近代物理学(近三年高考题)
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高考物理近代物理选择题专练(历年高考真题近代物理选择题精选,共100题,含解析)一、单选题1.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,可能形由表中数据得出的论断中不正确的是A.两组实验采用了不同频率的入射光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5.0 eV,逸出光电子的最大动能为1.9 eVD.若入射光子的能量为5.0 eV,相对光强越强,光电流越大2.在光电效应实验中,飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光),如图所示.则可判断出( )A.甲光的频率大于乙光的频率B.乙光的波长大于丙光的波长C.乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能3.在同位素氢、氘,氚的核内具有相同的()A.核子数 B.电子数 C.中子数 D.质子数4.用波长为300nm的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10-19J,已知普朗克常量为6. 63×10-34J.s,真空中的光速为3×108m/s,能使锌产生光电效应单色光的最低频率()A.1×1014HzB.8×1015HzC..2×1015HzD.8×1014Hz5.下列现象中,与原子核内部变化有关的是A .粒子散射现象B .天然放射现象C .光电效应现象D .原子发光现象6.在核反应方程H 24e+N 714→O 817+X 中,X 表示的是 A .质子 B .中子 C .电子 D .α粒子 7.如图所示,一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O ,经折射后分为两束单色光a 和b 。
下列判断正确的是( )A .玻璃对a 光的折射率小于对b 光的折射率B .a 光的频率大于b 光的频率C .在真空中a 光的波长大于b 光的波长D .a 光光子能量小于b 光光子能量8.某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论,其中的两个核反应方程为11H +126C →137N +1Q 11H +157N→126C +X+方程式中Q 1、表示释放的能量,相关的原子核质量见下表:A .X 是32H e ,21Q Q > B .X 是42H e ,21Q Q > C .X 是32H e ,21Q Q <D .X 是42H e ,21Q Q <9.氢原子能级示意图如图所示.光子能量在1.63 eV~3.10 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A .12.09 eVB .10.20 eVC .1.89 eVD .1.5l eV10.下列有关原子结构和原子核的认识,其中正确的是 . A .γ射线是高速运动的电子流B .氢原子辐射光子后,其绕核运动的电子动能增大C .太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D .21083Bi 的半衰期是5天,100克21083Bi 经过10天后还剩下50克11.氢原子从能级m 跃迁到能级n 时辐射红光的频率为v 1,从能级n 跃迁到能级k 时吸收紫光的频率为v 2,已知普朗克常量为h ,若氢原子从能级k 跃迁到能级m ,则 A .吸收光子的能量为hv 1 + hv 2 B .辐射光子的能量为hv 1 + hv 2 C .吸收光子的能量为hv 1 - hv 2 D .辐射光子的能量为hv 1 - hv 212.2017年年初,我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置,发出了波长在100 nm (1 nm=10–9 m )附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲.大连光源因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用.一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子,但又不会把分子打碎.据此判断,能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h =6.6×10–34 J ·s ,真空光速c =3×108 m/s ) A .10–21 J B .10–18 J C .10–15 J D .10–12 J13.已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz 和5.44×1014Hz ,在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应,比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子,钙逸出的光电子具有较大的( ) A .波长 B .频率 C .能量 D .动量 14.氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线H α、H β、H γ、H δ,都是氢原子中电子从量子数n >2的能级跃迁到n =2的能级发出的光,它们在真空中的波长由长到短,可以判定A .H α对应的前后能级之差最小B .同一介质对H α的折射率最大C .同一介质中H δ的传播速度最大D .用H γ照射某一金属能发生光电效应,则H β也一定能15.大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电,氘核聚变反应方程是12H+12H →23He+11n ,已知12H 的质量为2.0136u ,23He 的质量为3.0150u ,01n 的质量为1.0087u ,1u=931MeV/c 2。
