專題14近代物理

能量量子化

光電效應(yīng)

磁二象性

波粒二象性

1.（2025?安徽?二模）用如圖所示的裝置做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)S,用一發(fā)光功率為P的激光光源照射

金屬K,移動變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為U時(shí)，電流表示數(shù)恰好為0,已知金屬K的逸出功為嗎,,

電子電荷量為e,則光源單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)為（）

pP

A-----------R----------

eU+W0.eU-WQ

【答案】A

【詳解】^Ue=Ekm=hv-W0

又九=普

hv

p

其中Uis,可得光源單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)為〃=

eU+W0

故選Ao

2.（2025?貴州貴陽?二模）在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某金屬的逸出功為網(wǎng)，用頻率為口的單色光照射該金屬表

面，發(fā)生光電效應(yīng)。已知普朗克常量為〃，下列說法正確的是（）

A.入射光的強(qiáng)度越大，光電子的最大初動能越大

B.入射光的頻率越高，產(chǎn)生的光電流一定越大

C.若改用頻率為2口的光照射，光電子的最大初動能變?yōu)樵瓉淼膬杀?/p>

D.只有當(dāng)入射光的頻率大于學(xué)時(shí)，才能發(fā)生光電效應(yīng)

n

【答案】D

【詳解】A.在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，光電子的最大初動能只與入射光的頻率有關(guān)，而與光的強(qiáng)度無關(guān)。光

的強(qiáng)度只影響光電流的大小（即光電子的數(shù)量），故A錯(cuò)誤；

B.頻率越高，單個(gè)光子的能量越大，但光電流的大小是由光子的數(shù)量決定的，故B錯(cuò)誤；

C.由光電效應(yīng)方程線=,一網(wǎng)

可知改用頻率為2〃的光照射，光電子的最大初動能不是原來的兩倍，故C錯(cuò)誤；

D.只有當(dāng)入射光的頻率口大于金屬的截止頻率?時(shí)，才能發(fā)生光電效應(yīng)。如果頻率低于截止頻率，無

論光強(qiáng)多大，都不會產(chǎn)生光電子，故D正確。

故選Do

3.（2025?甘肅?二模）某實(shí)驗(yàn)小組在如圖所示的光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，換用鈉黃光照射鋅板，發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針

張角沒有明顯變化。下列說法正確的是（）

A.保持鈉黃光長時(shí)間照射，會發(fā)生光電效應(yīng)

B.增大鈉黃光強(qiáng)度，會發(fā)生光電效應(yīng)

C.將鈉黃光燈靠近鋅板，會發(fā)生光電效應(yīng)

D.以上操作都不能使鋅板發(fā)生光電效應(yīng)

【答案】D

【詳解】能否發(fā)生光電效應(yīng)只與入射光的頻率有關(guān)，只有當(dāng)入射光的頻率大于鋅板的極限頻率時(shí)才會發(fā)

生光電效應(yīng)，與入射光的強(qiáng)度、照射時(shí)間以及光源與鋅板的距離都無關(guān)，由以上分析可知，只有D正確。

故選D。

4.（2025?福建?二模）如圖所示是利用光電管研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路圖，用光子能量為2.5eV的單色光照

射光電管的陰極K,閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器R,當(dāng)電壓表示數(shù)為0.7V時(shí)，電流表示數(shù)恰好為0,

則（）

A.該陰極材料的逸出功為1.8eV

B.該陰極材料的逸出功為Q7eV

C.斷開開關(guān)S,電流表示數(shù)為0

D.斷開開關(guān)S,電流表示數(shù)不為0

【答案】AD

【詳解】AB.根據(jù)光電效應(yīng)方程，截止電壓S滿足eS=配-網(wǎng)

題目中給出截止電壓力=0.7V,因此逸出功網(wǎng)=1.8eV

故A正確，B錯(cuò)誤；

CD.斷開開關(guān)后，光電管電路依然閉合，只要發(fā)生光電效應(yīng)，電流不為0,故C錯(cuò)誤，D正確。

故選AD。

5.（2025?陜西咸陽?二模）用圖甲所示的電路研究光電效應(yīng)中電子發(fā)射的情況與照射光的強(qiáng)弱、光的頻率

等物理量間的關(guān)系。電流計(jì)G測得的光電流/隨光電管兩端電壓U的變化如圖乙所示，則（

d

A.通過電流計(jì)G的電流方向由1到c

B.電壓U增大，光電流/一定增大

C.用同頻率的光照射K極，光電子的最大初動能與光的強(qiáng)弱無關(guān)

D.光的頻率不變增大光的強(qiáng)度則光電流增大

【答案】CD

【詳解】A.電流方向與逃逸出來的電子運(yùn)動方向相反，所以通過電流計(jì)G的電流方向由c到/故A

錯(cuò)誤；

B.當(dāng)光電流達(dá)到飽和光電流后，增加電壓U,光電流/不變，故B錯(cuò)誤;

C.用同頻率的光照射K極，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程線=%-網(wǎng).

