高中物理《近代物理》練習(xí)題（附答案解析）

第第頁(yè)高中物理《近代物理》練習(xí)題（附答案解析）學(xué)校:___________姓名：___________班級(jí)：___________一、單選題1．關(guān)于電磁波和麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，下列說法正確的是（）A．電磁波是一種物質(zhì)，可以在真空中傳播B．電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生電場(chǎng)C．變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的電場(chǎng)D．均勻變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生均勻變化的電場(chǎng)2．正電子是電子的反粒子，它跟普通電子的電荷量大小相等，而電性相反，科學(xué)家設(shè)想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子構(gòu)成的物質(zhì)——反物質(zhì)。1997年，歐洲和美國(guó)的科學(xué)研究機(jī)構(gòu)先后宣布：他們分別制造出9個(gè)和7個(gè)反氫原子，這是人類探索反物質(zhì)的一大進(jìn)步。你推測(cè)反氫原子的結(jié)構(gòu)是（）A．由一個(gè)帶正電荷的質(zhì)子和一個(gè)帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成B．由一個(gè)帶負(fù)電荷的反質(zhì)子和一個(gè)不帶電荷的中子構(gòu)成C．由一個(gè)不帶電荷的中子和一個(gè)帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成D．由一個(gè)帶負(fù)電荷的反質(zhì)子與一個(gè)帶正電荷的正電子構(gòu)成3．钚—239裂變釋放出的快中子，被鈾—238吸收，鈾—238就轉(zhuǎn)變?yōu)殁櫋?39，鈾—239再經(jīng)過衰變轉(zhuǎn)變?yōu)橐琢炎兊念小?39，這就是核燃料的“增殖”過程。下列說法正確的是（

）A．钚—239裂變產(chǎn)生的新核核子平均質(zhì)量比钚—239核子平均質(zhì)量大B．鈾—238吸收中子轉(zhuǎn)變?yōu)殁櫋?39的核反應(yīng)方程為C．鈾—239衰變轉(zhuǎn)變?yōu)轭小?39，同時(shí)釋放一個(gè)粒子D．軸—239衰變轉(zhuǎn)變?yōu)轭小?39，同時(shí)釋放一個(gè)粒子4．人類探測(cè)月球發(fā)現(xiàn)，在月球的土壤中含有較豐富的質(zhì)量數(shù)為3的氦，它可以作為未來(lái)核聚變的重要原料之一。氦的該種同位素應(yīng)表示為（

