1、2022新高考衡水名師原創(chuàng)物理專題卷 專題十七 近代物理初步1.下列宏觀概念中,是量子化的為( )A.物體的質量B.彈簧振子的能量C.汽車的個數(shù)D.衛(wèi)星繞地球運行的軌道2.如圖所示為黑體輻射的強度與波長的關系圖像,從圖像可以看出,隨著溫度的升高( )A.各種波長的輻射強度都減小B.只有波長短的輻射強度增加C.輻射電磁波的波長先增大后減小D.輻射強度的極大值向波長較短的方向移動3.某金屬被光照射后產生了光電效應現(xiàn)象，實驗測得該金屬的遏止電壓與入射光頻率之間的關系如圖所示。已知圖線的斜率為b，與軸交點的橫坐標為a，電子的電荷量為e，則由圖可知（ ）A.遏止電壓與入射光的頻率無關B.普朗克常量為bC

2、.該金屬的逸出功為D.入射光的頻率為時，產生的光電子的最大初動能為4.用如圖所示的裝置演示光電效應現(xiàn)象。當用某種頻率的光照射到光電管上時，電流表的讀數(shù)為。則下列說法正確的是( )A.若將電池的正負極性反轉，則電流表示數(shù)一定變?yōu)?B.若將電鍵斷開，也一定會有電流流過電流表C.若將變阻器的滑片由點向端略微移動一些，則這一過程中電流表示數(shù)一定會減小一些D.若換用頻率更高的光照射到光電管上，電流表的讀數(shù)一定比原來大5.如圖甲所示為氫原子部分能級圖，大量處于能級的氫原子向低能級躍遷時能輻射出多種不同頻率的光，其中用從能級向能級躍遷時輻射的光照射圖乙所示光電管的陰極K時，恰好發(fā)生光電效應，則下列說法正確的

3、是（ ）A.從能級向能級躍遷時輻射的光，也一定能使陰極K發(fā)生光電效應B.用從能級向能級躍遷時輻射的光照射陰極K，陰極K的逸出功會變大C.在光的頻率不變的情況下，飽和電流不隨入射光強度的變化而變化D.用從能級向能級躍遷時輻射的光照射能級的氫原子，可以使其電離6.氦原子被電離出一個核外電子,形成類氫結構的氦離子,已知一個處于基態(tài)的氦離子的能量,氦離子的部分能級圖如圖所示。一群處于能級的氦離子在躍遷過程中放出一定數(shù)量的光子,用這些光子照射逸出功為6.34 eV的鉑,下列說法正確的是( )A.一個處于能級的氦離子發(fā)生躍遷時最多能發(fā)出6種不同頻率的光B.這群氦離子發(fā)出的光中有5種不同頻率的光均能使金屬鉑

4、發(fā)生光電效應C.金屬鉑表面逸出的光電子的最大初動能一定小于13.6 eVD.金屬鉑表面逸出的所有光電子的最大初動能均為6.34 eV7.紅寶石激光器的工作物質紅寶石含有鉻離子的三氧化二鋁晶體，利用其中的鉻離子產生激光。鉻離子的能級如圖所示，E1是基態(tài)，E2是亞穩(wěn)態(tài)，E3是激發(fā)態(tài)，若以脈沖氙燈發(fā)出波長為1的綠光照射晶體，處于基態(tài)的鉻離子受激發(fā)躍遷到E3，然后自發(fā)躍遷到E2，釋放波長為2的光子，處于亞穩(wěn)態(tài)E2的離子躍遷到基態(tài)時輻射出的光就是激光，這種激光的波長為( )ABCD8.氫原子能級如圖，當氫原子從躍遷到的能級時，輻射光的波長為。以下判斷正確的是( )A氫原子從躍遷到的能級時，輻射光的波長大

5、于B用波長為的光照射，可使氫原子從躍遷到的能級C一群處于能級上的氫原子向低能級躍遷時最多產生2種譜線D用波長為的光照射，不能使氫原子從躍遷到的能級9.氫原子部分能級圖如圖所示，某金屬的逸出功為2.50 eV，一群處于基態(tài)（）的氫原子被激發(fā)后能輻射出不同頻率的光子，這些光子能夠使該金屬發(fā)生光電效應的有3種，至少應給氫原子提供的能量為( )A.12.75 eVB.12.09 eVC.10.20 eVD.1.51 eV10.靜止的發(fā)生衰變，其衰變方程為，此衰變過程中虧損的質量為，光在真空中的速度為，則（ ）A.為中子B.為質子C.光子的能量等于D.為粒子11.2020年1月10日，工程院院士黃旭華獲

