2024版高考物理復習：考前特訓 熱點情境突破練 熱點18　近代物理

熱點18近代物理1.(2023·江蘇省基地高三聯(lián)考)如圖所示，用某頻率的光照射光電管，研究飽和電流的影響因素，則()A．電源的左端為負極B．換更高頻率的光照射，電流表示數(shù)一定增大C．滑動變阻器滑片移至最左端，電流表示數(shù)為零D．滑動變阻器滑片向右移的過程中，電流表示數(shù)可能一直增大答案D解析光電子從K極逸出后在靜電力的作用下定向移動，從而形成光電流，因此電源的左端為正極，故A錯誤；換更高頻率的光照射，可以使逸出的光電子的動能增加，即可以使單位時間到達A極板的電子數(shù)增多，電流增大，但若光子數(shù)目一定，逸出的光電子就一定，光電流就一定，因此可知，換更高頻率的光照射，電流表示數(shù)不一定增大，故B錯誤；當滑動變阻器滑片移動到最左端時，A、K兩極板間的電壓為零，但逸出的光電子具有動能，可以到達A極板，因此電流表的示數(shù)不為零，故C錯誤；滑動變阻器滑片向右移的過程中，A、K兩極板間的電壓增大，光電子在靜電力的作用下移動得更快，即單位時間內到達A極板的光電子數(shù)目增多，則光電流增大，但若光電流已經達到飽和，增大兩極板間的電壓，光電流不再變化，因此滑動變阻器滑片向右移的過程中，電流表示數(shù)可能一直增大，故D正確。2.在研究光電效應中，當不同頻率的光照射某種金屬時，以遏止電壓Uc為縱坐標，入射光波長的倒數(shù)eq\f(1,λ)為橫坐標，作出Uc－eq\f(1,λ)圖像如圖所示。其橫軸截距為a，縱軸截距為－b、元電荷為e。則()A．普朗克常量為eq\f(be,a)B．該金屬的截止頻率為eq\f(1,b)C．該金屬的逸出功為beD．遏止電壓Uc與入射光波長的倒數(shù)eq\f(1,λ)成正比答案C解析根據(jù)愛因斯坦光電效應方程可知Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)＝eq\f(hc,e)·eq\f(1,λ)－eq\f(W0,e)，D錯誤；由題可知eq\f(hc,e)＝eq\f(b,a)，eq\f(W0,e)＝b，解得h＝eq\f(be,ac)，W0＝be，截止頻率為νc＝eq\f(W0,h)＝ac，A、B錯誤，C正確。3.(2023·江蘇南京市臨江高級中學模擬)如圖所示，大量處于激發(fā)態(tài)(n＝4)的氫原子，向較低能級躍遷時，下列說法正確的是()A．最多只能放出3種不同頻率的光子B．從n＝4能級躍遷到n＝1能級氫原子的能量變大C．從n＝4能級躍遷到n＝1能級放出的光子波長最長D．從n＝4能級躍遷到n＝2能級放出的光子能使某種金屬發(fā)生光電效應，則從n＝2能級躍遷到n＝1能級放出的光子，也一定能使該種金屬發(fā)生光電效應答案D解析大量處于激發(fā)態(tài)(n＝4)的氫原子，向較低能級躍遷時最多只能放出Ceq\o\al(2,4)＝6種不同頻率的光子，選項A錯誤；從n＝4能級躍遷到n＝1能級氫原子的能級變低，能量變小，選項B錯誤；從n＝4能級躍遷到n＝1能級，能級差最大，放出的光子頻率最高，波長最短，選項C錯誤；從n＝4能級躍遷到n＝2能級輻射出的光子的能量小于從n＝2能級躍遷到n＝1能級輻射出的光子的能量，則從n＝4能級躍遷到n＝2能級放出的光子能使某種金屬發(fā)生光電效應，從n＝2能級躍遷到n＝1能級放出的光子，也一定能使該種金屬發(fā)生光電效應，選項D正確。4．(2023·江蘇南通市二模)幾十億年后太陽內部氫元素消耗殆盡，內部高溫高壓使三個氦核發(fā)生短暫的熱核反應，被稱為氦閃，核反應方程為3eq\o\al(4,2)He→X，該反應放出的能量為E，真空中光速為c。則下列說法錯誤的是()A．該反應屬于核聚變 B．X核中有6個中子C．X核的比結合能為eq\f(E,12) D．該反應的質量虧損為eq\f(E,c2)答案C解析根據(jù)質量數(shù)和核電荷數(shù)守恒，可知核反應方程為3eq\o\al(4,2)He→eq\o\ar(12,6)X，屬于輕原子核結合成較重原子核反應，所以該反應屬于核聚變，又中子數(shù)等于質量數(shù)減去質子數(shù)，因此X核中有6個中子，故A、B正確，不符合題意；比結合能又稱平均結合能，等于結合能除以核子數(shù)，結合能是自由分散的核子結合成原子核所釋放的能量，并不是該反應放出的能量為E，所以X核的比結合能不為eq\f(E,12)，故C錯誤，符合題意；根據(jù)愛因斯坦質能方程ΔE＝Δm·c2，又因為該反應放出的能量為E，所以該反應的質量虧損為eq\f(E,c2)，故D正確，不符合題意。5．(2023·江蘇蘇州市三模)如圖為氫原子的發(fā)射光譜，Hα、Hβ、Hγ、Hδ是其中的四條光譜線，已知可見光的波長范圍為400～700nm，則下列說法正確的是()A．該光譜由氫原子核能躍遷產生B．Hγ譜線對應的是可見光中的紅光C．任意相鄰兩條譜線之間對應光子的能量差值相等D．