第3課時近代物理初步和物理學史

本專題主要復習原子及原子核的結(jié)構(gòu)、光電效應的規(guī)律和電路、

解決

能級和能級躍遷的規(guī)律、原子核的衰變和人工轉(zhuǎn)變以及核能的計

問題

專題算等知識。

復習高考主要考查原子物理和能級躍遷；光電效應規(guī)律和電路；核反應和

定位.重八占、、核能；物理學史和物理學思想方法等。

題型

本專題以選擇題形式命題，考查基本概念及規(guī)律，難度較小。

難度

r必備知識鏈接...............................?

i.光電效應規(guī)律

(1)任何一種金屬都有一個極限頻率，入射光的頻率低于這個頻率時不發(fā)生光電效

應。

⑵光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān)，金屬材料一定時，只隨入射光頻率

的增大而增大。

(3)入射光照射到金屬板上時，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時的，一般不會超過10書So

(4)入射光線越強單位時間內(nèi)發(fā)射的電子數(shù)越多。

2.光電效應方程

(1)光電子的最大初動能反跟入射光子的能量hv和逸出功Wo的關(guān)系為：Ev=hv

~Wbo

(2)極限頻率吐=半。

3.氫原子能級圖

⑴氫原子能級圖如圖1所示。

圖1

(2)一群氫原子處于量子數(shù)為〃的激發(fā)態(tài)時，最多可能輻射出的光譜線條數(shù)：N=

(3)一個氫原子處于量子數(shù)為"的激發(fā)態(tài)時，最多可能輻射出的光譜條數(shù)為〃一1。

4.原子核的衰變

衰變類型a衰變P衰變

衰變方程夕X-22Y十?He

2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合成一核內(nèi)的一個中子轉(zhuǎn)化成了一個質(zhì)

衰變實質(zhì)整體射出子和一個電子

2lH+2dnTHe

衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒

5.核反應和核能

(1)原子核的結(jié)合能：克服核力做功，使原子核分解為單個核子時吸收的能量，或

若干單個核子在核力的作用下結(jié)合成原子核時放出的能量。

(2)質(zhì)量虧損：原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的反量之和的現(xiàn)象。注意質(zhì)量數(shù)與

質(zhì)量是兩個不同的概念。

⑶質(zhì)能方程：E=mc\即一定的能量和一定的質(zhì)量相聯(lián)系，物體的總能量與它的

質(zhì)量成正比。

高考題型1光電效應規(guī)律的理解

【例1】(2021?廣東六校第三次聯(lián)考)如圖2所示，甲圖為演示光電效應的實驗裝

置；乙圖為〃、b.c三種光照射下得到的三條電流表與電壓表讀數(shù)之間的關(guān)系曲

線。下列說法正確的是()

圖2

A.a、Ac三種光的頻率各不相同

B力、。兩種光的光強可能相同

C.若b光為綠光，。光可能是紫光

D.圖甲中的滑動變阻器的滑片向右滑動，電流表的讀數(shù)可能增大

答案D

解析由光電效應方程及遏止電壓的關(guān)系可得eUc=Ek=hv-Wtb、c兩種光的

遏止電壓相同，故頻率相同，。光的遏止電壓較小，頻率較低，A錯誤；同一頻

率光的最大光電流與光強成正比，對比乙圖可知，人光較強，B錯誤；由A的分

析可知，。光頻率較低，若〃光為綠光，。光不可能是紫光，C錯誤；圖甲中的滑

動變阻器的滑片向右滑動，增大光電管兩端電壓，且為正向電壓，電流表的讀數(shù)

可能增大，但不會超過飽和光電流，D正確。

【拓展訓練1】（2021?山東省第二次模擬）用如圖3所示的實驗裝置研究光電效應

現(xiàn)象。用光子能量為2.75eV的光照射到光電管上時發(fā)生了光電效應，電流表G

的示數(shù)不為零，移動變阻器的觸點「，發(fā)現(xiàn)當電壓表的示數(shù)大于或等于1.7V時，

電流表示數(shù)為零，則在該實驗中（）

圖3

A.光電子的最大初動能為1.05eV

B.光電管陰極的逸出功為1.7eV

C.開關(guān)S斷開，電流表G示數(shù)為零

D.當滑動觸頭向。端滑動時，電壓表示數(shù)增大

答案D

解析由題目可知，遏止電壓Uc=\.lV,最大初動能Ek=eUc=\.7eV,A錯誤；

根據(jù)光電效應方程可知，逸出功Wo=6—Ek=1.05eV,B錯誤；斷開開關(guān)S,光

電效應依然發(fā)生，有光電流，光電管、電流表、滑動變速器構(gòu)成閉合回路，電流

表中電流不為零，C錯誤；電源電壓為反向電壓，當滑動觸頭向。端滑動時，反

向電壓增大，電壓表示數(shù)增大，電流表中電流減小，D正確。

【拓展訓練2】（2021?湖南懷化市一模）甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應時，光電子

