專題12近代物理一、單選題1．（2022·廣東廣州·模擬預(yù)測(cè)）每一年年末物理學(xué)會(huì)都會(huì)公布當(dāng)年物理學(xué)的十項(xiàng)重大進(jìn)展，全科學(xué)界十分關(guān)注物理學(xué)的發(fā)展。下列對(duì)歷史上的重大發(fā)現(xiàn)說(shuō)法正確的是（）A．電子的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明原子核內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)B．電子衍射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明實(shí)物粒子也有波動(dòng)性C．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明原子內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)D．光電效應(yīng)現(xiàn)象可以用連續(xù)的能量觀解釋2．（2022·福建漳州·一模）2022年8月9日，中核集團(tuán)漳州核電2號(hào)機(jī)組反應(yīng)堆壓力容器順利吊裝就位，向投產(chǎn)發(fā)電邁出了重要一步，該核電項(xiàng)目投產(chǎn)后核反應(yīng)堆中存在如下核反應(yīng)，SKIPIF1<0，則（

）A．該反應(yīng)為核聚變反應(yīng)B．該核反應(yīng)過(guò)程沒(méi)有質(zhì)量虧損C．該核反應(yīng)方程式中A=144D．SKIPIF1<0的質(zhì)子數(shù)是235，中子數(shù)是923．（2022·山東·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示為賓館內(nèi)的煙霧探測(cè)器，探測(cè)器中裝有大約SKIPIF1<0的镅SKIPIF1<0，它是一種半衰期長(zhǎng)達(dá)SKIPIF1<0年的放射性金屬，會(huì)釋放出SKIPIF1<0射線和SKIPIF1<0射線。當(dāng)空氣分子穿過(guò)探測(cè)器時(shí)，SKIPIF1<0釋放出的射線將其電離，電離產(chǎn)生的正、負(fù)離子在電場(chǎng)力作用下移動(dòng)，形成微小電流，可被探測(cè)器內(nèi)芯片探測(cè)到，下列說(shuō)法正確的是（）A．镅SKIPIF1<0需要及時(shí)更換，保證探測(cè)器工作的穩(wěn)定性B．SKIPIF1<0發(fā)生衰變的方程是SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0的比結(jié)合能大于SKIPIF1<0的比結(jié)合能D．使空氣分子發(fā)生電離的主要是SKIPIF1<0射線4．（2022·山東·模擬預(yù)測(cè)）鈷60（SKIPIF1<0Co）是金屬元素鈷的放射性同位素之一，其半衰期為5.27年。它發(fā)生β衰變變成鎳60（SKIPIF1<0）同時(shí)放出能量高達(dá)315keV的高速電子和兩束γ射線。鈷60的應(yīng)用非常廣泛，幾乎遍及各行各業(yè)。在農(nóng)業(yè)上，常用于輻射育種、食品輻射保藏與保鮮等；在工業(yè)上，常用于無(wú)損探傷、輻射消毒、輻射加工、輻射處理廢物以及自動(dòng)控制等；在醫(yī)學(xué)上，常用于人體腫瘤的放射治療。關(guān)于鈷60，下列說(shuō)法正確的是（）A．發(fā)生β衰變的衰變方程為SKIPIF1<0B．將鈷60放入高溫高壓環(huán)境中可以加快其衰變C．鈷60可以作為示蹤原子研究人體對(duì)藥物的吸收D．10g鈷60經(jīng)過(guò)10.54年全部發(fā)生衰變5．（2022·河北·模擬預(yù)測(cè)）由于太陽(yáng)自身巨大的重力擠壓，使其核心的壓力和溫度變得極高，形成了可以發(fā)生核聚變反應(yīng)的環(huán)境。太陽(yáng)內(nèi)發(fā)生核聚變反應(yīng)主要為：SKIPIF1<0，已知氘核的比結(jié)合能是SKIPIF1<0，氦核的比結(jié)合能是SKIPIF1<0。則該反應(yīng)釋放的核能約為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<06．（2022·黑龍江哈爾濱·模擬預(yù)測(cè)）2021年12月15日，秦山核電站成為安全發(fā)電30年的核電基地，9臺(tái)機(jī)組運(yùn)行業(yè)績(jī)多年穩(wěn)定處于世界先進(jìn)水平。圖是當(dāng)前普遍使用的核反應(yīng)堆的示意圖。下列說(shuō)法正確的是（）A．核反應(yīng)堆內(nèi)核燃料發(fā)生核聚變B．石墨起到吸收中子的作用C．鎘棒起到使中子減速的作用D．與相同功率的火電站相比，核電站所需原料少，造成污染小7．（2022·江蘇省海頭高級(jí)中學(xué)二模）如圖是氦離子SKIPIF1<0的能級(jí)圖。通常我們認(rèn)為可見(jiàn)光光子的能量在1.64－3.19eV之間。按照這一標(biāo)準(zhǔn)，下列操作中不能使處于基態(tài)的氦離子輻射可見(jiàn)光的是（）A．用能量為48.36eV的光子照射時(shí)B．