光電子的最大初動能與光的頻率有關(guān)，與光的強(qiáng)弱無關(guān)，故C正確；

D.光的頻率不變增大光的強(qiáng)度，光電子數(shù)增多，則光電流增大，故D正確。

故選CDo

6.（2025?黑龍江?二模）兩種光子的動量之比為3:1,它們都能使金屬A發(fā)生光電效應(yīng)，且其最大初動能分

別為反、￡2。則（）

A.兩個(gè)光子的波長之比為3:1B.兩個(gè)光子的能量之比為1:3

C.A金屬的逸出功為可

D.A金屬的逸出功為g-心

【答案】C

h

【詳解】A.根據(jù)光子的動量與波長之間的關(guān)系p=:，兩種光子的動量之比為3:1,可知兩個(gè)光子的波

A

長之比為1:3,A錯(cuò)誤;

B.根據(jù)光子的能量與動量的關(guān)系E=mc2=pc,可知兩個(gè)光子的能量之比為3:1,B錯(cuò)誤;

CD.根據(jù)光電方程穌=￡一網(wǎng)對兩個(gè)光子分別有耳=”。-嗎，E2=p2c-W0

根據(jù)題意Pl：P2=3：1

可得暝=

C正確，D錯(cuò)誤。

故選Co

7.（2025?湖南常德?二模）如圖所示，當(dāng)用某一單色光照射光電管時(shí)，靈敏電流表指針沒有偏轉(zhuǎn)，已知電

路中所有元件及其連接完好?，F(xiàn)要使靈敏電流表指針有偏轉(zhuǎn)，下列措施可行的是（）

A.增加入射光的頻率

B.增加入射光的強(qiáng)度

C.提高電源的電壓

D.延長光照時(shí)間

【答案】A

【詳解】AB.靈敏電流計(jì)指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，是未發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，即入射光的頻率小于金屬的截止頻

率，與光照強(qiáng)度無關(guān)，故增加入射光的頻率使入射光的頻率大于金屬的截止頻率可使靈敏電流表指針有

偏轉(zhuǎn)，增加入射光的強(qiáng)度不能使靈敏電流表指針有偏轉(zhuǎn)，故A正確，B錯(cuò)誤；

C.電源正負(fù)極的連接使得光電子在電場中做加速運(yùn)動，故靈敏電流計(jì)指針沒有偏轉(zhuǎn)不是電壓高低的原

因，故提高電源的電壓不能使靈敏電流表指針有偏轉(zhuǎn)，故c錯(cuò)誤；

D.光電效應(yīng)的發(fā)生是瞬間的，與入射光的照射時(shí)間無關(guān)，故延長光照時(shí)間不能使靈敏電流表指針有偏

轉(zhuǎn)，故D錯(cuò)誤。

故選A。

8.（2025?河南鄭州?二模）彩虹是太陽光經(jīng)空氣中水滴折射產(chǎn)生的色散現(xiàn)象，其原理如圖所示，日光以一

定角度射入球形水滴，在水滴邊緣發(fā)生兩次折射和一次反射。。、b為光束的兩種色光，。為水滴的中心，

則（

b

A.〃光的折射率小于Z?光

B.4光在水滴中傳播的路程小于b光

C.〃光在水滴中傳播的時(shí)間大于人光

D.若〃光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則b光一定也能

【答案】C

sin。入

【詳解】A.由圖可知，太陽光射入水滴時(shí)入射角相同，〃光的折射角較小，根據(jù)〃

sin。折

可知。光的折射率大于6光，故A錯(cuò)誤；

B.由圖可知，。光在水滴中傳播的路程大于b光，故B錯(cuò)誤；

c.根據(jù)〃=￡

V

可知。光在水滴中傳播的速度小于b光，根據(jù)，=士

V

可知a光在水滴中傳播的時(shí)間大于b光，故C正確；

D.。光的折射率大于6光，所以a光的頻率大于b光，由￡=/w

可知。光的能量大于6光，所以若。光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則b光不一定能，故D錯(cuò)誤。

故選C。

9.（2025?四川德陽?二模）光照在某些金屬上時(shí)，會使電子從金屬表面逸出，逸出過程中，電子需要克服

原子核對它的束縛所做的功叫做逸出功。利用圖示裝置可測量某種金屬材料K的逸出功，分別用頻率為

2n和3V的光照射材料K,通過電壓表讀數(shù)可測得這兩種光照情況下的遏止電壓之比為1:2,普朗克常量

為/?,則該金屬材料K的逸出功是（）

光束

A.0.5hvB.hv2hv

【答案】B

【詳解】根據(jù)eU°=Ekm,Ekm=hv-W0

可得-嗎

eUh2v-W1

由于題意可知clQ

eUc2h3v~W02

解得叱）=配

故選Bo

10.（2025?吉林長春?二模）2024年10月長春上空出現(xiàn)了罕見的極光。這是由于來自太陽的高能粒子（含

電子、質(zhì)子等）與地球大氣層中的原子碰撞，原子吸收一部分能量，再將能量釋放而形成的。下列說

法正確的是（）

A.太陽內(nèi)部的裂變反應(yīng)使其釋放大量能量

B.極光是原子從高能級向低能級躍遷時(shí)產(chǎn)生的

C.紅色極光的光子能量比綠色極光的光子能量大

D.用極光光譜可以分析地球大氣的組成成分

【答案】BD

【詳解】A.太陽的主要能量來源是核聚變，而不是裂變，故A錯(cuò)誤；

B.極光的形成過程是高能粒子撞擊大氣中的原子，使其電子躍遷到高能級，當(dāng)電子回到低能級時(shí)釋放

光子，形成極光，故B正確。

C.光子的能量E=加,頻率丫越高能量越大。紅光的波長比綠光長，頻率低，所以紅光的光子能量比

綠光小，故C錯(cuò)誤。

D.極光是由于大氣中的原子被激發(fā)后發(fā)出的特定光譜，不同元素的光譜不同，因此通過分析極光的光

譜可以確定大氣中的成分，這類似于光譜分析的應(yīng)用，故D正確。

故選BDo

原子結(jié)構(gòu)