）A． B． C． D．5．宇宙射線進(jìn)入地球大氣層與大氣作用會(huì)產(chǎn)生中子，中子與大氣中的氮14會(huì)產(chǎn)生以下核反應(yīng)：，產(chǎn)生的能自發(fā)進(jìn)行衰變，其半衰期為5730年，利用碳14的衰變規(guī)律可推斷古木的年代．下列說法正確的是（）A．發(fā)生衰變的產(chǎn)物是B．衰變輻射出的電子來(lái)自于碳原子的核外電子C．近年來(lái)由于地球的溫室效應(yīng)，引起的半衰期發(fā)生微小變化D．若測(cè)得一古木樣品的含量為活體植物的，則該古木距今約為11460年6．截止2022年1月6日，玉兔二號(hào)月球車行駛里程已達(dá)到1003.9米，月球夜晚溫度低至-180℃，為避免低溫?fù)p壞儀器，月球車攜帶的放射性同位素钚－238（）會(huì)不斷衰變，釋放能量為儀器設(shè)備供熱，可以通過以下反應(yīng)過程得到：，，已知的衰變方程為，其半衰期為88年，則（）A．為輕核的聚變B．X為質(zhì)子C．的衰變?yōu)棣了プ僁．白天時(shí)，溫度升高，的半衰期會(huì)減小7．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)原來(lái)靜止的原子核，由于衰變放射出某種粒子，結(jié)果得到一張兩個(gè)相切圓1和2的徑跡照片如圖所示，已知兩個(gè)相切圓半徑分別為r1、r2，則下列說法正確的是（）A．原子核可能發(fā)生α衰變，也可能發(fā)生β衰變B．徑跡2可能是衰變后新核的徑跡C．若衰變方程是U→Th＋He，則衰變后新核和射出的粒子的動(dòng)能之比為117∶2D．若衰變方程是U→Th＋He，則r1∶r2＝1∶458．關(guān)于天然放射現(xiàn)象，以下敘述正確的是（）A．若使放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期將減小B．β衰變中釋放出電子說明原子核內(nèi)有電子C．在α衰變、β衰變中伴隨產(chǎn)生γ射線，衰變前后的核子數(shù)不變，但存在質(zhì)量虧損D．釷核（）衰變?yōu)殡焙耍ǎ┑倪^程中，要經(jīng)過2次α衰變和3次β衰變二、多選題9．一單色光照到某金屬表面時(shí)，有光電子從金屬表面逸出，下列說法中正確的是（）A．只增大入射光的頻率，金屬逸出功將減小B．只延長(zhǎng)入射光照射時(shí)間，光電子的最大初動(dòng)能將不變C．只增大入射光的頻率，光電子的最大初動(dòng)能將增大D．只增大入射光的頻率，光電子逸出所經(jīng)歷的時(shí)間將縮短10．下列說法正確的是（）A．光子像其他粒子一樣，不但具有能量，也具有動(dòng)量B．比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定C．將由放射性元素組成的化合物進(jìn)行高溫分解，會(huì)改變放射性元素的半衰期D．原子核的質(zhì)量大于組成它的核子的質(zhì)量之和，這個(gè)現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損11．氫原子能級(jí)圖如圖所示，氫原子從的能級(jí)向的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見光a，從的能級(jí)向的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見光b，已知可見光光子能量范圍為，則（）A．氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)可能會(huì)輻射出射線B．氫原子從的能級(jí)向的能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)輻射出紫外線C．在水中傳播時(shí)，a光比b光的速度小D．氫原子在能級(jí)時(shí)可吸收能量不小于的光子而發(fā)生電離12．原來(lái)靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的原子核A發(fā)生衰變后放出的射線粒子和新生成的反沖核都以垂直于磁感線的方向運(yùn)動(dòng)，形成如圖所示的8字形軌跡，已知大圓半徑是小圓半徑的n倍，且繞大圓軌道運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。下列判斷正確的是（）A．該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向一定是垂直于紙面向外的B．原子核A的原子序數(shù)是C．沿小圓運(yùn)動(dòng)的是放出的射線粒子，其旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針D．沿小圓運(yùn)動(dòng)的是反沖核，其旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針三、填空題13．太陽(yáng)是距離地球最近的恒星，為地球不斷的提供光和熱，太陽(yáng)的這些光合熱是由內(nèi)部的_____能轉(zhuǎn)化的。這種核能的產(chǎn)生方式屬于_________（填“核裂變”或“核聚變”）。14．一艘太空飛船靜止時(shí)長(zhǎng)度為d，它以0.9c（c為真空中的光速）的速度沿長(zhǎng)度方向飛行經(jīng)過地球。飛船上觀測(cè)者測(cè)得該飛船的長(zhǎng)度____d，地球上的觀測(cè)者測(cè)得飛船上發(fā)來(lái)光信號(hào)的速度____c。（均填“大于”“等于”或“小于”）四、實(shí)驗(yàn)題15．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的裝置如圖所示，現(xiàn)用發(fā)出紫外線的弧光燈照射鋅板，驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度。（1）鋅板帶的是______電荷，請(qǐng)解釋鋅板帶電的原因；______（2）將帶負(fù)電的金屬小球與鋅板接觸，驗(yàn)電器指針偏角會(huì)發(fā)生什么變化？______（3）使驗(yàn)電器指針回到零，改用強(qiáng)度更大的弧光燈或強(qiáng)度更大的紅外線燈照射鋅板，觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是怎樣的？______16．研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，以頻率為的光照射光電管電極K時(shí)，有光電子產(chǎn)生。光電管K、A極間所加的電壓可由圖中的電壓表測(cè)出，光電流由圖中電流計(jì)測(cè)出。（1）當(dāng)滑片P位于P′右側(cè)時(shí)，電極K、A間所加電壓使從電極K發(fā)出的光電子_________（填“加速”或“減速”）。（2）如果實(shí)驗(yàn)所得圖像如圖乙所示，其中、、為已知量，電子的電荷量為，那么：①要證實(shí)“光電效應(yīng)方程”是正確的，需要從乙圖中數(shù)據(jù)求出___________值（用題中給出的已知量表示）與普朗克常量進(jìn)行比較，若在誤差許可的范圍內(nèi)二者相等則證實(shí)“光電效應(yīng)方程”是正確的。②該實(shí)驗(yàn)所用光電管的K極材料的逸出功為________________。五、解答題17．海水中含有豐富的氘，總蘊(yùn)藏量約有。已知兩個(gè)氘核可結(jié)合成一個(gè)氦核并放出一個(gè)中子，中子、氘核和氦核的質(zhì)量分別為。（1）寫出核聚變的方程并算出釋放的核能；（已知相當(dāng)于的能量）（2）若每升海水中含氘量為，讓其全部發(fā)生核聚變釋放的能量和完全燃燒多少千克汽油放出的熱量相當(dāng)？（汽油的熱值，，）18．是的同位素，被廣泛應(yīng)用于生物示蹤技術(shù)。隨時(shí)間衰變的關(guān)系如圖所示，請(qǐng)估計(jì)的經(jīng)多少天的衰變后還剩？19．人類對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)的過程中先后進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，比如：光的單縫衍射實(shí)驗(yàn)（圖1A）；光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)（圖B）；光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)（圖C）；光的薄膜干涉實(shí)驗(yàn)（圖D）；康普頓效應(yīng)實(shí)驗(yàn)等等．