學而優(yōu)教有方年高考物理二輪復習講練測專題14近代物理初步（精練）單項選擇題1．某同學用如圖所示的裝置研究光電效應現(xiàn)象，開始時，滑動變阻器滑片c移在最右端b點．用光子能量為的光照射到光電管上，此時電流表G有讀數(shù)．向左移動變阻器的觸點c，當電壓表的示數(shù)大于或等于時，電流表讀數(shù)為0，則以下說法正確的是（）A．光電子最大初動能為B．光電管陰極的逸出功為C．當電流表示數(shù)為零時，斷開電鍵，電流表示數(shù)不再為零D．將電源的正負極調換，變阻器滑片從b移到a，電流表的示數(shù)一直增大2．利用如圖甲所示電路研究光電效應現(xiàn)象，光電子的最大初動能隨入射光頻率變化的關系如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．為測量電子的最大初動能，電源左側應是正極B．若增大入射光的強度或增大電源電壓，則光電子的最大初動能增大C．當入射光的頻率為時，逸出光電子的最大初動能為D．當入射光的頻率為時，逸出光電子的最大初動能為3．某探究小組的同學在研究光電效應現(xiàn)象時，用a、b、c三束光照射到圖甲電路陰極K上，電路中電流隨電壓變化的圖像如圖乙所示，已知a、b兩條圖線與橫軸的交點重合，下列說法正確的是（）A．c光的頻率最小B．a(chǎn)光的頻率和b光的頻率相等C．若三種光均能使某金屬發(fā)生光電效應，則用c光照射時逸出光電子的最大初動能最小D．照射同一種金屬時，若c光能發(fā)生光電效應，則a光也一定能發(fā)生光電效應4．如圖所示為某學習小組的同學在研究光電效應現(xiàn)象時，通過實驗數(shù)據(jù)描繪的光電流與光電管兩端電壓關系圖像，已知圖線甲、乙所對應的光的頻率分別為、，逸出的光電子的最大速度之比為2:1，下列說法正確的是（）A．B．甲光與乙光的波長之比為1:2C．D．用甲光實驗，達到飽和光電流時，單位時間內到達陽極的光電子數(shù)較多5．1899年，蘇聯(lián)物理學家列別捷夫首先從實驗上證實了“光射到物體表面上時會產(chǎn)生壓力”，我們將光對物體單位面積的壓力叫壓強或光壓。己知頻率為v的光子的動量為，式中h為普朗克常量（），c為光速（），某激光器發(fā)出的激光功率為，該光束垂直射到某平整元件上，其光束截面積為，該激光的波長下列說法正確的有（）A．該激光器單位時間內發(fā)出的光子數(shù)可表示為B．該激光定能使金屬鎢（截止頻率為）發(fā)生光電效應C．該激光能使處于第一激發(fā)態(tài)的氫原子（）電離D．該光束可能產(chǎn)生的最大光壓約為6．如圖所示為氫原子的能級示意圖，則下列說法正確的是（）A．氫原子由能級躍遷到能級時，氫原子的電勢能減小B．如果能級的氫原子吸收某電子的能量躍遷到能級，則該電子的能量一定等于C．大量處于基態(tài)的氫原子吸收某頻率的光子躍遷到能級時，可向外輻射兩種不同頻率的光子D．用氫原子從能級躍遷到能級輻射出的光照射逸出功為的金屬時，逸出的光電子的最大初動能為7．光譜分析儀能夠靈敏、迅速地根據(jù)物質的光譜來鑒別物質，及確定它的化學組成和相對含量。如圖所示為氫原子的能級示意圖，則關于氫原子在能級躍遷過程中輻射或吸收光子的特征，下列說法中正確的是（）A．大量處于能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，能輻射出3種不同頻率的光子B．大量處于能級的氫原子吸收能量為的光子可以躍遷到能級C．處于基態(tài)的氫原子吸收能量為的光子可以發(fā)生電離D．