《2023新高考新教材版物理高考第二轮复习--专题十三 近代物理初步.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023新高考新教材版物理高考第二轮复习--专题十三 近代物理初步.pdf（10页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2023新高考新教材版物理高考第二轮复习专题十三近代物理初步1.物理科技（2022河南南阳期终质量评估）光电管是光控电路的核心元件.如图为一种在自动化控制中常用的光控继电器示意图，当用一束单色光照射光电管时，未能发生光电效应.为使光电管发生光电效应，下列可采取的措施是（）A.增大该光的照射强度 B.延长该光的照射时间C.改用频率更高的光照射光电管 D.改用波长更长的光照射光电管答 案C是否发生光电效应,取决于入射光的频率是否达到或超过极限频率，故可以改用频率更高的光照射光电管,与入射光的强度及照射时间无关,A、B错误,C正确。改用波长更长的光，由v 5可知，频率更低，更不可能发生光电效应,D错
2、误。2.物理科技（2022江西九江第一次统考）2020年6月23日,北斗全球组网卫星的收官之星发射成功，其 中“北斗三号”采用星载氢原子钟,通过氢原子的能级跃迁而产生的电磁波校准时钟。氢原子的部分能级结构如图，则（）n E/eV8.-04-0.853-1.512-3.401-13.6A.氢原子由基态跃迁到激发态后,核外电子动能增大,原子的电势能减小B.大量处于n=3激发态的氢原子,向低能级跃迁时可辐射出2种不同频率的光子C.用11 eV的光子照射,能使处于基态的氢原子跃迁到激发态D.用4 eV的光子照射处于n=2激发态的氢原子,可以使之电离答 案D氢原子由基态跃迁到激发态后,核外电子运动半径变
3、大,动能减小,原子的电势能增大，故A错误;大量处于n=3激发3x2态的氢原子，向低能级跃迁时可辐射出的光子的频率种类为N-=3种，故B错误;处于基态的氢原子跃迁到n=2激发态需要吸收的能量为E=E2-E,=10.2 eV,跃迁到n=3激发态需要吸收的能量为E=E3-E,=12.09 eV,用11 eV的光子照射,并不能使处于基态的氢原子跃迁到激发态,故C错误;处于n=2激发态的氢原子能量为3.4 eV,其绝对值小于光子能量4 eV,因此用4 eV的光子照射处于n=2激发态的氢原子,可以使之电离，故D正确。3.（2022山东聊城一模,1）如图,烟雾自动报警器的探测器中装有放射性元素锯241,其衰
4、变方程为般U m f卷7即+和e+丫 .下列说法正确的是（）A.Y射线是光子流，不具有能量B.和e是a粒子，有很强的贯穿本领第1页 共1 0页C,符7即 比器U m的原子核更稳 D.冬天气温较低时,锢241的半衰期会变小答 案C 丫射线是光子流,具有很强的能量,故A错误；He是。粒子,根据a射线的特点可知，其有很强的电离本领,但贯穿本领较弱，故B错误;自发的衰变过程中释放能量,原子核的比结合能增大，所以937NP比篦 m的原子核更稳定，故C正确;半衰期是由放射性元素本身决定的,与外界因素无关，故D错误。4.（2022山东烟台一模.7）有些元素的原子核有可能从很靠近它的核外电子中“俘获”一个电子
5、形成一个新原子核，从离原子核最近的K层电子中俘获电子，叫“K俘获”.现有一个镀原子核*B e）发生了“K俘获”，生成一个新的原子核胃X,并放出一个不带电的、质量接近于零的中微子（vj,核反应方程为e+ief夕X+v.关于镀原子核（：B e）的“K俘获”的过程，下列说法正确的是（）A.新原子核外带负电B.新原子核z X比原来的镀原子核少一个中子C.新原子核z.X比原来的镀原子核少一个质子D.新原子核z X与原来的镀原子核的核子数不同答 案C根据电荷数守恒得,新原子核X的电荷数是3,且新原子核X带正电，故A错误;根据质量数守恒得，新原子核X的核子数是7.新原子核与镀核相比，电荷数少一个而核子数相同
