原子物理-2025新高考物理沖刺專項(xiàng)訓(xùn)練

含答案

原各麴理

一、單選題

［題目|「I（2024.安徽黃山.二模）近代物理學(xué)的發(fā)展，催生了一大批新技術(shù),深刻地改變了人們的生活方式和社

會(huì)形態(tài)，有關(guān)近代物理學(xué)發(fā)展的相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）

A.普朗克通過(guò)對(duì)黑體輻射規(guī)律的研究，提出“能量子”概念，把物理學(xué)帶入了量子世界

B.a粒子散射實(shí)驗(yàn)，揭示了原子的“棗糕”結(jié)構(gòu)模型

C.丹麥物理學(xué)家玻爾提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說(shuō),解釋了氫原子的光譜

D.世界上第一座核反應(yīng)堆裝置的建立，標(biāo)志著人類首次通過(guò)可控制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)實(shí)現(xiàn)了核能的釋放

題目句（2024?浙江杭州?二模）下列有關(guān)光電效應(yīng)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.愛(ài)因斯坦提出了光電效應(yīng)理論

B.甲圖實(shí)驗(yàn)中讓鋅板帶負(fù)電,光照后，驗(yàn)電器張角會(huì)變小

C.乙圖中光電子到達(dá)A板的速度越大，則光電流越大

D.乙圖光電流的大小與入射光束的光強(qiáng)有關(guān)

題目0）（23-24高三下?湖北?階段練習(xí)常。呼氣實(shí)驗(yàn)可用于檢測(cè)胃部有無(wú)感染幽門螺桿菌，通過(guò)檢測(cè)呼吸

呼出的是否具有放射性即可診斷。已知/。發(fā)生￡衰變的半衰期為5730年，衰變方程為KC-X+Oe。

下列說(shuō)法正確的是（）

A.X娜N

B.6射線比7射線的穿透能力弱

C.衰變產(chǎn)生的上代是藍(lán)。核外電子被電離產(chǎn)生的

D.一般服下藥物15分鐘后再檢測(cè)，是為了避免由于KC的衰變而明顯降低檢測(cè)準(zhǔn)確性

題目⑷（2024.新疆.一模）研究光電效應(yīng)的電路如圖所示,閉合開(kāi)關(guān)用某單色光束照射K極，電路中光電流

為0,則（）

光束、加窗口

A.光束頻率一定小于K極的截止頻率B.滑片P向左移動(dòng)，電流可能不為0

C.滑片P向右移動(dòng)，電流一定不為0D.增大光束的照射強(qiáng)度，電流不為0

題目可（2024?湖南長(zhǎng)沙?一模）根據(jù)玻爾理論，電子在第n軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)氫原子的能量En和電子在第1軌道運(yùn)

動(dòng)時(shí)氫原子的能量及滿足關(guān)系式段=與。如圖為氫原子的能級(jí)圖。巴耳末線系的譜線是氫原子的電子

n

從九>2的能級(jí)返回n=2能級(jí)時(shí)釋放出的譜線，賴曼線系的譜線是氫原子的電子從n>1的能級(jí)躍遷至n

=1能級(jí)的一系列光譜線。則賴曼線系能量最小的光子與巴耳末線系能量最大的光子的能量差約為

（）

A.W.2eVB.6.8eVC.3.4eVD.0.54eV

題目同（2024?廣東?一模）圖甲為研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，用不同頻率的單色光照射陰極K,正確操作下，

記錄相應(yīng)電表示數(shù)并繪制如圖乙所示的圖像,當(dāng)頻率為以時(shí)繪制了如圖丙所示的/—U圖像,圖中所

標(biāo)數(shù)據(jù)均為已知量,則下列說(shuō)法正確的是（

A.飽和電流與K、A之間的電壓有關(guān)B.測(cè)量遏止電壓a時(shí)，滑片p應(yīng)向b移動(dòng)

C.陰極K的逸出功叫=之必二也無(wú)D.普朗克常量九=絲二曳

“2—%“2一%

題目⑶（2024?河南南陽(yáng)?一模）北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)，是我國(guó)的一座重大科學(xué)裝置。正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)是一種

