高考物理總復(fù)習(xí)《近代物理》專項(xiàng)測(cè)試卷含答案

學(xué)校:班級(jí)：姓名：考號(hào)：

【目標(biāo)要求】1.理解光電效應(yīng)的規(guī)律并能應(yīng)用其計(jì)算逸出功、截止頻率、最大初動(dòng)能等物理景。

2.理解玻爾理論及能級(jí)躍遷規(guī)律。3.理解原子核的衰變、人工轉(zhuǎn)變以及核能計(jì)算的知識(shí)，

T知識(shí)體系II

原

T-a粒子放射實(shí)驗(yàn)一原子核式結(jié)構(gòu)

-結(jié)-

構(gòu)能級(jí)

躍遷加=&一&（，”>"）

-天然放射現(xiàn)象、三種射線、原r?核的組成

「衰變

_核反應(yīng)二人工核轉(zhuǎn)變:質(zhì)量數(shù)守恒，

裂變電荷數(shù)守恒

聚變

-核力一（比）結(jié)合能一質(zhì)詁虧損.核能.A￡=A〃Y

考點(diǎn)一光子的能量粒子的波動(dòng)性

1.光子的能量￡=加

2.粒子的波動(dòng)性：實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，每一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的粒子都有一種波與它對(duì)應(yīng)，其波

長(zhǎng)〃為運(yùn)動(dòng)粒子的動(dòng)量，/?為普朗克常量，這種波被稱為德布羅意波，也叫物質(zhì)波。

例1（吉林長(zhǎng)春市東北師大附中模擬預(yù)測(cè)）物理學(xué)中有很多關(guān)于“通量”的概念，如磁通量、

輻射通量等，其中輻射通量?勿表示單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某一截面的輻射能，其單位為J/s,波長(zhǎng)

為A的平行光垂直照射在面積為S的紙板上，已知該束光單位體積內(nèi)的光子數(shù)為小光速為c,

普朗克常量為Zn則該束光的輻射通量為（）

&h（rnS_hcrn^

A?丁B.k

he2he2

。?匈D?次

答案A

解析設(shè)時(shí)間，內(nèi)，照射在紙板上的光子數(shù)為N=nctS,輻射能為E=Nh尸N后,則該束光

A

Fhr2nq

的輻射通量為①=*些平,故選A。

例2（多選）（浙江6月選考?15）有一種新型光電效應(yīng)量子材料，其逸出功為I%。當(dāng)紫外光照

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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。月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At。已知電子質(zhì)量為陽(yáng)，普朗克常

量為力，光速為c,則()

A.電子的動(dòng)量〃。=急

B.電子的動(dòng)能反=標(biāo)泰

C.光子的能量上=的十慧

D.光子的動(dòng)量P=^+襦3

答案AD

解析根據(jù)條紋間距公式八=,，可得力=等。根據(jù)Pc=%可得〃c=生，故A正確；根

“2后

據(jù)動(dòng)能和動(dòng)量的關(guān)系反=G，結(jié)合A選項(xiàng)可得E安荷由2,故B錯(cuò)誤；光子的能量E=

1%+Ek=W)+1nd?2?'故C錯(cuò)誤：光子的動(dòng)量p=mc,光子的能量E=m(r,聯(lián)立可得〃=",

/?2/2

則光子的動(dòng)量〃=U+五誨，故D正確。

考點(diǎn)二光電效應(yīng)

1.光電效應(yīng)兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系

(1)光子頻率高f光子能量大f光電子的最大初動(dòng)能大；

(2)光照強(qiáng)度大(同種頻率的光)一光子數(shù)目多一發(fā)射光電子多一光電流大。

2.定量分析時(shí)應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)系式

愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hv—VV（）

最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系Ek=eUc

逸出功與截止頻率的關(guān)系

Wo=hvc

3.光電效應(yīng)的四類圖像分析

圖像名稱圖線形狀由圖線直接(或間接)得到的物理量

二(1)截止頻率：圖線與y軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)打

最大初動(dòng)能反

(2)逸出功：圖線與反軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對(duì)

與入射光頻率

J/值

v的關(guān)系

=W0=\-E\=E

Ekhv-hvc

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(3)普朗克常量：圖線的斜率

顏色相同、強(qiáng)

J/強(qiáng)光(黃)(1)遏止電壓4：圖線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)

度不同的光，/:吩｝光(黃)

(2)飽和光巨流人、/m2：光電流的最大值

光電流與電壓

UcOU(3)最大初動(dòng)能：Ek=eUc

的關(guān)系

顏色不同時(shí)，

⑴遏止電壓Ucl>Uc2，則也>V2

光電流與電壓

(2)最大初動(dòng)能：Ek尸eUci，以2=e“2

的關(guān)系4UgO1

4a

(1)截止頻莖脫：圖線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)

