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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。
考点一：近代物理——（2019—2023）五年高考物理真题专项汇编【老高考版】一、单选题1．[2023年全国高考真题]在下列两个核反应方程中X 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.1Z =，1A =B.1Z =，2A =C.2Z =，3A =D.2Z =，4A =2．[2023年全国高考真题]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，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4810J .假设释放的能量来自于物质质量的减少，则每秒钟平均减少的质量量级为(光速为8310m /s ⨯)( )A.1910kgB.2410kgC.2910kgD.3410kg3．氘核21H 可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式241112106H 2He 2H 2n 43.15MeV →+++表示.海水中富含氘，已知1 kg 海水中含有的氘核约为221.010⨯个，若全都发生聚变反应，其释放的能量与质量为M 的标准煤燃烧时释放的热量相等；已知1 kg 标准煤燃烧释放的热量约为72.910J ⨯，131MeV 1.610J -=⨯，则M 约为( )A.40 kgB.100 kgC.400 kgD.1 000 kg4．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1401214H He 2e 2ν→++，已知11H 和42He 的质量分别为p 1.0078u m =和2α 4.0026u,1u 931MeV /,m c c ==为光速。
在4个11H 转变成1个42He 的过程中，释放的能量约为( )A.8 MeVB.16 MeVC.26 MeVD.52 MeV5．两种放射性元素的半衰期分别为0t 和02t ，在0t =时刻这两种元素的原子核总数为N ，在02t t =时刻，尚未衰变的原子核总数为3N ，则在04t t =时刻，尚未衰变的原子核总数为( ) A.12N B.9N C.8N D.6N6．如图所示，一个原子核X 经图中子数中所示的一系列αβ、衰变后，生成稳定的原子核Y ，在此过程中放射出电子的总个数为( )A.6B.8C.10D.147．医学治疗中常用放射性核素113In 产生γ射线，而113In 是由半衰期相对较长的113Sn 衰变产生的。
高考物理新近代物理知识点之相对论简介经典测试题及答案解析(5)一、选择题1．如图所示，强强乘坐速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为()A．0.4c B．0.5c C．0.9c D．1.0c2．下列说法正确的是（）A．以牛顿运动定律为基础的经典力学因其局限性而没有存在的价值B．物理学的发展，使人们认识到经典力学有它的适用范围C．相对论和量子力学的出现，是对经典力学的全盘否定D．经典力学对处理高速运动的宏观物体具有相当高的实用价值3．如图所示，参考系B相对于参考系A以速度v沿x轴正向运动，固定在参考系A中的点光源S射出一束单色光，光速为c，则在参考系B中接受到的光的情况是__________；A．光速小于c，频率不变，波长变短B．光速小于c，频率变小，波长变长C．光速等于c，频率不变，波长不变D．光速等于c，频率变小，波长变长.在以下叙述4．物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程中，正确的说法是()A．牛顿通过计算首先发现了海王星和冥王星B．英国物理学家卡文迪许用实验的方法测出引力常量G被誉为能“称出地球质量的人C．爱因斯坦建立了相对论，相对论物理学否定了经典物理学D．开普勒经过多年的天文观测和记录，提出了“日心说”的观点5．下列说法中正确的是( )A．光速不变原理指出光在真空中传播速度在不同惯性参考系中都是不同的B．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变宽D．声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率6．下列说法中正确的是A．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率B．电磁波谱波长由长到短顺序是无线电波、紫外线、可见光、红外线、X射线、γ射线C．机械波只能在介质中传播，波源周围如果没有介质，就不能形成机械波D．宇宙飞船以接近光速的速度经过地球时，地球上的人观察到飞船上的时钟变快7．已知电子的静止能量为0.511MeV，若电子的动能为0.25MeV，则它所增加的质量 与静止质量0m的比值近似为（）mA．0.1B．0.2C．0.5D．0.98．世界上各式各样的钟：砂钟、电钟、机械钟、光钟和生物钟．既然运动可以使某一种钟变慢，它一定会使所有的钟都一样变慢．这种说法是（）A．对的，对各种钟的影响必须相同B．不对，不一定对所有的钟的影响都一样C．A和B分别说明了两种情况下的影响D．以上说法全错9．如图所示，鸡蛋和乒乓球都静止在地面上，关于二者所具有的能量关系，下列说法中正确的是（）A．鸡蛋大B．乒乓球大C．一样大D．无法进行比较10．下列说法正确的是（）A．由于相对论、量子论的提出，经典力学己经失去了它的意义B．经典力学在今天广泛应用，它的正确性无可怀疑，仍可普遍适用C．在经典力学中，物体的质量随运动状态而改变D．狭义相对论认为，质量、长度、时间的测量结果都与物体运动状态有关11．关于相对论的下列说法中，正确的是（）A．宇宙飞船的运动速度很大，应该用相对论计算它的运动轨道B．电磁波的传播速度为光速C．相对论彻底否定了牛顿力学D．在微观现象中，相对论效应不明显12．在地面附近有一高速飞行的宇宙飞行器，地面上的人和宇宙飞行器中的宇航员观察到的现象，正确的是A．地面上的人观察到宇宙飞行器变短了B．地面上的人观察到宇宙飞行器变长了C．宇航员观察到宇宙飞行器内的时钟变慢了D．宇航员观察到宇宙飞行器内的时钟变快了13．假设地面上有一列火车以接近光速的速度运行，其内站立着一个中等身材的人，站在路旁的人观察车里的人，观察的结果是( )．A．这个人是一个矮胖子B．这个人是一个瘦高个子C．这个人矮但不胖D．这个人瘦但不高14．下列说法中正确的是A．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率B．麦克斯韦预言了电磁波的存在；楞次用实验证实了电磁波的存在C．由电磁振荡产生电磁波，当波源的振荡停止时，空间中的电磁波立即消失D．宇宙飞船以接近光速的速度经过地球时，地球上的人观察到飞船上的时钟变慢15．下列对爱因斯坦质能方程的理解正确的是（）A．2E mc=中能量E其实就是物体的内能B．公式2E mc=适用于任何类型的能量C．由2E mc=△△知质量与能量可以相互转化D．2E mc=不适合用来计算电池中的化学能16．一艘太空飞船静止时的长度为30 m，它以0.6c（c为光速）的速度沿长度方向飞行越过地球，下列说法正确的是A．飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 mB．地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 mC．飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于cD．地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c17．下列说法中正确的是（）A．