高考物理 模拟新题分类汇编 近代物理初步（含详解）.doc

o单元近代物理初步o1量子论初步光的粒子性352011课标全国卷 o1(1)在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为0，该金属的逸出功为_若用波长为(em，即辐射光子的能量为h2h1，d正确18o12011全国卷 已知氢原子的基态能量为e1，激发态能量en，其中n2,3，.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 b c d【解析】 c从第一激发态到电离状态吸收的能量e0，根据ehh，所以，因此答案为c.18o12011广东物理卷 光电效应实验中，下列表述正确的是()a光照时间越长光电流越大b入射光足够强就可以有光电流c遏止电压与入射光的频率有关d入射光频率大于极限频率才能产生光电子18o12011广东物理卷 cd【解析】 各种金属都存在着极限频率，低于极限频率的任何入射光强度再大、照射时间再长都不会发生光电效应；发生光电效应时，光电流的强度与入射光的强度成正比；遏止电压随入射光的频率增大而增大，故cd选项正确122011江苏物理卷 【选做题】本题包括a、b、c三小题，请选定其中两题，并在相应的答题区域内作答，若三题都做，则按a、b两题评分c(选修模块35)(12分)(1)o12011江苏物理卷 下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是()abcd图11(1)o12011江苏物理卷 【答案】 a【解析】 随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都增加，另一方面辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动，所以a正确29(1)o12011福建卷 (1)爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释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与入射光频率的关系如图113图113所示，其中0为极限频率从图中可以确定的是_(填选项前的字母)a逸出功与有关bekm与入射光强度成正比c当0时，会逸出光电子d图中直线的斜率与普朗克常量有关29(1)o12011福建卷 d【解析】 由爱因斯坦光电方程ekhw和wh0(w为金属的逸出功)可得，ekhh0，可见图象的斜率表示普朗克常量，d正确；只有0时才会发生光电效应，c错；金属的逸出功只和金属的极限频率有关，与入射光的频率无关，a错；最大初动能取决于入射光的频率，而与入射光的强度无关，b错o2原子核【必做部分】38o22011山东卷 【物理物理35】(1)碘131核不稳定，会发生衰变，其半衰期为8天碘131核的衰变方程：i_(衰变后的元素用x表示)经过_天有 75%的碘131核发生了衰变【答案】 xe16【解析】 在衰变的过程中，质量数守恒，核电荷数守恒，即ixe.经过8天后，有一半发生衰变，即50%发生衰变，再经过8天，剩下一半的一半发生衰变，这时有75%的碘131核发生了衰变，所以共用时间16天(2)如图122所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为2v0、v0.为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度(不计水的阻力)图122【解析】 设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为vmin，抛出货物后船的速度为v1，甲船上的人接到货物后船的速度为v2，由动量守恒定律得12mv011mv1mvmin10m2v0mvmin11mv2为避免两船相撞，应满足v1v2联立式得vmin4v016o22011重庆卷 核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射射线下列说法正确的是()a碘131释放的射线由氦核组成b铯137衰变时辐射出的光子能量小于可见光光子能量c与铯137相比，碘131衰变更慢d铯133和铯137含有相同的质子数16o22011重庆卷 d【解析】 射线实际是电子流，a错误；射线是高频电磁波，其光子能量大于可见光的能量，b错误；半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，碘131的半衰期为8天，铯137半衰期为30年，碘131衰变更快，c错误；同位素是具有相同的质子数和不同的中子数的元素，故铯133和铯137含有相同的质子数，d正确15o22011浙江卷 关于天然放射现象，下列说法正确的是()a射线是由氦原子核衰变产生b射线是由原子核外电子电离产生c 射线是由原子核外的内层电子跃迁产生d通过化学反应不能改变物质的放射性【解析】 d射线是由氦原子核组成的，不是由氦原子核衰变产生的，a选项错误；射线中的电子是原子核内部一个中子转变成一个质子的同时从原子核逸出的，b选项错误；射线是由原子核内部受激发产生的，常伴随着衰变和衰变，c选项错误；物质的放射性反映的是物质的物理性质，与其是否参与化学反应无关，d选项正确1o22011天津卷 下列能揭示原子具有核式结构的实验是()a光电效应实验b伦琴射线的发现c. 