第1部分 专题6 第16讲 近代物理（word练习）-【创新教程】2025年高考物理大二轮专题增分方案

(建议用时：40分钟) [A组　基础达标练] 1．(2024·新课标卷，17)三位科学家由于在发现和合成量子点方面的突出贡献，荣获了2023年诺贝尔化学奖，不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光．现有两种量子点分别发出蓝光和红光，下列说法正确的是(　　) A．蓝光光子的能量大于红光光子的能量 B．蓝光光子的动量小于红光光子的动量 C．在玻璃中传播时，蓝光的速度大于红光的速度 D．蓝光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率 解析：A　[AB.由于红光的频率小于蓝光的频率，则红光的波长大于蓝光的波长，根据E＝hν， 可知蓝光光子的能量大于红光光子的能量；根据p＝，可知蓝光光子的动量大于红光光子的动量，故A正确，B错误；C.由于红光的折射率小于蓝光，根据v＝，可知在玻璃中传播时，蓝光的速度小于红光的速度，故C错误；D.光从一种介质射入另一种介质中频率不变，故D错误．] 2．(2024·贵州贵阳市五校联考)用光电管研究光电效应，按如图的方式连接电路，当用黄光照射阴极K时，电路中的电流表有示数，则下列说法正确的是(　　 ) A．仅将黄光的光强减弱一些，则不能产生光电效应 B．仅将电源的正负极对调，则电流表不可能有示数 C．若改用紫光照射阴极，其他条件不变，则电流表仍然有示数 D．仅将滑动变阻器的触头向右滑动一些，则电流表的示数一定增大 解析：C　[仅将黄光的光强减弱一些，仍能发生光电效应，故A错误；将电路中电源的极性反接后，即加上反向电压，若光电子的动能足够大，电路中还会有光电流，电流表仍可能有示数，故B错误；紫光的频率大于黄光的频率，所以改用紫光照射阴极，其他条件不变，则电流表仍然有示数，故C正确；饱和光电流与入射光的强度有关，仅将滑动变阻器的触头向右滑动一些，不改变光的强度，电流表的示数不一定增大，故D错误．] 3．(2024·江苏卷，5)在原子跃迁中，辐射如图所示的4种光子，其中只有一种光子可使某金属发生光电效应，是哪一种(　　) A．λ1　　 B．λ2　　　C．λ3　　　D．λ4 解析：C　[根据光电效应方程可知当只有一种光子可使某金属发生光电效应，该光子对应的能量最大，根据图中能级图可知跃迁时对应波长为λ3的光子能量最大．] 4．(2024·湖北卷，2)硼中子俘获疗法是目前治疗癌症最先进的手段之一、B＋n→X＋Y是该疗法中一种核反应的方程，其中X、Y代表两种不同的原子核，则(　　) A．a＝7，b＝1　　　　　 B．a＝7，b＝2 C．a＝6，b＝1 D．a＝6，b＝2 解析：B　[由质量数和电荷数守恒可得10＋1＝a＋4　①，5＋0＝3＋b　②， 联立①②，解得a＝7，b＝2.] 5．(2024·河北卷T1)锂是新能源汽车、储能和信息通信等新兴产业的关键材料．研究表明，锂元素主要来自宇宙线高能粒子与星际物质的原子核产生的散裂反应，其中一种核反应方程为：C＋H→Li＋2H＋X，式中的X为(　　) A.n　　B．e　　　C.e　　　D.He 解析：D　[根据核反应前后质量数和电荷数守恒得，A＝12＋1－7－2×1＝4，Z＝6＋1－3－2×1＝2，则X为He，D正确．] 6．(2024·北京西城十五中校考)如图所示为氢原子的能级示意图，则下列说法正确的是(　　) A．n＝2能级的氢原子电离至少需要10.20 eV的能量 B．n＝4能级的氢原子跃迁到n＝1能级需要吸收0.85 eV的能量 C．大量处于基态的氢原子吸收某频率的光子跃迁到n＝3能级时，可向外辐射两种不同频率的光子 D．用氢原子从n＝4能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为2.25 eV的金属时，逸出的光电子的最大初动能为10.5 eV 解析：D　[n＝2能级的氢原子电离至少需要3.4 eV的能量，选项A错误；n＝4能级的氢原子跃迁到n＝1能级可放出(－0.85 eV)－(－13.6 eV)＝12.75 eV的能量，选项B错误；大量处于基态的氢原子吸收某频率的光子跃迁到n＝3能级时，可向外辐射C＝3种不同频率的光子，选项C错误；用氢原子从n＝4能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为2.25 eV的金属时，逸出的光电子的最大初动能为12.75 eV－2.25 eV＝10.5 eV，选项D正确．] 7．(2024·河北唐山市三模)一群处于基态的氢原子受某种色光照射后，发出的光谱中只有两条可见光a、b，在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系如图甲所示．图乙为氢原子能级图，已知可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间，下列说法正确的是(　　) A．照射光子的能量E＝12.09 eV B．氢原子受激发后，能发出的光谱共10条 C．