遏止電壓d與

(2)普朗克常量小等于圖線的斜率與電子電

入射光頻率V

Ovcv荷量的乘積，即力=履(注：此時(shí)兩極之間接

的關(guān)系

hv_Wo

=反向電壓)

cee

例3(貴州畢節(jié)市二診)某實(shí)驗(yàn)小組利用圖甲探究光電效應(yīng)的規(guī)律。在某次光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，

得到的遏止電壓以與入射光的頻率I，的關(guān)系如圖乙所示。若該直線的斜率和橫截距分別為A

和w電子電荷量的絕對(duì)值為e。則普朗克常量力和所用材料的逸出功Wo分別為()

A.h=ek,Wo=ekvo

C.h=ek,VVb=evo

答案A

其中Ekm=eUc,變形得Uc=々一學(xué)

解析由光電效應(yīng)方才呈有Ekm=6—1%,

根據(jù)圖像得￡=，，解得h=ek,橫板距叩=與，解得逸t：功為胸=eho,故選A。

例4(江蘇南京漢開(kāi)書(shū)院模擬)如圖所示為某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在研究光電效應(yīng)現(xiàn)象時(shí),，通過(guò)實(shí)

驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪的光電流與光電管兩端電壓的關(guān)系圖像，已知圖線甲、乙所對(duì)應(yīng)的光的頻率分別

為口、也，逸出的光電子的最大速度之比為2：1,則下列說(shuō)法正確的是()

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霜

A.V)I以=4:1

B.甲光與乙光的波長(zhǎng)之比為1：4

C.|S|：5=2：1

D.用乙光實(shí)驗(yàn)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)從陰極表面逸舟的光電子數(shù)較多

答案D

解析由于光電子的最大速度之比為2：1,由可得最大初動(dòng)能之比為4：1,

由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程Ekm="y-l%可知，甲、乙兩種光的頻率之比不等于4：1,又由c

=zv可知，甲、乙兩種光的波長(zhǎng)之比不等于1：4,故A、B錯(cuò)誤；又因Ekm=eUc,則遏止

電,壓之比為|Ui|：|S|=4：1,故C錯(cuò)誤；由以上分析可知乙光的頻率比甲光的頻率小，又由

圖像可知乙的飽和光電流比甲的大，所以在單位時(shí)間內(nèi)照射到陰極的光子數(shù)多，從陰極表面

逸出的光電子數(shù)較多，故D正確。

考點(diǎn)三能級(jí)躍遷

解決氫原子能級(jí)躍遷問(wèn)題的三點(diǎn)技巧

(1)原子躍遷時(shí)，所吸收或輻射的光子能量只能等于兩能級(jí)的能量差。

(2)原子從某一能級(jí)電離時(shí).所吸收的能量可以大于或等于這一能級(jí)能量的絕對(duì)值，剩余能量

為自由電子的動(dòng)能。

(3)一個(gè)氫原子躍遷發(fā)出的可能光譜線條數(shù)最多為〃一1,而一群氫原子躍遷發(fā)出的可能光譜線

條數(shù)可用N=CS=%U求解.。

例5(湖北卷?1)2022年10月，我國(guó)自主研發(fā)的“夸父一號(hào)”太陽(yáng)探測(cè)衛(wèi)星成功發(fā)射。該衛(wèi)

星搭載的萊曼阿爾法太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡可用于探測(cè)波長(zhǎng)為121.6nm的氫原子譜線(對(duì)應(yīng)的光子能量

為IO.2eV)。根據(jù)如圖所示的氫原子能級(jí)圖，可知此譜線來(lái)源于太陽(yáng)中氫原子()

至

A.〃=2和〃=1能級(jí)之間的躍遷

B.〃=3和〃=1能級(jí)之I司的躍遷

C.〃=3和n=2能級(jí)之間的躍遷

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D.〃=4和〃=2能級(jí)之間的躍遷

答案A

解析由題圖可知〃=2和〃=1能級(jí)之間的能量差值為A￡=E2-￡I=-3.4eV-(-13.6eV)

=10.2eV,與探測(cè)器探測(cè)到的譜線能量相等，故可知此譜線來(lái)源于太陽(yáng)中氫原子〃=2和〃

=1能級(jí)之間的躍遷。故選A。

例6(多選)(浙江1月選考［5)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(jiàn)光,

其光譜如圖甲所示。氫原子從能級(jí)6躍遷到能級(jí)2產(chǎn)生可見(jiàn)光I,從能級(jí)3躍遷到能級(jí)2產(chǎn)

生可見(jiàn)光II。用同一雙縫干涉裝置研究?jī)煞N光的干涉現(xiàn)象，得到如圖乙和圖丙所示的干涉條

紋。用兩種光分別照射如圖丁所示的實(shí)驗(yàn)裝置，都能產(chǎn)生光電效應(yīng)。下列說(shuō)法正確的是()

llllllllllllU|~—

丙丁

A.圖甲中的為對(duì)應(yīng)的是I

B.圖乙中的干涉條紋對(duì)應(yīng)的是II

C.I的光子動(dòng)量大于II的光子動(dòng)量

D.P向。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

解析根據(jù)題意，氫原子發(fā)生能級(jí)躍迂時(shí)，由公式可得以一反=加="，可知可見(jiàn)光I的頻

A

率大，波長(zhǎng)小，可見(jiàn)光II的頻率小，波長(zhǎng)大。題圖甲中的心對(duì)應(yīng)的是可見(jiàn)光II,故A錯(cuò)誤；