1 / 102020年—2023年高考物理近代物理部分真题汇编+答案汇编(真题部分)1.(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.氘氚核聚变的核反应方程为 12H +13H → 24He +-10eC.核聚变的核反应燃料主要是铀235D.核聚变反应过程中没有质量亏损 2.(2023山东,1,3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ν0的光子从基态能级Ⅰ跃迁至激发态能级Ⅱ,然后自发辐射出频率为ν1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,实现受激辐射,发出钟激光,最后辐射出频率为ν3的光子回到基态。
该原子钟产生的钟激光的频率ν2为( )A.ν0+ν1+ν3B.ν0+ν1-ν3C.ν0-ν1+ν3D.ν0-ν1-ν33.(2023全国甲,15,6分)在下列两个核反应方程中( )X +714N→Y +817OY +37Li→2XX 和Y 代表两种不同的原子核,以Z 和A 分别表示X 的电荷数和质量数,则( )A.Z=1,A=1B.Z=1,A=2C.Z=2,A=3D.Z=2,A=44.(2023新课标,16,6分)铯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,铯原子钟利用的两能级的能量差量级为10-5 eV,跃迁发射的光子的频率量级为(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,元电荷e=1.60×10-19 C)()2 / 10A.103 HzB.106 HzC.109 HzD.1012 Hz5.(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、“极目”空间望远镜等装置在该事件观测中作出重要贡献。
专题十八近代物理初步35.[物理-选修3-5](2013·高考新课标全国卷Ⅰ)(1)一质子束入射到静止靶核2713Al上,产生如下核反应:p+2713Al→X+n式中p代表质子,n代表中子,X代表核反应产生的新核.由反应式可知,新核X的质子数为__________,中子数为________.解析:(1)从核反应发生时质子数和中子数守恒入手.p为11H,n为10n,则Z A X中A=1+13-0=14,Z=27+1-1=27,则中子数为Z-A=27-14=13.答案:(1)141335.(2013·高考新课标全国卷Ⅱ)[物理-选修3-5](1)关于原子核的结合能,下列说法正确的是________.A.原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B.一重原子核衰变成α粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C.铯原子核(133 55Cs)的结合能小于铅原子核(208 82Pb)的结合能D.比结合能越大,原子核越不稳定E.自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能解析:(1)原子核分解成自由核子时,需要的最小能量就是原子核的结合能,选项A正确.重核衰变时释放能量,衰变产物更稳定,即衰变产物的比结合能更大,衰变前后核子数不变,所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能,选项B正确.铯核的核子数比铅核的核子数少,其结合能也小,选项C正确.比结合能越大,原子核越稳定,选项D错误.自由核子组成原子核时,需放出能量,因此质量亏损产生的能量小于原子核的结合能,选项E错误.答案:(1)ABC16.(2013·高考大纲全国卷) 放射性元素氡(222 86Rn)经α衰变成为钋(222 86Po),半衰期约为3.8天;但勘测表明,经过漫长的地质年代后,目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素22286R n 的矿石,其原因是()A.目前地壳中的.222 86Rn主要来自于其他放射性元素的衰变B.在地球形成的初期,地壳中元素.222 86Rn的含量足够高C.当衰变产物.222 86Po积累到一定量以后,21884 Po的增加会减慢222 86Rn的衰变进程D.222 86Rn主要存在于地球深处的矿石中,温度和压力改变了它的半衰期解析:选A.从衰变及半衰期角度分析,各种不同元素的衰变不断发生,而22286Rn的半衰期较短,衰变速度较快,因此目前地壳中的222 86Rn不是因为原来含量高而是由其他元素衰变生成的,选项A正确,选项B错误;放射性元素的半衰期只由原子核本身决定,与其他因素无关,选项C、D错误.20.