專題13原子結(jié)構(gòu)、原子核和波粒二象性考點(diǎn)五年考情（2021-2025）命題趨勢(shì)考點(diǎn)1原子結(jié)構(gòu)2022、2023、2024、2025選擇題主導(dǎo)，綜合題向?qū)嶋H應(yīng)用延伸，聚焦基礎(chǔ)概念與模型分析。氫原子光譜考查光的波動(dòng)性與粒子性的綜合應(yīng)用，需結(jié)合巴耳末公式與光電效應(yīng)規(guī)律。計(jì)算題則常與能源技術(shù)、量子通信等實(shí)際問題結(jié)合。靜電除塵裝置為背景，要求推導(dǎo)氫原子在電場(chǎng)中的電離條件，需聯(lián)立玻爾模型與能量守恒定律。實(shí)驗(yàn)題則側(cè)重驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。核心規(guī)律深度整合，模型復(fù)雜度提升原子結(jié)構(gòu)與能級(jí)躍遷：命題從單一能級(jí)躍遷擴(kuò)展至多能級(jí)系統(tǒng)，通過氫原子光譜分析不同波長(zhǎng)光的衍射與折射特性，需綜合應(yīng)用玻爾理論與光的波動(dòng)性規(guī)律。氫原子在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的能級(jí)劈裂問題，需結(jié)合量子力學(xué)微擾理論進(jìn)行定性分析。核反應(yīng)與核能計(jì)算：高頻考點(diǎn)從簡(jiǎn)單衰變擴(kuò)展至復(fù)雜核反應(yīng)，通過釷基熔鹽堆的核反應(yīng)方程考查中子俘獲與β衰變的綜合過程，需聯(lián)立質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒。通過氘氚聚變模型，要求計(jì)算核能釋放與質(zhì)量虧損，涉及質(zhì)能方程與動(dòng)量守恒的聯(lián)立應(yīng)用。考點(diǎn)2原子核2021、2022、2023、2024、2025考點(diǎn)3波粒二象性2021、2022、2023、2024考點(diǎn)01原子結(jié)構(gòu)1．（2025·浙江·1月選考）如圖1所示，三束由氫原子發(fā)出的可見光P、Q、R分別由真空玻璃管的窗口射向陰極K。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，記錄電流表與電壓表示數(shù)，兩者關(guān)系如圖2所示。下列說法正確的是（）A．分別射入同一單縫衍射裝置時(shí)，Q的中央亮紋比R寬B．P、Q產(chǎn)生的光電子在K處最小德布羅意波長(zhǎng)，P大于QC．氫原子向第一激發(fā)態(tài)躍遷發(fā)光時(shí)，三束光中Q對(duì)應(yīng)的能級(jí)最高D．對(duì)應(yīng)于圖2中的M點(diǎn)，單位時(shí)間到達(dá)陽極A的光電子數(shù)目，P多于Q【答案】BC【詳解】A．根據(jù)Uce=12mvm2=?ν?W逸出功因Q的截止電壓大于R，可知Q的頻率大于R的頻率，QB．同理可知P、Q產(chǎn)生的光電子在K處Q的最大初動(dòng)能比P較大，根據(jù)λ=?p=?2mEC．因Q對(duì)應(yīng)的能量最大，則氫原子向第一激發(fā)態(tài)躍遷發(fā)光時(shí)，根據(jù)?ν=Em?ED．對(duì)應(yīng)于圖2中的M點(diǎn)，P和Q的光電流相等，可知P和Q單位時(shí)間到達(dá)陽極A的光電子數(shù)目相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選BC。2．（2024·浙江·6月選考）玻爾氫原子電子軌道示意圖如圖所示，處于n=3能級(jí)的原子向低能級(jí)躍遷，會(huì)產(chǎn)生三種頻率為ν31、ν32、ν21A．頻率為ν31的光，其動(dòng)量為B．頻率為ν31和ν21C．頻率為ν31和ν21的兩種光分別射入雙縫間距為d，雙縫到屏的距離為L(zhǎng)的干涉裝置，產(chǎn)生的干涉條紋間距之差為D．若原子n=3躍遷至n=4能級(jí)，入射光的頻率ν【答案】B【詳解】A．根據(jù)玻爾理論可知?ν31=E3?選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．頻率為ν31和ν21的兩種光分別射入同一光電效應(yīng)EE最大初動(dòng)能之差為ΔEkmC．頻率為ν31和ν21的兩種光分別射入雙縫間距為d，雙縫到屏的距離為L(zhǎng)的干涉裝置，根據(jù)條紋間距表達(dá)式Δx=LD．若原子n=3躍遷至n=4能級(jí)，則E4?E3故選B。3．（2024·浙江·1月選考）氫原子光譜按頻率展開的譜線如圖所示，此四條譜線滿足巴耳末公式1λ=R122?A．照射同一單縫衍射裝置，HδB．以相同的入射角斜射入同一平行玻璃磚，HδC．以相同功率發(fā)射的細(xì)光束，真空中單位長(zhǎng)度上HγD．相同光強(qiáng)的光分別照射同一光電效應(yīng)裝置，Hγ【答案】C【詳解】A．根據(jù)巴耳末公式可知，Hγ光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)。波長(zhǎng)越長(zhǎng)，越容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故照射同一單縫衍射裝置，HB．Hγ光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，根據(jù)f=cλ可知Hγ光的頻率較小，則C．Hγ光的頻率較小，Hγ光的光子能量較小，以相同功率發(fā)射的細(xì)光束，HγD．若Hδ、Hγ光均能發(fā)生光電效應(yīng)，相同光強(qiáng)的光分別照射同一光電效應(yīng)裝置，Hγ光的頻率較小，Hγ光的光子能量較小，Hγ故選C。4．（2023·浙江·1月選考）氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，會(huì)產(chǎn)生四種頻率的可見光，其光譜如圖1所示。