2020年高考物理《近代物理》专题训练卷及答案解析

1、2020 年高考物理专题训练卷近代物理选择题1. 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 R=hv W,光电子的最 大初动能与入射光的频率不成正比，

2、 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。答案 A2 .在核反应方程 第叶7NH* '8oh X中，X表不'的是A.质子B.中子C .电子D. a粒子解析 由核反应中电荷数和质量数均守恒，可知X为1H,选项A正确。答案 A3 .氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63 eV3.10 eV的光为可见光。要使处于基态（n=1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为0舐V函 Q4 -0.853 -1.5123.441-13.60C .1.89 eV D . 1.51 eV1.63 eV3.10 eV,所以氢原子至少要被激发到nE= (

3、 1.51 +13.60) eV = 12.09 eV ,即选项 A 正A. 12.09 eV B . 10.20 eV解析因为可见光光子的能量范围是 =3能级，要给氢原子提供的能量最少为 确。答案 A4.1934年，约里奥居里夫妇用“粒子轰击铝核1327Al ,产生了第一个人工放射性核素X: a + 1327A1 -n+X。X的原子序数和质量数分别为B. 15 和 30A. 15 和 28C. 16 和 30 D . 17 和 31解析 本题考查核反应方程。在核反应过程中，质量数和电荷数分别守恒，则X的原子序数为2 + 130=15, X的质量数为4 + 27 1 = 30,选项B正确。答案

4、 B5.2017年度中国10项重大科学进展中， 位列榜首的是实现千公里级量子纠缠和密钥分 发，突破了多项国际领先的关键技术。下列与量子理论有关的说法正确的是A.德布罗意首先提出了量子理论B.普朗克在研究氢原子结构时引入了量子理论C.爱因斯坦认为光子能量是量子化的，光子能量e=hvD.增大光的照射强度，光电子的最大初动能增加解析 普朗克首先提出了量子理论，选项A错误；玻尔在研究氢原子结构时引入了量子理论，成功解释了氢原子光谱，选项B错误；爱因斯坦认为光子能量是量子化的，光子能量£ =hv ,选项C正确；根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无

5、关，选项D错误。答案 C6.用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28X10-9 J。已知普朗克常量为 6.63 X 10 34 J - s,真空中的光速为 3.00 X 108 m- s 能使锌产生光电 效应的单色光的最低频率约为A. 1X1014 Hz B . 8X 1014 HzC. 2X1015 Hz D . 8X1015 Hz解析 本题考查光电效应规律。由光电效应方程得hc一八，一,，、一E<= -W,而能使锌产生光电效应 人的单色光的最低频率V0应满足h，0=W,联立得一卜京晓10”故选项B正确。答案 B7 .用如图所示的装置研究光电效应现象。闭

6、合开关 S,用频率为v的光照射光电管时发生了光电效应。下图是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能E与入射光频率 v的关系图象，图线与横轴的交点坐标为 (a, 0),与纵轴的交点坐标为(0 , b),下列说法中 正确的是A.普朗克常量为h = ab8 .断开开关S后，电流表G的示数不为零C.仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大G的示数保持不变D.保持照射光频率不变，仅提高照射光强度，电流表bo当最大初解析 根据Em= hv W得，纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，等于动能为零时，入射光的频率等于截止频率，所以金属的截止频率为 V0=a，那么普朗克常量为h=b,故A错误；开关S断开后，

7、因光电效应现象中，光电子存在最大初动能，因此电 a流表G的示数不为零，故B正确。根据光电效应方程可知， 最大初动能与入射光的频率有关，与光的强度无关，故C错误。若保持照射光频率不变， 仅提高照射光强度，则光子数目增大,那么电流表G的示数会增大，故 D错误。故选B。答案 B8.(多选)如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=4能级的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射光子，用这些光照射逸出功为1.90 eV的金属葩，下列说法正确的是KfeY 0 -0.54 -OS5 -1.5123.4L13.6A.这群氢原子最多能发生 6种不同频率的光,其中从 n= 4能级跃迁到n= 3能级所发出的