(2013·高考北京卷)以往我们认识的光电效应是单光子光电效应,即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出.强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识,用强激光照射金属,由于其光子密度极大,一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能,从而形成多光子光电效应,这已被实验证实.光电效应实验装置示意图如图所示.用频率为ν的普通光源照射阴极K ,没有发生光电效应,换用同样频率为ν的强激光照射阴极K ,则发生了光电效应;此时,若加上反向电压U ,即将阴极K 接电源正极,阳极A 接电源负极,在KA 之间就形成了使光电子减速的电场.逐渐增大U ,光电流会逐渐减小;当光电流恰好减小到零时,所加反向电压U 可能是下列的(其中W 为逸出功,h 为普朗克常量,e 为电子电量)( )A .U =hνe -W eB .U =2hνe -W eC .U =2hν-WD .U =5hν2e -W e解析:选B.以从阴极K 逸出的且具有最大初动能的光电子为研究对象,由动能定理得:-Ue =0-12m v 2m① 由光电效应方程得:nhν=12m v 2m+W (n =2,3,4…) ② 由①②式解得:U =nhνe -W e(n =2,3,4…), 故选项B 正确.1.(2013·高考天津卷)下列说法正确的是( )A .原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B .α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流C .氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D .发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关解析:选C.原子核发生衰变时遵守电荷数守恒和质量数守恒,而非质量守恒,选项A 错误;α、β、γ射线的实质是高速运动的氦原子核、电子流和光子,选项B 错误;根据玻尔理论,氢原子从激发态向基态跃迁时,只能辐射特定频率的光子,满足hν=E m -E 1,选项C 正确;根据爱因斯坦光电效应方程E km =hν-W 知,光电子的动能与入射光的频率有关,选项D 错误.2.(2013·高考重庆卷)铀是常用的一种核燃料,若它的原子核发生了如下的裂变反应:235 92U +10n ―→a +b +210n则a +b 可能是( )A.140 54Xe +9336KrB.141 56Ba +9236KrC.141 56Ba +9338SrD.140 54Xe +9438Sr解析:选D.利用质量数守恒和电荷数守恒可以判断出可能的核反应方程.选项A 不满足电荷数守恒也不满足质量数守恒,选项C 不满足电荷数守恒;选项B 不满足质量数守恒;只有选项D 正确.38.(2013·高考山东卷) (1)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应,当温度达到108 K 时,可以发生“氦燃烧”.①完成“氦燃烧”的核反应方程:42He +________→84Be +γ.②84Be 是一种不稳定的粒子,其半衰期为2.6×10-16 s .一定质量的84Be ,经7.8×10-16 s 后所剩84Be 占开始时的________.解析:(1)①42He(或α) ②18(或12.5%) 答案:(1)①42He(或α) ②18(或12.5%) 17.(2013·高考广东卷)铀核裂变是核电站核能的重要来源,其一种裂变反应式是235 92U +10n →144 56Ba +8936Kr +310n.下列说法正确的有( )A .上述裂变反应中伴随着中子放出B .铀块体积对链式反应的发生无影响C .铀核的链式反应可人工控制D .铀核的半衰期会受到环境温度的影响解析:选AC.根据裂变反应的规律和影响半衰期的因素解决问题.裂变反应式中的 10n 为中子,铀块体积大于临界体积,才能发生链式反应,且铀核的链式反应是可控的,选项A 、C 正确,选项B 错误;放射性元素的半衰期不受外界压强、温度的影响,选项D 错误.12.(2013·高考江苏卷)C.[选修3-5](1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等,则它们的________也相等.A .速度B .动能C .动量D .总能量(2)根据玻尔原子结构理论,氦离子(He +)的能级图如图所示.电子处在n =3轨道上比处在n =5轨道上离氦核的距离________(选填“近”或“远”).当大量He +处在n =4的激发态时,由于跃迁所发射的谱线有________条.解析:(1)根据λ=h p,知电子和中子的动量大小相等,选项C 正确. (2)根据玻尔理论r n =n 2r 1可知电子处在n =3的轨道上比处在n =5的轨道上离氦核的距离近.大量He +处在n =4的激发态时,发射的谱线有6条.答案:(1)C (2)近 614.(2013·高考浙江自选模块)题号:14 科目:物理“物理3-5”模块小明用金属铷为阴极的光电管,观测光电效应现象,实验装置示意图如图甲所示。
高中物理近代物理高考真题1. 物理认识的发展历程及其启示物理学是自然科学的基础科学,而近代物理作为物理学领域的一个重要分支,在高中物理教学中有着举足轻重的地位。
