热点12　近代物理
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1．(多选)(2019•山东济南历城区高三模拟)下列四幅图的有关说法中正确的是(　　)

A．图(1)中的人用大锤连续敲打，小车能在光滑的水平面上持续向右运动
B．图(2)中若改用绿光照射，验电器金属箔可能不张开
C．图(3)为氢原子能级示意图，一群氢原子处于n＝4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，能使逸出功为2.21 eV的金属钾发生光电效应的光谱线有4条
D．图(4)可以得知原子核F的比结合能小于原子核E的比结合能，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要释放能量
2．如图所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于n＝4 的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光，下列说法正确的是(　　)
A．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
B．由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的光频率最小
C．由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的光最容易表现出衍射现象
D．用由n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应
3．(2019•全国押题卷二)生物在生存的时候，由于需要呼吸，其体内的14C含量大致不变，生物死去后停止呼吸，此时体内的14C会发生β衰变，变成氮(N)元素．人们可通过检测一件古物的14C含量，来估计它的大概年龄，这种方法称之为放射性碳定年法．现将一个静止原子核14C放入匀强磁场中，那么能近似反映其衰变后粒子运动轨迹的是(　　)

4．(多选)在光电效应实验中，两个实验小组分别在各自的实验室，约定用相同频率的单色光分别照射锌和银的表面，结果都能发生光电效应，如图甲，并记录相关数据．对于这两组实验，下列判断正确的是(　　)
　
A．饱和光电流一定不同，光电子的最大初动能不同
B．因为材料不同，逸出功不同，所以遏止电压Uc不同
C．因为光强不确定，所以单位时间内逸出的光电子数可能相同
D．分别用不同频率的光照射之后绘制Uc－ν图象(ν为照射光频率，图乙为其中一小组绘制的图象)，图线的斜率可能不同
5．(多选)蒙德•戴维斯因研究来自太阳的中微子(νe)而获得了诺贝尔物理学奖．他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615吨四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶．中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程式为νe＋3717Cl→3718Ar＋　　0－1e，已知3717Cl核的质量为36.956 58 u，3718Ar核的质量为36.956 91 u，　　0－1 e的质量为0.000 55 u, 1 u质量对应的能量为931.5 MeV.根据以上信息，可以判断(　　)
A．中微子不带电
B．中微子就是中子
C.3717Cl和3718Ar是同位素
D．参与上述反应的中微子的最小能量约为0.82 MeV
6．(2019•北京平谷区高三模拟)国际权威学术期刊《自然》发表了中国首颗暗物质探测卫星“悟空”的首批成果：发现太空中的反常电子信号．“悟空”采用的是由中国科学家自主提出的分辨粒子种类的新探测技术方法，既能探测低能区，也能探测高能区，特别是首次走进能量为1 TeV(1 TeV＝1.0×1012 eV，e＝1.6×10－19 C)以上的“无人区”，“悟空”首次直接测量到了能谱在1 TeV处的“拐折”及在1.4 TeV处的“尖峰”．从目前数据分析来看，产生“奇异”电子信号的来源很可能是暗物质湮灭或衰变．如果进一步证实了这种观点，人们就可以根据“悟空”的探测结果获知暗物质粒子的质量和湮灭率．结合上述信息，下列说法正确的是(　　)
A．“拐折”处的电子宇宙射线粒子的能量高达1.6×1031 J
B．电子宇宙射线从地球赤道上空垂直射向地面时，在地球磁场的作用下会向西偏转
C．假设暗物质湮灭亏损的质量为Δm，则湮灭过程中释放的能量为ΔE＝Δmc(c为光在真空中的传播速度)
D．若暗物质衰变的规律与普通放射性元素相同，则其半衰期随温度的升高而减小
7．(2019•北京高三模拟)LED，是英文lightemittingdiode的简称，又称发光二极管．LED的心脏是一个半导体的晶片，它由两部分组成，一部分是P型半导体，里面拥有多余的带正电荷的空穴，另一端是N型半导体，里面拥有多余的电子．电流通过导线作用于这个晶片，自由电子在通过二极管时会陷入P型层中的空穴，这一过程中电子会从传导带向低轨道跃迁，因而电子会以光子的形式释放出能量．晶片材料的传导带与低轨道之间的能级差，决定光子的频率，当二极管由某些特定材料制成时，就能发出可见光光子．LED因其独特的构造，多数光子不会被半导体材料自身吸收，因而能向外释放大量的光子．根据以上信息，下列说法正确的是(　　)
A．白炽灯是通过加热灯丝发光的，LED灯也需要通过加热才能发光，它们工作时都会散发大量的热
B．传导带与低轨道之间的能级差越大，电子跃迁时辐射出光子的波长越长
C．普通硅二极管工作时不能产生可见光，只会发出红外线，是由于该材料的传导带与低轨道之间的能级差太小
D．LED灯与普通灯泡一样，没有正负极
8．(2019•山师大附中高三期中)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与频率关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是(　　)