的最大初動能與入射光頻率間的關(guān)系分別如圖4中的4、b所示。下列判斷正確的

是（）

圖4

A.圖線。與〃不一定平行

B.圖線。與人的斜率是定值，與入射光和金屬材料均無關(guān)系

C.乙金屬的極限頻率小于甲金屬的極限頻率

D.甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應時，若光電子的最大初動能相同，甲金屬的入射

光頻率大

答案B

解析根據(jù)光電效應方程反=6—Wo,圖線的斜率代表普朗克常量，兩直線一定

平行，A錯誤；普朗克常量與入射光和金屬材料均無關(guān)系，B正確；橫軸截距表

示最大初動能為零時的入射光頻率，也就是金屬的極限頻率，故乙金屬的極限頻

率大于甲金屬的極限頻率，C錯誤；甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應時，若光電子

的最大初動能相同，甲金屬的入射光頻率小，D錯誤。

高考題型2玻爾理論和能級躍遷

【例2】（2021?1月廣東學業(yè)水平選擇考適應性測試，1）原子從高能級向低能級

躍遷產(chǎn)生光子，將頻率相同的光子匯聚可形成激光。下列說法正確的是（）

A.頻率相同的光子能量相同

B.原子躍遷發(fā)射的光子頻率連續(xù)

C.原子躍遼只產(chǎn)生單一頻率的兒子

D.激光照射金屬板不可能發(fā)生光電效應

答案A

解析根據(jù)可知，頻率相同的光子能量相同，故A正確；原子從一個定態(tài)