高能物理實(shí)驗(yàn)設(shè)備，它的作用是通過(guò)將正電子和負(fù)電子加速到接近光速，然后讓它們碰撞，以探索宇宙的基

本結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。動(dòng)能大小均為瓦的一對(duì)正負(fù)電子相向運(yùn)動(dòng)發(fā)生對(duì)撞并發(fā)生湮滅，產(chǎn)生一對(duì)光子。己知正、

負(fù)電子的靜止質(zhì)量均為機(jī)，光在真空中的傳播速度為c,則所產(chǎn)生的一個(gè)光子的動(dòng)量大小為（）

A.—B.meC.D.—+me

CCC

題目回（2024?北京順義?一模）1899年,蘇聯(lián)物理學(xué)家列別捷夫首先從實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了“光射到物體表面上時(shí)會(huì)

產(chǎn)生壓力”，和大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞類似，將產(chǎn)生持續(xù)均勻的壓力,這種壓力會(huì)對(duì)物體表面產(chǎn)生

壓強(qiáng),這就是“光壓”。某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的探測(cè)器,利用太陽(yáng)光的“光壓”為探測(cè)器提供動(dòng)力，以使太

陽(yáng)光對(duì)太陽(yáng)帆的壓力超過(guò)太陽(yáng)對(duì)探測(cè)器的引力，將太陽(yáng)系中的探測(cè)器送到太陽(yáng)系以外。假設(shè)質(zhì)量為小的

探測(cè)器正朝遠(yuǎn)離太陽(yáng)的方向運(yùn)動(dòng),帆面的面積為S,且始終與太陽(yáng)光垂直，探測(cè)器到太陽(yáng)中心的距離為了,不

考慮行星對(duì)探測(cè)器的引力。已知:單位時(shí)間內(nèi)從太陽(yáng)單位面積輻射的電磁波的總能量與太陽(yáng)絕對(duì)溫度的四

次方成正比，即區(qū)=。下工其中T為太陽(yáng)表面的溫度，”為常量。引力常量為G,太陽(yáng)的質(zhì)量為刊,太陽(yáng)的半

徑為兒光子的動(dòng)量p=：,光速為c。下列說(shuō)法正確的是（）

A

2

B.t時(shí)間內(nèi)探測(cè)器在T處太陽(yáng)帆受到太陽(yáng)輻射的能量^RtP0S

C.若照射到太陽(yáng)帆上的光一半被太陽(yáng)帆吸收一半被反射,探測(cè)器太陽(yáng)帆的面積S至少為里攀巴

2

RP0

D.若照射到太陽(yáng)帆上的光全部被太陽(yáng)帆吸收，探測(cè)器在r處太陽(yáng)帆受到的太陽(yáng)光對(duì)光帆的壓力互學(xué)

er

題目叵〕（2024.北京平谷.模擬預(yù)測(cè)）圖示照片是2023年12月1日晚網(wǎng)友在北京懷柔拍攝到的極光。當(dāng)太陽(yáng)

爆發(fā)的時(shí)候，就會(huì)發(fā)生日冕物質(zhì)拋射，一次日冕物質(zhì)拋射過(guò)程能將數(shù)以億噸計(jì)的太陽(yáng)物質(zhì)以數(shù)百千米每秒

的高速拋離太陽(yáng)表面。當(dāng)日冕物質(zhì)（帶電粒子流）與地球相遇后，其中一部分會(huì)隨著地球磁場(chǎng)進(jìn)入地球南

北兩極附近地區(qū)的高空，并與距離地面一百到四百千米高的大氣層發(fā)生撞擊,撞擊的過(guò)程伴隨著能量交換,

這些能量被大氣原子與分子的核外電子吸收之后，又快速得到釋放,釋放的結(jié)果就是產(chǎn)生極光。綠色與紅

色極光便是來(lái)自氧原子，紫色與藍(lán)色極光則往往來(lái)自氮原子。則下列說(shuō)法中最合理的是（）

A.若帶正電的粒子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，在地球磁場(chǎng)的作用下將會(huì)向西

