1、十二近代物理初步(時間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分，15題每小題只有一個選項正確，68小題有多個選項符合題目要求，全選對得6分，選對但不全得3分，有選錯的得0分)1下列說法正確的是()A玻爾建立了量子理論，成功解釋了各種原子發(fā)光現(xiàn)象B德布羅意首先提出了物質(zhì)波的猜想，而電子衍射實驗證實了他的猜想C普朗克通過對黑體輻射的研究，第一次提出了光子的概念D盧瑟福通過粒子轟擊氮核實驗的研究，發(fā)現(xiàn)了中子解析：選B.玻爾建立了量子理論，成功解釋了氫原子發(fā)光現(xiàn)象；但由于過多地保留了經(jīng)典電磁學(xué)的理論，還不能很好地解釋其他的原子的發(fā)光現(xiàn)象，故A錯誤；德布羅意首先提出了物質(zhì)

2、波的猜想，而電子衍射實驗證實了他的猜想，故B正確；普朗克通過對黑體輻射的研究，第一次提出了量子理論的概念；故C錯誤；盧瑟福在用粒子轟擊金箔的實驗中發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，提出原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說，故D錯誤2關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律，下面說法中正確的是()A當(dāng)某種色光照射金屬表面時，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則入射光的頻率越高，產(chǎn)生的光電子的最大初動能也就越大B當(dāng)某種色光照射金屬表面時，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，如果入射光的強度減弱，從光照至金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時間間隔將明顯增加C對某金屬來說，入射光波長必須大于一極限值，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)D同一頻率的光照射不同金屬，如果都能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則所有金屬產(chǎn)生的光電子的最大初動能一定相

3、同解析：選A.從光照至金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時間間隔只與光和金屬種類有關(guān)，B錯；由光電效應(yīng)方程可知入射光波長必須小于一極限值，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)，光子的最大初動能與入射光的頻率和金屬的種類有關(guān)，C、D錯3下列與粒子相關(guān)的說法中正確的是()A天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的射線速度與光速度相當(dāng)，穿透能力很強B.U(鈾238)核放出一個粒子后就變?yōu)門h(釷234)C高速粒子轟擊氮核可從氮核中打出中子，核反應(yīng)方程為HeNOnD丹麥物理學(xué)家玻爾進行了粒子散射實驗并首先提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型解析：選B.射線是速度為0.1c的氦核流，穿透能力最弱，A錯誤由核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)、核電荷數(shù)守恒可知B項正確C項中核電

4、荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都不守恒，C錯誤D項中的物理學(xué)家不是玻爾而是盧瑟福，所以D錯誤4下列說法正確的是()A光電效應(yīng)是原子核吸收光子向外釋放電子的現(xiàn)象B天然放射性現(xiàn)象說明原子具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)C一個氘核的質(zhì)量小于一個質(zhì)子和一個中子的質(zhì)量和D已知鈷60的半衰期為5.27年，則任一個鈷60原子核都將在5.27年內(nèi)發(fā)生衰變解析：選C.光電效應(yīng)是原子中的電子吸收光子，從而擺脫原子核的束縛，向外釋放光電子的現(xiàn)象，故A錯誤；天然放射性現(xiàn)象說明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，選項B錯誤；當(dāng)一個中子和一個質(zhì)子結(jié)合成一個氘核時，有質(zhì)量虧損，氘核的質(zhì)量小于中子與質(zhì)子的質(zhì)量之和，選項C正確；半衰期只對大量的原子核有統(tǒng)計規(guī)律，對少量的原子核

5、不適用，故選項D錯誤；故選C.5. 下列說法正確的是()A根據(jù)Emc2可知，在核裂變過程中減少的質(zhì)量轉(zhuǎn)化成了能量B太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核裂變C盧瑟福首先發(fā)現(xiàn)了鈾和含鈾礦物的天然放射現(xiàn)象D由氫原子能級示意圖知，處于基態(tài)的氫原子至少要吸收13.60 eV的能量才能發(fā)生電離解析：選D.愛因斯坦的質(zhì)能方程Emc2，不是質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化，二者概念根本不同，當(dāng)發(fā)生質(zhì)量虧損時，質(zhì)量只是以光子形式發(fā)射出去，故A錯誤；太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的聚變反應(yīng)，故B錯誤；貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了鈾和含鈾礦物的天然放射現(xiàn)象，故C錯誤；基態(tài)的氫原子能量為13.6 eV，則基態(tài)氫原子發(fā)生電離，吸收的能量需大于等

6、于13.6 eV，故D正確6. 如圖所示，是國家國防科技工業(yè)局首次發(fā)布的“嫦娥二號”月面虹灣局部影像圖，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的He(氦3)它是一種高效、清潔、安全的核聚變?nèi)剂?，其參與的一種核聚變反應(yīng)的方程式為HeHe 2HHe.關(guān)于He聚變下列表述正確的是()A聚變反應(yīng)不會釋放能量B聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核C聚變反應(yīng)會有質(zhì)量虧損D目前核電站都采用He聚變反應(yīng)發(fā)電解析：選BC.聚變反應(yīng)和裂變反應(yīng)是根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程所發(fā)現(xiàn)的兩種虧損質(zhì)量釋放能量的核反應(yīng)方式，答案C對A錯聚變反應(yīng)是兩個質(zhì)量較小的核結(jié)合成一個中等質(zhì)量的核，有新核產(chǎn)生，答案B對與裂變相比，聚變反應(yīng)目前還不能控制反應(yīng)速度，使用的僅

