第三部分 特色练 第15练 近代物理（Word练习）-【优化指导】2023高考物理二轮复习高中总复习·第2轮（老教材）

第15练　近代物理 [母题探源]—高考真题指明热点 1．(2022·广东卷)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能级的能量为En＝，其中E1＝－13.6 eV。如图所示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　解析：n＝20的氢原子能量为E20＝＝－0.034 eV，该氢原子的电离能为0.034 eV。吸收一个光子，恰好失去一个电子变成氢离子，由题图所示按能量排列的电磁波谱可知，被吸收的光子是红外线波段的光子，A正确。 2．(2021·浙江1月选考)下列说法正确的是(　　) A．光的波动性是光子之间相互作用的结果 B．玻尔第一次将“量子”引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念 C．光电效应揭示了光的粒子性，证明了光子除了能量之外还具有动量 D．α射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方，验电器金属箔的张角会变大 B　解析：在光的双缝干涉实验中，减小光的强度，让光子通过双缝后，光子只能一个接一个地到达光屏，经过足够长时间，仍然发现相同的干涉条纹。这表明光的波动性不是由光子之间的相互作用引起的，故A错误；玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，故B正确；光电效应揭示了光的粒子性，但是不能证明光子除了能量之外还具有动量，C错误；α射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方时，会使金属球附近的空气电离，金属球吸引负离子而使验电器金属箔的张角变小，D错误。 3．(2022·全国甲卷)两种放射性元素的半衰期分别为t0和2t0，在t＝0时刻这两种元素的原子核总数为N，在t＝2t0时刻，尚未衰变的原子核总数为，则在t＝4t0时刻，尚未衰变的原子核总数为(　　) A．　　　　 B．　　　　 C．　　 　D． C　解析：设t＝0时刻，甲、乙两种放射性元素原子核数分别为N1、N2，则有N1＋N2＝N，t＝2t0时，甲经过两个半衰期，未衰变原子核数为，乙经过一个半衰期，未衰变原子核数为，由已知条件有＋＝，解得N1＝N，N2＝N；t＝4t0时，甲经过四个半衰期，未衰变原子核数为，乙经过两个半衰期，未衰变原子核数为，则此时未衰变原子核总数为N′＝＋，解得N′＝，C正确。 4．(多选)对于钠和钙两种金属，其遏止电压Uc与入射光频率ν的关系如图所示。用h、e分别表示普朗克常量和电子电荷量，则(　　) A．钠的逸出功小于钙的逸出功 B．图中直线的斜率为 C．在得到这两条直线时，必须保证入射光的光强相同 D．若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较高 AB　解析：根据Uce＝Ek＝hν－W0，可得Uc＝ ν－，则由题图可知钠的逸出功小于钙的逸出功，A正确；题图中直线的斜率为，B正确；在得到这两条直线时，与入射光的光强无关，C错误；根据Ek＝hν－W0，若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较低，D错误。 [衍生演练]—名校模拟引领趋势 5．(2022·安徽合肥模拟)(多选)如图所示的是氢原子的能级图，大量处于n＝5激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出10种不同频率的光子，其中莱曼系是指氢原子由高能级向n＝1能级跃迁时释放的光子，则(　　) A．10种光子中波长最短的是从n＝5的激发态跃迁到基态时产生的 B．10种光子中有4种属于莱曼系 C．使n＝5能级的氢原子电离至少要0.85 eV的能量 D．从n＝2能级跃迁到基态释放光子的能量等于从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放光子的能量 AB　解析：10种光子中，从n＝5激发态跃迁到基态辐射的光子能量最大，频率最大，波长最短，故A正确；10种光子中，从n＝5、n＝4、n＝3和n＝2的激发态向基态跃迁辐射的光子属于莱曼系，B正确；n＝5能级的氢原子具有的能量为－0.54 eV，故要使其发生电离，至少需要0.54 eV的能量，故C错误；根据玻尔理论，从n＝2能级跃迁到基态释放光子的能量：ΔE1＝E2－E1＝－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV，从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放光子的能量：ΔE2＝E3－E2＝－1.51 eV－(－3.4 eV)＝1.89 eV，二者不相等，故D错误。 6．(2022·湖南岳阳一中模拟)图甲为研究光电效应的电路图，当用频率为ν的光照射金属阴极K时，通过调节光电管两端电压U，测量对应的光电流I，绘制了如图乙所示的I­U图像。已知电子所带电荷量为e，图像中遏止电压Uc、饱和光电流Im及入射光的频率ν、普朗克常量h均为已知量。下列说法正确的是(　　) A．光电子的最大初动能为hν－eUc B