高三物理一輪復(fù)習(xí)近代物理初步高考真題+模擬新題有詳解

1、O單元近代物理初步01量子論初步光的粒子性35. 2011課標(biāo)全國(guó)卷01(1)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某金屬的截止頻率相應(yīng)的波長(zhǎng)為九，該金屬的逸出功為 ,若用波長(zhǎng)為石)的單色光做實(shí)驗(yàn)，則其遏止電壓為 .已知電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為e、c和h.【解析】 截止頻率即剛好發(fā)生光電效應(yīng)的頻率，此時(shí)光電子的最大初動(dòng)能為零，由愛(ài)因斯坦c光電效應(yīng)萬(wàn)程 Ek=hv W0和c=M丫得：W0=h不若用波長(zhǎng)為 入的單色光做實(shí)驗(yàn)，光電子的最 0大初動(dòng)能Ek=hv- Wo= hc h-c,設(shè)其截止電壓為 U ,則eU= Ek,解得：U = - -0 . oeF3(2)如圖1 17所示，A、B、C三個(gè)木塊的

2、質(zhì)量均為 m,置于光滑的水平面上，B、C之間有一輕質(zhì)彈簧，彈簧的兩端與木塊接觸而不固連.將彈簧壓緊到不能再壓縮時(shí)用細(xì)線把B和C緊連，使彈簧不能伸展，以至于 B、C可視為一個(gè)整體.現(xiàn) A以初速V0沿B、C的連線方向 朝B運(yùn)動(dòng)，與B相碰并粘合在一起.以后細(xì)線突然斷開，彈簧伸展，從而使C與A、B分離.已 知C離開彈簧后的速度恰為 V0 ,求彈簧釋放的勢(shì)能.，耳Irm,廄嬲四圖1-17【解析】設(shè)碰后A、B和C的共同速度的大小為 v,由動(dòng)量守恒得3mv= mv0 設(shè)C離開彈簧時(shí)，A、B的速度大小為v1，由動(dòng)量守恒得 3mv= 2mvI+mV。 設(shè)彈簧的彈性勢(shì)能為 Ep,從細(xì)線斷開到 C與彈簧分開的過(guò)程中

3、機(jī)械能守恒，有 2(3m)v2+ Ep = 2(2m)v2 + 2mv0 由式得，彈簧所釋放的勢(shì)能為Ep=1mv0318. 01 2011四川卷氫原子從能級(jí) m躍遷到能級(jí)n時(shí)輻射紅光的頻率為從能級(jí)n躍遷到能級(jí)k時(shí)吸收紫光的頻率為 辿，已知普朗克常量為 h,若氫原子從能級(jí)k躍遷到能級(jí)m4U( ) A .吸收光子的能量為 hu + h也B.輻射光子的能量為 hv + h發(fā)C.吸收光子的能量為 h 2-h V1D .輻射光子的能量為 h邊-h【解析】D 氫原子從m能級(jí)躍遷到n能級(jí)輻射能量，即 EmEn = h,氫原子從n能級(jí)躍 遷到k能級(jí)吸收能量，即Ek En = h以 氫原子從k能級(jí)躍遷到 m能級(jí)

4、，Ek Em= h吻+ En h m -En=h-h,因紫光的頻率 也大于紅光的頻率所以EkEm,即輻射光子的能量為 h為一 h1, D正確.18. O1 2011全國(guó)卷已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為Ei,激發(fā)態(tài)能量 En=y,其中n=2,3,.用 h表示普朗克常量，c表示真空中的光速.能使氫原子從第一激發(fā)態(tài)電離的光子的最大波長(zhǎng)為()4hc3E1B.2hc C.管D-管【解析】C 從第一激發(fā)態(tài)到電離狀態(tài)吸收的能量正=0畀E1,根據(jù)AE=hv= hc,所4hc , 以人=詈，因此答案為C.Ei18. O1 2011廣東物理卷光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，下列表述正確的是()A.光照時(shí)間越長(zhǎng)光電流越大B.入射光足夠強(qiáng)就

