易錯點15近代物理

目錄

01易錯陷阱（4大陷阱）

02舉一反三

【易錯點提醒一】錯誤理解光電效應(yīng)規(guī)律

【易錯點提醒二】對玻爾理論的不夠透徹

【易錯點提醒三】不理解半衰期，求半衰期出現(xiàn)錯誤

【易錯點提醒四】混淆結(jié)合能與比結(jié)合能

03易錯題通關(guān)

易錯陷阱1：不理解光電效應(yīng)規(guī)律

【分析】光電效應(yīng)規(guī)律的“四點”理解

①放不放光電子，看入射光的頻率。

②放多少光電子，看光的強度。

③光電子的最大初動能大小，看入射光的頻率。

④要放光電子，瞬時放。.

易錯陷阱2：氫原子躍遷問題不能分清一群與一個、躍遷與電離

【分析】原子就能從低能態(tài)躍遷到高能態(tài)。原子發(fā)射或吸收光子時,滿足玻爾理論的躍遷假設(shè),

即hvE初E末.一群氫原子從量子數(shù)n的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時,輻射光子形成光譜線條數(shù)為

2.原子的躍遷公式只適用于光子和原子作用而使原子在各定態(tài)之間躍遷的情

CnhvE初E終

況,對于光子和原子作用而使原子電離和實物粒子與原子作用而使原子激發(fā)的情況,則不受此條

件的限制.這是因為,原子一旦電離,原子結(jié)構(gòu)即被破壞,因而不再遵守有關(guān)原子結(jié)構(gòu)的理論.

易錯陷阱3：不理解半衰期，求半衰期出現(xiàn)錯誤

【分析】半衰期由放射性元素的核內(nèi)部本身的因素決定的。跟原子所處的物理（如壓強、溫

度等）或化學(xué)（如單質(zhì)或化合物）狀態(tài)無關(guān)．

（半衰期是一個統(tǒng)計規(guī)律，只對大量原子核適用，對于少數(shù)個別的原子核，其衰變毫無規(guī)律，

何時衰變，不可預(yù)知．衰變速度越快的元素，半衰期越短;不同的放射性元素，半衰期不同，甚

至差別十分懸殊．

若半衰期一般用表示，表示衰變時間，表示放射性元素的初始原子核個數(shù)，為經(jīng)歷了

TtN0N

個半衰期后所剩余放射性元素的原子核個數(shù)，表示已衰變的放射性元素原子核個數(shù)；

nNm0

表示放射性元素的初始質(zhì)量，m為經(jīng)歷了n個半衰斯所剩余放射性元素的質(zhì)量，m表示已衰

變的放射性元素的質(zhì)量。則有如下4個公式：

1111

nt；

NN0()N0()TNN0NN0(1n)N0(1t)

2222T

1111

nt；

mm0()m0()Tmm0mm0(1n)m0(1t)

2222T

易錯陷阱4：不理解質(zhì)能方程，不會計算核能。

【分析】不能認為有“質(zhì)量虧損”所以核反應(yīng)過程中的質(zhì)量不守恒，也不能誤認為質(zhì)量與能

量之間存在轉(zhuǎn)化的關(guān)系質(zhì)量m與能量E符合愛因斯坦的質(zhì)能方程Emc2，這里c是真空

中的光速.．根據(jù)質(zhì)能方程，當能量增加了△E，那么它的質(zhì)量也相應(yīng)地增加△m，反過來也一

樣.△E和△m間符合下述質(zhì)能方程Emc2．計算核能除根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程外，還有

利用阿伏加德羅常數(shù)和能的轉(zhuǎn)化與守恒定律．

如

【易錯點提醒一】錯誤理解光電效應(yīng)規(guī)律

【例1】光電繼電器是一種利用光電效應(yīng)工作的儀器。當光照射到光電管陰極時，陰極會逸出

光電子，此時放大器中有電流流過，進而使得電磁繼電器工作，實現(xiàn)自動控制。下列說法正確

的是（）

A．只要入射光的強度足夠大，光電管就能發(fā)生光電效應(yīng)，與光的頻率無關(guān)

B．保持入射光的強度不變，增大入射光的頻率，放大器中的電流將變小

C．若將電源的正負極對調(diào)，放大器中的電流將減為零

D．若入射光的頻率為，陰極材料的逸出功為W0，普朗克常量為h，則電子逸出時的動能

為hW0

【錯解分析】認為發(fā)生光電效應(yīng)的與光的強度無關(guān)而錯選A，實際上發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入

射光的頻率大于或等于截止頻率

【答案】B

【詳解】A．根據(jù)光電效應(yīng)的條件可知，入射光的頻率必須大于或等于陰極金屬的截止頻率才能

發(fā)生光電效應(yīng)，A錯誤；

B．保持入射光的強度不變，增大入射光的頻率，則單位時間照射到陰極單位面積上的入射光的

光子數(shù)目減少，即陰極單位時間單位面積上接收到的光子數(shù)將減少，故而陰極單位時間內(nèi)逸出

的電子數(shù)減少，放大器中的電流也將減小，B正確；

C．若將電源的正負極對調(diào)，電源將提供反向減速電壓，如果該反向電壓可能沒有達到遏止電壓，

故而電流不一定為零，C錯誤；

D．根據(jù)EkmaxhW0可知，hW0為光電子的最大初動能，實際上電子逸出時的動能可能比

hW0小，D錯誤。故選B。

【變式1-1】小劉同學(xué)用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)，已知a光的頻率小于b光的頻率，兩