高考真题中涉及的近代物理内容,既包括了经典物理学的基础知识,又涉及到了相对论、量子力学等颇具挑战性的内容。
通过回顾物理认识的发展历程,我们可以更好地理解高中物理近代物理高考真题的重要性与意义。
2. 高考真题中的相对论与量子力学近代物理学不仅仅是关于经典力学的延伸,更是对微观世界和宏观世界相互联系的深刻探讨。
高考真题中的相对论和量子力学问题往往能够考察学生对物理学基本原理的理解和运用能力。
比如,通过探讨光电效应、原子结构等问题,考生需要理解光子、波粒二象性等现代物理学的基本观念,从而解答相关问题。
3. 实验方法在近代物理学中的重要性近代物理学的发展离不开实验方法的不断创新与完善。
实验验证是检验科学理论真伪的重要手段,也是培养学生动手能力和实践能力的有效途径。
高中物理近代物理高考真题中,常常会涉及实验设计、数据处理等问题,要求考生具备一定的实验能力和分析能力。
4. 近代物理学的前沿科研与应用随着科技的不断进步,近代物理学在前沿科研和实际应用中扮演着越来越重要的角色。
高中物理近代物理高考真题中的一些问题,往往蕴含着一定的科学研究和技术应用背景,考生需要积极开拓视野,了解物理学在现代社会的重要性和应用前景。
5. 总结高中物理近代物理高考真题,旨在考查学生对物理学基本概念和原理的掌握情况,同时也促使学生思考物理学知识在现实世界中的作用和意义。
通过认真学习和练习,考生可以更好地掌握近代物理学知识,提高物理学的学习兴趣和实践能力,为今后的学术研究和科技创新打下坚实基础。
愿每位学子在高中物理学习的道路上取得进步,实现自身的奋斗目标。
【2018年高考考点定位】作为选择题和填空题,本考点的涉及面广,选项可能涉及近代物理学史,波尔模型,光电效应和原子核结构,而填空题可能涉及衰变、核反应方程的书写、光电效应的极限频率和最大初动能等,既是备考的重点也是命题的热门选项。
【考点pk 】名师考点透析考点一、波粒二象性【名师点睛】1. 量子论:①普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的,其最小的、不可分的能量单元即“能量子”或称“量子”,也就是说组成能量的单元是量子。
每一份电磁波的能量νεh =②物质的辐射能量不是连续的,而是以量子的整数倍跳跃式变化的○31905年,爱因斯坦奖量子概念推广到光的传播中,提出了光量子论。
即:νεh =. 其中是电磁波的频率,h 为普朗克恒量:h=6.63×10-34s J ⋅2.黑体和黑体辐射:○1任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波,并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。
○2随着温度的升高,黑体的辐射强度都有增加; ○3随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短方向移动。
3.光电效应:在光的照射下,金属中的电子从表面逸出,发射出来的电子就叫光电子,①任何一种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应,低于极限频率的光不能发生光电效应。
②光电子的最大初动能与入射光的强度无关,光随入射光频率的增大而增大。
③大于极限频率的光照射金属时,光电流强度(反映单位时间发射出的光电子数的多少),与入射光强度成正比。
④ 金属受到光照,光电子的发射一般不超过10-9秒。
波动说认为:光的能量即光的强度是由光波的振幅决定的与光的频率无关。
所以波动说对解释上述实验规律中的①②④条都遇到困难考点二、原子结构1. 汤姆生原子结构模型:1897年英国物理学家汤姆生发现了电子,从而打破了原子不可再分的观念,揭示出原子也有复杂的结构。
汤姆生的原子模型:1903年汤姆生设想原子是一个带电小球,它的正电荷均匀分布在整个球体内,而带负电的电子镶嵌在正电荷中。
高三近代物理练习题1. 问题描述:在一个实验室中,研究人员进行了一组关于光电效应的实验。
实验设置如下:使用不同波长的光,照射到金属表面,观察光电流的变化情况。
实验中,金属表面的逸出功为φ,对于不同波长的光,当入射光的频率为ν时,光电流刚好为零。
现在要求解决以下问题:(1)当光的频率ν为多少时,光电流刚好为零?(2)当光的频率ν为多少时,光电流才能达到最大值?(3)假设金属表面的逸出功为2eV,入射光的频率为5.0×10^14Hz,求解光电子的最大动能。
2. 解题思路:根据光电效应的基本原理,当光的频率大于一定值时,光电流才能产生。
该频率称为临界频率。
根据爱因斯坦的光量子假设,光的能量与频率成正比,光电流的最大值与光的能量成正比,与光的强度无关。
根据能量守恒定律,光的能量应等于光电子的最大动能加上金属表面的逸出功。
3. 解答:(1)根据研究人员的实验结果,当光电流刚好为零时,入射光的频率即为临界频率。
根据基本原理可得:光电流刚好为零时,光的频率ν等于临界频率ν0。
(2)当光电流达到最大值时,光的频率即为最大频率。
根据能量守恒定律可得:光的能量等于光电子的最大动能加上金属表面的逸出功。
由此可以推导出最大频率的表达式:hν = φ + Emax其中:h为普朗克常数,约等于6.626×10^-34 J·s;φ为金属表面的逸出功;Emax为光电子的最大动能。
由上式可知,Emax与光的频率成正比。
因此,入射光的频率为最大频率νmax时,光电流才能达到最大值。
(3)已知金属表面的逸出功为2eV,入射光的频率为5.0×10^14Hz。
