2020高考物理二轮复习 课时巩固练10 近代物理初步课件

课时巩固练(10)近代物理初步1．关于光电效应的实验规律，下列说法正确的是()A．所有的光照射金属都能发生光电效应B．发生光电效应时，对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数就越多C．发生光电效应时，增大入射光的频率，单位时间内发射的光电子数增多D．光照在某金属表面，不发生光电效应时，只要增加入射光的强度，就会发生光电效应解析发生光电效应的金属存在极限频率，只有入射光的频率高于金属的极限频率时才能发生光电效应，A项错误；由实验现象可知，当发生光电效应时，入射光的强度越强，饱和电流越大，单位时间内发射的光电子数就越多，B项正确；增大入射光的频率，会增大光电子的最大初动能，但不会改变单位时间内发射的光电子数，C项错误；光照在某金属表面，不发生光电效应，说明入射光的频率低于该金属的极限频率，由实验现象可知，即使再增加入射光的强度，也不能发生光电效应，D项错误。答案B2．下列描绘两种温度下黑体辐射强度与频率关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是()解析根据黑体辐射实验规律，黑体热辐射的强度与波长的关系为：随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，则各种频率的辐射强度也都增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，即向频率较大的方向移动，只有B项符合黑体辐射实验规律。答案B3．某一放射性物质发生衰变时放出α、β、γ三种射线，让这三种射线进入磁场，运动情况如图所示，下列说法正确的是()A．该放射性物质的半衰期随温度的升高会增大B．射线C中的粒子是原子核的重要组成部分C．射线A中的粒子一定带正电D．射线B中的粒子的穿透性最弱解析半衰期由原子核本身决定，与外界因素无关，故A项错误；由题图可知射线C为电子，而原子核带正电，故B项错误；由左手定则可知，射线A中的粒子一定带正电，故C项正确；射线B为γ射线，穿透性最强，故D项错误。答案C4．(多选)某同学利用如图所示的实验装置来研究光电效应现象。某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象。闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中的电流刚好为零，此时电压表显示的电压值U称为遏止电压。根据遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能Ekm。现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极K，测到的遏止电压分别为U1和U2，设光电子质量为m，电荷量为e，下列说法正确的是()A．频率为ν1的单色光照射阴极K时光电子的最大初速度为v1m＝2eU1mB．阴极K金属的逸出功为W0＝hν1－eU1C．普朗克常量h＝eU1－U2ν1－ν2D．阴极K金属的极限频率为ν0＝U2ν1－U1ν2U1－U2解析当加上遏止电压U1时，有12mv21m＝eU1，所以v1m＝2eU1m，A项正确；联立12mv21m＝eU1和12mv21m＝hν1－W0，可得W0＝hν1－eU1①，B项正确；当用频率为ν2的光照射时，同理有W0＝hν2－eU2②，联立①②两式可得普朗克常量h＝eU1－U2ν1－ν2，C项正确；当用频率等于极限频率的光照射阴极K时，产生的光电子的最大初动能为零，则由光电效应方程可得hν0－W0＝0，又因为h＝eU1－U2ν1－ν2，W0＝hν1－eU1，联立可得ν0＝U1ν2－U2ν1U1－U2，D项错误。答案ABC5．(多选)关于物质的波粒二象性，下列说法正确的是()A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性解析由德布罗意波可知A、C两项正确；运动的微观粒子，达到的位置具有随机性，而没有特定的运动轨道，B项正确；由德布罗意理论知，宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，不是不具有波粒二象性，D项错误。答案ABC6．如图所示为氢原子的部分能级图，以下判断正确的是()A．处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的光子B．欲使处于基态的氢原子被激发，可用12.09eV的光子照射C．一个氢原子从n＝4的能级跃迁到基态时，最多可以辐射出6种不同频率的光子D．用从n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射金属铂(逸出功为6.34eV)时不能发生光电效应解析要使n＝3能级的氢原子发生跃迁，吸收的光子能量必须等于两能级间的能级差，或吸收大于1.51eV能量的任意频率的光子，故A项错误；根据玻尔理论，用12.09eV的光子照射时，吸收光子后氢原子的能量为12.09eV＋(－13.6)eV＝－1.51eV，所以能从基态发生跃迁，跃迁到第3能级，故B项正确；一个氢原子从n＝4的能级跃迁到基态时，最多可以辐射出3种不同频率的光子，故C项错误；从n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光子的能量E＝E2－E1＝－3.4eV－(－13.6)eV＝10.2eV＞6.34eV，故可以发生光电效应，故D项错误。答案B解析假设古木死亡时14C的质量为m0，现在的质量为m，从古木死亡到现在所含14C经过了n个半衰期，由题意可知：mm0＝12n＝45，所以n＝13，即古木死亡的时间距今约为5730×13年＝1910年，D项正确。答案D8．在核反应方程21H＋31H→42He＋X中，已知21H的质量为2.0136u，31H的质量为3.0180u，42He的质量为4.0026u，X的质量为1.0087u。则下列说法中正确是()A．