種光都能使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)，其中電壓表可雙向偏轉(zhuǎn)。則下列說法正確的是（）

A．用a光照射，開關(guān)S接1可研究光電管中電流隨電壓U的變化情況

B．分別用兩種光照射陰極K，開關(guān)S接2時，當電流表的示數(shù)為0時，UaUb

C．減小a光的強度，陰極K可能不發(fā)生光電效應(yīng)

D．a(chǎn)光照射陰極K產(chǎn)生的最大初動能的光電子對應(yīng)的物質(zhì)波長小于b光照射陰極K產(chǎn)生的

最大初動能的光電子對應(yīng)的物質(zhì)波長

【答案】A

【詳解】A．開關(guān)S接1，光電管上施加的是正向加速電壓，可研究光電管中電流隨電壓U的變

化情況，故A正確；

B．開關(guān)S接2時，光電管上施加的是減速電壓，根據(jù)EkmhW0，eUEkm由于ab可知

UaUb

故B錯誤；

C．發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于或等于截止頻率，與光的強度無關(guān)，C錯誤；

D．根據(jù)上述可知，由于a光的頻率小于b光的頻率，則a光照射陰極K產(chǎn)生光電子的最大初

h

動能小一些，該光電子的最大動量也小一些，根據(jù)可知，a光照射陰極K產(chǎn)生的最大初動

p

能的光電子對應(yīng)的物質(zhì)波長大于b光照射陰極K產(chǎn)生的最大初動能的光電子對應(yīng)的物質(zhì)波長，

故D錯誤。故選A

【變式1-2】愛因斯坦提出了光量子概念并成功地解釋光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得1921年的諾貝

ν

爾物理學(xué)獎。某種金屬逸出光電子的最大初動能Ekm與入射光頻率的關(guān)系如圖2所示，其中0

為極限頻率。從圖中可以確定的是（）

A．當入射光頻率0時，會逸出光電子

B．該金屬的逸出功與入射光頻率有關(guān)

C．最大初動能Ekm與入射光強度成正比

D．圖中直線的斜率為普朗克常量h

【答案】D

【詳解】根據(jù)光電效應(yīng)方程可得EkmhW0hh0可知當入射光頻率0時，不會產(chǎn)生光

電效應(yīng)現(xiàn)象，不會逸出光電子；該金屬的逸出功只由金屬材料本身決定，與入射光頻率無關(guān)；

最大初動能Ekm與入射光強度無關(guān)；圖中直線的斜率為普朗克常量h。故選D。

【易錯點提醒二】錯誤地理解躍遷規(guī)律

【例2】處于基態(tài)的氫原子在某單色光的照射下，只能發(fā)出頻率為的三種光，且＜＜,

r1r2r3

則照射光的光子能量為()

++)

A.hr1B.hr2C.hr3D.h(r1r2r3

錯解:許多同學(xué)認為在某單色光束的照射下,處于基態(tài)氯原子吸收了能量為++)的

h(r1r2r3

光子后,將分別躍遷到能量為、、的激光態(tài)，然后處于這三個激發(fā)態(tài)的氫原子分別輻

hr1hr2hr3

射出能量為、、的光子而躍遷到基態(tài)，所以選。

hr1hr2hr3D

易錯分析：上述錯誤實際上是對玻爾理論的不夠透徹，根據(jù)玻爾

理論，處于基態(tài)（能量為）的氫原子，吸收一個能量為++)

E1h(r1r2r3

的光子后，只能躍遷到能量為+++)的某個激發(fā)態(tài)，處于該

E1h(r1r2r3

激發(fā)態(tài)的原子的能量（大于）的比基態(tài)的能量高得多，由能級圖可

hr3

判定在這個能量為+++)的激發(fā)態(tài)與基態(tài)之間的中間定態(tài)數(shù)量大于2的（比基態(tài)的

E1h(r1r2r3

能量高得越多，則相鄰的定態(tài)間的能量差越?。?，根據(jù)玻爾理論基礎(chǔ)，處于該激發(fā)態(tài)的氫原子向

較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷時，就不只發(fā)出頻率為、、的三種光，所以選項是錯誤

hr1hr2hr3D

的。根據(jù)玻爾理論，當處于基態(tài)的氫原子受到某單色光照射時，氫原子應(yīng)吸收一個光子的能量hr

從基態(tài)（能量為）躍遷到某一定態(tài)（能量為）。如果處于該定態(tài)的氫原子向較低定態(tài)躍遷

E1E2

只能發(fā)出頻率為的三種光，則由圖上可以看出該定態(tài)與基態(tài)之間只能隔一個定態(tài)，由題

r1,r2,r3

意＜＜，因此在單色光束的照射下要使處于基態(tài)的氫原子躍遷到能量為的定態(tài)，照射

r1r2r3En

光的光子能量應(yīng)為。故正確選項是C。

hr3

【變式2-1】．（2023·山東·統(tǒng)考高考真題）“夢天號”實驗艙攜帶世界首套可相互比對的冷原子

鐘組發(fā)射升空，對提升我國導(dǎo)航定位、深空探測等技術(shù)具有重要意義。如圖所示為某原子鐘工

作的四能級體系，原子吸收頻率為0的光子從基態(tài)能級I躍遷至激發(fā)態(tài)能級Ⅱ，然后自發(fā)輻射出

頻率為1的光子，躍遷到鐘躍遷的上能級2，并在一定條件下可躍遷到鐘躍遷的下能級1，實現(xiàn)

