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】錯誤理解光電效應規律

【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，求半衰期出現錯誤

【易錯點提醒四】混淆結合能與比結合能

03易錯題通關

易錯陷阱L不理解光電效應規律

【分析】光電效應規律的“四點”理解

Q放不放光電子，看入射光的頻率。

回放多少光電子，看光的強度。

G光電子的最大初動能大小，看入射光的頻率。

磅放光電子，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】原子就能從低能態躍遷到高能態。原子發射或吸收光子時,滿足玻爾理論的躍遷假設,

即丸v=E初-E末.一群氫原子從量子數n的激發態躍遷到基態時,輻射光子形成光譜線條數為

.原子的躍遷公式入丫=后初-E終只適用于光子和原子作用而使原子在各定態之間躍遷的情

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,原子結構即被破壞，因而不再遵守有關原子結構的理論.

易錯陷阱3：不理解半衰期，求半衰期出現錯誤

【分析】半衰期由放射性元素的核內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（如單質或化合物）狀態無關.

(半衰期是一個統計規律，只對大量原子核適用，對于少數個別的原子核，其衰變毫無規律,

何時衰變，不可預知.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T表示，t表示衰變時間，N。表示放射性元素的初始原子核個數，N為經歷了

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

表示放射性元素的初始質量，加為經歷了幾個半衰斯所剩余放射性元素的質量，△機表示已衰

變的放射性元素的質量。則有如下4個公式：

N==N。曰1；AN=N°-N=N°(l-J)=N0(l-/)

Am=m0-根=%(1—￡)=m0(l-f

易錯陷阱4：不理解質能方程，不會計算核能。

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

量之間存在轉化的關系質量m與能量E符合愛因斯坦的質能方程AE=&〃c2,這里c是真空

中的光速.?根據質能方程，當能量增加了4E,那么它的質量也相應地增加△!!!,反過來也一

樣.ZSE和△!!!間符合下述質能方程AE=Amc2.計算核能除根據愛因斯坦質能方程外，還有

利用阿伏加德羅常數和能的轉化與守恒定律.

【易錯點提醒一】錯誤理解光電效應規律

【例1】光電繼電器是一種利用光電效應工作的儀器。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，實現自動控制。下列說法正確

的是()

電磁繼電器

A.只要入射光的強度足夠大，光電管就能發生光電效應，與光的頻率無關

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，放大器中的電流將減為零

D.若入射光的頻率為口，陰極材料的逸出功為網，普朗克常量為九則電子逸出時的動能

為如-叱）

【錯解分析】認為發生光電效應的與光的強度無關而錯選A,實際上發生光電效應的條件是入

射光的頻率大于或等于截止頻率

【答案】B

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

發生光電效應，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

光子數目減少，即陰極單位時間單位面積上接收到的光子數將減少，故而陰極單位時間內逸出

的電子數減少，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，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.根據紇皿=配-叱可知，麻-嘰為光電子的最大初動能，實際上電子逸出時的動能可能比

Zn/-取小，D錯誤。故選B。

【變式1T】小劉同學用如圖所示的裝置研究光電效應，已知。光的頻率小于6光的頻率，兩

種光都能使陰極K發生光電效應，其中電壓表可雙向偏轉。則下列說法正確的是（）

A.用。光照射，開關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S接2時，當電流表的示數為。時，Ua>Ub

C.減小。光的強度，陰極K可能不發生光電效應

D.a光照射陰極K產生的最大初動能的光電子對應的物質波長小于b光照射陰極K產生的

最大初動能的光電子對應的物質波長

【答案】A

【詳解】A.開關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S接2時，光電管上施加的是減速電壓，根據舔皿二加-唯，eU=￡km由于匕〈乙可知

ua<ub

故B錯誤；

C.發生光電效應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，C錯誤；

D.根據上述可知，由于a光的頻率小于b光的頻率，則。光照射陰極K產生光電子的最大初動

h

能小一些，該光電子的最大動量也小一些，根據彳=一可知，。光照射陰極K產生的最大初動能

P

的光電子對應的物質波長大于b光照射陰極K產生的最大初動能的光電子對應的物質波長，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的規律而獲得1921年的諾貝