X是中子，该反应释放能量B．X是质子，该反应释放能量C．X是中子，该反应吸收能量D．X是质子，该反应吸收能量解析根据核反应方程质量数和核电荷数守恒得：X的质量数为1，核电荷数为0，所以X是中子；反应前质量为2.0136u＋3.0180u＝5.0316u，反应后质量为4.0026u＋1.0087u＝5.0113u，即得核反应后质量亏损，所以该反应释放能量，A项正确。答案A9．(2019·湖北恩施州质检)利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟，可以制成氢原子钟。如图所示为氢原子的能级图，一群处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁，能辐射出波长最短的电磁波的频率为(已知普朗克常数为6.63×10－34J·s)()A．3.08×1014HzB．3.08×1015HzC．1.93×1014HzD．1.93×1015Hz解析辐射出的波长最短的电磁波为频率最高的电磁波，即为能量最大的电磁波，根据玻尔理论可知，E4－E1＝hν，求得ν＝[－0.85－－13.6×1.6×10－19]6.63×10－34Hz＝3.08×1015Hz，B项正确。答案B10．(多选)核电站中采用反应堆使重核裂变，将释放出的巨大能量转换成电能。反应堆中一种可能的核反应方程23592U＋10n→14360Nd＋9040Zr＋x＋y，设U核质量为m1，中子质量为m2，Nd核质量为m3，Zr核质量为m4，x质量为m5，y质量为m6，那么，在所给的核反应中()A．x可能是321H，y可能是110－1eB．x可能是310n，y可能是80－1eC．释放的核能为(m1＋m2－m3－m4－m5－m6)c2D．释放的核能为(m3＋m4＋m5＋m6－m1－m2)c2解析根据质量数和电荷数守恒，若x是321H，y是110－1e，则质量数不守恒，若x是310n，y是80－1e，则满足质量数和电荷数守恒，故A项错误，B项正确；根据能量转化可知反应前的质量大于反应后的质量，因为反应时一部分质量转化为能量释放出去了，故C项正确，D项错误。答案BC11．如图甲所示，用频率为ν0的光照射某种金属发生光电效应，测出光电流i随电压表示数U的变化图象如图乙所示，已知普朗克常量为h，光电子带电荷量为e。下列说法中正确的是()A．入射光越强，光电子的能量越高B．光电子的最大初动能为hν0C．该金属的逸出功为hν0—eUcD．用频率为eUch的光照射该金属时不可能发生光电效应解析根据光电效应的规律可知，入射光的频率越大，则逸出光电子的能量越大，与光强无关，A项错误；根据光电效应的规律，光电子的最大初动能为Ekm＝hν0－W0，B项错误；由题图乙可知Ekm＝eUc，则该金属的逸出功为W0＝hν0－eUc，C项正确；频率为eUch的光的能量为hν＝eUc，当eUc大于金属的逸出功W0时，同样可发生光电效应，D项错误。答案C12．爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释了光电效应的规律而获得1921年的诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示，其中ν0为极限频率。从图中可以确定的是()A．当入射光频率νν0时，会逸出光电子B．该金属的逸出功与入射光频率ν有关C．最大初动能Ekm与入射光强度成正比D．图中直线的斜率为普朗克常量h解析要有光电子逸出，则光电子的最大初动能Ekm＞0，即只有入射光的频率大于金属的极限频率时才会有光电子逸出，故A项错误；金属的逸出功是由金属自身决定的，与入射光频率无关，其大小W0＝hν0，故B项错误；根据爱因斯坦光电效应方程Ekm＝hν－W0，可知光电子的最大初动能Ekm与入射光的强度无关，但入射光越强，光电流越大，故C项错误；根据爱因斯坦光电效应方程Ekm＝hν－W0，可知斜率ΔEkmΔν＝h，故D项正确。答案D13．(2019·贵州遵义市模拟)月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3”(32He)的化学元素，是核聚变的重要原料之一。科学家初步估计月球上至少有100万吨“氦3”，如果相关技术开发成功，将可为地球带来取之不尽的能源。关于“氦3”与氘核(21H)聚变生成“氦4”(42He)，下列说法中正确的是()A．该核反应方程式为32He＋21H→42He＋11HB．该核反应生成物的质量大于参加反应物的质量C．该核反应出现质量亏损，吸收能量D．因为“氦3”比“氦4”的比结合能小，所以“氦3”比“氦4”稳定解析根据电荷数守恒、质量数守恒，该核反应方程为32He＋21H→42He＋11H，故A项正确；关于“氦3(32He)”与氘核(21H)聚变生成氦4(42He)和质子，有大量的能量放出，根据爱因斯坦质能方程可知该核反应有质量亏损，生成物的质量小于参加反应物质的质量，故B、C两项错误；比结合能越大，原子核越稳定，D项错误。答案A14．2018年中国散裂中子源(CSNS)将迎来验收，目前已建设的3台谱仪也将启动首批实验。有关中子的研究，下列说法正确的是()A．23490Th核发生一次α衰变，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4B．一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是原子核衰变反应C．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子D．中子和其他微观粒子，都具有波粒二象性解析α衰变的本质是发生衰变的核中减少的2个质子和2个中子形成氦核，所以一次α衰变，新核与原来的核相比，中子数减少了2，故A项错误；氘核和氚核的核反应是较轻的原子核的聚变反应，故B项错误；卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，查德威克通过α粒子轰击铍核获得碳核的实验发现了中子，故C项错误；所有粒子都具有波粒二象性，故D项正确。答案D