2018年新课标高考物理总复习 阶段综合评估 近代物理初步

阶段综合评估(十二)近代物理初步一、单项选择题1．下列说法不正确的是()A．β射线与γ射线一样都是电磁波，但β射线的穿透本领远比γ射线弱B．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征C．氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时氢原子的能量减少D．在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固解析：选Aβ射线不是电磁波，但β射线的穿透本领远比γ射线弱，故A错误；玻尔将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律，B正确；氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，轨道半径减小，原子能量减小，C正确；在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，D正确。2．如图所示为研究某未知元素放射性的实验装置，实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场E，通过显微镜可以观察到，在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数。若撤去电场后继续观察，发现每分钟闪烁的亮点数没有变化；如果再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加，由此可以判断，放射源发出的射线可能为()A．β射线和γ射线B．α射线和β射线C．β射线和X射线D．α射线和γ射线解析：选D放射性元素放射出的射线为α射线、β射线和γ射线，α射线贯穿能力弱，一张薄纸就可挡住，β射线贯穿能力较强，可贯穿铝片，γ射线穿过能力极强。α射线带正电，β射线带负电，在电场中偏转，γ射线不带电。由此可知，放射源发出的射线可能为α射线和γ射线。选项D正确。3．铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：23592U＋10n→a＋b＋210n，则a＋b可能是()A.14054Xe＋9336KrB.14156Ba＋9236KrC.14156Ba＋9338SrD.14054Xe＋9438Sr解析：选D本题考查了裂变反应的反应方程，在核反应中质量数守恒和电荷数守恒，经分析各项中只有D选项符合要求。4．如图所示是氢原子的能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出6种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n＝2能级跃迁时释放的光子，则()A．6种光子中波长最长的是n＝4激发态跃迁到基态时产生的B．6种光子中有3种属于巴耳末系C．使n＝4能级的氢原子电离至少要0.85eV的能量D．若从n＝2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应，则从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子也一定能使该板发生光电效应解析：选C由E4－E1＝hcλ，得6种光子中由n＝4能级跃迁到n＝1能级的能量差最大，波长最短，所以A项错误。由巴耳末系的定义，知在6种光子中只有n＝4跃迁到n＝2和n＝3跃迁到n＝2释放的光子属于巴耳末系，B项错误。由E∞－E4＝0－(－0.85eV)＝0.85eV，所以要使n＝4能级的氢原子电离至少需0.85eV的能量，C项正确。因为E2－E1＝10.2eV＝hν1，E3－E2＝1.89eV＝hν2，所以ν1ν2，故D项错。5．已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量En＝E1n2，其中n＝2,3，…。用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速。能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为()A．－4hc3E1B．－2hcE1C．－4hcE1D．－9hcE1解析：选C处于第一激发态时n＝2，故其能量E2＝E14，电离时吸收的能量ΔE＝0－E2＝－E14，而光子能量ΔE＝hcλ，则解得λ＝－4hcE1，C正确。6．如图所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光，下列说法正确的是()A．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光B．由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的光频率最小C．由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的光最容易表现出衍射现象D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应解析：选D这些氢原子向低能级跃迁时可辐射出C24＝4×32＝6种光子，选项A错误；由n＝4能级跃迁到n＝3能级产生的光子能量最小，所以频率最小，选项B错误；由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的光子能量最大，频率最大，波长最小，最不容易表现出衍射现象，选项C错误；从n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光子能量为10.20eV6.34eV，所以能使金属铂发生光电效应，选项D正确。7．一静止的原子核A发生α衰变后变成原子核B，已知原子核A、原子核B和α粒子的质量分别为mA、mB和mα，光速为c，反应释放的核能全部转化为粒子的动能，则()A．原子核B与α粒子的速度之比为mB∶mαB．原子核B与α粒子的动能之比为mB∶mαC．原子核B与α粒子的动能之和为(mA－mB－mα)c2D．原子核A比原子核B的中子数多2，质子数多4解析：选C原子核A发生α衰变，设原子核B和α粒子的速度分别为vB和vα，由动量守恒定律有0＝mBvB－mαvα，则vBvα＝mαmB，EkBEkα＝mαmB，A、B错误。