偏轉(zhuǎn)

B.地球南北兩極附近的地磁場(chǎng)最強(qiáng)。但在兩極附近，地磁場(chǎng)對(duì)垂直射向地球表面的帶電粒子的阻擋作用

最弱

C.若氮原子發(fā)出紫色極光的光子能量為國(guó)，則與該氮原子核外電子發(fā)生撞擊的帶電粒子的能量也為瓦

D.若氧原子的核外電子吸收能量為用的光子后,則該氧原子就會(huì)放出能量為Eo的光子

題目回（2024.廣東.二模）鈣鈦礦是新型太陽(yáng)能電池的重點(diǎn)研發(fā)方向之一，我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)刷新大面積全鈣鈦

礦光伏組件光電轉(zhuǎn)化效率世界紀(jì)錄。面積為2.60力2的太陽(yáng)能電池板總保持與太陽(yáng)光線垂直，在電池板處

太陽(yáng)光的強(qiáng)度為L(zhǎng)39kW/m2,假設(shè)太陽(yáng)輻射波長(zhǎng)為550nm的單色光,而且所有輻射到電池板上的光子均

被板吸收，已知九=6.63x10-34,.s,c=3.oxH）8m/s,則電池板每秒鐘吸收的光子數(shù)目約為（）

A.Loxley個(gè)B.Loxley個(gè)C.2.OxiO?。個(gè)D.2.Ox個(gè)

二、多選題

［題目|11）（2024?浙江杭州?二模）下列說(shuō)法正確的是（）

A.避雷針的原理是靜電屏蔽

B.比結(jié)合能越小，原子核越穩(wěn)定

C.硫化鎘光敏電阻隨著光照的增強(qiáng),載流子增多,導(dǎo)電性變好

D.將兩端開(kāi)口的細(xì)玻璃管豎直插入水中,管中的液面高于水面

題目逗（23-24高三上?全國(guó)?階段練習(xí)）如圖是研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，O點(diǎn)是滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)，變阻

器阻值隨滑片位置均勻變化。用某單色光照射時(shí),能夠發(fā)生光電效應(yīng)。若電源電動(dòng)勢(shì)為20V,內(nèi)阻不計(jì)。

滑動(dòng)變阻器長(zhǎng)為10cm,當(dāng)滑片P距離a端4cm時(shí)，微安表示數(shù)恰為0,則（）

A.當(dāng)滑片P從此位置向左滑動(dòng)時(shí)，微安表有電流

B.當(dāng)滑片P從此位置向右滑動(dòng)時(shí)，微安表有電流

C.光電子最大初動(dòng)能為2eV

D.光電子最大初動(dòng)能為8eV

三、解答題

'題目以乙（2024?湖北?二模）極紫外線廣泛應(yīng)用于芯片制造行業(yè)，如圖甲所示，用波長(zhǎng)4=HOnm的極紫外線

照射光電管，恰好能發(fā)生光電效應(yīng)。已知普朗克常量％=6.6x10-34J-s,Inm=10-9m,leV=1.6X10-19

J,c=3x108m/so

⑴求陰極K材料的逸出功叫；

（2）圖乙是氫原子的能級(jí)圖，若大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)出的光照射陰極K,靈敏電流計(jì)G顯示

有示數(shù)，調(diào)整電源和滑動(dòng)變阻器，測(cè)得電流計(jì)示數(shù)/與電壓表示數(shù)U的關(guān)系圖像如圖丙，則圖丙中a的大

小是多少？

「題目B（2024.吉林.一模）如圖,真空中足夠大的鋁板河與金屬板N平行放置,通過(guò)電流表與電壓可調(diào)的電

源相連。一束波長(zhǎng)。/l=200nm的紫外光持續(xù)照射到河上，光電子向各個(gè)方向逸出。已知鋁的逸出功吸

=6.73xICT"/,光速0=3.0xItfm/s,普朗克常量h=6.63xW34J-s。

（1）求光電子的最大初動(dòng)能心（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；

（2）調(diào)節(jié)電壓使電流表的示數(shù)減小到。時(shí)，M、N間的電壓為“；當(dāng)電壓為,為時(shí)，求能到達(dá)N的光電子

