山东省2020版高考物理单元质检十四近代物理新人教版.docx

单元质检十四近代物理(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题8分,共80分。在每小题给出的选项中,第17题只有一项符合题目要求,第810题有多项符合题目要求。全部选对的得8分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)1.(2018湖南益阳调研)关于下列物理史实与物理现象,说法正确的是()A.光电效应现象由德国物理学家赫兹发现,爱因斯坦对其做出了正确的解释B.只有入射光的频率低于截止频率,才会发生光电效应C.根据爱因斯坦的光电效应方程可知,光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D.光电效应现象证明光是一种波答案A解析1887年德国物理学家赫兹发现了光电效应现象,爱因斯坦对光电效应的实验规律做出了正确的解释,故A正确;每种金属都有一个截止频率,只有入射光的频率高于截止频率,才会发生光电效应,故B错误;爱因斯坦的光电效应方程Ek=h-W0,光电子的最大初动能与入射光的频率不成正比,故C错误,光电效应现象证明光具有粒子性,故D错误;故选A。2.(2017北京卷,18)2017年年初,我国研制的“大连光源”极紫外自由电子激光装置,发出了波长在100 nm(1 nm=10-9 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲,大连光源因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子,但又不会把分子打碎。据此判断,能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h=6.610-34 Js,真空光速c=3108 m/s)()A.10-21 JB.10-18 JC.10-15 JD.10-12 J答案B解析电离能等于一个处于极紫外波段的光子能量E=h=hc=6.610-34310810010-9J1.9810-18J,故选B。3.(2017全国卷,15)一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核,衰变方程为92238U90234Th+24He。下列说法正确的是()A.衰变后钍核的动能等于粒子的动能B.衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小C.铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间D.衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量答案B解析静止的铀核发生衰变,衰变过程中动量守恒,所以衰变后粒子的动量和钍核的动量大小相等、方向相反,故选项B正确;由于m钍m,根据Ek=p22m可知,钍核的动能小于粒子的动能,故选项A错误;半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间,并不是放出一个粒子所经历的时间,故选项C错误;铀核发生衰变过程中有质量亏损,衰变后粒子与钍核的质量和小于衰变前铀核的质量,故选项D错误。4.(2018河北石家庄联考)如图所示是原子物理史上几个著名的实验,关于这些实验,下列说法正确的是()A.卢瑟福通过粒子散射实验否定了原子的核式结构模型B.放射线在磁场中偏转,中间没有偏转的为射线,电离能力最强C.电压相同时,光照越强,光电流越大,说明遏止电压和光的强度有关D.链式反应属于重核的裂变答案D解析卢瑟福通过粒子散射实验,提出了原子的核式结构模型,选项A错误;放射线在磁场中偏转,中间没有偏转的为射线,电离能力最弱,选项B错误;电压相同时,光照越强,光电流越大,说明光电流和光的强度有关,不能说明遏止电压和光的强度有关,选项C错误;链式反应属于重核的裂变,选项D正确。5.(2018山东泰安一模)如图是光电管的原理图。已知当有波长为0的光照到阴极K上时,电路中有光电流,则()A.若增加电路中电源电压,电路中光电流一定增大B.若将电源极性反接,电路中一定没有光电流产生C.若换用波长为1(10)的光照射阴极K时,电路中一定没有光电流D.若换用波长为2(20)的光照射阴极K时,即便光子的能量小,但若波长小于极限波长,仍然有光电流产生,选项C错误,D正确。6.(2018陕西宝鸡二模)氢原子能级图如图所示,当氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级时,辐射光的波长为656 nm,下列判断正确的是()A.氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时,辐射光的波长大于656 nmB.当氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时,辐射出的光子不能使逸出功为2.25 eV的钾发生光电效应C.一个处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生6种谱线D.用能量为1.0 eV的光子照射处于n=4能级上的氢原子,可以使氢原子电离答案D解析氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时,辐射光的能量大于氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时辐射光的能量,根据E=hc可知,辐射光的波长一定小于656nm,故A错误;从n=4能级跃迁到n=2能级时辐射出的光子能量为2.55eV,大于金属的逸出功,能使钾发生光电效应,故B错误;一个处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线,大量处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时,最多才会产生6种谱线,故C错误;当处于n=4的氢原子吸收的能量大于或等于0.85eV时,将会被电离,故D正确,故选D。