第十六章 核心素养提升练

第十六章

核心素养提升练1．(2024·湖南高考)量子技术是当前物理学应用研究的热点，下列关于量子论的说法正确的是(

)A．普朗克认为黑体辐射的能量是连续的B．光电效应实验中，红光照射可以让电子从某金属表面逸出，若改用紫光照射也可以让电子从该金属表面逸出C．康普顿研究石墨对X射线散射时，发现散射后仅有波长小于原波长的射线成分D．德布罗意认为质子具有波动性，而电子不具有波动性解析：普朗克认为黑体辐射的能量是一份一份的，是量子化的，故A错误；发生光电效应的条件是，入射光的频率大于金属的极限频率，紫光的频率大于红光的频率，因此若红光能使某金属发生光电效应，紫光也能使该金属发生光电效应，故B正确；康普顿研究石墨对X射线散射时，发现散射后除了波长等于原波长的射线成分外，还有波长大于原波长的射线成分，故C错误；德布罗意认为所有实物粒子都具有波动性，故D错误。2．(2022·重庆高考)如图为氢原子的能级示意图。已知蓝光光子的能量范围为2．53～2．76eV，紫光光子的能量范围为2．76～3．10eV。若使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则激发氢原子的光子能量为(

)A．10．20eV B．12．09eVC．12．75eV D．13．06eV解析：由题给数据计算可知，氢原子从n＝5能级跃迁到n＝2能级辐射的光子能量为－0．54eV－(－3．40eV)＝2．86eV(对应紫光)，从n＝4能级跃迁到n＝2能级辐射的光子能量为－0．85eV－(－3．40eV)＝2．55eV(对应蓝光)，且从n＝4能级向低能级跃迁辐射的所有光子能量均不在2．76～3．10eV范围内，则若使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，激发后氢原子应处于n＝4能级，故激发氢原子的光子能量为ΔE＝E4－E1＝－0．85eV－(－13．60eV)＝12．75eV，故选C。6．(2024·贵州高考)(多选)我国在贵州平塘建成了世界最大单口径球面射电望远镜FAST，其科学目标之一是搜索地外文明。在宇宙中，波长位于搜索地外文明的射电波段的辐射中存在两处较强的辐射，一处是波长为21cm的中性氢辐射，另一处是波长为18cm的羟基辐射。在真空中，这两种波长的辐射相比，中性氢辐射的光子(

)A．频率更大 B．能量更小C．动量更小 D．传播速度更大解析：设Y的电荷数和质量数分别为m和n，根据核反应中电荷数守恒和质量数守恒，可知第一个核反应方程的电荷数和质量数满足Z＋7＝m＋8，A＋14＝n＋17，第二个核反应方程的电荷数和质量数满足m＋3＝2Z，n＋7＝2A，联立解得Z＝2，A＝4，故D正确。11．如图1所示是一款光电烟雾报警器的原理图。当有烟雾进入时，来自光源S的光被烟雾散射后进入光电管C，光射到光电管中的钠表面时会产生光电流。如果产生的光电流不小于10－8A，便会触发报警系统。金属钠的遏止电压Uc随入射光频率ν的变化规律如图2所示，空气中光速c＝3．0×108m/s，元电荷e＝1．6×10－19C，则(

)A．要使该报警器正常工作，光源S发出的光波波长不能小于5．0×107mB．图2中图像斜率的物理意义为普朗克常量hC．触发报警系统时钠表面每秒释放出的光电子数最少是6．25×1010个D．通过调节光源发光的强度来调整光电烟雾报警器的灵敏度是不可行的12．(2025·江苏省南京、盐城二市高三上一模考前模拟)地铁靠站时列车车体和屏蔽门之间安装有光电传感器。如图甲所示，若光线被乘客阻挡，电路中电流发生变化，工作电路立即报警。如图乙所示，光线发射器内大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光中只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子，图丙为a、b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。已知光电管阴极材料的逸出功为2．55eV，下列说法正确的是(

)A．b光为氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时发出的光B．经同一障碍物时，b光比a光衍射现象更明显C．光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为9．54eVD．若部分光线被遮挡，则放大器的电流将增大，从而引发报警解析：大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，能够辐射出3种不同频率的光子，对应的能量分别为ε32＝－1．51eV－(－3．40eV)＝1．89eV，ε21＝－3．40eV－(－13．6eV)＝10．2eV，ε31＝－1．51eV－(－13．6eV)＝12．09eV，只有ε21和ε31所对应的光子可以使光电管阴极逸出光电子，根据图丙可知，a光对应的遏止电压较小，则产生光电子的最大初动能较小，根据光电效应方程可得，a光光子能量较小，能量为ε21，即a光为氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时发出的光，故A错误；由上述分析可知，与a光相比，b光光子能量大，则b光频率大，波长短，经过同一障碍物时衍射现象更不明显，B错误；b光光子能量大，所以b光照射光电管阴极产生光电子的最大初动能大，为Ekb＝ε31－W0＝12．09