把调准的摆钟，由北京移至赤道，这个钟将变慢，若要重新调准，应增加摆长B．振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越长C．1905 年爱因斯坦提出的狭义相对论是以相对性原理和光速不变原理这两条基本假设为前提的D．照相机的镜头涂有一层增透膜，其厚度应为入射光在真空中波长的1 418．下列说法正确的是（）A．单缝衍射实验中，缝越宽，条纹越亮，衍射现象越明显B．光纤通信，医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理C．机械波传播过程中，某质点在一个周期内向前移动一个波长的距离D．地球上的人看来，接近光速运动的飞船中的时钟变快了19．普朗克的量子力学相对论的提出是物理学领域的一场重大革命，主要是因为（）A．否定了经典力学的绝对时空观B．揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性C．打破了经典力学体系的局限性D．使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界20．以下说法正确的是（）A．开普勒提出日心说，并指出行星绕太阳转动其轨道为椭圆B．卡文迪许测量出万有引力常量，并提出万有引力定律C．牛顿证明了地面上苹果受到的重力和地球对月亮的吸引力是同一种力D．洲际导弹的速度有时可达到6000m/s，此速度在相对论中属于高速，导弹的质量会明显增大21．关于电磁波和相对论，下列说法正确的是（）A．电磁波在真空中传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度的方向均平行B．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失C．真空中的光速在不同的惯性参考系中不同D．狭义相对论中的假设在不同惯性参考系中均成立22．下列说法中正确的是A．医学上检查人体内部器官的“CT”，使用的是γ射线B．雨后公路积水表面漂浮的油膜阳光下呈现彩色，这是光的折射现象C．利用多普勒效应原理，可以测量运动物体的速度D．考虑相对论效应，静止的人测量沿自身长度方向高速运动的杆比静止时的杆长23．关于牛顿物理学与狭义相对论，下列说法正确的是（）A．狭义相对论研究的是物体在低速运动时所遵循的规律B．狭义相对论研究的是物体在高速运动时所遵循的规律C．牛顿物理学研究的是物体在高速运动时所遵循的规律D．牛顿物理学和狭义相对论都既适用于高速运动又适用于低速运动规律24．经典力学只适用于“宏观世界”，这里的“宏观世界”是指()A．行星、恒星、星系等巨大的物质领域B．地球表面上的物质世界C．人眼能看到的物质世界D．不涉及分子、原子、电子等微观粒子的物质世界25．下列说法正确的是A．爱因斯坦建立了相对论B．开普勒发现万有引力定律C．牛顿测出了万有引力常量D．卡文迪许发现行星运动三大定律【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题1．D解析：D【解析】【分析】【详解】根据爱因斯坦相对论，在任何参考系中，光速不变，即光速不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变．所以壮壮观测到该光束的传播速度为c，所以ABC错误，D正确．2．B解析：B【解析】牛顿运动定律能够解决宏观物体的低速运动问题，在生产、生活及科技方面起着重要作用；解决问题时虽然有一定误差，但误差极其微小，可以忽略不计；故经典力学仍可在一定范围内适用．虽然相对论和量子力学更加深入科学地认识自然规律，它是科学的进步，但并不表示对经典力学的否定，故选项B正确．A、C错误；经典力学不能用于处理高速运行的物体；故D错误．故选B3．D解析：D【解析】【详解】根据相对论光速不变原理可知，在参考系B中接受到的光的速度等于c，由于B相对A的距离增大，产生多普勒效应，则知在参考系B中接受到的光的频率变小，波长cfλ=，波长变长，故D正确，ABC错误。
【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。
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。
近五年高考真题专练物理近五年来，高考物理题目的出现趋势发生了很大的变化。
物理作为一门具有基础性的学科，考生不仅需要掌握相关知识，还需要具备解决问题的能力。
下面就近五年的高考物理真题展开专练。
2017年高考真题：题目描述：一个理想气体分子，质量均为m，碰到墙壁的速率为b，碰到墙壁后弹回，与碰撞前方向相同则仍为速率b，与碰撞前方向相反速率由原来b变为-b。
气体通道入口处与出口处分别为A、B两块小墙。
考察沿x轴正方向气体分子速率物理量ΔN；解答要点：根据动量守恒定理和碰撞规律，分析气体分子从入口到出口的速率变化；备考建议：重点理解动量守恒定理在碰撞中的应用，注意分析碰撞前后气体分子速率的变化。
2018年高考真题：题目描述：某物体在水平位置上滑动，并且在x方向上所受到的摩擦力和外加力在动力学条件下是一个整体，根据已知条件动力学方程y=2/(1+x^2)。
而且物体不受系统外力和摩擦力的垂向和外力平行，根据条件求滑动过程中物体在x轴方向的位移；解答要点：根据动力学条件下的滑动方程，确定物体在x轴方向的位移；备考建议：掌握滑动问题的解决方法，理解动力学方程的应用。
2019年高考真题：题目描述：两平行金属板间距为d，金属板上均匀涂有电介质，两金属板间产生等电荷原因边界形成极小电容平行板电容器，电容值为C。
用平方材料层两分子距离为d/3那么金属板与介电质间的距离；解答要点：根据题目描述和平行板电容器的公式进行求解；备考建议：熟练掌握平行板电容器的电容计算方法，注意对题目描述的理解和应用。
2020年高考真题：题目描述：质点重力加速度为g，在斜坡上以一定加速度l运动，摩擦力做功W1质点不断动，斜坡上某段距离具有最小速度v，考察质点在无摩擦力作用下在地波段的速度；解答要点：根据斜坡上的运动方程和能量守恒定理，求解质点在地波断的速度；备考建议：熟练掌握斜坡上运动和摩擦力对质点的影响，理解速度的变化规律。
2021年高考真题：题目描述：仿真运动图，一弹簧球在不同状态释放，发射出去速度能比释放前发生改变，设弹簧球一端弹簧球一端症2021年狼性；弹簧球离开弹簧做加速度运动；求解弹簧球最高高度；解答要点：根据弹簧球的初始速度、加速度、竖直方向速率等参数进行弹簧球的高度计算；备考建议：理解不同状态下弹簧球的运动规律，熟练运用相关参数进行计算。
2025届高考物理复习：历年真题、易错题专项(近代物理)练习 1．如图为光电管的示意图。
若用波长为7410m -⨯的单色光照射该光电管时，两板间可产生的最大电压为1.7V 。
取61.2510eV m hc -=⨯⋅，则下列判断正确的是（ ）A ．该光电管K 极的逸出功约为1.43eVB ．逸出光电子的最大初动能约为1.25eVC ．仅改变该单色光的强度，两板间的电压可能大于1.7VD ．若改用波长更长的单色光照射，两板间的电压可能大于1.7V2．研究光电效应的电路如图所示，用蓝光、较强的黄光和较弱的黄光分别照射密封真空管中的金属极板K ，极板发射出的光电子在电路中形成的光电流I 与AK 之间的电压U 的关系图像如图乙所示。
关于1、2、3三条曲线，下列说法正确的是（ ）A ．2、3为用黄光照射时得到的曲线，曲线2对应的黄光较强B ．1、3为用黄光照射时得到的曲线，曲线1对应的黄光较强C ．当滑动变阻器的滑片在最左端时，电流表示数一定为零D ．电压表示数越大，则光电流越大，截止频率越小3.原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。
某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。