爾物理學獎。某種金屬逸出光電子的最大初動能耳?與入射光頻率口的關系如圖2所示，其中％

為極限頻率。從圖中可以確定的是（）

A.當入射光頻率〃<%時，會逸出光電子

B.該金屬的逸出功與入射光頻率口有關

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〃

【答案】D

【詳解】根據光電效應方程可得41n=加-網=次可知當入射光頻率丫<%時，不會產生光

電效應現象，不會逸出光電子；該金屬的逸出功只由金屬材料本身決定，與入射光頻率口無關；

最大初動能Ekm與入射光強度無關；圖中直線的斜率為普朗克常量瓦故選D。

【易錯點提醒二】錯誤地理解躍遷規律

【例2】處于基態的氫原子在某單色光的照射下，只能發出頻率為的三種光，且「<;<1,,

則照射光的光子能量為（）

A.hf,B.Iir；D.h（,+;+（；）

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

光子后，將分別躍遷到能量為打、打、h,的激光態，然后處于這三個激發態的氫原子分別輻

射出能量為打、h,,h,的光子而躍遷到基態，所以選D。

易錯分析：上述錯誤實際上是對玻爾理論的不夠透徹，根據玻爾

理論，處于基態（能量為EI）的氫原子，吸收一個能量為h?+八+i,）[p[]-

的光子后，只能躍遷到能量為％+h（1+H）的某個激發態，處于該卜2

激發態的原子的能量（大于hr,）的比基態的能量高得多，由能級圖可

判定在這個能量為『,+h（L+八+f]）的激發態與基態之間的中間定態數量大于2的（比基態的

能量高得越多，則相鄰的定態間的能量差越小），根據玻爾理論基礎，處于該激發態的氫原子向

較低的激發態或基態躍遷時，就不只發出頻率為打、>h,的三種光，所以選項D是錯誤

的。根據玻爾理論，當處于基態的氫原子受到某單色光照射時，氫原子應吸收一個光子的能量加

從基態（能量為用）躍遷到某一定態（能量為石2）。如果處于該定態的氫原子向較低定態躍遷

只能發出頻率為？々與的三種光，則由圖上可以看出該定態與基態之間只能隔一個定態，由題

意彳<々<4，因此在單色光束的照射下要使處于基態的氫原子躍遷到能量為E”的定態，照射

光的光子能量應為力與。故正確選項是C。

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

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

作的四能級體系，原子吸收頻率為％的光子從基態能級I躍遷至激發態能級II,然后自發輻射

出頻率為匕的光子，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

現受激輻射，發出鐘激光，最后輻射出頻率為匕的光子回到基態。該原子鐘產生的鐘激光的頻

率%為（）

A.v0+Vi+v3B.v0+v1-v3C.匕，一匕+%D.匕）一匕一匕

【答案】D

【詳解】原子吸收頻率為5的光子從基態能級I躍遷至激發態能級II時有與-4=hv0

且從激發態能級II向下躍遷到基態I的過程有&-=力匕+反2+M聯立解得/=%-匕-匕故

選D。

【變式2-21.2（2023?湖北?統考高考真題）2022年10月，我國自主研發的“夸父一號”太陽探

測衛星成功發射。該衛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（對應的光子能量為10.2eV）。根據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（）

nE/eV

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

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

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

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

1-13.6

A.〃=2和〃=1能級之間的躍遷B.”=3和〃=1能級之間的躍遷

C."=3和〃=2能級之間的躍遷D.〃=4和〃=2能級之間的躍遷

【答案】A

【詳解】由圖中可知n=2和〃=1的能級差之間的能量差值為

AE=g-4=-3.4eV-（-13.6eV）=10.2eV

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=l能級之間的躍

遷。

故選Ao

【變式2-3].如圖所示，圖甲為氫原子能級圖，大量處于〃=3激發態的氫原子躍遷時，發出

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（）

nE/eV

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

4二-0.85

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

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

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

甲

A.用能量為13.0eV的光子照射，可使處于基態的氫原子電離

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a=3能級的氫原子向基態躍遷時，能放出3種不同頻率的光

【答案】B

【詳解】A.根據電離條件可知，要使處于基態的氫原子電離，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，不可使處于基態的氫原子電離，故A錯誤；