受激輻射，發(fā)出鐘激光，最后輻射出頻率為3的光子回到基態(tài)。該原子鐘產(chǎn)生的鐘激光的頻率2

為（）

A．013B．013C．013D．013

【答案】D

ν

【詳解】原子吸收頻率為0的光子從基態(tài)能級I躍遷至激發(fā)態(tài)能級Ⅱ時有EⅡEIh0

且從激發(fā)態(tài)能級Ⅱ向下躍遷到基態(tài)I的過程有EⅡEIh1h2h3聯(lián)立解得2013故

選D。

【變式2-2】．2（2023·湖北·統(tǒng)考高考真題）2022年10月，我國自主研發(fā)的“夸父一號”太陽

探測衛(wèi)星成功發(fā)射。該衛(wèi)星搭載的萊曼阿爾法太陽望遠鏡可用于探測波長為121．6nm的氫原子

譜線（對應(yīng)的光子能量為10．2eV）。根據(jù)如圖所示的氫原子能級圖，可知此譜線來源于太陽中

氫原子（）

A．n2和n1能級之間的躍遷B．n3和n1能級之間的躍遷

C．n3和n2能級之間的躍遷D．n4和n2能級之間的躍遷

【答案】A

【詳解】由圖中可知n=2和n=1的能級差之間的能量差值為

EE2E13.4eV13.6eV10.2eV

與探測器探測到的譜線能量相等，故可知此譜線來源于太陽中氫原子n=2和n=1能級之間的躍

遷。

故選A。

【變式2-3】．如圖所示，圖甲為氫原子能級圖，大量處于n3激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時，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電管陰極K上時，電路中電流

隨電壓變化的圖像如圖丙。下列說法正確的是（）

A．用能量為13.0eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子電離

B．陰極K金屬的逸出功為6.09eV

C．光電子最大初動能與入射光的頻率成正比

D．一個處于n3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，能放出3種不同頻率的光

【答案】B

【詳解】A．根據(jù)電離條件可知，要使處于基態(tài)的氫原子電離，需用能量大于或等于13.6eV的

子照射，則用能量為13.0eV的光子照射，不可使處于基態(tài)的氫原子電離，故A錯誤；

B．大量處于n3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，發(fā)出頻率最高的光子對應(yīng)n3到n1的躍遷，

頻率最高光子的能量為hE3E112.09eV由圖丙可得輻射光電子的最大初動能為

EkmeUc6eV故陰極K金屬的逸出功為W0hEkm12.09eV6eV6.09eV故B正確；

C．由愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkmhW0可知光電子最大初動能與入射光的頻率成一次函數(shù)關(guān)

系，但不是成正比，故C錯誤；

2

D．根據(jù)C33可知大量處于n3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時共3種頻率的光，而一個處于

n3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，最多只能放出2種不同頻率的光，故D錯誤。故選

【易錯點提醒三】錯誤理解半衰期，不會計算

【例3】關(guān)于半衰期，以下說法正確的是：

A．同種放射性元素在化合物中的半衰期比單質(zhì)中長.

B．升高溫度可以使半衰期縮短.

C．氡的半衰期為3.8天，若有四個氡原子核，經(jīng)過7.6天就只剩下一個.

D．氡的半衰期為3.8天，4克氡原子核，經(jīng)過7.6天就只剩下1克.

易錯分析：誤認為半衰期與所處的物理狀態(tài)和化學(xué)狀態(tài)有關(guān)，錯選B項，誤認為半衰期不是一

個統(tǒng)計概念而錯選X項

【答案】D

【詳解】A

解析：半衰期與所處的物理狀態(tài)和化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，半衰期是一個統(tǒng)計概念，只有大量的原子核

才成立；由半衰期有概念可知選項D正確．

【變式3-1】2023年8月24日日本向太平洋排放核污水后，近百名日本民眾游行抗議核污水

排海計劃，同時也導(dǎo)致許多國家禁止進口日本水產(chǎn)品。核污水中的放射性元素對人類社會和海

909090

洋生態(tài)環(huán)境健康的潛在威脅難以估量，其中核反應(yīng)之一為38Sr39Y+X，38Sr的半衰期為28年，

下列說法正確的是（）

90

A．該核反應(yīng)38Sr中發(fā)生了衰變

90

B．環(huán)境溫度升高，分子熱運動劇烈程度增大，38Sr的半衰期減小

9090

C．100個38Sr原子核經(jīng)過28年，只剩50個38Sr原子核未衰變

9090

D．39Y的比結(jié)合能比38Sr的比結(jié)合能大

【答案】AD

90

【詳解】A．由電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知X為電子，因此該核反應(yīng)為38Sr發(fā)生衰變，故A正