若用①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为E k ，则（ ）A ．①和③的能量相等B ．②的频率大于④的频率C ．用②照射该金属一定能发生光电效应D ．用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于E k4．下列说法正确的是（ ）A ．天然放射现象说明原子核具有复杂结构B ．有6个能发生α衰变的原子核经过一个半衰期一定还剩3个没有衰变的原子核C ．大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁能产生两种不同频率的光子D ．某种频率的光照射某金属表面能发生光电效应，所有光电子初动能都相等5．已知金属锌的逸出功为3.34eV ，氢原子能级分布如图所示，氢原子中的电子从3n =能级跃迁到1n =能级可产生a 光，从2n =能级跃迁到1n =能级可产生b 光。
专题15 近代物理初步1.[2018·全国卷Ⅰ] [物理——选修35](1)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 答案：ACE解析：根据光电效应实验得出的结论：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；入射光的频率高，饱和光电流不变，故A 正确，B 错误；根据爱因斯坦光电效应方程得：入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大，故C 正确；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，保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，若低于截止频率，则没有光电流产生，故D 错误，E 正确． 2．[2018·江苏卷] C ．[选修35](2)已知光速为c ，普朗克常数为h ，则频率为ν的光子的动量为________．用该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去，则光子在反射前后动量改变量的大小为________． 答案：h νc 2h νc解析：因为光速c ＝λν，则λ＝c ν，所以光子的动量p ＝h λ＝h νc ，由于动量是矢量，因此若以射向平面镜时光子的动量方向为正方向，即p 1＝h νc ，反射后p 2＝－h νc ，动量的变化量Δp ＝p 2－p 1＝－h νc －h νc ＝－2h νc ，则光子在反射前后动量改变量的大小为2h νc .3．[2018·江苏卷]C ．[选修35] (3)几种金属的逸出功W 0见下表：由一束可见光照射上述金属的表面，请通过计算说明哪些能发生光电效应．已知该可见光的波长的范围为 4.0×10－7～7.6×10－6m ，普朗克常数h ＝6.63×10－34J ·s.答案：钠、钾、铷能发生光电效应解析：光子的能量E ＝hc λ，当λ＝4.0×10－7 m 时，E ＝5.0×10－19J.根据E>W0判断，钠、钾、铷能发生光电效应．4．[2018·全国卷Ⅱ] [物理——选修35]在下列描述核过程的方程中，属于α衰变的是________，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是________．(填正确答案标号)A. 14 6C→14 7N＋0－1eB. 3215P→3216S＋0－1eC. 238 92U→234 90Th＋42HeD. 14 7N＋42He→17 8O＋11HE. 235 92U＋10n→140 54Xe＋9438Sr＋210nF. 31H＋21H→42He＋10n答案： C AB E F解析：α衰变是原子核自发地放射出α粒子的核衰变过程，选C；β衰变是原子核自发地放射出β粒子的核衰变过程，选A、B；重核裂变选E；轻核聚变选F.5．[2018·全国卷Ⅲ] [物理——选修35]一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核2814Si*，下列说法正确的是________．A．核反应方程为p＋2713Al―→2814Si*B．核反应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105 m/s，方向与质子初速度的方向一致答案：ABE解析：核反应方程为p＋2713Al→2814Si*，A正确；核反应过程中系统动量守恒、能量守恒(只是前后表现形式不同罢了)、质量数守恒、电荷数守恒，但质量亏损，亏损部分以能量的形式释放出去，所以B正确，C、D错误；由动量守恒定律得0＋m1v1＝m2v2，即0＋1×107＝28v2，解得v2≈0.036×107 m/s＝3.6×105 m/s，E正确．6.[2018·北京卷] 处于n＝3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有( )A．1种 B．2种C．3种 D．4种答案：C解析：处在高能级的氢原子向低能级跃迁时，可以向任意低能级跃迁．选项C正确，A、B、D不正确．7．[2018·江苏卷]C．[选修35](1)贝可勒尔在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. 14 6C→14 7N＋0－1eB. 235 92U＋10n→131 53I＋103 39Y＋210nC. 21H＋31H→42He＋10nD. 42He＋2713Al→3015P＋10n答案：A解析：原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的变化叫作原子核的衰变，只有选项A符合．选项B是核裂变反应．选项D是人工核转变反应，选项C是核聚变反应．8.[2018·海南卷 [物理——选修358分]（1）（4分）下列说法正确的是_________。
考点一：近代物理——五年（2018-2022）高考物理真题专项汇编卷新高考版1.【2022山东卷】碘125衰变时产生γ射线，医学上利用此特性可治疗某些疾病。
碘125的半衰期为60天，若将一定质量的碘125植入患者病灶组织，经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的()A.116 B.18 C.14 D.122.【2022广东卷】目前科学家已经能够制备出能量量子数n 较大的氢原子。
氢原子第n 能级的能量为12n E E n =，其中113.6eV E =- 。
如图是按能量排列的电磁波谱，要使20n =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()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3.【2022湖南卷】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4.【2022湖北卷】上世纪四十年代初，我国科学家王淦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74Be 俘获核外K 层电子e ，可生成一个新原子核X ，并放出中微子e ν，即700410e Be e X ν-+→+。
根据核反应后原子核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73LiB.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e ν的电荷量与电子的相同5.【2022江苏卷】上海光源通过电子-光子散射使光子能量增加．光子能量增加后()A.频率减小B.波长减小C.动量减小D.速度减小6.【2021山东卷】在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较短的21082Pb ，其衰变方程为2102108283Pb Bi X →+。
