20202021年高三物理单元同步提升训练近代物理pdf

2020-2021年高三物理单元同步提升训练：近代物理一、单选题（每题3分，共计24分）1.（2020年浙江卷）5.下列说法正确的是（）A.质子的德布罗意波长与其动能成正比B.天然放射的三种射线，穿透能力最强的是射线C.光电效应实验中的截止频率与入射光的频率有关D.电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性【答案】D【解析】【详解】A．由公式k2hhpmE可知质子的德布罗意波长1p，k1E，故A错误；B．天然放射的三种射线，穿透能力最强的是射线，故B错误；C．由kEhW当0hW，可知截止频率与入射光频率无关，由材料决定，故C错误；D．电子束穿过铝箱后的衍射图样说明电子具有波动性，故D正确。故选D。2.（2020年全国II卷）氘核21H可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式241112106H2He2H+2n+43.15MeV表示。海水中富含氘，已知1kg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1kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107J，1MeV=1.6×10–13J，则M约为（）A.40kgB.100kgC.400kgD.1000kg【答案】C【解析】【详解】氘核21H可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式241112106H2He2H+2n+43.15MeV则平均每个氘核聚变释放的能量为43.15=MeV66E1kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个，可以放出的总能量为0EN由Qmq可得，要释放的相同的热量，需要燃烧标准煤燃烧的质量0400kgEQmqq3.（2020年江苏卷）“测温枪”（学名“红外线辐射测温仪”）具有响应快、非接触和操作方便等优点。它是根据黑体辐射规律设计出来的，能将接收到的人体热辐射转换成温度显示。若人体温度升高，则人体热辐射强度I及其极大值对应的波长的变化情况是（）A.I增大，增大B.I增大，减小C.I减小，增大D.I诚小，减小【答案】B【解析】【详解】黑体辐射的实验规律如图特点是，随着温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，所以人体热辐射的强度I增大；随着温度的升高，辐射强度的峰值向波长较短的方向移动，所以减小。故选B。4.（2020年天津卷）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（）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】A．双缝干涉实验说明了光具有波动性，故A错误；B．光电效应实验，说明了光具有粒子性，故B错误；C．实验是有关电磁波的发射与接收，与原子核无关，故C错误；D．卢瑟福的α粒子散射实验导致发现了原子具有核式结构，故D正确；故选D。5.（2019·新课标全国Ⅰ卷）氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63eV~3.10eV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A．12.09eVB．10.20eVC．1.89eVD．1.5leV【答案】A【解析】由题意可知，基态（n=1）氢原子被激发后，至少被激发到n=3能级后，跃迁才可能产生能量在1.63eV~3.10eV的可见光。故。故本题选A。6.（2020年北京卷）氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于3n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3n能级跃迁到1n能级比跃迁到2n能级辐射的光子频率低C.从3n能级跃迁到4n能级需吸收0.66eV的能量D.3n能级的氢原子电离至少需要吸收13.6eV的能量【答案】C【解析】【详解】A．大量氢原子处于3n能级跃迁到1n最多可辐射出23C3种不同频率的光子，故A错误；B．根据能级图可知从3n能级跃迁到1n能级辐射的光子能量为113.6eV1.51eVh=-从3n能级跃迁到2n能级辐射的光子能量为23.4eV1.51eVh=-比较可知从3n能级跃迁到1n能级比跃迁到2n能级辐射的光子频率高，故B错误；C．根据能级图可知从3n能级跃迁到4n能级，需要吸收的能量为1.51eV0.85eV=0.66eVE=-故C正确；D．根据能级图可知氢原子处于3n能级的能量为-1.51eV，故要使其电离至少需要吸收1.51eV的能量，故D错误；故选C。7.（2019·新课标全国Ⅱ卷）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，已知11H和42He的质量分别为P1.0078um和4.0026um，1u=931MeV/c2，c为光速。在4个11H转变成1个42He的过程中，释放的能量约为A．8MeVB．16MeVC．26MeVD．52MeV【答案】C【解析】由2EmC知，2Emc=，忽略电子质量，则：，故C选项符合题意；8.（2019·天津卷）如图为a、b、c三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。由a、b、c组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是【答案】C【解析】由光电效应的方程，动能定理keUE，两式联立可得，故截止电压越大说明光的频率越大，则有三种光的频率bcavvv，则可知三种光的折射率的关系为bcannn，因此光穿过三棱镜时b光偏折最大，c光次之，a光最小，故选C，ABD错误。二、多选题（每题5分，共计40分）9.