氫原子發(fā)射光譜屬于連續(xù)光譜8．2021年5月28日凌晨，中科院合肥物質科學研究院有“東方超環(huán)”之稱的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）創(chuàng)造新的世界紀錄，成功實現(xiàn)可重復的1.2億攝氏度秒等離子體運行，向核聚變能源應用邁出重要一步。若一個氘核和一個氚核結合成一個，同時放出一個X粒子以及向外輻射一個γ光子，已知氘核、氚核、α粒子、X粒子的質量分別為、、、，普朗克常量為h，真空中的光速為c，則（）A．X粒子為電子 B．γ光子是核外電子受激發(fā)而發(fā)出的C． D．γ光子的動量為9．傳統(tǒng)的航母動力來源是燃油蒸汽輪機，燃油限制了航母的載重量、續(xù)航里程和戰(zhàn)斗力。2021年，我國研發(fā)的全球首個小型核反應堆“玲瓏一號”問世，為我國建造核動力航母奠定了基礎，“玲瓏一號”的核燃料為濃縮鈾，體積小，功率大，的一種核反應方程為，生成的還會發(fā)生衰變。下列說法正確的是（）A．鈾發(fā)生的這種核反應又叫熱核反應，需要很高的溫度B．鈾發(fā)生的這種核反應產(chǎn)生慢中子，對中子加速后可發(fā)生鏈式反應C．發(fā)生衰變時產(chǎn)生的射線是鋇原子核外的電子躍遷形成的D．發(fā)生衰變的速度不能通過調節(jié)壓強和溫度來控制10．1986年4月26日，烏克蘭切爾諾貝利核電廠的第44號反應堆發(fā)生了爆炸。前蘇聯(lián)政府為了阻止核電站爆炸產(chǎn)生放射性核污染，建造起來的一個巨大的鋼筋混凝土建筑將核電站的第4號反應堆徹底封住。由于從遠處看這一建筑像一座巨大的墳墓，被稱為“切爾諾貝利核石棺”。這座“石棺”到2022年就會達到壽命極限，目前烏克蘭已經(jīng)完成核電站新防護罩建造工作，據(jù)烏克蘭政府表示，“新棺”的用期計劃達到100年。核事故中輻射防護的主要對象是碘-131，放射性碘進入人體后對甲狀腺造成損害，短期引起甲狀腺功能減退，長期可引起癌變。碘的半衰期為8天，其衰變方程為，以下說法正確的是（

）A．通過加壓或者是降溫的方法，可以改變放射性物質的半衰期B．8個經(jīng)過8天后還剩下4個C．衰變發(fā)出的射線是波長很短的光子，電離能力很強D．衰變過程中質量數(shù)不變二、多項選擇題11．氫原子從高能級向低能級躍遷時，會產(chǎn)生四種頻率的可見光，其光譜如圖1所示。氫原子從能級6躍遷到能級2產(chǎn)生可見光I，從能級3躍遷到能級2產(chǎn)生可見光Ⅱ。用同一雙縫干涉裝置研究兩種光的干涉現(xiàn)象，得到如圖2和圖3所示的干涉條紋。用兩種光分別照射如圖4所示的實驗裝置，都能產(chǎn)生光電效應。下列說法正確的是（）A．圖1中的對應的是ⅠB．圖2中的干涉條紋對應的是ⅡC．Ⅰ的光子動量大于Ⅱ的光子動量D．P向a移動，電流表示數(shù)為零時Ⅰ對應的電壓表示數(shù)比Ⅱ的大12．如圖所示，一群處于第4能級的氫原子，向低能級躍遷時能發(fā)出不同頻率的光，其中只有3種不同頻率的光a，b，c照射到圖甲電路陰極K的金屬上能夠發(fā)生光電效應，測得光電流隨電壓變化的圖像如圖乙所示，調節(jié)過程中三種光均能達到對應的飽和光電流，已知氫原子的能級圖如圖丙所示，則下列推斷正確的是（）A．陰極金屬的逸出功可能為eVB．圖乙中的b光光子能量為12.09eVC．圖乙中的a光是氫原子由第4能級向基態(tài)躍遷發(fā)出的D．若甲圖中電源左端為正極，隨滑片向右滑動，光電流先增大后保持不變13．