B.大量處于〃=3能級的氫原子向基態躍遷時，發出頻率最高的光子對應“=3到〃=1的躍遷,

頻率最高光子的能量為hv=E3-Et=12.09eV由圖丙可得輻射光電子的最大初動能為

耳?==6eV故陰極K金屬的逸出功為網=和-EH=12.09eV-6eV=6.09eV故B正確；

C.由愛因斯坦光電效應方程5km=機-嘰可知光電子最大初動能與入射光的頻率成一次函數關

系，但不是成正比，故C錯誤；

D.根據C；=3可知大量處于〃=3能級的氫原子向基態躍遷時共3種頻率的光，而一個處于

〃=3能級的氫原子向基態躍遷時，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中長.

B.升高溫度可以使半衰期縮短.

C.氨的半衰期為3.8天，若有四個氫原子核，經過7.6天就只剩下一個.

D.氨的半衰期為3.8天，4克氨原子核，經過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和化學狀態有關，錯選B項，誤認為半衰期不是一

個統計概念而錯選X項

【答案】D

【詳解】A

解析：半衰期與所處的物理狀態和化學狀態無關，半衰期是一個統計概念，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，同時也導致許多國家禁止進口日本水產品。核污水中的放射性元素對人類社會和海

洋生態環境健康的潛在威脅難以估量，其中核反應之一為舞Sr-；；Y+X,；；Sr的半衰期為28年，

下列說法正確的是（）

A.該核反應黑Sr中發生了夕衰變

B.環境溫度升高，分子熱運動劇烈程度增大，票Sr的半衰期減小

C.100個原子核經過28年，只剩50個黑Sr原子核未衰變

D.翳丫的比結合能比；；Sr的比結合能大

【答案】AD

【詳解】A.由電荷數和質量數守恒可知X為電子，因此該核反應為;；Sr發生夕衰變，故A正

確；

B.環境溫度變化，不會改變原子核的半衰期，故B錯誤；

C.半衰期是一個統計規律，只有針對大量原子核才有統計意義，100個;;Sr衰變具有隨機性,

故C錯誤；

D.衰變為放出夕粒子，發生了質量虧損，而核子數不變，所以平均核子質量變小，比

結合能變大，故D正確。故選AD。

【變式3-2】（2023海南海口.海南華僑中學校考模擬預測）鉆60（代。）是金屬元素鉆的放射

性同位素之一，其半衰期為5.27年。鉆60會通過發生P衰變釋放能量高達315keV的高速電子

并衰變成為保60,同時會放出兩束丫射線，則下列說法正確的是（）

A.315keV=5.04xl012J

B.24個60co原子核經過兩個半衰期后只剩下6個

C.p衰變釋放的電子是由6℃o原子核內的中子轉化為質子產生的

D.丫射線是60co原子由激發態躍遷到基態輻射出來的

【答案】C

【詳解】A.315keV=315xl03xl.6xl0-19J=5.04xl0-nJ,故A錯誤；

B.半衰期是對大量原子核的統計規律，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.p衰變釋放的電子是由60co原子核內的中子轉化為質子產生的，故C正確；