一．2021 年1. 〔2021 北约自主招生〕一个拥有放射性的原子核A 放射一个β粒子后变成原子核B，原子核 B 再放射一个α粒子后变成原子核C，可以必然的是( )A．原子核A 比原子核B 多2 其中子B．原子核A 比原子核C 多2 其中子C．原子核为A 的中性原子中的电子数，比原子核为B 的中性原子中的电子数少1D．原子核为A 的中性原子中的电子数，比原子核为C 的中性原子中的电子数少12．(2021 年优异大学缔盟) 6027 Co的衰变方程可以写成6027 Co →60Z Ni+1e+ e，其中e 是反电子中微子，反电子中微子不带电，质量可视为零。
由衰变方程可知Z=_________。
若是静止的6027 Co发生衰变，实验过程中测量衰变产物中60Z Ni 和1e的径迹时，由______________守恒定律可知，60Z Ni 和1e的径迹在同一条直线上。
3、〔10 分〕(2021年光约自主招生)核聚变发电有望供应人类需要的丰富干净能源。
氢核聚变可以简化为 4 个氢核〔 11 H〕聚变生成氦核〔42 He〕，并放出2 个正电子〔01e〕和2 其中微子〔00νe〕。
〔1〕写出氢核聚变反响方程；〔2〕计算氢核聚变生成一个氦核所释放的能量；〔3〕计算1kg 氢核〔11 H〕完好聚变反响所释放的能量；它相当于多少质量的煤完好燃烧放出的能量? (1kg煤完好燃烧放出的能量约为×170J )。
：m H×1-207kg，m H e×1-207kg，m e=9.109382 ×1-301kg，m v≈0，×81m0/s。
【议论】此题以核聚变发电切入，意在观察核聚变反响方程，核能的计算及其相关知识，难度与高考相当。
二．2021 年1．〔2021 年光约自主招生〕一铜板裸露在波长λ=200nm 的紫外光中，观察到有电子从铜板表面逸出。
当在铜板所在空间加一方向垂直于板面、大小为E=15V/m 的电场时，电子能运动到距板面的最大距离为10 cm。
高中物理近5年高考全国卷真题分类汇编04 曲线运动一、单选题(共17题；共34分)1．（2分）科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测，给出1994年到2002年间S2的位置如图所示。
科学家认为S2的运动轨迹是半长轴约为1000AU（太阳到地球的距离为1AU）的椭圆，银河系中心可能存在超大质量黑洞。
这项研究工作获得了2020年诺贝尔物理学奖。
若认为S2所受的作用力主要为该大质量黑洞的引力，设太阳的质量为M，可以推测出该黑洞质量约为（）A．4×104M B．4×106M C．4×108M D．4×1010M2．（2分）2021年2月，执行我国火星探测任务的“天问一号”探测器在成功实施三次近火制动后，进入运行周期约为1.8×105s的椭圆形停泊轨道，轨道与火星表面的最近距离约为2.8×105m。
已知火星半径约为3.4×106m，火星表面处自由落体的加速度大小约为3.7m/s2，则“天问一号”的停泊轨道与火星表面的最远距离约为（）A．6×105m B．6×106m C．6×107m D．6×108m3．（2分）“旋转纽扣”是一种传统游戏。
如图，先将纽扣绕几圈，使穿过纽扣的两股细绳拧在一起，然后用力反复拉绳的两端，纽扣正转和反转会交替出现。
拉动多次后，纽扣绕其中心的转速可达50r/s，此时纽扣上距离中心1cm处的点向心加速度大小约为（）A．10m/s2B．100m/s2C．1000m/s2D．10000m/s24．（2分）“嫦娥四号”探测器于2019年1月在月球背面成功着陆，着陆前曾绕月球飞行，某段时间可认为绕月做匀速圆周运动，圆周半径为月球半径的K倍。
已知地球半径R是月球半径的P倍，地球质量是月球质量的Q倍，地球表面重力加速度大小为g。
则“嫦娥四号”绕月球做圆周运动的速率为（）A．√RKgQP B．√RPKgQ C．√RQgKPD．√RPgQK5．（2分）若一均匀球形星体的密度为ρ，引力常量为G，则在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期是（）A．√3πGρB．√4πGρC．√13πGρD．√14πGρ6．（2分）如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h，其左边缘a点比右边缘b点高0.5h。
第十五章近代物理做真题明方向1．[2024·吉林卷](多选)X射线光电子能谱仪是利用X光照射材料表面激发出光电子，并对光电子进行分析的科研仪器．用某一频率的X光照射某种金属表面，逸出了光电子，若增加此X光的强度，则()A．该金属的逸出功增大B．X光的光子能量不变C．逸出的光电子最大初动能增大D．单位时间逸出的光电子数增多答案：BD解析：金属的逸出功是金属本身的特性，仅与金属自身有关，增加此X光的强度，该金属逸出功不变，故A错误；根据光子能量公式ε＝hν可知，增加此X光的强度，X光的光子能量不变，故B正确；根据爱因斯坦光电效应方程E km＝hν－W0，可知逸出的光电子最大初动能不变，故C错误；增加此X光的强度，单位时间照入到金属表面的光子数变多，则单位时间逸出的光电子数增多，故D正确．故选BD.2．[2023·全国甲卷]在下列两个核反应方程中X＋147N―→Y＋178O、Y＋73Li―→2X，X 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＝4答案：D解析：设Y电荷数和质量数分别为m和n，根据核反应方程质量数和电荷数守恒可知第一个核反应方程的核电荷数和质量数满足，A＋14＝n＋17，Z＋7＝m＋8，第二个核反应方程的核电荷数和质量数满足，n＋7＝2A，m＋3＝2Z，联立解得，Z＝2，A＝4，故选D.3．[2023·湖南卷]2023年4月13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21H＋31H―→42He＋0－1eC．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答案：A解析：相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多，A正确；根据质量数守恒和核电荷数守恒可知，氘氚核聚变的核反应方程为21H＋31H―→42He＋10n，B错误；核聚变的核反应燃料主要是氘核和氚核，C错误；核聚变反应过程中放出大量能量，有质量亏损，D错误．故选A.4．[2023·全国乙卷]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．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1048J.假设释放的能量来自于物质质量的减少，则每秒钟平均减少的质量量级为(光速为3×108m/s)()A．1019kg B．1024kgC．1029kg D．1034kg答案：C解析：根据质能方程E＝mc2可知，每秒钟平均减少的质量为Δm＝E060c2＝104860×（3×108）2kg＝10305.4kg则每秒钟平均减少的质量量级为1029kg.故选C.5．[2023·新课标卷]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10－5eV，跃迁发射的光子的频率量级为(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，元电荷e＝1.60×10－19C)()A．103Hz B．106HzC．109Hz D．1012Hz答案：C解析：铯原子利用的两能级的能量差量级对应的能量为ε＝10－5eV＝10－5×1.6×10－19J ＝1.6×10－24J由光子能量的表达式ε＝hν可得，跃迁发射的光子的频率量级为ν＝εh＝1.6×10－246.63×10－34Hz≈2.4×109Hz跃迁发射的光子的频率量级为109Hz.