专题十三近代物理初步1.(2022全国乙,17,6分)一点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6×10-7m的光,在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3×1014个。普朗克常量为h=6.63×10-34J·s。R约为()A.1×102mB.3×102mC.6×102mD.9×102m答案B一个光子的能量ε=hν=hᵅ,每秒放出光子总数N=ᵄ=ᵄᵰ,离点光源R处每秒垂直通过每平方ᵰᵰℎᵅᵄ
ᵄᵰᵄᵰ米的光子数n==,则R=√≈3×102m,B正确。4πᵄ24πᵄ2ℎᵅ4πᵅℎᵅ温馨提示本题的难点是数据运算,应先进行字母运算,得到R的表达式以后再代值运算,可提高准确率。2.(2022湖南,1,4分)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答案C玻尔的原子理论解释了原子光谱的分立特征,但没有完全揭示微观粒子运动的规律,故A、B错误。爱因斯坦的光子说很好地解释了光电效应,光电效应说明光具有粒子性,故C正确。电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的波动性,故D错误。3.(2022广东,5,4分)目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子。氢原子第n能级的能ᵃ量为E=1,其中E=-13.6eV。如图是按能量排列的电磁波谱,要使n=20的氢原子吸收一个光子后,恰nᵅ21好失去一个电子变成氢离子,被吸收的光子是()A.红外线波段的光子B.可见光波段的光子C.紫外线波段的光子D.X射线波段的光子ᵃ−13.6答案A由氢原子能级公式E=1知,E=eV=-3.4×10-2eV,要使该能级的氢原子电离,要吸收的nᵅ220(20)2光子能量为3.4×10-2eV,属红外线波段的光子,故选项A正确。4.(2022湖北,1,4分)上世纪四十年代初,我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案:如果静止原子核7Be俘获核外K层电子e,可生成一个新原子核X,并放出中微子ν,即4e7Be+0e→X+0ν。根据核反应后原子核X的动能和动量,可以间接测量中微子的能量和动量,进而4−10e确定中微子的存在。下列说法正确的是()7A.原子核X是3LiB.核反应前后的总质子数不变C.核反应前后总质量数不同D.中微子ν的电荷量与电子的相同e7答案A根据核反应中的质量数守恒和电荷数守恒可知X是3Li,A正确,C错误;核反应前的质子数77即4Be的质子数为4个,核反应后的质子数即3Li的质子数为3个,核反应前后的质子数发生了变化,B错误;中微子ν的电荷量为0,而电子的电荷数为-1,D错误。e5.(2022江苏,4,4分)上海光源通过电子-光子散射使光子能量增加。光子能量增加后()A.频率减小B.波长减小C.动量减小D.速度减小答案B真空中的光速c是定值,光子的能量ε=hν=hᵅ=pc,由上述各式可知B正确,A、C、D均错误。ᵰ6.(2022山东,1,3分)碘125衰变时产生γ射线,医学上利用此特性可治疗某些疾病。碘125的半衰期为60天,若将一定质量的碘125植入患者病灶组织,经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的()A.1B.1C.1D.116842ᵅ答案B由衰变规律可知,经过n个半衰期剩余碘125的质量m=1m,n=180=3,故余=1,B正确。余ᵅ0260ᵅ087.(2022北京,14,3分)2021年5月,中国科学院全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)取得新突破,成功实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行,创造托卡马克实验装置运行新的世界纪录,向核聚变能源应用迈出重要一步。等离子体状态不同于固体、液体和气体的状态,被认为是物质的第四态。当物质处于气态时,如果温度进一步升高,几乎全部分子或原子由于激烈的相互碰撞而离解为电子和正离子,此时物质称为等离子体。在自然界里,火焰、闪电、极光中都会形成等离子体,太阳和所有恒星都是等离子体。下列说法不正确的是()A.核聚变释放的能量源于等离子体中离子的动能B.可以用磁场来约束等离子体C.尽管等离子体整体是电中性的,但它是电的良导体D.提高托卡马克实验装置运行温度有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力答案A核聚变的能量来源于核能,A错误。磁场可改变带电粒子的运动