北京曲一線圖書策劃有限公司5年高考3年模擬B版高考物理專題十六近代物理初步考點1光電效應波粒二象性1.(2024湖南,1,4分)量子技術是當前物理學應用研究的熱點,下列關于量子論的說法正確的是()A.普朗克認為黑體輻射的能量是連續(xù)的B.光電效應實驗中,紅光照射可以讓電子從某金屬表面逸出,若改用紫光照射也可以讓電子從該金屬表面逸出C.康普頓研究石墨對X射線散射時,發(fā)現(xiàn)散射后僅有波長小于原波長的射線成分D.德布羅意認為質子具有波動性,而電子不具有波動性答案B普朗克認為黑體輻射的能量是不連續(xù)的,這個不可再分的最小能量值叫作能量子,A錯誤;紫光的光子頻率更高,光子能量更大,如果紅光可以使某金屬發(fā)生光電效應,則紫光一定也可以使該金屬發(fā)生光電效應,B正確;康普頓在研究石墨對X射線的散射時,發(fā)現(xiàn)在散射的X射線中,除了與入射波長λ0相同的成分外,還有波長大于λ0的成分,這個現(xiàn)象稱為康普頓效應,C錯誤;德布羅意認為實物粒子也具有波粒二象性,質子、電子等都具有波動性,D錯誤。2.(2024黑吉遼,8,6分)(多選)X射線光電子能譜儀是利用X光照射材料表面激發(fā)出光電子、并對光電子進行分析的科研儀器。用某一頻率的X光照射某種金屬表面,逸出了光電子,若增加此X光的強度,則()A.該金屬的逸出功增大B.X光的光子能量不變C.逸出的光電子最大初動能增大D.單位時間逸出的光電子數(shù)增多答案BD逸出功由金屬材料本身決定,A錯誤。光子能量E=hν,由光子頻率決定,B正確。由愛因斯坦光電效應方程Ek=hν-W0可知,逸出的光電子最大初動能不變,C錯誤。光的強度增加,單位時間照射到金屬表面的光子數(shù)增加,單位時間逸出的光電子數(shù)增多,D正確。3.☆☆（網(wǎng)絡版）（2024江蘇）在原子躍遷中，輻射如圖所示的4種光子，其中只有一種光子可使某金屬發(fā)生光電效應，是哪一種（）A.λ1B.λ2C.λ3D.λ4【答案】C【解析】根據(jù)光電方程可知當只有一種光子可使某金屬發(fā)生光電效應，該光子對應的能量最大，根據(jù)圖中能級圖可知躍遷時對應波長為的光子能量最大。故選C。4.（2024新課標，17，6分）三位科學家由于在發(fā)現(xiàn)和合成量子點方面的突出貢獻，榮獲了2023年諾貝爾化學獎。不同尺寸的量子點會發(fā)出不同顏色的光?，F(xiàn)有兩種量子點分別發(fā)出藍光和紅光，下列說法正確的是（）A.藍光光子的能量大于紅光光子的能量B.藍光光子的動量小于紅光光子的動量C.在玻璃中傳播時，藍光的速度大于紅光的速度D.藍光在玻璃中傳播時的頻率小于它在空氣中傳播時的頻率【答案】A【解析】藍光的頻率大于紅光的頻率，由E=hν可知，藍光光子的能量大于紅光光子的能量，A正確；藍光的波長小于紅光的波長，由p=hλ可知藍光光子的動量大于紅光光子的動量，B錯誤；玻璃對藍光的折射率大于對紅光的折射率，由v=cn可知，在玻璃中傳播時，藍光的速度小于紅光的速度，C錯誤；光由一種介質進入另一種介質，頻率不會發(fā)生變化，5.☆☆☆（網(wǎng)絡版）（2024海南）利用如圖所示的裝置研究光電效應，閉合單刀雙擲開關，用頻率為的光照射光電管，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表的示數(shù)剛好為0，此時電壓表的示數(shù)為，已知電子電荷量為e，普朗克常量為h，下列說法正確的是（）A.其他條件不變，增大光強，電壓表示數(shù)增大B.改用比更大頻率的光照射，調(diào)整電流表的示數(shù)為零，此時電壓表示數(shù)仍為UC.其他條件不變，使開關接，電流表示數(shù)仍為零D.光電管陰極材料的截止頻率【答案】D【解析】當開關S接1時，由愛因斯坦光電效應方程，故其他條件不變時，增大光強，電壓表的示數(shù)不變，故A錯誤；若改用比更大頻率的光照射時，調(diào)整電流表的示數(shù)為零，而金屬的逸出功不變，故遏止電壓變大，即此時電壓表示數(shù)大于U，故B錯誤；其他條件不變時，使開關S接2，此時，可發(fā)生光電效應，故電流表示數(shù)不為零，故C錯誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應方程，其中，聯(lián)立解得光電管陰極材料的截止頻率，故D正確?？键c2原子結構1.（2024江西，2，4分）近年來，江西省科學家發(fā)明硅襯底氮化鎵基系列發(fā)光二極管（LED），開創(chuàng)了國際上第三條LED技術路線。某氮化鎵基LED材料的簡化能級如圖所示，若能級差為2.20eV（約3.52×10-19J），普朗克常量h=6.63×10-34J·s，則發(fā)光頻率約為（）A.6.38×1014HzB.5.67×1014HzC.5.31×1014HzD.4.67×1014Hz【答案】C【解析】兩能級差ΔE=2.20eV≈3.52×10-19J，根據(jù)ΔE=hν得，發(fā)光頻率ν=ΔEh=3.52×10-196.63×102.☆☆（網(wǎng)絡版）（2024安徽）大連相干光源是我國第一臺高增益自由電子激光用戶裝置，其激光輻射所應用的玻爾原子理論很好地解釋了氫原子的光譜特征。圖為氫原子的能級示意圖，已知紫外光的光子能量大于，當大量處于能級的氫原子向低能級躍遷時，輻射不同頻率的紫外光有（）A.1種 B.2種 C.3種 D.4種【答案】B【解析】大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時，能夠輻射出不同頻率的種類為，輻射出光子的能量分別為，，，其中，，，所以輻射不同頻率的紫外光有2種。