第十五章　近代物理

PAGEPAGE1第十五章近代物理做真題明方向1．[2023·全國甲卷]在下列兩個核反應(yīng)方程中X＋eq\o\al(14,7)N→Y＋eq\o\al(17,8)O、Y＋eq\o\al(7,3)Li→2X，X和Y代表兩種不同的原子核，以Z和A分別表示X的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，則()A．Z＝1，A＝1B．Z＝1，A＝2C．Z＝2，A＝3D．Z＝2，A＝42．[2023·湖南卷]2023年4月13日，中國“人造太陽”反應(yīng)堆中科院環(huán)流器裝置(EAST)創(chuàng)下新紀(jì)錄，實現(xiàn)403秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模等離子體運行，為可控核聚變的最終實現(xiàn)又向前邁出了重要的一步，下列關(guān)于核反應(yīng)的說法正確的是()A．相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變比重核裂變釋放的核能更多B．氘氚核聚變的核反應(yīng)方程為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(0,－1)eC．核聚變的核反應(yīng)燃料主要是鈾235D．核聚變反應(yīng)過程中沒有質(zhì)量虧損3．[2023·全國乙卷]2022年10月，全球眾多天文設(shè)施觀測到迄今最亮伽馬射線暴，其中我國的“慧眼”衛(wèi)星、“極目”空間望遠(yuǎn)鏡等裝置在該事件觀測中作出重要貢獻(xiàn)．由觀測結(jié)果推斷，該伽馬射線暴在1分鐘內(nèi)釋放的能量量級為1048J.假設(shè)釋放的能量來自于物質(zhì)質(zhì)量的減少，則每秒鐘平均減少的質(zhì)量量級為(光速為3×108m/s)()A．1019kgB．1024kgC．1029kgD．1034kg4．[2023·新課標(biāo)卷]銫原子基態(tài)的兩個超精細(xì)能級之間躍遷發(fā)射的光子具有穩(wěn)定的頻率，銫原子鐘利用的兩能級的能量差量級為10－5eV，躍遷發(fā)射的光子的頻率量級為(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，元電荷e＝1.60×10－19C)()A．103HzB．106HzC．109HzD．1012Hz5．[2022·全國甲卷]兩種放射性元素的半衰期分別為t0和2t0，在t＝0時刻這兩種元素的原子核總數(shù)為N，在t＝2t0時刻，尚未衰變的原子核總數(shù)為eq\f(N,3)，則在t＝4t0時刻，尚未衰變的原子核總數(shù)為()A．eq\f(N,12)B．eq\f(N,9)C．eq\f(N,8)D．eq\f(N,6)6．[2022·山東卷]碘125衰變時產(chǎn)生γ射線，醫(yī)學(xué)上利用此特性可治療某些疾?。?25的半衰期為60天，若將一定質(zhì)量的碘125植入患者病灶組織，經(jīng)過180天剩余碘125的質(zhì)量為剛植入時的()A．eq\f(1,16)B．eq\f(1,8)C．eq\f(1,4)D．eq\f(1,2)7．[2022·廣東卷]目前科學(xué)家已經(jīng)能夠制備出能量量子數(shù)n較大的氫原子．氫原子第n能級的能量為En＝eq\f(E1,n2)，其中E1＝－13.6eV.如圖是按能量排列的電磁波譜，要使n＝20的氫原子吸收一個光子后，恰好失去一個電子變成氫離子，被吸收的光子是()A．紅外線波段的光子B．可見光波段的光子C．紫外線波段的光子D．X射線波段的光子

專題86光電效應(yīng)波粒二象性1．[2023·浙江金華模擬預(yù)測]大型鈦合金構(gòu)件在航天、航空領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，我國使用激光焊接復(fù)雜鈦合金構(gòu)件的技術(shù)和能力已達(dá)到世界一流水平．若焊接所用的激光波長為λ，每個激光脈沖中的光子數(shù)目為n，已知普朗克常量為h、光速為c，則下列說法中正確的是()A．激光焊接利用了激光的相干性B．激光的頻率為eq\f(λ,c)C．激光光子的動量為eq\f(λ,h)D．每個激光脈沖的能量為nheq\f(c,λ)2.[2023·遼寧卷]原子處于磁場中，某些能級會發(fā)生劈裂．某種原子能級劈裂前后的部分能級圖如圖所示，相應(yīng)能級躍遷放出的光子分別設(shè)為①②③④.若用①照射某金屬表面時能發(fā)生光電效應(yīng)，且逸出光電子的最大初動能為Ek，則()A．①和③的能量相等B．②的頻率大于④的頻率C．用②照射該金屬一定能發(fā)生光電效應(yīng)D．用④照射該金屬逸出光電子的最大初動能小于Ek3.[2023·河北省聯(lián)考]如圖所示，發(fā)出波長為λ的某種激光的激光器在時間t內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)為n.已知光在真空中的傳播速度為c，普朗克常量為h，下列說法正確的是()A．每個光子的能量為eq\f(hλ,c)B．