五年高考真题高考物理专题近代物理.docx

五年高考真题高考物理专题近代物理.docx

《五年高考真题高考物理专题近代物理.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《五年高考真题高考物理专题近代物理.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

五年高考真题高考物理专题近代物理

五年高考真题高考物理专题近代物理

考点一　光电效应　波粒二象性

1．[2015·新课标全国Ⅱ，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．β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；β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹，可以说明β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　ACD

2．[2015·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λ＝，p2＝2mEk，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　AB

3．[2014·江苏单科,12C〔1〕]〔难度★★〕已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1014Hz，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Ekm＝hν－W＝hν－hν0

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λ＝，可知波长较大，则频率较小，选项A正确．

答案　A

4．〔2014·广东理综，18，6分〕〔难度★★★〕〔多选〕在光电效应实验中,用频率为ν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ν的光照射，一定不发生光电效应

D．改用频率大于ν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ν，大于极限频率时发生光电效应，选项C错误；由Ekm＝hν－W，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　AD

5.〔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

B．a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

D．a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λ＝,故频率大的光波长短，C选项错误；光子能量E＝hν，ν为光的频率，故频率越大，光子能量越大，D选项错误．

答案　B

6.〔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ν的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应．换用同样频率ν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〕〔　　〕

A．U＝－B．U＝－

C．U＝2hν－WD．U＝－

解析　假设电子吸收光子个数为n〔n>1〕,则nhν＝Ek＋W，又Ek＝eU，解得U＝－，B正确．

答案　B

7．[2012·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．α射线是高速运动的氦原子

B．核聚变反应方程H＋H→He＋n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　α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hν，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　D

8．[2013·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λ＝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p＝mv可知速度不等，故A错误；动能Ek＝mv2＝，故动能不等，B错误；总能量E＝mc2，故D错误．

答案　C

9．[2015·新课标全国Ⅰ，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ν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hν，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eU＝hν－W0，整理得U＝ν－，斜率即＝k，所以普朗克常量h＝ek，截距为b，即eb＝－W0，所以逸出功W0＝－eb.

答案　ek　－eb

10．〔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λ0，该金属的逸出功为________．若用波长为λ〔λ＜λ0〕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ν0，则该金属的逸出功W0＝hν0＝；对光电子，由动能定理得eUc＝h－W0，解得Uc＝·.

答案　　·

考点二　原子结构　氢原子光谱

1．[2015·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．γ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　γ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　B

2．〔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〔　　〕

A．a、b为β粒子的径迹

B．a、b为γ粒子的径迹

C．c、d为α粒子的径迹

D．c、d为β粒子的径迹

解析　γ粒子是不带电的光子，在磁场中不偏转，选项B错误；α粒子为氦核带正电，由左手定则知向上偏转，选项A、C错误；β粒子是带负电的电子，应向下偏转，选项D正确．

答案　D

3．〔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γ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　BD

4．[2014·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n＝2的能级时，辐射光的波长为656nm.以下判断正确的是〔　　〕

A．氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656nm

B．用波长为325nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级

C．一群处于n＝3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633nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级

解析　由E初－E终＝hν＝h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E3－E2

答案　CD

5．〔2013·福建理综，30〔2〕，6分〕〔难度★★〕在卢瑟福α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α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是〔　　〕

解析　α粒子与原子核均带正电荷，所以α粒子受到原子核的作用力为斥力，据此可排除选项A、D；α粒子不可能先受到吸引力,再受到排斥力，B错误．

答案　C

6．〔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．α射线、β射线、γ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；γ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hν＝Em－En，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Ek＝hν－W,只与入射光频率有关，而与入射光强度无关，D项错误．

答案　C

7．〔2012·北京理综，13，6分〕〔难度★★〕一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2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n＝3向低能级n＝2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　B

8.〔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n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出电磁波的波长长

B.从n＝5能级跃迁到n＝1能级比从n＝5能级跃迁到n＝4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E＝hν＝，而E4－3＜E3－2，故λ4－3＞λ3－2，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　A

9．〔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hν＝h＝E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　C

10．〔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n＝2，3，….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λm〕的光子能量为ΔE，则有＋ΔE＝0，且ΔE＝h，联立解得λm＝－，所以本题正确选项只有C.

答案　C

11．[2015·海南单科，17〔1〕，4分]〔难度★★★〕氢原子基态的能量为E1＝－13.6eV.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En－E1＝－0.96E1，则En＝E1－0.96E1＝〔－13.6eV〕－0.96×〔－13.6eV〕＝0.54eV，即n＝5，从n＝5能级开始跃迁,这些光子能发出的频率数n＝＝10种．频率最小的光子是从n＝5能级跃迁到n＝4能级，其能量为Emin＝－0.54eV－〔－0.85eV〕＝0.31eV.

答案　0.31eV　10

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α衰变的是〔　　〕

A.N＋He→O＋HB.U→Th＋He

C.H＋H→He＋nD.Th→Pa＋e

解析　α衰变是重核自发的发出α粒子的天然放射现象，其中α粒子是He，所以B正确；A为人工转变,C为轻核的聚变，D是β衰变，故A、C、D皆错误．

答案　B

2．〔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：

X＋Y→He＋H＋4.9MeV和H＋H→He＋X＋17.6MeV，下列表述正确的有〔　　〕

A．X是中子

B．Y的质子数是3，中子数是6

C．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　AD

3．〔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．α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；α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　A

4．〔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β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β衰变，动量守恒，即MV＝mv，新核和电子在磁场中做匀速圆周运动,根据qvB＝m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　D

5．[2015·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

b．12C、13C、14C具有相同的中子数

c．14C衰变为14N的过程中放出β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5700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β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　ac

6．[2014·新课标全国Ⅰ，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．α、β和γ三种射线中，γ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α、β和γ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α、β、γ三种射线中，α、β为带电粒子，穿透本领较弱，γ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α和β衰变，故E项错误．

答案　BCD

7．[2014·新课标全国Ⅱ，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α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α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　ACE

8．〔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．〔m1＋m2－m3〕cB．〔m1－m2－m3〕c

C．〔m1＋m2－m3〕c2D．〔m1－m2－m3〕c2

解析　此核反应方程为H＋n→H,根据爱因斯坦的质能方程得ΔE＝Δm·c2＝〔m1＋m2－m3〕c2，C正确．

答案　C

9．〔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　C

10．〔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U＋n→Ba＋Kr＋3n.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　AC

11．[2013·新课标全国Ⅱ，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α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　ABC

12．〔2012·大纲全国卷，15，6分〕〔难度★★〕U经过m次α衰变和n次β衰变，变成Pb，则〔　　〕

A．m＝7，n＝3B．m＝7，n＝4

C．m＝14，n＝9D．m＝14，n＝18

解析　发生一次α衰变，质量数减4，电荷数减2，故α衰变次数为m＝×〔235－207〕＝7，选项C、D错误；发生一次β衰变质量数不变，核电荷数增1，故β衰变次数为n＝7×2－〔92－82〕＝4次，选项A错误、B正确．

答案　B

13．〔2012·