粒子散射实验d. 氢原子光谱的发现12011天津卷 c【解析】 卢瑟福根据粒子散射实验现象提出了原子的核式结构，c正确12o22011天津卷 回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技术的发展(1)当今医学影像诊断设备pet/ct堪称“现代医学高科技之冠”，它在医疗诊断中，常利用能放射正电子的同位素碳11作示踪原子碳11是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮14获得，同时还产生另一粒子，试写出核反应方程若碳11的半衰期为20 min，经2.0 h剩余碳11的质量占原来的百分之几？(结果取2位有效数字)(2)回旋加速器的原理如图所示，d1和d2是两个中空的半径为r的半圆金属盒，它们接在电压一定、频率为f的交流电源上，位于d1圆心处的质子源a能不断产生质子(初速度可以忽略，重力不计)，它们在两盒之间被电场加速，d1、d2置于与盒面垂直的磁感应强度为b的匀强磁场中若质子束从回旋加速器输出时的平均功率为p，求输出时质子束的等效电流i与p、b、r、f的关系式(忽略质子在电场中的运动时间，其最大速度远小于光速)图10(3)试推理说明：质子在回旋加速器中运动时，随轨道半径r的增大，同一盒中相邻轨道的半径之差r是增大、减小还是不变？122011天津卷 【解析】 (1)核反应方程为nhche设碳11原有质量为m0，经过t12.0 h剩余的质量为m，根据半哀期定义有1.6%(2)设质子质量为m，电荷量为q，质子离开加速器时速度大小为v，由牛顿第二定律知qvbm质子运动的回旋周期为t由回旋加速器工作原理可知，交流电源的频率与质子回旋频率相同，由周期t与频率f的关系得f设在t时间内离开加速器的质子数为n，则质子束从回旋加速器输出时的平均功率p输出时质子束的等效电流i由上述各式得i(3)方法一：设k(k*)为同一盒中质子运动轨道半径的序数，相邻的轨道半径分别为rk、rk1(rk1rk)，rkrk1rk，在相应轨道上质子对应的速度大小分别为vk、vk1，d1、d2之间的电压为u，由动能定理知2qumvmv由洛伦兹力充当质子做圆周运动的向心力，知rk，则2qu(rr)整理得rk因u、q、m、b均为定值，令c，由上式得rk相邻轨道半径rk1、rk2之差rk1因为rk2rk，比较rk、rk1得rk1rk说明随轨道半径r的增大，同一盒中相邻轨道的半径之差r减小方法二：设k(kn*)为同一盒中质子运动轨道半径的序数，相邻的轨道半径分别为rk、rk1(rr1rk)，rkrk1rk，在相应轨道上质子对应的速度大小分别为vk、vk1，d1、d2之间的电压为u.由洛伦兹力充当质子做圆周运动的向心力，知rk，故由动能定理知，质子每加速一次，其动能增量ekqu以质子在d2盒中运动为例，第k次进入d2时，被电场加速(2k1)次，速度大小为vk同理，质子第(k1)次进入d2时，速度大小为vk1综合上述各式得整理得rk同理，对于相邻轨道半径rk1、rk2，rk1rk2rk1，整理后有rk1由于rk2rk，比较rk、rk1得rk1rk说明随轨道半径r的增大，同一盒中相邻轨道的半径之差r减小，用同样的方法也可得到质子在d1盒中运动时具有相同的结论122011江苏物理卷 【选做题】本题包括a、b、c三小题，请选定其中两题，并在相应的答题区域内作答，若三题都做，则按a、b两题评分c(选修模块35)(12分)(2)o22011江苏物理卷 按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量_(选填“越大”或“越小”)已知氢原子的基态能量为e1(e1 0)，电子质量为m, 基态氢原子中的电子吸收一频率为的光子被电离后，电子速度大小为_(普朗克常量为h)(2)o22011江苏物理卷 【答案】 越大【解析】 电子离原子核越远，能级越大，电势能越大，原子能量也就越大；根据能量守恒定律有he1mv2，所以电离后电子速度大小为.(3)o22011江苏物理卷 有些核反应过程是吸收能量的例如，在xnoh中，核反应吸收的能量qc2.在该核反应方程中，x表示什么粒子？x粒子以动能ek轰击静止的n核，若ekq，则该核反应能否发生？请简要说明理由(3)o22011江苏物理卷 【答案】he.