a光的波长比b光的大 D．a光是从n＝4跃迁到n＝2能级时发出的光 解析：C　[因为可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间，所以只有从n＝4能级跃迁到n＝2能级和从n＝3能级跃迁到n＝2能级的光属于可见光，当照射光子的能量为E＝12.09 eV时，其光子获得的能量不足以跃迁到n＝4能级，故达不到可见光的能量，A错误；氢原子受激发后跃迁到n＝4能级，则能够辐射的光子数为C＝6，B错误；从n＝4能级跃迁到n＝2能级时发出的光子能量为2.6 eV，从n＝3能级跃迁到n＝2能级时发出的光子能量为1.89 eV，又由题图甲可知，在光电效应装置中，a光遏止电压低，根据hν－W0＝|eUc|，可知a光的能量小，又因为ν＝，故a光的波长比b光的大，a光是从3能级跃迁到n＝2能级发出的光，C正确，D错误．] 8．(2024·江苏苏北地区一模)如图所示，假设入射光子的动量为p0，光子与静止的电子发生弹性碰撞．碰后光子的动量大小为p1，传播方向与入射方向夹角为α；碰后电子的动量大小为p2，出射方向与光子入射方向夹角为β.已知光速为c，普朗克常量为h，下列说法正确的是(　　) A．碰前入射光的波长为 B．碰后电子的能量为p2c C．p0＝p1cos α＋p2cos β D．p0＝p1＋p2 解析：C[根据德布罗意公式p＝可知，碰前入射光子的波长为λ0＝，选项A错误；设电子的质量为m，则碰后电子的能量为E＝，选项B错误；沿光子入射方向的动量守恒，根据动量守恒定律可知p0＝p1cos α＋p2cos β，选项C正确，D错误．] [B组　创新应用练] 9．(2024·东北师大附中模拟)物理学中，将如同He是H这样质子数与中子数互换的原子核互称为“镜像核”．已知H和He的质量分别为m3H＝3.016 050 u和mHe＝3.016 029 u，中子和质子质量分别是mn＝1.008 665 u和mp＝1.007 825 u，则关于“镜像核”及核反应，下列说法正确的是(　　 ) A.N和O互为“镜像核” B.N和C互为“镜像核” C．互为“镜像核”的两个原子核的结合能是一样的 D．核反应H＋H→He＋n的生成物中有α粒子，该反应是α衰变 解析：B　[N的质子数为7，中子数为8，互换后质子数变为8，质量数仍为15，则N和O不是“镜像核”，故A错误；N的质子数为7，中子数为6，互换后质子数变为6，质量数仍为13，故B正确；质子和中子质量不同，镜像核结合能不同，故C错误；核反应H＋H→He＋n是核聚变，生成物中虽然有α粒子，但该反应不是α衰变，故D错误．] 10．(2024·北京高三二模)氢原子的能级图如图甲所示，一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光，其中只有频率为νa、νb两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应．分别用频率为νa、νb的两个光源照射光电管阴极K，测得电流随电压变化的图像如图丙所示．下列说法中正确的是(　　 ) A．a光的波长小于b光的波长 B．a、b两种光源相比，a光源照射光电管阴极K单位时间发出的光电子数较多 C．通过微安表的电流方向由上到下 D．滑片P在最左端时微安表的示数一定为零 解析：B　[由丙图可知，a光的截止频率小于b光的截止频率，故a光的波长大于b光的波长，A错误；由丙图可知，a的饱和电流大于b的饱和电流，所以单位时间a光照射时逸出的光电子数较多，B正确；光源照射光电管阴极K，阴极K发生光电效应，电子逸出，故微安表中的电流方向由下到上，C错误；滑动变阻器的滑片调到最左端，光电管两端电压为零，但光电子发生了光电效应，有速度，能够到达A极板，光电流不可能为0，D错误．] 11．(2024·四川绵阳南山中学校考)用a、b两种可见光照射同一光电效应装置，测得的光电流和电压的关系图像如图甲所示，图乙为氢原子的能级图．已知可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间，下列说法正确的是(　　) A．a光的波长比b光的小 B．单色光a的光子动量比单色光b的光子动量小 C．用大量E＝12.7 eV的光子去照射基态的氢原子可以得到两种可见光 D．若a光是氢原子从n＝4能级跃迁到n＝2能级时发出的光，则b光是氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级时发出的光 解析：B　[根据Ek＝hν－W0＝eUc，可知，发生光电效应时，频率越大的光对应的遏止电压越大，所以由题图甲可知a光的频率比b光的小，根据λ＝，可知，频率越小，波长越大，所以a光的波长比b光的大，故A错误；根据p＝可知，单色光a的光子动量比单色光b的光子动量小，故B正确；用大量E＝12.7 eV的光子去照射基态的氢原子，则有En＝E1＋ΔE＝－13.6 eV＋12.7 eV＝－0.9 eV，可知不等于任一能级的能量，即此种能量的光子不能被吸收，故氢原子不发生跃迁，从而不会有光发出，故C错误；根据ε＝hν，结合a光的频率小于b光的频率，则可知若a光是氢原子从n＝4能级跃迁到n＝2能级时发出的光，则b光不可能是氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级时发出的光，故D错误．] 