北京2013高考物理模拟试题解析：专题17 近代物理初步

1、专题17 近代物理初步1（2013北京房山二模，16题）月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3（）”的化学元素，是核聚变重要原料之一. 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（）聚变生成氦4（）和质子，下列说法中正确的是A核反应方程为B核反应生成物的质量将大于参加反应物质的质量C该聚变反应是当前核电站所用核反应之一D该聚变过程将放出巨大能量【答案】D【 解析】由题意可知该核反应方程是，为核聚变的方程，由于核反应的过程中释放大量的能量，根据爱因斯坦质能方程E=mc2，可知生成物的质量小于反应物的质量，故选项AB错误D正确目前

2、核电站所用的核反应为重核裂变，故选项C错误。本题应选D。G电源2（2013北京丰台二模，14题）如图所示，电路中所有元件完好，光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过，某同学分析可能的原因有入射光太弱；入射光波长太长光照时间太短电源正负极接反。下列选项中，均有可能的是( )A B C D【答案】B【 解析】光电管能否产生光电效应与入射光的强度没有关系；若入射光波长太长，大于金属的极限波长时，金属不能产生光电效应，灵敏电流计中没有电流通过；光电管能否产生光电效应与光照时间没有关系；电源正负极接反时，光电管加上反向电压，光电子做减速运动，可能不能到达阳极，电路中不能形成电流故选B。3.（2013

3、北京海淀二模，14题）根据玻尔理论，氢原子的电子由n=2轨道跃迁到n=1轨道A.原子的能量减少，电子的动能增加B.原子的能量增加，电子的动能减少C.原子要放出一系列频率不同的光子D.原子要吸收某一频率的光子【答案】A【 解析】氢原子的电子由n=2轨道跃迁到n=1轨道向外辐射某一频率的光子，释放能量，原子的能量减少；由于半径减小，静电力做正功，故电子的动能增加。本题应选A。4.（2013北京海淀二模，15题）如图2所示，用绿光照射一光电管，能产生光电效应。欲使光电子从阴极逸出时的初动能增大，应该A.改用红光照射B.改用紫光照射C.增大光电管上的加速电压D.增大绿光的强度【答案】B【 解析】由爱因

4、斯坦光电效应方程可知对于同种金属，光电子的初动能只跟入射光的频率有关，故欲使光电子从阴极逸出时的初动能增大，应该换用频率更高的紫光照射。本题应选B。5. （2013北京丰台二模，15题）裂变反应是目前核能利用中常用的反应。以原子核U为燃料的反应堆中，当U俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种形式，其中一种可表示为U + X + Sr + 3，则下则叙述中正确的是( )AX原子核中含有85个中子 BX原子核中含有139个质子C裂变时释放能量，根据，所以裂变后核子总质量增加 D裂变时释放能量，出现质量亏损，所以裂变后核子中总质量数减少【答案】A【 解析】X的原子核中含有54个质子，质量数为139

5、，所以X的中子数为：139-54=85，故A正确B错误；裂变反应过程中质量数守恒，由于有能量放出，根据质能方程可知，质量有亏损，故C、D错误。6（2013北京东城二模，13题）下列说法正确的是 A. 同一元素的两种同位素具有相同的质量数 B的半衰期会随着周围环境的温度的变化而改变C在核聚变反应中，反应物的总质量等于生成物的总质量D在卢瑟福的粒子散射实验中，有少数粒子发生大角度偏转【答案】D【 解析】同位素的质子数相同而质量数不同，A错误；元素的半衰期是由原子核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，B错误；在核聚变反应中，会释放出巨大的能量，据可知反应物的总质量大于生成物

6、的总质量，C错误；卢瑟福通过粒子散射实验，发现有少数粒子发生大角度偏转，偏转角度甚至大于90，提出了原子的核式结构模型，D正确。7（2013北京朝阳二模，14题）氢原子的能级如图所示。已知可见光的光子能量在1.62eV3.11eV之间，由此可推出，氢原子A从n=2能级向n=1能级跃迁时发出的光为可见光B从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光C从高能级向n=2能级跃迁时发出的光均为可见光D从高能级向n=3能级跃迁时发出的光均为可见光【答案】B【 解析】从n=2能级向n=1能级跃迁时发出的光子能量为12.2eV，为不可见光，从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光子能量为1.89eV，为可见

