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熱點(diǎn)18近代物理1.(2023·江蘇省基地高三聯(lián)考)如圖所示,用某頻率的光照射光電管,研究飽和電流的影響因素,則()A.電源的左端為負(fù)極B.換更高頻率的光照射,電流表示數(shù)一定增大C.滑動(dòng)變阻器滑片移至最左端,電流表示數(shù)為零D.滑動(dòng)變阻器滑片向右移的過(guò)程中,電流表示數(shù)可能一直增大答案D解析光電子從K極逸出后在靜電力的作用下定向移動(dòng),從而形成光電流,因此電源的左端為正極,故A錯(cuò)誤;換更高頻率的光照射,可以使逸出的光電子的動(dòng)能增加,即可以使單位時(shí)間到達(dá)A極板的電子數(shù)增多,電流增大,但若光子數(shù)目一定,逸出的光電子就一定,光電流就一定,因此可知,換更高頻率的光照射,電流表示數(shù)不一定增大,故B錯(cuò)誤;當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)到最左端時(shí),A、K兩極板間的電壓為零,但逸出的光電子具有動(dòng)能,可以到達(dá)A極板,因此電流表的示數(shù)不為零,故C錯(cuò)誤;滑動(dòng)變阻器滑片向右移的過(guò)程中,A、K兩極板間的電壓增大,光電子在靜電力的作用下移動(dòng)得更快,即單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)A極板的光電子數(shù)目增多,則光電流增大,但若光電流已經(jīng)達(dá)到飽和,增大兩極板間的電壓,光電流不再變化,因此滑動(dòng)變阻器滑片向右移的過(guò)程中,電流表示數(shù)可能一直增大,故D正確。2.在研究光電效應(yīng)中,當(dāng)不同頻率的光照射某種金屬時(shí),以遏止電壓Uc為縱坐標(biāo),入射光波長(zhǎng)的倒數(shù)eq\f(1,λ)為橫坐標(biāo),作出Uc-eq\f(1,λ)圖像如圖所示。其橫軸截距為a,縱軸截距為-b、元電荷為e。則()A.普朗克常量為eq\f(be,a)B.該金屬的截止頻率為eq\f(1,b)C.該金屬的逸出功為beD.遏止電壓Uc與入射光波長(zhǎng)的倒數(shù)eq\f(1,λ)成正比答案C解析根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)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錯(cuò)誤;由題可知eq\f(hc,e)=eq\f(b,a),eq\f(W0,e)=b,解得h=eq\f(be,ac),W0=be,截止頻率為νc=eq\f(W0,h)=ac,A、B錯(cuò)誤,C正確。3.(2023·江蘇南京市臨江高級(jí)中學(xué)模擬)如圖所示,大量處于激發(fā)態(tài)(n=4)的氫原子,向較低能級(jí)躍遷時(shí),下列說(shuō)法正確的是()A.最多只能放出3種不同頻率的光子B.從n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)氫原子的能量變大C.從n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)放出的光子波長(zhǎng)最長(zhǎng)D.從n=4能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)放出的光子能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng),則從n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)放出的光子,也一定能使該種金屬發(fā)生光電效應(yīng)答案D解析大量處于激發(fā)態(tài)(n=4)的氫原子,向較低能級(jí)躍遷時(shí)最多只能放出Ceq\o\al(2,4)=6種不同頻率的光子,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;從n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)氫原子的能級(jí)變低,能量變小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;從n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí),能級(jí)差最大,放出的光子頻率最高,波長(zhǎng)最短,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;從n=4能