圖甲、乙、丙、丁均為關于光電效應的四幅圖像，其中v為入射光的頻率、U為所加電壓、Uc為遏止電壓、Ek為光電子的最大初動能、I為光電流。下列說法正確的是（）A．若電子的電荷量為e，則由圖甲可得普朗克常量B．由圖乙可知，虛線對應金屬的逸出功比實線對應金屬的逸出功大C．由圖丙可知，在光的頻率不變（即顏色不變）的情況下，入射光越強，飽和光電流越大D．由圖丁可知，光電管兩端的電壓越高，光電流一定越大14．在磁感應強度為B的均勻磁場內放置一極薄的金屬片，其極限波長為，實驗證明，在某種特定條件下，金屬內的電子能吸收多個光子，產(chǎn)生光電效應。今用頻率為的弱單色光照射，發(fā)現(xiàn)沒有電子放出。若保持頻率不變，逐漸增大光強，釋放出的電子（質量為m，電荷的絕對值為e）能在垂直于磁場的平面內作的圓周運動，最大半徑為R，則下列說法正確的是（）A．遏止電壓為 B．此照射光光子的能量可能為C．放出電子的最大動量為eBR D．單色光光子的動量可能為15．圖甲為氫原子巴耳末線系的光譜圖，圖乙是根據(jù)玻爾原子模型求得的氫原子能級圖，普朗克常數(shù)，下列說法正確的是（

）A．圖甲中波長為656.3nm的亮線為氫原子從n＝3能級向n＝2能級躍遷時產(chǎn)生的B．氫原子從高能級向低能級躍遷時，可能輻射出射線C．能量為5eV的光子可使處于n＝2能級的氫原子發(fā)生電離D．氫原子從n＝4能級躍遷到基態(tài)時釋放的光子，可使逸出功為4.54eV的金屬鎢發(fā)生光電效應，產(chǎn)生的光電子最大初動能為8.21eV16．一束波長為500mm、功率為1.0W的激光可聚焦成一個半徑為500nm的光斑，此激光照射在半徑和高度均為500nm的圓柱體上，如圖所示。假設圓柱體的密度與水相同且完全吸收輻射，已知普朗克常量為6.626×10-34J·s，則（）A．每個光子的動量大小為1.32×10-30kg·m/sB．激光每秒發(fā)射的光子約為2.5×1024個C．圓柱體的加速度約為8.5×108m/s2D．圓柱體受到的作用力隨著激光功率的增大而減小17．如圖甲所示為我國自主研制的北斗導航系統(tǒng)中采用的星載氫原子鐘，其計時精度將比星載銣原子鐘高一個數(shù)量級，原子鐘是利用“原子躍遷”的頻率來計時的，這個頻率很高并極其穩(wěn)定，所以它的計時精度也非常高，圖乙為氫原子的能級圖，下列說法正確的是（

）A．欲使處于能級的氫原子被電離，可用單個光子能量為4eV的光照射該氫原子B．用能量為12.5eV的電子轟擊處于基態(tài)的氫原子，一定不能使氫原子發(fā)生能級躍遷C．一群處于能級的氫原子向低能級躍遷時，輻射的光能使逸出功為2eV的鉀發(fā)生光電效應D．一群處于能級的氫原子向低能級躍遷時，最多產(chǎn)生6種頻率的光18．物質在β衰變過程中釋放出的電子只帶走了總能量的一部分，還有一部分能量“失蹤”了，著名物理學家尼爾斯·玻爾據(jù)此認為在衰變過程中能量守恒定律是失效的，后來中微子（一種電荷數(shù)和質量數(shù)都是零的微觀粒子）的發(fā)現(xiàn)解釋了這一現(xiàn)象。上世紀四十年代初，我國科學家，“兩彈一星功勛獎章”獲得者王淦昌先生首先提出了證明中微子存在的實驗方案。我們可以將其做如下描述：靜止原子核俘獲一個粒子X，可生成一個新原子核，并放出中微子（用“ve”表示），根據(jù)核反應后原子核L的動能和動量，可以間接測量中微子的能量和動量，進而確定中微子的存在。下列說法正確的是（）A．粒子X是電子 B．粒子X是質子C．核反應前后的中子總數(shù)不變 D．這個實驗的思想是能量守恒和動量守恒19．