干涉條紋間距題圖乙中條紋間距較小，則波長(zhǎng)鼓小，對(duì)應(yīng)的是可見(jiàn)光【，故B錯(cuò)誤；

根據(jù)題意，由公式可得光子動(dòng)量為〃=￡可知I的光子動(dòng)量大于n的光子動(dòng)量，故c正確；

根據(jù)光電效應(yīng)方程及動(dòng)能定理可得6&=6一1%,可知頻率越大，遏止電壓越大，則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，故D正確。

考點(diǎn)四核反應(yīng)核能

1.核衰變問(wèn)題

1J-1J-

Tin

⑴半衰期：N=(-)NQO

(2)a衰變和0衰變次數(shù)的痛定方法

第5頁(yè)共19頁(yè)

①方法一：由于P衰變不改變質(zhì)量數(shù)，故可以先由質(zhì)量數(shù)改變確定a衰變的次數(shù)，再根據(jù)電

荷數(shù)守恒確定P衰變的次數(shù)。

②方法二：設(shè)a衰變次數(shù)為x,。衰變次數(shù)為），，根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒列方程組求解。

2.核能的計(jì)算方法

（1）根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程.用核反應(yīng)虧損的質(zhì)量乘真空中光速c的平方，即

（2）根據(jù)1u（原子質(zhì)量單位）相當(dāng)于931.5MeV的能量，用核反應(yīng)質(zhì)量虧損的原子質(zhì)量單位數(shù)乘

931.5MeV,即AE=AmX931.5（MeV）。

3.核反應(yīng)方程中電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，有質(zhì)量虧損。

例7（山東泰安市統(tǒng)考二模）質(zhì)量為〃“）的某放射性元素原子核發(fā)生衰變，經(jīng)過(guò)時(shí)間/,該元素

原子核剩余的質(zhì)量為〃?，其￡一，關(guān)系如圖所示。該元素的半衰期約為（）

A.41.5dB.IOOd

C.141.5dD.183d

答案B

解析半袤期代表元素衰變一半所用的時(shí)間，由題可知從常V峭；鼻即衰變一半所用時(shí)

間為IOOd,所以半衰期約為100do故選B。

例8（浙江6月選考-5）“玉兔二號(hào)”裝有核電池，不懼漫長(zhǎng)寒冷的月夜。核電池將為Pc衰變

釋放的核能一部分轉(zhuǎn)換成電能。2/Pu的衰變方程為暗Pu-頁(yè)U+?He,則（）

A.衰變方程中的X等于233

B?He的穿透能力比丫射線強(qiáng)

CP黃Pu比我U的比結(jié)合能個(gè)

D.月夜的寒冷導(dǎo)致2/Pu的半衰期變大

答案C

解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，衰變方程為磁Pu-2御U+?He,即衰變方程中的X=234,

故A錯(cuò)誤；？He是a粒子，穿透能力比y射線弱，故B錯(cuò)誤；比結(jié)合能越大越穩(wěn)定，由于2/

Pu袁變成為了明U,故叫U比哪Pu穩(wěn)定，即知pu比明u的比結(jié)合能小，故C正確；半袤期

由原子本身的特點(diǎn)決定，與溫度等外部因素?zé)o關(guān)，故D緡誤。

例9（貴州銅仁市二模）原子核的比結(jié)合能是原子核穩(wěn)定程度的量度，原子核的比結(jié)合能曲線

如圖所示，根據(jù)該曲線，下列說(shuō)法正確的是（）

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比結(jié)合能/MeV

8-

6-

4-

2-

5010015()200250質(zhì)量數(shù)

A.原子核的結(jié)合能越大，原子核就越穩(wěn)定

B.iHe核的結(jié)合能約為14MeV

C.一個(gè)重原子核衰變成?粒子和另一原子核，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來(lái)重核的

結(jié)合能

DMKr核中核子的比結(jié)合能比嗜Ba核中核子的比結(jié)合能小

答案C

解析原子核的比結(jié)合能越大，原子核就越穩(wěn)定，A錯(cuò)誤；？He核的結(jié)合能約為4X7MeV=

28MeV,B錯(cuò)誤；一個(gè)重原子核衰變成a粒子和另一原子核，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大

于原來(lái)重核的結(jié)合能，C正確；由原子核的比結(jié)合能曲線可知，烈Kr核中核子的比結(jié)合能比

嘿Ba核中核子的比結(jié)合能大，D錯(cuò)誤。

例10（多選）（2022?湖南常德市模擬）在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)靜止的放射性原