中，初速度與M之間夾角的最小值九

［題目口9（2024?浙江?二模）研究光電效應(yīng)的裝置如甲圖所示，該裝置可用于分析光子的信息。在2。?;平面

（紙面）內(nèi)，垂直紙面的金屬薄板M、N與?/軸平行放置，板N中間有一小孔Q,坐標(biāo)為（01）。第一象限存

在垂直向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，，軸（乙,0）處有小孔。2,平行板電容器4K的上極板與立軸緊靠且平行，其長(zhǎng)度

為L(zhǎng),板間距為,，力板中央小孔。3與。2對(duì)齊，K板連接電流表后接地。在入射光的照射下，質(zhì)量為加，

電荷量為e的電子從“板逸出后經(jīng)極板電壓加速?gòu)腝點(diǎn)持續(xù)不斷進(jìn)入磁場(chǎng)，速度大小在乎*與2之間，

已知速度為。。的電子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后恰能垂直加軸射入。2點(diǎn)，板”的逸出功為W，普朗克常量為限忽略

電子之間的相互作用，電子到達(dá)邊界或極板立即吸收并導(dǎo)走。

（1）求逸出光電子的最大初動(dòng)能&m和入射光的頻率；

（2）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和所有能到達(dá)，軸上的電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間；

（3）5=0時(shí),求到達(dá)K板最左端的電子剛從板河逸出時(shí)速度上的大小及與立軸的夾角仇

（4）若在小孔4處增加一特殊裝置，可使進(jìn)入的電子沿各方向均勻分布在與軸成0~90°范圍內(nèi)，速率在

空”。與。。之間。監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)每秒鐘有幾個(gè)電子通過(guò)小孔。3,調(diào)節(jié)加載在七與A板之間的電壓心，試在乙

圖中大致畫出流過(guò)電流表的電流i隨。山變化的關(guān)系曲線。標(biāo)出相關(guān)數(shù)據(jù)，寫出必要的計(jì)算過(guò)程。

乙

6

及，物理

一、單選題

［題目03（2024.安徽黃山.二模）近代物理學(xué)的發(fā)展，催生了一大批新技術(shù),深刻地改變了人們的生活方式和社

會(huì)形態(tài)，有關(guān)近代物理學(xué)發(fā)展的相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）

A.普朗克通過(guò)對(duì)黑體輻射規(guī)律的研究，提出“能量子”概念，把物理學(xué)帶入了量子世界

B.a粒子散射實(shí)驗(yàn)，揭示了原子的“棗糕”結(jié)構(gòu)模型

C.丹麥物理學(xué)家玻爾提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說(shuō),解釋了氫原子的光譜

D.世界上第一座核反應(yīng)堆裝置的建立，標(biāo)志著人類首次通過(guò)可控制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)實(shí)現(xiàn)了核能的釋放

【答案】B

【詳解】4普朗克通過(guò)對(duì)黑體輻射規(guī)律的研究，提出“能量子”概念，把物理學(xué)帶入了量子世界，故人正確，

不符合題意；

B.a粒子散射實(shí)驗(yàn),揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故B錯(cuò)誤，符合題意；

C.丹麥物理學(xué)家玻爾提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說(shuō)，解釋了氫原子的光譜，故。正確，不符合題意；

D.世界上第一座核反應(yīng)堆裝置的建立，標(biāo)志著人類首次通過(guò)可控制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)實(shí)現(xiàn)了核能的釋放，故。

正確，不符合題意。

故選8。

題目0（2024.浙江杭州.二模）下列有關(guān)光電效應(yīng)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.愛(ài)因斯坦提出了光電效應(yīng)理論

B.甲圖實(shí)驗(yàn)中讓鋅板帶負(fù)電,光照后，驗(yàn)電器張角會(huì)變小

C.乙圖中光電子到達(dá)A板的速度越大，則光電流越大

D.乙圖光電流的大小與入射光束的光強(qiáng)有關(guān)