11.（2025?全國?二模）科學(xué)家在研究稀薄氣體放電時(shí)發(fā)現(xiàn)，陰極發(fā)出的射線能使玻璃管壁發(fā)出熒光。如圖

所示，這種射線的本質(zhì)是（

A.電子B.Y射線C.中子D.質(zhì)子

【答案】A

【詳解】陰極射線的本質(zhì)是電子。

故選A?

12.（2025?四川達(dá)州?二模）極光的形成是高能帶電粒子進(jìn)入地球的高層大氣（通常在80至500公里的高

度）時(shí)，與大氣中的原子和分子發(fā)生碰撞。這些碰撞導(dǎo)致大氣分子被激發(fā)到高能態(tài)，隨后它們會回落

到更穩(wěn)定的低能態(tài)，釋放出能量并產(chǎn)生可見光。如圖為氫原子的能級示意圖，現(xiàn)有大量氫原子處于〃=3

的激發(fā)態(tài)，當(dāng)原子向低能級躍遷時(shí)輻射出若干不同頻率的光，若氫原子從"=2能級向能級躍遷時(shí)

所輻射出的光正好使某種金屬A發(fā)生光電效應(yīng)。則下列說法正確的是（）

/

〃

gFe,8V

4/O5

31

./5

2-

OT

1------------------313.6

A.頻率最小的光是由"=3能級躍遷到n=l能級產(chǎn)生的

B.最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的光是由力=3能級躍遷到"=2能級產(chǎn)生的

C.這些氫原子總共可輻射出2種不同頻率的光

D.這群氫原子輻射出的光中共有3種頻率的光能使金屬A發(fā)生光電效應(yīng)

【答案】B

【詳解】A.頻率最小的光對應(yīng)的能級差最小的越遷，即是由〃=3能級躍遷到"=2能級產(chǎn)生的，選項(xiàng)A

錯(cuò)誤；

B.最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的光是波長最長的，即頻率最小的，即能級差最小的，是由"=3能級躍遷到

"=2能級產(chǎn)生的，選項(xiàng)B正確；

C.大量氫原子從〃=3向低能級躍遷時(shí)總共可輻射出C；=3種不同頻率的光，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.氫原子從"=2能級向能級躍遷時(shí)所輻射出的光正好使某種金屬A發(fā)生光電效應(yīng)，則從w=3能

級向n=l能級躍遷時(shí)所輻射出的光也能使金屬A發(fā)生光電效應(yīng)，即這群氫原子輻射出的光中共有2種

頻率的光能使金屬A發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選Bo

13.（2025?河南?二模）巴耳末系是指氫原子從第/5=3,4,5…）能級躍遷到第2能級的譜線，對應(yīng)譜線的頻

率公式可表示為丫==3,4,5…），R叫里德伯常量，。表示真空中的光速；玻爾發(fā)現(xiàn)氫原

子向基態(tài)躍遷時(shí)輻射光子的頻率公式為丫=宅耳僅=2,3,4…），其中紇=烏，表示普朗克常量。下

nn

列說法正確的是（）

A.&為氫原子激發(fā)態(tài)能量，以為氫原子基態(tài)能量

B.巴耳末系譜線波長人的公式為2=R［，-*|（〃=3,4,5…）

C.不可以用巴耳末系對應(yīng)的頻率公式計(jì)算氫原子從〃=2向〃=1躍遷時(shí)放出的光子頻率

D.氫原子從〃=3向〃=2躍遷，輻射光子的頻率為口=-等

【答案】C

【詳解】A.根據(jù)波爾理論可知，紇為基態(tài)能量，紇為激發(fā)態(tài)能量，A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)波長、波速、頻率的關(guān)系。=/1丫

結(jié)合題意Y=-:卜=3,4,5...）

聯(lián)立解得：==3,4,5...）

B錯(cuò)誤；

C.由題可知，巴耳末系是指氫原子從第九（〃=3,4,5…）能級躍遷到第2能級的譜線，對應(yīng)譜線的頻率公

式為卜二尺（：-，/〃=3,4,5…），故無法計(jì)算氫原子從〃=2向〃=1躍遷時(shí)放出的光子頻率，C正確；

D.氫原子在〃=3能級的能量E3=，&

氫原子在〃=2能級的能量與=：E]

24

1F

故氫原子從H=3向〃=2躍遷，輻射光子的頻率為y=--芻=§「4?=_里

hh36/?

