专题五 近代物理初步
[限训练·通高考] 科学设题 拿下高考高分
(45分钟)
一、单项选择题
1．(2018·高考天津卷)国家大科学工程——中国散裂中子于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以域的研究和工业应用提供先进的研究平台．下列核反应中子为中子的是( )
17A.14 7N俘获一个α粒子，产生 8O并放出一个粒子 30B.2713Al俘获一个α粒子，产生15P并放出一个粒子 118C. 5B俘获一个质子，产生4Be并放出一个粒子 3D.63Li俘获一个质子，产生2He并放出一个粒子
源(CSNS)为诸多领放出的粒
解析：由核反应过程中遵循质量数、电荷数均守恒的原则，可写出选项中的四个核反应方
4171430111184程.14选项A错误.27选项B正确. 7N＋2He→ 8O＋1H，13Al＋2He→15P＋0n，5B＋1H→4Be＋2He，634选项C错误.3Li＋11H→2He＋2He，选项D错误．
答案：B
2．(2018·河南洛阳一模)下列说法正确的是( )
A．玻尔根据光的波粒二象性，大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性
141921B．铀核裂变的核反应方程是235 92U→ 56Ba＋36Kr＋20n
C．原子从低能级向高能级跃迁，不吸收光子也能实现
D．根据爱因斯坦的“光子说”可知，光的波长越大，光子的能量越大
解析：德布罗意根据光的波粒二象性，大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性，选项
1141A错误；铀核是在中子轰击下发生链式反应，铀核裂变的核反应方程是235 92U＋0n→ 56Ba1＋9236Kr＋30n，选项B错误；受到电子或其他粒子碰撞，原子也可以从低能级向高能级跃
迁，即原子从低能级向高能级跃迁，不吸收光子也能实现，选项C正确；根据爱因斯坦的“光子说”可知，光的频率越高，波长越小，光子的能量越大，选项D错误． 答案：C
3．(2018·湖南张家界高三第三次模拟)2017年12月6日报道，中国散裂中子源项目将于
1
2018年前后建成．日前，位于广东东莞的国家大科学工程——中国散裂中子源(CSNS)首次打靶成功，获得中子束流，这标志着CSNS主体工程顺利完工，进入试运行阶段．对于有关中子的研究，下面说法正确的是( ) A．中子和其他微观粒子，都具有波粒二象性
B．一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是裂变反应 C．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子
y4
D．核反应方程210 84Po→82X＋2He中的y＝206，X中中子个数为128
解析：所有粒子都具有波粒二象性，A正确；裂变是较重的原子核分裂成较轻原子核的反应，而该反应是较轻的原子核的聚变反应，B错误；卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，
9提出了原子的核式结构模型，查德威克通过α粒子轰击铍核(4Be)获得碳核(12 6C)的实验发
现了中子，C错误；y＝210－4＝206，X中中子个数为206－82＝124，D错误． 答案：A
4．如图所示，图甲为光电效应的实验电路图，图乙为光电子最大初动能与光电管入射光频率关系图象．下列说法正确的是( )
A．光电管加正向电压时，电压越大光电流越大 B．光电管加反向电压时不可能有光电流 aC．由图可知，普朗克常量数值上等于|b| b
D．由图可知，普朗克常量数值上等于|a| 解析：光电管加正向电压时，如果正向电压从零开始逐渐增大，光电流也会逐渐增大，但光电流达到饱和时，即使电压增大，电流也不会变化，故选项A错误；因为光电子有动能，即使光电管加反向电压，也可能有光电流，故选项B错误；由光电效应方程Ek＝hνa
－W0可知，图象斜率大小为普朗克常量，所以普朗克常量数值上等于|b|，故选项C正确，D错误．
2
答案：C
5．(2018·宁夏石嘴山高三四月适应性测试)下列说法正确的是( ) A．汤姆孙通过α粒子散射实验提出了原子核式结构模型 B．氢原子从基态向激发态跃迁时，需要吸收能量
C．质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3，则质子与中子结合为氘核的反应是人工核转变，放出的能量为(m3－m1－m2)c2
D．紫外线照射到金属锌板表面时能够产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大
解析：卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，故A错误；氢原子从基态向激发态跃迁时，需要吸收能量，故B正确；根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2，当一个质子和一个中子结合成一个氘核时，质量亏损为Δm＝m1＋m2－m3，因此核反应放出的能量ΔE＝(m1＋m2－m3)c2，故C错误；光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光照强度无关，因此增大光照强度，光电子的最大初动能不变，故D错误． 答案：B
112156．(2018·百校联盟TOP20四月联考)核反应方程15 7N＋1H→ 6C＋X＋ΔE中， 7N的质量为1m1、1H的质量为m2、12 6C的质量为m3、X的质量为m4，光在真空中的速度为c，则下列
判断正确的是( )
