专项11 近代物理-高考压轴专项突破 (原卷版)

2022届高考压轴专项突破—近代物理一、单选题1．（2022·江苏江苏·三模）如图所示，碳60是由60个碳原子组成的足球状分子，科研人员把一束碳60分子以2.0×102m/s的速度射向光栅，结果在后面的屏上观察到条纹。已知一个碳原子质量为1.99×10-26kg，普朗克常量为6.63×10-34J·s，则该碳60分子的物质波波长约（）A．1.7×10-10m B．3.6×10-11m C．2.8×10-12m D．1.9×10-18m2．（2022·山东济宁·二模）中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统，系统中的“北斗三号”采用星载氢原子钟，通过氢原子能级跃迁产生电磁波校准时钟。氢原子的部分能级结构如图所示，下列说法正确的是（）A．一个氢原子由基态跃迁到激发态后，该原子的电势能减少B．处于能级的氢原子可以吸收的光子跃迁到能级C．一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可以辐射出6种不同频率的光子D．一群处于能级的氢原子向低能级跃迁，发出的光照射逸出功为的钾板，钾板发出光电子的最大初动能为3．（2022·浙江·丽水第二高级中学高三阶段练习）在科学研究中，常利用热中子衍射研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距（约）相近。已知中子质量，普朗克常量，可以估算热中子动能的数量级为（）A． B． C． D．4．（2022·北京西城·二模）激光冷却是一种高新技术，利用该技术可以达到微开量级的低温，激光冷却目前已经在多个领域获得广泛应用。激光冷却的原理是，利用光子和原子的相互作用使原子运动减速，以获得超低温。如图所示，a、b为两个相同的原子，运动方向相反。用一束激光L照射原子，由于多普勒效应，当原子迎着光束的方向运动时，其接收到的光子的频率会升高。当原子接收到的光的频率等于该原子的固有频率时，原子吸收光子的概率最大。原子吸收光子后由基态跃迁到激发态，随后原子又会自发跃迁回到基态，释放出频率等于其固有频率的光子。原子由激发态跃迁回基态的过程向各个方向释放光子的机会是均等的。结合所学知识，在激光冷却的过程中，判断下列说法正确的是（）A．若原子a吸收了激光束L中的光子，其速度将减小B．应使用频率比原子固有频率稍低的激光C．原子a和原子b吸收光子的概率是相同的D．原子a吸收光子的概率更高5．（2022·辽宁·东北育才学校模拟预测）如图是氢原子从、4、5、6能级跃迁到能级时辐射的四条光谱线中，频率从大到小列第三位的是（）A． B． C． D．6．（2022·重庆巴蜀中学高三阶段练习）2020年11月27日00时41分，华龙一号全球首堆中核集团福清核电5号机组首次并网成功。如图所示是原子核的比结合能与质量数的关系图，下列说法正确的是（）A．核反应中，质量守恒B．华龙一号的原理是热核反应C．原子核比结合能越大，核子平均质量越小，原子核越稳定D．核裂变反应过程中，反应物的结合能之和大于生成物的结合能之和二、多选题7．（2022·全国·模拟预测）镭疗是一种利用放射性元素镭放出的具有强大穿透力的、、射线进入身体，治疗宫颈癌等恶性肿瘤的方法。下列说法正确的是（）A．将、、射线垂直射入匀强电场中，可以通过偏转的情况将它们分辨出来B．发生衰变时，生成的新核与原来的原子核相比，中子数减少了4C．射线是原子核内中子转变形成的D．在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力也最强8．（2022·全国·高三专题练习）某实验小组的同学利用如下所示的实验研究光的波粒二象性。利用甲图所示的电路研究阴极K的遏止电压与照射光频率的关系。若实验测得钠（Na）的遏止电压Uc与照射光频率的关系图像如图乙所示，已知钠的极限频率为，钙的极限频率为，则下列说法中正确的是（）A．需将单刀双掷开关S置于a端B．需将单刀双掷开关S置于b端C．钙的遏止电压与照射光的频率的关系图线应该是①D．钙的遏止电压与照射光的频率的关系图线应该是②9．（2022·浙江·模拟预测）下列说法中正确的是（）A．图甲中彩超机是利用超声波的多普勒效应测量血液流速B．