基礎(chǔ)鞏固
1.(2024湖南卷)量子技術(shù)是當(dāng)前物理學(xué)應(yīng)用研究的熱點,下列關(guān)于量子論的說法正確的是( )
A.普朗克認為黑體輻射的能量是連續(xù)的
B.光電效應(yīng)實驗中,紅光照射可以讓電子從某金屬表面逸出,若改用紫光照射也可以讓電子從該金屬表面逸出
C.康普頓研究石墨對X射線散射時,發(fā)現(xiàn)散射后僅有波長小于原波長的射線成分
D.德布羅意認為質(zhì)子具有波動性,而電子不具有波動性
答案 B
解析 普朗克認為黑體輻射的能量是量子化的,故A錯誤;入射光的頻率大于或等于金屬的截止頻率能產(chǎn)生光電效應(yīng),紫光的頻率大于紅光的頻率,紅光能讓金屬產(chǎn)生光電效應(yīng),則紫光也能讓金屬產(chǎn)生光電效應(yīng),故B正確;石墨對X射線的散射過程遵循動量守恒,光子和電子碰撞后,電子獲得一定的動量,光子動量變小,根據(jù)λ=hp可知波長變長,故C錯誤;德布羅意認為物質(zhì)都具有波動性,故D錯誤。
2.在醫(yī)學(xué)研究中把Sr-87m引入患者體內(nèi),待骨骼吸收后,用輻射檢測器可測定其在患者骨骼中所處的位置,并確定患者體內(nèi)出現(xiàn)的異常情況。Sr-87m的半衰期為2.8 h,對于質(zhì)量為m0的Sr-87m,經(jīng)過時間t后剩余的質(zhì)量為m,其mm0-t圖線如圖所示。從圖中提供的信息,可知Sr-87m的半衰期可表示為( )
A.t1-0B.t3-t1
C.t2-t1D.t3-t2
答案 B
解析 由圖可知從mm0=0.8到mm0=0.4恰好衰變了一半,根據(jù)半衰期的定義可知半衰期為τ=t3-t1,故選B。
3.(2023浙江6月選考)“玉兔二號”裝有核電池,不懼漫長寒冷的月夜。核電池將 94238Pu衰變釋放的核能一部分轉(zhuǎn)化成電能。 94238Pu的衰變方程為 94238Pu 92XU+24He,則( )
A.衰變方程中的X等于233
B.24He的穿透能力比γ射線強
C.94238Pu比 92XU的比結(jié)合能小
D.月夜的寒冷導(dǎo)致 94238Pu的半衰期變長
答案 C
解析 根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒,得238=X+4,解得X=234,選項A錯誤;24He為α射線,α射線比γ射線的穿透能力弱,選項B錯誤;該核反應(yīng)為放能反應(yīng),94238Pu比 92XU的比結(jié)合能小,選項C正確;半衰期不隨元素所處的物理狀態(tài)和化學(xué)狀態(tài)的變化而變化,選項D錯誤。
4.(2023山東卷)“夢天號”實驗艙攜帶世界首套可相互比對的冷原子鐘組發(fā)射升空,對提升我國導(dǎo)航定位、深空探測等技術(shù)具有重要意義。如圖所示為某原子鐘工作的四能級體系,原子吸收頻率為ν0的光子從基態(tài)能級Ⅰ躍遷至激發(fā)態(tài)能級Ⅱ,然后自發(fā)輻射出頻率為ν1的光子,躍遷到鐘躍遷的上能級2,并在一定條件下可躍遷到鐘躍遷的下能級1,實現(xiàn)受激輻射,發(fā)出鐘激光,最后輻射出頻率為ν3的光子回到基態(tài)。該原子鐘產(chǎn)生的鐘激光的頻率ν2為( )
A.ν0+ν1+ν3B.ν0+ν1-ν3
C.ν0-ν1+ν3D.ν0-ν1-ν3
答案 D
解析 根據(jù)能級圖可得hν0=hν1+hν2+hν3,解得ν2=ν0-ν1-ν3,選項A、B、C錯誤,D正確。
5.(2024山東淄博二模)某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論,其中的兩個核反應(yīng)方程為 11H+ 612CX+Q1,11H+715NC+24He+Q2,方程式中Q1、Q2表示釋放的能量,相關(guān)的原子核質(zhì)量見下表。以下推斷正確的是( )
A.X是 713N,Q2>Q1
B.X是 715N,Q2>Q1
C.X是 713N,Q2Q1,A正確。
6.氫原子能級分布如圖所示?？梢姽獾哪芰糠秶鸀?.62~3.11 eV,兩個處于n=4能級的氫原子自發(fā)躍遷到低能級的過程中( )
A.最多能輻射出6種頻率不同的光,其中最多有3種頻率不同的可見光
B.最多能輻射出6種頻率不同的光,其中最多有2種頻率不同的可見光
C.最多能輻射出4種頻率不同的光,其中最多有3種頻率不同的可見光