6、,所以是质子数少一个,中子数多一个,故B、D错误,C正确。5.（2022山东济宁一模,1）中国实验快堆是第四代核能系统的优选堆型,采用钵（；：9pu）作燃料,在堆心燃料杯的外围再生区里放置不易发生裂变的铀（常8。,钵-239裂变释放出的快中子被再生区内的铀-238吸收,转变为铀-239,铀-239极不稳定，经过衰变,进一步转变为易裂变的杯-239,从而实现核燃料的“增殖”.下列说法正确的是（）A.铀-239转变为钵-239,经过了 3次B衰变B.铀239发生衰变过程中,电荷数守恒，质量也守恒C.铀-239发生衰变的实质是原子核内的中子转化为一个质子和一个电子D.钵（方9pu）裂变生成两个中等质
7、量的核，杯核的比结合能大于生成的两个核的比结合能答 案C铀239转变为杯-239,质量数不变,电荷数增加2,则经过了 2次8衰变,选项A错误;铀-239发生衰变过程中,电荷数守恒,质量数也守恒,由于反应放出能量，则有质量亏损,选项B错误;铀-239发 生P衰变，实质是原子核内的中子转化为一个质子和一个电子,选项C正确;钵/；P u）裂变生成两个中等质量的核,反应放出核能,生成的新核更加稳定,则钵核的比结合能小于生成的两个核的比结合能,选项D错误。6.（2022山东泰安一模,1）2021年12月3 0日，中科院全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）在7 000万摄氏度的高温下实现1 056秒的
8、长脉冲高参数等离子体运行。若某次聚变反应是4个 氢 核 结 合 成1个氨核：He,同时释放出正电子?e,已知氢核的质量为m氨核的质量为m，正电子的质量为m.,真空中光速为c,则此次核反应释放的能量为（）A.（加 二 小“，）/B.（4mp-m（1-2nb）c2 C.c2 I）.（4ml i+nu-2皿）（？答 案B核 聚 变 方 程 为$IIe+21e,根据质能方程，可知核反应释放的能量E=（4m-m.-2ml.）c：故选Bo第2页 共1 0页7.物理科技 2022广东六校联考（四），1 硅光电池是利用光电效应原理制成的器件,下列表述正确的是（）A.硅光电池是把电能转化为光能的一种装置B .逸
9、出的光电子的最大初动能与入射光的强度有关C.在频率一定的情况下,光照强度越强,饱和光电流越大D.只要有光照射到硅光电池，就一定能够产生光电效应答 案C硅光电池是利用光电效应将光能转化为电能的一种装置，故A错误;光电子的最大初动能与入射光的频率有关，随着入射光的频率增大而增大,与入射光的强度无关,故B错误;在频率一定的情况下，光照强度越强,逸出的光电子越多,饱和光电流越大,故C正确;只有当入射光的频率大于金属的极限频率时才能发生光电效应，故D错误。思路总结光电效应的研究思路8.物理生活（2022广东一轮复习联考,2）智能手机带有感光功能，可以自动调整屏幕亮度,其光线传感器的工作原理是光电效应。在
10、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1与入射光的频率v的关系如图所示，其横截距为a,纵截距为-b,元电荷为e.下列说法正确的是（D.普朗克常量h=yA.遏止电压与入射光的频率成正比C.金属的逸出功为eb答 案C由eUZ v M得 吟 ，与入射光的频率与遏止电压成线性关系但不是版 比 关 系,故 A错误;由公式3 h v得金属的截止频率v产a,故B错误;结合图像得k=-=-,殁=b,故金属的逸出功=eb,普朗克常量1】=劲，故C正确,D错误。e a e a9.物理科技 2022广东综合能力测试（二），1黄旭华是中国核潜艇研究设计专家、核潜艇之父,2019年获国家最高科学技
11、术奖,核潜艇以核反应堆为动力来源,如图所示,反应堆的核反应方程式为 馥5 u+*f怂4B a+鸵Kr+3标下列说法正确的是（）A.Kr有36个质子,89个中子B.援B a比 毅U的平均结合能小C.核反应前*后原子核的总质量保持不变D.镉棒插入深些会吸收更多反应生成的中子使反应减慢答 案D Kr有36个质子，中子个数为89-36=53,A错误;中等质量核比重核大，所以564B a比 皴U的平均结合能大,B错误;重核裂变要放前、后原子核的总质量减少,（：错误；镉棒插入深些会吸收更多反应生成的中子使反应减慢,D正确。第3页 共1 0页10.（2022长沙新高考适应性考试,3）2021年5月2 8日，