若Hβ對應光子能使金屬鉀發(fā)生光電效應，則Hδ也能答案D解析氫原子的發(fā)射光譜是由氫原子核外電子的躍遷產生，故A錯誤；可見光的波長介于400～700nm之間，而且紅光、橙光波長較長，應該靠近700nm，藍光、紫光波長較短，應該靠近400nm，故Hγ譜線對應的不是可見光中的紅光，故B錯誤；根據(jù)E＝eq\f(hc,λ)，則任意相鄰兩條譜線之間對應光子能量差值ΔE＝hc(eq\f(1,λ1)－eq\f(1,λ2))，則差值不相等，故C錯誤；Hβ對應的光子較Hδ對應的光子波長大，頻率小，光子能量小，則若Hβ對應光子能使金屬鉀發(fā)生光電效應，則Hδ也能，故D正確。6．(2023·江蘇淮安市模擬)U－Pb法是一種重要的同位素測年方法，鈾的兩種放射性核素eq\o\ar(235,92)U和eq\o\ar(238,92)U，經過一系列的α衰變和β衰變能分別生成eq\o\ar(207,82)Pb和eq\o\ar(206,82)Pb兩種鉛同位素，通過測定物體中兩種鉛同位素的原子數(shù)目之比，可得到物體的形成年代。下列說法正確的是()A.eq\o\ar(235,92)U衰變生成eq\o\ar(207,82)Pb的過程經歷了8次α衰變B.eq\o\ar(238,92)U衰變生成eq\o\ar(206,82)Pb的過程經歷了6次β衰變C．物體中兩種鉛同位素原子數(shù)目的比值與時間成正比D.eq\o\ar(235,92)U和eq\o\ar(238,92)U衰變?yōu)殂U的過程形成的質量數(shù)較大的原子核可能相同答案B解析設eq\o\ar(235,92)U衰變生成eq\o\ar(207,82)Pb的過程經歷了x次α衰變和y次β衰變，有235－4x＝207,92－2x＋y＝82，解得x＝7，y＝4，同理可得，eq\o\ar(238,92)U衰變生成eq\o\ar(206,82)Pb的過程經歷了8次α衰變和6次β衰變，故A錯誤，B正確；根據(jù)m剩＝可得生成物的原子數(shù)目與時間的關系m＝m0－m剩＝[1－]m0，可知兩種鉛同位素原子數(shù)目的比值不與時間成正比，故C錯誤；和eq\o\ar(238,92)U衰變?yōu)殂U的過程中形成的質量數(shù)較大的原子核不可能相同，故D錯誤。7．鋁26是天體物理研究中最為重要的放射性核素之一，銀河系中存在大量鋁26，它可以通過放射性衰變提供足夠的能量，以產生具有內部分層的行星體，其衰變方程為eq\o\al(26,13)Al→eq\o\al(A,Z)X＋eq\o\al(0,1)e。以下說法正確的是()A.eq\o\al(A,Z)X中的中子個數(shù)為12B．衰變前eq\o\al(26,13)Al的質量與衰變后eq\o\al(A,Z)X和eq\o\al(0,1)e的總質量相等C．10個eq\o\al(26,13)Al經過一個半衰期可能還剩6個沒衰變D.eq\o\al(26,13)Al在高溫環(huán)境中的衰變會加快答案C中的中子個數(shù)為26－12＝14，故A錯誤；衰變過程存在質量虧損，則衰變前eq\o\al(26,13)Al的質量大于衰變后eq\o\al(A,Z)X和eq\o\al(0,1)e的總質量，故B錯誤；半衰期具有統(tǒng)計規(guī)律，對大量原子核適用，對少數(shù)原子核不適用，即少數(shù)原子核衰變時具有不確定性，則10個eq\o\al(26,13)Al經過一個半衰期可能還剩6個沒衰變，故C正確；半衰期只由原子核內部決定，與外界環(huán)境的溫度、壓強等無關，故eq\o\al(26,13)Al在高溫環(huán)境中的衰變不會加快，故D錯誤。8．(2023·江蘇省如東中學等四校高三聯(lián)考)如圖所示，甲圖為演示光電效應的實驗裝置；乙圖為a、b、c三種光照射下得到的三條電流表與電壓表讀數(shù)之間的關系曲線；丙圖為氫原子的能級圖。下列說法正確的是()A．同一介質中a光的波長小于c光B．若b光為可見光，則a光可能是紫外線C．若b光光子能量為2.86eV，用它直接照射大量處于n＝2激發(fā)態(tài)的氫原子，可以產生6種不同頻率的光D．若b光光子是由處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子向n＝2躍遷產生的，則a光光子也可能是由處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子向n＝2躍遷產生的答案D解析根據(jù)光電效應方程Ek＝hν－W0，由動能定理有eUc＝Ek＝hν－W0，由題圖乙可知a光對應的遏止電壓小于c光對應的遏止電壓，則可知a光的頻率小于c光的頻率，在同一介質中a光的折射率小于c光的折射率，根據(jù)c＝λν及v＝eq\f(c,n)可知，a光的波長大于c光的波長，故A錯誤；由于a光對應的遏止電壓等于b光對應的遏止電壓，則可知兩種光的頻率相同，若b光為可見光，則a光也一定