2020高考物理二轮练习选择题热点15近代物理（Word版带解析）

热点 15　近代物理 (建议用时：20 分钟) 1．(多选)(2019·山东济南历城区高三模拟)下列四幅图的有关说法中正确的是(　　) A．图(1)中的人用大锤连续敲打，小车能在光滑的水平面上持续向右运动 B．图(2)中若改用绿光照射，验电器金属箔可能不张开 C．图(3)为氢原子能级示意图，一群氢原子处于 n＝4 的激发态，当它们自发地跃迁到较 低能级时，能使逸出功为 2.21 eV 的金属钾发生光电效应的光谱线有 4 条 D．图(4)可以得知原子核 F 的比结合能小于原子核 E 的比结合能，原子核 D 和 E 聚变成 原子核 F 时会有质量亏损，要释放能量 2．如图所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于 n＝4 的 激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光，下列说法正确的 是(　　) A．这些氢原子总共可辐射出 3 种不同频率的光 B．由 n＝2 能级跃迁到 n＝1 能级产生的光频率最小 C．由 n＝4 能级跃迁到 n＝1 能级产生的光最容易表现出衍射现象 D．用由 n＝2 能级跃迁到 n＝1 能级辐射出的光照射逸出功为 6.34 eV 的金属铂能发生光 电效应 3．(2019·全国押题卷二)生物在生存的时候，由于需要呼吸，其体内的 14C 含量大致不变， 生物死去后停止呼吸，此时体内的 14C 会发生β衰变，变成氮(N)元素．人们可通过检测一件 古物的 14C 含量，来估计它的大概年龄，这种方法称之为放射性碳定年法．现将一个静止原子 核 14C 放入匀强磁场中，那么能近似反映其衰变后粒子运动轨迹的是(　　) 4．(多选)在光电效应实验中，两个实验小组分别在各自的实验室，约定用相同频率的单色光分别照射锌和银的表面，结果都能发生光电效应，如图甲，并记录相关数据．对于这两 组实验，下列判断正确的是(　　) 　 A．饱和光电流一定不同，光电子的最大初动能不同 B．因为材料不同，逸出功不同，所以遏止电压 Uc 不同 C．因为光强不确定，所以单位时间内逸出的光电子数可能相同 D．分别用不同频率的光照射之后绘制 Uc－ν 图象(ν 为照射光频率，图乙为其中一小组绘 制的图象)，图线的斜率可能不同 5．(多选)蒙德·戴维斯因研究来自太阳的中微子(νe)而获得了诺贝尔物理学奖．他探测中微 子所用的探测器的主体是一个贮满 615 吨四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶．中微子可以将一个氯核 转变为一个氩核，其核反应方程式为 νe＋3717Cl→3718Ar＋　　0－1e，已知 3717Cl 核的质量为 36.956 58 u，3718Ar 核的质量为 36.956 91 u，　　0－1 e 的质量为 0.000 55 u, 1 u 质量对应的能量为 931.5 MeV.根据以上信息，可以判断(　　) A．中微子不带电 B．中微子就是中子 C.3717Cl 和 3718Ar 是同位素 D．参与上述反应的中微子的最小能量约为 0.82 MeV 6．(2019·北京平谷区高三模拟)国际权威学术期刊《自然》发表了中国首颗暗物质探测卫 星“悟空”的首批成果：发现太空中的反常电子信号．“悟空”采用的是由中国科学家自主 提出的分辨粒子种类的新探测技术方法，既能探测低能区，也能探测高能区，特别是首次走 进能量为 1 TeV(1 TeV＝1.0×1012 eV，e＝1.6×10－19 C)以上的“无人区”，“悟空”首次直接 测量到了能谱在 1 TeV 处的“拐折”及在 1.4 TeV 处的“尖峰”．从目前数据分析来看，产生“奇 异”电子信号的来源很可能是暗物质湮灭或衰变．如果进一步证实了这种观点，人们就可以 根据“悟空”的探测结果获知暗物质粒子的质量和湮灭率．结合上述信息，下列说法正确的 是(　　) A．“拐折”处的电子宇宙射线粒子的能量高达 1.6×1031 J B．电子宇宙射线从地球赤道上空垂直射向地面时，在地球磁场的作用下会向西偏转 C．假设暗物质湮灭亏损的质量为Δm，则湮灭过程中释放的能量为ΔE＝Δmc(c 为光在 真空中的传播速度)D．若暗物质衰变的规律与普通放射性元素相同，则其半衰期随温度的升高而减小 7．(2019·北京高三模拟)LED，是英文 lightemittingdiode 的简称，又称发光二极管．LED 的心脏是一个半导体的晶片，它由两部分组成，一部分是 P 型半导体，里面拥有多余的带正 电荷的空穴，另一端是 N 型半导体，里面拥有多余的电子．电流通过导线作用于这个晶片， 自由电子在通过二极管时会陷入 P 型层中的空穴，这一过程中电子会从传导带向低轨道跃迁， 因而电子会以光子的形式释放出能量．晶片材料的传导带与低轨道之间的能级差，决定光子 的频率，当二极管由某些特定材料制成时，就能发出可见光光子．LED 因其独特的构造，多 数光子不会被半导体材料自身吸收，因而能向外释放大量的光子．根据以上信息，下列说法 正确的是(　　) A．白炽灯是通过加热灯丝发光的，LED 灯也需要通过加热才能发光，它们工作时都会散 发大量的热 B．传导带与低轨道之间的能级差越大，电子跃迁时辐射出光子的波长越长 C．普通硅二极管工作时不能产生可见光，只会发出红外线，是由于该材料的传导带与低 轨道之间的能级差太小 D．