躍遷到另一個定態(tài)時，原子輻射一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能

量差決定，光子的頻率是不連續(xù)的，故B錯誤；原子在不同的軌道之間躍遷產(chǎn)生

不同頻率的光子，故C錯誤；根據(jù)反=H—Wo可知，當激光光子的能量大于金

屬板的逸出功時，照射金屬板即可發(fā)生光電效應，故D錯誤。

【拓展訓練3】（2020?山東泰安一模）已知氫原子基態(tài)的能量為田=-13.6eV,

大量氫原子處于某一激發(fā)態(tài)。由這些氫原子可能發(fā)出的所有光子中，頻率最大的

光子能量為-0.9375B,（激發(fā)態(tài)能量日=生，其中〃=2,3…）則下列說法正確的

是（）

A.這些氫原子中最高能級為5能級

B.這些氫原子中最高能級為6能級

C.這些光子可具有6種不同的頻率

D.這些光子可具有4種不同的頻率

答案C

解析氫原子基態(tài)的能量為-13.6cV,大量氫原子外于某一激發(fā)態(tài)，由這些氫原

子可能發(fā)出的所有光子中，頻率最大的光子能量為-0.9375Ei,則有AE=-0.937

Ei

5EI=E,LEI,解得EKO.OGZSEL6,即處在〃=4能級；根據(jù)C4=6可知這些

光子可具有6種不同的頻率，故C正確，A、B、D錯誤。

【拓展訓練4】（2021?河北”五個一名校聯(lián)盟"二模）氫原子能級圖如圖5所示,

大量處于〃=4能級上的氫原子向低能級躍遷時會發(fā)出不同頻率的光。下列說法正

確的是（）

1----------3

4------------------------（）.85eV

3-------------------------1.51eV

2-------------------------3.4eV

i------------------------13.6eV

圖5

A.這些九中波長最長的九對應的兒子能量為10.2eV

B.這些光中頻率最高的光對應的光子能量為12.75eV

C.用這些光照射逸出功為3.20eV的鈣金屬表面，能照射出光電子的光最多有4

種

D.用這些光照射逸出功為3.20eV的鈣金屬表面，出射光電子初動能的最大值為

8.19eV

答案B

解析這些光中波長最長的光，頻率最小，能量最小，對應的光子能量為1.51eV

一（）.85eV=（）.66eV,故A錯誤；這些光中頻率最高的光對應的光子能量為13.6eV

-0.85eV=12.75eV,故B正確；用這些光照射逸出功為3.20eV的鈣金屬表面，

能照射出光電子的光最多有3種，故C錯誤；用這些光照射逸出功為3.20eV的

鈣金屬表面，出射光電子的最大初動能為Ek=6-Wo=12.75eV-3.20eV=9.55

eV,故D錯誤。

高考題型3核反應和核能

【例3】（2021?山東省普通高中學業(yè)水平選擇性考試，1）在測定年代較近的湖泊

沉積物形成年份時，常利用沉積物中半衰期較短的迎Pb,其衰變方程為觸Pb-＞留

Bi+Xo以下說法正確的是（）

A.衰變方程中的X是電子

B.升高溫度可以加快鋁Tb的衰變

C.m與避Bi的質(zhì)量差等于衰變的質(zhì)量虧損

D.方程中的X來自于避Pb內(nèi)質(zhì)子向中子的轉(zhuǎn)化

答案A

解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X是電子，A正確；放射性元素衰變的快

慢是由核內(nèi)部自身的因素決定的，跟原子所處的化學狀態(tài)和外部條件無關(guān)，B錯

誤；壑Pb與翎Bi和電子X的質(zhì)量差等于衰變的質(zhì)量虧損，C錯誤；方程中的X

來自于近Pb內(nèi)中子向質(zhì)子的轉(zhuǎn)化，D錯誤。

【例4】（2021?河北省普通高中學業(yè)水平選擇性考試，1）銀河系中存在大量的鋁

26

同位素A1O26Al核/衰變的衰變方程為世A-他Mg+4測得26Al核的半衰期

為72萬年。下列說法正確的是（）

A.26Al核的質(zhì)量等于26Mg核的質(zhì)量

B.26Al核的中子數(shù)大于26Mg核的中子數(shù)

C將鋁同位素26Al放置在低溫低壓的環(huán)境中，其半衰期不變

D.銀河系中現(xiàn)有的鋁同位素26Al將在144萬年后全部衰變?yōu)?6Mg

答案c

解析26Al發(fā)生衰變的過程中釋放正電子的同時還有核能釋放，發(fā)生質(zhì)量虧損，

所以26Al核的質(zhì)量大于26Mg核與正電子的質(zhì)量之和，故A錯誤；26Al核的中子

數(shù)m=26—13=13,而26Mg核的中子數(shù)〃2=26—12=14,所以26Al核的中子數(shù)

小于26Mg核的中子數(shù)，故B錯誤；半衰期是原子核固有的屬性，與物理環(huán)境和

化學狀態(tài)無關(guān)，故C正確；鋁同位素26Al的半衰期為72萬年，所以經(jīng)過144萬

年也就是兩個半衰期后還剩下上沒有衰變，故D錯誤。

【拓展訓練5】（2021?全國甲卷，17）如圖6所示，-一個原子核X經(jīng)圖中所示的

一系列a、P衰變后，生成穩(wěn)定的原子核Y,在此過程中放射出電子的總個數(shù)為

（）

A.6B.8

C.10D.14

答案A

解析X的中子數(shù)為146,質(zhì)子數(shù)為92,質(zhì)量數(shù)為146+92=238,Y的中子數(shù)為

124,質(zhì)子數(shù)為82,質(zhì)量數(shù)為124+82=206,質(zhì)量數(shù)減少238—206=32,發(fā)生a

衰變的次數(shù)為32:4=8,發(fā)生。衰變的次數(shù)為82—（92—2乂8）=6,即在此過程中

放射出電子的總個數(shù)為6,A正確。

【拓展訓練6】（2021?山東臨沂市等級考試模擬）2021年2月13日晚間,日本福

島附近海域發(fā)生里氏7.3級地震，福島有兩座核電站均發(fā)生輕微泄露，核泄漏對

環(huán)境和人體的危害主要是放射性物質(zhì)的衰變。若銅Th（牡）原子核靜止在勻強磁場

中，當它在垂直磁場的平面內(nèi)發(fā)生a衰變時，生成的新原子核和a粒子的運動軌

跡如圖7所示，則新原子核和a粒子在磁場中做圓周運動的周期之比為（）

圖7

A.44：1B.57：44C.57:22D.57：1

答案B

解析a衰變方程為鋸Th-感X+?Hc,根據(jù)周期公式T=篝，可知新原子核和a

粒子在磁場中做圓周運動周期之比為孕=翳=得蜉=和故選B。

1aC/Xma5oA444

高考題型4物理學史和物理學思想方法

【例5】關(guān)于物埋學發(fā)展過程中的認識，卜列說法正確的是（）

A.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，并發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象