按照能量守恒定律,可得:hν = φ + Emax代入已知数据,得:6.626×10^-34 J·s × 5.0×10^14 Hz = 2 eV + Emax将6.626×10^-34 J·s转换成eV的单位:6.626×10^-34 J·s = 6.626×10^-34 × 6.242×10^18 eV≈ 4.1357 ×10^-15 eV·s代入计算得:4.1357 ×10^-15 eV·s ×5.0×10^14 Hz = 2 eV + Emax整理得:2.0679 eV = 2 eV + Emax移项得:Emax = 2.0679 eV - 2 eV≈ 0.068 eV因此,光电子的最大动能为约0.068 eV。
物理选修3-5近代物理高考真题汇编(2015-2019年)编撰:王平平1.(2019·全国卷I·T14)氢原子能级示意图如图所示。
光子能量在1.63 eV ~3.10 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 ( ) A.12.09 eV B.10.20 eV C.1.89 eV D.1.51 eV2.(2019·全国卷Ⅱ ·T15)太阳内部核反应的主要模式之一是质子-质子循环,循环的结果可表示为411H →24He+210e+2ν,已知 11H和 24He 的质量分别为m p =1.007 8 u 和m α=4.002 6 u,1 u=931 MeV/c 2,c 为光速。
在4个 11H 转变成1个 24He 的过程中,释放的能量约为 ( )A.8 MeVB.16 MeVC.26 MeVD.52 MeV3.(2019·天津高考 ·T6)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破,等离子体中心电子温度首次达到1亿度,为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础。
下列关于聚变的说法正确的是( )A.核聚变比核裂变更为安全、清洁B.任何两个原子核都可以发生聚变C.两个轻核结合成质量较大的核,总质量较聚变前增加D.两个轻核结合成质量较大的核,核子的比结合能增加4.(2019·北京高考·T19)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。
组 次入射光子的能量/eV相对光强光电流大小/mA 逸出光电子的最大动能/eV第 一 组 1 2 3 4.0 4.0 4.0 弱 中 强 29 43 60 0.9 0.9 0.9 第 二 组 4 5 66.0 6.0 6.0弱 中 强 27 40 552.9 2.9 2.9由表中数据得出的论断中不正确的是 ( ) A .两组实验采用了不同频率的入射光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5.0 eV,逸出光电子的最大动能为1.9 eVD .若入射光子的能量为5.0 eV,相对光强越强,光电流越大5.(2019·江苏高考·T12(2))100年前,卢瑟福用α粒子轰击氮核打出了质子。
高考物理近代物理知识点之相对论简介真题汇编含解析(1)一、选择题1.有兄弟两人,哥哥乘坐宇宙飞船以接近光速的速度离开地球去遨游太空,经过一段时间返回地球,哥哥惊奇地发现弟弟比自己要苍老许多,该现象的科学解释是( )A.哥哥在太空中发生了基因突变,停止生长了B.弟弟思念哥哥而加速生长了C.由相对论可知,物体速度越大,物体上的时间进程越慢,生理进程也越慢D.这是神话,科学无法解释2.以下说法正确的是()A.核裂变与核聚变都伴有质量亏损,亏损的质量转化成能量B. 射线和光电效应中逸出的电子都是原子核衰变产生的C.真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源、观察者间的相对运动没有关系D.原子核所含核子单独存在时的总质量不小于该原子核的质量3.如图所示是黑洞的示意图,黑洞是质量非常大的天体,由于质量很大,引起了其周围的时空弯曲,从地球上观察,我们看到漆黑一片。
那么关于黑洞,下列说法正确的是()A.内部也是漆黑一片,没有任何光B.尽管内部的光由于引力的作用发生弯曲,也能从黑洞中射出C.所有中子星都会发展为黑洞D.如果有一个小的星体经过黑洞,将会被吸引进去4.如图所示,在一个高速转动的巨大转盘上放着、、三个时钟,下列说法正确的是()A.时钟走时最慢,时钟走时最快B.时钟走时最慢,时钟走时最快C.时钟走时最慢,时钟走时最快D.时钟走时最慢,时钟走时最快5.设在正负电子对撞机中,电子和正电子以速度相向飞行,它们之间的相对速度为()A.B.C.D.6.在以光速c前进的特殊“列车”上向前发射一束光,在地面上的观察者看来这束光的速度是()A.0B.c C.2c D.c7.关于相对论效应,下列说法中正确的是()A.我们观察不到高速飞行火箭的相对论效应,是因为火箭的体积太大B.我们观察不到机械波的相对论效应,是因为机械波的波速近似等于光速C.我们能发现微观粒子的相对论效应,是因为微观粒子的体积很小D.我们能发现电磁波的相对论效应,因为真空中电磁波的波速是光速8.麦克斯书认为:电荷的周围存在电场,当电荷加速运动时,会产生电磁波。
近代物理初步高考真题答案随着科技的不断进步和社会的发展,物理作为一门基础科学学科,占据着重要的地位。
近代物理作为物理学的一个重要分支,对于学生的学习和掌握具有一定的挑战性。
近代物理的高考题目通常会涉及到一些较为复杂的知识点和实际问题,对学生的理解和解题能力提出了较高的要求。
