2023年物理大二轮复习8 选择题练习(八)近代物理初步

选择题专练（八）近代物理初步猛对应辕学记生

1.下列有关物理学史的说法正确的是（）

A.J.J.汤姆孙发现了电子并提出了原子的核式结构模型

B.普朗克把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的观念

C.法拉第发现了电磁感应现象，并得出了法拉第电磁感应定律

D.玻尔原子理论的成功之处是它保留了经典粒子的观念

B［J.J.汤姆孙发现了电子，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，选项A错误；普朗克

把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的观念，选项B正确；法拉第发现了电磁

感应现象，德国物理学家纽曼、韦伯得出了法拉第电磁感应定律，选项C错误；玻尔原子

理论的成功之处是引入了量子理论，不足之处是保留了经典粒子的观念，故D错误。］

2.（2022•广东清远市模拟）下列四幅图所涉及的相关知识或结论对近代物理的发展至关

重要，以下说法正确的是（）

A.为了解释甲图装置出现的实验现象，普朗克提出了能量子的概念

B.玻尔提出了“定态”和“跃迁”的概念，用乙图成功地解释了氢原子光谱的实验规

律

C.JJ汤姆孙利用丙图所示实验装置，通过实验提出了原子的“枣糕模型”

D.通过丁图可知Fe核的比结合能最大，所以如果把Fe核分裂成E、F两个原子核，

该反应会释放出核能

B［为了解释黑体辐射的能量与波长的函数关系的实验结果，普朗克提出了能量子的概

念，A错误；玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域提出了“定态”和“跃迁”的

概念，成功的解释了氢原子光谱的实验规律，B正确；J.J.汤姆孙在研究阴极射线时，发现

电子，从而提出了原子的“枣糕模型”，C错误；平均核子质量越小，比结合能越大，Fe

核的比结合能最大，由平均质量较大的核子聚变或裂变成平均质量较小的核子，一定伴随有

质量亏损，放出核能，Fe核分裂成E、F两个原子核会吸收能量，D错误。］

3.在一次核反应中留U变成皆Xe和"Sr,同时释放出若干X粒子。留U的平均结

合能约为7.6MeV,穿Xe的平均结合能约为&4MeV,卷Sr的平均结合能约为8.7MeV,

下列说法正确的是（）

A.X粒子为电子

B.一个留U核分解为核子时要释放的能量约为1786MeV

C.核子结合成一个叫Sr核吸收的能量约为783MeV

D.一个该核反应能释放出的能量约为139.4MeV

DI根据核反应过程电荷数守恒和质量数守恒知，X粒子的电荷数为0,所以只能为中

子，A错误；一个$U分解成核子时，要吸收的能量为E∣=235X7.6MeV=l786MeV,B

错误；使相应的核子结合成器Sr要放出的能量为£3=90X8.7MeV=783MeV,C错误；使

相应的核子结合成胃Xe要放出的能量F2=136×8.4MeV=1142.4MeV,这个核反应放出

的能量为E=E2+E3-E∣=139∙4MeV>0,D正确。］

4.新冠病毒疫情防控工作中额温枪被广泛使用。有一种额温枪的工作原理是采集人体

辐射出的红外线，并将红外线照射到温度传感器上，发生光电效应，从而将光信号转化为电

信号显示出人体的温度。已知人体在正常体温时辐射的红外线波长约为9X106m,用该波

长的红外线照射图甲电路中阴极K,电路中的光电流随电压变化的图像如图乙所示，已知/7

8

=6.63XIO,j.s,c=30χ10m∕s,e=1.6Xl（）r9c。下列说法正确的是（）

A.真空中波长9XIO"m的红外线的频率约为3.3×IO10Hz

B.该光电管的阴极金属逸出功约为1.9X102°J

C.人体温度升高，辐射的红外线强度增大，饱和电流减小

D.对于某种金属，无论照射光的频率多小，只要强度足够大、光照时间足够长就可以

产生光电效应现象

B［由C=人得，红外线的频率约为3.3X10∣3Hz,A错误；根据爱因斯坦光电效应

方程Ek^hv-W0,根据动能定理得一eUc=O—Ek,解得该光电管的阴极金属逸出功约为

1.9X1（Γ2Oj,B正确；人体温度升高，辐射的红外线强度增大，逸出光电子增加，饱和电流

增大，C错误；对于某种金属，根据爱因斯坦光电效应方程，若照射光的频率小于其截止频

率，则无论强度多大、光照时间多长，都不会有光电子逸出，不会产生光电效应现象，D错

误。］

5.2022年1月，西安卫星测控中心圆满完成52颗在轨运行的北斗导航卫星健康状态

评估工作。“体检”结果显示，所有北斗导航卫星的关键技术指标均满足正常提供各类服务

的要求。北斗导航卫星中的“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，则（）

nEIfN

8-......---O

4-----------0.85

3-----------1.51

2-----------3.40

1-----------13.6

A.氢原子由基态跃迁到激发态后，原子的电势能减少

B.用IleV的光子照射，能使处于基态的氢原子跃迁到激发态

C.一群处于〃=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可以辐射出3种不同频率的光

子

D.一群处于〃=3能级的氢原子向低能级跃迁时,发出的光照射钾板（逸出功为2.25eV）,

钾板表面所发出的光电子的最大初动能为9.84eV

D［按照玻尔原子理论，氢原子由基态跃迁到激发态，核外电子从低轨道跃迁到高轨

