专题05 近代物理大题综合-【冲刺双一流之大题必刷】备战2024年高考物理冲刺双一流之大题必刷满分冲刺（新高考江苏专用）

专题05 近代物理大题综合 一、解答题 1．（2023·江苏盐城·盐城中学校考模拟预测）太阳内部的热核反应是轻核聚变为氦核的过程，有一种反应序列是质子循环，相当于4个质子聚变生成一个氦核和另外两个相同的粒子，核反应方程为，已知质子的质量为，氦核的质量为，另外的两个粒子的质量均为，太阳每秒辐射的能量为，已知光速，求： （1）X的质量数A、电荷数Z及一次聚变释放的能量（用字母表示）； （2）太阳每秒亏损的质量为多少千克？（保留两位有效数字） 2．（2023春·江苏南通·高三海安高级中学校考阶段练习）19世纪末、20世纪初，通过对光电效应的研究，加深了对光的本性的认识。科学家利用如图所示的电路研究光电效应，图中K、A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K极受到光照时可能发射电子。已知电子电荷量为e，普朗克常量为h。 （1）当有光照射K极，电流表的示数为I，求经过时间t到达A极的电子数n。 （2）使用普通光源进行实验时，电子在极短时间内只能吸收一个光子的能量。用频率为的普通光源照射K极，可以发生光电效应。此时，调节滑动变阻器滑片，当电压表的示数为U时，电流表的示数减小为0。随着科技的发展，强激光的出现丰富了人们对光电效应的认识，用强激光照射金属，一个电子在极短时间内吸收到多个光子成为可能。若用强激光照射K极时，一个电子在极短时间内能吸收n个光子，求能使K极发生光电效应的强激光的最低频率。    3．（2023·江苏南通·统考模拟预测）氢原子能级示意图如图所示。用大量处于能级的氢原子跃迁到基态时发射出的光去照射某光电管阴极K，测得光电管中的遏止电压为8.6V，已知光子能量在1.63eV~3.10eV的光为可见光。 （1）求阴极K材料的逸出功W0； （2）要使处于基态的氢原子被激发后发射出可见光光子，求应给基态氢原子提供的最小能量E。 4．（2023·江苏盐城·盐城市伍佑中学校考模拟预测）两个氘核结合成一个氦核。已知氘核的质量为，氦核的质量为，阿伏加德罗常数为，氘的摩尔质量为，光速为。 （1）写出核反应方程，并求一次核反应亏损的质量； （2）总质量为的氘完全结合成氦释放的能量。 5．（2023·江苏南通·统考三模）我国科学家在兰州重离子加速器上开展的实验中发现，静止的镁核（）放出两个质子后变成氖核（Ne），并放出γ射线，核反应方程为，氖核的速度大小为v1，质子的速度大小为v2，设质子和γ光子的运动方向相同。已知氖核、质子的质量分别为m1、m2，普朗克常量为h，不考虑相对论效应，求： （1）氖核的质量数A、电荷数Z和物质波波长λ； （2）光子的动量大小p。 6．（2023·江苏徐州·统考三模）氢原子的能级图如图1所示，当氢原子从能级跃迁到能级辐射的光子照射到光电管阴极K时，恰好不发生光电效应；当从能级跃迁到基态辐射的光子照射到K上时，将如图2所示实验电路中的滑动触头调至a端，微安表示数恰好为0。求： （1）阴极K的逸出功； （2）遏止电压。    7．（2023·江苏南通·统考模拟预测）如图所示是研究光电效应的实验电路图。当一束频率为的光照到阴极K时，阴极K发射出光电子。调节滑片的位置发现电流表示数开始会随电压表示数增大而增大，当电压表示数大于等于时，电流表示数始终为。已知阴极K的逸出功为，假设每入射n个光子会产生1个光电子，普朗克常量为h，电子的电荷量为-e、 （1）求单位时间内照射到阴极K上的光子数N； （2）当电压表示数等于时，求光电子到达阳极A时动能的范围。 8．（2023·江苏南京·校考模拟预测）微观世界中动量和能量守恒是普遍适用的规律。极紫外线是光刻机用来制造先进芯片的光源，其波长λ在121nm到10nm之间。已知电子的质量m=9.0×10-31kg，普朗克常量h=6.6×10-34Js，真空中光速h=3×108m/s，1nm=10-9m。（计算结果保留1位有效数字）。 （1）若用波长为10nm的极紫外线照射锌板，已知能使锌板产生光电效应的极限波长为3.7×10-7m，求逸出光电子的最大初动能Ek； （2）波长为10nm的极紫外线光子与静止的电子发生相互作用，电子获得能量，光子波长变为121nm，求被碰后电子的速度v。 9．（2023·江苏·模拟预测）激光器发光功率为P，所发射的一束水平平行光束在空气中的波长为入光束的横截面积为S，垂直射到放在光滑水平面上的理想黑色物体的竖直表面上，光被完全吸收。光束的照射时间为t，物体的质量为m，光子的动量，空气中光速为c，求 （1）物体在光照射时产生的光压（光子作用力产生的压强）； （2）物体获得的速率和增加的内能。 10．（2023·江苏扬州·统考三模）2023年5月5日，“华龙一号”核电机组全球首堆示范工程全面建成，用一个慢中子轰击U后裂变为Kr和Ba。已知中子质量为m0，U的质量为，K