专题15 近代物理（解析版）

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专题 15 近代物理

1．（2021·广西高三一模）如图为氢原子的能级示意图。现用光子能量介于 10.00eV~12.65eV 范围内的光

去照射一群处于基态的氢原子，这群氢原子被照射后辐射出的光子中，波长最短的光子能量为（　　）

A．12.65evB．10.00eV C．10.20eV D．12.09eV

【答案】D【解析】A．用光子能量介于范围内的光去照射基态的氢原子，最多可使氢

原子跃迁至能级，因为，A错误；BCD．处于基态

的氢原子，只能吸收能量为某能级与基态能级能量差的光子。根据能级图可知，处于基态的氢原子吸收光

子后最高处在 n=3的能级。辐射出的光子中波长最小、能量最大的为 12.09eV，D正确，BC 错误；故选

D。2．（2021·广东汕头市高三二模）图示为光电管的工作原理图，用某单色光照射图中光电管时，发现

a、b端没有输出电压。若各元件正常且电路无断路，则造成这种现象的原因可能是（　　）

A．电阻 R阻值太大 B．该单色光强度太弱

C．该单色光频率太低 D．该单色光照射时间太短

【答案】C【解析】A．不能产生光电效应，光电流为 0，故与电阻 R阻值无关，故 A错误；BCD．某单色

光照射某金属时不能产生光电效应原因是：该单色光的频率小于该金属的极限频率，或波长大于极限波长，

与照射时间和光的强度无关，故 C正确，BD 错误。故选 C。

3．（2021·陕西西安市高三一模）下列说法正确的是（　　）

A．卢瑟福发现中子的核反应是：

B．机场、车站和重要活动场所的安检门可以探测人随身携带的金属物品，是利用静电感应的工作原理工

作的

C．考古专家发现某一骸骨中 C的含量为活着的生物体中 C的，已知 C的半衰期为 5 730 年，则确

定该生物死亡时距今约 11 560 年

D．根据，当∆t非常小时，就可以表示物体在 t时刻的瞬时速度，这应用了极限法

【答案】D【解析】A．卢瑟福猜想中子的存在，查德威克通过实验发现中子，发现中子的核反应是

，A错误；B．金属探测仪利用的是电磁感应，变化的磁场使金属内产生交流电，产

生的磁场反过来影响仪器内的电磁线圈，类似互感，B错误；C．C剩余为两个半衰期，距今约 11460

年，C错误；D．，当∆t非常小时，可以表示物体在 t时刻的瞬时速度应用了极限思想， D 正

确。

4．（2021·辽宁高三二模）核电池又叫“放射性同位素电池”，它是通过半导体换能器将同位素在衰变过

程中不断地放出具有热能的射线，把热能转变为电能而制造而成。核电池已成功地用作航天器的电源、心

脏起搏器电源和一些特殊军事用途。已知“嫦娥四号”上有一块备用的核燃料电池，核燃料为，其

半衰期为 88 年，的衰变方程为，下列说法正确的是（　　）

A．核比X核多 4个中子

B．该元素衰变的速度随所处环境的压强和温度的变化而发生变化

C．任意一个原子核发生衰变的时间都是88 年

D．该衰变的类型为衰变，其实质是原子核内部两个质子和两个中子结合成一个粒子从原子核中放射

出来

【答案】D【解析】A．由衰变方程质量数和电荷数守恒，即，可知 m=92n=4 故，

中子数为，中子数为，核比X核多 2个中子，A错误；B．

由衰变的快慢性质知，它由核本身的因素决定，而与原子所处的物理状态、温度、压强、速度、受力和化

学状态无关，B错误；C．衰变规律是统计规律，只适用于大量原子，对有限数核不适用，不能由半衰期

推算任意一个完全衰变时间，C错误；D．是发生了衰变，即为，粒子从原子核中射出，D

正确。故选 D。

5．（2021·山东高三二模）如图所示，用单色光 a、b分别照射光电管的阴极K，电流表 G的示数均不为

0。已知用单色光 a做双缝干涉实验时，相邻两条亮纹间距为∆x，仅将单色光 a换为单色光 b，相邻两条亮

纹间距为 2∆x。以下说法正确的是（　　）

A．用强度相同的 a、b两束光分别照射阴极K，其产生的饱和电流不同

B．用单色光 a照射阴极K时，产生的光电子的最大初动能是用单色光 b照射时的 2倍

C．用单色光 b照射阴极K时，产生的光电子的最大初动能是用单色光 a照射时的 2倍

D．用单色光 a照射阴极K时，产生的光电子的初动能均大于用单色光 b照射时产生的光电子的初动能

【答案】A【解析】A．因为两束光强度相同，频率不同，光子数不同，所以形成饱和电流的光电子数不

同，饱和光电流不同，A正确；B．由题意，单色光 a的频率是 b的2倍，则 a的光子能量是 b的2倍，

因Ekm= –W而W≠0，所以，用 a照射阴极K时产生的光电子的最大初动能不等于用 b照射时的 2倍，B

错误；C．因为 b光子的能量小，其产生光电子的最大初动能不可能大于 a产生的光电子的最大初动能，C

错误；D．发生光电效应时，照射光的频率决定了光电子的最大初动能，但光电子从阴极K逸出时的动能

却在0~Ekm 之间，故用 a照射阴极K时产生的光电子的初动能可能小于用 b照射时产生的光电子的初动能，

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