確；

B．環(huán)境溫度變化，不會改變原子核的半衰期，故B錯誤；

90

C．半衰期是一個統(tǒng)計規(guī)律，只有針對大量原子核才有統(tǒng)計意義，100個38Sr衰變具有隨機性，

故C錯誤；

9090

D．38Sr衰變?yōu)?9Y放出粒子，發(fā)生了質(zhì)量虧損，而核子數(shù)不變，所以平均核子質(zhì)量變小，比

結(jié)合能變大，故D正確。故選AD。

【變式3-2】（2023·海南?？凇ずＤ先A僑中學(xué)?？寄M預(yù)測）鈷60（60Co）是金屬元素鈷的放

射性同位素之一，其半衰期為5.27年。鈷60會通過發(fā)生β衰變釋放能量高達315keV的高速電

子并衰變成為鎳60，同時會放出兩束γ射線，則下列說法正確的是（）

A．315keV=5.04×10-12J

B．24個60Co原子核經(jīng)過兩個半衰期后只剩下6個

C．β衰變釋放的電子是由60Co原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子產(chǎn)生的

D．γ射線是60Co原子由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)輻射出來的

【答案】C

【詳解】A．315keV3151031.61019J5.041011J，故A錯誤；

B．半衰期是對大量原子核的統(tǒng)計規(guī)律，原子核的衰變是隨機的，少量原子核的衰變不能按照半

衰期的定義計算，故B錯誤；

C．β衰變釋放的電子是由60Co原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子產(chǎn)生的，故C正確；

D．射線是60Co原子核由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)?射出來的，故D錯誤。故選

γ

【易錯點提醒四】混淆結(jié)合能與比結(jié)合能，不會計算核

【例4】原子核的比結(jié)合能隨質(zhì)量數(shù)變化的圖像如圖，下列說法正確的是（）

A．質(zhì)量數(shù)越大的原子核，核子結(jié)合得越牢固

B．H核比He核穩(wěn)定

24

C．1Kr核的2結(jié)合能大于U核的結(jié)合能

89235

D．兩36個H核結(jié)合成He9核2時釋放能量

24

2

易錯分析1：混淆結(jié)合能與比結(jié)合能而錯選C，誤認為原子核比結(jié)合能較小，核子結(jié)合得牢

固而錯選A

【答案】D

【詳解】A、中等質(zhì)量數(shù)的原子核比結(jié)合能較大，核子結(jié)合得牢固，故A錯誤；

B、H核的比結(jié)合能比比He核的比結(jié)合能小，所以He更穩(wěn)定，故B錯誤；

244

C、1Kr核的比結(jié)合能大于2U核的比結(jié)合能，但是2Kr核的結(jié)合能小于U核的結(jié)合能，

8923589235

故C36錯誤；923692

D、兩個H核結(jié)合成He核時有質(zhì)量虧損，則釋放能量，故D正確；

24

故選：D。12

239235235

【變式4-1】钚（94Pu）靜止時衰變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)92U和α粒子，激發(fā)態(tài)鈾核92U立即衰變?yōu)榉€(wěn)態(tài)

235239235

鈾核92U，并放出能量為Eγ的γ光子。已知钚94Pu、穩(wěn)態(tài)軸核92U和α粒子的質(zhì)量分別記為mPu，

mU和mα，衰變放出光子的動量可忽略且該過程釋放的核能除去γ光子的能量Eγ外全部轉(zhuǎn)化為

235235

92U和α粒子的動能。在勻強磁場中衰變產(chǎn)生的92U和α粒子，兩者速度方向均與磁場垂直，做

勻速圓周運動，則下列說法正確的是（）

235

A．92U和α粒子在磁場中勻速圓周運動軌跡為外切圓

235239

B．92U的比結(jié)合能大于94Pu的比結(jié)合能

2352

C．92U的動能為Eku(mPumUmα)cEγ

m

U2

D．α粒子的動能為Ekα(mPumUmα)cEγ

mUmα

【答案】ABD

235

【詳解】A．由題意可知衰變產(chǎn)生的92U和α粒子帶電性相同，速度方向相反，故兩粒子在同一

勻強磁場中外切，故A正確；

235239

B．由于衰變時放出核能，比結(jié)合能增大，所以92U的比結(jié)合能大于94Pu的比結(jié)合能，故B正

確；

(2

C．由能量守恒可知EEk總Eγ由愛因斯坦質(zhì)能方程可知EmPumUmα)c解得

2

Ek總(mPumUmα)cEγ故C錯誤；

1212

D．根據(jù)動量守恒定律有0mvmv；E總EEmvmv聯(lián)立可得

UUααkkUkα2UU2αα

m

U2

Ekα(mPumUmα)cEγ故D正確。故選ABD。

mUmα

【變式4-2】（2023·甘肅·統(tǒng)考三模）目前俄烏沖突在持續(xù)進行中，烏境內(nèi)最大的扎波羅熱核電

站多次遭受炮火攻擊，人們擔憂如果戰(zhàn)斗持續(xù)下去，可能導(dǎo)致核泄漏事故。扎波羅熱核電站利

用鈾核裂變釋放出能量，如圖所示原子核的平均結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)之間的關(guān)系圖線，下列說法正