道，克服库仑力做功，原子的电势能增大，故A错误；处于基态的氢离子跃迁到激发态，

如果到第2能级AE=Ez-Ei=IOZeV,如果到第3能级AE'=E3-E∣=12.09eV,都不符

合跃迁条件，故B错误；大量处于〃=4激发态的氢原子向低能级跃迁能辐射N=

4X（4—1）

——ʒ——=6种不同频率的光子，故C错误；”=3的氢原子从激发态向低能级跃迁，

释放的光子能量最大12.09eV,根据光电效应方程Ek=加一Wo,解得最大初动能为9.84eV,

故D正确。］

6.用6两种可见光照射同一光电效应装置，测得的光电流和电压的关系图像如图甲

所示，图乙为氢原子的能级图。已知可见光的光子能量在1.62eV到3.1IeV之间，下列说

法正确的是（）

nEIeV

8------------—O

4--------------0.85

3--------------1.51

2--------------3.40

1--------------13.6

乙

A.Q光的波长比人光的小

B.单色光。的光子动量比单色光匕的光子动量大

C.用大量E=12.75eV的光子去照射基态的氢原子可以得到两种可见光

D.若a光是氢原子从〃=4能级跃迁到n=2能级时发出的光，则b光是氢原子从〃=3

能级跃迁到，?=2能级时发出的光

C［根据Wo=eU（∙可知，频率越大的遏止电压越大，所以“光的频率比b光的小,

Ch

根据2=5可知，频率越大时波长越小，所以“光的波长比b光的大，A错误；根据p=2

可知，单色光”的光子动量比单色光人的光子动量小，B错误；用大量E=12.75eV的光子

去照射基态的氢原子，则有射=分+AE=-13.6eV+12.75eV=-0.85eV,可知〃=4,即

可以跃迁到第四个能级，所以能得到两种可见光，即”=4跃迁到”=2和"=3跃迁到n=2,

C正确；根据£=静，因为。光的频率比6光的小，则若“光是从〃=4跃迁到"=2能级时

发出的光，则》光不可能是从〃=3跃迁到"=2能级时发出的光，D错误。］

7.（2022・湖南长沙模拟）静止在匀强磁场中的碳14原子核发生衰变，放射出的粒子与反

冲核的运动轨迹是两个内切的圆，两圆的直径之比为7：1,如图所示，那么碳14的衰变方

程为（）

A.鲁C—--θe+l5tBB.'⅛C—*2He+4）Be

C.6C-：H+/BD.ðC—7e+,N

D［原子核的衰变过程满足动量守恒，粒子与反冲核的速度方向相反，根据左手定则

判断得知，粒子与反冲核的电性相反，则知粒子带负电，所以该衰变是B衰变，此粒子是B

粒子，符号为一；e；可得两带电粒子动量大小相等，方向相反，据动量守恒定律可得mlvl

IT-ITlV

=〃，2。2,带电粒子在匀强磁场中做圆周运动，满足WB=,町■,可得半径公式为r=拓，/

与4成反比，因大圆与小圆的半径之比为7：1,则得B粒子与反冲核的电荷量之比为1：7,

所以反冲核的电荷量为7e,电荷数是7,其符号为甲N,所以碳14的衰变方程为兽C—

e+l7N,故A、B、C错误，D正确。］

8.（多选）如图甲所示为氢原子的部分能级图，现有大量处于w=4能级的氢原子将发生

跃迁。图乙为光电效应演示装置，现将氢原子跃迁发出的光照射锌板，已知锌板逸出功为

3.4eV。下列说法正确的是（）

n

8

4O来氢

的

3--0.85原

光

-1.51子

2

-3.40发

出

1

-13.6

甲

乙

A.最多能发出6种频率的光

B.锌板不会发生光电效应

C,若发生光电效应，则验电器内的金属片带负电

D.若发生光电效应，从锌板打出的光电子的最大初动能为9.35eV

AD［根据玻尔原子理论可知，大量处于〃=4能级的氢原子向低能级跃迁，产生的光

子的种类N=Cj=6种，A正确；氢原子从〃=4能级跃迁到〃=1能级时，辐射的光子能

量最大，其值为AE=Et-Eι=12.75eV>Wo=3.4eV,故锌板会发生光电效应，B错误；若

发生光电效应，则锌板由于缺少电子而带正电，则验电器内的金属片带正电，C错误；根据

爱因斯坦光电效应方程可得光电子的最大初动能为Ek=/?V-WO=I2.75eV-3.4eV=9.35

eV,D正确。］

9.（多选）（2022•浙江宁波二模）2021年9月，在甘肃省武威市全球首台牡基熔盐核反应

堆进行试运行放电，也标志着我国成为世界上第一个对第四代核电技术进行商业化试验运营

的国家。反应堆工作原理如图所示，铉232（$Th）吸收一个中子后会变成社233,牡233不

稳定，会变成易裂变核素铀233（$U）。下列说法正确的是（）

232Th/°电子/电子

60一。一。

233Th233pa233U

A.牡232变成铀233的核反应方程式是：Th+jn-■Pa+ŋe,转Pa一留U

+-1e

B.中间产生的新核镁233（留Pa）从高能级向低能级跃迁时，会伴随Y射线辐射

C.新核铀233（曾U）的结合能小于社233（铲Th）

D.核反应堆是通过核裂变把核能直接转化为电能来发电

AB［根据核反应的电荷数和质量数守恒可知，牡232变成铀233的核反应方程式是留

Th+］n-翁Pa+.?e,钾P一留U+.?e,选项A正确；中间产生的新核镁233（留Pa）

从高能级向低能级跃迁时，放出能量，会伴随Y射线辐射，选项B正确；整个过程中释放

能量，则生成的新核铀233端U）更加稳定，则新核铀233（$U）的结合能大于牡233（$Th）,

选项C错误；在核电站的核反应堆内部，核燃料具有的核能通过核裂变反应转化为内能，

然后通过发电机转化为电能，故D错误。］

10.（多选）（2022•浙江金华高三模