8、光的波长最长B.这群氢原子能发出频率不同的光，其中从n= 4能级跃迁到n= 1能级所发出的光的频率最高C.金属葩表面所逸出的光电子的最大初动能为12.75 eVD.金属葩表面所逸出的光电子的最大初动能为10.19 eV解析一群氢原子处于 n = 4能级的激发态,在向较低能级跃迁的过程中最多能发出hc入可得金属葩表面所逸出的光电子的最大初动能为10.85 eV ,选项CD昔误。种频率不同的光，其中从n= 4能级跃迁到n= 3能级所发出的光的能量最小， 由E= h 可知，波长最长，从 n = 4能级跃迁到n=1能级所发出的光的能量最大，频率最高，选项AB正确；氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级所发

9、出的光子能量为E= ( - 0.85 eV)-(-13.6eV) =12.75 eV，照射逸出功为1.90 eV的金属葩，由爱因斯坦光电效应方程有Ek= E W,答案 AB9 .(多选)核电站的核能来源于 $ U核的裂变，下列说法中正确的是A.反应后的核废料已不具有放射性，不需要进一步处理B 2925 U的一种可能的裂变是变成两个中等质量的原子核 如 肾Xe和35 Sr 反应方程为 lz. DJ|-i -J|-J IJ LJ M J -p、I -J I I 'J /)、I : r-i -J /-J 、 -41 ,八 ID"/ 、I n D。/L- / < IX vOQK

10、14 QQQK192 U + 0 n > 54 Xe + 38 Sr + 2o nC.2925 U是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短D. 一个235 U核裂变的质量亏损为A m 0.215 5 u ,则释放的核能约 201 MeV解析 反应后的核废料仍然具有放射性，需要进一步处理，故A错误；发生核反应的过程满足电荷数和质量数守恒，故反应方程为235 U + 0 n- Xe +95 Sr +20 n,故B正确；半衰期的大小由原子核内部因素决定，与外部环境无关，即升高温度并不能使半衰期缩短，故C错误；根据质能方程AE= 0.215 5 X931 Meg201

11、Me*故 D正确。答案 BD7.10.氢原子光谱如图甲所示，图中给出了谱线对应的波长。玻尔的氢原子能级图如图乙 所示。已知普朗克常量 h = 6.63X10 J - s,则41 (LM)师举 呼蔚 twtp KftmHR此人H.甲A. H”谱线对应光子的能量大于H谱线对应光子的能量B.用图甲中几种谱线对应的光照射同种金属进行光电效应实验，形成光电流的饱和值 一定不同C. He对应光子的能量约为 10.2 eVD. H”谱线对应的跃迁是从 n = 3能级跃迁到n=2能级解析因H”谱线对应光子的波长大于 H谱线对应光子的波长，由波速、频率及波长的 、.一 c . 一，. _ 一 关系丫 =不知，H

12、”的频率较小，再由 E= hY知H”的能量较小，则 A错误；He对应光子的能量Ee = hF=2.55 eV,则C错误；光电流与光的强度有关，频率的高低不能确定光电流的大小，故B错误；根据光子能量公式 E= hT =hc可知H”谱线对应光子的能量为 1.89 eV, 结合能级图可知，从n= 3能级跃迁到n=2能级时辐射的光子能量为1.51 ( 3.4) eV= 1.89 eV ,则 D正确。答案 D11. 下列说法正确的是A.核反应；H+ 2HR4He+ X是聚变反应，其中 X为中子B.物质发生聚变时释放的能量与同样质量的物质裂变时释放的能量相差不多C.铀核反应堆是通过调节快中子数目以控制反应

13、速度D.核电站发电对环境的污染要比火力发电大解析 较轻原子核（氘和氚 ）结合成较重的原子核（氦） 时能放出巨大能量， 这种核反应称为核聚变，根据在核反应中，质量数守恒、电荷数守恒，可知X为On,是中子，选项A正确;相同质量的物质发生聚变时释放的能量比较多， 选项 B 错误； 铀核反应堆是通过调节慢中子数目以控制反应速度，选项C错误；核电站发电对环境的污染要比火力发电小，选项D错误。答案 A12下列说法正确的是A.R/ 222Rn+ 4He 是 3 衰变B.2H+ 3HR 4He+ 1n 是聚变C妄5U+ On-取e+ 38Sr+£n 是衰变D.2：N/ 24Mg+ 0ie 是裂变解析