B.法拉第在分析了許多實驗事實后提出，感應電流應具有這樣的方向，即感應電

流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化

C.楞次發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間的聯(lián)系

D.在法拉第、紐曼、韋伯等人工作的基礎(chǔ)上，人們認識到：電路中感應電動勢的

大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比，后人稱之為法拉第電磁感應定

律

答案D

解析奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間的聯(lián)系，法拉第

發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，故A、C錯誤；楞次在分析了許多實驗事實后提出，感應

電流應具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變

化，故B錯誤；紐曼、韋伯在對理論和實驗資料進行嚴格分析后，先后指出：閉

合電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比，后人稱

之為法拉第電磁感應定律，故D正確。

【拓展訓練7】（2021?新高考八省大聯(lián)考廣東區(qū)熱身模擬）在物理學的研究及應用

過程中所用思想方法的敘述正確的是（）

圖8

A.在不需要考慮物體本身的大小和形狀時，用質(zhì)點來代替物體的方法是猜想法

B.速度的定義式巖，采用的是比值法；當加趨近于零時，詈就可以表示物體

在，時刻的瞬時速度，該定義應用了理想模型法

C.在探究加速度與力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系時，元保持質(zhì)量不變研究加速度與力

的關(guān)系，再保持力不變研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，該實驗應用了類比法

D.如圖8是三個實驗裝置，這三個實驗都體現(xiàn)了放大的思想

答案D

解析在不需要考慮物體本身的大小和形狀時，用質(zhì)點來代替物體的方法是理想

模型法，選項A錯誤；速度的定義式。弋,采用的是比值法；當。趨近于零時，

巖就可以表示物體在/時刻的瞬時速度，該定義應用了極限法，選項B錯誤；在

探究加速度與力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系時，先保持質(zhì)量不變研究加速度與力的關(guān)

系，再保持力不變研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，該實驗應用了控制變量法，選項C

錯誤；用力向下壓，使桌面產(chǎn)生微小形變，使平面鏡M逆時針方向微小旋轉(zhuǎn)，若

使法線轉(zhuǎn)過。角，則M反射的光線旋轉(zhuǎn)的角度為2。,N反射的光線就旋轉(zhuǎn)了40,

那么投射到標尺上的光斑走過的距離就更大，故該實驗觀察測量結(jié)果采用的是微

小變量放大法；用擠壓玻璃瓶時微小的變化不易觀察，但通過細管中水位的變化

能夠觀察出來，是一種放大的思想；第三個裝置都是球加，受到〃2對它的引力會

使豎直懸線發(fā)生扭轉(zhuǎn)，從而使鏡面M的法線轉(zhuǎn)過微小角度，從而電光源的投影會

在標尺上移動一定距離，從而將微小形變放大，故都是利用放大的思想方法。這

三個裝置都是將微小形變進行放大，故都是利用放大的思想方法。故D正確。

專題限時訓練

（限時：35分鐘）

1.（2021?新高考八省大聯(lián)考廣東區(qū)模擬熱身）下列有關(guān)說法正確的是（）

A.庫侖總結(jié)出庫侖定律并首先準確測出了靜電力常量

B.牛頓總結(jié)出萬有引力定律并首先測出了萬有引力常量

C.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象并總結(jié)出法拉第電磁感應定律

D.伽利略根據(jù)理想斜面實驗指出物體的運動不需要力來維持

答案D

解析庫侖通過庫侖扭秤實驗總結(jié)得出庫侖定律，靜電力常量不是庫侖測出，故

A錯誤；牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)和總結(jié)出萬有引力定律，引力常量是后來

