北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模
拟》A版
专题十三 近代物理初步
基础篇
考点一 光电效应
1.(2022江苏,4,4分)上海光源通过电子-光子散射使光子能量增加。光子能量增加
后 ( )
A.频率减小 B.波长减小
C.动量减小 D.速度减小
答案 B
2.(2022全国乙,17,6分)一点光源以113 W的功率向周围所有方向均匀地辐射波
长约为6×10-7 m的光,在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为
3×1014个。普朗克常量为h=6.63×10-34 J·s。R约为 ( )
A.1×102 m B.3×102 m
C.6×102 m D.9×102 m
答案 B
3.(2022河北,4,4分)如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压
U 与入射光频率ν的实验曲线,该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程,并且第
c
一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可知 ( )
A.钠的逸出功为hν
c
B.钠的截止频率为8.5×1014 Hz
C.图中直线的斜率为普朗克常量h
D.遏止电压U 与入射光频率ν成正比
c
答案 A
4.(2021山西大同阶段检测,8)(多选)大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁
时能辐射出多种不同频率的光,用这些光照射如图2所示的光电管的阴极K。已
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知氢原子的部分能级图如图1所示,阴极K为金属钨,其逸出功为4.54 eV。则下
列说法中正确的是 ( )
图1
图2
A.这些氢原子最多能发出6种不同频率的光
B.跃迁到基态时,会辐射γ射线
C.能使金属钨发生光电效应的光有3种
D.若将电源的正负极调换,电路中的光电流将变为0
答案 AC
5.(2021江苏,8,4分)如图所示,分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究,其
截止频率ν <ν ,保持入射光不变,则光电子到达A极时的最大动能E 随电压U变
1 2 km
化关系的图像是 ( )
答案 C
考点二 光的波粒二象性
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1.(2022湖南,1,4分)关于原子结构和微观粒子波粒二象性,下列说法正确的是 (
)
A.卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征
B.玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律
C.光电效应揭示了光的粒子性
D.电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性
答案 C
2.(2021浙江1月选考,10,3分)下列说法正确的是 ( )
A.光的波动性是光子之间相互作用的结果
B.玻尔第一次将“量子”引入原子领域,提出了定态和跃迁的概念
C.光电效应揭示了光的粒子性,证明了光子除了能量之外还具有动量
D.α射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方,验电器金属箔的张角会
变大
答案 B
h
3.(2021河北,3,4分)普朗克常量h=6.626×10-34 J·s,光速为c,电子质量为m ,则
e m c
e
在国际单位制下的单位是 ( )
A.J/s B.m C.J·m D.m/s
答案 B
4.(2021浙江6月选考,13,3分)已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,电子的质量为
9.11×10-31 kg。一个电子和一滴直径约为4 μm的油滴具有相同动能,则电子与油
滴的德布罗意波长之比的数量级为 ( )
A.10-8 B.106 C.108 D.1016
答案 C
考点三 原子结构
1.(2022广东,5,4分)目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子。氢
E
原子第n能级的能量为E = 1 ,其中E =-13.6 eV。如图是按能量排列的电磁波谱,
n n2 1
要使n=20的氢原子吸收一个光子后,恰好失去一个电子变成氢离子,被吸收的光
子是 ( )
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A.红外线波段的光子 B.可见光波段的光子
C.紫外线波段的光子 D.X射线波段的光子
答案 A
2.(2022浙江6月选考,7,3分)图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=3的激发
态,在向低能级跃迁时放出光子,用这些光子照射逸出功为2.29 eV的金属钠。下
列说法正确的是 ( )
A.逸出光电子的最大初动能为10.80 eV
B.n=3跃迁到n=1放出的光子动量最大
C.有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应
D.用0.85 eV的光子照射,氢原子跃迁到n=4激发态
答案 B
3.(2020天津,1,5分)在物理学发展的进程中,人们通过对某些重要物理实验的深入
观察和研究,获得正确的理论认识。下列图示的实验中导致发现原子具有核式结
构的是 ( )
答案 D
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4.(2021北京,14,3分)北京高能光源是我国首个第四代同步辐射光源,计划于2025
年建成。同步辐射光具有光谱范围宽(从远红外到X光波段,波长范围约为10-5
m~10-11 m,对应能量范围约为10-1 eV~105 eV)、光源亮度高、偏振性好等诸多特
点,在基础科学研究、应用科学和工艺学等领域已得到广泛应用。
速度接近光速的电子在磁场中偏转时,会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射,这个现象
最初是在同步加速器上观察到的,称为“同步辐射”。以接近光速运动的单个电
子能量约为109 eV,回旋一圈辐射的总能量约为104 eV。下列说法正确的是 (
)
A.同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样
B.用同步辐射光照射氢原子,不能使氢原子电离
C.蛋白质分子的线度约为10-8 m,不能用同步辐射光得到其衍射图样
D.尽管向外辐射能量,但电子回旋一圈后能量不会明显减小
答案 D
考点四 原子核
1.(2022山东,1,3分)碘125衰变时产生γ射线,医学上利用此特性可治疗某些疾病。
碘125的半衰期为60天,若将一定质量的碘125植入患者病灶组织,经过180天剩
余碘125的质量为刚植入时的 ( )