氫原子從能級(jí)6躍遷到能級(jí)2產(chǎn)生可見光I，從能級(jí)3躍遷到能級(jí)2產(chǎn)生可見光Ⅱ。用同一雙縫干涉裝置研究?jī)煞N光的干涉現(xiàn)象，得到如圖2和圖3所示的干涉條紋。用兩種光分別照射如圖4所示的實(shí)驗(yàn)裝置，都能產(chǎn)生光電效應(yīng)。下列說法正確的是（）A．圖1中的HαB．圖2中的干涉條紋對(duì)應(yīng)的是ⅡC．Ⅰ的光子動(dòng)量大于Ⅱ的光子動(dòng)量D．P向a移動(dòng)，電流表示數(shù)為零時(shí)Ⅰ對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)比Ⅱ的大【答案】CD【詳解】根據(jù)題意可知。氫原子發(fā)生能級(jí)躍遷時(shí)，由公式可得Em?A．可知，圖1中的HαB．由公式有，干涉條紋間距為Δx=λlC．根據(jù)題意，由公式可得，光子動(dòng)量為p=?νcD．根據(jù)光電效應(yīng)方程及動(dòng)能定理可得eUc=?ν?W0故選CD。5．（2022·浙江·6月選考）如圖為氫原子的能級(jí)圖。大量氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài)，在向低能級(jí)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。下列說法正確的是（）A．逸出光電子的最大初動(dòng)能為10.80eVB．n=3躍遷到n=1放出的光子動(dòng)量最大C．有3種頻率的光子能使金屬鈉產(chǎn)生光電效應(yīng)D．用0.85eV的光子照射，氫原子躍遷到n=4激發(fā)態(tài)【答案】B【詳解】A．從n=3躍遷到n=1放出的光電子能量最大，根據(jù)Ek=E?W0故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)p=E=?ν又因?yàn)閺膎=3躍遷到n=1放出的光子能量最大，故可知?jiǎng)恿孔畲?，故B正確；C．大量氫原子從n=3的激發(fā)態(tài)躍遷基態(tài)能放出C32=3種頻率的光子，其中從n=3躍遷到n=2放出的光子能量為D．由于從n=3躍遷到n=4能級(jí)需要吸收的光子能量為ΔE=1.51eV?0.85eV=0.66eV故選B?？键c(diǎn)02原子核6．（2025·浙江·1月選考）同位素614C相對(duì)含量的測(cè)量在考古學(xué)中有重要應(yīng)用，其測(cè)量系統(tǒng)如圖1所示。將少量古木樣品碳化、電離后，產(chǎn)生的離子經(jīng)過靜電分析儀ESA-I、磁體-I和高電壓清除器，讓只含有三種碳同位素612C、613C、614C的C3+離子束（初速度可忽略不計(jì)）進(jìn)入磁體-Ⅱ．磁體-Ⅱ由電勢(shì)差為U的加速電極P，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、半徑為R的四分之一圓弧細(xì)管道和離子接收器F構(gòu)成。通過調(diào)節(jié)U，可分離612C、6(1)寫出中子與714N發(fā)生核反應(yīng)生成614C，以及(2)根據(jù)圖2寫出612C的C3+離子所對(duì)應(yīng)的U值，并求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。ㄓ?jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字。已知R=0.2m(3)如圖1所示，ESA-Ⅱ可簡(jiǎn)化為間距d=5cm兩平行極板，在下極板開有間距L=10cm的兩小孔，僅允許入射角φ=45°的6(4)對(duì)古木樣品，測(cè)得614C與612C離子數(shù)之比值為4×10?13；采用同樣辦法，測(cè)得活木頭中6【答案】(1)01n(2)1.93×106(3)1.65×(4)8957【詳解】（1）中子與714N發(fā)生核反應(yīng)生成614C的核反應(yīng)方程式為01n+（2）在加速電場(chǎng)中，由動(dòng)能定理得qU=12mv聯(lián)立解得v=qBRm，U=qB2R22m相比613C，612C的比荷更大，通過圓形管道所需要的電壓更大，通過圖2可知當(dāng)電壓為1.93×10根據(jù)U=qB2（3）由題意知，614C粒子在板間做類斜拋運(yùn)動(dòng)，水平方向有vx=22v，L=vx（4）古木中614C與612C比值是活木頭中的13，說明經(jīng)過衰變后614C只剩下13，已知經(jīng)過一個(gè)半衰期剩下7．（2024·浙江·6月選考）發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為24He+A．核反應(yīng)方程中的X為6B．衰變方程中的Y為2C．中子01D．钚238的衰變吸收能量【答案】A【詳解】AB．根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知X為612C，Y為C．中子的質(zhì)量數(shù)為1，故C錯(cuò)誤；D．衰變過程中質(zhì)量虧損，釋放能量，故D錯(cuò)誤。故選A。8．（2024·浙江·1月選考）已知氘核質(zhì)量為2.0141u，氚核質(zhì)量為3.0161u，氦核質(zhì)量為4.0026u，中子質(zhì)量為1.0087u，阿伏加德羅常數(shù)NA取6.0×1023A．核反應(yīng)方程式為1B．氘核的比結(jié)合能比氦核的大C．氘核與氚核的間距達(dá)到10?10D．4g氘完全參與聚變釋放出能量的數(shù)量級(jí)為【答案】D【詳解】A．核反應(yīng)方程式為12B．氘核的比結(jié)合能比氦核的小，故B錯(cuò)誤；C．氘核與氚核發(fā)生核聚變，要使它們間的距離達(dá)到10?15D．一個(gè)氘核與一個(gè)氚核聚變反應(yīng)質(zhì)量虧損Δ聚變反應(yīng)釋放的能量是ΔE=Δm?931.5E=數(shù)量級(jí)為1025故選D。9．24．（2024·浙江·6月選考）下列說法正確的是（）A．中子整體呈電中性但內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)B．