子核?X）發(fā)生了一次a衰變。放射出的a粒子GHe）在與磁場(chǎng)垂直的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，其軌

道半徑為R。以加、4分別表示a粒子的質(zhì)量和電荷量，生成的新核用Y表示。下面說(shuō)法正

確的是（）

A.發(fā)生衰變后產(chǎn)生的a粒子與新核Y在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡止確的是圖內(nèi)

2

B.新核Y在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為RY=丁;R

Z—2

C.a粒子的圓周運(yùn)動(dòng)可以等效成一個(gè)環(huán)形電流，且電流大小為/=察

D.若衰變過(guò)程中釋放的核能都轉(zhuǎn)化為a粒子和新核的動(dòng)能，則衰變過(guò)程中的質(zhì)量虧損為△利

_A（qBR）2

2m（A—4）/

［解題指導(dǎo)】

靜止放射性原子核總動(dòng)量為零

關(guān)鍵表述解讀

發(fā)生一次a衰變2XFY+NHe

推理論證依據(jù)（1）動(dòng)量守恒：Pa=PY

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（2）左手定則

（3）帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑和周期公式：,=簿，7=鬻

（4）電流的定義式：/=：

答案BCD

解析由動(dòng)量守恒可知，衰變后a粒子與新核Y運(yùn)動(dòng)方向相反，所以軌跡圓應(yīng)外切，由圓周

運(yùn)動(dòng)的半徑R=溫可知，a粒子半徑大，由左手定則可知兩粒子圓周運(yùn)動(dòng)方向相同，丁圖正

確，A錯(cuò)誤；

由R=*可知，窄=六，則四=六及B正確：圓周運(yùn)動(dòng)周期丁=岑=要，環(huán)形電流

qtyKZ—2Z—2。qti

/=3=1占，C正確；對(duì)a粒子，由洛倫效力提供向心力9=磺，可得由質(zhì)量關(guān)

1/\ill

A4

系可知，衰變后新核Y質(zhì)量為M=—^―〃］，由衰變過(guò)程動(dòng)量守恒可得一〃切=0,加=

張，系統(tǒng)增加的能量為2+多加，由質(zhì)能方程得AE=A/wc2,聯(lián)立得△〃?=

A(沖》

D正確。

2/n(A-4)/'

高考預(yù)測(cè)

1.（江蘇省蘇錫常鎮(zhèn)四市一模）波長(zhǎng)為，的光子與一靜止電子發(fā)生正碰，測(cè)得反彈后的光子波

長(zhǎng)增大了AA,普朗克常量為/?,不考慮相對(duì)論效應(yīng)，碰后電子的動(dòng)量為（）

h.h_h,h

B.T+-,-

Ax-+TATzA2+AA

DY-一—

AA+zU

答案B

解析根據(jù)動(dòng)量和波長(zhǎng)的關(guān)系人=也設(shè)碰后電子的動(dòng)量為外，光子與電子碰撞過(guò)程滿足動(dòng)量

守恒，因?yàn)楣庾优龊蠓磸?，所以?—47-+而，解得刖=9+士-，故A、C、D錯(cuò)誤，B

人Z-rAzAA~ri\A

正確。

2.（多選）（渝瓊遼名校聯(lián)考）氫原子的能級(jí)示意圖如圖甲所示，現(xiàn)有大量處于〃=3能級(jí)的氫原

子向低能級(jí)躍遷共發(fā)出三種光子（。、b、c）,用這三種光分別照射如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置，只

有。、〃兩種光照射能引起電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)，其飽和電流與電壓的變化關(guān)系如圖丙所示。則

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下列說(shuō)法正確的是()

A.實(shí)驗(yàn)裝置中陰極材料的逸出功可能為L(zhǎng)80eV

B.。為氫原子從〃=3躍遷到〃=1能級(jí)釋放的光子

C.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，〃光的光照強(qiáng)度比。光的強(qiáng)

D.處于〃=3能級(jí)的氫原子至少需要吸收1.51eV的能量才能電離

答案BCD

解析大量處于〃=3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷產(chǎn)生的3種光子能量分別為由〃=3躍遷到

〃=I的光子能量AE3i=￡—Ei=12.09eV,由〃=3躍遷到〃=2的光子能量4邑2=&-石2=

1.89eV,由〃=2躍遷到〃=1的光子能量，一呂=10.2eV,由于只有兩種光照能引

起電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)，因此該實(shí)臉裝置中陰極材料的逸出功，AE32<VVl)<AE2l,即1.89eV<W)<

10.2eV,故A錯(cuò)誤；

由圖丙可知“光的遇1L電壓大尸b光的遇J電壓，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=6一用)及遏止電