下面我们来看看近年来高考近代物理部分的一些典型题目及其答案。
一、选择题部分1. (2019年江苏高考试题)反常色散现象指的是:()A.光速在各种介质中都相等B.光速在不同介质中都相等C.光的折射率随波长的变化而变化D.光的折射率与介质的绝对折射率成正比答案:C.光的折射率随波长的变化而变化2. (2018年北京高考试题)在日常生活中常用的不能放大物体的光学仪器是:()A.显微镜B.望远镜C.放大镜D.相机答案:B.望远镜3. (2017年全国I卷高考试题)真空中光的速度是:()A.0B.3.0 x 10^8m/sC.1.5 x 10^8m/sD.1.0 x 10^8m/s答案:B.3.0 x 10^8m/s二、填空题部分1. (2016年浙江高考试题)在真空中波长λ的某种波以v的速度传播,波长为2λ的同种波在真空中的传播速度是()。
答案:2v2. (2015年天津高考试题)一束波长为400nm的单色光通过折射率为n的透明介质,入射角为30°时,折射角的大小为()。
答案:sin^(-1)(nsin30°)三、综合解答题部分(2015年北京高考试题)我国很多海岸地区利用潮汐能发电,某港口一处300米宽的出海口形成了潮汐发电站。
潮汐发电的原理是利用海水的涨落运动改变机械装置的高度,从而产生动能。
如图所示,海水的高处表示为源能位置,横向长度记为d,下处记为盐能位置。
每日有两次涨潮和两次落潮,每次涨落潮的运动时间假设相等,取此时间为T。
为满足发电需要,发电站可改变涨潮时的抬水高度△h 和涨潮运动的总长度d,实现发电,并最终回运到海水高位。
【2018年高考考点定位】作为选择题和填空题,本考点的涉及面广,选项可能涉及近代物理学史,波尔模型,光电效应和原子核结构,而填空题可能涉及衰变、核反应方程的书写、光电效应的极限频率和最大初动能等,既是备考的重点也是命题的热门选项。
【考点pk 】名师考点透析 考点一、波粒二象性 【名师点睛】1. 量子论:①普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的,其最小的、不可分的能量单元即“能量子”或称“量子”,也就是说组成能量的单元是量子。
每一份电磁波的能量νεh =②物质的辐射能量不是连续的,而是以量子的整数倍跳跃式变化的○31905年,爱因斯坦奖量子概念推广到光的传播中,提出了光量子论。
即:νεh =. 其中是电磁波的频率,h 为普朗克恒量:h=6.63×10-34s J ⋅2.黑体和黑体辐射:○1任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波,并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。
○2随着温度的升高,黑体的辐射强度都有增加; ○3随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短方向移动。
3.光电效应:在光的照射下,金属中的电子从表面逸出,发射出来的电子就叫光电子,①任何一种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应,低于极限频率的光不能发生光电效应。
②光电子的最大初动能与入射光的强度无关,光随入射光频率的增大而增大。
③大于极限频率的光照射金属时,光电流强度(反映单位时间发射出的光电子数的多少),与入射光强度成正比。
④ 金属受到光照,光电子的发射一般不超过10-9秒。
波动说认为:光的能量即光的强度是由光波的振幅决定的与光的频率无关。
所以波动说对解释上述实验规律中的①②④条都遇到困难 考点二、原子结构1. 汤姆生原子结构模型:1897年英国物理学家汤姆生发现了电子,从而打破了原子不可再分的观念,揭示出原子也有复杂的结构。
汤姆生的原子模型:1903年汤姆生设想原子是一个带电小球,它的正电荷均匀分布在整个球体内,而带负电的电子镶嵌在正电荷中。
2. 原子核式结构模型:实验结构图如下,实验现象:a. 绝大多数粒子穿过金箔后,仍沿原来方向运动,不发生偏转。
b. 有少数粒子发生较大角度的偏转c. 有极少数粒子的偏转角超过了90°,有的几乎达到180°,即被反向弹回。
结论→否定了汤姆生原子结构模型,提出核式结构模型即在原子中心存在一个很小的核,称为原子核,原子核集中了原子所有正电荷和几乎全部的质量,带负电荷的电子在核外空间绕核旋转。
3. 波尔的原子机构模型:○1原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾(两方面)a 电子绕核作圆周运动是加速运动,按照经典理论,加速运动的电荷,要不断地向周围发射电磁波,电子的能量就要不断减少,最后电子要落到原子核上,这与原子通常是稳定的事实相矛盾。
b 电子绕核旋转时辐射电磁波的频率应等于电子绕核旋转的频率,随着旋转轨道的连续变小,电子辐射的电磁波的频率也应是连续变化,因此按照这种推理原子光谱应是连续光谱,这种原子光谱是线状光谱事实相矛盾。
上述两个矛盾说明,经典电磁理论已不适用原子系统,玻尔从光谱学成就得到启发,利用普朗克的能量量了化的概念,提了三个假设:①定态假设:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些状态中原子是稳定的,电子虽然做加速运动,但并不向外在辐射能量,这些状态叫定态。
②跃迁假设:原子从一个定态(设能量为E m )跃迁到另一定态(设能量为E n )时,它辐射成吸收一定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差决定,即 hv=E m -E n③轨道量子化假设,原子的不同能量状态,跟电子不同的运行轨道相对应。