D.最多能輻射出4種頻率不同的光,其中最多有2種頻率不同的可見光
答案 D
解析 一個原子最多可以產(chǎn)生3種不同頻率的光,分別是從第4能級到第3能級(0.66 eV),從第3能級到第2能級(1.89 eV),從第2能級到第1能級(10.2 eV);另外一個可以從第4能級到第2能級(2.55 eV),再從第2能級到第1能級(10.2 eV),或者從第4能級到第3能級(0.66 eV),再從第3能級到第1能級(12.09 eV),所以最多能輻射出4種頻率不同的光,從第3能級到第2能級和從第4能級到第2能級產(chǎn)生的光屬于可見光,即最多有2種頻率不同的可見光。故選D。
7.某防盜報警器工作原理如圖所示。用紫外線照射光敏材料制成的陰極時,逸出的光電子在電路中產(chǎn)生電流,電流經(jīng)放大后使電磁鐵吸住鐵條。當(dāng)光源與陰極間有障礙物時,報警器響起。下列說法正確的是( )
A.若用紅外光源代替紫外光源,該報警器一定能正常工作
B.逸出光電子的最大初動能與照射光頻率成正比
C.若用更強的同一頻率紫外線照射陰極,光電流變大
D.若用更強的同一頻率紫外線照射陰極,所有光電子的初動能均增大
答案 C
解析 由光電效應(yīng)方程知hν=W0+Ek,紫外光頻率大于紅外光頻率,該光敏材料截止頻率未知,不能確保紅外光照射會發(fā)生光電效應(yīng),A錯誤;由光電效應(yīng)方程知,逸出光電子的最大初動能與照射光頻率有關(guān),但不成正比,B錯誤;光照越強,光電子越多,光電流越大,C正確;由光電效應(yīng)方程知,光電子的最大初動能只與光的頻率有關(guān),與光照強弱無關(guān),D錯誤。
綜合提升
8.(多選)(2024山東濟寧一模)如圖甲所示,a、b兩束單色光分別沿不同方向射向橫截面為半圓形的玻璃磚的圓心O,已知a光剛好發(fā)生全反射,b光的折射光線(反射光線未畫出)剛好與a光的反射光線重疊。分別將這兩束單色光射向圖乙所示的裝置,僅有一束光能發(fā)生光電效應(yīng)。調(diào)節(jié)滑片P的位置,當(dāng)電流表示數(shù)恰好為零時,電壓表示數(shù)為Uc。已知K極板上金屬的截止頻率為ν0,電子電荷量的絕對值為e,普朗克常量為h,下列說法正確的是( )
A.若將b光沿a光的光路射向O點,b光也能發(fā)生全反射
B.用同一雙縫做光的干涉實驗,a光產(chǎn)生的干涉條紋間距比b光的大
C.a光的光子能量為hν0+eUc
D.用圖乙測量遏止電壓,滑片P應(yīng)從圖示位置向左端滑動
答案 CD
解析 由光路可知na=1sinβ,nb=sinαsinβ,則na>nb,sin Cb=1nb>1na=sin β,即Cb>β,則若將b光沿a光的光路射向O點,b光不發(fā)生全反射,A錯誤;因fa>fb,則λaUc2,故若b光為綠光,c光可能是紫光,A錯誤;圖甲所示的光電效應(yīng)實驗裝置所加的是正向電壓,滑動變阻器滑片右移時,極板間電壓增大,電流可能增大,當(dāng)電流達到飽和電流時,電流不發(fā)生改變,B錯誤;若光子能量為0.66 eV,照射某一個處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子,根據(jù)-1.51 eV+0.66 eV=-0.85 eV可知,氫原子吸收光子的能量,躍遷至n=4激發(fā)態(tài),最多可以產(chǎn)生3種不同頻率的光,C錯誤;能使金屬銣發(fā)生光電效應(yīng)的光,根據(jù)光電效應(yīng)方程有Ek=hν-W0=hν-2.13 eV>0,則光子的能量大于2.13 eV,處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)生電離的能量至少為1.51 eV,故用能使金屬銣發(fā)生光電效應(yīng)的光直接照射處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子,可以使該氫原子電離,D正確。原子核
11H
24He
612C
713N
715N
質(zhì)量/u
1.007 8
4.002 6
12.000 0
13.005 7
15.000 1
金屬
W0/eV
ν/1014Hz
鈉
2.29
5.33
鉀
2.25
5.44
銣
2.13
5.15

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