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专题突破卷19 近代物理专题（光电效应的规律以及方程的
应用、氢原子能级跃迁、核反应方程与核能的计算）
60 分钟
考点
考向
题型分布
近代物理专题（光电效应的规律以
及方程的应用、氢原子能级跃迁、
核反应方程与核能的计算）
考向1：光电效应的规律和方程的应用
考向2：氢原子能级跃迁
考向3：原子核的衰变、半衰期
考向4：核反应类型以及核反应方程
考向5：核力与核能的计算
考向6：光的波粒二象性、物质波
17 单选+3 多
选
近代物理专题（光电效应的规律以及方程的应用、氢原子
能级跃迁、核反应方程与核能的计算）（17 单选+3 多选）
1．（2024·广西玉林·模拟预测）关于对黑体的认识，下列说法正确的是（ ）
A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的
B．科学家在研究黑体辐射的实验规律时发现，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，另一
方面， 辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
C．爱因斯坦的光电效应方程成功地解释了黑体辐射的实验规律
D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关
2．（2024·天津滨海新·三模）如图所示，氢原子从
能级跃迁到
能级发出a 种光，氢原子从
能级跃迁到
能级发出b 种光。关于这两种光的特性，以下说法中正确的是（ ）
1
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A．在真空中传播同样的距离，b 光所用时间更长
B．从水中斜射入空气时，b 光更容易发生全反射
C．照射同样的金属板发生光电效应时，b 光的遏止电压更大
D．在条件相同的情况下做杨氏干涉实验，b 光的条纹间距更宽
3．（2024·天津北辰·三模）a、b 两束单色光分别用同一双缝干涉装置进行实验，在距双缝恒定距离的屏上
得到如图所示的干涉图样，图甲是a 光照射时形成的干涉图样，图乙是b 光照射时形成的干涉图样。下列
关于a、b 两束单色光的说法正确的是（ ）
A．a 光子的能量较大
B．在水中a 光传播的速度较小
C．若用b 光照射某金属没有光电子逸出，则用a 光照射该金属时也没有光电子逸出
D．若a 光是氢原子的核外电子从第四能级向第二能级跃迁时产生的，则b 光可能是氢原子的核外电子
从第三能级向第二能级跃迁时产生的
4．（2024·湖南长沙·三模）一群处于基态的氢原子，在大量电子的碰撞下跃迁至
的能级，然后从
能级向低能级跃迁。如图甲，氢原子从能级
跃迁到能级
产生可见光Ⅰ，从能级
跃迁到
能级
产生可见光Ⅱ。图乙是光Ⅰ、光Ⅱ对同种材料照射时产生的光电流与电压图线。已知普朗克常量
h，电子质量为
、电荷量为e，光在真空中的速度为c，下列说法正确的是（ ）
2
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A．使处于基态的氢原子跃迁至
能级的电子动能
B．图乙的图线a 对应光Ⅰ
C．图乙中的
、
满足关系
D．使处于基态的氢原子跃迁至
能级的电子德布罗意波长
5．（2024·江苏南京·模拟预测）日本排入海洋的核污水中含具有放射性的氚
，其衰变方程为
，半衰期为12.43 年。下列说法正确的是（ ）
A．X 为
B．该核反应过程中没有质量亏损
C．
的比结合能小于
的比结合能
D．经过24.86 年，核污水中所含有的氚还有一半未发生衰变
6．（2024·新疆·一模）对原子、原子核的认识，下列说法正确的是（ ）
A．某原子核发生一次α 衰变时，生成的新核与原来的原子核相比，中子数少2
B．发生β 衰变时，有电子放出，其本质是绕原子核运动的电子受激发出的
C．放射性元素的半衰期随着外界条件（如温度、压强等）的改变而改变
D．碳14 的半衰期为5730 年，若某古木的历史为11460 年，则该古木碳14 的含量为现代植物的
7．（2024·广东·模拟预测）核电站在运行时会产生大量核污染水，其中含有放射性元素——氚
，由于
它和氢元素有相似的生物学活性，会被人体吸收并整合到
和蛋白质上，一旦氚原子核衰变为氦3，会
直接破坏
和蛋白质上与氢有关化学键和氢键上，从分子层面造成人体病变。下列关于原子核的相关
说法正确的是（ ）
A．核反应
中的电子是核外电子
B．
衰变成
，经过了3 次
衰变
C．两个核子结合在一起所吸收的能量是原子核的结合能
3
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D．要使两个轻核发生核聚变，需要很高的温度，使其具有足够的动能以克服库仑斥力
8．（2024·湖北荆州·三模）关于下列四幅图的说法正确的是（ ）
A．图甲是
粒子散射实验，卢瑟福据此提出了原子的核式结构模型
B．图乙是光电效应实验，张开的验电器指针和锌板都带负电
C．图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹，1 为
射线
D．图丁是核反应堆示意图，它是利用轻核聚变反应释放能量
9．（2024·黑龙江鹤岗·模拟预测）硼中子俘获疗法是肿瘤治疗的新技术，其原理是进入癌细胞内的硼核（
）吸收慢中子，转变成锂核（
）和
粒子，释放出
光子。已知核反应过程中质量亏损为
，
光子的能量为
，已知硼核（
）的比结合能为
，锂核（
）的比结合能为
，氦核的比结合能为
；普朗克常量为h，真空中光速为c。下列税法中正确的是（ ）
A．光子的波长为
B．硼核（
）变成锂核（
）和
粒子的核反应是
衰变
C．放出的核能