7、有氫彈，太陽也是聚變反應(yīng)，都不可控，所以核電站都是裂變反應(yīng)，答案D錯7實物粒子和光都具有波粒二象性，下列事實中突出體現(xiàn)波動性的是()A電子束通過雙縫實驗后可以形成干涉圖樣B射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡C人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)D人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)解析：選ACD.干涉是波具有的特性，電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣，說明電子具有波動性，所以A正確；粒子在云室中受磁場力的作用，做的是圓周運動，與波動性無關(guān)，所以B錯誤；可以利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)，說明中子可以產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，說明具有波動性，所以C正確；人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，說明電子可以產(chǎn)

8、生衍射現(xiàn)象，說明具有波動性，所以D正確8用頻率為的光照射在某金屬表面時產(chǎn)生了光電子，當(dāng)光電子垂直射入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中做勻速圓周運動時，其最大半徑為R，若以W表示逸出功，m、e表示電子的質(zhì)量和電量，h表示普朗克常數(shù)，則電子的最大初動能是()AhWBChW D.解析：選CD.根據(jù)光電效應(yīng)方程得EkhW，故選項C正確；光電子在磁場中做勻速圓周運動，由洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律得：evB，則v，最大初動能的光電子垂直進入勻強磁場，半徑最大，所以最大初動能Ekmv2，故選項D正確二、非選擇題(共4小題，52分)9(12分)已知銫的逸出功為1.9 eV，現(xiàn)用波長為4.3107m的入射光

9、照射金屬銫(1)能否發(fā)生光電效應(yīng)？(2)若能發(fā)生光電效應(yīng)，求光電子的德布羅意波波長最短為多少(電子的質(zhì)量為m0.911030kg)解析：(1)入射光子的能量Ehh6.6261034 eV2.9 eV.由于E2.9 eVW0，所以能發(fā)生光電效應(yīng)(2)根據(jù)光電效應(yīng)方程可得光電子的最大初動能EkhW01.61019J而光電子的最大動量p，則光電子的德布羅意波波長的最小值min m1.2109m.答案：(1)能(2)1.2109m10. (12分)如圖所示，氫原子從n2的某一能級躍遷到n2的能級，輻射出能量為2.55 eV的光子問： (1)最少要給基態(tài)的氫原子提供多少電子伏特的能量，才能使它輻射上述能

10、量的光子？(2)請在圖中畫出獲得該能量后的氫原子可能的輻射躍遷圖解析：(1)氫原子從n2的某一能級躍遷到n2的能級，輻射光子的頻率應(yīng)滿足：hEnE22.55 eV.EnhE20.85 eV，所以n4.基態(tài)氫原子要躍遷到n4的能級，應(yīng)提供EE4E112.75 eV(2)輻射躍遷圖如圖所示答案：(1)12.75 eV(2)躍遷圖見解析11(14分)某些建筑材料可產(chǎn)生放射性氣體氡，氡可以發(fā)生或衰變，如果人長期生活在氡濃度過高的環(huán)境中，那么，氡經(jīng)過人的呼吸道沉積在肺部，并放出大量的射線，從而危害人體健康原來靜止的氡核(Rn)發(fā)生一次衰變生成新核釙(P0)，并放出一個能量為E00.09 MeV的光子已知

11、放出的粒子動能為E5.55 MeV；忽略放出光子的動能，但考慮其能量；1 u931.5 MeV/c2.(1)寫出衰變的核反應(yīng)方程；(2)衰變過程中總的質(zhì)量虧損為多少？(保留三位有效數(shù)字)解析：(1)衰變方程為：RnPoHe；(2)忽略放出光子的動量，根據(jù)動量守恒定律，0ppP0，即新核釙(P0)的動量與粒子的動量大小相等，又Ek，可求出新核釙(P0)的動能為EP0E由題意，質(zhì)量虧損對應(yīng)的能量以光子的能量和新核、粒子動能形式出現(xiàn)衰變時釋放出的總能量為EEEP0E0mc2故衰變過程中總的質(zhì)量虧損是m0.006 16 u.答案：(1)RnPoHe(2)0.006 16 u12(14分)用速度大小為v的中子轟擊靜止的鋰核Li，發(fā)生核反應(yīng)后生成氚核和粒子，生成的氚核速度方向與中子的速度方向相反，氚核與粒子的速度之比為78，中子的質(zhì)量為m，質(zhì)子的質(zhì)量可近似看作m，光速為c.(1)寫出核反應(yīng)方程；(2)求氚核和粒子的速度大小；(3)若核反應(yīng)過程中放出的核能全部轉(zhuǎn)化為粒