卡文迪許通過實驗測出的，故B錯誤；法拉第研究了電磁感應現(xiàn)象，紐曼和韋伯

先后總結(jié)出法拉第電磁感應定律，故C錯誤；伽利略根據(jù)理想斜面實驗指出物體

的運動不需要力來維持，故D正確。

2.（2021?廣東省普通高中學業(yè)水平選擇性考試，1）科學家發(fā)現(xiàn)銀河系中存在大量

的放射性同位素鋁26。鋁26的半衰期為72萬年，其衰變方程為自A1作Mg+Y。

下列說法正確的是（）

A.Y是氮核

B.Y是質(zhì)子

C.再經(jīng)過72萬年，現(xiàn)有的鋁26衰變一半

D.再經(jīng)過144萬年，現(xiàn)有的鋁26全部衰變

答案C

解析根據(jù)電荷數(shù)守恒與質(zhì)量數(shù)守恒可知Y為正電子9e,A、B錯誤；經(jīng)過一個

半衰期，鋁26衰變一半，經(jīng)過兩個半衰期，鋁26還剩下四分之一，C正確，D

錯誤。

3.（2021?重慶市高考模擬預熱）由于放射性元素變Np的半衰期很短，所以在自然

界中一直未被發(fā)現(xiàn)，只是在使用人工的方法制造后才被發(fā)現(xiàn)。已知一個鉗Np原子

核經(jīng)過一系列a衰變和p衰變后變成例Bi,下列說法正確的是（）

A.哀變過程中共發(fā)生了7次u哀變和6次p哀變

B.一次衰變過程可以同時放出a粒子、p粒子和丫粒子

C.WNp的半衰期與任意一個翎Np原子核發(fā)生衰變的時間相等

D.WNp的人工放射性同位素比天然放射性物質(zhì)半衰期更短，放射性廢料更容易處

理

答案D

解析根據(jù)衰變的過程中質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒，衰變過程中發(fā)生a衰變的次

237—209

數(shù)為-=7（次），0衰變的次數(shù)為2義7—（93—83）=4（次），A錯誤；一個原

子核在一次衰變中要么是a衰變、要么是B衰變，同時伴隨Y射線的產(chǎn)生，可以

同時放出a粒子和Y射線或者B粒子和Y射線，不能同時放出三種粒子，B錯誤；

半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對少數(shù)原子核不適用，C錯誤；與天然放

射性物質(zhì)相比，鉗Np的人工放射性同位素的放射強度容易控制，還可以制成各種

所需的形狀，特別是它的半衰期比天然放射性物質(zhì)短得多，因此放射性廢料更容

易處理，D正確。

4.（2021?湖南省普通高中學業(yè)水平選擇性考試，1）核廢料具有很強的放射性，需

要妥善處理。下列說法正確的是（）

A.放射性元素經(jīng)過兩個完整的半衰期后，將完全衰變殆盡

B.原子核衰變時電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)不守恒

C.改變壓力、溫度或濃度，將改變放射性元素的半衰期

D.過量放射性輻射對人體組織有破壞作用，但輻射強度在安全劑量內(nèi)則沒有傷害

答案D

解析根據(jù)半衰期的定義可知，放射性元素經(jīng)過兩個完整的半衰期后，還剩原來

的《未衰變，A錯誤；原子核衰變時電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒，B錯誤；放射性元素

的半衰期由原子核內(nèi)部自身的因素決定，跟原子所處的化學狀態(tài)和外部條件沒有

關(guān)系，因此改變壓力、溫度或濃度，放射性元素的半衰期不變，C錯誤；過量放

射性輻射對人體組織有破壞作用，若輻射強度在安全劑量內(nèi)則不會對人體組織造

成傷害，D正確。

5.（2021?湖北宜昌市聯(lián)考）2020年12月4日14時02分,新一代“人造太陽”裝

置——中國環(huán)流器二號M裝置（HL-2M）在成都建成并實現(xiàn)首次放電，標志著中

國自主掌握了大型先進托卡馬克裝置的設計、建造和運行技術(shù)，其發(fā)生的可控核

聚變方程為。He+汨一汽i+X（X表示某種粒子），則下列說法正確的是（）

A.X為質(zhì)子

B.該核反應不存在質(zhì)量虧損

C.該核反應是我國秦山核電站利用核能的方式

D.lLi原子核比柏e原子核穩(wěn)定

答案D

解析根據(jù)核反應的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)量數(shù)為1,電荷數(shù)為0,為