故选C.6．[2024·浙江1月]已知氘核质量为2.0141u，氚核质量为3.0161u，氦核质量为4.002 6u，中子质量为1.0087u，阿伏加德罗常数N A取6.0×1023mol－1，氘核摩尔质量为2g·mol －1，1u相当于931.5MeV.关于氘与氚聚变成氦，下列说法正确的是() A．核反应方程式为21H＋31H―→32He＋10nB．氘核的比结合能比氦核的大C．氘核与氚核的间距达到10－10m就能发生核聚变D．4g氘完全参与聚变释放出能量的数量级为1025MeV答案：D解析：核反应方程为21H＋31H→42He＋10n，A错误；氘核的比结合能比氦核的小，B 错误；氘核与氚核发生核聚变，要使它们间的距离达到10－15m以内，C错误；一个氘核与一个氚核发生核聚变反应质量亏损为Δm＝(2.0141＋3.0161－4.0026－1.0087)u＝0.0189u，则一个氘核参与聚变释放的能量是ΔE＝Δm·931.5MeV≈17.6MeV4g氘完全参与聚变释放出的能量E＝42×6×1023×ΔE≈2.11×1025MeV数量级为1025MeV，D正确．7．[2022·山东卷]碘125衰变时产生γ射线，医学上利用此特性可治疗某些疾病．碘125的半衰期为60天，若将一定质量的碘125植入患者病灶组织，经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的()A ．116B ．18C ．14D ．12答案：B解析：设碘125刚植入时的质量为m 0，则经过n ＝18060＝3个半衰期以后剩余的质量为m n m 0，解得m m 0＝18，B 项正确．8．[2022·广东卷]目前科学家已经能够制备出能量量子数n 较大的氢原子．氢原子第n 能级的能量为E n ＝E 1n 2，其中E 1＝－13.6eV .如图是按能量排列的电磁波谱，要使n ＝20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()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 解析：n ＝20的氢原子能量为E 20＝E 1202＝－0.034eV ，该氢原子的电离能为0.034eV .吸收一个光子，恰好失去一个电子变成氢离子，由题图所示按能量排列的电磁波谱可知，被吸收的光子是红外线波段的光子，A 项正确．。
近五年湖北物理高考真题近五年湖北物理高考真题分析近五年湖北物理高考真题内容丰富多样，考查的知识点涵盖了力学、热学、电磁学、光学等多个领域。
通过对这些真题的分析，我们可以更好地了解考试命题的特点，有针对性地进行备考。
下面就让我们一起来看看这些真题中的一些经典考点和解题技巧。
一、力学力学一直是物理高考的重点领域，湖北物理高考真题也不例外。
在力学方面，常见的考点包括牛顿定律、动量守恒、机械能守恒等。
例如，“一个半径为R的空心半圆环（质量均匀分布）固定在斜面上，其质心位于圆心，与竖直方向的夹角为θ。
若将它置于静止摩擦系数为μ的平面上，使平面与竖直方向的夹角为φ，则求当其准备前进时刻，摩擦力的大小。
”这是一道典型的力学题，考查了平衡条件和动摩擦力的计算。
二、热学热学是物理高考中的另一个重要领域，湖北物理高考真题在热学方面也有不少考查。
常见的考点包括理想气体状态方程、热力学第一定律、等温过程、绝热过程等。
例如，“在绝热容器中有一质量为m的理想气体，其内能为U，已知气体体积为V，求在此容器中使气体压强增加为原来的3/2倍时，它的内能变化量。
”这是一道涉及绝热过程和内能计算的题目。
三、电磁学电磁学在湖北物理高考真题中也占有一席之地，考查内容涉及电场、电势、电流、磁场等知识点。
例如，“一点电荷q1沿一段长度为L的直线运动，已知q1=-q2，且电荷q2恒定为q2在波形运动。
问当q1沿从∞到A点的直线运动时，q2距A点的距离变化是多少。
”这是一道结合电场和动力学的题目，考查了电荷间相互作用的计算。
四、光学光学是湖北物理高考真题中的难点之一，涉及光的折射、干涉、衍射等现象。
例如，“一列垂直入射的平行光束照射到半径为R、曲率为R/5的凹透镜上，求通过凹透镜的光线主光轴上的像离凹透镜的距离。
”这是一道经典的几何光学题，考查了光线传播的规律和透镜成像的原理。
总的来说，近五年湖北物理高考真题内容较为全面，覆盖了物理学的各个领域。
五年高考真题高考物理专题近代物理考点一光电效应波粒二象性1．[2015·新课标全国Ⅱ，35(1)，5分](难度★★)(多选)实物粒子和光都具有波粒二象性．下列事实中突出体现波动性的是( )A．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构E．光电效应实验中,光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关解析电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，可以说明电子是一种波，故A正确；β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹，可以说明β射线是一种粒子，故B错误；人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，中子衍射说明中子是一种波，故C正确；人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，利用了电子束的衍涉现象，说明电子束是一种波，故D正确；光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，说明光是一种粒子，故E错误．答案ACD2．[2015·江苏单科,12C(1)，5分](难度★★★)(多选)波粒二象性是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，它们的德布罗意波长也相等解析光电效应说明光的粒子性，所以A正确；热中子束在晶体上产生衍射图样，即运动的实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，所以B 正 确；黑体辐射的实验规律说明电磁辐射具有量子化，即黑体辐射是不连续的、 一份一份的，所以黑体辐射用光的粒子性解释，即C 错误；根据德布罗意波长公式λ＝h p，p 2＝2mE k ，又质子的质量大于电子的质量，所以动能相等的质 子和电子，质子的德布罗意波较短，所以D 错误．答案 AB3．[2014·江苏单科,12C(1)](难度★★)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 解析 由光电效应方程E km ＝hν－W ＝hν－hν0钙的截止频率大，因此钙中逸出的光电子的最大初动能小，其动量p ＝ 2mEkm ，故动量小，由λ＝h p，可知波长较大，则频率较小，选项A 正确．答案 A4．(2014·广东理综，18，6分)(难度★★★)(多选)在光电效应实验中,用频率为ν 的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是( ) A ．增大入射光的强度，光电流增大 B ．减小入射光的强度，光电效应现象消失C ．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D ．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大解析 增大入射光强度，使单位时间内逸出的光电子数增加，因此光电流增 大,选项A 正确；光电效应与照射光的频率有关，与强度无关，选项B 错误； 当照射光的频率小于ν，大于极限频率时发生光电效应，选项C 错误；由E km ＝hν－W ，增加照射光的频率，光电子的最大初动能变大，选项D正确．