D錯(cuò)誤。

故選C。

14.（2025?江西宜春?二模）萬載作為中國花炮四大主產(chǎn)區(qū)之一，每個(gè)月都會舉辦大型的焰火晚會。以下說

法正確的是（）

A.煙花爆炸時(shí)看到的五彩斑斕實(shí)際上是因?yàn)椴煌禺a(chǎn)生的特征譜線不同導(dǎo)致的

B.煙花在點(diǎn)燃后上升的過程中處于超重狀態(tài)

C.在燃放過程中是火藥化學(xué)能完全轉(zhuǎn)化成了機(jī)械能

D.點(diǎn)燃后升空利用了煙花與燃燒氣體間的反沖作用，它們彼此之間的力是一對平衡力

【答案】A

【詳解】A.五彩斑斕的光是因?yàn)椴煌厝紵蟀l(fā)生躍遷，特征譜線不同發(fā)出了不同頻率的光導(dǎo)致的，

故A正確；

B.上升過程是一個(gè)先加速后減速過程，則先超重后失重，故B錯(cuò)誤；

C.燃放過程存在化學(xué)能和機(jī)械能、內(nèi)能之間的相互轉(zhuǎn)換，故C錯(cuò)誤；

D.煙花和燃燒氣體之間的力屬于作用力與反作用力，故D錯(cuò)誤。

故選A。

15.（2025?江西九江?二模）圖為氫原子的能級圖。大量氫原子處于"=4的激發(fā)態(tài)，在向低能級躍遷時(shí)放出

光子，用這些光子照射逸出功為2.29eV的金屬鈉，則（）

nE/eV

00-----------------------------------0

4----------------0.85

3-----------------1.51

2-----------------3.40

1----------------13.60

A.用0.80eV的光子照射〃=4能級的氫原子，可使氫原子電離

B.w=4躍遷到n=l放出的光子波長最長

C.有4種頻率的光子能使金屬鈉產(chǎn)生光電效應(yīng)

D.逸出光電子的最大初動能為12.75eV

【答案】C

【詳解】A.由能級圖可知，〃=4能級的氫原子電離需要的能量至少為0.85eV,故用0.80eV的光子照射

"=4能級的氫原子，不可使氫原子電離，故A錯(cuò)誤；

B.”=4躍遷到放出的光子能量最大，根據(jù)￡=/"=/小

A

可知放出的光子波長最短，故B錯(cuò)誤；

C.由能級圖可知心-4>E3-E|>E4-E2>2.29eV,E4-E3<E3-E2<2.29eV

可知有4種頻率的光子能使金屬鈉產(chǎn)生光電效應(yīng)，故C正確；

D.〃=4躍遷到〃=1放出的光子能量最大，則有牝皿=Ei=12.75eV

根據(jù)光電效應(yīng)方程可得逸出光電子的最大初動能為線=加2-%=12.75eV-2.29eV=10.46eV

故D錯(cuò)誤。

故選Co

A.圖甲是研究光電效應(yīng)的電路圖，只要入射光照射時(shí)間足夠長，電路中就能形成光電流

B.圖乙是a粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，盧瑟福分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型

C.圖內(nèi)對氫原子能級圖，處于基態(tài)的氫原子，可吸收能量為10.5eV的光子發(fā)生躍遷

D.如圖丁所示，放射性元素鈾衰變過程中產(chǎn)生的射線中，Y射線的穿透能力最弱

【答案】B

【詳解】A.圖甲是研究光電效應(yīng)的電路圖，光電效應(yīng)是指當(dāng)光照射到金屬表面時(shí)，金屬表面的電子會

吸收光子的能量而逸出金屬表面的現(xiàn)象。只有當(dāng)入射光的頻率大于金屬的閾值頻率時(shí)，才能產(chǎn)生光電

效應(yīng)，形成光電流。因此，入射光照射時(shí)間足夠長并不能保證電路中形成光電流，因?yàn)檫€需要滿足頻

率條件，故A錯(cuò)誤；

B.圖乙是a粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，盧瑟福通過分析a粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)

模型。該模型認(rèn)為原子由一個(gè)帶正電的原子核和圍繞原子核運(yùn)動的電子組成，故B正確；

C.圖丙為氫原子能級圖，處于基態(tài)的氫原子，其能量為-13.6eV。根據(jù)能級躍遷原理，氫原子吸收能量

為10.5eV的光子后，其能量變?yōu)?13.6eV+10.5eV=-3.1eV

沒有相應(yīng)的能級與之對應(yīng)，不能發(fā)生躍遷，故C錯(cuò)誤；

D.圖丁中放射性元素鈾衰變過程中產(chǎn)生的射線中，Y射線的穿透能力最強(qiáng)，a射線的穿透能力最弱,

故D錯(cuò)誤。

故選Bo

17.（2025?黑龍江哈爾濱?二模）我國太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星"羲和號"在國際上首次成功實(shí)現(xiàn)空間太陽

Ha波段光譜掃描成像。如圖所示，Ha和H0分別為氫原子由“=3和〃=4能級向〃=2能級躍遷產(chǎn)生的譜

線，下列說法正確的是（）

f/eV

0

-0.54

-0.85

-1.51

Ha%

2-3.40

1-----------------------------13.6

A.Ha的頻率比Hp的大

B.Ha在真空中的傳播速度比Hp的小

C.分別用Ha和由照射同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，HB對應(yīng)的相鄰條紋間距更小

D.若Hp照射某金屬時(shí)發(fā)生光電效應(yīng)，則兒照射該金屬時(shí)一定發(fā)生光電效應(yīng)

【答案】C

【詳解】A.氫原子由〃=3至"=2的能級差小于由〃=4至"=2的能級差，故（的頻率比H。的小，故

A錯(cuò)誤;