12．(2024·贵州省六校联盟联考)如图甲所示为某实验小组成员研究某金属发生光电效应的遏止电压随照射光频率变化关系的实验原理图，图乙为实验得到的遏止电压随照射光频率变化的关系图像，电子的电荷量e＝1.6×10－19C，则下列说法正确的是(　　 ) A．由图乙可得普朗克常量为6.6×10－33J·s B．由图乙可知该金属的极限频率为4.0×1014Hz C．图甲中入射光的频率为4.8×1014Hz时，逸出的光电子的最大初动能为1.056×10－19J D．图甲中入射光的频率为3.5×1014 Hz时，滑动变阻器的滑片移到最左端，电流计G的示数为零 解析：C　[根据题意，由光电效应方程有 hν－W0＝Ekm＝eUc，又有W0＝hν0， 整理可得Uc＝ν－ν0，由题图乙可知 ＝ V·s，解得 h＝6.6×10－34J·s， 结合题图乙可知，当Uc＝0，该金属的极限频率ν0＝3.2×1014 Hz，故A、B错误； 由光电效应方程有Ekm＝hν－W0＝hν－hν0，则当入射光的频率为4.8×1014 Hz时，逸出的光电子的最大初动能为Ekm＝6.6×10－34×(4.8×1014－3.2×1014) J＝1.056×10－19 J，故C正确； 题图甲中入射光的频率为3.5×1014 Hz时，大于金属的极限频率，能够发生光电效应，滑动变阻器的滑片移到最左端时，电流计G的示数不为零，故D错误．] 13．(2024·江苏苏州市期末)氢原子的能级图如图甲所示，一群处于第 4 能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出 6 种不同频率的光，其中只有频率为νa、νb的两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应．分别用频率为νa、νb的两个光源照射光电管阴极K，测得电流随电压变化的图像如图丙所示．下列说法中正确的是(　　 ) A．处于第4能级的氢原子可以吸收一个能量为0.75 eV的光子并电离 B．图丙中的图线a所表示的光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的 C．图丙中的图线b所表示的光的光子能量为12.75 eV D．用图丙中的图线a所表示的光照射阴极K时，光电子的最大初动能比用图线b所表示的光照射时更大 解析：C　[处于第4能级的氢原子电离需要的能量为0.85 eV，选项A错误；由题图丙可知，图线b对应的遏止电压大于图线a对应的遏止电压，根据光电效应方程有Ek＝hν－W0及eUc＝Ek，知b光的频率最大，能量最大，因此图线b所表示的光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的，且Eb＝E4－E1＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV，选项B错误，C正确；题图丙中的图线a所表示的光能量低，用它照射阴极K时，光电子的最大初动能比用图线b所表示的光照射时要小，选项D错误．] 14．(2024·江苏徐州模拟预测)氢原子能级图如图所示，当氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级时，辐射光的波长为656 nm，下列判断正确的是(　　) A．当氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时，辐射光的波长大于656 nm B．当氢原子从n＝4能级跃迁到n＝2能级时，辐射出的光子不能使逸出功为2.25 eV的钾发生光电效应 C．一个处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时最多产生6种光谱线 D．用能量为1.0 eV的光子照射处于n＝4能级的氢原子，可以使该氢原子电离 解析：D　[由题图可知，氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时，辐射光的能量大于氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级时辐射光的能量，根据E＝可知，氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时，辐射光的波长一定小于656 nm，故A项错误；从n＝4能级跃迁到n＝2能级时辐射出的光子能量为2.55 eV，大于金属钾的逸出功，能使钾发生光电效应，故B项错误；一个(注意不是一群)处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种光谱线，故C项错误；当处于n＝4能级的氢原子吸收的能量大于或等于0.85 eV时，将会被电离，故D项正确．] 学科网（北京）股份有限公司 $$