中國自主三代核電“華龍一號”示范工程第2臺機組——福清核電6號機組于2022年3月25日投入商業(yè)運行，至此“華龍一號”示范工程全面建成投運。“華龍一號”利用鈾核裂變釋放能量，原子核的平均結合能與質量數(shù)之間的關系圖線如圖所示，兩臺機組每年總發(fā)電量約200億千瓦時。下列說法正確的是（）A．鈾核裂變的一個重要核反應方程是B．“華龍一號”兩臺機組發(fā)電一年需消耗核約為0.8kgC．核的平均核子質量小于核的平均核子質量D．三個中子和三個質子結合成核時釋放能量約為30MeV20．在磁感應強度為B的勻強磁場中，一個靜止的放射性原子核發(fā)生了一次α衰變，釋放出的α粒子在與磁場垂直的平面內做圓周運動，其軌道半徑為R。以m、q分別表示α粒子的質量和電荷量，M表示新核的質量，放射性原子核用表示，新核的元素符號用Y表示，該衰變過程釋放的核能都轉化為α粒子和新核Y的動能，則（）A．α粒子和新核Y的半徑之比B．α粒子的圓周運動可以等效成一個環(huán)形電流，環(huán)形電流大小為C．新核的運動周期T＝D．衰變過程的質量虧損為三、計算題21．根據(jù)量子理論可知光子具有動量，其大小等于光子的能量除以光速，即。光照射到物體表面并被反射時，如同大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞一樣，將產(chǎn)生持續(xù)均勻的壓力，這種壓力會對物體表面產(chǎn)生壓強，這就是“光壓”。（1）一臺發(fā)光功率為P的激光器發(fā)出的一束激光，光束的橫截面積為S。當該激光束垂直照射在物體表面時，若幾乎能被物體表面完全反射，試寫出其在物體表面引起的光壓表達式。（2）設想利用太陽光壓提供動力，將太陽系中的探測器送到太陽系以外，這就需要為探測器制作一個很大的光帆，以使太陽對光帆的光壓超過太陽對探測器的引力。設有一探測器質量為M，處于地球繞太陽運動的公轉軌道上，在該軌道上單位時間內垂直輻射在單位面積上的太陽光能量為J，地球繞太陽公轉的加速度為a，如果用一種密度為ρ的物質為此探測器做成光帆，試估算這種光帆的厚度應滿足什么條件。22．玻爾的原子結構理論指出，電子環(huán)繞氫原子核做圓周運動，如圖1所示。已知某狀態(tài)下電子繞核運動的軌道半徑為r，電子的電量為e，靜電力常量為k。試回答以下問題：（1）求電子在軌道半徑為r圓周上運動時動能Ek；（2）氫原子核外電子的軌道是一系列分立、特定的軌道，如圖2所示，電子對應的軌道半徑關系為rn=n2r1（n=1，2，3…）。圖3為氫原子的能級圖。已知n=1時，相應的軌道半徑r1=0.53×10-10m，靜電力常量k=9.0×109Nm2/C2。計算n=3時，氫原子的勢能Ep3；（3）若規(guī)定兩質點相距無限遠時引力勢能為零，則質量分別為M、m的兩個質點相距為r時的引力勢能表達式為，式中G為引力常量。原子核和它周圍的電子運動模型與太陽和地球、地球和人造衛(wèi)星運動很相似。如圖4所示，設距地球無窮遠處萬有引力勢能為零，已知地球的質量為MD，地球半徑為RD。請推導地球的第二宇宙速度表達式。23．硼中子俘獲療法是腫瘤治療的新技術，其原理是進入癌細胞內的硼核吸收慢中子，轉變成鋰核和α粒子，釋放出光子。已知核反應過程中質量虧損為Δm，光子的能量為Eo，硼核的比結合能為E1，鋰核的比結合能為E2，普朗克常量為h，真空中光速為c。（1）寫出核反應方程并求出γ光子的波長λ；（2）求核反應放出的能量E及氦核的比結合能E3。24．我國首艘攻擊核潛艇，代號091型，西方稱其為漢級攻擊核潛艇，其核反應堆采用的燃料是鈾235，一個鈾235