热点18　近代物理（含解析）--2024年高考物理大二轮复习热点情境突破练

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A．电源的左端为负极
B．换更高频率的光照射，电流表示数一定增大
C．滑动变阻器滑片移至最左端，电流表示数为零
D．滑动变阻器滑片向右移的过程中，电流表示数可能一直增大
2.在研究光电效应中，当不同频率的光照射某种金属时，以遏止电压Uc为纵坐标，入射光波长的倒数eq \f(1,λ)为横坐标，作出Uc－eq \f(1,λ)图像如图所示。其横轴截距为a，纵轴截距为－b、元电荷为e。则( )
A．普朗克常量为eq \f(be,a)
B．该金属的截止频率为eq \f(1,b)
C．该金属的逸出功为be
D．遏止电压Uc与入射光波长的倒数eq \f(1,λ)成正比
3.(2023·江苏南京市临江高级中学模拟)如图所示，大量处于激发态(n＝4)的氢原子，向较低能级跃迁时，下列说法正确的是( )
A．最多只能放出3种不同频率的光子
B．从n＝4能级跃迁到n＝1能级氢原子的能量变大
C．从n＝4能级跃迁到n＝1能级放出的光子波长最长
D．从n＝4能级跃迁到n＝2能级放出的光子能使某种金属发生光电效应，则从n＝2能级跃迁到n＝1能级放出的光子，也一定能使该种金属发生光电效应
4．(2023·江苏南通市二模)几十亿年后太阳内部氢元素消耗殆尽，内部高温高压使三个氦核发生短暂的热核反应，被称为氦闪，核反应方程为3eq \\al(4,2)He→X，该反应放出的能量为E，真空中光速为c。则下列说法错误的是( )
A．该反应属于核聚变
B．X核中有6个中子
C．X核的比结合能为eq \f(E,12)
D．该反应的质量亏损为eq \f(E,c2)
5．(2023·江苏苏州市三模)如图为氢原子的发射光谱，Hα、Hβ、Hγ、Hδ是其中的四条光谱线，已知可见光的波长范围为400～700 nm，则下列说法正确的是( )
A．该光谱由氢原子核能跃迁产生
B．Hγ谱线对应的是可见光中的红光
C．任意相邻两条谱线之间对应光子的能量差值相等
D．若Hβ对应光子能使金属钾发生光电效应，则Hδ也能
6．(2023·江苏淮安市模拟)U－Pb法是一种重要的同位素测年方法，铀的两种放射性核素eq \\ar(235, 92)U和eq \\ar(238, 92)U，经过一系列的α衰变和β衰变能分别生成eq \\ar(207, 82)Pb和eq \\ar(206, 82)Pb两种铅同位素，通过测定物体中两种铅同位素的原子数目之比，可得到物体的形成年代。下列说法正确的是( )
A.eq \\ar(235, 92)U衰变生成eq \\ar(207, 82)Pb的过程经历了8次α衰变
B.eq \\ar(238, 92)U衰变生成eq \\ar(206, 82)Pb的过程经历了6次β衰变
C．物体中两种铅同位素原子数目的比值与时间成正比
D.eq \\ar(235, 92)U和eq \\ar(238, 92)U衰变为铅的过程形成的质量数较大的原子核可能相同
7．铝26是天体物理研究中最为重要的放射性核素之一，银河系中存在大量铝26，它可以通过放射性衰变提供足够的能量，以产生具有内部分层的行星体，其衰变方程为eq \\al(26,13)Al→eq \\al(A,Z)X＋eq \\al(0,1)e。以下说法正确的是( )
A.eq \\al(A,Z)X中的中子个数为12
B．衰变前eq \\al(26,13)Al的质量与衰变后eq \\al(A,Z)X和eq \\al(0,1)e的总质量相等
C．10个eq \\al(26,13)Al经过一个半衰期可能还剩6个没衰变
D.eq \\al(26,13)Al在高温环境中的衰变会加快
8．(2023·江苏省如东中学等四校高三联考)如图所示，甲图为演示光电效应的实验装置；乙图为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线；丙图为氢原子的能级图。下列说法正确的是( )
A．同一介质中a光的波长小于c光
B．若b光为可见光，则a光可能是紫外线
C．若b光光子能量为2.86 eV，用它直接照射大量处于n＝2激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光
D．若b光光子是由处于n＝3激发态的氢原子向n＝2跃迁产生的，则a光光子也可能是由处于n＝3激发态的氢原子向n＝2跃迁产生的
热点18 近代物理
1．D [光电子从K极逸出后在静电力的作用下定向移动，从而形成光电流，因此电源的左端为正极，故A错误；换更高频率的光照射，可以使逸出的光电子的动能增加，即可以使单位时间到达A极板的电子数增多，电流增大，但若光子数目一定，逸出的光电子就一定，光电流就一定，因此可知，换更高频率的光照射，电流表示数不一定增大，故B错误；当滑动变阻器滑片移动到最左端时，A、K两极板间的电压为零，但逸出的光电子具有动能，可以到达A极板，因此电流表的示数不为零，故C错误；滑动变阻器滑片向右移的过程中，A、K两极板间的电压增大，光电子在静电力的作用下移动得更快，即单位时间内到达A极板的光电子数目增多，则光电流增大，但若光电流已经达到饱和，增大两极板间的电压，光电流不再变化，因此滑动变阻器滑片向右移的过程中，电流表示数可能一直增大，故D正确。]