壓與最大初動(dòng)能的關(guān)系eUc=Ekm

可知。為氮原子從〃=3躍遷到〃=1能級(jí)釋放的光子，故B正確：

由于力光的飽和光電流大于〃光，因此/，光的光照強(qiáng)度比。光的強(qiáng)，故C正確；

要使處于〃=3能級(jí)的氫原子電離，則氫原子吸收的能量E20一昂=1.51eV,故D正確。

專項(xiàng)訓(xùn)練

［保分基礎(chǔ)練］

1.(北京卷?3)下列核反應(yīng)方程中括號(hào)內(nèi)的粒子為中子的是()

A.?靛U+加-*噬Ba+裁Kr+()

B糊UfTh+()

C.號(hào)N+?He-XO+()

D”C-弓N+()

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2.（浙江1月選考-9）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)：號(hào)N+An-盟+IH,產(chǎn)生的也能自發(fā)進(jìn)行p衰變，其半衰期為5730年，

利用碳14的衰變規(guī)律可推斷占木的年代。下列說(shuō)法正確的是（）

A.YC發(fā)生p衰變的產(chǎn)物是qN

B.0衰變輻射出的電子來(lái)自于碳原子的核外電子

C.近年來(lái)由于地球的溫室效應(yīng)，引起VC的半衰期發(fā)生微小變化

D.若測(cè)得一古木樣品的?茨:含量為活體植物的;，則該古木距今約為11460年

3.（湖南卷」）2023年4月13日，中國(guó)“人造太陽(yáng)”反應(yīng)堆中科院環(huán)流器裝置（EAST）創(chuàng)下新

紀(jì)錄，實(shí)現(xiàn)403秒穩(wěn)態(tài)長(zhǎng)脈沖高約束模等離了?體運(yùn)行，為可控核聚變的最終實(shí)現(xiàn)又向前邁出

了重要的一步，下列關(guān)于核反應(yīng)的說(shuō)法正確的是（）

A.相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變比重核裂變釋放的核能更多

B.笊僦核聚變的核反應(yīng)方程為汨+田一?He+-?e

C.核聚變的核反應(yīng)燃料主要是鈾235

D.核聚變反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有質(zhì)量虧損

4.（多選）（福建莆田市質(zhì)量檢測(cè)）根據(jù)玻爾理論，氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)（）

A.電子的動(dòng)能變小

B.電子的電勢(shì)能變小

C.氫原子總能量變小

D.氫原子吸收能量

5.（遼寧卷⑹原子處于磁場(chǎng)中，某些能級(jí)會(huì)發(fā)生劈裂。某種原子能級(jí)劈裂前后的部分能級(jí)圖

如圖所示，相應(yīng)能級(jí)躍遷放出的光子分別設(shè)為①②③④。若用①照射某金屬表面時(shí)能發(fā)生光

電效應(yīng)，且逸出光電子的最大初動(dòng)能為反，則（）

A.①和③的能量相等

B.②的頻率大于④的頻率

C.用②照射該金屬一定能發(fā)生光電效應(yīng)

D.用④照射該金屬，逸出光電子的最大初動(dòng)能小于反

6.（全國(guó)乙卷?16）2022年10月，全球眾多天文設(shè)施觀測(cè)到迄今最亮伽馬射線暴，其中我國(guó)的

“慧眼”衛(wèi)星、“極目”空間望遠(yuǎn)鏡等裝置在該事件觀測(cè)中作出重要貢獻(xiàn)。由觀測(cè)結(jié)果推斷,

該伽馬射線暴在1分鐘內(nèi)釋放的能顯量級(jí)為1O48J。假設(shè)釋放的能最來(lái)自于物質(zhì)質(zhì)后的減少,

則每秒鐘平均減少的質(zhì)量量級(jí)為（光速為3X10sm/s）（)

第10頁(yè)共19頁(yè)

A.1019kgB.IO24kg

C.1029kgD.l（?4kg

7.（江西贛州市二模）圖甲為氫原子能級(jí)圖，圖乙為氫原子光譜，其中Ha、Hf,、Hy、“是氫

原子在可見(jiàn)光區(qū)的四條譜線，這四條譜線是氫原子從高能級(jí)躍遷到〃=2能級(jí)輻射產(chǎn)生的，稱

為巴爾末系，下列說(shuō)法正確的是（）

A.氫原子的發(fā)射光譜屬于連續(xù)光譜

B.這四條譜線中，H”譜線光子動(dòng)量最大

C.可能是氫原子從〃=3能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的

D.若用H?照射某種金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則Hs也一定能

［爭(zhēng)分提能練］

8.（山東青島市一模）氫原子第〃能級(jí)的能量為E尸條，其中昌是基態(tài)能量，〃=1,2,3…。若

某一氫原子輻射出能量為一微自的光子后，氫原子處于比基態(tài)高出一［后的激發(fā)態(tài)，則氫原

子輻射光子前處于（）

A.第2能級(jí)B.第3能級(jí)

C.第4能級(jí)D.第6能級(jí)

