高考物理二轮复习第一部分专题五近代物理初步课前自测诊断卷

专题五 近代物理初步——课前自测诊断卷

考点一 1.[考查光电效应的实验规律] 关于光电效应的实验规律，下列说法正确的是( ) A．所有的光照射金属都能发生光电效应

B．发生光电效应时，对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数就越多

C．发生光电效应时，增大入射光的频率，单位时间内发射的光电子数增多

D．光照在某金属表面，不发生光电效应时，只要增加入射光的强度，就会发生光电效应

解析：选B 光电效应存在极限频率，只有入射光的频率高于金属的极限频率时才能发生光电效应，选项A错误；由实验现象可知，当发生光电效应时，入射光的强度越强，饱和电流越大，单位时间内发射的光电子数就越多，选项B正确；增大入射光的频率，会增大光电子的最大初动能，但不会改变单位时间内发射的光电子数，选项C错误；光照在某金属表面，不发生光电效应，说明入射光的频率低于该金属的极限频率，由实验现象可知，即使再增加入射光的强度，也不能发生光电效应，选项D错误。

2．[考查爱因斯坦光电效应方程]

[多选]某同学利用如图所示的实验装置来研究光电效应现象。某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象。闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中的电流刚好为零，此时电压表显示的电压值U称为遏止电压。根据遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能Ekm。现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极K，测到的遏止电压分别为U1和U2，设光电子质量为m，电荷量为e，下列说法正确的是( )

A．频率为ν1的单色光照射阴极K时光电子的最大初速度为v1m＝ B．阴极K金属的逸出功为W0＝hν1－eU1 C．普朗克常量h＝

2eU1

光电效应及其规律 m

eU1－U2

ν1－ν2

U2ν1－U1ν2

U1－U2

2eU1

D．阴极K金属的极限频率为νc＝

12

解析：选ABC 当加上遏止电压U1时，有mv1m＝eU1，所以v1m＝

2

m，选项A正确；

1122

联立mv1m＝eU1和mv1m＝hν1－W0，可得W0＝hν1－eU1 ①，选项B正确；当用频率为ν2

22

1

的光照射时，同理有W0＝hν2－eU2 ②，联立①②两式可得普朗克常量h＝

eU1－U2

，选

ν1－ν2

项C正确；当用频率等于极限频率的光照射阴极K时，产生的光电子的最大初动能为零，则由光电效应方程可得hνc－W0＝0，又因为h＝

eU1－U2

，W0＝hν1－eU1，联立可得νc＝

ν1－ν2

U1ν2－U2ν1

，选项D错误。

U1－U2

3．[考查光电效应图像]

[多选]用如图甲所示的装置研究光电效应现象。闭合开关S，用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b)，下列说法正确的是( )

A．普朗克常量为h＝

B．断开开关S后，电流表G的示数不为零

C．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大

D．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数保持不变

解析：选AB 由公式Ek＝hν－W0，可知图线的斜率为普朗克常量，即h＝，故A正确；断开开关S后，初动能大的光电子，也可能到达阳极，所以电流表G的示数不为零，故B正确；只有增大入射光的频率，才能增大光电子的最大初动能，与光的强度无关，故C错误；保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，单个光子的能量增大，而光的强度不变，那么光子数一定减少，发出的光电子数也减少，电流表G的示数要减小，故D错误。

4．[考查对波粒二象性的理解]

[多选]关于物质的波粒二象性，下列说法正确的是( ) A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性

B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道 C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的

D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性

解析：选ABC 由德布罗意波可知A、C正确；运动的微观粒子，达到的位置具有随机

2

baba性，而没有特定的运动轨道，B正确；由德布罗意理论知，宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，不是不具有波粒二象性，D错误。

考点二 5.[考查对玻尔理论的理解] [多选]氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离原子核较近的轨道上，下列说法正确的是( )

A．核外电子受力变小 B．原子的能量减少

C．氢原子要吸收一定频率的光子 D．氢原子要放出一定频率的光子

原子结构与波尔理论 e2

解析：选BD 根据F＝k2得，轨道半径减小，则核外电子受力变大，故A错误；核外

r电子由离原子核较远轨道跃迁到离原子核较近轨道，原子能量减少，故B正确；因为原子能量减少，可知氢原子放出一定频率的光子，故C错误，D正确。

6．[考查氢原子能级跃迁理论]

如图所示为氢原子的部分能级图，以下判断正确的是( ) A．处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的光子 B．欲使处于基态的氢原子被激发，可用12.09 eV的光子照射 C．一个氢原子从n＝4的能级跃迁到基态时，最多可以辐射出6种不同频率的光子

D．用从n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射金属铂(逸出功为6.34 eV)时不能发生光电效应

解析：选B 要使n＝3能级的氢原子发生跃迁，吸收的光子能量必须等于两能级间的能级差，或大于1.51 eV能量的任意频率的光子，故A错误；根据玻尔理论，用12.09 eV的光子照射时，吸收光子后氢原子的能量为12.09 eV＋(－13.6) eV＝－1.51 eV，所以能从基态发生跃迁，跃迁到第3能级，故B正确；一个氢原子从n＝4的能级跃迁到基态时，最多可以辐射出3种不同频率的光子，故C错误；从n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光子的能量E＝E2－E1＝－3.4 eV－(－13.6) eV＝10.2 eV＞6.34 eV，故可以发生光电效应，故D错误。

3

考点三 7.[考查三种射线的特征] 某一放射性物质发生衰变时放出α、β、γ三种射线，让这三种射线进入磁场，运动情况如图所示，下列说法正确的是( )

A．该放射性物质的半衰期随温度的升高会增大 B．射线C中的粒子是原子核的重要组成部分 C．射线A中的粒子一定带正电 D．射线B中的粒子的穿透性最弱

解析：选C 半衰期由原子核本身决定，与外界因素无关，故A错误；由题图可知射线

原子核及其衰变 C中的粒子为电子，而原子核带正电，故B错误；由左手定则可知，射线A中的粒子一定带

正电，故C正确；射线B为γ射线，穿透性最强，故D错误。

8．[考查α、β衰变次数的计算]

在一个 92U原子核衰变为一个 82Pb原子核的过程中，发生β衰变的次数为( ) A．6次 C．22次

238

238

206

B．10次 D．32次

206

解析：选A 一个 92U原子核衰变为一个 82Pb原子核的过程中，发生α衰变的次数为(238－206)÷4＝8次，发生β衰变的次数为2×8－(92－82)＝6次，选项A正确。

9．[考查对半衰期的理解与计算]

14

C是碳的一种半衰期为5 730年的放射性同位素，2010年2月科学家发现了曹操墓，

14

若考古工作者探测到其棺木中

4

C的含量约为原来的，则该古木死亡的时间距今大约为

5

( )

A．22 900年 C．5 700年

14

B．11 400年 D．1 900年

解析：选D 假设古木死亡时C的质量为m0，现在的质量为m，从古木死亡到现在所含

14

m?1?n41

C经过了n个半衰期，由题意可知：＝??＝，所以n＝，即古木死亡的时间距今约为

m0?2?53

1

5 730×年＝1 910年，D正确。

3

10．[考查原子核的人工转变]

[多选]卢瑟福通过用α粒子(2He)轰击氮核(错误!N)的实验，首次实现了原子核的人工转变，则下列有关的说法中正确的是( )

4

4