用能量為52.89eV的光子照射時(shí)C．用能量為53.89eV的電子轟擊時(shí)D．用能量為56.45eV的電子轟擊時(shí)8．（2022·湖北·模擬預(yù)測(cè)）如圖有關(guān)量子力學(xué)建立之初的幾個(gè)重要實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．普朗克為解釋圖甲的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出了能量子的概念，被稱為“量子力學(xué)之父”B．如圖乙，在光照下，電流表發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，則無(wú)論如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，都無(wú)法使電流表示數(shù)變?yōu)榱鉉．康普頓依據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，測(cè)量計(jì)算出普朗克常量，與普朗克根據(jù)黑體輻射得出的值在誤差允許的范圍內(nèi)是一致的D．可以用圖丙中的原子特征譜線來(lái)做光譜分析9．（2022·山西·懷仁市第一中學(xué)校模擬預(yù)測(cè)）碳14是碳的一種放射性同位素，是通過(guò)宇宙射線撞擊空氣中的氮14原子產(chǎn)生的，其半衰期為5730年，衰變后又轉(zhuǎn)變?yōu)榈?4。由于其不斷地產(chǎn)生、衰變使得大氣中的碳14達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，從而使大氣及活體生物中碳元素的碳14豐度（碳14原子占碳原子總數(shù)的百分比）保持一個(gè)定值，而死亡的生物體中的碳14原子卻由于衰變而不斷減少，這就是碳14測(cè)定年代的原理。根據(jù)以上描述，以下說(shuō)法正確的是（）A．碳14發(fā)生的衰變是SKIPIF1<0衰變B．若某待測(cè)生物體樣本的碳14豐度為大氣的12.5%，則可判定該生物體死亡約17190年C．衰變產(chǎn)生的氮14新核的質(zhì)量大于碳14的質(zhì)量D．碳14的半衰期會(huì)受到環(huán)境溫度、濕度以及所處化學(xué)狀態(tài)（化合態(tài)或游離態(tài)）的影響10．（2022·浙江·模擬預(yù)測(cè)）大量處于n=5能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的a、b兩種單色光照射某光電管的陰極時(shí)，測(cè)得遏止電壓之比為2:1，根據(jù)該信息下列說(shuō)法正確的是（

）A．在同種介質(zhì)中，b光的傳播速度是a光的SKIPIF1<0倍B．若b光是躍遷到n=3能級(jí)產(chǎn)生的，則a光可能是躍遷到n=4能級(jí)產(chǎn)生的C．用同樣的裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，b光束的條紋間距是a光束的兩倍D．當(dāng)兩種光從水中射向空氣時(shí)，a光的臨界角小于b光的臨界角二、多選題11．（2022·江西景德鎮(zhèn)·二模）如圖所示為氫原子的能級(jí)示意圖，一群氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài)，原子在向較低能級(jí)躍遷的過(guò)程中向外發(fā)出光子。若用這些光照射逸出功為2.49eV的金屬鈉，則下列說(shuō)法正確的是（）A．這群氫原子能發(fā)出三種頻率不同的光，其中從n=3躍遷到n=2所發(fā)出的光波長(zhǎng)最長(zhǎng)B．這群氫原子能發(fā)出兩種頻率不同的光，其中從n=3躍遷到n=1所發(fā)出的光頻率最高C．金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動(dòng)能最大值為11.11eVD．金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動(dòng)能最大值為9.60eV12．（2022·新疆·博樂(lè)市高級(jí)中學(xué)（華中師大一附中博樂(lè)分校）模擬預(yù)測(cè)）如圖，圖甲為氫原子的能級(jí)圖，大量處于SKIPIF1<0激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，發(fā)出頻率不同的大量光子，其中頻率最高的光子照射到圖乙電路中光電管陰極K上時(shí)，電路中電流隨電壓變化的圖像如圖丙。下列說(shuō)法正確的是（）A．光電管陰極K金屬材料的逸出功為SKIPIF1<0B．這些氫原子躍遷時(shí)共發(fā)出3種頻率的光C．若調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片能使光電流為零，則可判斷圖乙中電源右側(cè)為負(fù)極D．氫原子躍遷放出的光子中共有2種頻率的光子可以使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象13．