图乙中电子显微镜比光学显微镜分辨率高，是因为电子的德布罗意波长比可见光长C．图丙中的量子通信提到的单光子不可分割，是基于光子作为量子化的能量子D．图丁中狭缝越窄，表明更窄的狭缝可以同时更准确地测得粒子的位置与动量10．（2022·全国·高三专题练习）下列说法中正确的是（）A．根据甲图氢原子的电子云示意图可知，电子在玻尔理论中的某一轨道上稳定运动，应该是一个概率问题B．根据乙图中原子核的比结合能示意图可知，Li原子核中的平均核子质量比O的要小C．丙图中的链式反应要能持续，裂变物质必须要具有一定的体积或质量D．根据丁图中氡的衰变可知，1g氡经过38天后还剩0.1g11．（2022·湖南·长郡中学模拟预测）如图所示，两个电源的电动势均为E，内阻不计。K是光电管的阴极，A是光电管的阳极，它们都是半径为r圆形金属板。两圆心间距离为l，两圆心连线与两板垂直，当两板间存在电压时，板间的电场可视为匀强电场（不计边缘效应）。R为滑动变阻器，长度。电压表V（0刻度在表盘中间）和灵敏电流计G均为理想表。频率为的细激光束照射到K的中心O上，使阴极发射光电子。合上开关S，当滑动变阻器的滑动触头P从c向左滑动到达b处时，灵敏电流计G读数刚好为0；当滑动变阻器的滑动触头P从c向右滑动到d后，再向f滑动的过程中，电压表V读数增大而灵敏电流计G的读数保持不变。不计光电子之间的相互作用和重力。普朗克常量为h、电子带电量为-e（e为元电荷），电子质量为m，下列说法正确的是（）A．光电子的最大初动能为B．阴极K的金属材料的逸出功为C．阳极A的半径不小于D．换用光强更大的同种激光照射阴极K，滑动变阻器的滑动触头P从c向右滑动到d后，再向f滑动的过程中，电压表V读数增大、灵敏电流计G的读数也增大12．（2022·辽宁·抚顺市第二中学一模）红外测温具有响应时间快、非接触、安全准确的优点，在新冠疫情防控中发挥了重要作用。红外测温仪捕捉被测物体电磁辐射中的红外线部分，将其转变成电信号。图甲为红外线光谱的三个区域，图乙为氢原子能级示意图。已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s，光在真空中的速度c=3.0×108m/s，下列说法正确的是（）A．红外线光子能量的最大值约为1.64eVB．氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时释放出的光子能被红外测温仪捕捉C．大量氢原子从n=4能级向低能级跃迁时，红外测温仪可捕捉到2种频率的红外线D．大量处于n=2激发态的氢原子吸收能量为2.86eV的光子后，辐射出的光子可能被红外测温仪捕捉三、解答题13．（2022·江苏南京·三模）氦原子被电离一个核外电子后，形成类氢结构的氦离子He+，其能级跃迁遵循玻尔原子结构理论，能级图如甲图所示，已知普朗克常量h=6.63×10-34J∙s。若大量处于n=3能级的氦离子跃迁并释放光子。用释放的光子照射光电管阴极，如图乙，K极板的逸出功为4.54eV。调节滑片P使微安表示数恰好为0。求：（1）辐射光子的最长波长；（2）此时电压表的读数。14．（2022·山东泰安·三模）2020年12月17日，“嫦娥五号”顺利返回地球，带回1.7kg月壤。月球氦3（He）是月球岩石样本中发现的一种储量惊人的新物质，该物质可以与氘（H）一同参与核聚变反应，放出质子，同时释放出大量能量。已知氨3的原子质量为3.0160u，氘的原子质量为2.0140u，He的原子质量为4.0026u，质子的原子质量为1.0078u，其中u为原子质量单位，1u相当于931.5MeV的能量。（1）试写出此核反应方程；（2）求该核反应中释放的核能。15．（2022·江苏·模拟预测）硼中子俘获疗法是肿瘤治疗的新技术，其原理是进入癌细胞内的硼核吸收慢中子，转变成锂核和α粒子，释放出光子。已知核反应过程中质量亏损为Δm，光子的能量为Eo，硼核的比结合能为E1，锂核的比结合能为E2，普朗克常量为h，真空中光速为c。（1）写出核反应方程并求出γ光子的波长λ；（2）求核反应放出的能量E及氦核的比结合能E3。16．（2022·湖南·临澧县第一中学模拟预测）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α衰变．放射出α粒子（）在与磁场垂直的平面内做