原子核(Pb)的結合能 D．自由核子組成原子核時，其質量虧損所對應的能量大于該原子核的結合能 解析：選ABC.原子核的結合能等于核子結合成原子核所釋放的能量，也等于將原子核完全分解成核子所需要的最小能量，A正確；重核衰變時釋放能量，從能量守恒的角度可以理解，要把衰變產(chǎn)物分解成單個

11、核子需要更多的能量，所以衰變產(chǎn)物的結合能之和一定大于原來重核的結合能，B正確；原子核的結合能是該原子核的比結合能與核子數(shù)的乘積，銫原子核(Cs)的比結合能與鉛原子核(Pb)的比結合能差不多，但銫原子核(Cs)的核子數(shù)比鉛原子核(Pb)的核子數(shù)少得多，因此其結合能小，C正確；自由核子組成原子核時，其質量虧損所對應的能量等于該原子核的結合能，D錯誤． 9．(2018·周口模擬)在下列關于近代物理知識的說法中，正確的是(　　) A．玻爾理論可以成功解釋氫原子的光譜現(xiàn)象 B．氫原子的核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，原子的能量增大 C．β射線為原子的核外電子電離后形成的電子流

12、D．鈾元素的半衰期為T，當溫度發(fā)生變化時，鈾元素的半衰期也發(fā)生變化 解析：選AB.玻爾理論成功地解釋了氫原子的光譜現(xiàn)象，故A正確；氫原子的核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，原子的能量增大，故B正確；β射線是原子核中的一個中子轉變?yōu)橐粋€電子和一個質子，電子釋放出來，故C錯誤；半衰期的大小與溫度無關，由原子核內部因素決定．故D錯誤． 10．(2018·河北邯鄲模擬)下列說法正確的是(　　) A．盧瑟福和他的助手做α粒子轟擊金箔實驗，證明了原子核是由質子和中子組成的 B．波爾原子理論第一次將量子觀念引入原子領域，提出了定態(tài)和躍遷的概念，成功地解釋了氫原子光譜的實驗規(guī)律 C．在

13、α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強，β射線的電離能力最強 D．在原子核中，比結合能越大表示原子核中的核子結合得越牢固 解析：選BD.盧瑟福和他的助手做α粒子轟擊金箔實驗，提出了原子的核式結構模型，故A錯誤；波爾原子理論第一次將量子觀念引入原子領域，提出了定態(tài)和躍遷的概念，成功地解釋了氫原子光譜的實驗規(guī)律，故B正確；在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強，α射線的電離能力最強，故C錯誤；在原子核中，比結合能越大的原子核，核子結合得越牢固，故D正確． 11．氦3與氘的核聚變發(fā)電不產(chǎn)生溫室氣體，不產(chǎn)生放射性物質，是一種十分清潔、安全和環(huán)保的能源，開發(fā)月壤中蘊藏豐富的氦3資源，

14、對人類社會今后的可持續(xù)發(fā)展具有深遠意義．該核反應可表示為He＋H→Li＋X(X表示某種粒子)，若He、H和Li的質量分別為m1、m2、m3，則下列選項正確的是(　　) A．X為中子 B．這種核反應在月球上可自發(fā)進行 C．高速的X粒子可以用來工業(yè)探傷 D．該反應釋放的核能ΔE<(m1＋m2－m3)c2 解析：選AD.由電荷數(shù)守恒和質量數(shù)守恒可得X為n，A正確；輕核聚變又稱熱核反應，必須在高溫下進行，不能在月球上自發(fā)進行，B錯誤；能夠用來工業(yè)探傷的是γ射線，并非高速中子流，C錯誤；由質能方程可知，該反應釋放的核能ΔE＝(m1＋m2－m3－mn)c2<(m1＋m2－m3)c2，D正確．

15、12．如圖所示，在氫原子能級圖中，氫原子從各個較高能級躍遷至同一較低能級時，會發(fā)出一系列光譜線，形成譜線系，分別稱為賴曼線系、巴耳末線系、帕邢線系等．在同一譜線系中，下列說法正確的是(　　) A．每一次躍遷都會釋放出一個電子，使原子變?yōu)榱Ｗ? B．各種躍遷都會釋放出不同能量的光子 C．各條譜線具有相同的頻率 D．躍遷后原子的能級是相同的 解析：選BD.由hν＝Em－En可得，各種不同能級的氫原子從高能級躍遷至低能級，會釋放不同能量(不同頻率)的光子，A、C錯誤，B正確；躍遷后原子的能級相同，D正確． 13．(2018·山西模擬)核反應堆是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應，釋放出大量核