2．C [根据爱因斯坦光电效应方程可知Uc＝eq \f(h,e)ν－eq \f(W0,e)＝eq \f(hc,e)·eq \f(1,λ)－eq \f(W0,e)，D错误；由题可知eq \f(hc,e)＝eq \f(b,a)，eq \f(W0,e)＝b，解得h＝eq \f(be,ac)，W0＝be，截止频率为νc＝eq \f(W0,h)＝ac，A、B错误，C正确。]
3．D [大量处于激发态(n＝4)的氢原子，向较低能级跃迁时最多只能放出Ceq \\al(2,4)＝6种不同频率的光子，选项A错误；从n＝4能级跃迁到n＝1能级氢原子的能级变低，能量变小，选项B错误；从n＝4能级跃迁到n＝1能级，能级差最大，放出的光子频率最高，波长最短，选项C错误；从n＝4能级跃迁到n＝2能级辐射出的光子的能量小于从n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光子的能量，则从n＝4能级跃迁到n＝2能级放出的光子能使某种金属发生光电效应，从n＝2能级跃迁到n＝1能级放出的光子，也一定能使该种金属发生光电效应，选项D正确。]
4．C [根据质量数和核电荷数守恒，可知核反应方程为3eq \\al(4,2)He→eq \\ar(12, 6)X，属于轻原子核结合成较重原子核反应，所以该反应属于核聚变，又中子数等于质量数减去质子数，因此X核中有6个中子，故A、B正确，不符合题意；比结合能又称平均结合能，等于结合能除以核子数，结合能是自由分散的核子结合成原子核所释放的能量，并不是该反应放出的能量为E，所以X核的比结合能不为eq \f(E,12)，故C错误，符合题意；根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δm·c2，又因为该反应放出的能量为E，所以该反应的质量亏损为eq \f(E,c2)，故D正确，不符合题意。]
5．D [氢原子的发射光谱是由氢原子核外电子的跃迁产生，故A错误；可见光的波长介于400～700 nm之间，而且红光、橙光波长较长，应该靠近700 nm，蓝光、紫光波长较短，应该靠近400 nm，故Hγ谱线对应的不是可见光中的红光，故B错误；根据E＝eq \f(hc,λ)，则任意相邻两条谱线之间对应光子能量差值ΔE＝hc(eq \f(1,λ1)－eq \f(1,λ2))，则差值不相等，故C错误；Hβ对应的光子较Hδ对应的光子波长大，频率小，光子能量小，则若Hβ对应光子能使金属钾发生光电效应，则Hδ也能，故D正确。]
6．B [设eq \\ar(235, 92)U衰变生成eq \\ar(207, 82)Pb的过程经历了x次α衰变和y次β衰变，有235－4x＝207,92－2x＋y＝82，解得x＝7，y＝4，同理可得，eq \\ar(238, 92)U衰变生成eq \\ar(206, 82)Pb的过程经历了8次α衰变和6次β衰变，故A错误，B正确；根据m剩＝可得生成物的原子数目与时间的关系m＝m0－m剩＝[1－]m0，可知两种铅同位素原子数目的比值不与时间成正比，故C错误；eq \\ar(235, 92)U衰变过程生成的质量数较大的新核的质量数与发生α衰变次数的关系为Z1＝235－4m，eq \\ar(238, 92)U衰变过程生成的质量数较大的新核的质量数与发生α衰变次数的关系为Z2＝238－4n，可知eq \\ar(235, 92)U和eq \\ar(238, 92)U衰变为铅的过程中形成的质量数较大的原子核不可能相同，故D错误。]
7．C [根据核反应过程满足质量数和电荷数守恒可知，eq \\al(A,Z)X的质量数为26，电荷数为12，则eq \\al(A,Z)X中的中子个数为26－12＝14，故A错误；衰变过程存在质量亏损，则衰变前eq \\al(26,13)Al的质量大于衰变后eq \\al(A,Z)X和eq \\al(0,1)e的总质量，故B错误；半衰期具有统计规律，对大量原子核适用，对少数原子核不适用，即少数原子核衰变时具有不确定性，则10个eq \\al(26,13)Al经过一个半衰期可能还剩6个没衰变，故C正确；半衰期只由原子核内部决定，与外界环境的温度、压强等无关，故eq \\al(26,13)Al在高温环境中的衰变不会加快，故D错误。]
8．D [根据光电效应方程Ek＝hν－W0，由动能定理有eUc＝Ek＝hν－W0，由题图乙可知a光对应的遏止电压小于c光对应的遏止电压，则可知a光的频率小于c光的频率，在同一介质中a光的折射率小于c光的折射率，根据c＝λν及v＝eq \f(c,n)可知，a光的波长大于c光的波长，故A错误；由于a光对应的遏止电压等于b光对应的遏止电压，则可知两种光的频率相同，若b光为可见光，则a光也一定是可见光，故B错误；若b光光子能量为2.86 eV，用它直接照射大量处于n＝2激发态的氢原子，由氢原子吸收b光光子的能量值为E＝E2＋Eb＝－3.40 eV＋2.86 eV＝－0.54 eV，可知氢原子将跃迁至n＝5能级，而根据辐射光子的种数Ceq \\al(2,5)＝10可知，氢原子从第5能级向基态跃迁的过程中将产生10种不同频率的光，故C错误；由于a光的频率等于b光的频率，若b光光子是由处于n＝3激发态的氢原子向n＝2跃迁产生的，则a光光子也是由处于n＝3激发态的氢原子向n＝2跃迁产生的，故D正确。]