【答案】。

【詳解】A.愛(ài)因斯坦提出了光子說(shuō)理論，并成功地解釋了光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，故人正確；

B.由于事先使鋅板帶負(fù)電，驗(yàn)電器張開(kāi)一定的角度，鋅板表面的自由電子溢出后，驗(yàn)電器的指針張角變

小，故B正確；

C.當(dāng)達(dá)到飽和光電流以后，繼續(xù)增加光電管兩端的電壓，即增加光電子到達(dá)4板的速度，光電流不變，故

。錯(cuò)誤；

D.當(dāng)光電管兩端的電壓不變，即光電子到達(dá)A板的速度不變，入射光越強(qiáng)，光子數(shù)越多，光電流越大，則光

電流的大小與入射光束的光強(qiáng)有關(guān)，故D正確。

1

本題選錯(cuò)誤的，故選。。

題目區(qū)（23-24高三下.湖北.階段練習(xí)天。呼氣實(shí)驗(yàn)可用于檢測(cè)胃部有無(wú)感染幽門螺桿菌，通過(guò)檢測(cè)呼吸

呼出的。是否具有放射性即可診斷。已知設(shè)。發(fā)生￡衰變的半衰期為5730年，衰變方程為薩。-X+'e。

下列說(shuō)法正確的是（）

A.X為:

B.6射線比7射線的穿透能力弱

C.衰變產(chǎn)生的是乳。核外電子被電離產(chǎn)生的

D.一般服下藥物15分鐘后再檢測(cè)，是為了避免由于置7的衰變而明顯降低檢測(cè)準(zhǔn)確性

【答案】B

【詳解】A.根據(jù)核反應(yīng)前后，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，可以得到X為;"N,故A錯(cuò)誤；

B.三種射線穿透能力依次是

/>/?>?

故B正確；

C.萬(wàn)衰變釋放的電子是原子的核內(nèi)一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和一個(gè)電子，來(lái)自原子核內(nèi)部，故。錯(cuò)誤；

D.藍(lán)。的半衰期為5730年，15分鐘幾乎不影響。服藥15分鐘后再檢測(cè)，是為了使藥里面的藍(lán)。充分消化

分解,釋放到呼吸系統(tǒng),提高檢測(cè)準(zhǔn)確性，故D錯(cuò)誤。

故選5。

題目回（2024.新疆.一模）研究光電效應(yīng)的電路如圖所示，閉合開(kāi)關(guān)用某單色光束照射K極，電路中光電流

為0,則（）

A.光束頻率一定小于K極的截止頻率B.滑片P向左移動(dòng)，電流可能不為0

C.滑片P向右移動(dòng)，電流一定不為0D.增大光束的照射強(qiáng)度,電流不為0

【答案】8

【詳解】A.光電管中加的是反向電壓，光電流為零，可能是反向電壓大于截止電壓,而光束頻率不一定小

于K極的截止頻率，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.滑片P向左移動(dòng)，反向電壓減小，當(dāng)小于截止電壓時(shí)，可形成光電流，此時(shí)電流不為0,選項(xiàng)B正確；

。.滑片P向右移動(dòng)，反向電壓變大，光電管中不可能有光電流，即電流一定為0,選項(xiàng)。錯(cuò)誤；

D.增大光束的照射強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能不變，仍不會(huì)有光電子到達(dá)力極板，即電流仍為0,選項(xiàng)。

錯(cuò)誤。

故選B。

題目回（2024?湖南長(zhǎng)沙?一模）根據(jù)玻爾理論，電子在第n軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)氫原子的能量及和電子在第1軌道運(yùn)

動(dòng)時(shí)氫原子的能量及滿足關(guān)系式用=與。如圖為氫原子的能級(jí)圖。巴耳末線系的譜線是氫原子的電子

n

從九>2的能級(jí)返回n=2能級(jí)時(shí)釋放出的譜線，賴曼線系的譜線是氫原子的電子從n>1的能級(jí)躍遷至n

=1能級(jí)的一系列光譜線。則賴曼線系能量最小的光子與巴耳末線系能量最大的光子的能量差約為

()