激光器單位時間內(nèi)發(fā)出的激光對應(yīng)的能量為eq\f(nhλ,ct)C．假設(shè)時間t內(nèi)發(fā)出的激光全部照射到某種物體上，該物體只吸收N個光子且全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則該物體在時間t內(nèi)增加的內(nèi)能為eq\f(Nhλ,c)D．假設(shè)激光器將電能轉(zhuǎn)化為激光能量的效率為η，則激光器在時間t內(nèi)消耗的電能為eq\f(nhc,λη)4．[2023·張家口市期末]在光電效應(yīng)實驗中，某同學(xué)用a、b兩種單色光分別照射同一光電管，發(fā)現(xiàn)a光對應(yīng)的遏止電壓大于b光對應(yīng)的遏止電壓．下列說法正確的是()A.a光對應(yīng)的光電子最大動能較小B．a(chǎn)光光子的能量小于b光光子的能量C．a(chǎn)光的粒子性比b光的粒子性明顯D．a(chǎn)光在真空中的傳播速度大于b光5．[2023·廣東省普通高中檢測]如圖所示，在光電效應(yīng)實驗中，用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，則()A．入射光頻率ν時，增大入射光的強度，光電流不變B．入射光頻率ν時，減小入射光的強度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失C．改用頻率小于ν的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng)D．改用頻率大于ν的光照射，光電子的最大初動能變大6．[2022·浙江卷1月](多選)電子雙縫干涉實驗是近代證實物質(zhì)波存在的實驗．如圖所示，電子槍持續(xù)發(fā)射的電子動量為1.2×10－23kg·m/s，然后讓它們通過雙縫打到屏上，已知電子質(zhì)量為9.1×10－31kg，普朗克常量取6.6×10－34J·s，下列說法正確的是()A．發(fā)射電子的動能約為8.0×10－15JB．發(fā)射電子的物質(zhì)波波長約為5.5×10－11mC．只有成對電子分別同時通過雙縫才能發(fā)生干涉D．如果電子是一個一個發(fā)射的，仍能得到干涉圖樣7．[2023·重慶市檢測]新型冠狀病毒2019－nCoV屬于β屬的新型冠狀病毒，直徑約60～140nm.科研人員常用現(xiàn)代電子顯微鏡觀察單個病毒，其分辨本領(lǐng)可以達(dá)到0.2nm.已知顯微鏡工作物質(zhì)的波長越短，顯微鏡的分辨本領(lǐng)越強．物質(zhì)波波長λ＝eq\f(h,p)，p為物體的動量，h為普朗克常量，可見光的波長為400～760nm.下列說法錯誤的是()A．盧瑟福發(fā)現(xiàn)了電子，并且驗證了電子的波動性B．電子束的物質(zhì)波波長比可見光的波長短得多C．電子的速度越大，電子顯微鏡的分辨本領(lǐng)越強D．若顯微鏡采用速度與電子束相同的質(zhì)子流工作，則分辨本領(lǐng)會進(jìn)一步提高

專題87原子結(jié)構(gòu)能級1．關(guān)于下列幾個重要的物理實驗，說法正確的是()A．α粒子散射實驗是原子核式結(jié)構(gòu)理論的實驗基礎(chǔ)B.α粒子散射實驗中提出正電荷均勻分布在整個原子中C．電子的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核有更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)D．光電效應(yīng)證明光具有波動性又有粒子性2.[2023·河南省期中考試]α粒子散射實驗被評為世界十大經(jīng)典物理實驗之一，此實驗開創(chuàng)了原子結(jié)構(gòu)研究的先河，為建立現(xiàn)代原子核理論打下了基礎(chǔ)，關(guān)于α粒子散射實驗，下列說法正確的是()A．湯姆孫的α粒子散射實驗，證明了原子核是可以再分的B．該實驗的數(shù)據(jù)否定了盧瑟福的“西瓜模型”，并估算了原子的大小C．該實驗表明原子中心有一個極大的核，它占有原子體積的極大部分D．該實驗表明占原子質(zhì)量絕大部分的帶正電的物質(zhì)集中在很小的空間范圍內(nèi)3.如圖為盧瑟福和他的同事們做α粒子散射實驗的裝置示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個位置時，關(guān)于觀察到的現(xiàn)象，下述說法中正確的是()A．放在C位置時屏上觀察不到閃光B．放在D位置時屏上能觀察到一些閃光，但次數(shù)極少C．相同時間內(nèi)放在A位置時觀察到屏上的閃光次數(shù)最少D．相同時間內(nèi)放在B位置時觀察到屏上的閃光次數(shù)比放在A位置時多4.2023年正月十三至正月二十二，已有上千年歷史的涿州市元宵燈會上以三國文化為主題的各類霓虹燈悉數(shù)登場，多姿多彩的霓虹燈使人們在紅紅火火的元宵花燈節(jié)上感受著濃濃的新春氣息．霓虹燈發(fā)光原理是不同氣體原子從高能級向低能級躍遷時發(fā)出能量各異的光子而呈現(xiàn)五顏六色，如圖所示為氫原子能級圖，氫原子處于n＝5能級上，已知可見光的光子能量范圍為1.62～3.11eV，則下列說法正確的是()A．