專題分層突破練15近代物理選擇題:每小題10分,共100分基礎鞏固1.(2024湖南卷)量子技術是當前物理學應用研究的熱點,下列關于量子論的說法正確的是()A.普朗克認為黑體輻射的能量是連續的B.光電效應實驗中,紅光照射可以讓電子從某金屬表面逸出,若改用紫光照射也可以讓電子從該金屬表面逸出C.康普頓研究石墨對X射線散射時,發現散射后僅有波長小于原波長的射線成分D.德布羅意認為質子具有波動性,而電子不具有波動性答案B解析普朗克認為黑體輻射的能量是量子化的,故A錯誤;入射光的頻率大于或等于金屬的截止頻率能產生光電效應,紫光的頻率大于紅光的頻率,紅光能讓金屬產生光電效應,則紫光也能讓金屬產生光電效應,故B正確;石墨對X射線的散射過程遵循動量守恒,光子和電子碰撞后,電子獲得一定的動量,光子動量變小,根據λ=?p2.(2024山東日照二模)在醫學研究中把Sr-87m引入患者體內,待骨骼吸收后,用輻射檢測器可測定其在患者骨骼中所處的位置,并確定患者體內出現的異常情況。Sr-87m的半衰期為2.8h,對于質量為m0的Sr-87m,經過時間t后剩余的質量為m,其mm0-t圖線如圖所示。從圖中提供的信息,可知Sr-87m的半衰期可表示為(A.t1-0 B.t3-t1C.t2-t1 D.t3-t2答案B解析由圖可知從mm0=0.8到mm0=0.4恰好衰變了一半,根據半衰期的定義可知半衰期為τ=t3.(2023浙江6月選考)“玉兔二號”裝有核電池,不懼漫長寒冷的月夜。核電池將

94238Pu衰變釋放的核能一部分轉化成電能。

94238Pu的衰變方程為

94238A.衰變方程中的X等于233B.24He的穿透能力比C.94238Pu比D.月夜的寒冷導致

94答案C解析根據質量數守恒,得238=X+4,解得X=234,選項A錯誤;24He為α射線,α射線比γ射線的穿透能力弱,選項B錯誤;該核反應為放能反應,944.(2023山東卷)“夢天號”實驗艙攜帶世界首套可相互比對的冷原子鐘組發射升空,對提升我國導航定位、深空探測等技術具有重要意義。如圖所示為某原子鐘工作的四能級體系,原子吸收頻率為ν0的光子從基態能級Ⅰ躍遷至激發態能級Ⅱ,然后自發輻射出頻率為ν1的光子,躍遷到鐘躍遷的上能級2,并在一定條件下可躍遷到鐘躍遷的下能級1,實現受激輻射,發出鐘激光,最后輻射出頻率為ν3的光子回到基態。該原子鐘產生的鐘激光的頻率ν2為()A.ν0+ν1+ν3 B.ν0+ν1-ν3C.ν0-ν1+ν3 D.ν0-ν1-ν3答案D解析根據能級圖可得hν0=hν1+hν2+hν3,解得ν2=ν0-ν1-ν3,選項A、B、C錯誤,D正確。5.(2024山東淄博二模)某科學家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論,其中的兩個核反應方程為

