單元質(zhì)檢十二近代物理(時間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共10小題,每小題8分,共80分。在每小題給出的選項中,第1~7題只有一項符合題目要求,第8~10題有多項符合題目要求。全部選對的得8分,選對但不全的得4分,有選錯的得0分)1.(2019·廣東肇慶二模)下列說法正確的是()A.光電效應(yīng)揭示了光的粒子性,康普頓效應(yīng)揭示了光的波動性B.玻爾原子理論提出了定態(tài)和躍遷的概念,能解釋任何原子的光譜現(xiàn)象C.90232Th(釷核)經(jīng)過6次α衰變和2次β衰變后變成D.一群處在n=4能級的氫原子,最多可能向外輻射6種不同頻率的光子2.(2017·北京卷,18)2017年年初,我國研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置,發(fā)出了波長在100nm(1nm=10-9m)附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強的極紫外激光脈沖,“大連光源”因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮重要作用。一個處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個分子,但又不會把分子打碎。據(jù)此判斷,能夠電離一個分子的能量約為(取普朗克常量h=6.6×10-34J·s,真空光速c=3×108m/s)()A.10-21J B.10-18J C.10-15J D.10-12J3.(2017·全國卷Ⅱ,15)一靜止的鈾核放出一個α粒子衰變成釷核,衰變方程為

92238U→90A.衰變后釷核的動能等于α粒子的動能B.衰變后釷核的動量大小等于α粒子的動量大小C.鈾核的半衰期等于其放出一個α粒子所經(jīng)歷的時間D.衰變后α粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量4.(2019·山東青島二中模擬)下列說法中錯誤的是()A.100個

94B.α、β、γ射線比較,α射線的電離作用最強C.原子的全部正電荷和全部質(zhì)量都集中在原子核里D.由玻爾的原子模型可以推知,氫原子處于激發(fā)態(tài),量子數(shù)越大,核外電子動能越小5.如圖是光電管的原理圖。已知當(dāng)有波長為λ0的光照到陰極K上時,電路中有光電流,則()A.若增加電路中電源電壓,電路中光電流一定增大B.若將電源極性反接,電路中一定沒有光電流產(chǎn)生C.若換用波長為λ1(λ1>λ0)的光照射陰極K時,電路中一定沒有光電流D.若換用波長為λ2(λ2<λ0)的光照射陰極K時,電路中一定有光電流6.(2019·湖南永州模擬)如圖所示,圖甲為氫原子的能級,圖乙為氫原子的光譜,已知譜線a是氫原子從n=4的能級躍遷到n=2能級時的輻射光,譜線b可能是氫原子在下列哪種情形躍遷時的輻射光()A.從n=3的能級躍遷到n=2的能級B.從n=5的能級躍遷到n=2的能級C.從n=4的能級躍遷到n=3的能級D.從n=5的能級躍遷到n=3的能級7.(2019·湖北武昌期中)在某種條件下,鉻原子的n=2能級上的電子躍遷到n=1能級上時釋放的能量轉(zhuǎn)交給n=4能級上的電子,使之脫離原子,這一現(xiàn)象叫作俄歇效應(yīng),以這種方式脫離了原子的電子叫作俄歇電子。已知鉻原子的能級公式可簡化表示為En=-An2,式中n=1,2,3…表示不同的能級,A是正的已知常數(shù)。上述俄歇電子的動能是(A.316A B.716A C.1116A D8.圖1所示為氫原子能級圖,大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時能輻射出多種不同頻率的光,其中用從n=4能級向n=2能級躍遷時輻射的光照射圖2所示光電管的陰極K時,電路中有光電流產(chǎn)生,則()A.若將滑片右移,電路中光電流增大B.若將電源反接,電路中可能有光電流產(chǎn)生C.若陰極K的逸出功為1.05eV,則逸出的光電子最大初動能為2.4×10-19JD.大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時輻射的光中只有4種光子能使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)9.(2019·遼寧撫順模擬)如圖所示,是汞原子的能級圖,一個自由電子的總能量為8.0eV,與處于基態(tài)的汞原子碰撞后(不計汞原子的動量變化),電子剩余的能量可能為(碰撞無能量損失)()A.0.3eV B.3.1eVC.4.9eV D.8.8eV10.(2019·北京檢測)下列五幅圖涉及不同的物理知識,其中說法正確的是()A.如圖甲:原子是由原子核和核外電子組成的,原子核是由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子組成的B.如圖乙:盧瑟福通過分析α粒子散射實驗結(jié)果,發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子C.如圖丙:用中子轟擊鈾核使其發(fā)生聚變,鏈?zhǔn)椒磻?yīng)會釋放出巨大的核能D.如圖丁:普朗克通過研究黑體輻射提出能量子的概念,成為量子力學(xué)的奠基人之一二、計算題(本題共2小題,共20分)11.(10分)(2019·吉林長春檢測)氡

86222Rn是一種天然放射性氣體,被吸入后,會對人的呼吸系統(tǒng)造成輻射損傷,它是世界衛(wèi)生組織公布的主要環(huán)境致癌物質(zhì)之一,它發(fā)生衰變之后生成

84(1)寫出氡的衰變方程;(2)16g氡經(jīng)過多少天變成1g?12.(10分)在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,一個靜止的放射性原子核發(fā)生了一次α衰變。放射出α粒子(24He)在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運動,其軌道半徑為R。以m、(1)放射性原子核用