一個處于n＝5能級的氫原子向低能級躍遷時，最多產(chǎn)生10種譜線B．氫原子從n＝3能級向n＝2能級躍遷過程中發(fā)出的光為可見光C．氫原子從n＝3能級向n＝1能級躍遷過程中發(fā)出光不能使逸出功為2.29eV的金屬鈉發(fā)生光電效應(yīng)D．氫原子從n＝5能級向n＝1能級躍遷過程中發(fā)出光的波長最長5．[2023·河北省學(xué)業(yè)水平選擇性考試預(yù)測]玻爾根據(jù)普朗克的量子理論，提出了玻爾理論，成功解釋了氫原子光譜的實驗規(guī)律，如圖所示為氫原子的能級圖，能級n＝1，2，3…所對應(yīng)的能量分別為E1、E2、E3…，兩能級之間的線段上標(biāo)注的是氫原子從較高能級躍遷到較低能級輻射光子(或氫原子從較低能級躍遷到較高能級吸收光子)的波長，則()A．相鄰能級之間的能量差相等B．氫原子從n＝6能級躍遷到n＝1能級比從n＝6躍遷到n＝2能級輻射的光子能量少C．處于基態(tài)(n＝1能級)的氫原子只要吸收波長為97nm的光子，就可以躍遷到n＝3能級D．大量處于n＝5能級的氫原子，向低能級躍遷時最多能產(chǎn)生10種不同波長的光子6.[2023·北京市海淀區(qū)二模]氫原子在可見光區(qū)的4條特征譜線是玻爾理論的實驗基礎(chǔ)．如圖所示，這4條特征譜線(記作Hα、Hβ、Hγ和Hδ)分別對應(yīng)著氫原子從n＝3、4、5、6能級向n＝2能級的躍遷，下面4幅光譜圖中，合理的是(選項圖中長度標(biāo)尺的刻度均勻分布，刻度值從左至右增大)()

專題88核反應(yīng)核能1．[2021·浙江卷1月](多選)如圖所示是我國全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置.2018年11月，該裝置實現(xiàn)了1×108℃等離子體運行等多項重大突破，為未來和平利用聚變能量邁出了重要一步．關(guān)于核聚變，下列說法正確的是()A．聚變又叫熱核反應(yīng)B．太陽就是一個巨大的熱核反應(yīng)堆C．高溫能使原子核克服核力而聚變D．對相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變比重核裂變產(chǎn)能多2.[2023·山東省泰安市二模]質(zhì)量為m0的某放射性元素原子核發(fā)生衰變，經(jīng)過時間t，該元素原子核剩余的質(zhì)量為m，其eq\f(m,m0)－t關(guān)系如圖所示．該元素的半衰期約為()A．41.5dB．100dC．141.5dD．183d3．[2023·安徽省三模]傳統(tǒng)的航母動力來源是燃油蒸汽輪機(jī)，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(yīng)堆“玲瓏一號”問世，為我國建造核動力航母奠定了基礎(chǔ)，“玲瓏一號”的核燃料為濃縮鈾，體積小，功率大，eq\o\al(235,92)U的一種核反應(yīng)方程為eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3X，生成的eq\o\al(144,56)Ba還會發(fā)生β衰變．下列說法正確的是()A．X粒子帶負(fù)電B．eq\o\al(144,56)Ba發(fā)生β衰變的半衰期不能通過調(diào)節(jié)壓強和溫度來控制C．eq\o\al(144,56)Ba發(fā)生β衰變時產(chǎn)生的β射線是鋇原子核外的電子躍遷形成的D．eq\o\al(235,92)U的比結(jié)合能大于eq\o\al(144,56)Ba的比結(jié)合能4．硼(B)中子俘獲治療是目前最先進(jìn)的癌癥治療手段之一、治療時先給病人注射一種含硼的藥物，隨后用中子照射，硼俘獲中子后，產(chǎn)生高殺傷力的α粒子和鋰(Li)離子．這個核反應(yīng)的方程是()A．eq\o\al(10,5)B＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(7,3)Li＋eq\o\al(4,2)HeB．eq\o\al(11,5)B＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)HD．eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(14,6)C＋eq\o\al(1,1)H5．[2023·河北省部分重點高中模擬]原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示，根據(jù)該曲線，下列判斷中不正確的是()A．eq\o\al(16,8)O核的結(jié)合能約為128MeVB．eq\o\al(4,2)He核比eq\o\al(6,3)Li核更穩(wěn)定C．兩個eq\o\al(2,1)H核結(jié)合成eq\o\al(4,2)He核時釋放能量D．eq\o\al(235,92)U核中核子的平均結(jié)合能比eq\o\al(89,36)Kr核中的大6．[2023·廣西“韜智杯”大