D．氦核的比结合能
10．（2024·江苏镇江·模拟预测）一群处于第4 能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6 种不同频率的
光，将这些光分别照射到图甲电路阴极
的金属上，只能测得2 条电流随电压变化的图像如图乙所示，已
知氢原子的能级图如图丙所示，则下列推断正确的是（ ）
4
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A．图乙中的
光是氢原子由第4 能级向基态跃迁发出的
B．图乙中的
光光子能量为12.75eV
C．动能为1eV 的电子能使处于第3 能级的氢原子电离
D．阴极金属的逸出功可能为
11．（2024·湖北武汉·二模）研究表明，某些元素的原子核有可能从靠它很近的核外电子中“俘获”一个
电子而形成一个新原子，人们把这种现象叫做“K 俘获”。例如：一个铍原子核（
）会从K 层电子轨
道上俘获一个电子后生成一个处于激发态的锂核，和一个具有能量且不带电的质量数为零的中微子v。处
于激发态的锂核（
）又自发地放出γ 光子而回到基态。下列说法正确的是（ ）
A．该反应属于β 衰变
B．该反应前后没有质量亏损
C．铍原子核内有4 个中子，3 个质子
D．该反应的本质是一个质子俘获一个电子后生成一个中子
12．（2024·湖南·模拟预测）瑞瑞在一节大学物理实验课上用光源发出的光照射光电管来测量光电流与所
加电压关系。已知光源L 的光谱如图所示，则
曲线最可能为（ ）
5
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A．
B．
C．
D．
13．（2024·广东江门·模拟预测）如图1、2、3 所示为与光电效应相关的三幅图，其中图3 为a，b，c 三种
单色光分别照射金属K 时得到的光电流I 与光电管两端电压U 的关系图线。下列说法正确的是（ ）
A．光电效应是爱因斯坦最早在实验中发现，并用光子说成功加以解释
B．图2 中，断开开关S 后，电流表G 的示数为零
C．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大
D．根据图3 可知，b 光的频率大于c 光的频率
14．（2024·山东济宁·三模）某兴趣小组设计了一种光电烟雾报警器，其结构和原理如图所示。光源向外
发射某一特定频率的光，发生火情时有烟雾进入报警器内，会使部分光改变传播方向，绕过挡板进入光电
管从而发生光电效应，于是有电流输入报警系统，电流大于
就会触发报警系统报警。某次实验中，当滑
动变阻器的滑片P 处于图示位置，烟雾浓度增大到n 时恰好报警。假设烟雾浓度越大，单位时间内光电管
接收到的光子数越多。下列说法可能正确的是（ ）
6
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A．光线绕过挡板进入光电管利用了光的折射
B．为提高光电烟雾报警器的灵敏度，可以将滑片P 向右移动少许
C．仅将电源的正负极反接，在烟雾浓度为n 时也可能触发报警
D．报警器恰好报警时，将滑片P 向右移动后，警报有可能会被解除
15．（2024·浙江温州·模拟预测）如图所示是研究光电效应的实验装置，C 为滑动变阻器的中点。现用蓝光
照射光电管K，电流表中有电流，则（ ）
A．将滑片向a 端移动，光电子的最大初动能不变
B．将滑片向a 端移动，光电流将一直增大
C．用光强相同的紫光照射K，则形成的饱和电流大小相等
D．用光强相同的黄光照射K，则电路中的电流将增大
16．（2024·安徽六安·一模）关于以下各图中所示的热学相关知识，描述正确的是（ ）
A．图甲：阴极射线管的K 极发射的射线是电磁波
B．图乙：康普顿效应说明光子具有波动性，光子不但具有能量，还有动量
7
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C．图丙中，曲线1 对应的分子平均动能比曲线2 对应的分子平均动能小
D．图丁中，一定质量的理想气体完成A→B→C→A 一个循环中其温度始终不变
17．（2024·山东·模拟预测）氢原子能级跃迁可以帮助我们更好地理解宇宙的结构，并从中得到很多有价
值的信息。大量氢原子处于
能级上，其能级图如图所示。下列关于这些氢原子能级跃迁过程中所发出
的
、
、三种光的说法正确的是（ ）
A．相同条件下，
光最容易发生明显的衍射现象
B．光光子的动量最大
C．用
光照射处于
能级的氢原子，氢原子会发生电离
D．在真室中，光的波长等于
、
两光波长之和
18．（2024·云南·模拟预测）如图所示，在铅制盒子中存放有放射性元素铀，射线只能从盒子上的小孔射
出，形成细细的一束。在射线经过的区域施加垂直于纸面向外的匀强磁场，发现射线分裂成了1、2 和3 三
束，则（ ）
A．射线1 带负电
B．射线2 为X 射线，穿透能力最强
C．射线3 的粒子与光照射金属时所逸出的带电粒子是同一种粒子
D．三束射线速度大小不同，穿透能力也不同
19．（2024·天津蓟州·三模）以下说法正确的是（ ）
A．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定吸收能量
B．核反应可以说明原子核具有复杂结构
C．
是重核裂变
8
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D．核反应中
，其中X 是质子
20．（2024·海南海口·三模）在光电效应中，当一定频率的光照射某种金属时，实验得到的遏止电压
与
入射光的频率
的关系如图，其横轴截距为a，纵轴截距为
，元电荷电量为e。下列说法正确的是（
）
A．遏止电压与入射光的频率成正比
B．金属的逸出功为eb
C．金属的截止频率为a
D．普朗克常量
9