D.丫射線是"℃。原子核由激發態躍遷到基態鞫射出來的，故D錯誤。故選

【易錯點提醒四】混淆結合能與比結合能，不會計算核

【例4】原子核的比結合能隨質量數變化的圖像如圖，下列說法正確的是（）

A.質量數越大的原子核，核子結合得越牢固

B.汨核比擔e核穩定

C.黑Kr核的結合能大于肥5u核的結合能

D.兩個核結合成2He核時釋放能量

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

固而錯選A

【答案】D

【詳解】A、中等質量數的原子核比結合能較大，核子結合得牢固，故A錯誤；

B、亥H核的比結合能比比？He核的比結合能小，所以gHe更穩定，故B錯誤；

C、瑞Kr核的比結合能大于用5u核的比結合能，但是黑Kr核的結合能小于核的結

合能，故C錯誤;

D、兩個aH核結合成胃He核時有質量虧損，則釋放能量，故D正確;

故選：D。

【變式4-1】杯（鎮Pu）靜止時衰變為激發態谷U和a粒子，激發態鈾核行U立即衰變為穩

態鈾核^U,并放出能量為4的丫光子。已知杯；；Pu、穩態軸核和a粒子的質量分別記

為叫”,〃％和外，衰變放出光子的動量可忽略且該過程釋放的核能除去丫光子的能量紇外全部

轉化為和a粒子的動能。在勻強磁場中衰變產生的腎U和a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（）

A.瓷U和a粒子在磁場中勻速圓周運動軌跡為外切圓

B.制5u的比結合能大于；；Pu的比結合能

c.算u的動能為4/）。?-4，

D.a粒子的動能為Eka=--［（"?Pu--陰1）/-4］

mV+ma

【答案】ABD

【詳解】A.由題意可知衰變產生的聲U和a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；

B.由于衰變時放出核能，比結合能增大，所以腎U的比結合能大于貴Pu的比結合能，故B正

確；

C.由能量守恒可知E=心總+”由愛因斯坦質能方程可知E=（%「人一外）,?解得

2

線總=-砥；-ma）c-Ey故C錯誤；

D.根據動量守恒定律有。=%%+4%；紇總說〈聯立可得

Ek?="%［（/U-7苑-/-E］故D正確。故選ABD。

【變式4-2］（2023.甘肅.統考三模）目前俄烏沖突在持續進行中，烏境內最大的扎波羅熱核電

站多次遭受炮火攻擊，人們擔憂如果戰斗持續下去，可能導致核泄漏事故。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合能與質量數之間的關系圖線，下列說法正

確的是（）

A平均結合能/MeV

4-J3口

2MH

0J_______I______I______I______I______I______I______I______>

102050100150200250質量數

A.鈾核裂變的一個重要核反應方程是置U-堞Ba+^Kr+2^n

B.算u核的平均結合能大于堞Ba核的平均結合能

C.三個中子和三個質子結合成;Li核時釋放能量約為20MeV

D.；He核的平均核子質量小于;Li核的平均核子質量

【答案】D

【詳解】A.鈾核裂變的一個重要核反應方程是腎U+T-^Ba+MKr+B],故A錯誤；

B.由圖可知第U核的平均結合能小于堞Ba核的平均結合能，故B錯誤；

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

核時釋放能量，由題圖可知Li核的平均結合能5Mev,所以其釋放的核能約為E=6x5MeV=30MeV

故C錯誤；

D.由題圖可知，；He核的平均結合能大于:Li核的平均結合能，平均結合能越大，平均核子質

量越小，所以：He核的平均核子質量小于;Li核的平均核子質量，故D正確；故選D。

1.如圖為光電管的示意圖。若用波長為4x10-71n的單色光照射該光電管時，兩板間可產生的最

大電壓為L7V。取秘=1.25*10%丫加，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L7V

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

【詳解】A.根據線=小嘰該光電管K極的逸出功為網=配-"=與1。"436丫故

A正確；

B.逸出光電子的最大初動能Ek=eU=1.7eV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,極板發射出的光電子在電路中形成的光電流/與AK之間的電壓U的關系圖像如