5、可以有光電流C.遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)D.入射光頻率大于極限頻率才能產(chǎn)生光電子18. O1 2011廣東物理卷CD 【解析】 各種金屬都存在著極限頻率，低于極限頻率的任何入射光強(qiáng)度再大、照射時(shí)間再長(zhǎng)都不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)；發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比；遏止電壓隨入射光的頻率增大而增大，故 CD選項(xiàng)正確.12. 2011江蘇物理卷【選做題】本題包括 A、B、C三小題，請(qǐng)選定其中兩 題，并在相應(yīng) 的答題區(qū)域內(nèi)作答，若三題都做，則按 A、B兩題評(píng)分.C.（選修*II塊3 5）（12分）(1)O1 2011江蘇物理卷下列描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)關(guān)系的圖中，符合黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)

6、律的是()相射強(qiáng)度幅射強(qiáng)度圖11(1) O1 2011江蘇物理卷【答案】 A【解析】 隨著溫度的升高，一方面各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加，另一方面輻射強(qiáng)度的極大值向著波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，所以A正確.29. （1）O1 2011福建卷（1）愛(ài)因斯坦提出了光量子概念并成功地解釋光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得1921年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).某種金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能Ekm與入射光頻率 V的關(guān)系如圖 1 13圖1 13所示，其中 比為極限頻率.從圖中可以確定的是 .（填選項(xiàng)前的字母）A .逸出功與Y有關(guān)B . Ekm與入射光強(qiáng)度成正比C.當(dāng)Wm時(shí)，會(huì)逸出光電子D.圖中直線的斜率與普朗克常量有關(guān)29.O1 2011福

7、建卷D 【解析】 由愛(ài)因斯坦光電方程 Ek=hL亞和亞=hw為金屬的 逸出功）可得，Ek=hL hB可見(jiàn)圖象的斜率表示普朗克常量， D正確；只有丫小時(shí)才會(huì)發(fā) 生光電效應(yīng)，C錯(cuò)；金屬的逸出功只和金屬的極限頻率有關(guān)，與入射光的頻率無(wú)關(guān)，A錯(cuò)；最大初動(dòng)能取決于入射光的頻率，而與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，B錯(cuò).O2原子核【必做部分】38. O22011山東卷【物理物理35】碘131核不穩(wěn)定，會(huì)發(fā)生 3衰變，其半衰期為 8天.碘131核的衰變方程：153I一（衰變后的元素用 X表示）.經(jīng)過(guò) 天有75%的碘131核發(fā)生了衰變.【答案】134X+-1e16【解析】 在衰變的過(guò)程中，質(zhì)量數(shù)守恒，核電荷數(shù)守恒，即 15

8、3I-之X + -1e.經(jīng)過(guò)8天后， 有一半發(fā)生衰變，即 50%發(fā)生衰變，再經(jīng)過(guò) 8天，剩下一半的一半發(fā)生衰變，這時(shí)有 75%的 碘131核發(fā)生了衰變，所以共用時(shí)間 16天.（2）如圖1 22所示，甲、乙兩船的總質(zhì)量 （包括船、人和貨物）分別為10m、12m,兩船沿同一 直線同一方向運(yùn)動(dòng)， 速度分別為2v、Vo.為避免兩船相撞，乙船上的人將一質(zhì)量為 m的貨物沿 水平方向拋向甲船，甲船上的人將貨物接住，求拋出貨物的最小速度.（不計(jì)水白阻力）2物比圖 1 22【解析】設(shè)乙船上的人拋出貨物的最小速度大小為Vmin,拋出貨物后船的速度為V1,甲船上的人接到貨物后船的速度為V2,由動(dòng)量守恒定律得12m

9、V0= 11m V1- m Vmin10m 2V0 m Vmin= 11m V2為避免兩船相撞，應(yīng)滿足V1 = V2 聯(lián)立式得Vmin = 4V016.022011重慶卷核電站核泄漏的污染物中含有碘 131和葩137碘131的半衰期約為8天, 會(huì)釋放3射線；葩137是葩133的同位素，半衰期約為 30年，發(fā)生衰變時(shí)會(huì)輻射 丫射線.下 列說(shuō)法正確的是（）A.碘131釋放的3射線由氨核組成B .葩137衰變時(shí)輻射出的 丫光子能量小于可見(jiàn)光光子能量C.與葩137相比，碘131衰變更慢D.葩133和葩137含有相同的質(zhì)子數(shù)16.022011重慶卷D【解析】3射線實(shí)際是電子流，A錯(cuò)誤；丫射線是高頻電磁波

