专题16 近代物理初步（专题突破练）-【第一梯队】2026年高考物理二轮专项突破教用word

专题十六　近代物理初步 题型方法 题型54　光电效应 高考真题 1.(2025广东,3,4分)有甲、乙两种金属,甲的逸出功小于乙的逸出功。使用某频率的光分别照射这两种金属,只有甲发射光电子,其最大初动能为Ek。下列说法正确的是 (　B　) A.使用频率更小的光,可能使乙也发射光电子 B.使用频率更小的光,若仍能使甲发射光电子,则其最大初动能小于Ek C.频率不变,减弱光强,可能使乙也发射光电子 D.频率不变,减弱光强,若仍能使甲发射光电子,则其最大初动能小于Ek 2.(2024黑吉辽,8,6分)(多选)X射线光电子能谱仪是利用X光照射材料表面激发出光电子,并对光电子进行分析的科研仪器。用某一频率的X光照射某种金属表面,逸出了光电子,若增加此X光的强度,则 (　BD　) A.该金属的逸出功增大 B.X光的光子能量不变 C.逸出的光电子最大初动能增大 D.单位时间逸出的光电子数增多 3.(2024海南,8,3分)利用如图所示的装置研究光电效应,单刀双掷开关S与1接通,用频率为ν1的光照射光电管,调节滑动变阻器,使电流表的示数刚好为0,此时电压表的示数为U1,已知电子电荷量绝对值为e,普朗克常量为h,下列说法正确的是 (　D　) A.其他条件不变,增大光强,电压表示数增大 B.改用比ν1更大频率的光照射,调整电流表的示数为零,此时电压表示数仍为U1 C.其他条件不变,使开关S与2接通,电流表示数仍为零 D.光电管阴极材料的截止频率νc=ν1- 4.(2024浙江1月,11,3分)如图所示,金属极板M受到紫外线照射会逸出光电子,最大速率为vm。正对M放置一金属网N,在M、N之间加恒定电压U。已知M、N间距为d(远小于板长),电子的质量为m,电荷量为e,则 (　C　) A.M、N间距离增大时电子到达N的动能也增大 B.只有沿x方向逸出的电子到达N时才有最大动能 C.电子从M到N过程中y方向位移大小最大为vmd D.M、N间加反向电压时电流表示数恰好为零 高考模拟 1.(2025湖南新高考教学教研联盟联考一)关于光电效应与波粒二象性,下列说法正确的是 (　D　) A.对于同一种金属,发生光电效应时光电子的最大初动能不仅与入射光的频率有关,还与入射光的强度有关 B.用同种频率的光照射某种金属表面发生光电效应时,光的强度越大,饱和电流越小 C.戴维森和G.P.汤姆孙分别用单晶和多晶晶体做了电子束衍射实验,证明了电子的粒子性 D.德布罗意提出物质波的观念被实验证实,表明电子、质子、原子等粒子不但具有粒子的性质而且具有波动的性质 2.(2025江苏南通一模)用图示装置研究光电效应的规律,ν为入射光的频率,Uc为遏止电压,I为电流表示数,U为电压表示数。下列反映光电效应规律的图像可能正确的是 (　C　) 　　　　　　　　 　　　　　　　　 3.(2025山东泰安一模)如图(1)所示是用光电管研究光电效应的电路图,用该光电管研究甲、乙、丙三种单色光发生的光电效应,得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图(2)所示,下列说法正确的是 (　D　) 　 A.三种单色光的光子动量最大的是甲单色光 B.甲单色光照射该光电管逸出的光电子最大初动能最大 C.若将图(1)中滑动变阻器滑片P从图示位置向右滑一些,始终用甲单色光照射,则电路中光电流一定增大 D.分别用甲、乙、丙三种单色光照射图(1)中光电管,若将滑动变阻器滑片P从图示位置向左滑动,经过中心c点之后电路中最先无光电流的是甲单色光 4.(2025浙江杭州二模)(多选)氢原子由高能级向低能级跃迁时,发出可见光光谱如图甲。现用图甲中一定功率的a、b光分别照射某光电管,光电流I与光电管两端电压U的关系如图乙(b光对应图线未画出,其遏止电压与饱和电流记为Ub、Ib),下列说法正确的是 (　BC　) 　 A.若增大a光入射功率,则Ia增大,Ua增大 B.若换用相同功率的b光照射,则Ib<Ia,Ub>Ua C.a、b光照射时逸出光电子的物质波最小波长之比为∶ D.a、b光频率之比为Ua∶Ub 题型55　能级跃迁与电离 高考真题 1.(2024江西,2,4分)近年来,江西省科学家发明硅衬底氮化镓基系列发光二极管(LED),开创了国际上第三条LED技术路线。某氮化镓基LED材料的简化能级如图所示,若能级差为2.20 eV(约3.52×10-19 J),普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,则发光频率约为 (　C　) A.6.38×1014 Hz　　　　　　　　B.5.67×1014 Hz C.5.31×1014 Hz　　　　　　　　D.4.67×1014 Hz 2.