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热点16 近代物理
[分值：46 分]
[1~7 题，每题4 分，8~10 题，每题6 分]
1.(2025·广西卷·1)有四种不同逸出功的金属材料：铷2.15 eV，钾2.25 eV，钠2.30 eV 和镁3.20 eV 制成的
金属板。现有能量为2.20 eV 的光子，分别照到这四种金属板上，则会发生光电效应的金属板为( )
A.铷
B.钾
C.钠
D.镁
答案 A
解析 当光子的能量大于金属的逸出功时就能发生光电效应，可知能量为2.20 eV 的光子分别照射到四种
金属板上，会发生光电效应的金属板是铷。故选A。
2.(2025·湖南卷·1)关于原子核衰变，下列说法正确的是( )
A.原子核衰变后生成新核并释放能量，新核总质量等于原核质量
B.大量某放射性元素的原子核有半数发生衰变所需时间，为该元素的半衰期
C.放射性元素的半衰期随环境温度升高而变长
D.采用化学方法可以有效改变放射性元素的半衰期
答案 B
解析 原子核衰变时释放能量，根据质能方程，总质量会减少，新核总质量小于原核质量，故A 错误；半
衰期为大量放射性原子核半数发生衰变所需的时间，故B 正确；半衰期由原子核内部结构决定，与环境温
度无关，故C 错误；半衰期不受化学方法影响，因为化学变化不改变放射性元素的半衰期，故D 错误。
3.(2025·山东卷·1)在光电效应实验中，用频率和强度都相同的单色光分别照射编号为1、2、3 的金属，所
得遏止电压如图所示，关于光电子最大初动能Ek的大小关系正确的是( )
A.Ek1>Ek2>Ek3
B.Ek2>Ek3>Ek1
C.Ek3>Ek2>Ek1
D.Ek3>Ek1>Ek2
答案 B
解析 根据光电子最大初动能与遏止电压的关系Ek=eUc，根据图像有Uc2>Uc3>Uc1，故Ek2>Ek3>Ek1，故选
B。
4.(2025·天津市重点校联考一模)关于下列四幅图的说法正确的是( )
A.图甲是α 粒子散射实验，α 粒子穿过金箔后，多数α 粒子发生了大角度的偏转
B.图乙是光电效应实验，此时张开的验电器指针带负电，锌板带正电
C.图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹，其中1 为β 射线
D.图丁是核反应堆示意图，其中石墨作为慢化剂的作用是吸收中子
答案 C
解析 题图甲是α 粒子散射实验，α 粒子穿过金箔后，少数α 粒子发生了大角度偏转，故A 错误；题图乙
是光电效应实验，锌板失去电子，张开的验电器指针和锌板都带正电，故B 错误；题图丙是放射源放出三
种射线在磁场中的运动轨迹，根据左手定则，1 带负电为β 射线，故C 正确；核反应堆中的石墨起使中子
减速作用，故D 错误。
5.(2025·安徽省九师联盟模拟)大量处于n=2 能级的氢原子被频率为ν 的单色光照射后，能辐射出频率不等
于ν 的光子有5 种，氢原子的能级示意图如图所示，则辐射出的光子中频率最高的光子的频率为( )
A.3ν
B.4ν
C.5ν
D.6ν
答案 C
解析 依题意，吸收光子后，能辐射出6 种不同频率的光子，则吸收光子后，氢原子从n=2 能级跃迁到
n=4 能级，根据跃迁条件可得hν=E4-E2=-0.85 eV-(-3.4 eV)=2.55 eV，氢原子从n=4 能级跃迁到n=1 能级辐射
出的光子频率最高，即hνm=E4-E1=-0.85 eV-(-13.6 eV)=12.75 eV，解得νm=5ν，故选C。
6.(多选)(2025·黑吉辽蒙卷·8)某理论研究认为，
Mo
42
100
原子核可能发生双β 衰变，衰变方程为 42
100
Mo→
44
ARu+y-1
0e。处于第二激发态的 44
ARu 原子核先后辐射能量分别为0.590 8 MeV 和0.539 5 MeV 的γ1、
γ2两光子后回到基态。下列说法正确的是( )
A.A=100
B.y=2
C.γ1的频率比γ2的大
D.γ1的波长比γ2的大
答案 ABC
解析 由核反应方程质量数和电荷数守恒可得100=A+0，42=44-y，解得A=100，y=2，A、B 正确；由题可
知γ1光子的能量大于γ2光子的能量，根据光子的能量公式ε=hν，波长λ=c
ν ，可得γ1的频率大于γ2的频率，
γ1的波长小于γ2的波长，C 正确，D 错误。
7.(2025·北京卷·13)自然界中物质是常见的，反物质并不常见。反物质由反粒子构成，它是科学研究的前沿
领域之一。目前发现的反粒子有正电子、反质子等；反氢原子由正电子和反质子组成。粒子与其对应的反
