高考物理近代物理初步专题习题

专题十六近代物理初步

五年高考

考点过关练

考点一光电效应波粒二象性

1.★（2022湖南,1,4分）关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是（）

A.卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征

B.玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律

C.光电效应揭示了光的粒子性

D.电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性

答案C

2.M（2021浙江6月选考,13,3分）已知普朗克常量/『6.63x10口Js,电子的质量为9.11x10"

kgo一个电子和一滴直径约为4Hm的油滴具有相同功能，则电子与油滴的德布罗意波长

之比的数量级为（）

A.108B.106C.10xD.1016

答案C

3.板2019北京理综,19,6分）光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管

中金属板上时，可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果。

入射

相对光电流逸出光电子的

组次的

光强大（JVinA最大动能/bV

能量/eV

第14.0弱290.9

—'24.0中430.9

组34.0强600.9

第46.0弱272.9

二56.0中402.9

组66.0强552.9

由表中数据得出的论断中不正确的是（）

A.两组堤验采用了不同频率的入射光

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B.两组实验所用的金属板材质不同

C.若入射光子的能量为5.0eV,逸出光电子的最大动能为1.9eV

D.若入射光子的能量为5.0eV,相对光强越强，光电流越大

答案B

4.娴2022全国乙,17,6分）一点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约

为6x10-7m的光，在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3xl0i4个。

普朗克常量为人=6.63xl（y34j.s。R约为（）

A.lxlO2mB.3xl02m

C.6xl02mD.9xl02m

答案B

5.加（2021江苏,8,4分）如图所示,分别用I、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截

止频率也＜卬保持入射光不变则光电子到达A极时动能的最大值呢,随电压U变化关系

的图像是()

6.喇2022河北,4,4分）如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压Uc

与入射儿频率y的实验曲线,该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第次利用

光电效应实验测定了普朗克常量心由图像可知（）

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A.钠的逸出功为“以

B.钠的截止频率为8.5X1014Hz

C.图中直线的斜率为普朗克常量人

D.遏止电压Q与入射光频率v成正比

答案A

考点二原子结构

7.«2023河北,1,4分）2022年8月30日，国家航天局正式发布了“羲和号”太阳探测卫星国

际上首次在轨获取的太阳儿谱线精细结构。儿是氢原子巴耳末系中波长最长的谱线，

其对应的能级跃迁过程为（）

n巴耳末系£/eV

A.从8跃迁到n-1

B.从/1=5跃迁到〃=2

C.从片4跃迁到n=2

D.从〃=3跃迁到n=2

答案D

8.«2023山东」,3分）“梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的冷原子钟组发射升空，

对提升我国导航定位、深空探测等技术具有重要意义,如图所示为某原子钟工作的四能

级体系，原子吸收频率为功的光子从基态能级/跃迁至激发态能级〃，然后自发辐射出频

率为V.的光子，跃迁到钟跃迁的上能级2,并在一定条件下可跃迁到钟跃迁的下能级1,实

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现受激辐射，发出钟激光，最后辐射出频率为4的光子回到基态。该原子钟产生的钟激光

的频率V2为（)

A.V0+V1+V3B.vo+Vj-vj

C.V0-V1+V3D.vo-vi-vs

答案D

9.峋2023新课标.16,6分）钠原子基态的两个超精细能级之间跃迁发射的光子具有稳定

的频率，艳原子钟利用的两能级的能量差量级为10-eV,跃迁发射的光子的频率量级为

（普朗克常量力=6.63xl（严J$元电荷e=L60xl（yi9C）（）

A.103HzB.106Hz

C.109HzD.I0,2HZ

答案C

10.时（2022广东,5,4分）目前科学家己经能够制备出能量量子数〃较大的氢原子。氢原子

第〃能级的能量为当聿淇中昂=13.6eVo如图是按能量排列的电磁波谱，要使〃=2（）的

氢原子吸收一个光子后，恰好失去一个电子变成氢离子，被吸收的光子是（）

可；；

红外线图紫外线：x射线

___,1光1」__•」

io-2io-116°io1io2i6?

能量（eV）

A.红外线波段的光子B.可见光波段的光子

C.紫外线波段的光子D.X射线波段的光子

答案A

11.**（2022重庆,6,4分）如图为氢原子的能级示意图。已知蓝光光子的能量范围为253〜

2.76eV,紫光光子的能量范围为2.76〜3.10eV。若使处于基态的氢原子被激发后,可辐射

蓝光，不辐射紫光，则激发氢原子的光子能量为（）

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nE/eN

8...............................0

5--------------------------0.54

4-0.85

3-1.51

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

1--------------------------13.6(1

A.10.20eVB.12.09eV

C.12.75eVD.13.06eV

答案c

12.必（2022浙江6月选考,7,3分）图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=3的激发态，