B.Ha在真空中的傳播速度與He在真空中的傳播速度相同，都為光速C,故B錯(cuò)誤；

C.因Ha的頻率比He的小，根據(jù)C=14

可知Ha的波長比He的大，根據(jù)=

a

可知分別用Ha和He照射同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，Hp對應(yīng)的相鄰條紋間距更小，故c正確；

D.若He照射某金屬時(shí)發(fā)生光電效應(yīng)，說明Hp的頻率大于該金屬的極限頻率，由于Ha的頻率比Hp的

小，故兒的頻率與該金屬極限頻率的大小關(guān)系無法確定，所以Ha照射該金屬時(shí)不一定能發(fā)生光電效

應(yīng)，故D錯(cuò)誤。

故選Co

18.（2025?黑龍江哈爾濱?二模）圖中H”、H。、Hy、%為氫原子在可見光區(qū)的四條譜線，此四條譜線滿

足巴耳末公式）〃=3、4、5、6,其中H。光波長最長。如果大量氫原子處在“=4的能

級，能輻射出幾種特定波長的光，其中在可見光范圍內(nèi)含有的譜線為（）

%HYHp

A.6種，可見光范圍內(nèi)的譜線有H6

B.6種，可見光范圍內(nèi)的譜線有H。、Hp

C.3種，可見光范圍內(nèi)的譜線有H0H6

D.3種，可見光范圍內(nèi)的譜線有H”、Hp

【答案】B

【詳解】CD.大量氫原子處在〃=4的能級，能輻射出Cj=6種特定波長的光，故CD錯(cuò)誤；

AB.根據(jù)巴耳末公式;=九=3、4、5、6

可知?dú)湓訌膎>2的能級躍遷到n=2能級時(shí)輻射的光，在可見光范圍內(nèi)

其中H。光波長最長，即有n=3能級躍遷到n=2能級釋放的光子

所以H。為“=4能級躍遷到〃=2能級釋放的光子，此兩條為可見光范圍內(nèi)的譜線，故A錯(cuò)誤，B正確。

故選Bo

19.（2025?重慶?二模）北斗二期導(dǎo)航系統(tǒng)的"心臟"是上海天文臺自主研發(fā)的星載氫原子鐘，它是利用氫原

子能級躍遷時(shí)輻射出來的電磁波去控制校準(zhǔn)石英鐘的，如圖為氫原子能級圖，氏c為氫原子能級躍

遷過程中所發(fā)出的三種光，則下列說法正確的是（）

E/eV

—0

A.氫原子從低能級向高能級躍遷時(shí)輻射光子

B.大量處于〃=4能級的氫原子向低能級躍遷時(shí)，形成的線狀光譜總共有3條亮線

C.在相同條件下，b、c三種光中，b光最容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象

D.用b光照射處于〃=2能級的氫原子，氫原子會發(fā)生電離

【答案】C

【詳解】A.氫原子從低能級向高能級躍遷時(shí)吸收光子，故A錯(cuò)誤；

B.大量處于"=4能級的氫原子向低能級躍遷時(shí)，形成的線狀光譜總共有C：=6條亮線，故B錯(cuò)誤;

C.根據(jù)公式s=hv=h^-=Em-En

/I

可知，在相同條件下，4、6C三種光中，b光的波長最長，最容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故C正確；

D.用6光照射處于〃=2能級的氫原子，氫原子是否能發(fā)生電離取決于6光的能量是否足以使氫原子從

?=2能級躍遷到電離態(tài)。6光的能量AE=E,-E?=2.55eV<3.40eV

因此不能使處于〃=2能級的氫原子發(fā)生電離電離，故D錯(cuò)誤。

故選Co

20.(2025?遼寧本溪?二模)極紫外線光刻機(jī)又通常被稱為EUV光刻機(jī)，在光刻機(jī)領(lǐng)域猶如王冠上的明珠,

是最尖端的技術(shù)。普朗克常量〃=6.626X1()3J.S,光在真空中的速度為SxlO'm/s,leV=L6xl()T9j。

某種光刻機(jī)，使用434納米光源，如果這種光由氫原子躍遷產(chǎn)生，則下列可能的躍遷方式為()

nE/eV

oo----------------------0

5-------------------------0.54

4-------------------------0.85

3------------------------1.51

2------------------------3.40

1-------------------------13.6

A.由〃=4能級躍遷到基態(tài)B.由〃=2能級躍遷到基態(tài)

C.由〃=3能級躍遷至1]"=2能級D.由〃=5能級躍遷至！]"=2能級

【答案】D

【詳解】A.根據(jù)玻爾理論得輻射出的光子能量石=加

/L

當(dāng)2=434nm時(shí)，可計(jì)算得Ex4.58x10-19Jx2.86eV

由”=4能級躍遷到基態(tài)，￡A=12.75eV,故A錯(cuò)誤；

B.由〃=2能級躍遷到基態(tài)，EB=10.20eV,故B錯(cuò)誤；

C.由a=3能級躍遷到”=2能級，4=L89eV,故C錯(cuò)誤;

D.由“=5能級躍遷至！J〃=2能級，ED=2.86eV,故D正確。

故選Do

21.（2025?山西臨汾?二模）一價(jià)氮離子具有與氫原子類似的結(jié)構(gòu),能級圖如圖所示,其基態(tài)能量為E/=-54.4eV。

關(guān)于這種氫離子，下列說法正確的是（）

〃E/eV

1----------------54.4

A.一價(jià)氫離子能自發(fā)地從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)