確的是（）

235144891

A．鈾核裂變的一個重要核反應(yīng)方程是92U56Ba36Kr20n

235144

B．92U核的平均結(jié)合能大于56Ba核的平均結(jié)合能

6

C．三個中子和三個質(zhì)子結(jié)合成3Li核時釋放能量約為20MeV

46

D．2He核的平均核子質(zhì)量小于3Li核的平均核子質(zhì)量

【答案】D

2351144891

【詳解】A．鈾核裂變的一個重要核反應(yīng)方程是92U+0n56Ba36Kr30n，故A錯誤；

235144

B．由圖可知92U核的平均結(jié)合能小于56Ba核的平均結(jié)合能，故B錯誤；

6

C．因為核子結(jié)合成原子核時，存在質(zhì)量虧損，釋放核能，所以三個中子和三個質(zhì)子結(jié)合成3Li

核時釋放能量，由題圖可知Li核的平均結(jié)合能5Mev,所以其釋放的核能約為E=6×5MeV=30MeV

故C錯誤；

46

D．由題圖可知，2He核的平均結(jié)合能大于3Li核的平均結(jié)合能，平均結(jié)合能越大，平均核子質(zhì)

46

量越小，所以2He核的平均核子質(zhì)量小于3Li核的平均核子質(zhì)量，故D正確；故選D。

1．如圖為光電管的示意圖。若用波長為4107m的單色光照射該光電管時，兩板間可產(chǎn)生的最

大電壓為1.7V。取hc1.25106eVm，則下列判斷正確的是（）

A．該光電管K極的逸出功約為1.43eV

B．逸出光電子的最大初動能約為1.25eV

C．僅改變該單色光的強度，兩板間的電壓可能大于1.7V

D．若改用波長更長的單色光照射，兩板間的電壓可能大于1.7V

【答案】A

hc

【詳解】A．根據(jù)EhWeU該光電管K極的逸出功為WheUeU1.43eV故

k00

A正確；

B．逸出光電子的最大初動能EkeU1.7eV故B錯誤；

C．當光照強度增大時，逸出光電子的最大初動能不變，極板間的電壓不變，故C錯誤；

D．改用波長更長的光照射，頻率變小，光子能量變小，逸出功不變，光電子的最大初動能變小，

兩極板間的最大電壓變小，故D錯誤。故選A。

2．研究光電效應(yīng)的電路如圖所示，用藍光、較強的黃光和較弱的黃光分別照射密封真空管中的

金屬極板K，極板發(fā)射出的光電子在電路中形成的光電流I與AK之間的電壓U的關(guān)系圖像如

圖乙所示。關(guān)于1、2、3三條曲線，下列說法正確的是（）

A．2、3為用黃光照射時得到的曲線，曲線2對應(yīng)的黃光較強

B．1、3為用黃光照射時得到的曲線，曲線1對應(yīng)的黃光較強

C．當滑動變阻器的滑片在最左端時，電流表示數(shù)一定為零

D．電壓表示數(shù)越大，則光電流越大，截止頻率越小

【答案】B

【詳解】AB．藍光較黃光頻率高，根據(jù)光電效應(yīng)方程EkhWe對溢出的光電子，再根據(jù)動能

hW

定理可知EeU解得Ue因此藍光的截止電壓更高，2號曲線對應(yīng)藍光，1、3曲線對

kccee

應(yīng)黃光，而曲線1飽和電流較大，因此對應(yīng)較強的黃光，曲線2對應(yīng)較弱的黃光，故A錯誤，

B正確；

C．當滑動變阻器在最左端時，外接電壓為零，此時光電效應(yīng)產(chǎn)生的光電流不為零，故電流表示

數(shù)不為零，故C錯誤；

D．當光電流達到飽和時，光電流的大小和光的強度有關(guān)，與外接電壓無關(guān)，外接電壓再增大時，

電流大小不變，故D錯誤。故選B。

3.（2023年遼寧卷高考真題）原子處于磁場中，某些能級會發(fā)生劈裂。某種原子能級劈裂前后

的部分能級圖如圖所示，相應(yīng)能級躍遷放出的光子分別設(shè)為①②③④。若用①照射某金屬表面

時能發(fā)生光電效應(yīng)，且逸出光電子的最大初動能為Ek，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能小于Ek

【答案】A

【詳解】A．由圖可知①和③對應(yīng)的躍遷能級差相同，可知①和③的能量相等，選項A正確；

B．因②對應(yīng)的能級差小于④對應(yīng)的能級差，可知②的能量小于④的能量，根據(jù)Eh可知②的

頻率小于④的頻率，選項B錯誤；

C．因②對應(yīng)的能級差小于①對應(yīng)的能級差，可知②的能量小于①，②的頻率小于①，則若用①

照射某金屬表面時能發(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C錯誤；

D．因④對應(yīng)的能級差大于①對應(yīng)的能級差，可知④的能量大于①，即④的頻率大于①，因用①

照射某金屬表面時能逸出光電子的最大初動能為Ek，根據(jù)EkmhW逸出功則用④照射該金屬逸

出光電子的最大初動能大于Ek，選項D錯誤。故選A。

4．（2024·四川巴中·統(tǒng)考模擬預(yù)測）下列說法正確的是（）

A．天然放射現(xiàn)象說明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)

