【备考2014】2013高考物理 （真题+模拟新题分类汇编） 近代物理初步

1 近代物理初步近代物理初步 O1O1 量子论初步光的粒子性 20 O1O1 2013 北京卷 以往我们认识的光电效应是单光子光电效应 即一个电子在极 短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出 强激光的出现丰富了人们对于光电效应的 认识 用强激光照射金属 由于其光子密度极大 一个电子在极短时间内吸收多个光子成为 可能 从而形成多光子光电效应 这已被实验证实 光电效应实验装置示意如图 用频率为 的普通光源照射阴极 K 没有发生光电效 应 换用同样频率 的强激光照射阴极 K 则发生了光电效应 此时 若加上反向电压 U 即将阴极 K 接电源正极 阳极 A 接电源负极 在 KA 之间就形成了使光电子减速的电场 逐 渐增大 U 光电流会逐渐减小 当光电流恰好减小到零时 所加反向电压 U 可能是下列的 其 中 W 为逸出功 h 为普朗克常量 e 为电子电量 A U B U h e W e 2h e W e C U 2h W D U 5h 2e W e 20 B 解析 根据题目信息可知 普通光源照射时 电子不能吸收一个光子而成为自 由电子 但激光照射时 电子则可以吸收多个光子而成为自由电子 设电子吸收了 n 个光子 即 nh W Ek 当光电子在反向电压的作用下使光电流减小到 0 时 有 Ek eU 联立可得 U B 项正确 nh W e 14 O1O1 2013 浙江卷 物理 3 5 模块 10 分 小明用金属铷为阴极的光电管 观测光电效应现象 实验装置示意如图甲所示 已知普 朗克常量 h 6 63 10 34J s 甲 乙 1 图甲中电极 A 为光电管的 填 阴极 或 阳极 2 实验中测得铷的遏止电压 UC与入射光频率 之间的关系如图乙所示 则铷的截止频 率 C Hz 逸出功 W0 J 3 如果实验中入射光的频率 7 00 1014 Hz 则产生的光电子的最大初动能 2 Ek J 14 1 阳极 2 5 12 5 18 1014 3 39 3 43 10 19 3 1 21 1 25 10 19 解析 1 电路图为利用光电管产生光电流的实验电路 光电子从 K 极发射出来 故 K 为光电管的阴极 A 为光电管的阳极 2 遏制电压对光电子做负功 有 eUC Ek h W0 结合图像 当 UC 0 时 极限频率 0 5 15 1014 Hz 故逸出功 W0 h 0 3 41 10 19 J 3 光电子的最大初动能 Ek h W0 h h 0 1 23 10 19 J 1 O1O1 O2O2 2013 天津卷 下列说法正确的是 A 原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律 B 射线 射线 射线都是高速运动的带电粒子流 C 氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子 D 发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关 1 C 解析 原子核发生衰变时遵守电荷数守恒和质量数守恒 而不是电荷守恒和质 量守恒 A 错误 三种射线中 射线为高速运动的带电粒子流 而 射线为光子流 B 错误 氢原子从激发态向基态跃迁时 只能辐射与能级差相对应的特定频率的光子 C 正 确 发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光的频率有关 D 错误 O2O2 原子核 2 O2O2 2013 重庆卷 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 U n a b 2 n 则 a b 可能是 235921 01 0 A Xe Kr B Ba Kr 140549336141569236 C Ba Sr D Xe Sr 141569338140549438 2 D 解析 本题主要考查核反应方程中的质量数和电荷数守恒 题目的核反应方程 中左边的质量数为 236 电荷数为 92 A 项代入右边后 质量数为 235 电荷数为 90 选项 A 错误 B 项代入后 质量数为 235 电荷数为 92 选项 B 错误 C 项代入后 质量数为 236 电荷数为 94 选项 C 错误 D 项代入后 质量数为 236 电荷数为 92 选项 D 正确 1 O1O1 O2O2 2013 天津卷 下列说法正确的是 A 原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律 B 射线 射线 射线都是高速运动的带电粒子流 C 氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子 D 发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关 1 C 解析 原子核发生衰变时遵守电荷数守恒和质量数守恒 而不是电荷守恒和质 量守恒 A 错误 三种射线中 射线为高速运动的带电粒子流 而 射线为光子流 B 错误 氢原子从激发态向基态跃迁时 只能辐射与能级差相对应的特定频率的光子 C 正 确 发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光的频率有关 D 错误 35 物理 选修 3 5 15 分 O2O2 2013 新课标全国卷 1 5 分 关于原子核的结合能 下列说法正确的是 