B.大量w=3能級的一價(jià)氮離子，其電子向低能級躍遷能輻射3種不同頻率的光

C.大量”=4能級的一價(jià)氫離子，其電子向低能級躍遷能輻射3種不同頻率的光

D.用能量為8.0eV的光子照射大量處于a=2能級的一價(jià)氮離子，能夠使其電子躍遷到〃=3能級

【答案】B

【詳解】A.根據(jù)氫原子躍遷理論，一價(jià)氫離子需要吸收能量才能從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，不能自發(fā)地從

基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，且吸收的能量滿足加=E?，-耳

故A錯(cuò)誤；

BC.大量〃=3能級的一價(jià)氫離子，其電子向低能級躍遷能輻射光的種類為C；=3

大量w=4能級的一價(jià)氨離子，其電子向低能級躍遷能輻射光的種類為C：=6

故B正確，C錯(cuò)誤；

D.大量處于，7=2能級的一價(jià)氫離子，能夠使其電子躍遷到〃=3能級，需要吸收的能量為

hv=-6.0-（-13.6）eV=7.6eV

故D錯(cuò)誤。

故選Bo

22.（2025?陜西寶雞?二模）一群處于第九=4能級的氫原子，向低能級躍遷過程中能發(fā)出多種不同頻率的

光，將這些光分別照射到圖甲電路陰極K的金屬上，實(shí)驗(yàn)只測得3條電流隨電壓變化的圖像，如圖乙

所示。已知?dú)湓拥哪芗増D如圖丙所示，則下列推斷正確的是（）

B.a、b、c三種光的波長關(guān)系：

C.圖乙中的。光是氫原子由九=2能級向基態(tài)躍遷發(fā)出的

D.動能為10.5eV的電子不能使處于“=1能級的氫原子發(fā)生躍遷

【答案】B

【詳解】A.一群處于第〃=4能級的氫原子，向低能級躍遷過程中能發(fā)出6種不同頻率的光，能量值

大小關(guān)系由大到小排列為4—>1,3—1,2—>1,4—>2,3—>2,4—>3

實(shí)驗(yàn)只測得3條電流隨電壓變化的圖像，所以發(fā)生光電效應(yīng)的能量值為4-1,3-1,2->1

能量值排在第四的為4=ELE2=-0-85eV-(-3.4)eV=2.55eV

由于只能測得3條電流隨電壓變化的圖像，故該金屬的逸出功應(yīng)大于2.55eV,A錯(cuò)誤；

B.由乙圖可知，。光的遏止電壓最大，其次是6,最小的為以根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，。光的頻率最

大，c光的頻率最小，故其波長大小為A,<4<4，B正確；

C.結(jié)合上述分析可知，a光能量最大，應(yīng)是氫原子由〃=4能級向基態(tài)躍遷發(fā)出的，C錯(cuò)誤；

D.處于〃=1能級的氫原子吸收能量躍遷到〃=2能級時(shí)，需要吸收的能量

AE=E「E、=-3.4eV-(-13.6)eV=10.2eV

動能為10.5eV的電子與處于”=1能級的氫原子碰撞，電子可以將一部分能量轉(zhuǎn)移給氫原子，使氫原子

發(fā)生躍遷，D錯(cuò)誤。

故選Bo

原子核

23.(2025,遼寧遼陽,二模)我國自主研發(fā)的“華龍一號"反應(yīng)堆技術(shù)利用鈾235發(fā)生核裂變釋放的能量發(fā)電，

典型的核反應(yīng)方程為琵U+[nT;Ba+窯Kr+3；n,則反應(yīng)產(chǎn)物中嘿Ba核內(nèi)中子數(shù)比《Kr核內(nèi)中子數(shù)多

A.28個(gè)B.29個(gè)C.30個(gè)D.31個(gè)

【答案】B

【詳解】根據(jù)反應(yīng)過程滿足質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知/Kr核為;:Kr,則反應(yīng)產(chǎn)物中黑Ba核內(nèi)中子數(shù)比

器Kr核內(nèi)中子數(shù)多（141-56）-（92-36）=29

故選B。

24.（2025?陜西渭南?二模）2025年開年之際，國際上唯一的我國超導(dǎo)托卡馬克大科學(xué)裝置集群正在加快推

動聚變能源的開發(fā)和應(yīng)用，其中一種核聚變反應(yīng)方程式為：H+：Hf；He+］。已知笊核質(zhì)量為2.0141U,

笳核質(zhì)量為3.0161U,氫核質(zhì)量為4.0026U,中子質(zhì)量為1.0087U,阿伏加德羅常數(shù)&取GOxK^moL,

笊核摩爾質(zhì)量為2g相當(dāng)于931.5MeV。則2g笊完全參與聚變釋放出能量的量級為（）

A.1024MeVB.1025MeVC.1026MeVD.1027MeV

【答案】B

【詳解】2g笊的物質(zhì)的量〃=W=1加o/

M

笊的個(gè)數(shù)"=必\=6.0x1023

根據(jù)核聚變反應(yīng)方程，1個(gè)笊核參與反應(yīng)的質(zhì)量虧損Am=（2.0141+3.0161-4.0026-1.0087）u=0.0189u