9.（江蘇蘇北地區(qū)一模）如圖所示，假設(shè)入射光子的動(dòng)量為/加光子與靜止的電子發(fā)生彈性碰

撞。碰后光子的動(dòng)量大小為0，傳播方向與入射方向夾角為Q；碰后電子的動(dòng)量大小為“2,

出射方向與光子入射方向夾角為彼。已知光速為C，普朗克常量為人下列說(shuō)法正確的是（）

A.碰前入射光的波長(zhǎng)嵋

B.碰后電子的能量為p2c

C.po=〃icosa+〃2cos,

D.po=pi+k

10.（多選）（四川成都市第七中學(xué)二診）如圖所示,圖甲為氫原子的能級(jí)圖,大量處于〃=4激

發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，發(fā)出頻率不同的大量光子，其中頻率最高的光子照射到圖乙電路中光

第II頁(yè)共19頁(yè)

電管陰極K上時(shí)，電路中電流隨電壓變化的圖像如圖丙所示。下列說(shuō)法正確的是（）

A.光電管陰極K金屬材料的逸出功為5.75eV

B.這些氫原子躍遷時(shí)最多發(fā)出6種頻率的光

C.若調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片能使光電流為零，則可判斷圖乙中電源右側(cè)為正極

D.氫原子從〃=4能級(jí)躍遷到〃=2能級(jí)時(shí)，氫原子能量減小，核外電子動(dòng)能增加

11.（黑龍江齊齊哈爾市一模）用同一個(gè)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置，分別用4、〃兩種單色光進(jìn)行光電效

應(yīng)實(shí)驗(yàn)，得到光電流與光電管兩極間電壓的關(guān)系圖像如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）

A.。光光子的能量大于〃光光子的能量

B.匕光的波長(zhǎng)比。光的長(zhǎng)

C.兩種單色光從同一介質(zhì)射入空氣時(shí)，〃光的全反射臨界角大

D.若兩種單色光分別照射基態(tài)氫原子時(shí)都能使其能級(jí)躍遷，則人光使其躍遷能級(jí)更高

12.（江蘇卷?14）“夸父一號(hào)”太陽(yáng)探測(cè)I1星可以觀測(cè)太陽(yáng)輻射的硬X射線。硬X射線是波長(zhǎng)

很短的光子，設(shè)波長(zhǎng)為人若太陽(yáng)均勻地向各個(gè)方向輻射硬X射線，衛(wèi)星探測(cè)儀鏡頭正對(duì)著

太陽(yáng)，每秒接收到N個(gè)該種光了。已知探測(cè)儀鏡頭面積為S,衛(wèi)星離太陽(yáng)中心的距離為R,

普朗克常量為〃，光速為c,求：

（1）每個(gè)光子的動(dòng)量〃和能量E；

（2）太陽(yáng)輻射硬X射線的總功率尸。

［尖子生選練I

13.（貴州省六校聯(lián)盟聯(lián)考）如圖甲所示為某實(shí)驗(yàn)小組成員研究某金屬發(fā)生光電效應(yīng)的遏止電

壓隨照射光頻率變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)原理圖，圖乙為實(shí)驗(yàn)得到的遏止電壓隨照射光頻率變化的關(guān)

系圖像，電子的電荷量e=1.6X10r9c,則下列說(shuō)法正確的是（）

第12頁(yè)共19頁(yè)

A.由圖乙可得普朗克?？藶?.6X10F3j.s

B.由圖乙可知該金屬的極限頻率為4.0X1014Hz

C.圖甲中入射光的頻率為4.8X10MHz時(shí),逸出的光電子的最大初動(dòng)能為L(zhǎng)056X10FJ

D.圖甲中入射光的頻率為3.5XIOSHz時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端，電流計(jì)G的示

數(shù)為零

參考答案

[保分基礎(chǔ)練1

1.(北京卷?3)下列核反應(yīng)方程中括號(hào)內(nèi)的粒子為中子的是()

A?/U+加一嘿Ba+知Kr+()

B.2&U-2品Th+()

C6N+?Hefq0+()

D”C-3N+()

答案A

解析根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知，核反應(yīng)方程為2/U+An-嗡Ba+取Kr+3(An),故A符合

題意；根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知，核反應(yīng)方程為對(duì)2-2好rh+(?He),故B不符合題意：根

據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知，核反應(yīng)方程為號(hào)N+3He->%O+(]H),故C不符合題意；根據(jù)電荷

數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知，核反應(yīng)方程為％C-VN+(J?e),故D不符合題意。

2.(浙江1月選考-9)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)：i3N+E->igC+舊，產(chǎn)生的12c能自發(fā)進(jìn)行p衰變，其半衰期為5730年，

利用碳14的衰變規(guī)律可推斷古木的年代。下列說(shuō)法正確的是()

A”C發(fā)生P衰變的產(chǎn)物是4N

B.。衰變輻射出的電子來(lái)自于碳原子的核外電子

C.近年來(lái)由于地球的溫室效應(yīng)，引起4C的半衰期發(fā)生微小變化

D.若測(cè)得一古木樣品的?總含量為活體植物的最則該古木距今約為11460年

答案D

解析根據(jù)也C一號(hào)N+一也，即4C發(fā)生p衰變的產(chǎn)物是弓N,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；。衰變輻射出的電