LED 灯与普通灯泡一样，没有正负极 8．(2019·山师大附中高三期中)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与频率关系的图中，符 合黑体辐射实验规律的是(　　) 热点 15　近代物理 1．解析：选 BC.用锤打车，是人(包括铁锤)和车系统的内力，系统在水平方向所受的外 力之和为零，所以系统的总动量守恒，人和车的初动量为零，根据动量守恒定律，如果锤头 打下去时锤头向右运动，车就向左运动，举起锤头时锤头向左运动，车就向右运动，用锤头 连续敲击时，车只是左右运动，锤头不动，车就停下来，故 A 项错误；紫光灯照射时，金属 板产生光电效应，换用频率更小的绿光照射，可能不产生光电效应，验电器金属箔可能不张 开，故 B 项正确；一群氢原子处于 n＝4 的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，一共能 产生 6 条光谱线，其中 n＝4 到 n＝3 的光子能量不能使钾发生光电效应，还有 n＝3 到 n＝2的光子能量不能使钾发生光电效应，其余 4 种光子能量都大于 2.21 eV，能使钾发生光电效应， 故 C 项正确；原子核 F 的平均核子质量小于原子核 E 的平均核子质量，原子核 F 的比结合能 大于原子核 E 的比结合能，原子核 D 和 E 聚变成原子核 F 时核子平均质量减小，会有质量亏 损，要释放能量，故 D 项错误． 2．解析：选 D.这些氢原子总共可辐射出 6 种不同频率的光，A 错；由 n＝4 能级跃迁到 n ＝3 能级产生的光，能量最小，频率最小，由 n＝4 能级跃迁到 n＝1 能级产生的光，能量最大， 频率最大，波长最小，最不容易表现出衍射现象，B、C 错；由 n＝2 能级跃迁到 n＝1 能级辐 射出的光子的能量为 10.2 eV，用它照射逸出功为 6.34 eV 的金属铂能发生光电效应，D 对． 3．解析：选 D.14C 衰变过程中系统动量守恒，释放出的电子跟新生核 14N 的运动方向相 反，由于电性相异，根据左手定则，在洛伦兹力作用下运动轨迹为两个内切圆，故排除 A、B 选项；洛伦兹力提供向心力，即 qvB＝m v2 r ，所以做匀速圆周运动的轨道半径为 r＝ mv qB，衰变 时放出的电子与反冲核 14N 的动量大小相等，因此在同一个磁场中做圆周运动的轨道半径与它 们的电荷量成反比，即 Rβ RN ＝ qN qβ＝ 7 1，可见电子运动的轨道半径较大，D 正确． 4．解析：选 BC.虽然光的频率相同，但是被照射的材料不同，光电子的最大初动能不同， 光强不确定，所以单位时间内逸出的光电子数可能相同，饱和光电流可能相同，故 A 项错误， C 项正确；根据光电效应方程 Ekm＝hν－W0 和 eUc＝Ekm 可知，照射光频率相同，材料的逸出 功不同，则光电子的最大初动能不同，遏止电压也不同，故 B 项正确；由 Uc＝ hν e － W 0 e 知图 线的斜率等于h e，图线的斜率相同，故 D 项错误． 5．解析：选 AD.在核反应中，电荷数守恒，质量数守恒，可以判断中微子所带电荷数为 零，质量数为零，故 A 项正确；中子的质量数是 1，故 B 项错误；同位素是电荷数相等，质 量数不等的同种元素，而 3717Cl 和 3718Ar 是两种不同的元素，故 C 项错误；由爱因斯坦质能方程 得中微子的质量应不小于 m＝(0.000 55＋36.956 91－36.956 58) u＝0.000 88 u，而 1 u 质量对应 的能量为 931.5 MeV，所以中微子的最小能量是 E＝931.5×0.000 88 MeV≈0.82 MeV，故 D 项正确． 6．解析：选 B.“拐折”处的电子宇宙射线粒子的能量高达 1.0×1012 eV＝1.0×1012×1.6× 10－19 J＝1.6×10－7 J，故 A 错误；根据左手定则，电子宇宙射线从地球赤道上空垂直射向地 面时，在地球磁场的作用下会向西偏转，故 B 正确；假设暗物质湮灭亏损的质量为Δm，根据 质能方程则湮灭过程中释放的能量为ΔE＝Δmc2，故 C 错误；若暗物质衰变的规律与普通放 射性元素相同，衰变是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关，故 D 错误． 7．解析：选 C.LED 灯的发光效率比白炽灯高，用起来比白炽灯省电，其原因在于 LED 灯和白炽灯的发光方式不同，LED 灯的发光原理就有所不同，故 A 错误；传导带与低轨道之 间的能级差越大，电子跃迁时辐射出光子的频率越高，电子跃迁时辐射出光子的波长越短，故 B 错误；普通硅二极管工作时不能产生可见光，而只会发出红外线，是由于该材料的传导 带与低轨道之间的能级差太小，电子跃迁时辐射出的光子的频率太低，故 C 正确；单个 LED 灯是分正负极的，反向不能发光，LED 节能灯就不分正负，直接用在交流电上，故 D 错误． 8．解析：选 B.根据黑体辐射实验规律，黑体热辐射的强度与波长的关系为：随着温度的 升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，则各种频率的辐射强度也都增加；另一方面， 辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，即向频率较大的方向移动，分析图象，只有 B 项 符合黑体辐射实验规律，故 B 项正确．