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章末验收检测(十二) 近代物理初步
一、单项选择题
1.下列四幅图涉及到不同的物理知识,其中说法正确的是 ( )
A.图甲:卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,发现了原子核的结构
B.图乙:用质子轰击铀核使其发生裂变反应,能放出巨大的能量
C.图丙:玻尔理论把量子化观点引入到原子结构理论中,很好地解释了氢原子光谱的分立性
D.图丁:汤姆孙通过电子的发现揭示了原子核内还有复杂的内部结构
解析 卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,得出原子的核式结构模型,A项错误;用中子轰击铀核使其发生裂变,裂变反应会释放出巨大的核能,B项错误;玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的,C项正确;汤姆孙通过电子的发现揭示了原子有复杂结构,天然放射现象的发现揭示了原子核内还有复杂结构,D项错误。
答案 C
2.(2022·湖南卷)关于原子结构和微观粒子波粒二象性,下列说法正确的是 ( )
A.卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征
B.玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律
C.光电效应揭示了光的粒子性
D.电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性
解析 玻尔的量子化模型很好地解释了原子光谱的分立特征,A项错误;玻尔的原子理论成功的解释了氢原子的分立光谱,但不足之处是它保留了经典理论中的一些观点,如电子轨道的概念,还不能完全揭示微观粒子的运动规律,B项错误;光电效应揭示了光的粒子性,C项正确;电子束穿过铝箔后的衍射图样,证实了电子的波动性,质子、中子及原子、分子均具有波动性,D项错误。
答案 C
3.图示为氢原子能级图。在气体放电管中大量处于基态的氢原子受到能量为12.8 eV的电子轰击而跃迁到激发态,这些氢原子从激发态向低能级跃迁时辐射出的光照射金属钨表面。已知钨的逸出功为4.54 eV,则金属钨发出的光电子中,最大初动能不可能是 ( )
A.5.66 eV B.7.55 eV
C.8.21 eV D.8.26 eV
解析 处于基态的氢原子吸收电子的能量最多可跃迁到第四能级,能使钨发生光电效应的光子是从n大于等于2的能级向基态跃迁辐射出的,分别为12.75 eV、12.09 eV、10.2 eV,根据光电效应方程得发出光电子的最大初动能可能为8.21 eV、7.55 eV、5.66 eV。综上所述,不可能的是D项。
答案 D
4.钠发生光电效应的截止频率为5.53×1014 Hz,已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,真空中的光速为3.0×108 m/s。下列判断正确的是 ( )
A.钠的逸出功为2.29×10-19 J
B.钠的逸出功为3.67×10-19 eV
C.波长为530 nm的光能使钠发生光电效应
D.用频率为5.53×1014 Hz的光照射钠的表面,产生光电子的最大初动能为2.29 eV
解析 根据截止频率与逸出功的关系,W=hν,代入数据计算得W=3.67×10-19 J=2.29 eV,A、B两项错误;由波长与频率的关系知ν=,故极限波长约为540 nm,所以波长530 nm的光能使钠发生光电效应,C项正确;截止频率对应的是逸出功,光电子的最大初动能为0,D项错误。
答案 C
5.2021年4月,中国科学院近代物理研究所研究团队首次合成新核素铀U),并在重核区首次发现强的质子-中子相互作用导致α粒子形成的概率显著增强的现象。以下说法正确的是 ( )
A.铀核U)发生核反应方程为UThHe,是核裂变反应
B.若静止的铀核U)发生衰变,产生的新核速度方向与α粒子速度方向可能相同
C.产生的新核从高能级向低能级跃迁时,将发射出γ射线
D.新核Th)的结合能大于铀核U)的结合能
解析 铀核U)发生核反应方程为UThHe,此反应为α衰变,A项错误;若静止的铀核U)发生衰变,根据动量守恒定律可知产生的新核速度方向与α粒子速度方向相反,B项错误;产生的新核Th)从高能级向低能级跃迁时,会以γ射线的形式释放出能量,C项正确;新核Th)的比结合能大于铀核U)的比结合能,但新核的核子数少,其结合能小于铀核U)的结合能,D项错误。
答案 C
6.研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示。两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极a、b连接,放射源在两平行板正中间的小铅盒内,发出的射线从小铅盒其上方小孔向外射出,已知α粒子的质量是电子质量的7 359倍,α射线速度约为光速的十分之一,β射线的速度接近光速,则落在金属A、B上的α射线在竖直方向上通过的位移约是β射线的多少倍 ( )
A.12 B.6 C.3 D.4
解析 α粒子和β粒子在电场中均做类平抛运动,且垂直极板方向的位移大小相等,但偏转方向相反。由平抛运动规律得x=at2,a=,y=v0t,由题意知vα=vβ,mα=7