答案 AD5. (2013·北京理综,14，6分)(难度★★)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 光光子能量解析 由光路图知,a 光比b 光的偏折程度大，说明a 光的频率大于b 光的频 率，B 选项正确；同一种介质，对频率大的光折射率大，A 选项错误；在真 空中的波长λ＝c ν,故频率大的光波长短，C 选项错误；光子能量E ＝hν，ν 为光的频率，故频率越大，光子能量越大，D 选项错误．答案 B6. (2013·北京理综，20,6分)(难度★★)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如图．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 －WeC ．U ＝2hν－WD ．U ＝5hν2e －We解析 假设电子吸收光子个数为n (n >1),则nhν＝E k ＋W ，又E k ＝eU ，解得U ＝nhνe －We，B 正确．答案 B7．[2012·福建理综，29(1)，6分](难度★★)关于近代物理，下列说法正确的是( ) A ．α射线是高速运动的氦原子B ．核聚变反应方程21H ＋31H →42He ＋10n 中，10n 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 ．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征解析 α射线是高速运动的氦原子核，A 错误；10n 为中子，B 错误；光电效应中，金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量一部分用来克 服金属的逸出功W 0,剩下的表现为逸出后电子的初动能E k ，C 错误；玻尔将 量子观念引入原子领域，D 正确．答案 D8．[2013·江苏物理，12C(1)](难度★★★)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 ．总能量解析 由德布罗意波长公式λ＝hp可知，波长相等，则动量相等，故C 正确； 由于电子和中子质量不等,由p ＝mv 可知速度不等，故A 错误；动能E k ＝12mv2＝p22m，故动能不等，B 错误；总能量E ＝mc 2，故D 错误．答案 C9．[2015·新课标全国Ⅰ，35(1)，5分](难度★★★)在某次光电效应实验中，得到 的遏止电压U c 与入射光的频率ν的关系如图所示.若该直线的斜率和截距分 别为k 和b ，电子电荷量的绝对值为e ,则普朗克常量可表示为________，所用材料的逸出功可表示为________．解析 光电效应中，入射光子能量hν，克服逸出功W 0后多余的能量转换为 电子动能，反向遏制电压eU ＝hν－W 0，整理得U ＝h e ν－W0e ，斜率即h e＝k ， 所以普朗克常量h ＝ek ，截距为b ，即eb ＝－W 0，所以逸出功W 0＝－eb .答案 ek －eb10．(2011·新课标全国卷，35(1),6分)(难度★★)在光电效应实验中，某金属的截 止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为________．若用波长为λ(λ＜λ0) 的单色光做该实验，则其遏止电压为________．已知电子的电荷量、真空中 的光速和普朗克常量分别为e 、c 和h .解析 设该金属的截止频率为ν0，则该金属的逸出功W 0＝hν0＝hcλ0；对光电 子，由动能定理得eU c ＝h c λ－W 0，解得U c ＝hc e ·λ0－λλλ0.答案hc λ0 hc e ·λ0－λλλ0考点二 原子结构 氢原子光谱1．[2015·福建理综，30(1)，6分](难度★★))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.210 83 Bi 的半衰期是5天，100克210 83Bi 经过10天后还剩下50克解析 γ射线是光子流，故A 错误；氢原子辐射光子后，由高能级向低能级 跃迁，半径减小，绕核运动的动能增大，故B 正确；太阳辐射能量主要来源 是太阳中发生的轻核聚变，故C 错误；100克210 83Bi 经过10天即2个半衰期还剩下122×100克＝25克，故D 错误．答案 B2．(2015·重庆理综，1，6分)(难度★★)图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里．以下判断可能正确的是( )A．a、b为β粒子的径迹B．a、b为γ粒子的径迹C．c、d为α粒子的径迹D．c、d为β粒子的径迹解析γ粒子是不带电的光子，在磁场中不偏转，选项B错误；α粒子为氦核带正电，由左手定则知向上偏转，选项A、C错误；β粒子是带负电的电子，应向下偏转，选项D正确．答案 D3．(2014·天津理综，6，6分)(难度★★)(多选)下列说法正确的是( )A．玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立B．可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施C．天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转D．观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同解析玻尔对氢原子光谱的研究完善了核式结构模型，选项A错误；紫外线有荧光效应，故B 选项正确；天然放射现象中的γ射线不带电，在电场或磁场中不发生偏转，选项C错误；观察者与波源互相远离，由多普勒效应可知接收到的频率变小，故选项D正确．答案BD4．[2014·山东理综，39(1)](难度★★★)(多选)氢原子能级如图，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是( )A．氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nm B．用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级C．一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D．用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级解析由E初－E终＝hν＝h cλ可知，氢原子跃迁时始、末能级差值越大,辐射的光子能量越高、波长越短，由能级图知E3－E2<E2－E1，故A错误；由－1.51－（－3.4）－3.4－（－13.6）＝λ656得λ＝121.6 nm<325 nm,故B错误；由C23＝3可知C 正确；因跃迁中所吸收光子的能量必须等于始、末能级的差值,即从n＝2跃迁到n＝3的能级时必须吸收λ＝656 nm的光子，故D正确．答案CD5．(2013·福建理综，30(2)，6分)(难度★★)在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看做静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是( )解析α粒子与原子核均带正电荷，所以α粒子受到原子核的作用力为斥力，据此可排除选项A、D；α粒子不可能先受到吸引力,再受到排斥力，B错误．答案 C6．(2013·天津理综，1，6分)(难度★★)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 原子核发生衰变时有质量亏损，质量不守恒，选项A 错；γ射线是光 子流，不是带电粒子流，选项B 错；氢原子从激发态向基态跃迁，辐射的光 子能量hν＝E m －E n ，即只能辐射特定频率的光子，C 项正确；光电效应的光 电子动能E k ＝h ν－W ,只与入射光频率有关，而与入射光强度无关，D 项错 误．