16、能.U＋n→Ba＋Kr＋aX是反應堆中發(fā)生的許多核反應中的一種，X是某種粒子，a是X粒子的個數(shù)，用mU、mBa、mKr分別表示92U、Ba、Kr核的質量，mX表示X粒子的質量，c為真空中的光速，以下說法正確的是(　　) A．X為中子，a＝2 B．X為中子，a＝3 C．上述核反應中放出的核能ΔE＝(mU－mBa－mKr－2mX)c2 D．上述核反應中放出的核能ΔE＝(mU－mBa－mKr－3mX)c2 解析：選BC.核反應中，質量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒，則知U＋n→Ba＋Kr＋aX中X為n，a＝3，則A錯誤，B正確；由ΔE＝Δmc2可得：ΔE＝(mU＋mX－mBa－mKr－3mX)c2＝(

17、mU－mBa－mKr－2mX)c2，則C正確，D錯誤． 14．在探究光電效應現(xiàn)象時，某小組的同學分別用波長為λ、2λ的單色光照射某金屬，逸出的光電子最大速度之比為2∶1，普朗克常量用h表示，光在真空中的速度用c表示．則(　　) A．光電子的最大初動能之比為2∶1 B．該金屬的截止頻率為 C．該金屬的截止頻率為 D．用波長為λ的單色光照射該金屬時能發(fā)生光電效應 解析：選BD.由于兩種單色光照射下，逸出的光電子的最大速度之比為2∶1，由Ek＝mv2可知，光電子的最大初動能之比為4∶1，選項A錯誤；又由hν＝W＋Ek知，h＝W＋mv，h＝W＋mv，又v1＝2v2，解得W＝h，則該金屬的截

18、止頻率為，選項B正確，C錯誤；光的波長小于或等于3λ時才能發(fā)生光電效應，選項D正確． 三、非選擇題(本題共1小題，共16分，按題目要求作答) 15．(16分)如圖所示是研究光電管產(chǎn)生的電流的電路圖，A、K是光電管的兩個電極，已知該光電管陰極的極限頻率為ν0.現(xiàn)將頻率為ν(大于ν0)的光照射在陰極上，則： (1)________是陰極，陰極材料的逸出功等于________． (2)加在A、K間的正向電壓為U時，到達陰極的光電子的最大動能為____________，將A、K間的正向電壓從零開始逐漸增加，電流表的示數(shù)的變化情況是________________． (3)為了阻止光電子到

19、達陽極，在A、K間應加 U反＝________的反向電壓． (4)下列方法一定能夠增加飽和光電流的是________． A．照射光頻率不變，增加光強 B．照射光強度不變，增加光的頻率 C．增加A、K電極間的電壓 D．減小A、K電極間的電壓 解析：(1)被光照射的金屬將有光電子逸出，故K是陰極，逸出功與極限頻率的關系為W0＝hν0. (2)根據(jù)光電效應方程可知，逸出的光電子的最大初動能為hν－h(huán)ν0，經(jīng)過電場加速獲得的能量為eU，所以到達陽極的光電子的最大動能為hν－h(huán)ν0＋eU，隨著電壓增加，單位時間內到達陽極的光電子數(shù)量將逐漸增多，但當從陰極逸出的所有光電子都到達陽極時，再增大電壓，也不可能使單位時間內到達陽極的光電子數(shù)量增多．所以，電流表的示數(shù)先是逐漸增大，直到保持不變． (3)從陰極逸出的光電子在到達陽極的過程中將被減速，被電場消耗的動能為eU反，如果hν－h(huán)ν0＝eU反，就將沒有光電子能夠到達陽極，所以U反＝. (4)要增加單位時間內從陰極逸出的光電子的數(shù)量，就需要增加照射光單位時間內入射光子的個數(shù)，所以只有A正確． 答案：(1)K　hν0　(2)hν－h(huán)ν0＋eU　逐漸增大，直至保持不變　(3) 　(4)A