14、 A项中自发地放出氯原子核，是 “衰变，选项 A错误；聚变是质量轻的核结合成质量大的核，选项B 正确；裂变是质量较大的核分裂成质量较轻的几个核， C 项中的反应是裂变，选项C错误；D项中自发地放出电子，是 3衰变，选项D错误。答案 B13. 用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流强度与照射光的强弱、频率等物理量的关系。图中A、 K 两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调，分别用a、 b、 c 三束单色光照射，调节 A K间的电压U,得到光电流I与电压U的关系如图乙所示，由图可知a光更弱些，b光频率最大a光更强些，b光频率最大a光更弱些，b光频率最小a光更强些，b光频率最小A.单色光a和c

15、的频率相同，且B.单色光a和c的频率相同，且C.单色光a和c的频率相同，且D.单色光a和c的频率不同，且解析 a、c两光照射后遏止电压相同，根据 Em= eUt,可知产生的光电子最大初动能相等，可知a、c两光的频率相等，光子能量相等。由于a光的饱和电流较大，则 a光的强度较大。单色光b照射后遏止电压较大，根据 Ekm= eU,可知b光照射后产生的光电子最大初 动能较大。根据光电效应方程 Ekm= hvW得，b光的频率大于a光的频率，故ACD昔误，B 正确；故选Bo答案 B14.29Cu是铜的一种同位素，研究发现66Cu具有放射性，其发生衰变时伴有 丫光子辐射， 衰变方程为%Cq27co+2He

16、,则下列说法中正确的是A. 丫光子是衰变过程中26Cu核辐射的B. 8个29Cu核在经过2个半衰期后，一定还有 2个26Cu核未发生衰变C.由于衰变时有能量释放，所以 22Co比26Cu的比结合能小D.原子核的天然放射现象说明原子核是可分的解析 衰变时，蕴含在69Cu核内的能量会释放出来，使产生的新核62Co处于激发态，当它向低能级跃迁时辐射出丫光子，故选项 A错误；半衰期是统计规律，对大量的原子核适用，对少数原子核不适用，故选项 B错误；由于衰变时有能量释放，所以62Co比26Cu的比结合能大，故选项C错误；原子核的天然放射现象说明原子核内部具有复杂结构，并且说明原子核是可分的，故选项 D正

17、确。答案 D15 .（多选）原子核的比结合能随质量数的变化图象如图所示，下列判断正确的是A.比结合能越大，原子核越稳定16 2H核比6Li核更稳定C. 235U核裂变成两个中等质量的核时释放能量D.89Kr核的结合能比235U核的大解析 比结合能越大原子核越稳定，故A正确。由题图可知2H核比6Li核的比结合能小，故2H核比3Li核更不稳定，故B错误；重核裂变成中等质量的核，有质量亏损，释放能量， 故C正确；由图可知，36Kr核的比结合能比235U核的大，但是86Kr核的结合能小于23U核的结 合能，故D错误，故选AG答案 AC16 .已知真空中的光速c=3.0X10 8 m/s ,下列说法正确

18、的是A.州210的半衰期是5天，经过10天，32个州210衰变后还剩下8个B.用中子轰击铀核白核反应方程为235UI+ 0n- MBa+ 86Kr+30n,属于原子核的衰变C.若核反应0n+1HR2H释放出2.2 MeV能量，该过程质量亏损为3.9 X 10 30 kgD.某原子核AX吸收一个中子后，放出一个电子，最后分裂为两个“粒子，则A= 7, Z=2解析 半衰期是针对大量原子核的衰变行为的统计规律，少数原子核不适用此规律，选项A错误；235U+ 0n- 1564Ba+39Kr +30n是原子核的裂变，选项B错误；根据 A E= A mC,可得A m= 3.9 X 10 30 kg ,选项 C正确；核反应方程为Zx+1n>01e+24He,根据质量数和电荷数 守恒可知 A+ 1=8, Z+1 = 4,则A= 7, Z=3,选项D错误。答案 C17 .（多选）如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，直线与横轴的交点坐标（4.27,0）,与纵轴交点坐标为（0,0.5）。由图可知城 43 5$5$ 6d0 61t5 70mxi0MlizjA.该金属的截止频率为4.27 X1014 HzB.该金属的截止频率为5.5 X 10 14 HzC.该图线的斜率表示普朗克常量D.该金属的逸出功为0.5 eV解析由光电效应方程 E=hv W可