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热点 18 近代物理
1．(2022·天津市一模)下列说法中正确的是( )
A．为了解释光电效应规律，爱因斯坦提出了光子说
B．卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子的能级结构
C．在原子核人工转变的实验中，查德威克发现了质子
D．玻尔通过对黑体辐射进行实验研究，创立了黑体辐射理论
答案 A
解析 为了解释光电效应，爱因斯坦在黑体辐射能量量子化基础上，提出了光子说，A正确；
卢瑟福依据α粒子散射实验的结果提出了原子的核式结构，B错误；卢瑟福预言了中子的存
在，查德威克通过原子核人工转变实验发现了中子，C错误；普朗克通过多种尝试，推导出
了黑体辐射理论，D错误．
2．(多选)(2022·陕西渭南市一模)国家重大科技基础设施中国散裂中子源项目已经投入正式
运行．有关中子的研究，下列说法正确的是( )
A．卢瑟福发现了中子
B．中子和其他微观粒子一样，都具有波粒二象性
C．在原子核中，中子和质子、中子和中子之间都存在强相互作用
D．U在中子轰击下生成Sr和Xe的过程中，原子核中核子的平均质量变小
答案 BCD
解析 查德威克通过α粒子轰击铍核获得碳核的实验发现了中子，A项错误；所有微观粒子
都具有波粒二象性，B项正确；在原子核中，中子和质子、中子和中子之间都存在强相互作
用——核力作用，C项正确；U在中子轰击下生成Sr和Xe属于重核裂变反应，裂变反应释
放能量，根据质能方程E＝mc2可知，核反应过程中存在质量亏损，所以原子核中核子的平
均质量变小，D项正确．
3.(2022·海南海口市一模)氢原子能级图如图所示，处于基态的一群氢原子被频率为ν 的单色
0
光照射后，发出3种频率的光，频率关系为ν>ν>ν，则( )
1 2 3A．ν>ν B．hν＝1.89 eV
0 1 3
C．hν＝12.09 eV D．hν＝0.76 eV
2 1
答案 B
解析 处于基态的一群氢原子被频率为ν 的单色光照射后，发出3种频率的光，说明跃迁至
0
第3能级，因为C＝3，故hν＝E－E＝12.09 eV，第3能级跃迁至第1能级发出的光，频率
0 3 1
最高，满足hν＝hν＝12.09 eV，A、D错误；由能级图可知，频率为ν 的光为第2能级跃迁
1 0 2
至第1能级发出的，即hν ＝E －E ＝10.2 eV，频率为ν 的光为第3能级跃迁至第2能级发
2 2 1 3
出的，即hν＝E－E＝1.89 eV，B正确，C错误．
3 3 2
4．(多选)(2022·天津市宁河区芦台第一中学模拟)太阳能源于太阳内部的聚变反应，太阳质
量也随之不断减少．设每次聚变反应可看作4个氢核结合成1个氦核，太阳每秒钟辐射的能
量约为4.0×1026 J，光在真空中的速度c＝3×108 m/s，下列说法正确的是( )
A．该聚变的核反应方程是4H→He＋2e
B．聚变反应在常温下不能发生
C．太阳每秒减少的质量约为4.4×109 kg
D．目前核电站采用的核燃料主要是氢核
答案 BC
解析 根据质量数守恒和电荷数守恒，可得该聚变的核反应方程为4H→He＋2e，A错误；
该聚变反应需要在高温高压条件下发生，所以聚变反应在常温下不能发生，B正确；根据爱
因斯坦质能方程，可得太阳每秒减少的质量为Δm＝＝ kg≈4.4×109 kg，C正确；目前核电
站采用的核燃料主要是铀核，利用铀核的裂变反应过程中释放的核能，D错误．
5．(2022·湖南永州市三模)1956年吴健雄用半衰期为5.27年的Co对李政道和杨振宁提出的
在弱相互作用中宇称不守恒进行实验验证.Co的衰变方程式为Co→Ni＋X.下列说法正确的是
( )
A．X是质子
B．增大压强，可使Co的半衰期变为10.54年
C.Co衰变能释放出X，说明了原子核中有X
D．若该衰变过程中的质量亏损为Δm，真空中的光速为c，则该反应释放的能量为Δmc2
答案 D
解析 根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为0，电荷数为－1，为电子，
选项A错误；外部因素不能改变放射性元素的半衰期，选项 B错误；原子核中的中子转化
为质子时放出电子，则Co衰变能释放出电子，不能说明原子核中有电子，选项C错误；若
该衰变过程中的质量亏损为Δm，真空中的光速为c，则该反应释放的能量为E＝Δmc2，选
项D正确．
6．(2022·河北邢台市模拟)某实验小组做光电效应的实验，用不同频率的光照射某种金属，
测量结果如下表所示．已知电子电荷量大小为e.下列说法中正确的是( )入射光频率 遏止电压 饱和光电流
γ U I
1 1
3γ U I
2 2
A．一定有U＝3U
2 1
B．一定有I＝3I
2 1
C．可以推测普朗克常量h＝
D．可以推测该金属的逸出功为W＝
答案 C
解析 遏止电压的大小与入射光频率有关，根据爱因斯坦光电效应方程有 E ＝hν－W ＝
k 0
eU，可知遏止电压与入射光频率成一次函数关系，故U≠3U ，A错误；饱和光电流与入射
2 1
光强度有关，题中未知入射光强度，B错误；根据爱因斯坦光电效应方程得hν ＝eU ＋W，
1 1
hν ＝eU ＋W，联立可得普朗克常量为h＝，代入数据解得h＝，C正确；将求出的普朗克常
2 2
量，代入可得金属的逸出功W＝hν－eU＝，代入数据解得W＝，D错误．
1 1
7．(2022·广东省二模)图示为几种金属的逸出功和氢原子能级图．现有大量处于n＝4能级的
氢原子向低能级跃迁，结合图表信息可知( )
金属 钨 钙 钾 铷
W/eV 4.54 3.20 2.25 2.13
0
A．铷的截止频率大于钙的截止频率
B．氢原子跃迁时对外辐射连续光谱
C．氢原子辐射的光有3种频率能使钨发生光电效应
D．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能减小
答案 C
解析 由表格数据可知，铷的逸出功小于钙的逸出功，故铷的截止频率小于钙的截止频率，
A错误；原子的发射光谱为线状谱，故氢原子跃迁时对外辐射不连续的光谱，B错误；大量
处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，对外辐射光子的能量分别有 ΔE ＝E －E ＝12.75
1 4 1
eV，ΔE ＝E －E ＝12.09 eV，ΔE ＝E －E ＝10.2 eV，ΔE ＝E －E ＝2.55 eV，ΔE ＝E －E
2 3 1 3 2 1 4 4 2 5 3 2＝1.89 eV，ΔE ＝E －E ＝0.66 eV，能使钨发生光电效应的条件是ΔE>W ＝4.54 eV，可知氢
6 4 3 0
原子辐射的光有3种频率能使钨发生光电效应，C正确；设电子绕氢原子核运动的轨道半径
为r，质子和电子的电荷量大小均为e，电子的质量为m，由库仑力提供向心力可得k＝m，
解得电子的动能为E ＝mv2＝，氢原子辐射光子后，电子从外轨道跃迁到内轨道，轨道半径
k
变小了，故电子动能增大了，D错误．