原子的能量不连续因而电子可能轨道的分布也是不连续的。
总结:○1能级:各个状态的能量值○2基态即能量值最低的状态,距离原子核最近的运行轨道。
○3氢原子能级公式121n E E n = 考点三、原子核结构1.天然放射现象:1896年法国物理学,贝克勒耳发现放射现象。
从而揭示出原子核也有复杂的结构。
放射性射线的成分有三种射 线 种 类 射 线 组 成性 质电 离 作 用 贯 穿 能 力α射线氦核组成的粒子流 很 强 很 弱 β射线高速电子流 较 强 较 强 射线高频光子很 弱很 强衰 变 类 型 衰 变 方 程衰 变 规 律α 衰 变He Y X M Z M Z4242+→--新 核42质量数减少电荷数减少β 衰 变e Y X M Z M Z011-++→新 核 质量数不变电荷数增加衰变的实质:e H n 110-+→,辐射伴随着α衰变和衰变产生 半衰期:放射性元素的原子核的半数发生衰变所需要的时间,称该元素的半衰期。
放射性元素衰变的快慢是由核内部自身因素决定的,跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。
3. 1934年,约里奥—居里夫妇发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷P 3015,即:n P Al He 103015271342+→+4.核反应方程:⑴卢瑟福用α粒子轰击氦核打出质子:H O He N 1117842147+→+⑵贝克勒耳和居里夫人发现天然放射现象:α衰变:He Th U 422349023892+→ β衰变:e Pa Th 012349123490-+→⑶查德威克用α粒子轰击铍核打出中子:n C He Be 101264294+→+ ⑷居里夫人发现正电子:eSi P nP He Al 0130143015103015422713+→+→+⑸轻核聚变:γ+→+H H n 211110⑹重核裂变:nKr Ba n U Srn Xe n U 108936144561023592903810136541023592310++→+++→+5. 重核裂变 核聚变 Ⅰ 释放核能的途径——裂变和聚变 ⑴裂变反应:①裂变:重核在一定条件下转变成两个中等质量的核的反应,叫做原子核的裂变反应。
例如:n Kr Ba n U 1089361445610235923++→+②链式反应:在裂变反应用产生的中子,再被其他铀核浮获使反应继续下去。
链式反应的条件: 临界体积,极高的温度. ③U 23592裂变时平均每个核子放能约200Mev 能量1kg U 23592全部裂变放出的能量相当于2800吨煤完全燃烧放出能量! ⑵聚变反应:①聚变反应:轻的原子核聚合成较重的原子核的反应,称为聚变反应。
例如: MeV 6.1710423121++→+n He H H②一个氘核与一个氚核结合成一个氦核时(同时放出一个中子),释放出17.6MeV 的能量,平均每个核子放出的能量3MeV 以上。
比列变反应中平均每个核子放出的能量大34倍。
③聚变反应的条件;几百万摄氏度的高温。
【三年高考】 15、16、17年高考真题及其解析1.【2017·新课标Ⅰ卷】大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。
氘核聚变反应方程是22311120H H He n ++→。
已知21H 的质量为2.013 6 u ,32He 的质量为3.015 0 u ,10n 的质量为1.008 7 u ,1 u=931 MeV/c 2。
氘核聚变反应中释放的核能约为: ( )A .3.7 MeVB .3.3 MeVC .2.7 MeVD .0.93 MeV2. 【2017·天津卷】我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证,这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。
下列核反应方程中属于聚变反应的是: ( )A .23411120H H He n +→+B .1441717281N He O H +→+C .427301213150He Al P n +→+ D .235114489192056360U n Ba Kr 3n +→++3. 【2017·江苏卷】(多选)原子核的比结合能曲线如图所示,根据该曲线,下列判断中正确的有: ( ) (A )42He 核的结合能约为14 MeV (B )42He 核比63Li 核更稳定(C )两个21H 核结合成42He 核时释放能量 (D )23592U 核中核子的平均结合能比8936Kr 核中的大4. 【2017·新课标Ⅲ卷】(多选)在光电效应实验中,分别用频率为νa 、νb 的单色光a 、b 照射到同种金属上,测得相应的遏止电压分别为U a 和U b 、光电子的最大初动能分别为E k a 和E k b 。
h 为普朗克常量。
下列说法正确的是: ( ) A .若νa >νb ,则一定有U a <U b B .若νa >νb ,则一定有E k a >E k b C .若U a <U b ,则一定有E k a <E k bD .若νa >νb ,则一定有hνa –E k a >hνb –E k b5. 【2017·北京卷】2017年年初,我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置,发出了波长在100 nm (1 nm=10–9 m )附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。