10、，其光子能量大于可見(jiàn)光的能量，B錯(cuò)誤；半衰期是放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，碘131的半衰期為8天，葩137半衰期為30年，碘131衰變更快，C錯(cuò)誤；同位素是具有相同的質(zhì)子數(shù)和不同的中子數(shù)的元素，故葩 133和葩137含有相同的質(zhì)子數(shù)，D正確.15. 022011浙江卷關(guān)于天然放射現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是（）A . a射線是由氯原子核衰變產(chǎn)生3射線是由原子核外電子電離產(chǎn)生丫射線是由原子核外的內(nèi)層電子躍遷產(chǎn)生D.通過(guò)化學(xué)反應(yīng)不能改變物質(zhì)的放射性【解析】D a射線是由氯原子核組成的，不是由氯原子核衰變產(chǎn)生的，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；3射線中的電子是原子核內(nèi)部一個(gè)中子轉(zhuǎn)變成一個(gè)質(zhì)子的同時(shí)從原子核逸出

11、的，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；丫射線是由原子核內(nèi)部受激發(fā)產(chǎn)生的，常伴隨著a衰變和3衰變，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；物質(zhì)的放射性反映的是物質(zhì)的物理性質(zhì)，與其是否參與化學(xué)反應(yīng)無(wú)關(guān)，D選項(xiàng)正確.1. O22011天津卷下列能揭示原子具有核式結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)是()A .光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)B .倫琴射線的發(fā)現(xiàn)C. “粒子散射實(shí)驗(yàn)D.氫原子光譜的發(fā)現(xiàn)1. 2011天津卷C 【解析】 盧瑟福根據(jù)a粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出了原子的核式結(jié)構(gòu)，C正確.12. O22011天津卷回旋加速器在核科學(xué)、 核技術(shù)、核醫(yī)學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，有力地推動(dòng)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展.(1)當(dāng)今醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備PET/CT堪稱“現(xiàn)代醫(yī)學(xué)高科技之冠”，它在醫(yī)療診斷中，常

12、利用能放射正電子的同位素碳11作示蹤原子.碳 11是由小型回旋加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊氮14獲得，同時(shí)還產(chǎn)生另一粒子，試寫出核反應(yīng)方程.若碳 11的半衰期。為20 min,經(jīng)2.0 h 剩余碳11的質(zhì)量占原來(lái)的百分之幾？(結(jié)果取2位有效數(shù)字)(2)回旋加速器的原理如圖所示，D1和D2是兩個(gè)中空的半徑為 R的半圓金屬盒，它們接在電壓一定、頻率為f的交流電源上，位于 D1圓心處的質(zhì)子源 A能不斷產(chǎn)生質(zhì)子(初速度可以忽略， 重力不計(jì)),它們?cè)趦珊兄g被電場(chǎng)加速，D1、D2置于與盒面垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.若質(zhì)子束從回旋加速器輸出時(shí)的平均功率為P,求輸出時(shí)質(zhì)子束的等效電流I與P、B、R、f的

13、關(guān)系式(忽略質(zhì)子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，其最大速度遠(yuǎn)小于光速).圖10(3)試推理說(shuō)明：質(zhì)子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)時(shí)，隨軌道半徑r的增大，同一盒中相鄰軌道的半徑之差A(yù)r是增大、減小還是不變？12. 2011天津卷【解析】(1)核反應(yīng)方程為17n+ 1H 16C + 2He 設(shè)碳11原有質(zhì)量為m0,經(jīng)過(guò)t1=2.0 h剩余的質(zhì)量為 m?根據(jù)半哀期定義有mtm0 1.6% (2)設(shè)質(zhì)子質(zhì)量為 m,電何量為2v_/oqvB = m q R質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的回旋周期為q,質(zhì)子離開加速器時(shí)速度大小為v,由牛頓第二定律知交流電源的頻率與質(zhì)子回旋頻率相同,由周期T與頻率f的關(guān)系f=1設(shè)在t時(shí)間內(nèi)離開加速器的質(zhì)子數(shù)為N,則質(zhì)