圖乙所示。關于1、2、3三條曲線，下列說法正確的是（）

41°c2uU

圖甲圖乙

A.2、3為用黃光照射時得到的曲線，曲線2對應的黃光較強

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，電流表示數一定為零

D.電壓表示數越大，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，根據光電效應方程線=配-暝對溢出的光電子，再根據動能

定理可知Ek=e4解得4=絲hv一W'因此藍光的截止電壓更高，2號曲線對應藍光，1、3曲線對

ee

應黃光，而曲線1飽和電流較大，因此對應較強的黃光，曲線2對應較弱的黃光，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，此時光電效應產生的光電流不為零，故電流表示

數不為零，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，與外接電壓無關，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，相應能級躍遷放出的光子分別設為①②③④。若用①照射某金屬表面

時能發生光電效應，且逸出光電子的最大初動能為及,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生光電效應

D.用④照射該金屬逸出光電子的最大初動能小于良

【答案】A

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

B.因②對應的能級差小于④對應的能級差，可知②的能量小于④的能量，根據石=版可知②的

頻率小于④的頻率，選項B錯誤；

C.因②對應的能級差小于①對應的能級差，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生光電效應，用②照射該金屬不一定能發生光電效應，選項C錯誤；

D.因④對應的能級差大于①對應的能級差，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&,根據&?=配-%出功則用④照射該金屬逸

出光電子的最大初動能大于Eb選項D錯誤。故選A。

4.（2024?四川巴中?統考模擬預測）下列說法正確的是（）

A.天然放射現象說明原子核具有復雜結構

B.有6個能發生a衰變的原子核經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生光電效應，所有光電子初動能都相等

【答案】A

【詳解】A.天然放射現象說明原子核具有復雜結構，故A正確；

B.半衰期具有統計規律，對大量原子核適用，對少數原子核不適用，故有6個能發生a衰變的

原子核經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；

C.大量處于第3能級的氫原子向低能級躍遷能產生C；=3,3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生光電效應，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?文昌中學校考模擬預測）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〃=3能級躍遷到“=1能級可產生。光，從〃=2能級躍

遷到〃=1能級可產生b光。。光和。光的波長分別為4和4。現用a、6光照射到金屬鋅表面均

可產生光電效應，遏止電壓分別為4和U”下列說法中正確的是（）

E/eV

Jn0

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

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

A.2a<4

B.4<4

C.。光的光子能量為3.4eV

D.6光照射金屬鋅產生的光電子的最大初動能為8.75eV

【答案】A

【詳解】AC.根據能級躍遷規律可知，a光的光子能量為9=E3-4=12.09eV,》光的光子能

量為

he

10.2eV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

光的光子的頻率，所以兒＜乙，A正確，C錯誤；

BD.根據愛因斯坦光電效應方程有e《=Ekm=/7v-嘰，。光照射到金屬鋅表面產生的光電子的

最大初動能

紜。=8.75eV遏止電壓&=8.75V,b光照射金屬鋅產生的光電子的最大初動能舔?=6.86eV遏

止電壓4,=6.86V故BD錯誤。故選A。

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

右圖是氫原子的能級結構。實驗發現n=4躍遷到九=2時發出的某種光照射左圖實驗裝置的陰極

時，發現電流表示數不為零，慢慢移動滑動變阻器觸點c,發現電壓表讀數大于等于0.8V時，

電流表讀數為零，下列說法正確的是（）

HE左V

8O

54

4-o5

3.51

-To.8

2.45O

-T3

6

3.