A.10.2eVB.6.8eVC.3.4eVD.0.54eV

【答案】B

【詳解】賴曼線系的光子中，從n=2能級(jí)躍遷到n=1基態(tài)釋放的能量最小，則有

AEFEi—E2=-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV

巴耳末線系的光子中，從n=￥能級(jí)躍遷至n=2能級(jí)釋放的能量最大，則有

△星=

EX—E2=0—(―3.4eV)=3.4eV

所以有

△E=△耳一10.2eV—3.4eV=6.8eV

故選B。

題目§(2024.廣東.一模)圖甲為研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，用不同頻率的單色光照射陰極K,正確操作下，

記錄相應(yīng)電表示數(shù)并繪制如圖乙所示的〃圖像，當(dāng)頻率為歷時(shí)繪制了如圖丙所示的/—U圖像,圖中所

標(biāo)數(shù)據(jù)均為已知量,則下列說(shuō)法正確的是(

A.飽和電流與K、A之間的電壓有關(guān)B.測(cè)量遏止電壓a時(shí)，滑片P應(yīng)向b移動(dòng)

C.陰極K的逸出功以=-口2一叱％D.普朗克常量九=%—%

【答案】。

【詳解】A.飽和電流只與入射光的光強(qiáng)有關(guān)，與外加電壓無(wú)關(guān)，故人錯(cuò)誤；

測(cè)量遏止電壓a時(shí)，光電管應(yīng)接反向電壓，滑片P應(yīng)向a移動(dòng)，故B錯(cuò)誤;

D.根據(jù)光電效應(yīng)方程

Ek=hv-Wo

根據(jù)動(dòng)能定理

eU=Ek

整理得

TTh%

5=-------

ee

圖像的斜率為

%=包UC2-UC1

e%一%

解得普朗克常量

仁（@-4）e

“2—%

故。錯(cuò)誤;

C.根據(jù)

hu1-WQ=eUcl

hu2-Wo=eUc2

解得陰極K的逸出功

---------------

功一以

故。正確。

故選。。

題目可（2024河南南陽(yáng)?一模）北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)，是我國(guó)的一座重大科學(xué)裝置。正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)是一種

高能物理實(shí)驗(yàn)設(shè)備，它的作用是通過(guò)將正電子和負(fù)電子加速到接近光速，然后讓它們碰撞，以探索宇宙的基

本結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。動(dòng)能大小均為及的一對(duì)正負(fù)電子相向運(yùn)動(dòng)發(fā)生對(duì)撞并發(fā)生湮滅，產(chǎn)生一對(duì)光子。已知正、

負(fù)電子的靜止質(zhì)量均為光在真空中的傳播速度為c,則所產(chǎn)生的一個(gè)光子的動(dòng)量大小為（）

A.—B.meC.D.-+me

CCC

【答案】。

【詳解】設(shè)光子的動(dòng)量為P,根據(jù)能量守恒有

2

2（Sfc+mc）=2s

而光子的能量為

s—hv—0/I”=pc

則

E

p=---k---Fme

c

故選。。

、題目⑼（2024?北京順義?一模）1899年，蘇聯(lián)物理學(xué)家列別捷夫首先從實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了“光射到物體表面上時(shí)會(huì)

產(chǎn)生壓力”，和大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞類似，將產(chǎn)生持續(xù)均勻的壓力,這種壓力會(huì)對(duì)物體表面產(chǎn)生

壓強(qiáng),這就是“光壓”。某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的探測(cè)器,利用太陽(yáng)光的“光壓”為探測(cè)器提供動(dòng)力，以使太

陽(yáng)光對(duì)太陽(yáng)帆的壓力超過(guò)太陽(yáng)對(duì)探測(cè)器的引力，將太陽(yáng)系中的探測(cè)器送到太陽(yáng)系以外。假設(shè)質(zhì)量為m的

探測(cè)器正朝遠(yuǎn)離太陽(yáng)的方向運(yùn)動(dòng)，帆面的面積為S,且始終與太陽(yáng)光垂直，探測(cè)器到太陽(yáng)中心的距離為了,不