7、光，选项A错误B正确；从高能级向n=2能级跃迁时，放出的光子能量最大为3.40eV，大于3.11eV，故C错误从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的能量最大为1.51eV，小于可见光的能量，故D错误。8（2013北京门头沟二模，14题）与新能源相关的核反应是21H+31H42He+10n，关于这个核反应的下列说法中正确的是 A. 聚变反应 吸收核能 B. 聚变反应 释放核能C. 裂变反应 吸收核能 D. 裂变反应 释放核能 【答案】B【 解析】两个轻原子核（氘和氚）结合成较重的原子核（氦）的核反应为聚变反应。既然是新能源，必然可以释放能量。9.（2013北京顺义二模，14题）下列说法正确的是A射

8、线比射线更容易使气体电离B原子由激发态向基态跃迁时吸收能量 C核反应堆产生的能量一定来自轻核聚变 D同一元素的两种同位素具有相同的质子数【答案】D【 解析】由三种射线的特点可知射线的电离本领最强，射线比射线更容易使气体电离，A错误；原子由激发态向基态跃迁时向外辐射光子，释放能量，B错误；目前核反应堆产生的能量大都来自重核裂变，C错误；由同位素的定义可知D正确。放射源金箔荧光屏显微镜10. （2013北京通州二模，15题）二十世纪初，为了研究物质内部的结构，物理学家做了大量的实验，揭示了原子内部的 结构。发现了电子、中子和质子，右图是A卢瑟福的粒子散射实验装置B卢瑟福发现质子的实验装置C汤姆逊发

9、现电子的实验装置D查德威克发现中子的实验装置【答案】A【 解析】由图看出，放射源放出粒子，高速运动的粒子轰击金箔，产生散射现象，这是卢瑟福的粒子散射实验装置故选A11.（2013北京西城二模，13题）在一个质子和一个中子结合成一个氘核的核反应过程中亏损的质量为，则此核反应过程中A向外界释放的能量为 B向外界释放的能量为C从外界吸收的能量为 D从外界吸收的能量为 【答案】A【 解析】该核反应为聚变反应，向外界释放能量，由爱因斯坦质能方程可知释放的能量E=,选项A正确。12.（2013北京西城一模，13题）下列核反应方程中X代表质子的是A. B. C. D. 【答案】B【 解析】A中X表示电子；B

10、中X表示质子;C中X表示中子；D中X表示粒子。13.（2013北京西城一模，14题）用某种频率的光照射锌板，使其发射出光电子。为了增大光电子的最大初动能，下列措施可行的是A增大入射光的强度B增加入射光的照射时间C换用频率更高的入射光照射锌板D换用波长更长的入射光照射锌板【答案】C【 解析】根据爱因斯坦光电效应方程可知Ek与照射光的频率成线性关系，只有选项C可行。14（2013北京石景山一模，13题）按照玻尔理论，大量氢原子从n=3的激发态向低能级跃迁时，最多能向外辐射 A2种不同频率的光子 B3种不同频率的光子 C4种不同频率的光子 D5种不同频率的光子【答案】B【 解析】最多能向外辐射种不同

11、频率的光子。15（2013北京石景山一模，14题）对于同种金属，产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能Ek，下列说法正确的是 AEk与照射光的强度成正比 BEk与照射光的波长成正比 CEk与照射光的频率成线性关系 DEk与光照射的时间成线性关系【答案】C【 解析】由爱因斯坦光电效应方程可知Ek与照射光的频率成线性关系，选C。16（2013北京海淀一模，14题）下列核反应方程的说法中正确的是 A是衰变方程 B是核裂变方程 C是核聚变方程 D是原子核人工转变方程【答案】D【 解析】选项A、D都是原子核的人工转变方程，选项B是核聚变方程，选项C是衰变方程；故本题应选D。17. （2013北京丰台