12、中科院合肥物质科学研究院升级改造后的可控核聚变装置创造了新的世界纪录。已知该装置内部发生的核反应方程为和I+；H f%He+X,气核的质量为in散核的质量为m2,氮核的质量为叫 反应中释放的能量为E,光速为3则下列说法正确的是（）A.X是质子、EB.X 的质量为 1 1）1+01 2-10.）-2C.该反应属于（】衰变D.气核和氤核之间的库仑力表现为引力P答 案B根据电荷数和质量数守恒可知X是中子，故A错误;根据质能方程可得E=（m,+m,-m-mO c：,解得m=nh+mz-ni，N，故B正确;该反应属于核聚变反应，故C错误;笊核和氤核之间的库仑力表现为斥力，故D错误。11.（2022湖南新
13、高考教学教研联盟第二次联考,1）近年来,石材的放射性问题几经媒体渲染,被炒得沸沸扬扬,根据2011年颁布的国家标准 建筑材料放射性核素限量，将装修用到的石材放射性污染标准分为A、B、C三类。其中C类石材只适用于室外环境、墙面、道路装饰等,主要是因为C类石材中含有一定的铀元素，铀元素经过一系列的衰变，产生了一种具有放射性的惰性气体氢,氯气通过呼吸道进入人体肺部,对人体产生伤害。已知氨的半衰期为4天。根据所学知识,下列说法正确的是（）A.原子核衰变过程中电荷数守恒,质量数不守恒B.16个氢原子核经过8天后,一定只剩下4个氢原子核了C.原子核发生一次a衰变,该原子核质量数减少4D.天然放射现象中发出
14、的8射线是从原子核外放出的高速电子答 案C原子核衰变过程中电荷数与质量数都守恒,A错误;半衰期具有统计意义,对大量的原子核适用，少数没有意义，故B错误;发生。衰变时，是原子核内部的2个质子和2个中子结合成一个a粒子释放出来，所以电荷数少2,质量数少4,C正确；B衰变所释放的电子来自原子核内部,是原子核中的一个中子转变为一个质子,从而有电子释放出来，故D错误。12.（2022岳阳二模,2）在火星上，太阳能电池板的发电能力有限，因此科学家用放射性材料P uO,.作为发电能源为火星车供电。238P uO冲 的P u元素是8pu,具有天然放射性，半衰期为87.7年。94 P u发 生a衰变的核反应方程
15、为 普8pu-x+知e,则下列说法正确的是（）A.X原子核的中子数为141B就8P U原子核发生衰变后产生的新核的比结合能比贯8pu核的比结合能小C.10个 笋P u原子核经过87.7年后一定还会剩余5个D.P u的半衰期是由核内部自身的因素决定,跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系答 案D根据质量数和电荷数守恒可知,X原子核的中子数为（238-4）-（94-2）=142,故A错 误;卷 原 子 核 发 生a衰变后产生的新核更稳定,所以新核的比结合能比颦P u核的比结合能大，故B错误;半衰期星廿对木羊原干核的统计现建，对少数原子核不适用,故C错误;半衰期是由原子核内部自身的因素决定,跟原子所
16、处的化学状态和外部条件没有关系，故D正确。13.（2022衡阳一模,1）2021年开始实行的“十四五”规划提出，把新材料领域、生物工程、量子技术、热核反应和人工智能一起列为重点研发对象,中国已有多项专利领先发达国家,下列有关说法正确的是（）A.普朗克大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子,预言实物粒子也具有波动性B.原子核衰变成新核时，新原子核处于高能级,状态不稳定,会向低能级跃迁,跃迁时放出一些特定频率的Y射线，因此Y射线是新核发生跃迁时的产物C.动能相同的一个质子和电子,电子的德布罗意波长比质子的德布罗意波长短D.核反应方程：/N+f H e f?（）+力 为热核反应第4页 共1 0页答 案
17、B德布罗意大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性,A错误;根据丫衰变的本质可知，原子核衰变成新核时，新原子核处于高能级,状态不稳定,会向低能级跃迁,跃迁时放出一些特定频率的Y射线,因此Y射线是新核发生跃迁时的产物,B正确;根据p力2叫,因为质子质量大于电子质量,所以质子的动量大于电子的动量,由x=；可知,质子的德布罗意波长比电子的短,C错误;热核反应方程为和+*f卯e+吊,D错误。14.（2022部分区一模,1）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c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