中子，選項A錯誤；該核反應放出能量，存在質(zhì)量虧損，選項B錯誤；我國秦山

核電站利用核能的方式是重核裂變，選項C錯誤；該核反應放出能量，貝吧Li原

子核比OHe原子核穩(wěn)定，選項D正確。

6.（2021?全國乙卷，17）醫(yī)學治療中常用放射性核素,13In產(chǎn)生y射線，而①皿是

由半衰期相對較長的⑴Sn衰變產(chǎn)生的。對于質(zhì)量為〃如的“3sn,經(jīng)過時間f后剩

余的,,3Sn質(zhì)量為機，其器一7圖線如圖I所示。從圖中可以得到的半衰期

為（)

圖I

A.67.3dB.lOl.OdC.115.IdD.124.9d

答案C

2l9

解析縱坐標由較為本說明這刎的if中正好有一半的發(fā)生了衰變,

經(jīng)過的時間為一個半衰期，因此半衰期7=尬一力=115.1d,C正確。

7.（2021?天津市等級性考試模擬）1933年至1934年間科學家用a粒子轟擊鋁箔時,

發(fā)生的核反應方程為召Al+?He-也P+Jn,反應生成物也P可以像天然放射性元素

一樣發(fā)生衰變，核反應方程為七P-HSi+Ye+%。其中v為中微子，Ye為正電子。

則下列說法正確的是（）

A.當溫度、壓強等條件變化時，放射性元素否P的半衰期隨之變化

B.中微子的質(zhì)量數(shù)A=0,電荷數(shù)Z=2

C.正電子產(chǎn)生的原因可能是核外電子轉(zhuǎn)變成的

D.兩個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合成一個a粒子，則兩個質(zhì)子與兩個中子的質(zhì)量之和大

于a粒子的質(zhì)量

答案D

解析原子核的衰變是由原子核內(nèi)部因素決定的，與溫度、壓強等無關(guān)，因此半

衰期不發(fā)生變化，A錯誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可得中微子的質(zhì)量數(shù)A=30—30=0,

電荷數(shù)Z=15—14—1=0,可知中微子的質(zhì)量數(shù)4=0,電荷數(shù)Z=0,B錯誤；根

據(jù)該衰變的本質(zhì)可知，正電子是由于質(zhì)子衰變產(chǎn)生的，C錯誤；兩個質(zhì)子和兩個

中子結(jié)合成一個a粒子的過程中釋放核能，根據(jù)質(zhì)能方程和質(zhì)量虧損可知兩個質(zhì)