（2020年全国I卷）下列核反应方程中，X1，X2，X3，X4代表α粒子的有（）A.2211101H+Hn+X→B.2311102H+Hn+X→C.23511448992056363U+nBa+Kr+3X→D.1630314n+LiH+X→【答案】BD【解析】【详解】α粒子为氦原子核42He，根据核反应方程遵守电荷数守恒和质量数守恒，A选项中的X1为32He，B选项中的X2为42He，C选项中的X3为中子10n，D选项中的X4为42He。故选BD。10.（2020年全国III卷）1934年，约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝箔，首次产生了人工放射性同位素X，反应方程为：42712130He+AlX+n→。X会衰变成原子核Y，衰变方程为01XY+e→，则（）A.X的质量数与Y的质量数相等B.X的电荷数比Y的电荷数少1C.X的电荷数比2713Al的电荷数多2D.X的质量数与2713Al的质量数相等【答案】AC【解析】【详解】设X和Y的质子数分别为1n和2n，质量数分别为1m和2m，则反应方程为1142712130He+AlX+nmn，121201XY+mmnne根据反应方程质子数和质量数守恒，解得12+13=n，121nn14+27=1m，120mm解得115n，214n，130m，230mAC．X的质量数（130m）与Y的质量数（230m）相等，比2713Al的质量数多3，故A正确，D错误；BC．X的电荷数（115n）比Y的电荷数（214n）多1，比2713Al的电荷数多2，故B错误，C正确；故选AC。11.（2020年浙江卷）太阳辐射的总功率约为26410W´，其辐射的能量来自于聚变反应。在聚变反应中，一个质量为21876.1MeV/c（c为真空中的光速）的氘核（21H）和一个质量为22809.5MeV/c的氚核（31H）结合为一个质量为23728.4MeV/c的氦核（42He），并放出一个X粒子，同时释放大约17.6MeV的能量。下列说法正确的是（）A.X粒子是质子B.X粒子的质量为2939.6MeV/cC.太阳每秒因为辐射损失的质量约为94.410kgD.太阳每秒因为辐射损失的质量约为217.6MeV/c【答案】BC【解析】【详解】A．由质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，则X为中子，选项A错误；B．根据能量关系可知21876.12809.53728.417.6nmc解得2939.6MeV/nmc，选项B正确；C．太阳每秒放出的能量26410JEPt损失的质量269216410kg4.410kg910Emc选项C正确；D．因为2626453919410410J=eV2.510eV=2.510MeV1.610E则太阳每秒因为辐射损失的质量为39222.510MeV/cEmc选项D错误。故选BC。12.（2019·天津卷）(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【解析】核聚变的最终产物时氦气无污染，而核裂变会产生固体核废料，因此核聚变更加清洁和安全，A正确；发生核聚变需要在高温高压下进行，大核不能发生核聚变，故B错误；核聚变反应会放出大量的能量，根据质能关系可知反应会发生质量亏损，故C错误；因聚变反应放出能量，因此反应前的比结合能小于反应后的比结合能，故D正确。13.（2019·浙江选考）(多选)处于较高能级的氢原子向较低能级跃迁时，能辐射出a、b两种可见光，a光照射某金属表面时有光电子逸出，b光照射该金属表面时没有光电子逸出，则A．以相同的入射角射向一平行玻璃砖，a光的侧移量小于b光的B．垂直入射到同一单缝衍射装置，a光的衍射中央亮条纹宽度小于b光的C．a光和b光的频率之比可能是20/27D．a光子的动量大于b光子的【答案】BD【解析】根据题意可知a光频率低于b光频率，玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，b光的折射率较小，以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光的折射角较大，所以b光侧移量小，即a光的侧移量大于b光的，A错误；频率越大，波长越小，通过同一单缝衍射装置时，中央亮条纹宽度越小，B正确；a光的频率大，故频率之比不可能为2027，C错误；频率越大，波长越小，即ab，根据hp可知abpp，D正确。14.（2019·浙江选考）(多选)一个铍原子核（74Be）俘获一个核外电子（通常是最靠近原子核的K壳层的电子）后发生衰变，生成一个锂核（73Li），并放出一个不带电的质量接近零的中微子νe，人们把这种衰变称为“K俘获”。静止的铍核发生零“K俘获”，其核反应方程为已知铍原子的质量为MBe=7.016929u，锂原子的质量为MLi=7.016004u，1u相当于9.31×102MeV。下列说法正确的是A．中微子的质量数和电荷数均为零B．锂核（73Li）获得的动能约为0.86MeVC．中微子与锂核（73Li）的动量之和等于反应前电子的动量D．中微子与锂核（73Li）的能量之和等于反应前电子的能量【答案】AC【解析】反应方程为，根据质量数和电荷数守恒可知中微子的质量数和电荷数均为零，A正确；根据质能方程，质量减少，为释放的核能，不是锂核获得的动能，B错误；衰变过程中内力远大于外力，故反应前后动量守恒，故中微子与锂核（73Li）的动量之和等于反应前电子的动量，C正确；由于反应过程中存在质量亏损，所以中微子与锂核（73Li）的能量之和小于反应前电子的能量，D错误。15..(多选)2017年1月9日,大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖。大多数原子核发生核反应的过程中都伴着中微子的产生,例如核裂变、核聚变、β衰变等。下列关于核反应的说法正确的是()。A.Th衰变为Rn,经过3次α衰变,2次β衰变BHHHen是α衰变方程ThPae是β衰变方程CUnBaKr+n是核裂变方程,也是氢弹的核反应方程D.高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子,其核反应方程为HeNOH【解析Th衰变为Rn,经过3次α衰变,2次β衰变,故A项正确HHHen是核聚变方程ThPae是β衰变方程,故B项错误Un→BaKr+n是核