6、國家最高科學技術獎，他為核潛艇研制和跨越式發(fā)展作出了巨大貢獻。關于原子核的知識，下列表述正確的是（ ）A.核潛艇的核反應堆用鎘棒控制核反應速度B.原子彈中鈾或钚元素的質量可小于臨界質量C.原子核在常溫下就能發(fā)生輕核聚變D.核聚變和核裂變都能放出核能，故一切核反應都能釋放核能12.一定質量的某種放射性元素,經過120天,有的原子核發(fā)生了衰變，則該元素的半衰期為( )A.120天B.24天C.21.6天D.20天13.如圖，直線為光電子最大初動能與光子頻率的關系，己知直線的縱、橫截距分別為a、b，電子電量為e，下列表達式正確的是（）A金屬極限頻率B普朗克常量C金屬逸出功D若入射光頻率為2b，則光電

7、子的初動能一定為a14.如圖甲是研究光電效應的電路圖，當用頻率為的黃光照射陰極K發(fā)生了光電效應，測出光電流i隨電壓U的變化圖象如圖乙所示。已知普朗克常量為h，電子的電荷量為e。下列說法中正確的是（ ）A.光電子的最大初動能為B.該金屬的逸出功為C.隨正向電壓的增大，光電流將一直增大D.若用強度較小的藍光照射該金屬，也可以發(fā)生光電效應15.如圖所示為氫原子能級示意圖的一部分，從能級躍遷到能級時輻射的光子照在某種金屬表面上能夠發(fā)生光電效應，下列說法正確的是（ ）A.從能級躍遷到能級比從能級躍遷到能級輻射出的電磁波的波長長B.從能級躍遷到能級比從能級躍遷到能級輻射出的電磁波的速度大C.若用從能級躍遷

8、到能級放出的光子照射該金屬時能發(fā)生光電效應，則逸出的光電子的最大初動能將減小D.若減弱入射光的強度，保持頻率不變，單位時間內從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少16.圖示為氫原子能級圖以及氫原子從n=3、4、5、6能級躍遷到n=2能級時輻射的四條光譜線,已知氫原子從n=3能級躍遷到n=2能級時輻射光子的波長為656nm,下列敘述正確的有( )A.四條譜線中頻率最大的是B.用633nm的光照射能使氫原子從n=2能級躍遷到n=3能級C.一群處于n=3能級上的氫原子向低能級躍遷時,最多產生3種譜線D.如果用能量為10.3eV的電子轟擊,可以使基態(tài)的氫原子受激發(fā)17.如圖所示是原子核的核子平均質量與原子序

9、數(shù)的關系圖。下列說法中正確的是( )A.若能結合成，結合過程一定要釋放能量B.若能結合成，結合過程一定要吸收能量C.若能分裂成，分裂過程一定要釋放能量D.若能分裂成，分裂過程一定要吸收能量18.用波長為410-7m的紫光照射某金屬，發(fā)出的光電子垂直進入310-4T的勻強磁場中，光電子所形成的圓軌道的最大半徑為1.2cm（電子電荷量e=1.610-19C，其質量m=9.110-31kg）求： （1）紫光光子的能量； （2）光電子的最大初動能； （3）該金屬發(fā)生光電效應的極限頻率 19.如圖所示為氫原子能級圖，試回答下列問題：(1) 一群處于能級的氫原子躍遷后可能輻射出幾種頻率的光子；(2) 通過