粒子质量相等，电荷等量异种。粒子和其反粒子碰撞会湮灭。反粒子参与的物理过程也遵守电荷守恒、能
量守恒和动量守恒。下列说法正确的是( )
A.已知氢原子的基态能量为-13.6 eV，则反氢原子的基态能量也为-13.6 eV
B.一个中子可以转化为一个质子和一个正电子
C.一对正负电子等速率对撞，湮灭为一个光子
D.反氘核和反氘核的核聚变反应吸收能量
答案 A
解析 氢原子基态能量由电子与质子决定。反氢原子由正电子和反质子构成，电荷结构相同，能级结构不
变，基态能量仍为-13.6 eV，故A 正确；若中子衰变(β+衰变)生成一个质子和一个正电子 0
1n→1
1p+1
0e，不符
合电荷守恒，故B 错误；
正负电子对撞湮灭时，总动量为零，需产生至少两个光子以保证动量守恒。单个光子无法满足动量守恒条
件，故C 错误；核聚变通常释放能量(如普通氘核聚变)，反氘核聚变遵循相同规律，应释放能量而非吸收，
故D 错误。
8.(2025·江苏南通市调研)氢原子的可见光光谱如图所示，谱线的波长满足公式1
λ=R∞( 1
2
2- 1
n
2)(n=3、4、5、
6)，式中R∞是常量。已知四条光谱线对应的光照射某种金属，仅一种光能使该金属发生光电效应。则
(
)
A.Hα谱线对应的光子能量最大
B.Hα谱线对应的光子动量最大
C.Hα谱线对应的光子能使该金属发生光电效应
D.Hδ谱线是氢原子从第5 激发态跃迁到第1 激发态产生的
答案 D
解析 由题图可知，Hα谱线对应的光子的波长最大，由于波长和频率关系可知，其频率最小，由能量子公
式ε=hν 可知，其能量最小，故A 项错误；由光子的动量与波长的关系有p=h
λ ，Hα谱线对应的光子的波长
最长，所以Hα谱线对应的光子动量最小，故B 项错误；
由之前的分析可知，Hα谱线对应的光子能量最小，而题意为仅有一种光能使该金属发生光电效应，所以该
光应该是能量最大的，即Hα谱线对应的光子不能使该金属发生光电效应，故C 项错误；由之前的分析可
知，Hδ谱线对应的光子能量最高，由玻尔理论可知，其是氢原子从第5 激发态跃迁到第1 激发态产生的，
故D 项正确。
9.(多选)(2025·四川南充市示范名校联考)核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。
92
235 U+0
1n→ 56
141
Ba+36
92Kr+aX 是反应堆中发生的许多核反应中的一种，X 是某种粒子，a 是X 粒子的个数，
用mU、mBa、mKr分别表示 92
235
U、
Ba
56
141
、Kr
36
92
核的质量，mX表示X 粒子的质量，c 为真空中的光速，以
下说法正确的是( )
A.X 为中子，a=2
B.X 为中子，a=3
C.上述核反应中放出的核能ΔE=(mU-mBa-mKr-2mx)c2
D.上述核反应中放出的核能ΔE=(mU-mBa-mKr-3mx)c2
答案 BC
解析 由电荷数守恒知X 的电荷数为0，故X 为中子；由质量数守恒知a=3，故A 错误，B 正确；由题意
知，核反应过程中的质量亏损Δm=mU-mBa-mKr-2mX，由质能方程可知，释放的核能ΔE=Δmc2=(mU-mBa-
mKr-2mX)c2，故C 正确，D 错误。
10.(多选)(2025·河南南阳市一模)光电管是应用光电效应原理制成的光电转换器件，在有声电影、自动计数、
自动报警等方面有着广泛的应用。现有含光电管的电路如图(a)所示，图(b)是用甲、乙、丙三束光分别照射
光电管得到的I-U 图线，Uc1、Uc2表示遏止电压。下列说法中正确的是( )
A.甲、乙是不同颜色的光且甲光束比乙光束的光照强度强
B.甲光照射时比丙光照射时产生的光电子的最大初动能小
C.分别用甲光、丙光照射同一双缝干涉实验装置，甲光照射比丙光照射形成的干涉条纹间距宽
D.甲、乙、丙三束光的光子动量p 甲=p 乙<p 丙
答案 BCD
解析 根据eUc=hν-W0结合题图(b)可知，甲光和乙光频率相同，则甲、乙是同种颜色的光，但是甲光比乙
光的饱和电流大，即甲光的光强大于乙光，故A 错误；根据eUc=Ekm和题图(b)可知，甲光照射时比丙光照
射时产生的光电子的最大初动能小，故B 正确；光的双缝干涉实验中，相邻干涉条纹的宽度为Δx= L
d λ，根
据光电效应方程eUc=Ekm=hν-W0，可得ν 丙>ν 甲，则λ 丙<λ 甲，所以分别用甲光、丙光照射同一双缝干涉实验
装置，甲光照射形成的干涉条纹间距比丙光的宽，故C 正确；由上述分析可知ν 丙>ν 甲=ν 乙，而光子动量p=
hν
c ，因此甲、乙、丙三束光的光子动量p 甲=p 乙<p 丙，故D 正确。