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)輻射出的光子的能量小于從n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光子的能量,則從n=4能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)放出的光子能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng),從n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)放出的光子,也一定能使該種金屬發(fā)生光電效應(yīng),選項(xiàng)D正確。4.(2023·江蘇南通市二模)幾十億年后太陽(yáng)內(nèi)部氫元素消耗殆盡,內(nèi)部高溫高壓使三個(gè)氦核發(fā)生短暫的熱核反應(yīng),被稱為氦閃,核反應(yīng)方程為3eq\o\al(4,2)He→X,該反應(yīng)放出的能量為E,真空中光速為c。則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.該反應(yīng)屬于核聚變 B.X核中有6個(gè)中子C.X核的比結(jié)合能為eq\f(E,12) D.該反應(yīng)的質(zhì)量虧損為eq\f(E,c2)答案C解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒,可知核反應(yīng)方程為3eq\o\al(4,2)He→eq\o\ar(12,6)X,屬于輕原子核結(jié)合成較重原子核反應(yīng),所以該反應(yīng)屬于核聚變,又中子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)減去質(zhì)子數(shù),因此X核中有6個(gè)中子,故A、B正確,不符合題意;比結(jié)合能又稱平均結(jié)合能,等于結(jié)合能除以核子數(shù),結(jié)合能是自由分散的核子結(jié)合成原子核所釋放的能量,并不是該反應(yīng)放出的能量為E,所以X核的比結(jié)合能不為eq\f(E,12),故C錯(cuò)誤,符合題意;根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程ΔE=Δm·c2,又因?yàn)樵摲磻?yīng)放出的能量為E,所以該反應(yīng)的質(zhì)量虧損為eq\f(E,c2),故D正確,不符合題意。5.(2023·江蘇蘇州市三模)如圖為氫原子的發(fā)射光譜,Hα、Hβ、Hγ、Hδ是其中的四條光譜線,已知可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍為400~700nm,則下列說(shuō)法正確的是()A.該光譜由氫原子核能躍遷產(chǎn)生B.Hγ譜線對(duì)應(yīng)的是可見(jiàn)光中的紅光C.任意相鄰兩條譜線之間對(duì)應(yīng)光子的能量差值相等D.若Hβ對(duì)應(yīng)光子能使金屬鉀發(fā)生光電效應(yīng),則Hδ也能答案D解析氫原子的發(fā)射光譜是由氫原子核外電子的躍遷產(chǎn)生,故A錯(cuò)誤;可見(jiàn)光的波長(zhǎng)介于400~700nm之間,而且紅光、橙光波長(zhǎng)較長(zhǎng),應(yīng)該靠近700nm,藍(lán)光、紫光波長(zhǎng)較短,應(yīng)該靠近400nm,故Hγ譜線對(duì)應(yīng)的不是可見(jiàn)光中的紅光,故B錯(cuò)誤;根據(jù)E=eq\f(hc,λ),則任意相鄰兩條譜線之間對(duì)應(yīng)光子能量差值ΔE=hc(eq\f(1,λ1)-eq\f(1,λ2)),則差值不相等,故C錯(cuò)誤;Hβ對(duì)應(yīng)的光子較Hδ對(duì)應(yīng)的光子波長(zhǎng)大,頻率小,光子能量小,則若Hβ對(duì)應(yīng)光子能使金屬鉀發(fā)生光電效應(yīng),則Hδ也能,故D正確。6.(2023·江蘇淮安市模擬)U-Pb法是一種重要的同位素測(cè)年方法,鈾的兩種放射性核素eq\o\ar(235,92)U和eq\o\ar(238,92)U,經(jīng)過(guò)一系列的α衰變和β衰變能分別生成eq\o\ar(207,82)Pb和eq\o\ar(206,82)Pb兩種鉛同位素,通過(guò)測(cè)定物體中兩種鉛同位素的原子數(shù)目之比,可得到物體的形成年代。下列說(shuō)法正確的是()A.eq\o\ar(235,92)U衰變生成eq\o\ar(207,82)Pb的過(guò)程經(jīng)歷了8次α衰變B.eq\o\ar(238,92)U衰變生成eq\o\ar(206,82)Pb的過(guò)程經(jīng)歷了6次β衰變C.