10、計算判斷：氫原子從能級躍遷到能級時輻射出的光子的最大頻率為多大；（）(3) 設氫原子處于基態(tài)時電子的軌道半徑為，動能為，處于第能級時電子的軌道半徑為，動能為，已知，試用庫侖定律和牛頓運動定律證明20.氫原子基態(tài)能量E1=-13.6eV,電子繞核做圓周運動的半徑r1=0.5310-10m。求氫原子處于n=4激發(fā)態(tài)時:(已知能量關系,半徑關系,普朗克常量h=6.6310-34Js)（1）原子系統(tǒng)具有的能量;（2）電子在n=4軌道上運動的動能;（3）若要使處于n=2能級的氫原子電離,至少要用頻率多大的電磁波照射氫原子?參考答案1.答案：C解析：所謂“量子化”是指不連續(xù)的情況,而選項A、B、D作為宏觀

11、物體的特性,具有連續(xù)性,汽車個數(shù)不具有連續(xù)性2.答案：D解析：由圖像可以看出,隨著溫度的升高,各種波長的輻射強度都增大,且輻射強度的極大值向波長較短的方向移動,故A、B錯誤, D正確隨著溫度的升高,黑體輻射增強,輻射電磁波的波長變短,頻率增大,故C錯誤3.答案：D解析：由圖可知，遏止電壓隨入射光頻率的增大而增大，故選項A錯誤；由光電效應方程可知，光電子的最大初動能，而最大初動能與遏止電壓的關系為，故有，整理可得，結合圖象可得，故，選項B錯誤；當時，故有，選項C錯誤；當入射光的頻率為時，由可得光電子的最大初動能為，故選項D正確。4.答案：B解析：A.將電池正的極性反轉，光電管中仍然有光電子產生，

12、只是電流表讀數(shù)可能為零，故A錯誤；B.即使開關S斷開，由于該頻率的光仍然能使陰極發(fā)生光電效應，所以仍然有光電子能到達陽極時，則有電流流過電流表G，故B正確；C.若將變阻器的滑片由c點向b端略微移動一些，則導致陽極與陰極的電壓減小，這一過程中電流表示數(shù)可能減小，也可能不減小，與光電流是否已飽和有關，故C錯誤；D.電流表的讀數(shù)為光電流，光電流的大小與入射光的強度有關，與光的頻率無關，換用頻率更高的光照射到光電管上，電流表G的讀數(shù)不一定比原來大，故D錯誤。故選：B。5.答案：D解析：由玻爾理論知和能級的能級差大于和能級的能級差，用從能級向能級躍遷時輻射的光照射圖乙所示光電管的陰極K時，恰好發(fā)生光電效

13、應，若用從能級向能級躍遷時輻射的光照射陰極K，不能使陰極K發(fā)生光電效應，選項A錯誤；逸出功由金屬本身決定，與入射光頻率大小無關，選項B錯誤；在入射光的頻率不變的情況下，入射光越強，則單位時間逸出的光電子數(shù)越多，飽和電流越大，選項C錯誤；當處于能級的氫原子吸收的能量大于或等于0.85 eV時，將會被電離，能級與能級間的能量差大于0.85 eV，D正確。6.答案：B解析：一個處于能級的氦離子向低能級躍遷時最多能發(fā)出3種不同頻率的光,選項A錯誤;從高能級向低能級躍遷,能量大于6.34 eV的光均能使金屬鉑發(fā)生光電效應,這群氦離子發(fā)出的光中有5種不同頻率的光均能使金屬鉑發(fā)生光電效應,選項B正確;根據(jù)愛

14、因斯坦光電效應方程知,用不同頻率的光照射時,金屬鉑表面逸出的光電子的最大初動能不同,且一定不大于,選項C、D均錯誤。7.答案：A解析：由題意，根據(jù)可得處于亞穩(wěn)態(tài)E2的鉻離子躍遷到基態(tài)時輻射出的光就是激光，設這種激光的波長為由以上各式可得故A正確8.答案：D解析：A.從躍遷到的能級時,輻射光的波長為,即有：，而當從n=2躍遷到n=1的能級時，輻射能量更多，則頻率更高，則波長小于656nm.故A錯誤。B.當從n=1躍遷到n=2的能級,吸收的能量：，則吸收光的波長是122nm，小于325nm；故B錯誤；C.根據(jù)數(shù)學組合，可知一群n=3能級上的氫原子向低能級躍遷時最多產生3種諧線。故C錯誤。D.同理,