B．有6個能發(fā)生α衰變的原子核經(jīng)過一個半衰期一定還剩3個沒有衰變的原子核

C．大量處于第3能級的氫原子向低能級躍遷能產(chǎn)生兩種不同頻率的光子

D．某種頻率的光照射某金屬表面能發(fā)生光電效應(yīng)，所有光電子初動能都相等

【答案】A

【詳解】A．天然放射現(xiàn)象說明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，故A正確；

B．半衰期具有統(tǒng)計規(guī)律，對大量原子核適用，對少數(shù)原子核不適用，故有6個能發(fā)生α衰變的

原子核經(jīng)過一個半衰期不一定還剩3個沒有衰變的原子核，故B錯誤；

2

C．大量處于第3能級的氫原子向低能級躍遷能產(chǎn)生C33，3種不同頻率的光子，故C錯誤；

D．某種頻率的光照射某金屬表面能發(fā)生光電效應(yīng)，所有光電子初動能不一定相等，但最大初動

能一定相等，故D錯誤。故選A。

5．（2023·海南省直轄縣級單位·文昌中學(xué)?？寄M預(yù)測）已知金屬鋅的逸出功為3.34eV，氫原

子能級分布如圖所示，氫原子中的電子從n3能級躍遷到n1能級可產(chǎn)生a光，從n2能級

躍遷到n1能級可產(chǎn)生b光。a光和b光的波長分別為a和b?，F(xiàn)用a、b光照射到金屬鋅表面

均可產(chǎn)生光電效應(yīng)，遏止電壓分別為Ua和Ub。下列說法中正確的是（）

A．a(chǎn)b

B．UaUb

C．a(chǎn)光的光子能量為3.4eV

D．b光照射金屬鋅產(chǎn)生的光電子的最大初動能為8.75eV

【答案】A

hc

【詳解】AC．根據(jù)能級躍遷規(guī)律可知，a光的光子能量為E3E112.09eV，b光的光子能

a

量為

hc

E2E110.2eV故a光的光子的能量大于b光的光子的能量，即a光的光子的頻率大于b

0

光的光子的頻率，所以ab，A正確，C錯誤；

BD．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程有eUcEkmhvW0，a光照射到金屬鋅表面產(chǎn)生的光電子的

最大初動能

Eka8.75eV遏止電壓Ua8.75V，b光照射金屬鋅產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ekb6.86eV遏

止電壓Ub6.86V故BD錯誤。故選A。

6．（2024·福建寧德·福建省寧德第一中學(xué)校考一模）如下左圖是用于研究光電效應(yīng)的實驗裝置，

右圖是氫原子的能級結(jié)構(gòu)。實驗發(fā)現(xiàn)n4躍遷到n2時發(fā)出的某種光照射左圖實驗裝置的陰極

時，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)不為零，慢慢移動滑動變阻器觸點c，發(fā)現(xiàn)電壓表讀數(shù)大于等于0.8V時，

電流表讀數(shù)為零，下列說法正確的是（）

A．n4躍遷到n2的光電子動能為2.55eV

B．滑動變阻器觸點c向a側(cè)慢慢移動時，電流表讀數(shù)會增大

C．其他條件不變，一群氫原子處于n4能級躍遷發(fā)出的光，總共有3種光可以發(fā)生光電效

應(yīng)

D．用不同頻率的光子照射該實驗裝置，記錄電流表恰好讀數(shù)為零的電壓表讀數(shù)，根據(jù)頻率

和電壓關(guān)系可以精確測量普朗克常數(shù)