則1個(gè)笊核參與反應(yīng)釋放的能量AE=0.0189x93L5AfeVel7.6AfeV

2g笊完全參與聚變釋放出能量E=N\E=6.0x1023xl7.6AfeV=1.05x1025MeV

故選B,

25.（2025?云南曲靖?二模）據(jù)報(bào)道，我國自主研發(fā)生產(chǎn)的004型航母即將服役。該航母可能采用核動力推

進(jìn)，排水量達(dá)到12萬噸，是目前世界上較為先進(jìn)的航母。其核反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，常見的核

反應(yīng)方程為：^u+'n^*44Ba+^Kr+b*n,下列說法正確的是（）

鈾棒水泥防護(hù)層

A.此核反應(yīng)方程中的。=56,b=3

B.此核反應(yīng)方程為核聚變方程

C.此核反應(yīng)是不可控的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

D.鎘棒的作用是釋放中子，加快反應(yīng)速度

【答案】A

【詳解】A.根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得核反應(yīng)方程為空U+〔nTVBa+MKr+31n

可知<2=56,6=3

故A正確；

BC.該反應(yīng)為重核裂變反應(yīng)，不是核聚變，可以通過控制鎘棒插入反應(yīng)堆的深度控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，

故BC錯(cuò)誤；

D.鎘棒可以吸收中子，控制鎘棒插入反應(yīng)堆的深度可以控制參與反應(yīng)的中子數(shù)目，從而控制反應(yīng)堆的

反應(yīng)速度，不一定是加快反應(yīng)速度，也可能是減慢反應(yīng)速度，故D錯(cuò)誤。

故選Ao

26.（2025?四川雅安?二模）中國將在2025年開工建設(shè)全球首座商用社基熔鹽堆，預(yù)計(jì)2029年投入運(yùn)行，

這是核能領(lǐng)域又一重大突破！如圖所示是不易裂變的焉Th轉(zhuǎn)化為易裂變的常U的過程示意圖。下列說

法正確的是（）

A.2需Th衰變?yōu)閍Pa是/衰變

B.2；；Pa的比結(jié)合能小于第U的比結(jié)合能

C.￡；Pa衰變?yōu)閍U放出的電子來自原子核外電子

D.可以通過升溫、加壓的方式改變核廢料的半衰期

【答案】AB

【詳解】A.備Th衰變?yōu)閍Pa滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可知生成物為電子，則為/衰變，故A

正確；

B.%Pa衰變?yōu)榈赨釋放出能量，則生成物比反應(yīng)物更穩(wěn)定，即生成物空U的比結(jié)合能大于反應(yīng)物等Pa

的比結(jié)合能，故B正確；

C./衰變的實(shí)質(zhì)是原子核內(nèi)的中子變成質(zhì)子和電子，則放出的電子來源于原子核內(nèi)，故C錯(cuò)誤;

D.放射性元素的半衰期由原子核決定，與外界的溫度、壓強(qiáng)無關(guān)，與化學(xué)狀態(tài)也無關(guān)，故D錯(cuò)誤。

故選ABo

27.（2025?黑龍江?二模）碳14是一種放射性的元素，其衰變?yōu)榈?4圖像如圖所示，根據(jù)圖像提供的信息

下列說法中正確的是（）

A.經(jīng)過11460年100個(gè)碳14核將技變75個(gè)

B.碳14轉(zhuǎn)變?yōu)榈?4過程中有一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子

C.若氮14生成碳14的核反應(yīng)方程為；“N+Mf^c+x,則X為電子

D.當(dāng)?shù)?4數(shù)量是碳14數(shù)量的3倍時(shí)，碳14衰變所經(jīng)歷時(shí)間為5730年

【答案】B

【詳解】A.衰變服從量子統(tǒng)計(jì)規(guī)律，只對大量的原子才有意義，A錯(cuò)誤；

B.碳14轉(zhuǎn)變?yōu)榈?4過程中有一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子和電子，電子被釋放出來，B正確；

C.根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知若氮14生成碳14的核反應(yīng)方程為；4N+；nf7C+X,則X為質(zhì)

子，C錯(cuò)誤；

11

D.由圖可知碳14的衰變周期為5730年，當(dāng)?shù)?4數(shù)量是碳14數(shù)量的7倍時(shí)，根據(jù)N余="原（萬尸

可嗚=2

即N*='

筑4

解得仁11460年

D錯(cuò)誤。

故選Bo

28.（2025?河北石家莊?二模）用。粒子轟擊靜止的氮核，核反應(yīng)方程為［O+X+Y。已知/光子

的頻率為丫，氮核的質(zhì)量為叫，a粒子的質(zhì)量為"%,氧核的質(zhì)量為%，X的質(zhì)量為m3，普朗克常量

為"真空中的光速為c。下列說法正確的是（)

A.X核為笊核

B./光子的動量大小為生

V

C.釋放的核能大小為

D.反應(yīng)后氧核和X核的總動量等于。粒子的初動量

【答案】C

【詳解】A.根據(jù)核電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，可得X的電荷數(shù)為2+7-8=1

