热点16近代物理

热点16近代物理[分值：46分][1~7题，每题4分，8~10题，每题6分]1.(2025·广西卷·1)有四种不同逸出功的金属材料：铷2.15eV，钾2.25eV，钠2.30eV和镁3.20eV制成的金属板。现有能量为2.20eV的光子，分别照到这四种金属板上，则会发生光电效应的金属板为()A.铷 B.钾 C.钠 D.镁答案A解析当光子的能量大于金属的逸出功时就能发生光电效应，可知能量为2.20eV的光子分别照射到四种金属板上，会发生光电效应的金属板是铷。故选A。2.(2025·湖南卷·1)关于原子核衰变，下列说法正确的是()A.原子核衰变后生成新核并释放能量，新核总质量等于原核质量B.大量某放射性元素的原子核有半数发生衰变所需时间，为该元素的半衰期C.放射性元素的半衰期随环境温度升高而变长D.采用化学方法可以有效改变放射性元素的半衰期答案B解析原子核衰变时释放能量，根据质能方程，总质量会减少，新核总质量小于原核质量，故A错误；半衰期为大量放射性原子核半数发生衰变所需的时间，故B正确；半衰期由原子核内部结构决定，与环境温度无关，故C错误；半衰期不受化学方法影响，因为化学变化不改变放射性元素的半衰期，故D错误。3.(2025·山东卷·1)在光电效应实验中，用频率和强度都相同的单色光分别照射编号为1、2、3的金属，所得遏止电压如图所示，关于光电子最大初动能Ek的大小关系正确的是()A.Ek1>Ek2>Ek3 B.Ek2>Ek3>Ek1C.Ek3>Ek2>Ek1 D.Ek3>Ek1>Ek2答案B解析根据光电子最大初动能与遏止电压的关系Ek=eUc，根据图像有Uc2>Uc3>Uc1，故Ek2>Ek3>Ek1，故选B。4.(2025·天津市重点校联考一模)关于下列四幅图的说法正确的是()A.图甲是α粒子散射实验，α粒子穿过金箔后，多数α粒子发生了大角度的偏转B.图乙是光电效应实验，此时张开的验电器指针带负电，锌板带正电C.图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹，其中1为β射线D.图丁是核反应堆示意图，其中石墨作为慢化剂的作用是吸收中子答案C解析题图甲是α粒子散射实验，α粒子穿过金箔后，少数α粒子发生了大角度偏转，故A错误；题图乙是光电效应实验，锌板失去电子，张开的验电器指针和锌板都带正电，故B错误；题图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹，根据左手定则，1带负电为β射线，故C正确；核反应堆中的石墨起使中子减速作用，故D错误。5.(2025·安徽省九师联盟模拟)大量处于n=2能级的氢原子被频率为ν的单色光照射后，能辐射出频率不等于ν的光子有5种，氢原子的能级示意图如图所示，则辐射出的光子中频率最高的光子的频率为()A.3ν B.4ν C.5ν D.6ν答案C解析依题意，吸收光子后，能辐射出6种不同频率的光子，则吸收光子后，氢原子从n=2能级跃迁到n=4能级，根据跃迁条件可得hν=E4-E2=-0.85eV-(-3.4eV)=2.55eV，氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级辐射出的光子频率最高，即hνm=E4-E1=-0.85eV-(-13.6eV)=12.75eV，解得νm=5ν，故选C。6.(多选)(2025·黑吉辽蒙卷·8)某理论研究认为，42100Mo原子核可能发生双β衰变，衰变方程为42100Mo→44ARu+y-10e。处于第二激发态的44ARu原子核先后辐射能量分别为0.5908MeV和A.A=100 B.y=2C.γ1的频率比γ2的大 D.γ1的波长比γ2的大答案ABC解析由核反应方程质量数和电荷数守恒可得100=A+0，42=44-y，解得A=100，y=2，A、B正确；由题可知γ1光子的能量大于γ2光子的能量，根据光子的能量公式ε=hν，波长λ=cν，可得γ1的频率大于γ2的频率，γ1的波长小于γ2的波长，C正确，D7.