在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠。下列说法正确

的是（）

nESN

oc-----------------------------0

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

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

2-------------------------------3.4

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

A.逸出光电『的最大初功能为10.80eV

B.«_3跃迁到,L1放出的光子动量最大

C.有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应

D.用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到〃=4激发态

答案B

考点三原子核核反应

13.*（2020浙江1月选考43分）下列说法正确的是（）

A.a射线的穿透能力比了射线强

B.天然放射现象说明原子具有复杂的结构

C.核聚变中平均每个核子放出的能量比裂变中平均每个核子的小

D.半衰期跟放射性元素以单质或化合物形式存在无关

答案D

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14.0（2023全国乙,16,6分）2022年10月,全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴,

其中我国的“慧眼”卫星、"极日”空间望远镜等装置在该事件观测中作出重要贡献。由观

测结果推断，该伽马射线暴在1分钟内释放的能量量级为10抬j。假设释放的能量来自物

质质量的减少，则每秒钟平均减少的质量量级为（光速为3x10sm/s）（）

AJO19kgB.1024kgC.IO29kgD.1034kg

答案C

15.址（2023湖南,1,4分）2023年4月12日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置

（EAST）创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行,为可控核聚变的最终

实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是（）

A.相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多

B.笊筑核聚变的核反应方程为彳H+；H—>IHc+^c

C.核聚变的核反应燃料主要是铀235

D.核聚变反应过程中没有质量亏损

答案A

16.址（2022湖北,1,4分）二世纪四十年代初，我国科学家王澄昌先生首先提出证明中微子

存在的实验方案:如果静止原子核；Be俘获核外K层电子e,可生成一个新原子核X,并放

出中微「Ve,即：Bc+9遇-X+孰。根据核反应后原「核X的动能和动量，可以间接测量中

微子的能量和动量，进而确定中微子的存在。下列说法正确的是（）

A.原子核X是孑Li

B.核反应前后的总质子数不变

C.核反应前后总质量数不同

D.中微子Ve的电荷量与电子的相同

答案A

17.船（2022浙江1月选考,14,2分）（多选）2021年12月15日秦山核电站迎来了安全发电

30周年，核电站累计发电约6.9x10"kW.h,相当于减排二氧化碳六亿多吨。为了提高能源

利用率，核电站还将利用冷却水给周围居民供热。下列说法正确的是（）

A.秦山核电站利用的是核聚变释放的能量

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B.秦山核电站发电使原子核亏损的质量约为27.6kg

C.核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应的速度

D.反应堆中存在|pU+；n^^Ba+«：Kr+3jn的核反应

答案CD

18.板2021浙江6月选考,14,2分)(多选)对四个核反应方程

447

⑴克8U-籍Th+担e;(2濡4Th一|?Pa+oie；(3)5N+JHe->*O+；H;(4)fH+汨-洱e+]n+17.6

MeV,下列说法正确的是()

A.(l)(2)式核反应没有释放能量

B.(l)(2)(3)式均是原子核衰变方程

C.(3)式是人类第一次实现原子核转变的方程

D.利用激光引发可控的(4)式核聚变是正在尝试的技术之一

答案CD

19*2021全国乙,17,6分)医学治疗中常用放射性核素,13In产生y射线，而,,3ln是由半

衰期相对较长的,l3Sn衰变产生的。对于质量为〃的"3Sn,经过时间,后剩余的“3sn质

量为〃?，其三・，图线如图所示。从图中可以得到”3sn的半衰期为()

m()

m

A.67.3dB.lOl.Od

C.115.1dD.124.9d

答案C

20.必(2022全国甲,17,6分)两种放射性元素的半衰期分别为％和2心在片0时刻这两种元

素的原子核总数为M在/=2/。时刻,尚未衰变的原子核总数为2则在U4Z。时刻，尚未衰变的

原子核总数为()

A玲

答案C

21.*(2023福建,9,3分)福建福清核电站采用我国完全自主研发的“华龙一号”反应堆技术,

建设了安全级别世界最高的机组。机组利用铲U核裂变释放的能量发电,典型的核反应

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方程为行+债U-夕Ba+WKr+33©ijA=,Z=;若核反应过程中质量亏损1

g,释放的能量为J(光速大小取3.()xl()8nVs)o

答案92569x10”

三年模拟

考点强化练

考点一光电效应波粒二象性

1.*(2023届湖北武汉5月模拟」)人们认识量子论的第一步始于对黑体辐射实验规律的

解释，如图所示画出了「、乃两种温度下黑体的辐射强度与其辐射电磁波波长的关系，下

列说法正确的是()

°A,A,波氏

B.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关

C.随着温度升高，波长短的辐射强度增大，波长长的辐射强度减小

D.爱因斯坦提出的能量子假说很好地解释J'黑体辐射的实验规律

答案B

2.MQ023届北京东城二模,5)某光源发出的光由不同波长的光组成。不同波长的光的强

度(表示光的强弱)如图所示。使金属恰好发生光电效应的光的波长，称为极限波长。表中

为一些金属的极限波长。用该光源照射表中金属表面，则()