11H+

612CX+Q1,11H+715NC+24He+Q原子核

1

2

6

7

7質量/u1.00784.002612.000013.005715.0001A.X是

713N,Q2B.X是

715N,Q2C.X是

713N,Q2D.X是

715N,Q2答案A解析根據質量數和電荷數守恒可知,X是

713N,前一核反應過程的質量虧損Δm1=(1.0078+12.0000-13.0057)u=0.0021u,后一核反應的質量虧損Δm2=(1.0078+15.0001-12.0000-4.0026)u=0.0053u,Δm2>Δm1,根據質能方程E=Δmc2可知Q2>Q6.(2024山東泰安一模)氫原子能級分布如圖所示。可見光的能量范圍為1.62~3.11eV,兩個處于n=4能級的氫原子自發躍遷到低能級的過程中()A.最多能輻射出6種頻率不同的光,其中最多有3種頻率不同的可見光B.最多能輻射出6種頻率不同的光,其中最多有2種頻率不同的可見光C.最多能輻射出4種頻率不同的光,其中最多有3種頻率不同的可見光D.最多能輻射出4種頻率不同的光,其中最多有2種頻率不同的可見光答案D解析一個原子最多可以產生3種不同頻率的光,分別是從第4能級到第3能級(0.66eV),從第3能級到第2能級(1.89eV),從第2能級到第1能級(10.2eV);另外一個可以從第4能級到第2能級(2.55eV),再從第2能級到第1能級(10.2eV),或者從第4能級到第3能級(0.66eV),再從第3能級到第1能級(12.09eV),所以最多能輻射出4種頻率不同的光,從第3能級到第2能級和從第4能級到第2能級產生的光屬于可見光,即最多有2種頻率不同的可見光。故選D。7.(2024廣東深圳二模)某防盜報警器工作原理如圖所示。用紫外線照射光敏材料制成的陰極時,逸出的光電子在電路中產生電流,電流經放大后使電磁鐵吸住鐵條。當光源與陰極間有障礙物時,報警器響起。下列說法正確的是()A.若用紅外光源代替紫外光源,該報警器一定能正常工作B.逸出光電子的最大初動能與照射光頻率成正比C.若用更強的同一頻率紫外線照射陰極,光電流變大D.若用更強的同一頻率紫外線照射陰極,所有光電子的初動能均增大答案C解析由光電效應方程知hν=W0+Ek,紫外光頻率大于紅外光頻率,該光敏材料截止頻率未知,不能確保紅外光照射會發生光電效應,A錯誤;由光電效應方程知,逸出光電子的最大初動能與照射光頻率有關,但不成正比,B錯誤;光照越強,光電子越多,光電流越大,C正確;由光電效應方程知,光電子的最大初動能只與光的頻率有關,與光照強弱無關,D錯誤。綜合提升8.(多選)(2024山東濟寧一模)如圖甲所示,a、b兩束單色光分別沿不同方向射向橫截面為半圓形的玻璃磚的圓心O,已知a光剛好發生全反射,b光的折射光線(反射光線未畫出)剛好與a光的反射光線重疊。分別將這兩束單色光射向圖乙所示的裝置,僅有一束光能發生光電效應。調節滑片P的位置,當電流表示數恰好為零時,電壓表示數為Uc。已知K極板上金屬的截止頻率為ν0,電子電荷量的絕對值為e,普朗克常量為h,下列說法正確的是()A.若將b光沿a光的光路射向O點,b光也能發生全反射B.用同一雙縫做光的干涉實驗,a光產生的干涉條紋間距比b光的大C.a光的光子能量為hν0+eUcD.用圖乙測量遏止電壓,滑片P應從圖示位置向左端滑動答案CD解析由光路可知na=1sinβ,nb=sinαsinβ,則na>nb,sinCb=1nb>1na=sinβ,即Cb>β,則若將b光沿a光的光路射向O點,b光不發生全反射,A錯誤;因fa>fb,則λa<λb,用同一雙縫做光的干涉實驗,根據Δx=ldλ可知,a光產生的干涉條紋間距比b光的小,B錯誤;因a光的頻率大于b光,則a光能發生光電效應,a光的光子能量為E=h9.(2024山東臨沂一模)如圖所示,金屬極板M受到紫外線照射會逸出光電子,最大速率為vm。正對M放置一金屬網N,在M、N之間加恒定電壓U。已知M、N間距為d(遠小于板長),電子的質量為m,電荷量為e,則()A.M、N間距離增大時電子到達N的動能也增大B.只有沿x方向逸出的電子到達N時才有最大動能12C.電子從M到N過程中y方向位移大小最大為vmd2D.M、N之間的遏止電壓等于m答案C解析M、N間距離增大時,由于M、N間的電壓不變,電場力對電子做功不變,則電子到達N的動能并不會隨著距離的增大而增大,A錯誤;電子從M到N運動過程,根據動能定理可得eU=12mvNm2?12mvm2,可知無論從哪個方向逸出的電子到達N時的最大動能都為12mvNm2=12mvm2+eU,B錯誤;當電子從M板沿y方向逸出,且速度最大時,電子從M到N過程中y方向位移大小最大,則有ym=vmt,沿x方向有d=12at2,a=eU10.(2024山東聊城二模)圖甲為研究光電效應規律的實驗裝置,圖乙為a、b、c三種光照射下得到的三條電流表與電壓表讀數之間的關系曲線,圖丙為氫原子的能級圖,圖丁給出了幾種金屬的逸出功和截止頻率。下列說法正確的是()甲乙丙幾種金屬的逸出功和截止頻率金屬W0/eVν/1014Hz鈉2.295.33鉀2.255.44銣2.135.15丁A.若b光為綠光,c光不可能是紫光B.圖甲所示的電路中,滑動變阻器滑片右移時,電流表示數一定增大C.若用能量為0.66eV的光子照射某一個處于n=3激發態的氫原子,最多可以產生6種不同頻率的光D.若用能使金屬銣發生光電效應的光直接照射處于n=3激發態的氫原子,可以使該氫原子電離答案D解析根據光電效應方程Ek=hν-W0,又0-12mv2=0-eUc,聯立可得eUc=hν-W0,可知頻率越大,遏止電壓越大,由圖可知Uc1>Uc2,故若b光為綠光,c光可能是紫光,A錯誤;圖甲所示的光電效應實驗裝置所加的是正向電壓,滑動變阻器滑片右移時,極板間電壓增大,電流可能增大,當電流達到飽和電流時,電流不發生改變,B錯誤;若光子能量為0.66eV,照射