(2024重庆,8,5分)(多选)我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳Hα波段光谱扫描成像。Hα和Hβ分别为氢原子由n=3和n=4能级向n=2能级跃迁产生的谱线(如图),则 (　BD　) A.Hα的波长比Hβ的小 B.Hα的频率比Hβ的小 C.Hβ对应的光子能量为3.4 eV D.Hβ对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态 3.(2024安徽,1,4分)大连相干光源是我国第一台高增益自由电子激光用户装置,其激光辐射所应用的玻尔原子理论很好地解释了氢原子的光谱特征。图为氢原子的能级示意图,已知紫外光的光子能量大于3.11 eV,当大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时,辐射不同频率的紫外光有 (　B　) A.1种　　　　B.2种　　　　C.3种　　　　D.4种 4.(2023辽宁,6,4分)原子处于磁场中,某些能级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示,相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用①照射某金属表面时能发生光电效应,且逸出光电子的最大初动能为Ek,则 (　A　) A.①和③的能量相等 B.②的频率大于④的频率 C.用②照射该金属一定能发生光电效应 D.用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于Ek 5.(2024浙江1月,12,3分)氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示,此四条谱线满足巴耳末公式=R∞,n=3,4,5,6。用Hδ和Hγ光进行如下实验研究,则 (　C　) A.照射同一单缝衍射装置,Hδ光的中央明条纹宽度宽 B.以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖,Hδ光的侧移量小 C.以相同功率发射的细光束,真空中单位长度上Hγ光的平均光子数多 D.相同光强的光分别照射同一光电效应装置,Hγ光的饱和电流小 高考模拟 1.(2025山东烟台德州东营三市一模)如图为氢原子能级图,一群处于基态的氢原子吸收某种频率的光子后,跃迁到同一激发态上,再向低能级跃迁时可以辐射6种不同频率的光子。下列说法正确的是 (　C　) A.辐射光中频率最高的光子能量为12.09 eV B.辐射光中波长最短的光子能量为0.31 eV C.辐射光中波长最长的光子能量为0.66 eV D.处于基态的氢原子吸收光子的能量为13.06 eV 2.(2025四川联合诊断考二)已知可见光的光子能量范围约为1.62 eV~3.11 eV。氢原子部分能级如图所示,一群处于n=4能级的氢原子,向低能级跃迁过程中产生不同频率的可见光共有 (　A　) A.2种　　　　　　　　B.3种 C.4种　　　　　　　　D.5种 3.(2025江苏苏锡常镇四市一模)如图所示为玻尔的氢原子的电子轨道示意图。一群处于n=4能级的原子向低能级跃迁,下列说法中正确的是 (　D　) A.一共能产生3种不同的光子 B.一共能产生4种不同的光子 C.其中从能级n=4跃迁到n=1产生的光子动量最小 D.其中从能级n=4跃迁到n=1产生的光子能量最大 4.(2025江苏连云港一模)如图所示为氢原子的最低五个能级,一束光子能量为12.09 eV的单色光入射到大量处于基态的氢原子上,产生的光谱线是 (　C　) 　　　　　　　　 　　　　　　　　 5.(2025湖南永州开学考)如图所示,巴耳末由氢原子在可见光区的四条谱线Hα、Hβ、Hγ、Hδ,总结出巴耳末系谱线波长公式:=R∞(n=3,4,5,6,…)。其中<<<,且Hα为红光,Hδ为紫光。下列说法正确的是 (　C　) A.Hα对应的是电子从n=5能级向n=2能级跃迁所释放光的谱线 B.四条谱线中Hα谱线所对应的光子的能量最高 C.大量处于同一能级的氢原子要能够发出这四条谱线,必须使原子所处的能级n≥6 D.若电子从n=6能级向n=3能级跃迁,能辐射紫外线 题型56　结合能、比结合能及核能计算 高考真题 1.(2022福建,2,4分)2011年3月,日本发生的大地震造成了福岛核电站核泄漏。在泄漏的污染物中含有大量放射性元素I,其衰变方程为IXe+e,半衰期为8天,已知mI=131.037 21 u,mXe=131.031 86 u,me=0.000 549 u,则下列说法正确的是 (　D　) A.衰变产生的β射线来自于I原子的核外电子 B.该反应前后质量亏损0.005 35 u C.