故選B。3.（2024浙江6月，10，3分）玻爾氫原子電子軌道示意圖如圖所示，處于n=3能級的原子向低能級躍遷，會產(chǎn)生三種頻率為ν31、ν32和ν21的光，下標數(shù)字表示相應的能級。已知普朗克常量為h，光速為c。正確的是（）A.頻率為ν31的光，其動量為EB.頻率為ν31和ν21的兩種光分別射入同一光電效應裝置，均產(chǎn)生光電子，其最大初動能之差為hν32C.頻率為ν31和ν21的兩種光分別射入雙縫間距為d、雙縫到屏的距離為l的干涉裝置，產(chǎn)生的干涉條紋間距之差為lcD.若原子從n=3躍遷至n=4能級，入射光的頻率ν'34>E【答案】B【解析】由能量關系可得E3-E1=hν31，光的波長λ31=cν31，對應光子的動量p=hλ31，聯(lián)立以上關系式可得p=E3-E1c，A錯誤。同一光電效應裝置對應的逸出功W0相同，光電子的最大初動能Ekm=hν-W0，由E31=E32+E21可得hν31=hν32+hν21，所以兩種光電子最大初動能之差ΔEkm=hν31-hν21=hν32，B正確。頻率為ν31的光的波長為λ31=cν31，頻率為ν21的光的波長為λ21=cν21，由Δx=ldλ，可得產(chǎn)生的干涉條紋間距之差為ld（λ21-λ31）=lcd1ν21-1ν31，C錯誤。由4.(2024北京,13,3分)產(chǎn)生阿秒光脈沖的研究工作獲得2023年的諾貝爾物理學獎,阿秒(as)是時間單位,1as=1×10-18s。阿秒光脈沖是發(fā)光持續(xù)時間在阿秒量級的極短閃光,提供了阿秒量級的超快“光快門”,使探測原子內(nèi)電子的動態(tài)過程成為可能。設有一個持續(xù)時間為100as的阿秒光脈沖,持續(xù)時間內(nèi)至少包含一個完整的光波周期。取真空中光速c=3.0×108m/s,普朗克常量h=6.6×10-34J·s。下列說法正確的是()A.對于0.1mm寬的單縫,此阿秒光脈沖比波長為550nm的可見光的衍射現(xiàn)象更明顯B.此阿秒光脈沖和波長為550nm的可見光束總能量相等時,阿秒光脈沖的光子數(shù)更多C.此阿秒光脈沖可以使能量為-13.6eV(-2.2×10-18J)的基態(tài)氫原子電離D.為了探測原子內(nèi)電子的動態(tài)過程,阿秒光脈沖的持續(xù)時間應大于電子的運動周期答案C審題指導本題的關鍵是理解波的形成和傳播原理:振動一個周期產(chǎn)生的波向前傳播一個波長,根據(jù)一個脈沖周期求出脈沖光波的波長至關重要(λ=cT)。解析由波的形成原理易知,振動一個周期,波傳播一個波長的距離,故波長λ=cT≤3.0×108×100×10-18m=30nm,該波長跟550nm相比,與0.1mm=105nm的偏差更大,波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是波長與狹縫(或障礙物)的尺寸相差不多或比狹縫(或障礙物)的尺寸稍大,所以該脈沖波通過0.1mm的單縫時發(fā)生的衍射現(xiàn)象不如550nm的可見光的明顯,A錯誤。根據(jù)E=Nhν=Nhcλ可知,能量相等時波長較短的阿秒光脈沖的光子數(shù)更少,B錯誤。hΝ=hcλ≥6.6×10-34×3.0×10830×10-9J=6.6×10-18J>2.2×10-18J,故此阿秒光脈沖能使基態(tài)氫原子電離,C正確。研究原子內(nèi)電子的動態(tài)過程中,超短脈沖光束對電子的狀態(tài)進行曝光產(chǎn)生一個虛擬快門,對電子進行高速攝影,此時的時間分辨能力由超短脈沖光束的持續(xù)時間所決定,考點3原子核核反應1.（網(wǎng)絡版）（2024湖北，2,4分）硼中子俘獲療法是目前治療癌癥最先進的手段之一,是該療法中一種核反應的方程，其中X、Y代表兩種不同的原子核，則（）A.a=7，b=1 B.a=7，b=2 C.a=6，b=1 D.a=6，b=2【答案】B【解析】由質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得，,解得,B正確。2.☆（網(wǎng)絡版）（2024江蘇）用粒子轟擊氮核從原子核中打出了質子，該實驗的核反應方程式是，粒子X為（）A.正電子B.中子C.氘核D.氦核【答案】D【解析】根據(jù)質量數(shù)守恒可知X的質量數(shù)，根據(jù)電荷守恒可知X的電荷數(shù)，可知X為中子。故選D。3．☆（網(wǎng)絡版）（2024福建）2863Ni→A．24HeB．-10eC．1【答案】B【解析】根據(jù)質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X的質量數(shù)為0，電荷數(shù)-1，則X為-10e。故選4.(2024北京,1,3分)已知釷234的半衰期是24天。1g釷234經(jīng)過48天后,剩余釷234的質量為()A.0g B.0.25g C.0.5g D.0.75g答案Bm余=m原12tτ,半衰期表示有一半原子核發(fā)生衰變的時間,經(jīng)過48天,即2個半衰期,還剩14的原子核沒有發(fā)生衰變,則剩余釷234的質量為0.25g5.(2024廣東,2,4分)我國正在建設的大科學裝置——“強流重離子加速器”,其科學目標之一是探尋神秘的“119號”元素?？茖W家嘗試使用核反應Y+95243Am→119AX+201n產(chǎn)生該元素。關于原子核Y和質量數(shù)A.Y為