14、子束從回旋加速器輸出時(shí)的平均功率12N gmv P=輸出時(shí)質(zhì)子束的等效電流I若由上述各式得|=42戶TIDR f (3)方法一：、一-八 -* 設(shè)k(kC )為同一盒中質(zhì)子運(yùn)動(dòng)軌道半徑的序數(shù)，相鄰的軌道半徑分別為rk、rk+i(rk+irk), Ark= rk+i-rk,在相應(yīng)軌道上質(zhì)子對(duì)應(yīng)的速度大小分別為Vq Vk i, Di、D2之間的電壓為U,由動(dòng)能定理知122qU = 2mvk+i 由洛倫茲力充當(dāng)質(zhì)子做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，知rk =mvkqB2qU =適2m,2，、(rk+i rk)整理得因U、q、m、B均為定值，令eVqB 由上式得CNk= -7；- rk+k+i相鄰軌道半徑rk+i、

15、rk+2之差Nk+i =Cr k+ i + r k+ 2因?yàn)?rk+2k,比較 Ark、Ak+i得Nk+1 rk),Nk= rk+i rk,在相應(yīng)軌道上質(zhì)子對(duì)應(yīng)的速度大小分別為Vk、Vk+i, Di、D2之間的電壓為 U.由洛倫茲力充當(dāng)質(zhì)子做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，知rk = mVk，故qBrkk+iVk _Vk + 1由動(dòng)能定理知，質(zhì)子每加速一次，其動(dòng)能增量ZEk= qUC3以質(zhì)子在D2盒中運(yùn)動(dòng)為例，第 k次進(jìn)入D2時(shí)，被電場(chǎng)加速（2k1）次，速度大小為同理，質(zhì)子第（k+1）次進(jìn)入D2時(shí)，速度大小為2k+ 1 2qUVk+1= V m綜合上述各式得2k 1rk2k+ 1rk+i整理得 TOC o

16、1-5 h z rk2k-12=rk+1 2k+1r2+1 rk22=rk+12k + 12rk+1N k=2k+1 rk+rk+1何理，對(duì)于相鄰軌道半徑rk+1、rk+2, Ark+1 = rk+ 2味+1，整理后有2rk+1N k+ 1 =2k+ 1 1 rk+1 + rk+ 2 i由于 rk+2rk,比較 Ark、&k+1 得Nk+1 Nk說(shuō)明隨軌道半徑r的增大，同一盒中相鄰軌道的半徑之差N減小，用同樣的方法也可得到質(zhì)子在Di盒中運(yùn)動(dòng)時(shí)具有相同的結(jié)論.2011江蘇物理卷【選做題】本題包括 A、B、C三小題，請(qǐng)選定其中兩 題，并在相應(yīng) 的答題區(qū)域內(nèi)作答，若三題都做，則按 A、B兩題評(píng)分.C

17、.(選修*II塊3 5)(12分)(2)O2 2011江蘇物理卷按照玻爾原子理論，氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn)，氫原子的能量(選填“越大”或“越小”).已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為 E1(E1 51Sb+ 2He B. 53I 54Xe+ 1eC. 153| -153l+ 0n D. 153l 152Te+ 1H13. O2 2011北京卷B 【解析】3衰變放出的為電子，只有B項(xiàng)正確.O3近代物理初步綜合1. 2011東北*II擬盧瑟福和他的助手做 “粒子轟擊金箔實(shí)驗(yàn)，獲得了重要發(fā)現(xiàn).關(guān)于 a粒子 散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，下列說(shuō)法正確的是（）A.證明了質(zhì)子的存在B.證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的C.證明了原

18、子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核里D.說(shuō)明了原子中的電子只能在某些軌道上運(yùn)動(dòng)C 【解析】a粒子散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了原子內(nèi)存在一個(gè)集中了全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量的核.數(shù)年后盧瑟福發(fā)現(xiàn)核內(nèi)有質(zhì)子并預(yù)測(cè)核內(nèi)存在中子，所以C對(duì)，A、B錯(cuò).玻爾發(fā)現(xiàn)了電子軌道量子化，D錯(cuò).2011福州模擬如圖X31 1所示為盧瑟福和他的同事們做a粒子散射實(shí)驗(yàn)的裝置示意圖,熒光屏和顯微鏡分別放在圖中的A、B、C、D四個(gè)位置時(shí)，下述對(duì)觀察到現(xiàn)象的說(shuō)法中正確的是（）圖 X31 1A.放在A位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多B.放在B位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)只比A位置時(shí)稍少些C.放在C、D位置時(shí)，