A.〃=4躍遷到鞏=2的光電子動能為2.55eV

B.滑動變阻器觸點c向。側慢慢移動時，電流表讀數會增大

C.其他條件不變，一群氫原子處于〃=4能級躍遷發出的光，總共有3種光可以發生光電效

應

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為零的電壓表讀數，根據頻率

和電壓關系可以精確測量普朗克常數

【答案】D

【詳解】A.〃=4躍遷到"=2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。根據光電效應方程加-叱,=。可知該材

料的逸出功W）=L75eV

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，電流表讀數會減小，甚至有可能出

現電流讀數為零，故B錯誤；

C.從”=4向下躍遷，一共可以發射出C：=6種光，其中〃=4躍遷到〃=3的光子能量小于逸出

功，所以總共5種光可以發生光電效應，故C錯誤；

D.根據光電效應方程加-網=。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，

故D正確。

故選D。

7.（2023?安徽合肥?合肥市第八中學校考模擬預測）如圖是氫原子電子軌道示意圖，。、6兩束光

是由處在"=4態的氫原子躍遷到“=2態和”=1態時產生的，現分別用。、b兩束單色光照射同

一光電管陰極時，都發生了光電效應，則關于。、6這兩束光，下列說法正確的是（）

A.a、b兩束光的光子能量滿足%

B.光子動量4〉Pz,

C.兩束光照射光電管時對應的遏止電壓S>&

D.入射同一雙縫干涉裝置上，相鄰亮紋的間距此>此

【答案】D

【詳解】A.由題意，根據可知，處在〃=4態的氫原子躍遷到〃=2態產生。光子

的能量小于處在n=4態的氫原子躍遷到，=1態時產生的b光子的能量，即￡“<J故A錯誤；

B.根據￡=//?可知，。光子的波長大于6光子的波長；根據光子的動量公式p=?可知，光子

ZX

動量

%<四故B錯誤；

C.依據光電效應方程石卜=/zv-W及紇=e。可知兩束光照射光電管時對應的遏止電壓故

C錯誤;