質(zhì)量數(shù)為4+14-17=1

X核為點(diǎn)核，故A錯(cuò)誤；

B.7光子的頻率為口，可知其動量為p=：=e

XC

故B錯(cuò)誤；

C.核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為△機(jī)=%+九

2

反應(yīng)過程中釋放的核能為AE=Amc=（叫+ma

故C正確；

D.反應(yīng)后氧核和X核以及/光子的總動量等于a粒子的初動量，故D錯(cuò)誤。

故選C。

29.（2025?河北秦皇島?二模）真空中一個(gè)靜止的鈾原子核聲U經(jīng)一次a衰變后變成一個(gè)新核仆，下列說法

正確的是（）

A.衰變方程為-京4Th+；He

B.衰變后$Th核的動量與a粒子的動量相同

C.衰變后記Th核的質(zhì)量與a粒子的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核Tu的質(zhì)量

D.若鈾元素的半衰期為r,則經(jīng)過2r的時(shí)間，2kg的核，全部已經(jīng)發(fā)生了衰變

【答案】A

【詳解】A.衰變過程遵循電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，故A正確；

B.衰變后記Th核的動量與a粒子的動量大小相等，方向相反，故B錯(cuò)誤；

C.衰變過程釋放能量，發(fā)生質(zhì)量虧損，所以衰變后記Th核的質(zhì)量與a粒子的質(zhì)量之和小于衰變前鈾

核聲U的質(zhì)量，故C錯(cuò)誤;

D.若鈾元素的半衰期為f,則經(jīng)過2f的時(shí)間，2kg的冷U核，發(fā)生衰變的質(zhì)量為

m=2xjkg=1.5kg

故D錯(cuò)誤。

故選A。

30.（2025?江西宜春?二模）如圖為全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置（EAST）,通過在其真空室內(nèi)加入笊（汨）

和瓶（；H）進(jìn)行的核聚變反應(yīng)釋放出大量能量，被譽(yù)為"人造太陽"，是中國自主設(shè)計(jì)、研制的世界首

個(gè)全超導(dǎo)非圓截面托卡馬克裝置。2025年1月20日，首次實(shí)現(xiàn)1億攝氏度1066秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束

模式等離子體運(yùn)行，標(biāo)志著聚變研究從前沿的基礎(chǔ)研究轉(zhuǎn)向工程實(shí)踐，是一次重大跨越。己知汨原子

核質(zhì)量皿、汨原子核質(zhì)量根2、2He原子核質(zhì)量根3、質(zhì)子質(zhì)量，物、中子質(zhì)量Mt,”以下說法錯(cuò)誤的是（）

A.反應(yīng)方程為:H+jH-^He+jn+y

B.反應(yīng)出現(xiàn)的高溫等離子體可以通過磁約束使其不與器壁接觸而作螺旋運(yùn)動

C.；He核的結(jié)合能為-（2〃%+2%）產(chǎn)

D.一個(gè);H原子核與一個(gè)；H原子核反應(yīng)后釋放的能量為（叫+網(wǎng)-網(wǎng)-砥）C?

【答案】C

【詳解】A.核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒，故A正確；

B.工作時(shí)，高溫等離子體中的帶電粒子被強(qiáng)勻強(qiáng)磁場約束在環(huán)形真空室內(nèi)部，而不與器壁碰撞，故B

正確；

C.將核子結(jié)合為原子核時(shí)所釋放的能量即為結(jié)合能，；He中有兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子，它們結(jié)合為;He

時(shí)，質(zhì)量虧損為=2%+2%-砥

可知:He的結(jié)合能為AE=A"/=［（2""+2%）-司＜?

故C錯(cuò)誤；

D.個(gè)汨原子核與一個(gè)［H原子核反應(yīng)后質(zhì)量虧損為=班+鈾-%

釋放的能量為AE'=Arn'c?=（5+7%-7%—%）c2

故D正確。

本題選擇錯(cuò)誤的，故選C。

31.（2025?內(nèi)蒙古包頭?二模）在火星上太陽能電池板發(fā)電能力有限，因此科學(xué)家們用放射性制料一一PuO2

作為發(fā)電能源為火星車供電（Pu。?中的P%是空Pu）。已知2；：Pu衰變后變?yōu)?；；U和x粒子，衰變過

程放出高能量的射線使電池內(nèi)部溫度升高，在熱電元件中將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能。下列說法正確的是（）

A.X粒子是由原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)變而成

B.2；：Pu比1U的比結(jié)合能大

C.為保證電池的長壽命應(yīng)選用半衰期更短的放射性材料

D.2；：Pu衰變過程，生成物所有原子核的結(jié)合能之和比反應(yīng)物原子核的結(jié)合能大

【答案】D

【詳解】A.根據(jù)衰變可知2；：尸"f+^He

X粒子是;小，不是由原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)變而成，故A錯(cuò)誤；

B.2；：尸比發(fā)生衰變變成更穩(wěn)定的琵U,核越穩(wěn)定比結(jié)合能越大，所以2；：Pu比%u的比結(jié)合能小，故B

錯(cuò)誤；

C.為保證電池的長壽命應(yīng)選用半衰期更長的放射性材料，故c錯(cuò)誤；

D.反應(yīng)過程釋放核能，將原子核分解為單個(gè)的核子需要的能量更大，原子變得更穩(wěn)定，生成物所有原

子核的結(jié)合能之和比反應(yīng)物原子核的結(jié)合能大，故D正確。

故選Do

32.（2025?重慶?二模）我國部分航天器裝