由质能方程知原子核B和α粒子的动能之和ΔE＝Δmc2＝(mA－mB－mα)c2，C正确。由质量数守恒和电荷数守恒知，A比B质子数多2，中子数多2，D错误。8．处于激发状态的原子，在入射光的电磁场的影响下，从高能态向低能态跃迁，两个状态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去，这种辐射叫做受激辐射。原子发生受激辐射时，发出的光子频率、发射方向等，都跟入射光子完全一样，这样使光得到加强，这就是激光产生的机理。那么，发生受激辐射时，产生激光的原子的总能量E、电势能Ep、电子动能Ek的变化情况是()A．Ep增大、Ek减小、E减小B．Ep减小、Ek增大、E减小C．Ep增大、Ek增大、E增大D．Ep减小、Ek增大、E不变解析：选B发生受激辐射时，向外辐射能量，知原子总能量减小，轨道半径减小，根据kqer2＝mv2r知，电子的动能增大，由于能量减小，则电势能减小，故A、C、D错误，B正确。二、多项选择题9．一个原子核23592U在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为23592U＋10n→X＋9438Sr＋210n，则下列叙述正确的是()A．X原子核中含有140个核子B．X原子核中含有86个中子C．因为裂变时释放能量，所以裂变后粒子的总质量数增加D．因为裂变时释放能量，所以裂变后粒子的总质量数减少解析：选AB设X的原子核中含有x个质子，质量数为y，根据电荷数和质量数守恒有：92＝x＋38,235＋1＝y＋94＋2，解得x＝54，y＝140，所以X的中子数为：y－x＝86，故A、B正确；裂变反应过程中质量数守恒，质量数不会变化，故C、D错误。10．下列说法中正确的是()A．卢瑟福提出原子的核式结构模型建立的基础是α粒子的散射实验B．发现天然放射现象的意义在于使人类认识到原子核具有复杂的结构C．原子核内的某一核子与其他核子间都有核力作用D．氢原子的核外电子，在由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道的过程中，放出光子，电子动能增加，原子的电势能增加解析：选AB由于“枣糕模型”无法解释卢瑟福的α粒子的散射实验，因此卢瑟福在此基础上提出了原子的核式结构模型，A正确；天然放射现象中，原子核发生衰变，生成新核，同时有电子或α粒子产生，因此说明了原子核可以再分，具有复杂的结构，B正确；核力作用距离很小，只有相邻间的核子有核力作用，C错误；根据功能关系，动能增加，则电势能减小，D错误。11.用绿光照射一光电管，能产生光电效应，现在用如图所示的电路测遏止电压，则()A．改用红光照射，遏止电压会增大B．改用紫光照射，遏止电压会增大C．延长绿光照射时间，遏止电压会增大D．增加绿光照射强度，遏止电压不变解析：选BD当遏止电压为零时，最大初动能为零，则入射光的能量等于逸出功，所以W0＝hν0，根据光电效应方程Ekm＝hν－W0和eUc＝Ekm，得：Uc＝hνe－W0e，当入射光的频率大于极限频率时，遏止电压与入射光的频率成线性关系，与光的强度无关，故A、C错误，B、D正确。12．氢原子光谱在可见光部分只有四条谱线，它们分别是从n为3、4、5、6的能级直接向n＝2能级跃迁时产生的。四条谱线中，一条红色、一条蓝色、两条紫色，则下列说法正确的是()A．红色光谱是氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时产生的B．蓝色光谱是氢原子从n＝6能级或n＝5能级直接向n＝2能级跃迁时产生的C．若氢原子从n＝6能级直接向n＝1能级跃迁，则能够产生红外线D．若氢原子从n＝6能级直接向n＝3能级跃迁时所产生的辐射不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n＝6能级直接向n＝2能级跃迁时所产生的辐射将可能使该金属发生光电效应解析：选AD红光的频率最小，故跃迁时对应的能级差最小，所以红色光谱是氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时产生的，选项A正确；紫光的频率最大，故紫色光谱是氢原子从n＝6能级或n＝5能级直接向n＝2能级跃迁时产生的，选项B错误；因紫外线的频率大于紫光的频率，故若氢原子从n＝6能级直接向n＝1能级跃迁，则能够产生紫外线，选项C错误；若氢原子从n＝6能级直接向n＝3能级跃迁时所产生的辐射不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n＝6能级直接向n＝2能级跃迁时发出光子的能量大于从n＝6能级直接向n＝3能级跃迁时所产生光子的能量，故所产生的辐射将可能使该金属发生光电效应，选项D正确。13．静止的镭原子核，发生衰变时放出一个X粒子，该过程核反应方程为22688Ra→22286Rn＋X，则(衰变放出的光子的动量不计)()A．X粒子为α粒子B．X粒子的动量与反冲核的动量大小相等C．该粒子与阴极射线的组成成分相同D．反冲核的中子数为136解析：选ABD由镭原子核与衰变的原子核的质子数与质量数可得，X粒子的质子数为2，质量数为4，故它为α粒子，选项A正确；由于镭原子核原来是静止的，故衰变后的两个粒子的动量之和为0，即X粒子的动量与反冲核的动量大小相等，方向相反，故选项B正确；由于阴极射线是电子流，故该粒子与阴极射线的组成成分不相同，选项C错误；由反冲核的质量数为222，质子数为86可得，其中子数为222－86＝136，故选项D正确。14．下列说法中正确的是()A．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构B.23290Th衰变成20882Pb要经过6次α衰变和4次β衰变C．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的D．升高放射性物质的温度，不可缩短其半衰期解析：选BD卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，但并不能说明原子核有复杂的结构，A错误；据α衰变、β衰变的实质可知23290Th→20882Pb＋n42He＋m0－1e，得n＝6，m＝4，故B正确；β衰变中β射线是由原子核中的中子转变形成的，C错误；放射性物质的半衰期只由原子核本身决定，与外界环境无关，D正确。