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1．解析：选BC.用锤打车，是人(包括铁锤)和车系统的内力，系统在水平方向所受的外力之和为零，所以系统的总动量守恒，人和车的初动量为零，根据动量守恒定律，如果锤头打下去时锤头向右运动，车就向左运动，举起锤头时锤头向左运动，车就向右运动，用锤头连续敲击时，车只是左右运动，锤头不动，车就停下来，故A项错误；紫光灯照射时，金属板产生光电效应，换用频率更小的绿光照射，可能不产生光电效应，验电器金属箔可能不张开，故B项正确；一群氢原子处于n＝4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，一共能产生6条光谱线，其中n＝4到n＝3的光子能量不能使钾发生光电效应，还有n＝3到n＝2的光子能量不能使钾发生光电效应，其余4种光子能量都大于2.21 eV，能使钾发生光电效应，故C项正确；原子核F的平均核子质量小于原子核E的平均核子质量，原子核F的比结合能大于原子核E的比结合能，原子核D和E聚变成原子核F时核子平均质量减小，会有质量亏损，要释放能量，故D项错误．
2．解析：选D.这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光，A错；由n＝4能级跃迁到n＝3能级产生的光，能量最小，频率最小，由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的光，能量最大，频率最大，波长最小，最不容易表现出衍射现象，B、C错；由n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光子的能量为10.2 eV，用它照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应，D对．
3．解析：选D.14C衰变过程中系统动量守恒，释放出的电子跟新生核14N的运动方向相反，由于电性相异，根据左手定则，在洛伦兹力作用下运动轨迹为两个内切圆，故排除A、B选项；洛伦兹力提供向心力，即qvB＝mv2r，所以做匀速圆周运动的轨道半径为r＝mvqB，衰变时放出的电子与反冲核14N的动量大小相等，因此在同一个磁场中做圆周运动的轨道半径与它们的电荷量成反比，即RβRN＝qNqβ＝71，可见电子运动的轨道半径较大，D正确．
4．解析：选BC.虽然光的频率相同，但是被照射的材料不同，光电子的最大初动能不同，光强不确定，所以单位时间内逸出的光电子数可能相同，饱和光电流可能相同，故A项错误，C项正确；根据光电效应方程Ekm＝hν－W0和eUc＝Ekm可知，照射光频率相同，材料的逸出功不同，则光电子的最大初动能不同，遏止电压也不同，故B项正确；由Uc＝hνe－W0e知图线的斜率等于he，图线的斜率相同，故D项错误．
5．解析：选AD.在核反应中，电荷数守恒，质量数守恒，可以判断中微子所带电荷数为零，质量数为零，故A项正确；中子的质量数是1，故B项错误；同位素是电荷数相等，质量数不等的同种元素，而3717Cl和3718Ar是两种不同的元素，故C项错误；由爱因斯坦质能方程得中微子的质量应不小于m＝(0.000 55＋36.956 91－36.956 58) u＝0.000 88 u，而1 u质量对应的能量为931.5 MeV，所以中微子的最小能量是E＝931.5×0.000 88 MeV≈0.82 MeV，故D项正确．
6．解析：选B.“拐折”处的电子宇宙射线粒子的能量高达1.0×1012 eV＝1.0×1012×1.6×10－19 J＝1.6×10－7 J，故A错误；根据左手定则，电子宇宙射线从地球赤道上空垂直射向地面时，在地球磁场的作用下会向西偏转，故B正确；假设暗物质湮灭亏损的质量为Δm，根据质能方程则湮灭过程中释放的能量为ΔE＝Δmc2，故C错误；若暗物质衰变的规律与普通放射性元素相同，衰变是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关，故D错误．
7．解析：选C.LED灯的发光效率比白炽灯高，用起来比白炽灯省电，其原因在于LED灯和白炽灯的发光方式不同，LED灯的发光原理就有所不同，故A错误；传导带与低轨道之间的能级差越大，电子跃迁时辐射出光子的频率越高，电子跃迁时辐射出光子的波长越短，故B错误；普通硅二极管工作时不能产生可见光，而只会发出红外线，是由于该材料的传导带与低轨道之间的能级差太小，电子跃迁时辐射出的光子的频率太低，故C正确；单个LED灯是分正负极的，反向不能发光，LED节能灯就不分正负，直接用在交流电上，故D错误．
8．解析：选B.根据黑体辐射实验规律，黑体热辐射的强度与波长的关系为：随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，则各种频率的辐射强度也都增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，即向频率较大的方向移动，分析图象，只有B项符合黑体辐射实验规律，故B项正确．

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