1 1 1 1
A. B. C. D.
16 8 4 2
答案 B
2.(2022全国甲,17,6分)两种放射性元素的半衰期分别为t 和2t ,在t=0时刻这两
0 0
N
种元素的原子核总数为N,在t=2t 时刻,尚未衰变的原子核总数为 ,则在t=4t 时
0 3 0
刻,尚未衰变的原子核总数为 ( )
N N N N
A. B. C. D.
12 9 8 6
答案 C
3.(2022浙江6月选考,14,2分)(多选)秦山核电站生产
14C的核反应方程为 14N+1n→ 14C+X,其产物
6 7 0 6
14C的衰变方程为 14C→14N+ 0 e。下列说法正确的是 ( )
6 6 7 -1
A.X是 1H
1
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B.14C可以用作示踪原子
6
C.0 e来自原子核外
-1
D.经过一个半衰期,10个 14C将剩下5个
6
答案 AB
4.(2021山东,1,3分)在测定年代较近的湖泊沉积物年份时,常利用沉积物中半衰期
较短的 210Pb,其衰变方程为 210Pb→ 210Bi+X。以下说法正确的是 ( )
82 82 83
A.衰变方程中X是电子
B.升高温度可以加快 210Pb的衰变
82
C.210Pb与 210Bi的质量差等于衰变的质量亏损
82 83
D.方程中的X来自 210Pb内质子向中子的转化
82
答案 A
5.(2022湖北,1,4分)上世纪四十年代初,我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微
子存在的实验方案:如果静止原子核 7Be俘获核外K层电子e,可生成一个新原子
4
核X,并放出中微子ν ,即 7Be+0 e→X+0ν 。根据核反应后原子核X的动能和动
e 4 -1 0 e
量,可以间接测量中微子的能量和动量,进而确定中微子的存在。下列说法正确的
是 ( )
A.原子核X是 7Li
3
B.核反应前后的总质子数不变
C.核反应前后总质量数不同
D.中微子ν 的电荷量与电子的相同
e
答案 A
6.(2022江苏,13,8分)利用云室可以知道带电粒子的性质。如图所示,云室中存在
磁感应强度大小为B的匀强磁场,一个质量为m、速度为v的电中性粒子在A点
分裂成带等量异号电荷的粒子a和b,a、b在磁场中的径迹是两条相切的圆弧,相
同时间内的径迹长度之比l ∶l =3∶1,半径之比r ∶r =6∶1。不计重力及粒子间
a b a b
的相互作用力。求:
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(1)粒子a、b的质量之比m ∶m ;
a b
(2)粒子a的动量大小p 。
a
6
答案 (1)2∶1 (2) mv
7
综合篇
拓展一 原子跃迁、电离的理解
1.(2020北京,2,3分)氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于n=3能级上,下列
说法正确的是 ( )
A.这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子
B.从n=3能级跃迁到n=1能级比跃迁到n=2能级辐射的光子频率低
C.从n=3能级跃迁到n=4能级需吸收0.66 eV的能量
D.n=3能级的氢原子电离至少需要吸收13.6 eV的能量
答案 C
2.(2019课标Ⅰ,14,6分)氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63~3.10 eV的
光为可见光。要使处于基态(n=1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子,最少应
给氢原子提供的能量为 ( )
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A.12.09 eV B.10.20 eV
C.1.89 eV D.1.51 eV
答案 A
3.(2022河北唐山联考,8)(多选)氦原子被电离出一个核外电子,形成类氢结构的氦
离子。已知基态的氦离子能量为E =-54.4 eV,氦离子能级的示意图如图所示。在
1
具有下列能量的粒子中,能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是 ( )
A.54.4 eV(光子) B.50.4 eV(光子)
C.48.4 eV(电子) D.42.8 eV(光子)
答案 AC
拓展二 可控核聚变