3A．X是2He，ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2 2B．X是42He，ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c 2C．X是32He，ΔE＝(m3＋m4－m1－m2)c 4D．X是2He，ΔE＝(m3＋m4－m1－m2)c2
解析：根据质量数守恒和电荷数守恒可知X是42He，反应中亏损的质量为Δm＝m1＋m2－m3－m4，故释放的能量ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3－m4)c2，故选B. 答案：B
7.如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态氢原子，结果受到激发后的氢原子能辐射出三种不同频率的光子，辐射出的光子照射某种金属，发现有两种频率的光子能使该金属生光电效应，其中一种光子恰好能使该金属发生光电效应，则逸的光电子的最大初动能为( )
3
的让发出
A．0 C．10.2 eV
B.1.89 eV D．12.09 eV
2
解析：根据Cn＝3，得n＝3，因此受到激发后的氢原子处于第n＝3能级，因有两种频率
的光子能使该金属发生光电效应，且其中一种光子恰好能使该金属发生光电效应，故这两种频率的光子分别是从2到1、3到1辐射出来的，而且3到1辐射的光子能量大于2到1辐射的光子能量，故3到1辐射出来的光子频率大于2到1辐射出来的光子频率，故从2到1辐射出来的光子恰好让该金属发生光电效应，即该金属的逸出功为W0＝－3.40 eV－(－13.60 eV)＝10.20 eV，当用从3到1辐射出来的光子照射时，根据光电效应方程得光电子的最大初动能为Ek＝hν－W0，其中hν＝－1.51 eV－(－13.60 eV)＝12.09 eV，故Ek＝12.09 eV－10.20 eV＝1.89 eV，故选B. 答案：B
8．(2018·安徽六安高三下学期模拟)下列说法正确的是( )
A．原子核内的一个中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子，这就是β衰变
B．氡222的半衰期是3.8天，镭226的半衰期是1 620年，所以一个确定的氡222核一定比一个确定的镭226核先衰变
C．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电势能增大，电子的动能减小，原子的总能量减小
D．原子核越大，它的结合能越高，原子核能级越稳定
解析：原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子，这就是β衰变的实质，故A正确；对于大量原子和有半数发生衰变所用的时间是半衰期，对于一个确定的原子核，半衰期没有意义，故B错误；按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量增加，故C错误；结合能越高，原子核不一定稳定，比结合能越大，原子核越稳定，故D错误． 答案：A 二、多项选择题
9．一静止原子核A经1次α衰变生成原子核B，并释放出γ光子．已知A的比结合能为E1，B的比结合能为E2，α粒子的比结合能为E3，γ光子的能量为E4，则下列说法正确的
4
是( )
A．B核在元素周期表的位置比A核前移2位 B．比结合能E1小于比结合能E2 C．由能量守恒可知E2－E1＝E3＋E4 D．该反应过程质量一定增加
4y－4
解析：根据电荷数和质量数守恒，写出原子核衰变的方程为yxA→2He＋x－2B，故B核在元
素周期表的位置比A核前移2位，故A正确；衰变过程中释放能量，可知比结合能E1小于比结合能E2，故B正确；比结合能是原子核的结合能与核子数之比，由能量守恒可知E4＝(y－4)E2＋4E3－yE1，故C错误；该反应的过程中释放热量，由质能方程可知，一定有质量亏损，故D错误． 答案：AB
10．(2018·浙江名校协作体联考)下列说法正确的是( ) A．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越小 B．γ射线是频率极高的电磁波，其在云室中穿过会留下清晰的径迹 C．根据玻尔原子模型，氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能将增大 D．太阳辐射能量的主要来源与核电站发生的核反应一样都是重核裂变
h
解析：根据德布罗意物质波公式p＝λ知，微观粒子的动量越大，其对应的波长就越小，选项A正确；γ射线是频率极高的电磁波，电离作用很弱，云室是依赖带电粒子电离作用留下径迹的，所以γ射线在云室中穿过不会留下清晰的径迹，选项B错误；根据玻尔原子模型，氢原子辐射光子后，其绕核运动的半径将减小，电势能减小，总能量减小，但运动速度增大，电子动能将增大，选项C正确；太阳辐射能量的主要来源是轻核聚变，与核电站发生的核反应(重核裂变)不一样，选项D错误． 答案：AC
11．(2018·安徽名校考试)已知氢原子的基态能量为E1，n＝2、3能级所对应的能量分别为E2和E3，大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子．依据玻尔理论，下列说法正确的是( ) A．产生的光子的最大频率为
E3－E2
h
B．当氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时，对应的电子的轨道半径变小，能量也变小
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