【答案】D

【詳解】A．n4躍遷到n2的光子能量為2.55eV，當電壓大于等于0.8V時，溢出來最大動

能的光電子被截止，說明光電子最大初動能為0.8eV。根據(jù)光電效應(yīng)方程hW0U可知該材

料的逸出功W01.75eV

故A錯誤；

B．滑動變阻器觸點c慢慢向a端移動，增加反向截止電壓，電流表讀數(shù)會減小，甚至有可能出

現(xiàn)電流讀數(shù)為零，故B錯誤；

2

C．從n4向下躍遷，一共可以發(fā)射出C46種光，其中n4躍遷到n3的光子能量小于逸出

功，所以總共5種光可以發(fā)生光電效應(yīng)，故C錯誤；

D．根據(jù)光電效應(yīng)方程hW0U可知只要記錄光子頻率、截止電壓就能精確測量普朗克常數(shù)，

故D正確。

故選D。

7．（2023·安徽合肥·合肥市第八中學(xué)?？寄M預(yù)測）如圖是氫原子電子軌道示意圖，a、b兩束

光是由處在n4態(tài)的氫原子躍遷到n2態(tài)和n1態(tài)時產(chǎn)生的，現(xiàn)分別用a、b兩束單色光照射

同一光電管陰極時，都發(fā)生了光電效應(yīng)，則關(guān)于a、b這兩束光，下列說法正確的是（）

A．a(chǎn)、b兩束光的光子能量滿足a>b

B．光子動量papb

C．兩束光照射光電管時對應(yīng)的遏止電壓UaUb

D．入射同一雙縫干涉裝置上，相鄰亮紋的間距xaxb

【答案】D

【詳解】A．由題意，根據(jù)EEmEn可知，處在n4態(tài)的氫原子躍遷到n2態(tài)產(chǎn)生a光子

的能量小于處在n4態(tài)的氫原子躍遷到n1態(tài)時產(chǎn)生的b光子的能量，即ab故A錯誤；

ch

B．根據(jù)h可知，a光子的波長大于b光子的波長；根據(jù)光子的動量公式p可知，光子

動量

papb故B錯誤；

C．依據(jù)光電效應(yīng)方程EkhvW及EkeU可知兩束光照射光電管時對應(yīng)的遏止電壓UaUb故

C錯誤；

D．根據(jù)雙縫干涉的條紋間距公式ΔxL可知，波長較小的b光子，其光束的干涉條紋間距更

d

小，即

ΔxaΔxb故D正確。故選D。

8．（2023·廣東梅州·統(tǒng)考一模）“拒絕煙草，沽身自好。”煙草內(nèi)含有較高的放射性陀元素釙、鉛、

鐳等，其中釙元素在衰變過程中會釋放射線，嚴重可致人肺癌。已知釙元素的衰變方程是

210206

84Po82PbX，半衰期為138天，則下列說法正確的是（）

A．X的電離能力比射線弱

210

B．84Po的衰變?yōu)樗プ?/p>

210

C．84Po衰變的過程中質(zhì)量守恒

210

D．隨著84Po的不斷衰變，其半衰期會變小

【答案】B

4210

【詳解】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知X是2He，故84Po的衰變?yōu)樗プ?，X的電離能力

比射線強，故A錯誤，B正確；

210

C．84Po衰變的過程中質(zhì)量數(shù)守恒，該過程存在質(zhì)量虧損，質(zhì)量不守恒，故C錯誤；

210

D．半衰期只由原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定，適應(yīng)于大量原子核，隨著84Po的不斷衰變，其半衰期會

不會變化，故D錯誤。故選B。

222218222218

9．（2023·湖南郴州·統(tǒng)考三模）氧核86Rn衰變成釙核84Po，其核反應(yīng)方程為86Rn84PoX，

222

氡核的半衰期為3.8天，一個靜止的86Rn衰變釋放的能量為E，且能量完全轉(zhuǎn)化為兩粒子的動

能，則下列說法正確的是（）

A．方程式中的X是質(zhì)子

B．該核反應(yīng)前、后的質(zhì)量守恒，且電荷數(shù)守恒

222222

C．50個氡核86Rn經(jīng)過3.8天還剩25個氡核86Rn

109

D．衰變釋放出的X粒子的動能為E

111

【答案】D

【詳解】A．核反應(yīng)方程滿足質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，所以X的質(zhì)量數(shù)為2222184

4

電荷數(shù)為86842所以X為氦核2He，故A錯誤；

B．核反應(yīng)前后的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒，但質(zhì)量有虧損，因為核反應(yīng)過程伴隨有能量產(chǎn)生，故

B錯誤；

C．半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對少量的原子核衰變不適用，故C錯誤；

222

D．一個靜止的86Rn衰變?yōu)樾潞撕蚗粒子的動量相等，設(shè)X粒子的動能為E1，新核的動能為E2，

根據(jù)

2E218109109

p可得1又聯(lián)立解得粒子的動能為故正確。故選

EkE1E2EXE1ED

2mE242111

D。

10．（2024·陜西寶雞·校聯(lián)考模擬預(yù)測）自然界的鈾中99.28%是鈾238，鈾238發(fā)生衰變產(chǎn)生新

核釷，其衰變方程為238234，則下列說法正確的是（）

23492U90Th+X+

A．鈾238發(fā)生的是β衰變B．X比γ的穿透能力更強

238234

C．92U的比結(jié)合能小于90Th的比結(jié)合能D．γ只能由原子核的衰變產(chǎn)生

【答案】C

【詳解】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒可知，X為粒子，鈾238發(fā)生的是衰變。故A錯誤；

B．X為粒子，X比γ的穿透能力更弱。故B錯誤；

238234

C．衰變后生成的新核更穩(wěn)定，比結(jié)合能更大，即92U核的比結(jié)合能小于90Th核的比結(jié)合能。

故C正確；

D．原子核衰變和核反應(yīng)均可產(chǎn)生γ射線。故D錯誤。故選C。

11．（2023·青海西寧·統(tǒng)考二模）自然界存在的放射性元素的原子核并非只發(fā)生一次衰變就達到

穩(wěn)定狀態(tài)，而是要發(fā)生一系列連續(xù)的衰變，最終達到穩(wěn)定狀態(tài)。某些原子核的衰變情況如圖所

示（N表示中子數(shù)，Z表示質(zhì)子數(shù)），則下列說法正確的是（）

228228

A．由88Ra到89Ac的衰變是α衰變

228228

B．已知88Ra的半衰期是T，則8個88Ra原子核經(jīng)過2T時間后還剩4個

228208

C．從90Th到82Pb共發(fā)生5次α衰變和2次β衰變

D．圖中原子核發(fā)生的α衰變和β衰變分別只能產(chǎn)生α射線和β射線

【答案】C

2282282282280

【詳解】A．由88Ra到89Ac的衰變方程為88Ra89Ac1e即為β衰變，故A錯誤；

B．半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對少數(shù)的原子核不適用，故B錯誤；

228208

C．從90Th到82Pb質(zhì)量數(shù)少20，則發(fā)生了5次α衰變，根據(jù)反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒可得，