真空中的光速在不同的慣性參考系中大小都相同C．增加接收電路的線圈匝數(shù)，可接收更高頻率的電臺(tái)信號(hào)D．分子間作用力從斥力變?yōu)橐Φ倪^程中，分子勢(shì)能先增加后減少【答案】AB【詳解】A．中子由夸克組成，整體呈現(xiàn)電中性，但內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，故A正確；B．根據(jù)愛因斯坦的相對(duì)論可知，真空中的光速在不同的慣性參考系中大小都相同，故B正確；C．根據(jù)f=12D．分子間作用力從斥力變?yōu)橐Φ倪^程中，即分子距離從小于r0=10故選AB。10．（2023·浙江·6月選考）“玉兔二號(hào)”裝有核電池，不懼漫長(zhǎng)寒冷的月夜。核電池將94238Pu衰變釋放的核能一部分轉(zhuǎn)換成電能。94A．衰變方程中的X等于233 B．24HeC．94238Pu比92XU的比結(jié)合能小【答案】C【詳解】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，衰變方程為94238PB．24C．比結(jié)合能越大越穩(wěn)定，由于94238Pu衰變成為了92234U，故92234UD．半衰期由原子核本身決定的，與溫度等外部因素?zé)o關(guān)，故D錯(cuò)誤。故選C。11．（2023·浙江·1月選考）宇宙射線進(jìn)入地球大氣層與大氣作用會(huì)產(chǎn)生中子，中子與大氣中的氮14會(huì)產(chǎn)生以下核反應(yīng)：714N+0A．614C發(fā)生βB．β衰變輻射出的電子來自于碳原子的核外電子C．近年來由于地球的溫室效應(yīng)，引起6D．若測(cè)得一古木樣品的614C【答案】D【詳解】A．根據(jù)614C→714N+B．β衰變輻射出的電子來自于原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)放出的電子，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．半衰期是核反應(yīng)，與外界環(huán)境無關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．若測(cè)得一古木樣品的614C故選D。12．（2023·浙江·6月選考）有一種新型光電效應(yīng)量子材料，其逸出功為W0。當(dāng)紫外光照射該材料時(shí)，只產(chǎn)生動(dòng)能和動(dòng)量單一的相干光電子束。用該電子束照射間距為d的雙縫，在與縫相距為L(zhǎng)的觀測(cè)屏上形成干涉條紋，測(cè)得條紋間距為?x。已知電子質(zhì)量為m，普朗克常量為h，光速為c，則（

）A．電子的動(dòng)量pe=?LC．光子的能量E=W0+【答案】AD【詳解】根據(jù)條紋間距公式Δx=LA．根據(jù)pe=?λB．根據(jù)動(dòng)能和動(dòng)量的關(guān)系Ek=p22mC．光子的能量E=WD．光子的動(dòng)量p=m0c光子的能量E=m0c故選AD。13．（2022·浙江·6月選考）秦山核電站生產(chǎn)614C的核反應(yīng)方程為714N+A．X是11H B．C．?10e來自原子核外 D．經(jīng)過一個(gè)半衰期，10個(gè)【答案】AB【詳解】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)子數(shù)為1，中子數(shù)為1，即為11B．常用的示蹤原子有：614C，18OC．?10e由原子核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，電子被釋放出來，所以D．半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)于大量原子核衰變是成立的，個(gè)數(shù)較少時(shí)規(guī)律不成立，故D錯(cuò)誤。故選AB。14．（2022·浙江·1月選考）2021年12月15日秦山核電站迎來了安全發(fā)電30周年，核電站累計(jì)發(fā)電約6.9×1011kW·h，相當(dāng)于減排二氧化碳六億多噸。為了提高能源利用率，核電站還將利用冷卻水給周圍居民供熱。下列說法正確的是（）A．秦山核電站利用的是核聚變釋放的能量B．秦山核電站發(fā)電使原子核虧損的質(zhì)量約為27.6kgC．核電站反應(yīng)堆中需要用鎘棒控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度D．反應(yīng)堆中存在92235【答案】CD【詳解】A．秦山核電站利用的是重核裂變變釋放的能量，故A錯(cuò)誤；B．原子核虧損的質(zhì)量全部轉(zhuǎn)化為電能時(shí)，約為Δ核電站實(shí)際發(fā)電還要考慮到核能的轉(zhuǎn)化率和利用率，則原子核虧損的質(zhì)量大于27.6kg，故B錯(cuò)誤；C．核電站反應(yīng)堆中需要用鎘棒能吸收中子的特性，通過中子的數(shù)量控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，故C正確；D．反應(yīng)堆利用鈾235的裂變，生成多個(gè)中核和中子，且產(chǎn)物有隨機(jī)的兩分裂、三分裂，即存在92235故選CD。15．（2021·浙江·6月選考）對(duì)四個(gè)核反應(yīng)方程（1）92238U→90234Th+A．（1）（2）式核反應(yīng)沒有釋放能量B．（1）（2）（3）式均是原子核衰變方程C．（3）式是人類第一次實(shí)現(xiàn)原子核轉(zhuǎn)變的方程D．利用激光引發(fā)可控的（4）式核聚變是正在嘗試的技術(shù)之一【答案】CD【詳解】A．（1）是α衰變，（2）是β衰變，均有能量放出，故A錯(cuò)誤；B．（3）是人工核轉(zhuǎn)變，故B錯(cuò)誤；C．（3）式是人類第一次實(shí)現(xiàn)原子核轉(zhuǎn)變的方程，故C正確；D．利用激光引發(fā)可控的（4）式核聚變是正在嘗試的技術(shù)之一，故D正確。故選CD。16．（2021·浙江·1月選考）如圖所示是我國(guó)全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置。2018年11月，該裝置實(shí)現(xiàn)了1×108℃等離子體運(yùn)行等多項(xiàng)重大突破，為未來和平利用聚變能量邁出了重要一步。關(guān)于核聚變，下列說法正確的是（）