（1）在以上實(shí)驗(yàn)中哪些體現(xiàn)了光的波動(dòng)性？哪些體現(xiàn)了光的粒子性？（2）光的波動(dòng)性和光的粒子性如何區(qū)別和聯(lián)系？參考答案與解析1．A【詳解】A．電磁波是一種物質(zhì)，可以在真空中傳播，故A正確；B．變化電場(chǎng)周圍才一定產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化磁場(chǎng)周圍才一定產(chǎn)生電場(chǎng)，故B錯(cuò)誤；CD．均勻變化的電場(chǎng)周圍將產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)周圍將產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)，故CD錯(cuò)誤。故選A。2．D【詳解】氫原子由質(zhì)子和電子組成，它們的反粒子分別是帶負(fù)電荷的反質(zhì)子和一個(gè)帶正電荷的正電子，故D正確，ABC錯(cuò)誤。故選D。3．B【詳解】A．钚—239裂變過程釋放能量，有質(zhì)量虧損，因此钚—239裂變產(chǎn)生的新核核子平均質(zhì)量比钚—239核子平均質(zhì)量小，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒可知，鈾—238吸收中子轉(zhuǎn)變?yōu)槌赦櫋?39的核反應(yīng)方程為B正確；C．根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒可知，鈾—239衰變轉(zhuǎn)變?yōu)轭小?39的過程有239-239=0，92-94=-2可知，該過程釋放兩個(gè)粒子，CD項(xiàng)錯(cuò)誤。故選B。4．B【詳解】同一元素的兩種同位素質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同，則氦的該種同位素質(zhì)子數(shù)一定為2，質(zhì)量數(shù)為3，故可寫作。故選B。5．D【詳解】A．根據(jù)即發(fā)生衰變的產(chǎn)物是，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．衰變輻射出的電子來(lái)自于原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)放出的電子，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．半衰期是核反應(yīng)，與外界環(huán)境無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．若測(cè)得一古木樣品的含量為活體植物的，可知經(jīng)過了2個(gè)半衰期，則該古木距今約為5730×2年=11460年，選項(xiàng)D正確。故選D。6．C【詳解】A．核反應(yīng)方程不是輕核的聚變，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可判斷X為，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可判斷Y為，則的衰變?yōu)棣了プ儯蔆正確；D．放射性元素的半衰期由原子核內(nèi)部自身決定，與外界的物理和化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤。故選C。7．D【詳解】A．原子核衰變過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律可知，衰變生成的兩粒子的動(dòng)量方向相反，粒子速度方向相反，由左手定則可知，若生成的兩粒子電性相反，則在磁場(chǎng)中的軌跡為內(nèi)切圓，若電性相同則在磁場(chǎng)中的軌跡為外切圓，所以該原子核發(fā)生α衰變，故A錯(cuò)誤；B．粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得解得由于p、B相同，則粒子電荷量q越大，軌道半徑越小，由于新核的電荷量大，所以新核的軌道半徑較小，所以徑跡1為新核的運(yùn)動(dòng)軌跡，故B錯(cuò)誤；C．由動(dòng)能與動(dòng)量的關(guān)系有動(dòng)量大小相等，所以動(dòng)能之比等于質(zhì)量的反比，即衰變后新核和射出的粒子的動(dòng)能之比為4∶234=2∶117故C錯(cuò)誤；D．由B項(xiàng)分析知且徑跡1為新核的運(yùn)動(dòng)軌跡，所以r1∶r2＝2∶90＝1∶45故D正確。故選D。8．C【詳解】A．半衰期是由原子核內(nèi)部自身因素決定的，與外界因素?zé)o關(guān)，故A錯(cuò)誤；B．β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的，故B錯(cuò)誤；C．在α、β衰變中伴隨產(chǎn)生γ射線，衰變前后的核子總數(shù)不變，因伴隨能量釋放，故根據(jù)ΔE＝Δmc2可知，反應(yīng)前后存在質(zhì)量虧損，故C正確；D．衰變?yōu)榈倪^程中，由質(zhì)量數(shù)守恒知解得即經(jīng)過3次α衰變；由電荷數(shù)守恒知解得即經(jīng)過2次β衰變，故D錯(cuò)誤。故選C。9．BC【詳解】A．金屬逸出功由金屬本身性質(zhì)決定，與入射光頻率無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；BC．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程只延長(zhǎng)入射光照射時(shí)間，光電子的最大初動(dòng)能將不變；只增大入射光的頻率，光電子的最大初動(dòng)能將增大，故BC正確；D．光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性，只增大入射光的頻率，光電子逸出所經(jīng)歷的時(shí)間將不變，故D錯(cuò)誤。故選BC。10．AB【詳解】A．光子像其他粒子一樣，不但具有粒子性，也有波動(dòng)性，不但具有能量，也具有動(dòng)量，故A正確；B．比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，故B正確；C．放射性元素的半衰期與外界因素沒有任何關(guān)系，只和本身性質(zhì)有關(guān)，故C錯(cuò)誤；D．原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和，這個(gè)現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損，故D錯(cuò)誤。故選AB。11．CD【詳解】A．γ射線的產(chǎn)生機(jī)理是原子核受激發(fā)，是原子核變化才產(chǎn)生的，故A錯(cuò)誤；B．紫外線屬于賴曼系，是氫原子從各高能級(jí)向的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的，所以是氫原子從的能級(jí)向的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)躍遷規(guī)律可知從n＝4向n＝2躍遷時(shí)輻射光子的能量大于從n＝3向n＝2躍遷時(shí)輻射光子的能量，根據(jù)可知可見光a的光子頻率大于b，所以在水中a的折射率大于b的折射率，再由可得在水中傳播時(shí)，a光比b光的速度小，故C正確；D．欲使n＝2的能級(jí)的氫原子發(fā)生電離，吸收的能量一定不小于3.4eV，故D正確。故選CD。12．ABD【詳解】A．原子核帶正電荷，衰變后形成的反沖核也帶正電荷，由動(dòng)量定理可知，反沖核和射線粒子動(dòng)量大小相等，方向相反，故在點(diǎn)兩粒子所受洛倫茲力方向相反，可判斷兩粒子帶電性質(zhì)相同，由左手定則可判斷磁場(chǎng)的方向垂直紙面向外，這個(gè)衰變是衰變，A正確；CD．根據(jù)洛倫茲力提供向心力可知得故由此可知沿小圓運(yùn)動(dòng)的是反沖核，運(yùn)動(dòng)方向時(shí)順時(shí)針的，C錯(cuò)誤，D正確；B．已知大圓半徑是小圓半徑的n倍，由上分析可知粒子帶兩個(gè)單位正電荷，故原子核A的原子序數(shù)是，B正確。故選ABD。13．