7.(2018广东七校联合体联考)在某种条件下,铬原子的n=2能级上的电子跃迁到n=1能级上时释放的能量转交给n=4能级上的电子,使之脱离原子,这一现象叫做俄歇效应,以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子。已知铬原子的能级公式可简化表示为En=-An2,式中n=1,2,3表示不同的能级,A是正的已知常数。上述俄歇电子的动能是()A.316AB.716AC.1116AD.1316A答案C解析由题意可知n=1能级能量为:E1=-A,n=2能级能量为:E2=-A4,从n=2能级跃迁到n=1能级释放的能量为:E=E2-E1=3A4,n=4能级能量为:E4=-A16,电离需要能量为:E=0-E4=A16,所以从n=4能级电离后的动能为:Ek=E-E=3A4-A16=11A16,故ABD错误,C正确。8.(2018重庆万州月考)某金属在光的照射下产生光电效应,其遏止电压Uc与入射光频率的关系图象如图所示。则由图象可知()A.该金属的逸出功等于h0B.遏止电压是确定的,与入射光的频率无关C.入射光的频率为20时,产生的光电子的最大初动能为h0D.入射光的频率为30时,产生的光电子的最大初动能为h0答案AC解析当遏止电压为零时,最大初动能为零,则入射光的能量等于逸出功,所以W0=h0,故选项A正确;根据光电效应方程Ekm=h-W0和-eUc=0-Ekm得,Uc=he-W0e,可知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,故选项B错误;从图象上可知,逸出功W0=h0。根据光电效应方程Ekm=h20-W0=h0,故选项C正确;Ekm=h30-W0=2h0,故选项D错误。9.(2018湖南永州三模)如图所示是玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图。大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子,设普朗克常量为h,下列说法正确的是()A.能产生3种不同频率的光子B.产生的光子的最大频率为E3-E1hC.当氢原子从能级n=2跃迁到n=1时,氢原子的能量变大D.若氢原子从能级n=2跃迁到n=1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应,则当氢原子从能级n=3跃迁到n=1时放出的光子照到该金属表面时,逸出的光电子的最大初动能为E3-E2答案ABD解析根据Cn2可得从n=3能级跃迁能产生C32=3种光子,A正确;产生的光子有最大能量的是从n=3能级向n=1能级跃迁时产生的,根据公式h=E3-E1,解得=E3-E1h,B正确;从高能级向低能级跃迁,释放光子,氢原子能量变小,C错误;若氢原子从能级n=2跃迁到n=1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应,则当氢原子从能级n=3跃迁到n=1时放出的光子照到该金属表面时,逸出的光电子的最大初动能为E3-E2,故D正确。10.(2018湖北黄冈中学模拟)19世纪末20世纪初,科学家发现了放射性现象和同位素,引起了对原子构造的新探索,也包括对原子核结构的探索。下列关于原子核的说法正确的是()A.核力一定表现为吸引力B.弱相互作用是引起原子核衰变的原因C.核反应前后,质量和电荷守恒D.核反应堆中可以用石墨、重水和普通水作为慢化剂答案BD解析核力是短程力,在其作用范围内,随核子间距离的变化可以表现为引力也可以表现为斥力,故A错误;弱相互作用是引起原子核衰变的原因,选项B正确;核反应前后,质量数和电荷数守恒,选项C错误;核反应堆中可以用石墨、重水和普通水作为慢化剂,选项D正确;故选BD。二、非选择题(本题共2小题,共20分)11.(10分)(2018江苏盐城期末)有一群氢原子处于量子数n=3的激发态。已知量子数为n的能级为En=E1n2eV,氢原子基态的电子轨道半径为r,静电力常量为k,电子的电荷量为e ,普朗克常量为h ,真空中的光速为c。(1)求这群原子发出光谱线的条数,并画出原子跃迁能级示意图;(2)求这群原子跃迁发出的光子中,频率最大的光子波长;(3)假设电子在基态轨道上做匀速圆周运动,求电子的动能。答案 (1)3条;示意图见解析(2)-45hc64E11019m(3)ke22r解析(1)当氢原子从量子数n=3的能级跃迁到较低能级时,可以得到3条光谱线;(2)频率最大的一条光谱线对应的能级差为:E=E3-E1=E19-E1=-8E19eV=-64E14510-19J=hcE=-45hc64E11019m。(3)电子的质量为m,电子在基态轨道上的速率为v1,根据牛顿第二定律和库仑定律有:mv2r=ke2r所以:Ek=12mv2=ke22r12.(10分)(2017北京卷)在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个静止的放射性原子核发生了一次衰变。放射出粒子(24He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动,其轨道半径为R。以m、q分别表示粒子的质量和电荷量。(1)放射性原子核用ZAX表示,新核的元素符号用Y表示,写出该衰变的核反应方程。(2)粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,求圆周运动的周期和环形电流大小。(3)设该衰变过程释放的核能都转化为粒子和新核的动能,新核的质量为M,求衰变过程的质量亏损m。答案(1)ZAXZ-2A-4Y+24He(2)2mqBq2B2