专题提升训练13近代物理初步一、单项选择题(本题共5小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.(2019山西太原月考)黑体辐射的强度与波长关系如图所示,由图可知下列说法错误的是()A.黑体辐射的强度随着温度的升高,各种波长的辐射强度都增加B.随着温度的升高,辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动C.任何温度下,黑体都会辐射各种波长的电磁波D.不同温度下,黑体只会辐射相对应的某些波长的电磁波答案:D解析:由图像可以看出,随着温度的升高,各种波长的辐射强度都有增加,故A正确;随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,故B正确;任何温度下,黑体都会辐射各种波长的电磁波,故C正确,D错误。2.(2019天津期末)下列四幅图涉及不同的物理知识,其中说法正确的是()A.甲图中,原子核D和E聚变成原子核F要放出能量B.乙图中,若氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级时辐射出A光,只要用波长小于A光波长的光照射,都能使氢原子从n=1跃迁到n=2C.丙图中,卢瑟福通过分析粒子散射实验结果,发现了质子和中子D.丁图中,汤姆孙通过对阴极射线的研究揭示了原子核内还有复杂结构答案:A解析:题图中,原子核D和E聚变成原子核F的过程属于聚变反应,该反应的过程中要放出能量,故A正确;若氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级时辐射出A光,用波长小于A光波长的光照射,不能使氢原子从n=1跃迁到n=2,故B错误;卢瑟福通过分析粒子散射实验结果,得出原子的核式结构模型,故C错误;汤姆孙通过对阴极射线的研究,发现了电子,从而揭示了原子核是有复杂结构的,故D错误。3.(2019天津一模)氢原子能级如图所示,有大量氢原子处于基态,现用光子能量为E的一束单色光照射这群氢原子,氢原子吸收光子后能向外辐射出6种不同频率的光,已知普朗克常量为h,真空中光速为c,在这6种光中()A.最容易发生衍射现象的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生的B.所有光子的能量不可能大于EC.频率最小的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生的D.在真空中波长最大的光,波长是cE答案:B解析:用光子能量为E的一束单色光照射处于基态的一群氢原子,发出6种不同频率的光,知氢原子从基态跃迁到n=4的激发态。波长越长的,越容易发生衍射现象,而由n=2能级跃迁到n=1能级,不是最低,则波长不是最长,故A错误;用光子能量为E的一束单色光照射这群氢原子,氢原子吸收光子后能向外辐射出6种不同频率的光,那么所有光子的能量不可能大于E,故B正确;频率最小,则辐射的光能量也最小,应该是由n=4能级跃迁到n=3能级产生的,故C错误;由题意可知氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级发出的光子能量最小,所以频率最小,那么波长最长,而氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级发出的光子能量最大,所以频率最大,那么波长=cE=cE,即为最长波长,故D错误。4.(2019山西联考)氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量,该反应方程为12H+13H24He+X,式中X是某种粒子。已知:12H、13H、24He和粒子X的质量分别为2.014 1 u、3.016 1 u、4.002 6 u和1.008 7 u;1 u=931.5 MeV/c2,c是真空中的光速。由上述反应方程和数据可知()A.粒子X是11HB.该反应中的质量亏损为0.028 9 uC.该反应释放出的能量约为17.6 MeVD.该反应中释放的全部能量转化为粒子X的动能答案:C解析:根据核反应前后质量数守恒和电荷数守恒,可判断X为中子,选项A错误;该反应中的质量亏损为m=2.0141u+3.0161u-4.0026u-1.0087u=0.0189u,故B错误;由爱因斯坦质能方程可知释放出的能量为E=0.0189931.5MeV17.6MeV,选项C正确;该反应中释放的能量一部分转化为粒子X的动能,一部分转化为24He的动能,故D错误。5.(2019湖南岳阳二模)研究表明,氢原子光谱中有四条处于可见区的谱线,是处于较高能级的氢原子向n=2的能级跃迁时产生的。现在处于某能级的大量氢原子,向低能级跃迁时,辐射光谱中有一条谱线位于可见光区,则辐射的光子有()A.1种B.3种C.6种D.10种答案:B解析:由于处于某能级的大量氢原子,向低能级跃迁时,辐射光谱中有一条谱线位于可见光区,可知这些氢原子都是处于n=3的能级,根据C32=3知,一群处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线,故B正确,A、C、D错误。二、多项选择题(本题共3小题,在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的)6.(2019山东烟台期末)如图所示,一群处于n=5能级的氢原子在向n=1的能级跃迁的过程中()A.放出4种频率不同的光子B.放出10种频率不同的光子C.放出的光子的最大能量为13.06 eV,最小能量为0.66 eVD.放出的光子有的能使逸出功为13 eV的金属发生光电效应现象答案:BD解析:一群处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时,共产生C52=542=10种频率不同的光子,故A项错误,B项正确;根据玻尔理论知能级差越大,跃迁时放出的光子能量越大,故Emax=E5-E1=-0.54eV-(-13.6eV)=13.06eV,Emin=E5-E4=-0.54eV-(-0.85eV)=0.31eV,C项错误;因Emax=13.06eV13eV,故有的光子的能量大于逸出功可以使逸出功为13eV的金属发出光电效应,D项正确。7.(2019天津河西区三模)在人类对微观世界进行探索的过程中,发现了大量非常重要的规律。下列说法正确的是()A.图甲所示是某原子的能级图,a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光谱线,从左向右的波长依次增大,如图乙所示B.图甲所示是某原子的能级图,a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光,谱线从左向右的波长依次增大,如图丙所示C.贝可勒尔通过对天然放射现象的研究,发现了原子中存在原子核D.碘131的半衰期约为8天,若某药物含有质量为16 g的碘131,经过32天后,该药物中碘131的含量还有1 g答案:BD解析:从第3能级跃迁到第1能级,能级差最大,知a光的频率最大,波长最短;从第3能级跃迁到第2能级,能级差最小,知b光的光子频率最小,波长最长,所以波长依次增大的顺序为a、c、b。谱线从左向右的波长依次增大如题图丙所示,故B正确,A错误。贝可勒尔通过对天然放射现象的研究,发现原子核有内部结构,故C错误。根据公式m余=m原12t,代入数据m余=1612328=1g,所以该药物中碘131的含量还有1g,故D正确。8.(2019浙江稽阳模拟)氢原子光谱如图甲所示,图中给出了谱线对应的波长,玻尔的氢原子能级图如图乙所示。已知普朗克常量h=6.6310-34 Js,可见光的频率范围约为4.210147.81014 Hz,则()甲乙A.H谱线对应光子的能量小于H谱线对应光子的能量B.图甲所示H、H、H、H四种光均属于可见光范畴C.H对应光子的能量约为10.2 eVD.H谱线对应的跃迁是从n=3能级到n=2能级答案:ABD解析:由题图甲可知,H谱线对应光子的波长大于H谱线对应光子的波长,结合E=c可知,H谱线对应光子的能量小于H谱线对应光子的能量,故A正确;依据氢原子光谱的特点可知,甲图所示的四种光均属于可见光范畴,故B正确;H谱线对应光子的能量为E=c=6.6310-34310848610-9J=4.0910-19J=2.556eV,故C错误;H谱线对应光子的能量为E=c=6.6310-343108656.310-9J=3.0310-19J1.89eV,可知H谱线对应的跃迁是从n=3能级到n=2能级,故D正确。