五年高考真题高考物理专题十八近代物理 15页

（五年高考真题）2016 届高考物理 专题十八 近代物理初步（全国 通用） 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＝h p ，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＝ 2mEkm，故动 量小，由λ＝h p ，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＝ c ν ,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＝hν e －W e B．U＝2hν e －W e C．U＝2hν－W D．U＝5hν 2e －W e 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 ＝nhν e －W e ，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 2 1H＋3 1H→4 2He＋1 0n 中，1 0n 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；1 0n 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＝h p 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＝1 2 mv2 ＝p2 2m ，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＝h e ν－W0 e ，斜率即h e ＝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＝hc λ0 ；对光电 子，由动 能定理得 eUc＝h c λ －W0，解得 Uc＝hc e ·λ0－λ λλ0 . 答案 hc λ0 hc e ·λ0－λ λλ0 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.210 83 Bi 的半衰期是 5 天，100 克 210 83Bi 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 210 83Bi 经过 10 天即 2 个半衰期 还剩下1 22×100 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 656 nm.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 656 nm B．用波长为 325 nm 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 633 nm 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 c λ 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