Z(2)α粒子的圓周運動可以等效成一個環(huán)形電流,求圓周運動的周期和環(huán)形電流大小。(3)設(shè)該衰變過程釋放的核能都轉(zhuǎn)化為α粒子和新核的動能,新核的質(zhì)量為M,求衰變過程的質(zhì)量虧損Δm。參考答案單元質(zhì)檢十二近代物理1.D愛因斯坦提出光子假說,認(rèn)為光子是一份一份能量,從而建立的光電效應(yīng)方程很好地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象;康普頓效應(yīng)也是揭示了光的粒子性,即光子和石墨中的電子發(fā)生相互作用后,光子的頻率減小,且運動方向發(fā)生改變,滿足動量守恒和能量守恒,故選項A錯誤;玻爾提出的氫原子能級結(jié)構(gòu)模型,利用定態(tài)概念和能級躍遷的規(guī)律,只能很好地解釋氫原子光譜,無法解釋其他原子的光譜現(xiàn)象,故選項B錯誤;釷核質(zhì)量數(shù)為232,鉛核質(zhì)量數(shù)為208,則α衰變次數(shù)為x=232-2084次=6次,β衰變次數(shù)為y=12+82-90=4次,故選項C錯誤;大量氫原子從n=4向低能級躍遷,最多產(chǎn)生2.B電離能等于一個處于極紫外波段的光子能量E=hν=hcλ=6.6×10-34×3×108100×10-9J≈13.B靜止的鈾核發(fā)生衰變,衰變過程中動量守恒,所以衰變后α粒子的動量和釷核的動量大小相等、方向相反,故選項B正確;由于m釷>mα,根據(jù)Ek=p24.C放射性元素的半衰期具有統(tǒng)計規(guī)律,對大量的原子核適用,故A正確;α、β、γ射線比較,α射線的電離作用最強,穿透能力最弱,故B正確;原子的全部質(zhì)量并非都集中在原子核里,因為電子也有質(zhì)量,故C錯誤;由玻爾的原子模型可以推知,氫原子處于激發(fā)態(tài),量子數(shù)越大,軌道半徑越大,根據(jù)ke2r5.D若光電流已經(jīng)達(dá)到飽和,增加電路中電源電壓,電路中光電流也不再增大,選項A錯誤;將電源極性反接,若加在光電管上的電壓小于截止電壓,電路中仍然有光電流產(chǎn)生,選項B錯誤;換用波長為λ1(λ1>λ0)的光照射陰極K時,即便光子的能量小,但若波長小于極限波長,仍然有光電流產(chǎn)生,選項C錯誤;換用波長為λ2(λ2<λ0)的光照射陰極K時,頻率一定大于極限頻率,一定有光電流,選項D正確。6.B譜線a是氫原子從n=4的能級躍遷到n=2的能級時的輻射光,波長大于譜線b,所以a光的光子頻率小于b光的光子頻率。所以b光的光子能量大于n=4和n=2間的能級差。n=3躍遷到n=2,n=4躍遷到n=3,n=5躍遷到n=3的能級差小于n=4和n=2的能級差。n=5和n=2間的能級差大于n=4和n=2間的能級差。故A、C、D項錯誤,B項正確。7.C由題意可知n=1能級能量為:E1=-A,n=2能級能量為:E2=-A4,從n=2能級躍遷到n=1能級釋放的能量為:ΔE=E2-E1=3A4,n=4能級能量為:E4=-A16,電離需要能量為:E=0-E4=A16,所以從n=4能級電離后的動能為:Ek8.BC將滑片右移,光電管兩端的電壓增大,但之前光電流是否達(dá)到飽和并不清楚,因此光電管兩端的電壓增大,光電流不一定增大,A錯誤;將電源反接,所加電壓阻礙光電子向陽極運動,但若eU<Ekm,仍會有一定數(shù)量的光電子可到達(dá)陽極而形成光電流,B正確;若陰極K的逸出功為1.05eV,由光電效應(yīng)方程知,逸出的光電子最大初動能為Ekm=hν-W逸出=-0.85eV-(-3.40eV)-1.05eV=1.5eV=2.4×10-19J,C正確;由于陰極K的逸出功未知,能使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)的光子種數(shù)無法確定,D錯誤。9.AB基態(tài)的汞原子躍遷到第2能級,吸收能量為ΔE=-5.5eV+10.4eV=4.9eV,則電子剩余的能量為:E'=8.0eV-4.9eV=3.1eV,基態(tài)的汞原子躍遷到第3能級,吸收能量為ΔE=-2.7eV+10.4eV=7.7eV,則電子剩余的能量為E'=8.0eV-7.7eV=0.3eV,故A、B項正確,C、D項錯誤。10.AD原子由原子核和核外電子組成,原子核由質(zhì)子和中子組成,A正確。盧瑟福通過分析α粒子散射實驗結(jié)果,得出原子的核式結(jié)構(gòu)模型,B錯誤。用中子轟擊鈾核使其發(fā)生裂變,C錯誤。普朗克通過研究黑體輻射提出能量子的概念,成為量子力學(xué)的奠基人之一,D正確。11.答案(1)86222Rn→84218Po+2解析(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得衰變方程為

86222Rn→84(2)根據(jù)m=m012