第13頁(yè)共19頁(yè)

子來(lái)自于原子核內(nèi)的中子特化為質(zhì)子時(shí)放出的電子，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；半衰期是放射性物質(zhì)的固

有屬性，由原子核本身決定，與外界環(huán)境無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若測(cè)得一古木樣品的RC含量

為活體植物的;，可知經(jīng)過(guò)了2個(gè)半袤期，則該古木距今約為5730X2年=11460年，選項(xiàng)

D正確。

3.（湖南卷?1）2023年4月13日，中國(guó)“人造太陽(yáng)”反應(yīng)堆中科院環(huán)流器裝置（EAST）創(chuàng)下新

紀(jì)錄，實(shí)現(xiàn)403秒穩(wěn)態(tài)長(zhǎng)脈沖高約束模等離子體運(yùn)行，為可控核聚變的最終實(shí)現(xiàn)又向前邁出

了重要的一步，卜.列關(guān)于核反應(yīng)的說(shuō)法正確的是（）

A.相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變比重核裂變釋放的核能更多

B.笊泉核聚變的核反應(yīng)方程為汨+汨一?He+-Ye

C.核聚變的核反應(yīng)燃料主要是鈾235

D.核聚變反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有質(zhì)量虧損

答案A

解析相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變比重核裂變釋放的核能更多，A正確；根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒

和也荷數(shù)守恒可知，魚(yú)氤核聚變的核反應(yīng)方程為彳H+iH~*?He+An,B錯(cuò)誤；核聚變的核反應(yīng)

燃料主要是負(fù)核和前核，C錯(cuò)誤；核聚變反應(yīng)過(guò)程中放出大量能量，有質(zhì)量虧損，D錯(cuò)誤。

4.（多選）（福建莆田市質(zhì)量檢測(cè)）根據(jù)玻爾理論，氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)（）

A.電子的動(dòng)能變小

B.電子的電勢(shì)能變小

C.氫原子總能量變小

D.氫原子吸收能量

答案BC

解析根據(jù)玻爾理論，氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)，氫原子總能量變小，氫原子釋放能量，

C正確，D錯(cuò)誤：電子從高就道躍遷到低軌道，可知電子的電勢(shì)能變小，電子的動(dòng)能變大，

A錯(cuò)誤，B正確。

5.（遼寧卷⑹原子處于磁場(chǎng)中，某些能級(jí)會(huì)發(fā)生劈裂。某種原子能級(jí)劈裂前后的部分能級(jí)圖

如圖所示，相應(yīng)能級(jí)躍遷放出的光了分別設(shè)為①②③?。若用①照射某金屬表面時(shí)能發(fā)生光

電效應(yīng)，且逸出光電了的最大初動(dòng)能為反，貝歐）

劈裂前劈裂邑

工工

①②③④

A.①和③的能量相等

B.②的頻率大于④的頻率

C.用②照射該金屬一定能發(fā)生光電效應(yīng)

第14頁(yè)共19頁(yè)

D.用④照射該金屬，逸出光電子的最大初動(dòng)能小于4

答案A

解析由題圖可知①和③對(duì)應(yīng)的躍遷能級(jí)差相同，可知①和③的能量相等，選項(xiàng)A正確;因

②對(duì)應(yīng)的能級(jí)差小于④對(duì)應(yīng)的能級(jí)差，可知②的能量小于④的能量，根據(jù)E=/n，可知②的頻

率小于④的頻率，選項(xiàng)B錯(cuò)誤：因②對(duì)應(yīng)的能級(jí)差小于①對(duì)應(yīng)的能級(jí)差，可知②的能量小于

①的能量，②的頻率小于①的頻率，則若用①照射某金屬表面時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)，用②照射

該金屬不一定能發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因④對(duì)應(yīng)的能級(jí)差大于①對(duì)應(yīng)的能級(jí)差，可知

④的能量大于①的能量，即④的頻率大于①的頻率，因月①照射某金屬表面時(shí)能逸出光電子

的最大初動(dòng)能為反，根據(jù)反=例，一卬總出功，則用④照射該金屬，逸出光電子的最大初動(dòng)能大

于反，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

6.（全國(guó)乙卷?16）2022年10月，全球眾多天文設(shè)施觀測(cè)到迄今最亮伽馬射線暴，其中我國(guó)的

“慧眼”衛(wèi)星、“極FT空間望遠(yuǎn)鏡等裝置在該事件觀測(cè)中作出重要貢獻(xiàn)。由觀測(cè)結(jié)果推斷，

該伽馬射線暴在I分鐘內(nèi)釋放的能量量級(jí)為1048J。假設(shè)釋放的能量來(lái)自于物質(zhì)質(zhì)量的減少，

則每秒鐘平均減少的質(zhì)量量級(jí)為（光速為3Xio8m/s）（）

A.1019kgB.1024kg

C.1029kgD.1034kg

答案c

EQIO"