核

核聚變【詳解】[1][2]太陽(yáng)是距離地球最近的恒星，為地球不斷的提供光和熱，太陽(yáng)的這些光合熱是由內(nèi)部的核能轉(zhuǎn)化的。這種核能的產(chǎn)生方式屬于核聚變。14．

等于

等于【詳解】[1]飛船上觀測(cè)者相對(duì)于飛船靜止,飛船上觀測(cè)者測(cè)得該飛船的長(zhǎng)度等于d；[2]根據(jù)光速不變?cè)?地球上的觀測(cè)者測(cè)得飛船上發(fā)來(lái)光信號(hào)的速度等于c。15．

正

用紫外線照射鋅板，鋅板發(fā)生光電效應(yīng)，有光電子射出，鋅板失去電子帶正電

驗(yàn)電器指針偏角將減小

見解析【詳解】（1）[1][2]用紫外線照射鋅板，鋅板發(fā)生光電效應(yīng)，有光電子射出，鋅板失去電子帶正電。（2）[3]用帶負(fù)電的金屬小球與鋅板接觸，因中和導(dǎo)致鋅板所帶的正電變小，所以驗(yàn)電器指針偏角將減小。（3）[4]改用強(qiáng)度更大的弧光燈照射鋅板，入射光的強(qiáng)度影響單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)目，所以鋅板所帶的正電變多，驗(yàn)電器的指針偏角將增大；發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于極限頻率，紅外線照射不一定發(fā)生光電效應(yīng)，所以指