19、屏上觀察不到閃光D.放在D位置時(shí)，屏上仍能觀察到一些閃光，但次數(shù)極少AD 【解析】a粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是，絕大多數(shù)a粒子穿過(guò)金箔后基本上仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，但是有少數(shù)a粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn).因此，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個(gè)位置時(shí)，在相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)分別為絕大多數(shù)、少數(shù)、 少數(shù)、極少數(shù)，故 A、D正確.2011錦州*II擬已知金屬鈣的逸出功為2.7 eV,氫原子的能級(jí)圖如圖 X312所示，一群 TOC o 1-5 h z 氫原子處于量子數(shù) n= 4能級(jí)狀態(tài)，則（）nE/eV0c0；招2-3.401 -13 b圖 X31 2A.氫原子可能輻射6種頻率的光子B.

20、氫原子可能輻射 5種頻率的光子C.有3種頻率的輻射光子能使鈣發(fā)生光電效應(yīng)D.有4種頻率的輻射光子能使鈣發(fā)生光電效應(yīng)AC【解析】一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時(shí)，可輻射的光譜線的條數(shù)為N =巫尹，故A對(duì)，B錯(cuò)；這6種頻率的光子有 3種能量大于2.7 eV, C對(duì)，D錯(cuò).2011溫州*II擬如圖X31 -3所示為氫原子的能級(jí)示意圖， 一群氫原子處于n = 3的激發(fā)態(tài)， 在向較低能級(jí)躍遷的過(guò)程中向外發(fā)出光子，用這些光子照射逸出功為2.49 eV的金屬鈉，下列說(shuō)法中正確的是()hw4-O.i!5evMIJleVji=2-340cV-13.6eV圖 X31 3A.這群氫原子能輻射出三種頻率不同的光，其

21、中從n=3躍遷到n=2所發(fā)出的光波長(zhǎng)最短B.這群氫原子在輻射光子的過(guò)程中電子繞核運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大C.金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能為11.11 eVD.金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能為9.60 eV. D【解析】 從n=3躍遷到n = 2所發(fā)出的光頻率最小，波長(zhǎng)最大，A錯(cuò)；氫原子在輻射光子的過(guò)程后，軌道半徑減小，動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小，總能量減小， B錯(cuò)；輻射光子的最大 能量為12.09 eV,所以金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能為(12.09-2.49) eV = 9.60 eV,C錯(cuò)，D對(duì).2011蘇北*II擬若氫原子的基態(tài)能量為 E(EV0 ),各個(gè)定態(tài)的能量值為

22、En=號(hào)(n= 1,2,3)，則為使一處于基態(tài)的氫原子核外電子脫離原子核的束縛，所需的最小能量為;若有一群處于n=2能級(jí)的氫原子，發(fā)生躍遷時(shí)釋放的光子照射某金屬能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則該 金屬的逸出功至多為 (結(jié)果均用字母表示).3 一一 E. - E 4E【解析】若氫原子的基態(tài)能量為 E(E0 )，各個(gè)定態(tài)的能量值為 En=n2(n= 1,2,3)，則為使一處于基態(tài)的氫原子核外電子脫離原子核的束縛，電子需吸收能量躍遷到34E.無(wú)窮遠(yuǎn)處，所需的最小能量為 0E=E;處于n=2能級(jí)的氫原子，輻射光子的能量為一：E,所以要使某金屬能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則該金屬的逸出功至多為一237293Np經(jīng)過(guò)一系列a衰變和3衰變后變成283Bi ,下列論28個(gè)中子18個(gè)中子.2011西平*II擬由于放射性元素93Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被發(fā)現(xiàn)，只是在使用人工的方法制造后才被發(fā)現(xiàn).已知斷中正確的是()283Bi的原子核比297Np的原子核少283Bi的原子核比237Np的原子核少C.衰變過(guò)程中共發(fā)生