15、氫原子的電子從n=2躍遷到n=3的能級,必須吸收的能量為，與從n=3躍遷到n=2的能級，放出能量相等，因此只能用波長656nm的光照射，才能使得電子從n=2躍遷到n=3的能級。故D正確。故選：D.9.答案：A解析：金屬逸出功為2.50 eV，要發(fā)生光電效應則光子的能量必須大于等于2.50 eV，因此從高能級向低能級躍遷時兩個能級之差必須大于等于2.50 eV，而且要有3種，所以處于基態(tài)的氫原子必須躍遷到能級，故答案選A。10.答案：D解析：由質量數(shù)、電荷數(shù)守恒可知，X為，因此發(fā)生的是衰變，A、B項錯誤，D項正確；質量虧損釋放的能量為，其中一部分以光子的形式釋放，另一部分轉化為和的動能，因此光子

16、的能量小于，因此C項錯誤。11.答案：A解析：在核反應堆中插入鎘棒是為了通過吸收中子來控制核反應速度，A正確；原子彈中鈾或钚元素的質量不能小于臨界質量，B錯誤；產生核聚變，必要條件是加熱至幾百萬攝氏度以上，C錯誤；核聚變和核裂變大部分放出核能，有極少數(shù)的核反應吸收能量，D錯誤。12.答案：B解析：本題考查半衰期。由題意知未衰變的原子核質量，根據(jù)半衰期公式，可解得，故該元素的半衰期天天，B正確。13.答案：AC解析：ABC、根據(jù)光電效應方程知電子的最大初動能與入射光頻率v不成正比，圖線的斜率表示普朗克常量,根據(jù)圖線斜率可得出普朗克常量即，所以逸出功為.橫軸截距表示最大初動能為零時的入射光頻率，此

17、時的頻率等于金屬的極限頻率，也可能知道極限波長，故AC正確，B錯誤；D.據(jù)光電效應方程可知，入射光頻率為2b，初動能為：，所以光電子的最大初動能為a，并非光電子的初動能一定為a，故D錯誤。故選：AC.14.答案：BD解析：根據(jù)愛因斯坦光電效應方程可得，光電子的最大初動能，A錯誤；將代入光電效應方程可得，B正確；未飽和的光電流會隨著正向電壓的增大而增大，但達到飽和后，光電流大小將保持不變，C錯誤；藍光的頻率比黃光的頻率高，照射該金屬時可以發(fā)生光電效應，是否發(fā)生光電效應與光的強度無關，D正確。15.答案：ACD解析：輻射出的電磁波的能量，知從能級躍遷到能級比從能級躍遷到能級輻射出光子能量小，則輻射

18、的光子頻率小，輻射的電磁波的波長長，A正確；電磁波在真空中的速度等于光速c，B錯誤；由愛因斯坦光電效應方程可知，若減弱入射光的頻率，逸出的光電子的最大初動能將減小，C正確；若減弱入射光的強度，保持頻率不變，仍能發(fā)生光電效應，逸出的光電子的最大初動能不變，只是單位時間內從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少，D正確。16.答案：ACD解析：頻率最大的光子對應的能量最大,即躍遷時能量差最大,故氫原子從n=6能級躍遷到n=2能級時輻射光子的頻率域大,選項A正確;在氫原子躍遷過程中,吸收光子的能量應剛好等于兩能級的能量差,波長為633nm的光子能量,大于n=2能級與n=3能級之間的能量差,選項B錯誤;一群處于n=3能級上的氫原子向低能級躍遷時,可以是32、21或者是31,即有三種頻率不同的譜線,選項C正確;如果用10.3eV的電子轟擊,基態(tài)氫原子吸收部分能量而受激發(fā),選項D正確。17.答案：AC解析：A.DE結合成F，有質量虧損，根據(jù)愛因斯坦質能方程，有能量釋放。故A正確，B錯誤。C.若A分裂成BC，也有質量虧損，根據(jù)愛因斯坦質能方程，有能量釋放。故C正確，D錯誤。故選AC.18.答案：（1）紫光光子的能量，則有，代入數(shù)據(jù)，解得：； （2）根據(jù)，知，光電子的最大初動能可用，代入數(shù)據(jù)，解得：； （3）據(jù)光電效應方程得，該金屬發(fā)生光電