A．聚變又叫熱核反應(yīng)B．太陽就是一個(gè)巨大的熱核反應(yīng)堆C．高溫能使原子核克服核力而聚變D．對(duì)相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變比重核裂變產(chǎn)能多【答案】ABD【詳解】A．聚變又叫熱核反應(yīng)，選項(xiàng)A正確；B．太陽就是一個(gè)巨大的熱核反應(yīng)堆，選項(xiàng)B正確；

C．要使輕核發(fā)生聚變，必須使它們的距離達(dá)到10-15m以內(nèi)，核力才能起作用，那么熱核反應(yīng)時(shí)要將輕核加熱到很高的溫度，使它們具有足夠的動(dòng)能來克服核力而聚變?cè)谝黄鹦纬尚碌脑雍?，即高溫能使輕核克服庫侖斥力而聚變，但不是能使所有的原子核克服庫侖斥力而聚變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．對(duì)相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變比重核裂變產(chǎn)能多，選項(xiàng)D正確；故選ABD?？键c(diǎn)03波粒二象性17.（2024·浙江·1月選考）下列說法正確的是（）A．相同溫度下，黑體吸收能力最強(qiáng)，但輻射能力最弱B．具有相同動(dòng)能的中子和電子，其德布羅意波長(zhǎng)相同C．電磁場(chǎng)是真實(shí)存在的物質(zhì)，電磁波具有動(dòng)量和能量D．自然光經(jīng)玻璃表面反射后，透過偏振片觀察，轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片時(shí)可觀察到明暗變化【答案】CD【詳解】A．相同溫度下，黑體吸收和輻射能力最強(qiáng)，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)λ=?C．電磁場(chǎng)是真實(shí)存在的物質(zhì)，電磁波具有動(dòng)量和能量，故C正確；D．自然光在玻璃、水面等表面反射時(shí)，反射光可視為偏振光，透過偏振片觀察，轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片時(shí)能觀察到明暗變化，故D正確。故選CD。18．（2024·浙江·1月選考）如圖所示，金屬極板M受到紫外線照射會(huì)逸出光電子，最大速率為vm。正對(duì)M放置一金屬網(wǎng)N，在M、N之間加恒定電壓U。已知M、N間距為d（遠(yuǎn)小于板長(zhǎng)），電子的質(zhì)量為m，電荷量為eA．M、N間距離增大時(shí)電子到達(dá)N的動(dòng)能也增大B．只有沿x方向逸出的電子到達(dá)N時(shí)才有最大動(dòng)能1C．電子從M到N過程中y方向位移大小最大為vD．M、N間加反向電壓mv【詳解】AB．根據(jù)動(dòng)能定理，從金屬板M上逸出的光電子到到達(dá)N板時(shí)eU=Ekm?12mC．平行極板M射出的電子到達(dá)N板時(shí)在y方向的位移最大，則電子從M到N過程中y方向最大位移為y=d=解得y=vmD．M、N間加反向電壓電流表示數(shù)恰好為零時(shí)，則eUc=12故選C。19．（2023·浙江·1月選考）被譽(yù)為“中國(guó)天眼”的大口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡已發(fā)現(xiàn)660余顆新脈沖星，領(lǐng)先世界。天眼對(duì)距地球?yàn)長(zhǎng)的天體進(jìn)行觀測(cè)，其接收光子的橫截面半徑為R。若天體射向天眼的輻射光子中，有η(η<1)倍被天眼接收，天眼每秒接收到該天體發(fā)出的頻率為v的N個(gè)光子。普朗克常量為h，則該天體發(fā)射頻率為v光子的功率為（）A．4NL2?νR2η B．2N【答案】A【詳解】設(shè)天體發(fā)射頻率為v光子的功率為P，由題意可知Pt×πR24πL故選A。20.（2022·浙江·1月選考）如圖為研究光電效應(yīng)的裝置示意圖，該裝置可用于分析光子的信息。在xOy平面（紙面）內(nèi)，垂直紙面的金屬薄板M、N與y軸平行放置，板N中間有一小孔O。有一由x軸、y軸和以O(shè)為圓心、圓心角為90°的半徑不同的兩條圓弧所圍的區(qū)域Ⅰ，整個(gè)區(qū)域Ⅰ內(nèi)存在大小可調(diào)、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B1、磁感線與圓弧平行且逆時(shí)針方向的磁場(chǎng)。區(qū)域Ⅰ右側(cè)還有一左邊界與y軸平行且相距為l、下邊界與x軸重合的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅱ，其寬度為a，長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)，其中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào)。光電子從板M逸出后經(jīng)極板間電壓U加速（板間電場(chǎng)視為勻強(qiáng)電場(chǎng)），調(diào)節(jié)區(qū)域Ⅰ的電場(chǎng)強(qiáng)度和區(qū)域Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度，使電子恰好打在坐標(biāo)為（a+2l，0）的點(diǎn)上，被置于該處的探測(cè)器接收。已知電子質(zhì)量為m、電荷量為e，板M的逸出功為W0，普朗克常量為h。忽略電子的重力及電子間的作用力。