2658Fe,A=299 B.Y為C.Y為

2454Cr,A=295 D.Y為答案C由電荷數(shù)守恒可知原子核Y的電荷數(shù)Z=119-95=24,分析選項可知Y為

2454Cr,由質量數(shù)守恒可知6.(2024河北,1,4分)鋰是新能源汽車、儲能和信息通信等新興產(chǎn)業(yè)的關鍵材料。研究表明,鋰元素主要來自宇宙線高能粒子與星際物質的原子核產(chǎn)生的散裂反應。其中一種核反應方程為

612C+11H→37Li+211A.01n B.-10e C.答案D設X的電荷數(shù)和質量數(shù)分別為Z、A,根據(jù)核反應過程中電荷數(shù)守恒和質量數(shù)守恒有6+1=3+2×1+Z,12+1=7+2×1+A,解得Z=2,A=4。D正確。7.（2024全國甲，14，6分）氘核可通過一系列聚變反應釋放能量，總的反應效果可用612H→224He+x01n+y1A.x=1，y=2 B.x=1，y=3C.x=2，y=2 D.x=3，y=1【答案】C【解析】由核反應中的質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得6×2=2×4+x+y①、6×1=2×2+y②，聯(lián)立解得x=2、y=2，C正確。8.☆☆（網(wǎng)絡版）（2024廣西）近期，我國科研人員首次合成了新核素鋨（）和鎢（）。若鋨經(jīng)過1次衰變，鎢經(jīng)過1次衰變（放出一個正電子），則上述兩新核素衰變后的新核有相同的（）A.電荷數(shù)B.中子數(shù)C.質量數(shù)D.質子數(shù)【答案】C【解析】鋨經(jīng)過1次衰變后產(chǎn)生的新核素質量數(shù)為156，質子數(shù)為74，鎢經(jīng)過1次衰變后質量數(shù)為156，質子數(shù)為73，可知兩新核素衰變后的新核有相同的質量數(shù)。故選C。2.☆（網(wǎng)絡版）（2024海南）人工核反應中的X是（）A.中子B.質子C.電子D.α粒子【答案】A【解析】根據(jù)質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知X的電荷數(shù)為0，質量數(shù)為1，則X是中子。故選A。9.（2024浙江6月，4，3分）發(fā)現(xiàn)中子的核反應方程為

24He+49Be→X+01n，“玉兔二號”巡視器的核電池中钚238的衰變方程為A.核反應方程中的X為

6B.衰變方程中的Y為

2C.中子

01D.钚238的衰變吸收能量【答案】A【解析】根據(jù)核反應中質量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒，可得X是

612C，A正確；衰變方程中的Y是

24He，B錯誤；中子的質量數(shù)為1，電荷數(shù)為0，C錯誤；钚238發(fā)生10（2024山東，1，3分）2024年是中國航天大年，神舟十八號、