(2025·北京卷·13)自然界中物质是常见的，反物质并不常见。反物质由反粒子构成，它是科学研究的前沿领域之一。目前发现的反粒子有正电子、反质子等；反氢原子由正电子和反质子组成。粒子与其对应的反粒子质量相等，电荷等量异种。粒子和其反粒子碰撞会湮灭。反粒子参与的物理过程也遵守电荷守恒、能量守恒和动量守恒。下列说法正确的是()A.已知氢原子的基态能量为-13.6eV，则反氢原子的基态能量也为-13.6eVB.一个中子可以转化为一个质子和一个正电子C.一对正负电子等速率对撞，湮灭为一个光子D.反氘核和反氘核的核聚变反应吸收能量答案A解析氢原子基态能量由电子与质子决定。反氢原子由正电子和反质子构成，电荷结构相同，能级结构不变，基态能量仍为-13.6eV，故A正确；若中子衰变(β+衰变)生成一个质子和一个正电子01n→11p+正负电子对撞湮灭时，总动量为零，需产生至少两个光子以保证动量守恒。单个光子无法满足动量守恒条件，故C错误；核聚变通常释放能量(如普通氘核聚变)，反氘核聚变遵循相同规律，应释放能量而非吸收，故D错误。8.(2025·江苏南通市调研)氢原子的可见光光谱如图所示，谱线的波长满足公式1λ=R∞(122-1n2)(n=3、4、5、6)，式中R∞A.Hα谱线对应的光子能量最大B.Hα谱线对应的光子动量最大C.Hα谱线对应的光子能使该金属发生光电效应D.Hδ谱线是氢原子从第5激发态跃迁到第1激发态产生的答案D解析由题图可知，Hα谱线对应的光子的波长最大，由于波长和频率关系可知，其频率最小，由能量子公式ε=hν可知，其能量最小，故A项错误；由光子的动量与波长的关系有p=hλ，Hα谱线对应的光子的波长最长，所以Hα谱线对应的光子动量最小，故B由之前的分析可知，Hα谱线对应的光子能量最小，而题意为仅有一种光能使该金属发生光电效应，所以该光应该是能量最大的，即Hα谱线对应的光子不能使该金属发生光电效应，故C项错误；由之前的分析可知，Hδ谱线对应的光子能量最高，由玻尔理论可知，其是氢原子从第5激发态跃迁到第1激发态产生的，故D项正确。9.(多选)(2025·四川南充市示范名校联考)核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。92235U+01n→56141Ba+3692Kr+aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种，X是某种粒子，a是X粒子的个数，用mU、mBa、mKr分别表示92235U、56141Ba、A.X为中子，a=2B.X为中子，a=3C.上述核反应中放出的核能ΔE=(mU-mBa-mKr-2mx)c2D.上述核反应中放出的核能ΔE=(mU-mBa-mKr-3mx)c2答案BC解析由电荷数守恒知X的电荷数为0，故X为中子；由质量数守恒知a=3，故A错误，B正确；由题意知，核反应过程中的质量亏损Δm=mU-mBa-mKr-2mX，由质能方程可知，释放的核能ΔE=Δmc2=(mU-mBa-mKr-2mX)c2，故C正确，D错误。10.(多选)(2025·河南南阳市一模)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、乙是不同颜色的光且甲光束比乙光束的光照强度强B.甲光照射时比丙光照射时产生的光电子的最大初动能小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宽D.甲、乙、丙三束光的光子动量p甲=p乙<p丙答案BCD解析根据eUc=hν-W0结合题图(b)可知，甲光和乙光频率相同，则甲、乙是同种颜色的光，但是甲光比乙光的饱和电流大，即甲光的光强大于乙光，故A错误；根据eUc=Ekm和题图(b)可知，甲光照射时比丙光照射时产生的光电子的最大