當(dāng)頻率為ν的光照射板M時(shí)有光電子逸出，（1）求逸出光電子的最大初動(dòng)能Ekm，并求光電子從O點(diǎn)射入?yún)^(qū)域Ⅰ時(shí)的速度v0的大小范圍；（2）若區(qū)域Ⅰ的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=B13eUm，區(qū)域Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B2=emUea，求被探測(cè)到的電子剛從板M（3）為了使從O點(diǎn)以各種大小和方向的速度射向區(qū)域Ⅰ的電子都能被探測(cè)到，需要調(diào)節(jié)區(qū)域Ⅰ的電場(chǎng)強(qiáng)度E和區(qū)域Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2，求E的最大值和B2的最大值?！敬鸢浮浚?）Ekm=?ν?W0；2eUm≤v【詳解】（1）光電效應(yīng)方程，逸出光電子的最大初動(dòng)能E12m2eU（2）速度選擇器ev1v如圖所示，幾何關(guān)系mvβ=（3）由上述表達(dá)式可得Emax=B12(?ν+eU?W0)m，由mv0eB2sinα=a21.（2022·浙江·1月選考）電子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)是近代證實(shí)物質(zhì)波存在的實(shí)驗(yàn)。如圖所示，電子槍持續(xù)發(fā)射的電子動(dòng)量為1.2×10-23kg·m/s，然后讓它們通過雙縫打到屏上。已知電子質(zhì)量取9.1×10-31kg，普朗克常量取6.6×10-34J·s，下列說法正確的是（）A．發(fā)射電子的動(dòng)能約為8.0×10-15JB．發(fā)射電子的物質(zhì)波波長(zhǎng)約為5.5×10-11mC．只有成對(duì)電子分別同時(shí)通過雙縫才能發(fā)生干涉D．如果電子是一個(gè)一個(gè)發(fā)射的，仍能得到干涉圖樣【答案】BD【詳解】A．根據(jù)動(dòng)量的大小與動(dòng)能的關(guān)系可知發(fā)射電子的動(dòng)能約為E故A錯(cuò)誤；B．發(fā)射電子的物質(zhì)波波長(zhǎng)約為λ=?CD．物質(zhì)波也具有波粒二象性，故電子的波動(dòng)性是每個(gè)電子本身的性質(zhì)，則每個(gè)電子依次通過雙縫都能發(fā)生干涉現(xiàn)象，只是需要大量電子顯示出干涉圖樣，故C錯(cuò)誤，D正確；故選BD。22．（2021·浙江·6月選考）已知普朗克常量?=6.63×10?34J?s，電子的質(zhì)量為9.11×A．10?8 B．106 C．108【答案】C【詳解】根據(jù)德布羅意波長(zhǎng)公式λp=解得λ=由題意可知，電子與油滴的動(dòng)能相同，則其波長(zhǎng)與質(zhì)量的二次方根成反比，所以有λm代入數(shù)據(jù)解得λ電故選C。23.（2021·浙江·1月選考）下列說法正確的是（）A．光的波動(dòng)性是光子之間相互作用的結(jié)果B．玻爾第一次將“量子”入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念C．光電效應(yīng)揭示了光的粒子性，證明了光子除了能量之外還具有動(dòng)量D．α射線經(jīng)過置于空氣中帶正電驗(yàn)電器金屬小球的上方，驗(yàn)電器金屬箔的張角會(huì)變大【答案】B【詳解】A．在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，減小光的強(qiáng)度，讓光子通過雙縫后，光子只能一個(gè)接一個(gè)地到達(dá)光屏，經(jīng)過足夠長(zhǎng)時(shí)間，仍然發(fā)現(xiàn)相同的干涉條紋。這表明光的波動(dòng)性不是由光子之間的相互作用引起的，故A錯(cuò)誤；B．玻爾第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念，故B正確；C．光電效應(yīng)揭示了光的粒子性，但是不能證明光子除了能量之外還具有動(dòng)量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．α射線經(jīng)過置于空氣中帶正電驗(yàn)電器金屬小球的上方時(shí)，會(huì)使金屬球附近的空氣電離，金屬球吸引負(fù)離子而使驗(yàn)電器金屬箔的張角會(huì)變小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。24．（2021·浙江·1月選考）2020年12月我國(guó)科學(xué)家在量子計(jì)算領(lǐng)域取得了重大成果，構(gòu)建了一臺(tái)76個(gè)光子100個(gè)模式的量子計(jì)算機(jī)“九章”，它處理“高斯玻色取樣”的速度比目前最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)“富岳”快一百萬億倍。關(guān)于量子，下列說法正確的是（）A．是計(jì)算機(jī)運(yùn)算的一種程序 B．表示運(yùn)算速度的一個(gè)單位C．表示微觀世界的不連續(xù)性觀念 D．類似于質(zhì)子、中子的微觀粒子【答案】C【詳解】量子是不可分割的最小的單元，體現(xiàn)了物質(zhì)的不連續(xù)性，即通常所說的“量子化”。故選C。1．（2025·浙江北斗星盟·三模）1905年，愛因斯坦把普朗克的量子化概念進(jìn)一步推廣，成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象，提出了光子說。在給出與光電效應(yīng)有關(guān)的四個(gè)圖像中，下列說法正確的是（）A．圖1中，如果先讓鋅板帶負(fù)電，再用紫外線燈照射鋅板，則驗(yàn)電器的張角一直變大B．根據(jù)圖2可知，黃光越強(qiáng)，光電流越大，說明光子的能量與光強(qiáng)有關(guān)C．圖3，若電子的電荷量用e表示，ν1、U1、普朗克常量h已知，則該金屬的截止頻率為νD．圖4中，光電子初動(dòng)能Ek隨入射光頻率ν的增大而增大【答案】C【詳解】A．