2

D.根據雙縫干涉的條紋間距公式Ax=乙:可知，波長較小的b光子，其光束的干涉條紋間距更

a

小，即

此＞此故D正確。故選D。

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

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

；：°Pof魯pb+x,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

B.那P。的衰變為a衰變

C.；：°P。衰變的過程中質量守恒

D.隨著那P。的不斷衰變，其半衰期會變小

【答案】B

【詳解】A.根據質量數和電荷數守恒可知X是;He,故；：°P。的衰變為。衰變，X的電離能力

比/射線強，故A錯誤，B正確；

C.；：°P。衰變的過程中質量數守恒，該過程存在質量虧損，質量不守恒，故C錯誤；

D.半衰期只由原子核內部結構決定，適應于大量原子核，隨著；：°P。的不斷衰變，其半衰期會

不會變化，故D錯誤。故選B。

9.（2023?湖南郴州?統考三模）氧核金Rn衰變成針核普加。，其核反應方程為瞪RnPo+X,

氫核的半衰期為3.8天，一個靜止的笊Rn衰變釋放的能量為E,且能量完全轉化為兩粒子的動

能，則下列說法正確的是（）

A.方程式中的X是質子

B.該核反應前、后的質量守恒，且電荷數守恒

C.50個氨核腎Rn經過3.8天還剩25個氨核舅Rn

D.衰變釋放出的X粒子的動能為蘭10與9￡

【答案】D

【詳解】A.核反應方程滿足質量數和電荷數守恒，所以X的質量數為222-218=4

電荷數為86-84=2所以X為氨核;He,故A錯誤；

B.核反應前后的電荷數和質量數都守恒，但質量有虧損，因為核反應過程伴隨有能量產生，故

B錯誤；

C.半衰期是大量原子核衰變的統計規律，對少量的原子核衰變不適用，故C錯誤；

D.一個靜止的含Rn衰變為新核和X粒子的動量相等，設X粒子的動能為月,新核的動能為E2,

根據

紇=必可得魯=羋=?又g+當=￡聯立解得X粒子的動能為g=巖片故D正確。故選

2m^242111

Do

10.（2024?陜西寶雞?校聯考模擬預測）自然界的鈾中99.28%是鈾238,鈾238發生衰變產生新

核社234,其衰變方程為置U—噓Th+X+y,則下列說法正確的是（）

A.鈾238發生的是夕衰變B.X比y的穿透能力更強

C.的比結合能小于記Th的比結合能D.y只能由原子核的衰變產生

【答案】C

【詳解】A.根據質量數、電荷數守恒可知，X為a粒子，鈾238發生的是a衰變。故A錯誤；

B.X為a粒子，X比y的穿透能力更弱。故B錯誤；

C.衰變后生成的新核更穩定，比結合能更大，即TU核的比結合能小于$Th核的比結合能。

故C正確；

D.原子核衰變和核反應均可產生y射線。故D錯誤。故選C。

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

穩定狀態，而是要發生一系列連續的衰變，最終達到穩定狀態。某些原子核的衰變情況如圖所

示（N表示中子數，Z表示質子數），則下列說法正確的是（）

B.已知就Ra的半衰期是T,則8個邕Ra原子核經過2T時間后還剩4個

C.從第Th到非Pb共發生5次a衰變和2次0衰變

D.圖中原子核發生的a衰變和p衰變分別只能產生a射線和p射線

【答案】C

【詳解】A.由第Ra到算Ac的衰變方程為瓷Raf二Ac+_：e即為。衰變，故A錯誤；

B.半衰期是大量原子核衰變的統計規律，對少數的原子核不適用，故B錯誤；

C.從非Th到普Pb質量數少20,則發生了5次a衰變，根據反應前后質量數、電荷數守恒可

得，發生2次。衰變，故C正確；

D.圖中發生a衰變和B衰變時，往往伴隨丫射線產生，故D錯誤。故選C。

12.（2023?河北唐山?開灤第一中學校考一模）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L62eV?3.11eV。大量處于“=5能級的氫原子向低能級躍遷，發出

若干頻率的光子，設普朗克常量為下列說法正確的是（）

/

〃

54

45

31

2

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

A.能產生6種不同頻率的光子

B.能產生10種不同頻率的光子

C.能產生6種不同頻率的可見光

D.能產生3種不同頻率的可見光

【答案】BD

【詳解】AB.大量處于〃=5能級的氫原子向低能級躍遷，可以發現C；=10種不同頻率的光子，

故A錯誤，B正確；

CD.氫原子處于〃=5能級不穩定會自發向低能級躍遷，根據可見光光子的能量范圍約為

1.62eV~3.11eV,可知只有從〃=5、"=4、〃=3躍遷到〃=2的光子能量在可見光范圍內，所

以由高能級向低能級躍遷發出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?校聯考模擬預測）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L62eV-3.11eV之間。現有大量氫原子處于激發態，則（）

表幾種金屬的截止頻率和逸出功

金屬鋁鈣鈉鉀鋤

VJ10'4HZ10.957.735.535.445.15

Wc/eV4.543.202.292.252.13

?賴曼系巴耳末系帕邢系布喇開系E/eV

00----------------1-------------------1-------------1----------------1----------r-Q

2-p---j--------------------------3.40-

1-??-----------------------------------13.6基態

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〃=4能級躍遷到〃=3時會輻射出具有顯著熱效應的電磁波

C.處于〃=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生光電效應，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.氫原子的能級紇指的是氫原各個狀態的能量值，包括氫原子的電勢能和動能，故

A錯誤；

B.氫原子從〃=4能級躍遷到n=3時會輻射出光子的能量為AE=凡-與=0.66eV

屬于紅外線，即具有顯著熱效應的電磁波，故B正確；

C.根據題意可知，大量處于〃=3能級的氫原子在躍遷時，可以輻射3種光子，即從〃=3躍遷

至U"=2、從"=2躍遷至=I和從〃=3躍遷至U〃=l,而從a=3躍遷至ll"=l躍遷輻射光子的能量

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

初動能為

￡fa?=12.09eV-2.25eV=9.84eV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

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

/L

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

垓=4彳可知，前者的相鄰條紋間距更大，故D正確。故選BD。

a

14.如圖所示為氫原子能級示意圖，現有大量的氫原子處于”=4的激發態，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()

nE/eV

00..............0

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

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

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

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

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=\