1.(2021湖北,1,4分)20世纪60年代,我国以国防为主的尖端科技取得了突破性的
发展。1964年,我国第一颗原子弹试爆成功;1967年,我国第一颗氢弹试爆成功。
关于原子弹和氢弹,下列说法正确的是 ( )
A.原子弹和氢弹都是根据核裂变原理研制的
B.原子弹和氢弹都是根据核聚变原理研制的
C.原子弹是根据核裂变原理研制的,氢弹是根据核聚变原理研制的
D.原子弹是根据核聚变原理研制的,氢弹是根据核裂变原理研制的
答案 C
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2.(2019课标Ⅱ,15,6分)太阳内部核反应的主要模式之一是质子—质子循环,循环
的结果可表示为
41H→4He+20e+2ν
1 2 1
已知 1H和 4He的质量分别为m =1.007 8 u和m =4.002 6 u,1 u=931 MeV/c2,c为
1 2 p α
光速。在4个 1H转变成1个 4He的过程中,释放的能量约为 ( )
1 2
A.8 MeV B.16 MeV
C.26 MeV D.52 MeV
答案 C
3.(2019天津理综,6,6分)(多选)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太
阳”2018年获得重大突破,等离子体中心电子温度首次达到1亿摄氏度,为人类开
发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础。下列关于聚变的说法正确的是 (
)
A.核聚变比核裂变更为安全、清洁
B.任何两个原子核都可以发生聚变
C.两个轻核结合成质量较大的核,总质量较聚变前增加
D.两个轻核结合成质量较大的核,核子的比结合能增加
答案 AD
4.(2021湖南新高考适应卷,1)2020年12月4日,新一代“人造太阳”装置——中
国环流器二号M装置(HL-2M)在成都建成并首次实现利用核聚变放电。下列方
程中,正确的核聚变反应方程是 ( )
A.2H+3H→4He+1n
1 1 2 0
B.238U→234Th+4He
92 90 2
C.235U+1n→144Ba+89Kr+31n
92 0 56 36 0
D.4He+27Al→30P+21n
2 13 15 0
答案 A
拓展三 核反应与核能的计算
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1.(2021北京,1,3分)硼(B)中子俘获治疗是目前最先进的癌症治疗手段之一。治疗
时先给病人注射一种含硼的药物,随后用中子照射,硼俘获中子后,产生高杀伤力
的α粒子和锂(Li)离子。这个核反应的方程是( )
A.10B+1n→7Li+4HeB.11B+4He→14N+1n
5 0 3 2 5 2 7 0
C.14N+4He→17O+1H D.14N+1n→14C+1H
7 2 8 1 7 0 6 1
答案 A
2.(2020课标Ⅱ,18,6分)氘核 2H可通过一系列聚变反应释放能量,其总效果可用
1
反应式
62H→24He+21H+21n+43.15 MeV
1 2 1 0
表示。海水中富含氘,已知1 kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个,若全都发生聚
变反应,其释放的能量与质量为M的标准煤燃烧时释放的热量相等;已知1 kg标
准煤燃烧释放的热量约为2.9×107 J,1 MeV=1.6×10-13 J,则M约为 ( )
A.40 kg B.100 kg
C.400 kg D.1 000 kg
答案 C
3.(2021海南,5,3分)1932年,考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变实验,
验证了质能关系的正确性。在实验中,锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍
原子核,随后又蜕变为两个原子核,核反应方程为
7Li+ 1H→A Be→2X。已知 1H、 7Li、X的质量分别为m =1.007 28 u、
3 1 Z 1 3 1
m =7.016 01 u、m =4.001 51 u,光在真空中的传播速度为c,则在该核反应中 (
2 3
)
A.质量亏损Δm=4.021 78 u
B.释放的核能ΔE=(m +m -2m )c2
1 2 3
C.铍原子核内的中子数是5
D.X表示的是氚原子核
答案 B
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