18、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爱因斯坦通过光电效应现象,提出了光子说,A对;卢瑟福根据a粒子散射实验，提出了原子的核式结构,而玻尔提出了原子的能级结构,B错;在原子核人工转变的实验中,查德威克发现了中子,C错;普朗克通过对黑体辐射进行实验研究,创立了黑体辐射理论,D错。15.（2022南开二模,1）铀原子核既可发生衰变，也可发生裂变，其衰变方程为赞U f晶F+x,裂变方程为89然U+/n Y+瑞Kr+3n,其 中 绘U、乩Y、,Kr的质量分别为m,nt、叭光在真空中的传播速度为c.下列叙述正确36的是（）A.毅U发生的是B衰变B.Y原子核中含有56个中子C
19、.若提高温度，卷8u的半衰期将会变小D.一 个 资U裂变时释放的能量为（m-2m2-m3-ni）c2答 案I）根据核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒，知X为氨原子核扇8u发生的是a衰变,A错误;Y的质量数A=235+l-89-3=144,电荷数2=92-36=56,由原子核的组成特点可知,Y原子核中含有56个质子,中子数为144-56=88,B错误;半衰期与温度、压强等外界因素无关,C错误;由于核裂变的过程中释放能量,根据爱因斯坦质能方程得 E=A mc2=（m-2m2-m；-mi）c2,D 正确。16.（2022部分区二模,3）钠和钙两种金属的遏止电压U与入射光频率v的关系如图所示。用h、e
20、分别表示普朗克常量和电子的电荷量，则（）A.钠的逸出功大于钙的逸出功B.图中直线的斜率为:hC.在得到这两条直线时,必须保证入射光的光强相同D.若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能,则照射到钠的光频率较低答 案D根据Eh v-W,=h v-h v 0,又ExeU,解得l；=-v出 上v上2,当遏止电压为0时,对应的频率为金属的极限频率，e e e e结合图可知钠的极限频率小,则钠的逸出功小于钙的逸出功，故A错误;根据U/v出,可 知U-v图线的斜率k=上故B错误;e e e第5页 共1 0页根据u=-V处,知图线的特点与光的强度无关,故C错误;钠的逸出功小,结合Eh V 可知若这两种金
21、属产生的光电子具e e有相同的最大初动能，则照射到钙的光频率较高,照射到钠的光频率较低，故1）正确。17.（2022河西一模,1）下列核反应方程中,属于太阳内部核聚变反应的方程是（）A.第 8（J f 弟4Th+gHeB.尹 叶 如 一*0+扣畸 5 u+M 劈 B a+躲 r+33nD.?H+iH-He+Jn1.7答 案D 8U-234T h+4H e是0衰变方程,A错；并+如e-8叶/是原子核的人工转变方程,B错康Su+6 携B a+；：Kr+31n是重核裂变方程,（：错;荆+汨-：He+挤是轻核聚变方程，也是太阳内部核聚变反应方程,1）对18.（2022北京朝阳一模,3）如图所示是氢原子
22、的能级图。大量氢原子从n=4的能级向低能级跃迁,下列说法正确的是（）n E/eV00-04-0.853-1.512-3.401-13.60A.最多可发出6种不同频率的光子B.发出的光子最大能量是13.60 eVC.从n F能级跃迁到 3能级发出的光子频率最高D.这些氢原子只能吸收0.85 eV的光子才能电离答 案A处于n=4的能级向低能级跃迁，直至n=1的基态,能发出C%6种不同频率的光子,A项正确。从n=4跃迁到n=l能级发出最大能量的光子，对 应 光 子 能 量 等 于 能 级 差（-0.85 eV）-（-13.60 eV）=12.75 eV,B项错误。从n=4能级跃迁到n=3能级对应光子