12、一模，14题）已知天然放射现象放出、三种射线。下列说法正确是A、三种射线分别是氦原子核、电子和中子B三种射线中 射线速度最快、射线电离作用最强、射线穿透能力最强C射线轰击氮原子核可以产生质子，核反应方程为+D英国物理学家J.J.汤姆孙最早用射线完成著名的“粒子散射实验”并提出核式结构的原子模型【答案】C【 解析】射线是一种高能电磁波，不是中子，A错误。三种射线中射线速度最快、穿透能力最强，射线电离作用最强，B错误。卢瑟福最早完成著名的“粒子散射实验”并提出核式结构的原子模型，D错误。只有选项C正确。18.（2013北京东城一模，13题）下列说法正确的是A.射线是高速运动的氦原子核B.核聚变反应

13、方程中，表示质子C.从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D.氢原子的核外电子从低能级跃迁到髙能级时，向外辐射光子【答案】A【 解析】选项B，表示中子；选项C，前提是照射光的频率大于金属的极限频率；选项D，氢原子的核外电子从低能级跃迁到髙能级时，吸收光子；只有选项A正确。19. （2013北京大兴一模，14题）下列说法正确的是 A.当氢原子从n2的状态跃迁到n=6的状态时，发射出光子B.放射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核中有半数发生衰变需要的时间C.卢瑟福在粒子散射实验中发现了电子。D.原子弹是利用了核聚变的原理【答案】B【 解析】由低能级向高能级跃迁，吸收光子，A错；卢

14、瑟福通过粒子散射实验证明了原子的核式结构模型，C错；原子弹是利用重核裂变制成的，D错。选项B说法正确。20（2013北京朝阳一模，14题）放射性元素在衰变过程中，有些放出射线，有些放出射线，有些在放出射线或射线的同时，还以射线的形式释放能量。例如核的衰变过程可表示为，这个衰变A是衰变，产生的核从高能级向低能级跃迁B是衰变，产生的核从低能级向高能级跃迁C是衰变，产生的核从高能级向低能级跃迁D是衰变，产生的核从低能级向高能级跃迁【答案】A 【 解析】由核反应方程式可知该核反应生成了，并且释放能量，故选项A正确。21（2013北京朝阳区高三期中，1题）卢瑟福提出原子的核式结构模型，这一模型建立的基础

15、是A对阴极射线的研究B天然放射现象的发现C粒子散射实验 D氢原子光谱的发现【答案】C 【 解析】较易，考查粒子散射实验的理解，要求知道选项中的四个实验事实的发现的意义。考查：理解能力。理解知识的意义，把握物理情景的本质特征，并能将知识与情景联系起来的能力。22（2013北京朝阳区高三期中，2题）用一束紫光照射某金属时不能发生光电效应，若要使该金属发生光电效应，可采取的措施是A增大该紫光的强度 B延长该紫光的照射时间C改用频率更高的电磁波照射D改用波长更长的光照射【答案】C【 解析】较易。考查光电效应的规律。要求知道光的能量有光的频率决定。考查：理解能力。根据研究对象及运动（变化）的特点，正确选

16、用物理量、物理规律描述其物理状态、物理过程。23（2013北京朝阳区高三期中，3题）能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一。目前各国核电站应用的可能核反应方程是AB CD【答案】B【 解析】较易。考查核裂变反应方程以及各国核电站应用的核材料。要求能鉴别什么是裂变反应。考查：理解能力。明确物理概念和规律的适用对象、适用条件、适用范围，及与其他物理概念和规律的区别和联系。24（2013北京朝阳区高三期中，4题）如图所示为波尔理论中氢原子能级图。当氢原子从n=4的激发态向较低能级跃迁时，放出光子的能量可能是A13.6eVB10.2 eV C3.4 eV D1.51eV【答案】B【 解析】较易。考查波尔理论，氢原子跃迁的规律。考查：理解能力。正确选用物理量、物理规律描述其物理状态、物理过程。25（2013北京朝阳区高三期中，5题）贝克勒尔发现天然放射现象，揭开了人类研究原子核结构的序幕