放射性元素I发生的衰变为α衰变 D.经过16天,75%的I原子核发生了衰变 2.(2024浙江1月,7,3分)已知氘核质量为2.014 1 u,氚核质量为3.016 1 u,氦核质量为4.002 6 u,中子质量为1.008 7 u,阿伏加德罗常数NA取6.0×1023 mol-1,氘核摩尔质量为2 g·mol-1,1 u相当于931.5 MeV。关于氘与氚聚变成氦,下列说法正确的是 (　D　) A.核反应方程式为HHHen B.氘核的比结合能比氦核的大 C.氘核与氚核的间距达到10-10 m就能发生核聚变 D.4 g氘完全参与聚变释放出能量的数量级为1025 MeV 高考模拟 1.(2025江苏南通二模)碳14具有放射性,能够自发地进行β衰变,核反应方程为C→Ne,该反应释放的能量为E。则 (　A　) AC的质量比N的大 BC的结合能为E CC的结合能与N的相等 D.β衰变产生的电子来自C的核外电子 2.(2025黑龙江哈尔滨师大附中一模)2025年开年之际,国际上唯一的我国超导托卡马克大科学装置集群正在加快推动聚变能源的开发和应用,其中一种核聚变反应方程式为HHHen,已知各元素原子核及中子的质量如表,阿伏加德罗常数NA取6.0×1023 mol-1,氘核摩尔质量为2 g·mol-1,1 u相当于931.5 MeV。则下列说法正确的是 (　D　) 元素原子 核或中子 氘核 H) 氚核 H) 氦核 He) 中子 n) 质量(单位:u) 2.014 1 3.016 1 4.002 6 1.008 7 A.该核反应过程释放能量,不满足能量守恒定律 B.氘核的比结合能比氦核的大 C.氘核与氚核间距达到10-10 m量级即可发生核聚变反应 D.4 g氘完全参与聚变释放出能量的量级为1025 MeV 3.(2025山西山大附中3月考)中国核工业集团有限公司研发“华龙一号”主要是利用重核的裂变释放出大量能量,其中一个典型的核反应方程为U+BaKr+n。已知铀、钡、氪的比结合能分别为E1、E2、E3,下列说法正确的是 (　D　) A.x=2 BU具有天然放射性,可以通过升高温度缩短其半衰期 C.该反应过程释放的能量为235E1-144E2-89E3 DU在中子的轰击下发生裂变反应的过程中有质量亏损 培优提升 提分策略 本专题内容属于高考的必考内容,题型一般为选择题,由于考查范围和题型相对稳定,“考课本,不回避陈题”是这部分考题的最大特点。此外,还应注意本专题知识与生产、生活以及高科技相联系的问题。 1.(创新情境·光电效应)(2025贵州六校3月考)(多选)太阳能电池的核心部分是P型和N型半导体的交界区域——PN结。P型半导体中导电的粒子为空穴(可视为正电荷),而N型半导体中导电的粒子为电子。某太阳能电池的PN结至少需要吸收能量为E的光子才能产生一对自由电子和空穴,电子-空穴对会向电池板表面迅速扩散,形成一个与光照强度有关的电动势,工作原理如图所示。光照强度越大,太阳能电池单位时间内释放出的电子、空穴越多,设光速为c,普朗克常量为h,则 (　AC　) A.太阳能电池内部电流方向由N型区域流向P型区域 B.增大光照强度,上、下电极间的电压保持恒定 C.能量为E的光子照射PN结,产生的电子和空穴的最大初动能为零 D.该太阳能电池发生光电效应的截止频率为 2.(模块融合·光学+光电效应)(2025山东名校联盟开学考)一束复色光通过玻璃三棱镜后分成如图1所示a、b、c三束光,现用a、b、c三束光分别去照射图2所示的阴极K发生光电效应,得到图3所示遏止电压Uc与频率ν的关系图像。下列说法正确的是 (　B　) 　　 A.a、b、c光的波长大小关系为λa<λb<λc B.a、b、c光子的动量大小关系为pa<pb<pc C.a、b、c光的频率大小关系为νa>νb>νc D.若三种光子均可使之发生光电效应,则a光对应的遏止电压最大 3.(模块融合·光电效应+能级跃迁+光学)(2025湖南衡阳县一中一模)(多选)氢原子从高能级向低能级跃迁时,会产生四种频率的可见光,其光谱如图1所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光Ⅰ,从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象,得到如图2和图3所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4所示的实验装置,都能产生光电效应。下列说法正确的是 (　AD　) A.图1中的Hα对应的是Ⅱ B.图3中的干涉条纹对应的是Ⅰ C.Ⅰ的光子动量小于Ⅱ的光子动量 D.P向a移动,电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大 第 15 页 共 15 页 $