子與兩個中子的質(zhì)量之和一定大于a粒子的質(zhì)量，D正確。

8.（2021?河北省高考模擬）用頻率分別為v和2v的光照射某種金屬材料，兩種情況

下測得的該金屬材料發(fā)生光電效應的遏止電壓之比為I:3,已知普朗克常量為人

則該金屬的逸出功為（）

A./zvB.^AvC.^hvD.^Av

答案B

解析設用頻率分別為v和2v的光照射時，逸出的光電子的最大初動能分別為

反1和反2,則由爰因斯坦光電效應方程可得從1=的一卬0,以2=2加一Wo,乂因為

Eki=eUci,Ek2=eUm鋁=；,以上各式聯(lián)立可解得Wo=/,故選項B正確。

L/c232

9.（2021?湖北省襄陽四中適應性模擬）智能手機帶有光線傳感功能，可以自動調(diào)整

亮度，光線傳感器的工作原理是光電效應。下列關(guān)于光電效應的說法正確的是

（）

A.發(fā)生光電效應時，光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比

B.入射光頻率為u時，剛好發(fā)生光電效應現(xiàn)象，將入射光頻率變?yōu)?%此時光電

流的遏止電壓為邳

C.在研究光電效應的飽和電流時，由l=nesv可知，光電管所加電壓越大，電子

獲得的速度。越大，飽和光電流就越大

D.用同一束單色光分別照射A、6兩種金屬，若照射A得到的光電子的最大初動

能比照射B得到光電子的最大初動能大，則金屬A的截止頻率比金屬B的截止頻

率高

答案B

解析根據(jù)光電效應方程可知，光電子的最大初動能與入射光的頻率成線性關(guān)系，

不成正比，選項A錯誤；入射光頻率為y時，剛好發(fā)生光電效應現(xiàn)象，則金屬的

逸出功Wo=〃u,又Ek=eUo,根據(jù)光電效應方程可以解得遏止電壓Uo=d,選

項B正確；飽和電流由光照強度決定，選項C錯誤；用同一束單色光分別照射A、

8兩種金屬，若照射4得到的光電子的最大初動能比照射3得到的光電子的最大

初動能大，則A金屬的逸出功較小，由1%=加可知金屬A的截止頻率比金屬3

的截止頻率低，選項D錯誤。

10.（2020?安徽淮北市一模）圖2甲為研究光電效應的電路圖，當用頻率為v的光照

射金屬陰極K時，通過調(diào)節(jié)光電管兩端電壓U,測量對應的光電流/,繪制了如

圖乙所示的/-U圖像，已知電子所帶電荷量為。，圖像中遏止電壓口、飽和光

電流人及入射光的頻率丫、普朗克常量人均為已知量。下列說法正確的是（）

圖2

A.光電子的最大初動能為hv-eUc

B.陰極金屬的逸出功為eUc

C.若增大原入射光的強度，則以和人均會變化

D.陰極金屬的截止頻率為一^

答案D

解析光電子的最大初動能為Ek=eUc,選項A錯誤；根據(jù)光電效應方程：Ei=/?u

一Wb=eUc,則陰極金屬的逸出功為Wo=6—eU,選項B錯誤；若增大原入射

光的強度，則最大初動能不變，遏止電壓〃不變，但是飽和光電流An會變化，

hv—eUc

選項C錯誤；根據(jù)卬0=/?%=6，一。&可得，陰極金屬的截止頻率為此=-—,

選項D正確。

11.（2021?湘豫名校4月聯(lián)考）2021年1月12日消息，“北斗三號”氫原子鐘性能

碾壓GPS系統(tǒng)原子鐘，是世界上最先進的原子鐘。如圖3所示為氫原子能級圖，

讓一束單色光照射到大量處于基態(tài)（量子數(shù)〃=1）的氫原子上，被激發(fā)的氫原子只

輻射出三種不同波長的光〃、b、c,波長，〈兒〈兒.，下列說法正確的是（）

A.照射氫原子的光子能量為15.11eV

B.從〃=3能級躍遷到〃=2能級輻射出的光波長為幾

C從〃=3能級躍遷到〃=1能級輻射出的光波長為I

D.光a能使逸出功為10.2eV的某金屬發(fā)生光電效應

答案D

解析三種不同波長的光4、匕、C,波長大小關(guān)系為兒<，<九，故頻率大小關(guān)系為

H（〃一1）

vfl>v/,>Vc,根據(jù)公式CZ——=3可知〃=3,受到激發(fā)后的氫原子處于第〃

=3能級；根據(jù)氫原子由77=3躍遷到n=\產(chǎn)生的光子能量與從n=\躍遷到〃=3

所吸收的光子能量相等可知，照射氫原子的光子能量為AE3i=E3-Ei=-1.51eV

-（-13.6）eV=12.09eV,故A錯誤;從〃=3躍遷到〃=2輻射出的光子能量最小，

則波長最大，其對應的波長為入，故B錯誤；氫原子由〃=3躍遷到〃=1產(chǎn)生的

光子的能量最大，則波長最小，故輻射出的波長為3,,故C錯誤；。光是氫原子

由〃=3躍遷到〃=1產(chǎn)生的光子，其能量是12.09eV,能使逸出功為10.2eV的

金屬發(fā)生光電效應，故D正確。

12.（2021?天津市等級性考試模擬）下列說法正確的是（）

A.圖甲中，當弧光燈發(fā)出的光照射到鋅板上時，與鋅板相連的驗電器鋁箔有張角，

發(fā)生光電效應，證明光具有粒子性

B.如圖乙所示為某金屬在光的照射下，光電子最大初動能反與入射光頻率u的關(guān)

系圖像，當入射光的頻率為2陽時，光電子逸出的初動能一定等于

C.圖丙中，用從〃=2能級躍遷到〃=1能級輻射出的光照射逸出功為6.34eV的

金屬鉗，不能發(fā)生光電效應

D.圖丁是放射性元素發(fā)出的射線在垂直于紙面向里的磁場中偏轉(zhuǎn)示意圖，射線c

是p粒子流，它產(chǎn)生的機理是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的

答案A

解析與鋅板相連的驗電器的鋁箔相互張開，說明光照射到鋅板上發(fā)生光電效應，

從鋅板上有光電子逸出，光電