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五年高考真题)2016届高考物理_专题十八_近代物理（五年高考真题）2016届高考物理 专题十八 近代物理初步（全国通用）考点一光电效应波粒二象性12015新课标全国，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；射线在云室中穿过会留下清晰的径迹，可以说明射线是一种粒子，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ACD22015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，p22mEk，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AB32014江苏单科,12C(1)(难度)已知钙和钾的截止频率分别为7.731014Hz和5.441014Hz，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EkmhWhh0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，故动量小，由，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改用频率小于的光照射，一定不发生光电效应D改用频率大于的光照射，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，大于极限频率时发生光电效应，选项C错误；由EkmhW，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Ba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Da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,故频率大的光波长短，C选项错误；光子能量Eh，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的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应换用同样频率的强激光照射阴极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)()AU BUCU2hW DU解析假设电子吸收光子个数为n(n1),则nhEkW，又EkeU，解得U，B正确答案B72012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射线是高速运动的氦原子B核聚变反应方程HHHen中，n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射线是高速运动的氦原子核，A错误；n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h，这些能量一部分用来克服金属的逸出功W0,剩下的表现为逸出后电子的初动能Ek，C错误；玻尔将量子观念引入原子领域，D正确答案D82013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pmv可知速度不等，故A错误；动能Ekmv2，故动能不等，B错误；总能量Emc2，故D错误答案C92015新课标全国，35(1)，5分(难度)在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Uc与入射光的频率的关系如图所示.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h，克服逸出功W0后多余的能量转换为电子动能，反向遏制电压eUhW0，整理得U，斜率即k，所以普朗克常量hek，截距为b，即ebW0，所以逸出功W0eb.答案ekeb10(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0，该金属的逸出功为_若用波长为(0)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0，则该金属的逸出功W0h0；对光电子，由动能定理得eUchW0，解得Uc.答案考点二原子结构氢原子光谱12015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. Bi的半衰期是5天，100克Bi经过10天后还剩下50克解析射线是光子流，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Bi经过10天即2个半衰期还剩下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()Aa、b为粒子的径迹Ba、b为粒子的径迹Cc、d为粒子的径迹Dc、d为粒子的径迹解析粒子是不带电的光子，在磁场中不偏转，选项B错误；粒子为氦核带正电，由左手定则知向上偏转，选项A、C错误；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BD42014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n2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n2跃迁到n1的能级时，辐射光的波长大于656 nmB用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n1跃迁到n2的能级C一群处于n3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n2跃迁到n3的能级解析由E初E终hh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E3E2E2E1，故A错误；由得121.6 nm325 nm,故B错误；由C3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n2跃迁到n3的能级时必须吸收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粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是()解析粒子与原子核均带正电荷，所以粒子受到原子核的作用力为斥力，据此可排除选项A、D；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射线、射线、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；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hEmEn，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EkhW,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n3能级跃迁到n2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n3向低能级n2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n4能级跃迁到n3能级比从n3能级跃迁到n2能级辐射出电磁波的波长长B.从n5能级跃迁到n1能级比从n5能级跃迁到n4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Eh，而E43E32，故4332，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hhE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E1，激发态能量En,其中n2，3，.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 B C D解析根据激发态能量公式En可知氢原子第一激发态的能量为，设能使氢原子从第一激发态电离的最大波长(设波长为m)的光子能量为E，则有E0，且Eh，联立解得m，所以本题正确选项只有C.答案C112015海南单科，17(1)，4分(难度)氢原子基态的能量为E113.6 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0.96E1，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0.96E1，即EnE10.96E1，则EnE10.96E1(13.6 eV)0.96(13.6 eV)0.54 eV，即n5，从n5能级开始跃迁,这些光子能发出的频率数n10种频率最小的光子是从n5能级跃迁到n4能级，其能量为Emin0.54 eV(0.85 eV)0.31 eV.答案0.31 eV10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，属于衰变的是()A.NHeOH B.UThHeC.HHHen D.ThPae解析衰变是重核自发的发出粒子的天然放射现象，其中粒子是He，所以B正确；A为人工转变,C为轻核的聚变，D是衰变，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：XYHeH4.9 MeV和HHHeX17.6 MeV，下列表述正确的有()AX是中子BY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X，所以为中子，A正确；Y应为Y,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；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衰变，动量守恒，即MVmv，新核和电子在磁场中做匀速圆周运动,根据qvBm知r，即r，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D52015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b12C、13C、14C具有相同的中子数c14C衰变为14N的过程中放出射线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ac62014新课标全国，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、和三种射线中，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、和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、三种射线中，、为带电粒子，穿透本领较弱，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和衰变，故E项错误答案BCD72014新课标全国，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m1、m2和m3。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(m1m2m3)c B(m1m2m3)cC(m1m2m3)c2 D(m1m2m3)c2解析此核反应方程为HnH,根据爱因斯坦的质能方程得Emc2(m1m2m3)c2，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. B. C. D.解析设剩余质量为m剩,则由m剩m()，则m剩m()，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UnBaKr3n.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n表示中子，反应式中有n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AC112013新课标全国，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(Cs)的结合能小于铅原子核(Pb)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)U经过m次衰变和n次衰变，变成Pb，则()Am7，n3 Bm7，n4Cm14，n9 Dm14，n18解析发生一次衰变，质量数减4，电荷数减2，故衰变次数为m(235207)7，选项C、D错误；发生一次衰变质量数不变，核电荷数增1，故衰变次数为n72(9282)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xLi2yyNxOyBezCx、y和z是3种不同的粒子，其中z是()A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：x32yy7x8y4z6,由联立解得：x1，y2，z0，故z为中子，选项C正确答案C142015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电，U是核电站常用的核燃料.U受一个中子轰击后裂变成Ba和Kr两部分，并产生_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mp1.672 61027kg，中子的质量mn1.674 91027 kg，粒子的质量m6.646 71027 kg，光速c3.0108 m/s.请计算粒子的结合能(计算结果保留两位有效数字)解析(2)由质量数和电荷数守可知：UnBaKr3n，可见产生了3个中子，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Emc2，可求：E(2mp2mnm)c24.31012 J.答案(2)3大于(3)4.31012 J152013新课标全国，35(1)，6分(难度)一质子束入射到静止靶核Al上，产生如下核反应：PAlXn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H，n代表中子，符号为n，根据核反应中的双守恒可知，HAlSin，则新核X的质子数为14，中子数为271413.答案1413162015海南单科，17(2)(难度)运动的原子核X放出粒子后变成静止的原子核Y.已知X、Y和粒子的质量分别是M、m1和m2,真空中的光速为c，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m2vMv(Mm1m2)c2反应过程中三个粒子组成的系统动量守恒，故有Mvxm2v联立可得m2v(Mm1m2)c2.答案(Mm1m2)c2(Mm1m2)c2