答案 C7．(2012·北京理综，13，6分)(难度★★)一个氢原子从n ＝3能级跃迁到n ＝2能 级，该氢原子( ) A ．放出光子，能量增加 B ．放出光子，能量减少 C ．吸收光子，能量增加D ．吸收光子，能量减少解析 根据玻尔原子理论知，氢原子从高能级n ＝3向低能级n ＝2跃迁时， 将以光子形式放出能量，放出光子后原子能量减少，故B 选项正确．答案 B8. (2012·四川理综,17，6分)(难度★★★)如图为氢原子能级示意图的一部分，则 氢原子( )A.从n ＝4能级跃迁到n ＝3能级比从n ＝3能级跃迁到n ＝2能级辐射出电磁 波的波长长B.从n ＝5能级跃迁到n ＝1能级比从n ＝5能级跃迁到n ＝4能级辐射出电磁 波的速度大C ．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的D ．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量解析 光子能量E ＝hν＝hc λ，而E 4－3＜E 3－2，故λ4－3＞λ3－2，A 项正确；由于 光波的波速由介质和频率共同决定，且在真空中传播时与频率无关，故B 错； 电子在核外不同能级出现的概率是不同的，故C 错；能级跃迁是核外电子在 不同轨道间的跃迁，与原子核无关，故D 错误．答案 A9．(2012·江苏单科，12C(1))(难度★★)如图所示是某原子的能级图，a 、b 、c 为 原子跃迁所发出的三种波长的光．在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左 向右的波长依次增大，则正确的是______．解析 由hν＝h c λ＝E 初－E 末可知该原子跃迁前、后的能级差越大,对应光线 的能量越大,波长越短．由图知a 对应光子能量最大，波长最短，c 次之，而 b 对应光子能量最小，波长最长，故C 正确．答案 C10．(2011·全国理综，18)(难度★★★)已知氢原子的基态能量为E 1，激发态能量E n ＝E1n2,其中n ＝2，3，….用h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速．能使 氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为( )A ．－4hc 3E1 B ．－2hc E1 C ．－4hc E1 D ．－9hc E1解析 根据激发态能量公式E n ＝E1n2可知氢原子第一激发态的能量为E14，设能 使氢原子从第一激发态电离的最大波长(设波长为λm )的光子能量为ΔE ，则有E14＋ΔE ＝0，且ΔE ＝h cλm，联立解得λm ＝－4hcE1，所以本题正确选项只有 C.答案 C11．[2015·海南单科，17(1)，4分](难度★★★)氢原子基态的能量为E 1＝－13.6 eV. 大量氢原子处于某一激发态．由这些氢原子可能发出的所有的光子中，频率 最大的光子能量为－0.96E 1，频率最小的光子的能量为______eV(保留2位有 效数字)，这些光子可具有________种不同的频率．解析 频率最大的光子能量为－0.96E 1，即E n －E 1＝－0.96E 1，则E n ＝E 1－0.96E 1＝(－13.6eV)－0.96×(－13.6 eV)＝0.54 eV ，即n ＝5，从n ＝5能级开 始跃迁,这些光子能发出的频率数n ＝5×（5－1）＝10种．频率最小的光子是从n＝5能级跃迁到n＝4能级，其能量为E min＝－0.54 eV－(－20.85 eV)＝0.31 eV.答案0.31 eV 10考点三天然放射现象核反应核能1．(2015·北京理综，14，6分)(难度★★)下列核反应方程中，属于α衰变的是( )90Th＋42He92U→234A.14 7N＋42He→178O＋1H B.238－1e91Pa＋090Th→234C.21H＋31H→42He＋10nD.234解析α衰变是重核自发的发出α粒子的天然放射现象，其中α粒子是42He，所以B正确；A为人工转变,C为轻核的聚变，D是β衰变，故A、C、D皆错误．答案 B2．(2015·广东理综,18，6分)(难度★★)(多选)科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：X＋Y→42He＋31H＋4.9 MeV 和21H＋31H→42He＋X＋17.6 MeV，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解析根据核反应中质量数和电荷数守恒，可知X是10X，所以为中子，A正确；Y应为63Y,所以Y的质子数为3，核子数为6，中子数为3，B错误；两核反应均有能量释放，根据爱因斯坦质能方程，两核反应都有质量亏损，C 错误；由聚变反应概念知，D正确．答案AD3．(2015·天津理综,1，6分)(难度★★)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．电子的发现使人们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是量子化的D ．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的解析 放射性现象中释放出了其他粒子,说明原子核内部具有一定的结构，A 正确；电子的发现使人们认识到：原子是可以分割的，是由更小的微粒组成 的，B 错误；α粒子散射实验否定了汤姆逊提出的枣糕式原子模型，建立了 核式结构模型，C 错误；密立根油滴实验测定了电子的电荷量，D错误．答案 A4．(2015·北京理综，17，6分)(难度★★)实验观察到，静止在匀强磁场中A 点的 原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运 动方向和轨迹示意如图，则( )A ．轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外B ．轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外C ．轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里D ．轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里解析 静止的原子核发生β衰变，动量守恒，即MV ＝mv ，新核和电子在磁场中做匀速圆周运动,根据qvB ＝m v2r 知r ＝mv qB ，即r ∝1q，故轨迹1是电子的， 轨迹2是新核的，又由左手定则可知磁场的方向为垂直于纸面向里，所以只 有选项D 正确．答案 D5．[2015·山东理综,39(1)](难度★★)(多选)14C 发生放射性衰变成为14N ，半衰期 约5700年．已知植物存活期间，其体内14C 与12C 的比例不变；生命活动结 束后,14C 的比例持续减少．现通过测量得知，某古木样品中14C 的比例正好 是现代植物所制样品的二分之一．下列说法正确的是( )a ．该古木的年代距今约5700年b ．12C 、13C 、14C 具有相同的中子数c．14C衰变为14N的过程中放出β射线d．增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变解析因古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，则可知经过的时间为一个半衰期,即该古木的年代距今约为5 700年，选项a正确；12C、13C、14C具有相同的质子数，由于质量数不同，故中子数不同，选项b 错误；根据核反应方程可知,14C衰变为14N的过程中放出电子，即发出β射线，选项c正确；外界环境不影响放射性元素的半衰期，选项d错误．答案ac6．