考慮行星對(duì)探測(cè)器的引力。已知:單位時(shí)間內(nèi)從太陽(yáng)單位面積輻射的電磁波的總能量與太陽(yáng)絕對(duì)溫度的四

次方成正比，即冗=。如,其中T為太陽(yáng)表面的溫度，er為常量。引力常量為G,太陽(yáng)的質(zhì)量為太陽(yáng)的半

徑為R,光子的動(dòng)量p=2,光速為c。下列說(shuō)法正確的是（）

A

太陽(yáng)帆

A.常量。的單位為"

B.t時(shí)間內(nèi)探測(cè)器在T處太陽(yáng)帆受到太陽(yáng)輻射的能量4兀用/s

C.若照射到太陽(yáng)帆上的光一半被太陽(yáng)帆吸收一半被反射,探測(cè)器太陽(yáng)帆的面積S至少為里辛巴

R2Po

D.若照射到太陽(yáng)帆上的光全部被太陽(yáng)帆吸收，探測(cè)器在r處太陽(yáng)帆受到的太陽(yáng)光對(duì)光帆的壓力曾反

cr

【答案】。

【詳解】A.先是單位時(shí)間從太陽(yáng)單位面積輻射的電磁波的能量，所以單位為//（s。??？），則

）二F

則常量）的單位為

J=kg

s?m2,K，s3,K4

故A錯(cuò)誤；

B.t時(shí)間內(nèi)探測(cè)器在丁處太陽(yáng)帆受到太陽(yáng)輻射的能量

_4冗&tR_F^tP0S

乜--------—S=-----o—

4兀，r

故B錯(cuò)誤；

C.輻射到太陽(yáng)帆的光子的總數(shù)

=E=EA=NtPoS入

n限heher2

一半光子被吸收，一半反射，則有

Ed=了0+5?2。=-p

其中

口、

人總》一GM廠m

r

聯(lián)立可得

ur2cGMm

2

3RPO

故。錯(cuò)誤；

D.若照射到太陽(yáng)帆上的光全部被太陽(yáng)帆吸收，則有

F&t=np

可得探測(cè)器在r處太陽(yáng)帆受到的太陽(yáng)光對(duì)光帆的壓力

R2RS

F&=

故。正確。

故選。。

題目。（2024.北京平谷.模擬預(yù)測(cè)）圖示照片是2023年12月1日晚網(wǎng)友在北京懷柔拍攝到的極光。當(dāng)太陽(yáng)

爆發(fā)的時(shí)候，就會(huì)發(fā)生日冕物質(zhì)拋射，一次日冕物質(zhì)拋射過(guò)程能將數(shù)以億噸計(jì)的太陽(yáng)物質(zhì)以數(shù)百千米每秒

的高速拋離太陽(yáng)表面。當(dāng)日冕物質(zhì)（帶電粒子流）與地球相遇后，其中一部分會(huì)隨著地球磁場(chǎng)進(jìn)入地球南

北兩極附近地區(qū)的高空，并與距離地面一百到四百千米高的大氣層發(fā)生撞擊，撞擊的過(guò)程伴隨著能量交換,

這些能量被大氣原子與分子的核外電子吸收之后，又快速得到釋放,釋放的結(jié)果就是產(chǎn)生極光。綠色與紅

色極光便是來(lái)自氧原子，紫色與藍(lán)色極光則往往來(lái)自氮原子。則下列說(shuō)法中最合理的是（）

A.若帶正電的粒子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，在地球磁場(chǎng)的作用下將會(huì)向西

偏轉(zhuǎn)