先讓鋅板帶負(fù)電，再用紫外線燈照射鋅板，由于光電效應(yīng)電子從金屬板上飛出，鋅板負(fù)電荷減少張角變小，如果紫外線燈繼續(xù)照射鋅板，就會(huì)使鋅板帶正電，驗(yàn)電器的張角又增大，故A錯(cuò)誤；B．由光子的能量公式E=?ν可知，光子的能量只與光的頻率有關(guān)，與光的強(qiáng)度無關(guān)，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)公式Ekm=?ν?W0=eU故C正確；D．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程有Ekmax=?ν?W0光電子的最大初動(dòng)能E故選C。2．（24-25高三下·浙江諸暨·二模）我國(guó)物理學(xué)家曾謹(jǐn)言曾說：“20世紀(jì)量子物理學(xué)所碰到的問題是如此復(fù)雜和困難，以至沒有可能期望一個(gè)物理學(xué)家能一手把它發(fā)展成一個(gè)完整的理論體系?！毕铝幸幌盗欣碚摱己土孔恿W(xué)的建立緊密相關(guān)，其內(nèi)容正確的是（）A．普朗克黑體輻射理論認(rèn)為：微觀粒子的能量是分立的B．玻爾的氫原子模型認(rèn)為：電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道可以是任意半徑C．德布羅意的“物質(zhì)波”假設(shè)認(rèn)為：實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，波長(zhǎng)λ=D．愛因斯坦的光電效應(yīng)理論認(rèn)為：光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)弱有關(guān)【答案】A【詳解】A．普朗克黑體輻射理論提出微觀粒子的能量是分立的，A正確；B．玻爾的氫原子模型認(rèn)為電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道不是任意半徑，B錯(cuò)誤；C．德布羅意的“物質(zhì)波”假設(shè)認(rèn)為實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，波長(zhǎng)λ=?D．愛因斯坦的光電效應(yīng)理論認(rèn)為光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，D錯(cuò)誤。故選A。3．（2025·浙江金華義烏·三模）甲、乙、丙、丁四幅圖分別是回旋加速器、磁流體發(fā)電機(jī)、泊松亮斑、重核裂變的結(jié)構(gòu)示意圖，下列說法中正確的是（）A．圖甲中增大交變電壓場(chǎng)的電壓可增大粒子的最大動(dòng)能B．圖乙中磁流體發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)大小與等離子體的濃度無關(guān)C．圖丙中的泊松亮斑支持了光的波動(dòng)說，它是菲涅爾通過實(shí)驗(yàn)觀察到的D．圖丁所示的核反應(yīng)屬于重核裂變，鋇141的平均核子質(zhì)量、比結(jié)合能都比鈾235的小【答案】B【詳解】A．圖甲中粒子達(dá)到最大動(dòng)能時(shí)qvB=mv2R，B．圖乙中磁流體發(fā)電機(jī)當(dāng)穩(wěn)定時(shí)滿足Edq=qvB可得E=BdvC．圖丙中的泊松亮斑支持了光的波動(dòng)說，而菲涅爾通過實(shí)驗(yàn)觀察到的是圓孔衍射得到的圖樣，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．圖丁所示的核反應(yīng)屬于重核裂變，該核反應(yīng)的過程中釋放大量的能量，存在質(zhì)量虧損而質(zhì)量數(shù)不變，生成物的平均核子質(zhì)量更??；因生成物更加穩(wěn)定，比結(jié)合能更大，則鋇141的平均核子質(zhì)量比鈾235小、比結(jié)合能都比鈾235的大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。4．（2025·浙江精誠(chéng)聯(lián)盟·二模）具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)家科技重大專項(xiàng)——華能石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程商運(yùn)投產(chǎn)，成為世界首個(gè)實(shí)現(xiàn)模塊化第四代核電技術(shù)商業(yè)化運(yùn)行的核電站，標(biāo)志著我國(guó)在高溫氣冷堆核電技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了全球領(lǐng)先。關(guān)于高溫氣冷堆核電站說法正確的是（）A．利用核聚變發(fā)電，所以需要高溫B．通過改變溫度控制核反應(yīng)速度C．利用核裂變時(shí)發(fā)生“質(zhì)量虧損”而提供能量D．核反應(yīng)堆中鎘棒插入是提高核反應(yīng)速度【答案】C【詳解】A．高溫氣冷堆核電站是將氣體作為冷卻劑，能夠大大提高核電站的安全性。但是目前高溫氣冷堆核電站采用的是核裂變進(jìn)行發(fā)電，A錯(cuò)誤；B．可控核裂變指的是通過隔棒吸收中子，調(diào)節(jié)參與反應(yīng)的中子數(shù)目以控制反應(yīng)速度，B錯(cuò)誤；C．可控核裂變是利用重核裂變的原理，重核裂變?cè)诜懦瞿芰康倪^程中存在質(zhì)量虧損，C正確；D．核反應(yīng)堆中鎘棒插入吸收中子，降低核反應(yīng)速度，D錯(cuò)誤。故選C。5．（2025·浙江縣域教研聯(lián)盟·模擬）碳14的半衰期為5730年，因此在考古中經(jīng)常用碳14測(cè)定年代，已知其自發(fā)衰變的核反應(yīng)式：614C→714A．X射線的電離作用非常強(qiáng)B．經(jīng)過5730年，100個(gè)碳原子一定只剩下50個(gè)C．614CD．