23、能量h v最小,即频率v最小,C项错误。这些氢原子只要吸收光子能量大于等于0.85 eV的光子都能电离,D项错误。19.（2022北京东城一模,1）2021年12月3 0日，我国全超导托卡马克核聚变实验装置实现了 1 000万摄氏度高温下1 056秒长脉冲高参数等离子体运行,打破了自己保持的世界纪录,标志着我国在可控核聚变研究上处于世界领先水平。托卡马克内部发生的主要核反应的方程可能是（）A.毅 U一$4Th+,HeB.%A1+知 e-猾 P+n&尹 叶 知e?0+：HHe+Jn答 案D A是。衰变,B、C为原子核的人工转变,D是核聚变，是把轻核结合成质量较大的核,并释放出核能的反应,符合题意
24、。故选以20.物理常识（2022浙江余杭高级中学选考模拟,6）2021年4月2 3日,南海舰队一次性入列了三艘主战舰艇,其中战略导弹核潜艇长征18号艇的入列尤其引人注意。核潜艇以核反应堆作为动力源,关于核反应,下列说法正确的是（）A.核反应方程记C-/N+%。属 于B衰变，因为核内产生电子所以电荷数不守恒反核反应方程；H+初一匆e+挤 属于核聚变，是“人造太阳”核聚变原理第6页 共1 0页C.核反应方程资U+f续B a+黑Kr+3a属于核裂变,是氢弹核反应原理D.核反应前后核子数量不变,所以核反应前后总质量不变答 案B核反应方程记C-尹N+ie,属 于B衰变，虽然核内产生电子，但是电荷数仍守恒
25、，选项A错误;核反应方程加 和一列e+M 属于核聚变，是“人造太阳”核聚变原理，选项B正确;核反应方程 给 玩+新 一 崇B a+熟 产 3 3 属于核裂变,是原子弹反应原理,选项C错误;核反应前后核子数量不变,但是核反应前后总质量要变化，出现质量亏损,选项D错误。21.物理模型（2022浙江山水联盟选考.6）已知钠原子从b、c、d几个能级向a能级跃迁时辐射的光的波长分别为:589nm（b-a）,330 nm（c-a）,285 nm（d-a）.普朗克常量为 h=6.63X 10一 J s,真空中光速 c=3X 10*m/s,1 eV=1.6X10 l，）J,设最高能级为0,下列关于钠原子在这几
26、个能量范围的能级图,可能正确的是（）b-0 d-0c-c-d-b-bABa-0d-0b-b-CI）.34 8答 案B由A E与，可得 一 5黑；%*言占 2 2.1 eV,同理可得E-E.=3.8 eV、EE.=4.4 eV,故B正确,A、C、D牌22.物理科技（2022浙江缙云选考,15）（多选）电子显微镜与光学显微镜相比具有更高的分辨率，其原因是电子比可见光的波动性弱。在电子显微镜中，电子通过“静电透镜”实现会聚或发散。如图所示，某静电透镜区域的等势面为图中虚线，其中M、N两点电势x.现有一束正电子经电压U加速后，从M点沿垂直虚线的方向进入“透镜”电场,正电子运动过程中仅受电场力，最终穿过
27、小孔。下列说法正确的是（）A.进 入“透镜”电场后正电子可能经过N点B.从进入“透镜”电场至穿过小孔的过程中，电场力对正电子做正功C.加速后的正电子，其物质波波长大于可见光波长D.保持加速电压I不变，将正电子换成质子，加速后质子的物质波波长小于原正电子的物质波波长答 案BD进 入“透镜”电场后正电子受到的电场力与电场方向相同，由图中等势面可知，正电子应向上穿过小孔，不会经过N点,A错误;正电子从进入“透镜”电场至穿过小孔的过程中,从电势高的位置运动到电势低的位置,且正电子带正电，故电场力对正电子做正功,B正确;由题意，正电子比可见光的波动性弱,即正电子的波长小于可见光波长，结合物质波波长表达式
28、、=.P可知加速后的正电子，其物质波波长变小，故加速后的正电子,其物质波波长肯定小于可见光波长,c错误;正电子经过加速电场后,由动能定理可得qU=$v：,解得正电子动量为p=mv=j2qmU,正电子的物质波波长为X；保持加速电压I不变，将正电子换成质子,由于质子电荷量与正电子电荷量相等,质子质量大于正电子质量，可知加速后质子的物质波波长小于原正电子的物质波波长,D正确。第7页 共1 0页23.物理科技（2022江苏常州一模,2）核动力航空母舰因其性能强劲堪称海上霸主,它利用可控制核裂变释放的核能获得动力。有一种核裂变的方程为段U+台n f+招$#1 0品，关于该核裂变,下列说法正确的是（）A.
