2017-2020年高考物理真题分类汇编精编精析 近代物理（含解析）

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近代物理
4.（2020浙江卷）在抗击新冠病毒的过程中，广泛使用了红外体温计测量体温，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A.
当体温超过37.3℃时人体才辐射红外线
B.
当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线
C.
红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的
D.
红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的
【答案】D
【解析】
【详解】AB．凡是温度高于绝对零度的物体都能产生红外辐射，故人体一直都会辐射红外线，故A错误，B错误；
CD．人身体各个部位体温是有变化的，所以辐射的红外线强度就会不一样，温度越高红外线强度越高，温度越低辐射的红外线强度就越低，所以通过辐射出来的红外线的强度就会辐射出个各部位的温度；红外体温计并不是靠体温计发射红外线来测体温的，故C错误，D正确。
故选D。
5.（2020浙江卷）下列说法正确的是（　　）
A.
质子的德布罗意波长与其动能成正比
B.
天然放射的三种射线，穿透能力最强的是射线
C.
光电效应实验中的截止频率与入射光的频率有关
D.
电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性
【答案】D
【解析】
【详解】A．由公式
可知质子的德布罗意波长，，故A错误；
B．天然放射的三种射线，穿透能力最强的是射线，故B错误；
C．由
当，可知截止频率与入射光频率无关，由材料决定，故C错误；
D．电子束穿过铝箱后的衍射图样说明电子具有波动性，故D正确。
故选D。
12.（2020江苏卷）“测温枪”（学名“红外线辐射测温仪”）具有响应快、非接触和操作方便等优点。它是根据黑体辐射规律设计出来的，能将接收到的人体热辐射转换成温度显示。若人体温度升高，则人体热辐射强度I及其极大值对应的波长的变化情况是（　　）
A.
I增大，增大
B.
I增大，减小
C.
I减小，增大
D.
I诚小，减小
【答案】B
【解析】
【详解】黑体辐射的实验规律如图
特点是，随着温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，所以人体热辐射的强度增大；随着温度的升高，辐射强度的峰值向波长较短的方向移动，所以减小。
故选B。
1．（2019·新课标全国Ⅰ卷）氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63
eV~3.10
eV的光为可见光。要使处于基态（n=1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为
A．12.09
eV
B．10.20
eV
C．1.89
eV
D．1.5l
eV
【答案】A
【解析】由题意可知，基态（n=1）氢原子被激发后，至少被激发到n=3能级后，跃迁才可能产生能量在1.63eV~3.10eV的可见光。故。故本题选A。
3．（2019·天津卷）如图为、、三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。由、、组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是
【答案】C
【解析】由光电效应的方程，动能定理，两式联立可得，故截止电压越大说明光的频率越大，则有三种光的频率，则可知三种光的折射率的关系为，因此光穿过三棱镜时b光偏折最大，c光次之，a光最小，故选C，ABD错误。
6．（2019·江苏卷）在“焊接”视网膜的眼科手术中，所用激光的波长λ=6.4×107
m，每个激光脉冲的能量E=1.5×10-2
J．求每个脉冲中的光子数目．（已知普朗克常量h=6.63×l0-34
J·s，光速c=3×108
m/s．计算结果保留一位有效数字）
【答案】光子能量，光子数目n=，代入数据得n=5×1016
【解析】每个光子的能量为，每个激光脉冲的能量为E，所以每个脉冲中的光子个数为：
，联立且代入数据解得：。
10．（2018·全国II卷）用波长为300
nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.2810–19
J。已知普朗克常量为6.6310–34
J·s，真空中的光速为3.00108
m·s–1，能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为
A．11014
Hz
B．81014
Hz
C．21015
Hz
D．81015
Hz
【答案】B
【解析】知道光电效应方程；知道逸出功并结合两个公式求解。由光电效应方程式得：，得：，刚好发生光电效应的临界频率为，则，代入数据可得：，故B正确。
11．（2018·天津卷）氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定
A．对应的前后能级之差最小
B．同一介质对的折射率最大
C．同一介质中的传播速度最大
D．用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能
【答案】A
【解析】根据分析前后能级差的大小；根据折射率与频率的关系分析折射率的大小；根据判断传播速度的大小；根据发生光电效应现象的条件是入射光的频率大于该光的极限频率判断是否会发生光电效应。波长越大，频率越小，故的频率最小，根据可知对应的能量最小，根据可知对应的前后能级之差最小，A正确；的频率最小，同一介质对应的折射率最小，根据可知的传播速度最大，BC错误；的波长小于的波长，故的频率大于的频率，若用照射某一金属能发生光电效应，则不一定能，D错误。
【点睛】光的波长越大，频率越小，同一介质对其的折射率越小，光子的能量越小。
17．（2017·新课标Ⅲ卷）在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是
A．若νa>νb，则一定有UaB．若νa>νb，则一定有Eka>Ekb
C．若UaD．若νa>νb，则一定有hνa–Eka>hνb–Ekb
【答案】BC
【解析】由爱因斯坦光电效应方程，又由动能定理有，当时，，，A错误，B正确；若，则有，C正确；同种金属的逸出功不变，则不变，D错误。
【名师点睛】本题主要考查光电效应。发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，光的强弱只影响单位时间内发出光电子的数目；光电子的最大初动能和遏止电压由照射光的频率和金属的逸出功决定；逸出功由金属本身决定，与光的频率无关。
18．（2017·北京卷）2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100
nm（1
nm=10–9
m）附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。
一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。据此判断，能够电离一个分子的能量约为（取普朗克常量h=6.6×10–34
J·s，真空光速c=3×108
m/s）
A．10–21
J
B．10–18
J
C．10–15
J
D．10–12
J
【答案】B
【解析】一个处于极紫外波段的光子的能量约为，由题意可知，光子的能量应比电离一个分子的能量稍大，因此数量级应相同，故选B。
【名师点睛】根据题意可知光子的能量足以电离一个分子，因此该光子的能量应比该分子的电离能大，同时又不能把分子打碎，因此两者能量具有相同的数量级，不能大太多。
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