發(fā)生2次β衰變，故C正確；

D．圖中發(fā)生α衰變和β衰變時，往往伴隨γ射線產(chǎn)生，故D錯誤。故選C。

12．（2023·河北唐山·開灤第一中學(xué)校考一模）如圖是玻爾解釋氫原子光譜畫出的能級圖，已知

可見光光子的能量范圍約為1.62eV～3.11eV。大量處于n5能級的氫原子向低能級躍遷，發(fā)出

若干頻率的光子，設(shè)普朗克常量為h，下列說法正確的是（）

A．能產(chǎn)生6種不同頻率的光子

B．能產(chǎn)生10種不同頻率的光子

C．能產(chǎn)生6種不同頻率的可見光

D．能產(chǎn)生3種不同頻率的可見光

【答案】BD

2

【詳解】AB．大量處于n5能級的氫原子向低能級躍遷，可以發(fā)現(xiàn)C510種不同頻率的光子，

故A錯誤，B正確；

CD．氫原子處于n5能級不穩(wěn)定會自發(fā)向低能級躍遷，根據(jù)可見光光子的能量范圍約為

1.62eV～3.11eV，可知只有從n5、n4、n3躍遷到n2的光子能量在可見光范圍內(nèi)，所

以由高能級向低能級躍遷發(fā)出10種不同頻率的光子，只有3種是可見光，故C錯誤，D正確。

故選BD。

13．（2024·浙江·校聯(lián)考模擬預(yù)測）幾種金屬的逸出功和氫原子的能級圖如圖所示，已知可見光

的光子能量在1.62eV-3.11eV之間?，F(xiàn)有大量氫原子處于激發(fā)態(tài)，則（）

表幾種金屬的截止頻率和逸出功

金屬鎢鈣鈉鉀銣

14

vc/10Hz10.957.735.535.445.15

Wc/eV4.543.202.292.252.13

A．氫原子的能級En指的是氫原子中電子的動能

B．氫原子從n=4能級躍遷到n=3時會輻射出具有顯著熱效應(yīng)的電磁波

C．處于n=3能級的氫原子在躍遷時輻射出的光子于可以使鉀金屬發(fā)生光電效應(yīng)，光電子的

最大初動能可能為12.09eV

D．氫原子從能級3躍遷到能級2和從能級4躍遷到能級2均輻射出可見光，用這兩種光在

同一雙縫干涉裝置做實驗，前者的相鄰條紋間距更大

【答案】BD

【詳解】A．氫原子的能級En指的是氫原各個狀態(tài)的能量值，包括氫原子的電勢能和動能，故

A錯誤；

B．氫原子從n4能級躍遷到n3時會輻射出光子的能量為EE4E30.66eV

屬于紅外線，即具有顯著熱效應(yīng)的電磁波，故B正確；

C．根據(jù)題意可知，大量處于n3能級的氫原子在躍遷時，可以輻射3種光子，即從n3躍遷

到n2、從n2躍遷到n1和從n3躍遷到n1，而從n3躍遷到n1躍遷輻射光子的能量

最大，最大值為(-1.51eV)-(-13.6eV)=12.09eV，若使鉀金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則逸出光電子的最大

初動能為

Ekm12.09eV-2.25eV9.84eV可知光電子的最大初動能不可能為12.09eV，故C錯誤；

D．從能級3躍遷到能級2輻射光子的能量為(-1.51eV)-(-3.4eV)=1.89eV；從能級4躍遷到能級2

輻射光子的能量為(-0.85eV)-(-3.4eV)=2.55eV，則兩者都是可見光；因從能級3躍遷到能級2輻

hc

射光子的能量比從能級4躍遷到能級2均輻射出可見光的能量小，由公式E可知，從能級

3躍遷到能級2輻射出可見光的波長較大，則用這兩種光在同一雙縫干涉裝置做實驗，根據(jù)

l

x可知，前者的相鄰條紋間距更大，故D正確。故選BD。

d

14.如圖所示為氫原子能級示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，當向低能級躍遷時輻

射出若干種不同頻率的光，下列說法正確的是（）

A．這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光

B．由n＝2能級躍遷到n＝1能級產(chǎn)生的光的頻率最小

C．用n＝2能級躍遷到n＝1能級輻射出的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng)

D．由n＝4能級躍遷到n＝1能級產(chǎn)生的光波長最大

【答案】C

2

【詳解】A．根據(jù)大量氫原子在不同能級釋放出光子的種數(shù)mCn可知，當n4時，會釋放6

種不同頻率的光，故A錯誤；

BD．根據(jù)EEmEnh(mn)，c

可知，躍遷過程中釋放的光的能量越小，其釋放的光的頻率就越小，波長就越大，顯然從n4

能級躍遷到n3能級時釋放的光的能量