大连光源因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。
一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子,但又不会把分子打碎。
据此判断,能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h =6.6×10–34J·s,真空光速c =3×108m/s ): ( )A .10–21J B .10–18J C .10–15J D .10–12J1.【2016·上海卷】研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示。
两块平行放置的金属板A 、B 分别与电源的两极a 、b 连接,放射源发出的射线从其上方小孔向外射出。
则: ( ) A .a 为电源正极,到达A 板的为α射线 B .a 为电源正极,到达A 板的为β射线 C .a 为电源负极,到达A 板的为α射线D .a 为电源负极,到达A 板的为β射线2. 【2016·江苏卷】贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象,如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用.下列属于放射性衰变的是: ( )A .14140671C N e-→+B .235113995192053390U +n I Y 2n →++C .23411120H +H He+n→D .427301213150He +Al P+n →3. 【2016·全国新课标Ⅰ卷】(多选)现用某一光电管进行光电效应实验,当用某一频率的光入射时,有光电流产生。
下列说法正确的是: ( )A .保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,饱和光电流变大B .入射光的频率变高,饱和光电流变大C .入射光的频率变高,光电子的最大初动能变大D .保持入射光的光强不变,不断减小入射光的频率,始终有光电流产生E .遏止电压的大小与入射光的频率有关,与入射光的光强无关4. 【2016·全国新课标Ⅲ卷】(多选)一静止的铝原子核2713Al 俘获一速度为71.010⨯m/s 的质子p 后,变为处于激发态的硅原子核28*14Si ,下列说法正确的是: ( )A .核反应方程为2728*1314p Al Si +→B .核反应方程过程中系统动量守恒C .核反应过程中系统能量不守恒D .核反应前后核子数相等,所以生成物的质量等于反应物的质量之和E .硅原子核速度的数量级为510m/s ,方向与质子初速度方向一致 5. 【2016·海南卷】(多选)下列说法正确的是: ( ) A .爱因斯坦在光的粒子性的基础上,建立了光电效应方程 B .康普顿效应表明光子只具有能量,不具有动量 C .玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律 D .卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型 E .德布罗意指出微观粒子的动量越大,其对应的波长就越长1.【2015·上海·10】用很弱的光做单缝衍射实验,改变曝光时间,在胶片上出现的图像如图所示,该实验表明: ( ) A .光的本质是波 B .光的本质是粒子C .光的能量在胶片上分布不均匀D .光到达胶片上不同位置的概率相同2. 【2015·天津·1】物理学重视逻辑,崇尚理性,其理论总是建立在对事实观察的基础上,下列说法正确的是: ( )A .天然放射现象说明原子核内部是有结构的B .电子的发现使人认识到原子具有核式结构C .α粒子散射实验的重要发现是电荷时量子化的D .密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的3. 【2015·江苏·12C (1)】(多选)波粒二象性时微观世界的基本特征,以下说法正确的有: ( ) A .光电效应现象揭示了光的粒子性B .热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C .黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D .动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波也相等4. 【2015·北京·14】下列核反应方程中,属于α衰变的是: ( )A .1441717281N He O H +→+B .238234492902U Th He →+ C .23411120H H He n +→+ D .234234090911Th Pa e -→+5. 【2015·广东·18】(多选)科学家使用核反应获取氚,再利用氘和氚核反应获得能量,核反应方程分别为:X +Y →He 42+H 31+4.9MeV 和H 21+H 31→He 42+X +17.6MeV ,下列表述正确的有: ( )A .X 是中子B .Y 的质子数是3,中子数是6C .两个核反应都没有质量亏损D .氘和氚的核反应是核聚变反应。