解析根據(jù)質(zhì)能方程E=M/可知，每秒鐘平均減少的質(zhì)量為△片能=60X（3X@）2kg

1（）3。

=77kg,則每秒鐘平均減少的質(zhì)量量級(jí)為1029kg,故選c。

7.（江西籟州市二模）圖甲為氫原子能級(jí)圖，圖乙為氫原子光譜，其中H”、Hy、乩是氫

原子在可見(jiàn)光區(qū)的四條譜線，這四條譜線是氫原子從而能級(jí)躍遷到〃=2能級(jí)輻射產(chǎn)生的，稱

為巴爾末系，下列說(shuō)法正確的是（）

nE/eV

5--------------1).54

4---------------0.8541029A/nm

3---------------1.51‘巧L17486.27656.47

1

2---------------3.40IIIIIIII1

H6H1,卜【BU

1---------------13.6a

甲乙

A.氫原子的發(fā)射光譜屬于連續(xù)光譜

B.這四條譜線中，H。譜線光子動(dòng)量最大

C.K可能是氫原子從〃=3能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的

D.若用H?照射某種金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則Hs也一定能

答案D

解析氫原子的發(fā)射光譜屬于線狀諳，故A錯(cuò)誤；由題圖乙可知，四條譜線中，HQ譜線光子

第15頁(yè)共19頁(yè)

波長(zhǎng)最大，根據(jù)〃=）可知Ha語(yǔ)線光子動(dòng)量最小，故B錯(cuò)誤：四條譜線中，K譜線光子波長(zhǎng)

最小，光子頻率最大，光子能量最大，則Hb不可能是氫原子從〃=3能級(jí)向〃=2能級(jí)躍遷時(shí)

輻射產(chǎn)生的，故C錯(cuò)誤；若用H?照射某種金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，由于Hb對(duì)應(yīng)的光子能量大

于Hy對(duì)應(yīng)的光子能量，則用Hs照射該金屬也一定能發(fā)生光也效應(yīng)，故D正確。

［爭(zhēng)分提能練］

8.（山東青島市一模）氫原子第〃能級(jí)的能量為E產(chǎn)條其中昂是基態(tài)能量，〃=1,2,3,若

某一氫原子輻射出能量為一去3⑸的光子后3，氫原子處于比基態(tài)高出一^^的激發(fā)態(tài)，則氫原

子輻射光子前處于（）

A.第2能級(jí)B.第3能級(jí)

C.笫4能級(jí)D.第6能級(jí)

答案C

解析由爭(zhēng)一（一4后）=￡+（一,臼），解得〃=4,故選C。

9.（江蘇蘇北地區(qū)一模）如圖所示，假設(shè)入射光子的動(dòng)量為po,光子與靜止的電子發(fā)生范性碰

撞。碰后光子的動(dòng)量大小為〃I，傳播方向與入射方向夾角為a：碰后電子的動(dòng)量大小為〃2，

出射方向與光子入射方向夾角為尸。已知光速為c,普朗克常量為力，下列說(shuō)法正確的是（）

X

電子g

\AAAAA*Oq管..........

碰撞前'、碰撞后

A.碰前入射光的波長(zhǎng)畸

B.碰后電子的能最為p2c

C.po=picosa+〃2cosB

D.po=pi+/72

答案c

解析根據(jù)德布羅意公式可知，碰前入射光子的波長(zhǎng)為加=今，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；設(shè)電子的

質(zhì)量為陽(yáng)，則碰后電子的能量為E=若，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；沿光子入射方向的動(dòng)量守恒，根據(jù)動(dòng)

量守恒定律可知po=〃icosa+p2cos6，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。

10.（多選）（四川成都市第七中學(xué)二診）如圖所示，圖甲為氫原子的能級(jí)圖，大量處于〃=4激

發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，發(fā)出頻率不同的大顯光子，其中頻率最高的光子照射到圖乙電路中光

電管陰極K上時(shí)，電路中電流隨電壓變化的圖像如圖內(nèi)所示。下列說(shuō)法正確的是（）

第16頁(yè)共19頁(yè)

nE/eV

A.光電管陰極K金屬材料的逸出功為5.75eV

B.這些氫原子躍遷時(shí)最多發(fā)出6種頻率的光

C.若調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片能使光電流為零，則可判斷圖乙中電源右側(cè)為正極

D.氫原子從〃=4能級(jí)躍遷到〃=2能級(jí)時(shí)，氫原子能量減小，核外電子動(dòng)能增加

答案ABD

解析由題圖甲可知光子的能量為￡=-0.85eV-（-13.6eV）=12.75eV,由題圖丙可知遏

止電壓為7V,所以光電子的初動(dòng)能為Ek=e"=7eV,所以金屬材料的逸出功為1%