《高考物理一轮复习压轴题剖析（原子物理部分）》专题32 近代物理（原卷版）

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专题 32 近代物理

一、选择题（1-9 题只有一个选项正确，10-12 题有多个选项符合条件）

1．如图所示，有一束单色光入射到极限频率为的金属板 K上，具有最大初动能的某出射电子，沿垂直

于平行板电容器极板的方向，从左侧极板上的小孔入射到两极板间的匀强电场后，到达右侧极板时速度

刚好为零．已知电容器的电容为，带电量为，极板间距为，普朗克常量为，电子电量的绝对值

为，不计电子的重力．关于电容器右侧极板的带电情况和入射光的频率，以下判断正确的是（）

A．带正电， B．带正电，

C．带负电， D．带负电，

2．如图甲所示是研究光电效应实验规律的电路。当用强度一定的黄光照射到光电管上时，测得电流表的

示数随电压变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A．若改用红光照射光电管，一定不会发生光电效应

B．若改用蓝光照射光电管，图像与横轴交点在黄光照射时的右侧

C．若用频率更高的光照射光电管，则光电管中金属的逸出功变大

D．若照射的黄光越强，饱和光电流将越大

3．“通过观测的结果，间接构建微观世界图景”是现代物理学研究的重要手段，如通过光电效应实验确定

了光具有粒子性．弗兰克-赫兹实验是研究汞原子能量是否具有量子化特点的重要实验．实验原理如图 1

所示，灯丝 K发射出初速度不计的电子，K与栅极 G间的电场使电子加速，GA 间加有 0.5V 电压的反向

电场使电子减速，电流表的示数大小间接反映了单位时间内能到达 A极电子的多少．在原来真空的容器

中充入汞蒸汽后，发现 KG 间电压 U每升高 4.9V 时，电流表的示数 I就会显著下降，如图 2所示．科学

家猜测电流的变化与电子和汞原子的碰撞有关，玻尔进一步指出该现象应从汞原子能量量子化的角度去

解释．仅依据本实验结果构建的微观图景合理的是

A．汞原子的能量是连续变化的

B．存在同一个电子使多个汞原子发生跃迁的可能

C．相对于 G极，在 K极附近时电子更容易使汞原子跃迁

D．电流上升，是因为单位时间内使汞原子发生跃迁的电子个数减少

4．氢原子的能级示意图如图所示，现有大量的氢原子处于 n＝4 的激发态，当向低能级跃迁时，会

辐射出若干种不同频率的光，若用这些光照射逸出功为 4.54eV 的钨时，下列说法中正确的是:

A．氢原子能辐射 4 种不同频率的光子

B．氢原子辐射的光子有四种不能使钨发生光电效应

C．氢原子辐射一个光子后，氢原子的核外电子的速率增大

D．钨能吸收从 n＝4 向 n＝2 能级跃迁的光子而发生光电效应

5．2019 年北京时间 4月10 日21 时，人类历史上首张黑洞照片被正式披露，引起世界轰动．黑洞是一类

特殊的天体，质量极大，引力极强，在它附近（黑洞视界）范围内，连光也不能逃逸，并伴随很多新奇

的物理现象．传统上认为，黑洞“有进无出”，任何东西都不能从黑洞视界里逃逸出来．但霍金、贝肯斯坦

等人经过理论分析，认为黑洞也在向外发出热辐射，此即著名的“霍金辐射”，因此可以定义一个“黑洞温

度”T：常量，c为真空中的光速，G为万有引力常量，M为黑洞质量，k是一个有重要物理

意义的常量，叫做“玻尔兹曼常量”．以下几个选项，不能用来表示“玻尔兹曼常量”单位的是：

A．B．C．J·K-1 D．

6．“通过观测的结果，间接构建微观世界图景”是现代物理学研究的重要手段，如通过光电效应实验确定

了光具有粒子性．弗兰克-赫兹实验是研究汞原子能量是否具有量子化特点的重要实验．实验原理如图 1

所示，灯丝 K发射出初速度不计的电子，K与栅极 G间的电场使电子加速，GA 间加有 0.5V 电压的反向

电场使电子减速，电流表的示数大小间接反映了单位时间内能到达 A极电子的多少．在原来真空的容器

中充入汞蒸汽后，发现 KG 间电压 U每升高 4.9V 时，电流表的示数 I就会显著下降，如图 2所示．科学

家猜测电流的变化与电子和汞原子的碰撞有关，玻尔进一步指出该现象应从汞原子能量量子化的角度去

解释．下列说法错误的是

A．汞原子基态和第一激发态的能级之差可能是 4.9eV

B．KG 间电压低于 4.9V 时，电流随电压增大而上升，是因为电子能量越高，越容易克服反向电压到达 A

极

C．KG 间电压在 5~10V 之间时，出现电流随电压增大而上升的一段图线，是因为单位时间使汞原子发生

跃迁的电子个数增加

D．即使KG 间电压高于 4.9V，电子也存在始终不与汞原子发生碰撞的可能性

7．瑞典皇家科学院2018 年10 月2日宣布，将 2018 年诺贝尔物理学奖授予美国科学家阿瑟•阿什金、法

国科学家热拉尔•穆鲁以及加拿大科学家唐娜•斯特里克兰，以表彰他们在激光物理学领域的突破性贡献．

阿什金发明的光镊工具能够“夹”住微小如原子、病毒以及活细胞等物体．穆鲁和斯特里克兰发明了“啁啾

（zhōu jiū）脉冲放大”技术．“啁啾”出自唐诗“到大啁啾解游飏，各自东西南北飞”，形容鸟的鸣叫．“啁

啾脉冲放大”技术其原理为：将一段短脉冲在时域上展宽，然后放大，再进行压缩．此项技术已经成为高

强度激光的标准，应用于众多领域．则下列关于激光的说法合理的是

A．某激光器产生超短脉冲时长为2.0×10-13s，能量为 1.0J，则此激光超短脉冲的功率为 5.0×1013W

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