假設(shè)該核反應(yīng)是可逆的，則用一個(gè)能量為E的X撞擊714【答案】C【詳解】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，X為?10eB．半衰期具有統(tǒng)計(jì)意義，對(duì)少數(shù)原子核不適用，經(jīng)過5730年，100個(gè)碳原子不一定只剩下50個(gè)，故B錯(cuò)誤；C．碳14衰變過程中釋放能量，可知614C的比結(jié)合能小于714D．由于生成物714N的比結(jié)合能較大，則需用一個(gè)能量大于E的X撞擊故選C。6．（2025·浙江溫州·三模）中國(guó)的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置（EAST）首次實(shí)現(xiàn)了1億攝氏度條件下1000秒的等離子體運(yùn)行。該裝置內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)方程為12H+1A．該核反應(yīng)方程中的X是質(zhì)子B．24HeC．核聚變反應(yīng)所釋放的γ光子可能來源于氫原子能級(jí)躍遷D．該反應(yīng)需要原子核具有足夠的動(dòng)能以克服庫侖斥力才能發(fā)生【答案】D【詳解】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒得該核反應(yīng)方程為1B．核反應(yīng)中生成物比反應(yīng)物更加穩(wěn)定，所以24HeC．原子能級(jí)躍遷僅涉及電子在原子軌道間的躍遷，釋放低能光子（如可見光、紫外線），與核反應(yīng)無直接關(guān)聯(lián)。核聚變反應(yīng)釋放的光子主要來源于核反應(yīng)本身，而非氫原子能級(jí)躍遷。故C錯(cuò)誤；D．要使核聚變發(fā)生，原子核必須首先接近到約10?15故選D。7．（24-25高三下·浙江諸暨·二模）有關(guān)以下四幅圖的描述，正確的是（）A．圖甲中，兩板間的薄片越薄，干涉條紋間距越大B．圖乙中，光屏上的中央亮斑是光照射到小圓孔后產(chǎn)生C．圖丙中，照相機(jī)鏡頭上的增透膜，在拍攝水下的景物時(shí)可消除水面的反射光D．圖丁中，入射的光子與電子碰撞時(shí)，一部分動(dòng)量轉(zhuǎn)移給電子，光子的波長(zhǎng)變長(zhǎng)【答案】AD【詳解】A．圖甲中，兩板間的薄片越薄，則空氣薄膜的厚度減小，而膜的厚度是兩列反射光波路程差的2倍，而兩列反射光波的路程差等于發(fā)生穩(wěn)定干涉的光波半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍或奇數(shù)倍，因此可知滿足半波長(zhǎng)偶數(shù)倍或奇數(shù)倍的數(shù)量減少，明暗條紋變稀疏，則條紋間距變大，故A正確；B．圖乙中，光屏上的中央亮斑是泊松亮斑是圓板衍射形成的圖樣，故B錯(cuò)誤；C．為使拍攝的水面下景物更清晰，可利用偏振現(xiàn)象，在照相機(jī)鏡頭前加一偏振片，減少水面反射光的影響，故C錯(cuò)誤；D．在康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射光子與晶體中的電子碰撞時(shí)，把一部分動(dòng)量轉(zhuǎn)移給電子，因此光子散射后波長(zhǎng)變長(zhǎng)，故D正確。故選AD。8．（2025·浙江精誠(chéng)聯(lián)盟·二模）量子論使人們認(rèn)識(shí)了微觀世界的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并發(fā)展了一系列對(duì)原子、分子等微觀粒子進(jìn)行有效操控和測(cè)量的技術(shù)。圖為利用掃描隧道顯微鏡將48個(gè)鐵原子排成的“原子圍欄”，圍欄內(nèi)電子的量子行為，出現(xiàn)一系列圓形的“紋路”。則（）A．紋路是電子運(yùn)動(dòng)的軌跡B．紋路是電子干涉的結(jié)果C．電子在中心點(diǎn)出現(xiàn)的概率最大D．圍欄內(nèi)的電子不可能穿越圍欄出來【答案】BC【詳解】電子具有波動(dòng)性，而物質(zhì)波是概率波，相干加強(qiáng)處電子出現(xiàn)的概率大。微觀粒子具有隧道效應(yīng)。故選BC。9．（2025·浙江北斗星盟·三模）下列說法正確的是（）A．由愛因斯坦的質(zhì)能方程E=mc2可知質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化B．熱機(jī)可以從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功C．如果一種元素具有放射性，它的放射性強(qiáng)度與溫度有關(guān)，溫度越高，放射性越強(qiáng)D．比結(jié)合能越大表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固【答案】BD【詳解】A．由愛因斯坦的質(zhì)能方程E=mc2可知，一定的質(zhì)量總是和一定的能量相對(duì)應(yīng)，而不是質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化，二者概念根本不同，當(dāng)發(fā)生質(zhì)量虧損時(shí)，質(zhì)量只是以光子形式發(fā)射出去，故A錯(cuò)誤。B．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功而不引起其它的變化；熱機(jī)可以從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，只是要引起其它的變化，選項(xiàng)B正確；C．物質(zhì)的衰變與環(huán)境無關(guān)，若將放射源置于高溫高壓環(huán)境中，射線強(qiáng)度將不變化，故C錯(cuò)誤。D．比結(jié)合能越大表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固，選項(xiàng)D正確。故選BD。10．（2025·浙江紹興一中·模擬）“通過觀測(cè)結(jié)果，間接構(gòu)建微觀世界的圖景”是現(xiàn)代物理學(xué)研究的重要手段。弗蘭克-赫茲的實(shí)驗(yàn)原理如圖甲所示，燈絲K發(fā)射出初速度不計(jì)的電子，K與柵極G間的電場(chǎng)使電子加速，G、A間加有電壓為0.5V的反向電場(chǎng)，使電子減速，電流表的示數(shù)間接反映了單位時(shí)間內(nèi)能到達(dá)A極電子的多少。在原來真空的容器中充入稀薄汞蒸氣后，發(fā)現(xiàn)K、G間電壓U每升高4.9V時(shí)，電流表的示數(shù)I就會(huì)顯著下降，如圖乙所示。已知汞原子的基態(tài)與第一激發(fā)態(tài)之間的能量差為4.9eV，則下列說法中正確的是（