29、X的核子数为141B.X的中子数为75C.核反应方程可以简化为笏-X+相Sr+9nD.X比92SU稳定答 案D根据质量数守恒可知,X的核子数为235+1-94T0X 1=132,故A错误;根据电荷数守恒可知,X的质子数为92-38=54,中子数为132-54=78,故B错误;中子参与核反应,不能消去,故C错误巡5u反应生成X,释放能量,说明X比 然U稳定，故D正确。规律应用 核反应过程中释放能量时,新核的比结合能大于反应前核的比结合能，新产生的核更加稳定.24.物理科技（2022江苏南京月考,3）碳14具有放射性.碳14呼气试验是临床上用于检测幽门螺旋杆菌感染的一种试验，具有敏感度高、特异性强
30、、操作方便、安全、无创、简单、经济的特点。检查方法:口服标有碳11的尿素后，如果被检测人胃内存在幽门螺旋杆菌,胃中的尿素酶可将尿素分解为氨和含有碳11的二氧化碳,含有碳14的二氧化碳通过血液经呼气排出,定时收集呼出的气体,通过分析呼气中标有碳14的二氧化碳含量,即可判断患者是否存在幽门螺旋杆菌感染。已知碳14的衰变为B衰变,关于碳14,下列说法正确的是（）A.高温高压可以改变碳14的半衰期B.P衰变与弱相互作用有关C.衰变过程要吸收能量D.P粒子为正电子答 案B半衰期不受外界因素影响，故A错误；P衰变,即中子转变为质子和电子的原因与弱相互作用有关，故B正确;衰变过程是自然发生的过程，要放出能量
31、，故C错误;本题中P粒子为电子,带负电，故D错误。25.物理科技（2022江苏苏州调研,3）新冠病毒是一种传染病毒,传染病的传播过程十分复杂，但是可以构建最简单的传播模型来描述,这个最简模型称为链式模型，类似于核裂变链式反应模型,铀核裂变反应方程为 笏U +飙 短B a+瑞Kr+腰n,其中n表示中子,裂变后产生的中子能继续发生反应的次数称为链式反应的“传染系数”，下列说法正确的有（）某种原子核易感人群中 毒 后 出 现“分裂”病状放出三个病毒.即理论上可以继续传给3个易感人员,称之为传染系数A.从铀核裂变反应方程看，“传染系数”R=2B.核反应堆中通过镉棒吸收中子降低“传染系数C.链式反应的临
32、界值对应的实际“传染系数”为3D.核反应堆中的实际“传染系数”与铀浓度无关第8页 共1 0页答 案B中子的电荷数Z=0,质量数A=l,核反应遵循电荷数守恒及质量数守恒,因此可计算得R=3,故A错误;核反应堆中通过镉棒吸收中子，减少轰击铀核的中子数，最终起到降低实际“传染系数”的作用，故B正确;在链式反应中，当实际“传染系数”R 2 1时，反应才能持续发展下去,当实际“传染系数“时,反应将趋于停滞,即R=1是链式反应持续下去的临界值，故C错误;核反应堆中还可以通过镉棒来控制核反应的速率,实际上就是通过调整铀浓度来控制实际“传染系数”，故D错误。26.（2022北京西城二模,14）激光冷却是一种高
