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专题18近代物理

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TOC\o1-3\h\z\u01近代物理 2

考向一光电效应与波粒二象性物质波 2

考向二原子结构与原子核核能 7

01近代物理

考向一光电效应与波粒二象性物质波

1．（2023·辽宁·高考真题）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

【答案】A

【详解】A．由图可知①和③对应的跃迁能级差相同，可知①和③的能量相等，选项A正确；B．因②对应的能级差小于④对应的能级差，可知②的能量小于④的能量，根据可知②的频率小于④的频率，选项B错误；C．因②对应的能级差小于①对应的能级差，可知②的能量小于①，②的频率小于①，则若用①照射某金属表面时能发生光电效应，用②照射该金属不一定能发生光电效应，选项C错误；D．因④对应的能级差大于①对应的能级差，可知④的能量大于①，即④的频率大于①，因用①照射某金属表面时能逸出光电子的最大初动能为Ek，根据，则用④照射该金属逸出光电子的最大初动能大于Ek，选项D错误。

故选A。

2．（2022·全国·高考真题）一点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6×10-7m的光，在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3×1014个。普朗克常量为h=6.63×10-34J?s。R约为（???）

A．1×102m B．3×102m C．6×102m D．9×102m

【答案】B

【详解】一个光子的能量为E=hν，ν为光的频率，光的波长与频率有以下关系c=λν，光源每秒发出的光子的个数为，P为光源的功率，光子以球面波的形式传播，那么以光源为原点的球面上的光子数相同，此时距光源的距离为R处，每秒垂直通过每平方米的光子数为3×1014个，那么此处的球面的表面积为S=4πR2，则，联立以上各式解得R≈3×102m，

故选B。

3．（2022·浙江·高考真题）如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠。下列说法正确的是（）

A．逸出光电子的最大初动能为10.80eV

B．n=3跃迁到n=1放出的光子动量最大

C．有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应

D．用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到n=4激发态

【答案】B

【详解】A．从n=3跃迁到n=1放出的光电子能量最大，根据，可得此时最大初动能为，

故A错误；B．根据，，又因为从n=3跃迁到n=1放出的光子能量最大，故可知动量最大，故B正确；C．大量氢原子从n=3的激发态跃迁基态能放出种频率的光子，其中从n=3跃迁到n=2放出的光子能量为，不能使金属钠产生光电效应，其他两种均可以，故C错误；D．由于从n=3跃迁到n=4能级需要吸收的光子能量为，

所以用0.85eV的光子照射，不能使氢原子跃迁到n=4激发态，故D错误。

故选B。

4．（2022·浙江·高考真题）（多选）电子双缝干涉实验是近代证实物质波存在的实验。如图所示，电子枪持续发射的电子动量为1.2×10-23kg·m/s，然后让它们通过双缝打到屏上。已知电子质量取9.1×10-31kg，普朗克常量取6.6×10-34J·s，下列说法正确的是（）

A．发射电子的动能约为8.0×10-15J

B．发射电子的物质波波长约为5.5×10-11m

C．只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉

D．如果电子是一个一个发射的，仍能得到干涉图样

【答案】BD

【详解】A．根据动量的大小与动能的关系可知发射电子的动能约为，

故A错误；B．发射电子的物质波波长约为，故B正确；CD．物质波也具有波粒二象性，故电子的波动性是每个电子本身的性质，则每个电子依次通过双缝都能发生干涉现象，只是需要大量电子显示出干涉图样，故C错误，D正确；

故选BD。

5．（2021·江苏·高考真题）如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率，保持入射光不变，则光电子到达A极时动能的最大值随电压U变化关系的图像是（）

A．B．C．D．

【答案】C

【详解】光电管所加电压为正向电压，则根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子到达A极时动能的最大值，可知图像的斜率相同，均为e；截止频率越大，则图像在纵轴上的截距越小，因，则图像C正确，ABD错误。

故选C。

6．（2021·浙江·高考真题）已知普朗克常量，电子的质