（2022·福建省福州第一中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）1899年，蘇聯(lián)物理學(xué)家列別捷夫首先從實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了“光射到物體表面上時(shí)會(huì)產(chǎn)生壓力”，我們將光對(duì)物體單位面積的壓力叫壓強(qiáng)或光壓。已知頻率為SKIPIF1<0的光子的動(dòng)量為SKIPIF1<0，式中h為普朗克常量（h=6.63×10-34J·s），c為光速（c=3×108m/s），某激光器發(fā)出的激光功率為P=1000W，該光束垂直射到某平整元件上，其光束截面積為S=1.00mm2，該激光的波長(zhǎng)SKIPIF1<0=500nm下列說(shuō)法正確的有（）A．該激光器單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)可表示為SKIPIF1<0B．該激光定能使金屬鎢（截止頻率為1.095×1015Hz）發(fā)生光電效應(yīng)C．該激光不能使處于第一激發(fā)態(tài)的氫原子（E2=-3.4eV=-5.44×10-19J）電離D．該光束可能產(chǎn)生的最大光壓約為6.67Pa三、解答題14．（2022·上海徐匯·三模）1945年7月16日，美國(guó)的第一顆原子彈在新墨西哥州的沙漠中試爆成功。由于當(dāng)時(shí)美國(guó)對(duì)原子彈武器的細(xì)節(jié)都是絕對(duì)保密的，因此試爆后測(cè)量的各種數(shù)據(jù)都是不為人知的。到了1947年，美國(guó)軍方只是公布了原子彈爆炸火球隨時(shí)間變化的照片，這些原子彈爆炸產(chǎn)生的蘑菇云照片在當(dāng)時(shí)引起了人們極大的興趣，出現(xiàn)在世界各地的報(bào)紙和雜志上。（1）該原子彈是以钚（SKIPIF1<0）為核原料的，在中子的轟擊下，一種典型的核裂變產(chǎn)物是氙（SKIPIF1<0）和鋯（SKIPIF1<0），試寫(xiě)出此核反應(yīng)方程；（2）英國(guó)物理學(xué)家杰弗里·泰勒爵士通過(guò)對(duì)照片的分析，認(rèn)為原子彈爆炸火球的實(shí)時(shí)半徑SKIPIF1<0與時(shí)間SKIPIF1<0，爆炸能量SKIPIF1<0以及空氣密度SKIPIF1<0有關(guān)。請(qǐng)你寫(xiě)出SKIPIF1<0會(huì)影響SKIPIF1<0的理由，并指出當(dāng)SKIPIF1<0增大時(shí)，SKIPIF1<0將增大還是減小；（3）接上問(wèn)，如果認(rèn)為SKIPIF1<0只與SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0有關(guān)，可以得到：SKIPIF1<0，其中SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0是無(wú)單位的常數(shù)．試求出SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0的數(shù)值；（4）接上問(wèn)，我們假定常數(shù)SKIPIF1<0，取空氣密度SKIPIF1<0。觀察圖片可得，當(dāng)SKIPIF1<0時(shí)，火球半徑約等于SKIPIF1<0。已知1噸TNT當(dāng)量SKIPIF1<0，試估算該次核爆炸的當(dāng)量SKIPIF1<0。15．（2022·北京·高考真題）利用物理模型對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析，是重要的科學(xué)思維方法。（1）某質(zhì)量為m的行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌跡為橢圓，在近日點(diǎn)速度為v1，在遠(yuǎn)日點(diǎn)速度為v2。求從近日點(diǎn)到遠(yuǎn)日點(diǎn)過(guò)程中太陽(yáng)對(duì)行星所做的功W；（2）設(shè)行星與恒星的距離為r，請(qǐng)根據(jù)開(kāi)普勒第三定律（SKIPIF1<0）及向心力相關(guān)知識(shí)，證明恒星對(duì)行星的作用力F與r的平方成反比；（3）宇宙中某恒星質(zhì)量是太陽(yáng)質(zhì)量的2倍，單位時(shí)間內(nèi)向外輻射的能量是太陽(yáng)的16倍。設(shè)想地球“流浪”后繞此恒星公轉(zhuǎn)，且在新公轉(zhuǎn)軌道上的溫度與“流浪”前一樣。地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期為T(mén)1，繞此恒星公轉(zhuǎn)的周期為T(mén)2，求SKIPIF1<0。16．（2022·北京·101中學(xué)三模）（1）用波長(zhǎng)為SKIPIF1<0的光照射金屬表面所產(chǎn)生的光電子垂直進(jìn)入磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其最大半徑為R，電子質(zhì)量為m，電量為e，光速為c，普朗克常量為h，求金屬的逸出功W；（2）一個(gè)光源以SKIPIF1<0的功率向四周均勻地發(fā)射能量。在離光源距離SKIPIF1<0處放置一小鉀箔，鉀的逸出功SKIPIF1<0，假設(shè)入射光的能量是連續(xù)地和平穩(wěn)地垂直傳給鉀箔，光的平均波長(zhǎng)為SKIPIF1<0