33、新技术,利用该技术可以达到微开量级的低温,激光冷却目前已经在多个领域获得广泛应用。激光冷却的原理是利用光子和原子的相互作用使原子运动减速,以获得超低温.如图所示,a、b为两个相同的原子,运动方向相反。用一束激光L照射原子,由于多普勒效应,当原子迎着光束的方向运动时，其接收到的光子的频率会升高。当原子接收到的光的频率等于该原子的固有频率时,原子吸收光子的概率最大。原子吸收光子后由基态跃迁到激发态,随后原子又会自发跃迁回到基态，释放出频率等于其固有频率的光子。原子由激发态跃迁回基态的过程向各个方向释放光子的机会是均等的。结合所学知识,在激光冷却的过程中,判断下列说法正确的是（）A.若原子a吸收了激
34、光束L中的光子,其速度将减小B.应使用频率比原子固有频率稍低的激光C.原子a和原子b吸收光子的概率是相同的D.原子a吸收光子的概率更高答 案B由题意可知,光子给原子a的作用力向前,所以原子a的速度增加,A错。而光子给原子b的作用力向后,原子b速度减小,可获得超低温,实现激光冷却。由题意可知,原子b迎着光束方向运动,吸收到的光子频率会升高,而吸收光子频率等于原子固有频率时，吸收概率最大,所以要使用频率比原子固有频率低的激光，频率升高后与原子固有频率相等,吸收概率才能更大,B对。a、b为同种原子,固有频率相同,用频率比固有频率低的激光,原子b迎着光束运动，光子频率升高，吸收概率变大，而原子a背着光
35、束运动,光子频率降低,吸收概率变小,所以C、D错。总结归纳 解决信息题,最关键的是读取信息,与已有知识相结合解决问题。这道题应用的课本中的知识点为多普勒效应，要结合题目中的信息,逐层理解课本概念,分析解决问题。27.（2022北京东城一模,20）如图所示,密封在真空中的两块等大、正对的金属板M、N竖直平行放置，间距为d.将金属板M、与电源相连，两板间的电压大小恒为U。MN可看作平行板电容器,忽略边缘效应。用一束单色平行光照射金属板M恰好发生光电效应。金属板M的面积为S,逸出功为W,普朗克常量为h.已知单色平行光均匀照射到整个金属板M ,照射到金属板M上的功率为P,能引起光电效应的概率为n,光电
36、子从金属板M逸出（不计初速度），经过两板间电场加速后打到金属板 上形成稳定的光电流,电子打到板N上可视为完全非弹性碰撞。电子的质量为m,带电荷量为e,忽略光电子之间的相互作用.求：（1）该单色光的频率v;（2）稳定时光电流的大小I;光电子对板N的撞击力的大小F;（4）通过计算说明两金属板间电子的分布规律。答案见解析第9页 共1 0页解 析（1）因单色光恰好使金属板发生光电效应W二 h VWv 二 一h 任 意A t时间内到达金属板M上的光子个数N-詈则A t时间内产生的光电子个数为N=n NAq_Ne_YeP1%一 右 一 定 设光电子到达N板时速度为v.IT1,eU=-mvA t时间内,到达N板光电子与板发生完全非弹性碰撞；根据动量定理,电子受到的平均作用力为FF A t=N mvF,-V lm eUw根据牛顿第三定律F=F，=42m eUw（4）电子加速到与金属板M的距离为x处,速度为根据动能定理,x 1 7eUd Vvw任 意A 1时间内,横截面积为S,长为Vz A t的柱体内电子个数N（X）=N t则小露WS 7 2eUx单位体积的电子数与到金属板M的距离的平方根成反比.（其他解法正确同样给分）解题关键 光电效应发生的条件是入射光子的能量不小于W0,对应频率v c=华,即极限频率。单色光照射功率P可以理解为单位时间内照射到M板的光子能量。第1 0页 共1 0页