2026高三二轮专题复习物理习题_第一篇　专题五　第15讲　近代物理（含解析）

这是一份2026高三二轮专题复习物理习题_第一篇　专题五　第15讲　近代物理（含解析），共12页。试卷主要包含了光电效应，5×1014Hz，3 dB，1 dD等内容，欢迎下载使用。

考点一 光子的能量和动量 光电效应
1.光子的能量和动量
(1)光子的能量ε=hν
(2)粒子的波动性：实物粒子也具有波动性，每一个运动着的粒子都有一种波与它对应，其波长λ=hp，p为运动粒子的动量，h为普朗克常量，这种波被称为德布罗意波，也叫物质波。
2.光电效应
(1)光电效应两条对应关系
①光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大；
②光照强度大(同种频率的光)→光子数目多→发射光电子多→饱和光电流大。
(2)定量分析时应抓住三个关系式
(3)光电效应的四类图像分析
例1 (多选)(2023·浙江6月选考·15)有一种新型光电效应量子材料，其逸出功为W0。当紫外光照射该材料时，只产生动能和动量单一的相干光电子束。用该电子束照射间距为d的双缝，在与缝相距为L的观测屏上形成干涉条纹，测得条纹间距为Δx。已知电子质量为m，普朗克常量为h，光速为c，则( )
A.电子的动量pe=hLdΔx
B.电子的动能Ek=hL22md2Δx2
C.光子的能量E=W0+chLdΔx
D.光子的动量p=W0c+h2L22cmd2Δx2
例2 (2022·河北卷·4)如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压Uc与入射光频率ν的实验曲线，该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可知( )
A.钠的逸出功为hνc
B.钠的截止频率为8.5×1014Hz
C.图中直线的斜率为普朗克常量h
D.遏止电压Uc与入射光频率ν成正比
例3 (2024·云南曲靖市第二次教学质量监测)光电管是应用光电效应原理制成的光电转换器件，在有声电影、自动计数、自动报警等方面有着广泛的应用。现有含光电管的电路如图(a)所示，图(b)是用甲、乙、丙三束光分别照射光电管得到的I-U图线，Uc1、Uc2表示遏止电压。下列说法中正确的是( )
A.甲、乙、丙三束光的光子动量p甲=p乙>p丙
B.若甲光能使处于基态的氢原子电离，则丙光也一定能
C.分别用甲光、丙光照射同一双缝干涉实验装置，甲光照射比丙光照射形成的干涉条纹间距窄
D.甲光照射时比丙光照射时产生的光电子的最大初动能大
考点二 玻尔理论 能级跃迁
解决氢原子能级跃迁问题的三点技巧
(1)原子跃迁时，所吸收或辐射的光子能量只能等于两能级的能量差。
(2)原子从某一能级电离时，所吸收的能量可以大于或等于这一能级能量的绝对值，剩余能量为自由电子的动能。
(3)一个氢原子跃迁发出的可能光谱线条数最多为n-1，而一群氢原子跃迁发出的可能光谱线条数可用N=Cn2=n(n−1)2求解。
例4 (2023·辽宁卷·6)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.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
例5 (多选)(2023·浙江1月选考·15)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，其光谱如图甲所示。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，得到如图乙和图丙所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图丁所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是( )
A.图甲中的Hα对应的是Ⅰ
B.图乙中的干涉条纹对应的是Ⅱ
C.Ⅰ的光子动量大于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
考点三 原子核
1.核衰变问题
(1)半衰期：m=(12)tT1/2m0，N=(12)tT1/2N0。
(2)α衰变和β衰变次数的确定方法
①方法一：由于β衰变不改变质量数，故可以先由质量数改变确定α衰变的次数，再根据电荷数守恒确定β衰变的次数。
②方法二：设α衰变次数为x，β衰变次数为y，根据质量数和电荷数守恒列方程组求解。
2.核能的计算方法
(1)根据爱因斯坦质能方程，用核反应亏损的质量乘真空中光速c的平方，即ΔE=Δmc2。
(2)根据1 u(原子质量单位)相当于931.5 MeV的能量，用核反应质量亏损的原子质量单位数乘931.5 MeV，即ΔE=Δm×931.5 (MeV)。
3.核反应方程中电荷数守恒，质量数守恒，有质量亏损。
例6 (2021·全国乙卷·17)医学治疗中常用放射性核素113In产生γ射线，而113In是由半衰期相对较长的113Sn衰变产生的。对于质量为m0的113Sn，经过时间t后剩余的113Sn质量为m，其mm0-t图线如图所示。从图中可以得到113Sn的半衰期为( )
A.67.3 dB.101.0 d
C.115.1 dD.124.9 d
例7 (2024·浙江1月选考·7)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 ml-1，氘核摩尔质量为2 g·ml-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( )
A.核反应方程式为 12H+ 13H→ 23He+ 01n
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
例8 (2024·湖北省十一校二模)原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正确的是( )
A. 816O核的结合能约为64 MeV
B.24He核比 36Li核更稳定
C.两个 12H核结合成 24He核时吸收能量
D. 92235U核中核子的平均结合能比 3689Kr核中的大
答案精析
例1 AD [根据条纹间距公式Δx=Ldλ，可得λ=ΔxdL。根据pe=hλ，可得pe=hLdΔx，故A正确；根据动能和动量的关系Ek=p22m，结合A选项可得Ek=h2L22md2Δx2，故B错误；光子的能量E=W0+Ek=W0+h2L22md2Δx2，故C错误；光子的动量p=mc，光子的能量E=mc2，联立可得p=Ec，则光子的动量p=W0c+h2L22cmd2Δx2，故D正确。]
例2 A [根据遏止电压与最大初动能的关系有eUc=Ek，
根据爱因斯坦光电效应方程有Ek=hν-W0，
结合图像可知，当Uc为0时，解得W0=hνc，A正确；
钠的截止频率为νc，根据图像可知，截止频率小于8.5×1014Hz，B错误；
根据上述分析，有Uc=heν-W0e，可知题图中直线的斜率表示he，遏止电压Uc与入射光频率ν成线性关系，不是成正比，C、D错误。]
例3 B [根据光电效应方程Ek=hν-W0，根据eUc=Ek，联立可得eUc=hν-W0，利用题图(b)遏止电压的值可知ν甲=ν乙