不能发生，因为不能同时满足能量守恒和动量守恒的要求【解析】 根据核反应中质量数和电荷数守恒，可求x粒子质量数和电荷数分别为4和2，所以粒子是he；粒子轰击，说明粒子具有动量，由动量守恒知，反应后总动量不为零，动能不为零，则系统机械能不为零，若ekq，则反应后系统机械能应为零，所以这样的核反应不能发生13o22011北京卷 表示放射性元素碘131(i)衰变的方程是()a. isbhe b. ixeec. iin d. iteh13o22011北京卷 b【解析】 衰变放出的为电子，只有b项正确o3近代物理初步综合12011东北模拟卢瑟福和他的助手做粒子轰击金箔实验，获得了重要发现关于粒子散射实验的结果，下列说法正确的是()a证明了质子的存在b证明了原子核是由质子和中子组成的c证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里d说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动1c【解析】 粒子散射实验发现了原子内存在一个集中了全部正电荷和几乎全部质量的核数年后卢瑟福发现核内有质子并预测核内存在中子，所以c对，a、b错玻尔发现了电子轨道量子化，d错22011福州模拟如图x311所示为卢瑟福和他的同事们做粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜分别放在图中的a、b、c、d四个位置时，下述对观察到现象的说法中正确的是()图x311a放在a位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多b放在b位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比a位置时稍少些c放在c、d位置时，屏上观察不到闪光d放在d位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少2ad【解析】 粒子散射实验的结果是，绝大多数粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数粒子发生了较大的偏转因此，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的a、b、c、d四个位置时，在相同时间内观察到屏上的闪光次数分别为绝大多数、少数、少数、极少数，故a、d正确32011锦州模拟已知金属钙的逸出功为2.7 ev，氢原子的能级图如图x312所示，一群氢原子处于量子数n4能级状态，则()图x312a氢原子可能辐射6种频率的光子b氢原子可能辐射5种频率的光子c有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应d有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应3. ac【解析】 一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可辐射的光谱线的条数为n，故a对，b错；这6种频率的光子有3种能量大于2.7 ev，c对，d错42011温州模拟如图x313所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光子照射逸出功为2.49 ev的金属钠，下列说法中正确的是()图x313a这群氢原子能辐射出三种频率不同的光，其中从n3跃迁到n2所发出的光波长最短b这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减小，电势能增大c金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为11.11 evd金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为9.60 ev4. d【解析】 从n3跃迁到n2所发出的光频率最小，波长最大，a错；氢原子在辐射光子的过程后，轨道半径减小，动能增大，电势能减小，总能量减小，b错；辐射光子的最大能量为12.09 ev，所以金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为(12.092.49) ev9.60 ev，c错，d对5.2011苏北模拟若氢原子的基态能量为e(e0 )，各个定态的能量值为en(n1,2,3)，则为使一处于基态的氢原子核外电子脱离原子核的束缚，所需的最小能量为_；若有一群处于n2能级的氢原子，发生跃迁时释放的光子照射某金属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功至多为_(结果均用字母表示)5ee【解析】 若氢原子的基态能量为e(e0 )，各个定态的能量值为en(n1,2,3)，则为使一处于基态的氢原子核外电子脱离原子核的束缚，电子需吸收能量跃迁到无穷远处，所需的最小能量为0ee；处于n2能级的氢原子，辐射光子的能量为e，所以要使某金属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功至多为e.6.2011西平模拟由于放射性元素np的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现已知np经过一系列衰变和衰变后变成bi，下列论断中正确的是()a. bi的原子核比np的原子核少28个中子b. bi的原子核比np的原子核少18个中子c衰变过程中共发生了7次衰变和4次衰变d衰变