[2014·新课标全国Ⅰ，35(1)，6分](难度★★)(多选)关于天然放射性，下列说法正确的是________．A．所有元素都可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强E．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线解析原子序数大于或等于83的元素，都能发生衰变，而原子序数小于83 的部分元素能发生衰变，故A错；放射性元素的衰变是原子核内部结构的变化，与核外电子的得失及环境温度无关，故B、C项正确；在α、β、γ三种射线中，α、β为带电粒子，穿透本领较弱，γ射线不带电，具有较强的穿透本领，故D项正确；一个原子核不能同时发生α和β衰变，故E项错误．答案BCD7．[2014·新课标全国Ⅱ，35(1)，5分](难度★★)(多选)在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用．下列说法符合历史事实的是________．A．密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核C．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子E．汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验,发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷解析 密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值，选项A 正确；贝克勒尔 通过对天然放射现象的研究，说明原子核的组成情况，而原子中存在原子核 是卢瑟福的α粒子散射实验发现的，选项B 、D 错误；居里夫妇发现钋和镭 是从沥青中分离出来的，选项C 正确；汤姆逊通过阴极射线在电磁场中的偏 转，发现阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出其比荷，选项E 正确．答案 ACE8．(2014·北京理综，14,6分)(难度★★)质子、中子和氘核的质量分别为m 1、m 2 和m 3.当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是(c 表示真空中的 光速)( )A ．(m 1＋m 2－m 3)cB ．(m 1－m 2－m 3)cC ．(m 1＋m 2－m 3)c 2D ．(m 1－m 2－m 3)c 2解析 此核反应方程为1H ＋10n →21H,根据爱因斯坦的质能方程得ΔE ＝Δm ·c 2＝(m 1＋m 2－m 3)c 2，C 正确．答案 C9．(2014·重庆理综,1，6分)(难度★★)碘131的半衰期约为8天．若某药物含有 质量为m 的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有( )A.m 4B.m 8C.m16D.m 32解析 设剩余质量为m 剩,则由m 剩＝m (12)t τ，则m 剩＝m (12)328＝m 24＝m16，C 正 确．答案 C10．(2013·广东理综，17，4分)(难度★★)(多选)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 10n 表示中子，反应式中有10n 放出，A 项正确；当铀块体积小于临界体 积时链式反应不会发生，B 项错误；铀核的核反应中释放出的快中子被减速 剂减速后变为慢中子，而慢中子会被铀核吸收发生链式反应，减速剂可由人 工控制，C 项正确；铀核的半衰期只由自身决定，而与其他外部因素无关， D 项错误．答案 AC11．[2013·新课标全国Ⅱ，35(1)，5分](难度★★)(多选)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 由原子核的结合能定义可知，原子核分解成自由核子时所需的最小能 量为原子核的结合能，选项A 正确；重原子核的核子平均质量大于轻原子核 的平均质量，因此原子核衰变产物的结合能之和一定大于衰变前的结合能， 选项B 正确；铯原子核的核子数少，因此其结合能小，选项C 正确；比结合能越大的原子核越稳定，选项D 错误；自由核子组成原子核时，其质量亏损 所对应的能量等于该原子核的结合能，选项E 错误．答案 ABC12．(2012·大纲全国卷，15，6分)(难度★★)235 92U 经过m 次α衰变和n 次β衰变， 变成207 82Pb ，则( ) A ．m ＝7，n ＝3 B ．m ＝7，n ＝4C ．m ＝14，n ＝9D ．m ＝14，n ＝18解析 发生一次α衰变，质量数减4，电荷数减2，故α衰变次数为m ＝14×(235－207)＝7，选项C 、D 错误；发生一次β衰变质量数不变，核电荷数增 1，故β衰变次数为n ＝7×2－(92－82)＝4次，选项A 错误、B 正确．答案 B13．(2012·重庆理综，19,6分)(难度★★)以下是物理学史上3个著名的核反应方程x＋73Li→2yy＋14 7N→x＋17 8Oy＋94Be→z＋12 6Cx、y和z是3种不同的粒子，其中z是( )A．α粒子 B．质子 C．中子 D．电子解析由于核反应前后核电荷数守恒，则：x＋3＝2y①y＋7＝x＋8 ②y＋4＝z＋6 ③,由①②③联立解得：x＝1，y＝2，z＝0，故z为中子，选项C正确．答案 C14．[2015·江苏单科，12C(2)(3)](难度★★)(2)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发56Ba和8936Kr两部分，并产生________92U受一个中子轰击后裂变成144电，23592U是核电站常用的核燃料.235个中子．要使链式反应发生，裂变物质的体积要________(选填“大于”或“小于”)它的临界体积．(3)取质子的质量m p＝1.672 6×10－27kg，中子的质量m n＝1.674 9×10－27 kg，α粒子的质量mα＝6.646 7×10－27 kg，光速c＝3.0×108 m/s.请计算α粒子的结合能．(计算结果保留两位有效数字)92U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n，可见产生了3个中解析(2)由质量数和电荷数守可知：235子，链式反应的一个条件是铀燃料的体积必须大于或等于临界体积．(3)根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2，可求：ΔE＝(2m p＋2m n－mα)c2＝ 4.3×10－12 J.答案(2)3 大于(3)4.3×10－12 J15．[2013·新课标全国Ⅰ，35(1)，6分](难度★★)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p代表质子,符号为1H，n代表中子，符号为10n，根据核反应中的双守恒可知，1H＋2713Al →2714Si＋10n，则新核X的质子数为14，中子数为27－14＝13.答案14 1316．[2015·海南单科，17(2)](难度★★)运动的原子核A Z X 放出α粒子后变成静止的 原子核Y.已知X 、Y 和α粒子的质量分别是M 、m 1和m 2,真空中的光速为c ， α粒子的速度远小于光速．求反应后与反应前的总动能之差以及α粒子的动 能．解析 反应后由于存在质量亏损，所以反应前、后总动能之差等于质量亏损 而释放出的能量，根据爱因斯坦质能方程可得12m 2v 2α－12Mv 2x ＝(M －m 1－m 2)c 2①反应过程中三个粒子组成的系统动量守恒，故有Mv x ＝m 2v α②联立①②可得12m 2v 2α＝M M －m2(M －m 1－m 2)c 2. 答案 (M －m 1－m 2)c 2M M －m2(M －m 1－m 2)c 2。