350450550650750

波长(nm)

材料铀铸钠

极限波长(nm)196274542

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A.只有钠表面有电子逸出

B.只有铛表面有电子逸出

C.鸨、粕表面均有电广逸出

D.伯、衿、钠表面均有电子逸出

答案A

3.礴2023届江苏苏州八校联盟三模,4）激光冷却中性原子的原理如图所示，质量为加、

速度为vo的原子连续吸收多个迎面射来的频率为v的光子后，速度减小。不考虑原子质

量的变化,光速为c。下列说法正确的是（）

WVW\A_

A.激光冷却利用了光的波动性

原子吸收第一个光子后速度的变化量为加，二更

B.me

C.原子每吸收一个光子后速度的变化量不同

D.原子吸收嘿个光子后速度减小到原来的一半

答案B

4.2*2024届江苏南京六校联合体8月调研,6）如图所示，图甲为氢原子的能级图,大量处

于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光了，其中频率最高的光子照射到图

乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法王确

的是（）

nEleV

x..................0

4=-0.85

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

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

----------------------136

A.频率最高的光子是从n=4跃迁到n=3发出的

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B.光电管阴极K金属材料的逸出功为7.0eV

C.若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源右侧为正极

D.氢原子跃迁放出的光子中有3种频率的光子可以使阴极K发生光电效应

答案D

考点二原子结构

5.依（2023届安徽宣城期末,3）如图为氢原子在可见光区域的四条光谱线，已知普朗克常量

力=6.63x10"J・s,真空中光速c=3xl0sm/s,可见光的波长在400nm〜700nm之间，则下列说

法正确的是（）

12434.048656.2A/nm

A.氢原子光谱由氢原子核能级跃迁产牛

B.Ha谱线对应光子的能量最大

C.H7谱线对应的是可见光中的红光

D.Hp谱线对应的光照射逸出功为2.25eV的金属钾，可以发生光电效应

答案D

6.向女2024届福建福州延安中学10月月考,1）如图所示是氢原子的能级图，大量处于〃=4

激发态的氢原子向低能级跃迁时，可以辐射出多种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢

原子由高能级向〃=2能级跃迁时辐射出的光子。下列说法正确的是（）

E/e\

-0

4-0.85

3-1.51

A.最多可辐射出6种频率不同的光了，全部属丁巴耳木系

B.辐射出的光子中波长最长的是片4激发态跃迁到〃:3激发态时产生的

C.用动能为12.7eV的电子撞击氢原子，可使处于基态的氢原子跃迁至〃=4的激发态

D.用能量为2.56eV的光子照射处于〃二2能级的氢原子，可以使它跃迁到〃=4的激发态

答案B

7.喇2024届江苏海安高级中学一考,11）光电效应中，原子的内、外层电子都可能被激发

而产生光电效应。多电子原子核外电子的分布可以分为若干壳层，由内到外依次是15.

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2s、2p……相比于外层电子，内层电子离原子核更近，电离能更大，如果要激发内层电子，

需要更大能量的高能粒子流或者高能光子。实验中用能量为20keV的高能光子照射某

原子，致使1s能级上的一个电子被击出，该能级中出现一个空穴（如图甲），来自2s能级上的

电r跃迁到15能级填充空穴相应地将能量转移给2〃能级上的电广，使这个电『脱离原

子束缚跑到真空中去，这个电子被称为俄歇电子。已知Is、2s和2〃能级电子的电离能分

别为5.60keV、0.70keV和0.58keV,假设2P能级上电子的初动能为0,那么成为俄歇电

子后其动能为)

A.4.32keVB.13.70keV

C.13.82keVD.13.i2keV

答案A

考点三原子核核反应

8.*（2023届天津重点学校考前模拟二,1）为了研究原子的性质，科学家们做了大量的实验

研究，关于四幅示意图，下列说法正确的是（）

0

-0.85

-1.51

-3.40

-13.6

A.汤姆孙通过分析图①的a粒子散射实验结果，提出了原子核式结构模型

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B.②表示的核反应属于重核裂变，在裂变过程中要吸收能量

C.③中向左偏转的是p粒子，向右.偏转的是a粒子，不偏转的是y粒子

D.锌的逸出功为3.34eV,用④中一群处于n=4能级的氢原子跃迁辐射的光照射锌板，逸出

光电子的最大初动能为9.41eV

答案D

9.姆2023届江苏八市二模,4）太阳大约在几十亿年后，会逐渐进入红巨星时期，核心温度

逐渐升高，当升至某一温度时，太阳内部的氮元素开始转变为碳，即短闪。三个』He生成一

个/2（称为3a反应），核反应方程为3狙e-针。瞬间释放大量的核能。下列说法不正确的

是（已知铲C的质量〃?<=12.0000u^He的质量〃限=4.0026uju的质量对应的能量是

931.5MeV）（）

A.氮闪发生的是人工转变

BL次3a反应释放的核能为7.2657MeV

C.一次3a反