）A．電子運(yùn)動(dòng)過程中可能與汞原子發(fā)生多次碰撞B．電流增大是因?yàn)閺墓魵庵幸绯龅墓怆娮釉黾覥．增大G、A間的電壓，可以使電流表的示數(shù)減小D．K、G間電壓越大，單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)A極的電子數(shù)越多【答案】AC【詳解】A．電子在向右加速與減速過程中，若動(dòng)能足夠大，與汞碰撞后，一部分能量使得汞發(fā)生躍遷，隨后，電子在電場(chǎng)作用下，仍然做加速或減速運(yùn)動(dòng)，在之后的運(yùn)動(dòng)過程中，仍然會(huì)與汞原子發(fā)生碰撞，即電子運(yùn)動(dòng)過程中可能與汞原子發(fā)生多次碰撞，故A正確；B．電流增大是因?yàn)殡娮油ㄟ^K、G間電場(chǎng)加速，與汞原子碰撞后，剩余動(dòng)能較多，以至于在A、G間減速電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，能夠克服電場(chǎng)力做功到達(dá)A位置，加速越過G的電子的動(dòng)能越大，數(shù)目越多，到達(dá)A的電子數(shù)越大，從而導(dǎo)致電流增大，故B錯(cuò)誤；C．增大G、A間的電壓，電子需要克服GA間的反向電壓需要的能量較大，能量小的電子就不能到達(dá)A板，所以電流表的示數(shù)減小，故C正確；D．K、G間電壓越大，由乙圖可知，單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)A極的電子數(shù)不一定越多，故D錯(cuò)誤。故選AC。11．（2025·浙江金華義烏·三模）如圖所示，一光電管的陰極用極限頻率為6×1014Hz的某種金屬制成?，F(xiàn)用頻率為1015HzA．陰極K金屬的逸出功是2.652×B．光電管每秒從K極逸出的光電子數(shù)為3.5×C．光電子的最大初動(dòng)能為3.978×D．電子到達(dá)A極的最大動(dòng)能是6.0×【答案】BD【詳解】A．由題可知，金屬的截止頻率νc=6×10B．光電管每秒逸出的電荷量q=It=5.6×10?7CC．根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，光子的最大初動(dòng)能Ek=?ν?D．根據(jù)動(dòng)能定理可得eU=Ekmax?Ek故選BD。12．（2025·浙江Z20名校聯(lián)盟·模擬預(yù)測(cè)）氫原子的能級(jí)圖如圖1所示，大量處于某激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，會(huì)產(chǎn)生四種頻率的可見光。氫原子從能級(jí)6躍遷到能級(jí)2產(chǎn)生可見光I，從能級(jí)3躍遷到能級(jí)2產(chǎn)生可見光Ⅱ。用兩種光分別照射如圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置，都能產(chǎn)生光電效應(yīng)。下列說法正確的是（）A．光Ⅰ比光Ⅱ有更顯著的波動(dòng)性B．兩種光分別照射陰極K產(chǎn)生的光電子到達(dá)陽極A的最大動(dòng)能之差為1.13eVC．滑片P向a移動(dòng)，電流表示數(shù)為零時(shí)I對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)比Ⅱ的大D．用Ⅰ光和Ⅱ光以相同入射角θ（0°<θ<90°）照射同一平行玻璃磚，Ⅰ光的側(cè)移量小【答案】BC【詳解】A．氫原子從能級(jí)6躍遷到能級(jí)2產(chǎn)生可見光I的光子能量為E62=(?0.38eV)?(?3.4eVB．根據(jù)Ekm=?ν?W逸出功可知兩種光分別照射陰極K產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能之差等于光子能量之差，即ΔEkm=(3.02?1.89)eV=1.13eVC．滑片P向a移動(dòng)，光電管的反向電壓變大，當(dāng)光電流為零時(shí)滿足Uce=D．Ⅰ光頻率較大，折射率較大，可知用Ⅰ光和Ⅱ光以相同入射角θ（0°<θ<90°）照射同一平行玻璃磚，Ⅰ光的側(cè)移量大，故D錯(cuò)誤。故選BC。13．（2025·浙江精誠(chéng)聯(lián)盟·二模）虹和霓是太陽光在水珠內(nèi)分別經(jīng)過一次和兩次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球來說明。兩束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上會(huì)形成MN和PQ兩條彩色光帶，光路如圖所示?？紤]M、N、P、Q點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光，則（）A．以相同入射角射入玻璃磚，N光的側(cè)移量比P光大B．照射同一光電效應(yīng)裝置，M光的飽和光電流比Q光大C．入射同一單縫，P光中心衍射條紋寬度比Q光小D．白光中由氫原子發(fā)出的光，則M光比N光從更高能級(jí)躍遷到相同的第一激發(fā)態(tài)【答案】BD【詳解】根據(jù)光的折射和色散規(guī)律知射到M點(diǎn)和Q點(diǎn)的光折射率都是最大的，即頻率最大，射到N點(diǎn)和P點(diǎn)的光的折射率都是最小的，即頻率最小，即頻率關(guān)系為νA．因N