物體中兩種鉛同位素原子數(shù)目的比值與時(shí)間成正比D.eq\o\ar(235,92)U和eq\o\ar(238,92)U衰變?yōu)殂U的過(guò)程形成的質(zhì)量數(shù)較大的原子核可能相同答案B解析設(shè)eq\o\ar(235,92)U衰變生成eq\o\ar(207,82)Pb的過(guò)程經(jīng)歷了x次α衰變和y次β衰變,有235-4x=207,92-2x+y=82,解得x=7,y=4,同理可得,eq\o\ar(238,92)U衰變生成eq\o\ar(206,82)Pb的過(guò)程經(jīng)歷了8次α衰變和6次β衰變,故A錯(cuò)誤,B正確;根據(jù)m剩=可得生成物的原子數(shù)目與時(shí)間的關(guān)系m=m0-m剩=[1-]m0,可知兩種鉛同位素原子數(shù)目的比值不與時(shí)間成正比,故C錯(cuò)誤;和eq\o\ar(238,92)U衰變?yōu)殂U的過(guò)程中形成的質(zhì)量數(shù)較大的原子核不可能相同,故D錯(cuò)誤。7.鋁26是天體物理研究中最為重要的放射性核素之一,銀河系中存在大量鋁26,它可以通過(guò)放射性衰變提供足夠的能量,以產(chǎn)生具有內(nèi)部分層的行星體,其衰變方程為eq\o\al(26,13)Al→eq\o\al(A,Z)X+eq\o\al(0,1)e。以下說(shuō)法正確的是()A.eq\o\al(A,Z)X中的中子個(gè)數(shù)為12B.衰變前eq\o\al(26,13)Al的質(zhì)量與衰變后eq\o\al(A,Z)X和eq\o\al(0,1)e的總質(zhì)量相等C.10個(gè)eq\o\al(26,13)Al經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期可能還剩6個(gè)沒(méi)衰變D.eq\o\al(26,13)Al在高溫環(huán)境中的衰變會(huì)加快答案C中的中子個(gè)數(shù)為26-12=14,故A錯(cuò)誤;衰變過(guò)程存在質(zhì)量虧損,則衰變前eq\o\al(26,13)Al的質(zhì)量大于衰變后eq\o\al(A,Z)X和eq\o\al(0,1)e的總質(zhì)量,故B錯(cuò)誤;半衰期具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對(duì)大量原子核適用,對(duì)少數(shù)原子核不適用,即少數(shù)原子核衰變時(shí)具有不確定性,則10個(gè)eq\o\al(26,13)Al經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期可能還剩6個(gè)沒(méi)衰變,故C正確;半衰期只由原子核內(nèi)部決定,與外界環(huán)境的溫度、壓強(qiáng)等無(wú)關(guān),故eq\o\al(26,13)Al在高溫環(huán)境中的衰變不會(huì)加快,故D錯(cuò)誤。8.(2023·江蘇省如東中學(xué)等四校高三聯(lián)考)如圖所示,甲圖為演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置;乙圖為a、b、c三種光照射下得到的三條電流表與電壓表讀數(shù)之間的關(guān)系曲線;丙圖為氫原子的能級(jí)圖。下列說(shuō)法正確的是()A.同一介質(zhì)中a光的波長(zhǎng)小于c光B.若b光為可見(jiàn)光,則a光可能是紫外線C.若b光光子能量為2.86eV,用它直接照射大量處于n=2激發(fā)態(tài)的氫原子,可以產(chǎn)生6種不同頻率的光D.若b光光子是由處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子向n=2躍遷產(chǎn)生的,則a光光子也可能是由處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子向n=2躍遷產(chǎn)生的答案D解析根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0,由動(dòng)能定理有eUc=Ek=hν-W0,由題圖乙可知a光對(duì)應(yīng)的遏止電壓小于c光對(duì)應(yīng)的遏止電壓,則可知a光的頻率小于c光的頻率,在同一介質(zhì)中a光的折射率小于c光的折射率,根據(jù)c=λν及v=eq\f(c,n)可知,a光的波長(zhǎng)大于c光的波長(zhǎng),故A錯(cuò)誤;由于a光對(duì)應(yīng)的遏止電壓等于b光對(duì)應(yīng)的遏止電壓,則可知兩種光的頻率相同,若b光為可見(jiàn)光,則a光也一定
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