填正确答案标号 选对 1 个得 2 分 选对 2 个得 4 分 选对 3 个得 5 分 每选错 1 个扣 3 分 最低得分为 0 分 A 原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量 3 B 一重原子核衰变成 粒子和另一原子核 衰变产物的结合能之和一定大于原来重核 的结合能 C 铯原子核 Cs 的结合能小于铅原子核 Pb 的结合能 1335520882 D 比结合能越大 原子核越不稳定 E 自由核子组成原子核时 其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能 35 1 ABC 解析 根据结合能的概念 将原子核分解成自由核子所需要的最小能量 等于结合能 A 正确 结合能越大 原子核越稳定 重核衰变放出能量 转化为结合能更大 的衰变产物 B 正确 组成原子核的核子越多 它的结合能越高 故铯原子核的结合能小于 铅原子核的结合能 C 正确 比结合能是指原子核结合能对其中所有核子的平均值 亦即若 把原子核全部拆成自由核子 平均对每个核子所要添加的能量 所以比结合能越大 原子核 越牢固 D 错误 自由核子组成原子核时 放出的能量与组成的原子核的结合能相等 E 错 误 35 O2O2 2013 新课标全国卷 如图 光滑水平直轨道上有三个质量均为 m 的物块 A B C B 的左侧固定一轻弹簧 弹簧左侧的挡板质量不计 设 A 以速度 v0朝 B 运动 压缩 弹簧 当 A B 速度相等时 B 与 C 恰好相碰并粘接在一起 然后继续运动 假设 B 和 C 碰撞 过程时间极短 求从 A 开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中 整个系统损失的机械能 弹簧被压缩到最短时的弹性势能 35 2 解析 从 A 压缩弹簧到 A 与 B 具有相同速度 v1时 对 A B 与弹簧组成的 系统 由动量守恒定律得 mv0 2mv1 此时 B 与 C 发生完全非弹性碰撞 设碰撞后的瞬时速度为 v2 损失的机械能为 E 对 B C 组成的系统 由动量守恒和能量守恒定律得 mv1 2mv2 mv E 2m v 1 22 1 1 22 2 联立 式得 E mv 1 162 0 由 式可知 v2 v1 A 将继续压缩弹簧 直至 A B C 三者速度相同 设此速度为 v3 此时弹簧被压缩至最短 其弹性势能为 Ep 由动量守恒和能量守恒定律得 mv0 3mv3 mv E 3m v Ep 1 22 0 1 22 3 联立 式得 Ep mv 13 482 0 35 物理 选修 3 5 15 分 O2O2 2013 新课标全国卷 1 一质子束入射到静止靶核Al 上 产生如下核反应 2713 p Al X n 2713 式中 p 代表质子 n 代表中子 X 代表核反应产生的新核 由反应式可知 新核 X 的质 子数为 中子数为 4 35 1 14 13 解析 由电荷数守恒可知 新核的质子数为 1 13 14 根据质量数守恒可知 新核的 中子数为 1 27 1 14 13 35 O2O2 2013 新课标全国卷 2 在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块 A 和 B 两 者相距为 d 现给 A 一初速度 使 A 与 B 发生弹性正碰 碰撞时间极短 当两木块都停止运 动后 相距仍然为 d 已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为 B 的质量为 A 的 2 倍 重 力加速度大小为 g 求 A 的初速度的大小 35 2 解析 设在发生碰撞前的瞬间 木块 A 的速度大小为 v 在碰撞后的瞬间 A 和 B 的速度分别为 v1和 v2 在碰撞过程中 由能量和动量守恒定律 得 mv2 mv 2m v 1 2 1 22 1 1 22 2 mv mv1 2m v2 式中 以碰撞前木块 A 的速度方向为正 由 式得 v1 v2 2 设碰撞后 A 和 B 运动的距离分别为 d1和 d2 由动能定理得 mgd1 mv 1 22 1 2m gd2 2m v 1 22 2 按题意有 d d1 d2 设 A 的初速度大小为 v0 由动能定理得 mgd mv mv2 1 22 0 1 2 联立 至 式 得 v0 28 5 gd 17 O2O2 2013 广东卷 铀核裂变是核电站核能的重要来源 其一种裂变反应式是 92U n 68Ba Kr 3 n 下列说法正确的有 2351 014489361 0 A 上述裂变反应中伴随着中子放出 B 铀块体积对链式反应的发生无影响 C 铀核的链式反应可人工控制 D 铀核的半衰期会受到环境温度的影响 17 AC 解析 由核反应方程知有中子生成 选项 A 正确 铀块体积和铀块纯度对链 式反应的发生都有重要影响 B 错误 核反应堆的铀核链式反应的速度可人工控制 C 正确 放射性元素的半衰期由核本身的因素决定 与环境温度无关 D 错误 16 O2O2 2013 全国卷 放射性元素氡 86Rn 经 衰变成为钋 84Po 半衰期约 222218 为 3 8 天 但勘测表明 经过漫长的地质年代后 目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素 86Rn 的矿石 其原因是 222 A 目前地壳中的86Rn 主要来自于其他放射性元素的衰变 222 B 在地球形成的初期 地壳中元素86Rn 的含量足够高 222 C 当衰变产物84Po 积累到一定量以后