B.地球南北兩極附近的地磁場(chǎng)最強(qiáng)。但在兩極附近，地磁場(chǎng)對(duì)垂直射向地球表面的帶電粒子的阻擋作用

最弱

C.若氮原子發(fā)出紫色極光的光子能量為Eo,則與該氮原子核外電子發(fā)生撞擊的帶電粒子的能量也為Eo

D.若氧原子的核外電子吸收能量為Eo的光子后,則該氧原子就會(huì)放出能量為E。的光子

【答案】8

【詳解】A.由左手定則分析可知沿地球赤道平面內(nèi)射來(lái)的宇宙射線中的帶正電的粒子流受到東方向的洛

倫茲力，會(huì)向東偏轉(zhuǎn),故A錯(cuò)誤；

B.如圖所示

地球南北兩極附近的地磁場(chǎng)最強(qiáng)。但在兩極附近，粒子垂直射向地球，緯度越高，粒子運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方

向夾角越小，受到時(shí)洛倫茲力越小，越容易射入地球大氣，宇宙射線越強(qiáng),故地磁場(chǎng)對(duì)垂直射向地球表面的

帶電粒子的阻擋作用最弱,故B正確；

CD.產(chǎn)生極光的原因是來(lái)自大氣外的電子和質(zhì)子撞擊高層大氣中的原子的作用，若氮原子發(fā)出紫色極光

的光子能量為瓦,則與該氮原子核外電子發(fā)生撞擊的帶電粒子的能量小于用,若氧原子的核外電子吸收能

量為用的光子后，則該氧原子就會(huì)放出能量小于等于瓦的光子，故CD錯(cuò)誤。

故選口。

題目?（2024?廣東?二模）鈣鈦礦是新型太陽(yáng)能電池的重點(diǎn)研發(fā)方向之一，我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)刷新大面積全鈣鈦

礦光伏組件光電轉(zhuǎn)化效率世界紀(jì)錄。面積為2.60力2的太陽(yáng)能電池板總保持與太陽(yáng)光線垂直，在電池板處

太陽(yáng)光的強(qiáng)度為L(zhǎng)39kW/a2,假設(shè)太陽(yáng)輻射波長(zhǎng)為550nm的單色光,而且所有輻射到電池板上的光子均

被板吸收，已知九=6.63xl（p34j.。=3.0xZO8m/s,則電池板每秒鐘吸收的光子數(shù)目約為（）

A.1.0xlO22^B.Loxley個(gè)C.2.0xlO20^D.2.0xl0214'

【答案】A

【詳解】太陽(yáng)能電池板接收的功率為

P=1.39kW/m2x2.60m2=3.614kW

一個(gè)光子的能量為

E（尸h==6.63x10-31x3X1083.62x10~19J

A550X10-9

則電池板每秒鐘吸收的光子數(shù)目

N=『3.611X10：I*1。22個(gè)

Eo3.62x10-19

故選A。

二、多選題

：?①（2024.浙江杭州.二模）下列說(shuō)法正確的是（）

A.避雷針的原理是靜電屏蔽

B.比結(jié)合能越小，原子核越穩(wěn)定

C.硫化鎘光敏電阻隨著光照的增強(qiáng),載流子增多,導(dǎo)電性變好

D.將兩端開(kāi)口的細(xì)玻璃管豎直插入水中,管中的液面高于水面

【答案】CD

【詳解】A.避雷針的工作原理是尖端放電，故A錯(cuò)誤；

B.原子核比結(jié)合能越大,核子的平均質(zhì)量越小，原子核越穩(wěn)定，故B錯(cuò)誤；

C.硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料，無(wú)光照射時(shí)，載流子極少，導(dǎo)電性能不好，且隨著光照的增強(qiáng)，載流子增多，

導(dǎo)電性能變好，故。正確；

D.兩端開(kāi)口的細(xì)玻璃管插入水中，已知水浸潤(rùn)玻璃，則管內(nèi)的液面高于管外水面，故。正確。

故選CD。

題目至〕（23-24高三上?全國(guó)?階段練習(xí)）如圖是研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，O點(diǎn)是滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)，變阻

器阻值隨滑片位置均勻變化。用某單色光照射時(shí),能夠發(fā)生光電效應(yīng)。若電源電動(dòng)勢(shì)為20V,內(nèi)阻不計(jì)。

滑動(dòng)變阻器長(zhǎng)為10cm,當(dāng)滑片P距離a端4cm時(shí)，微安表示數(shù)恰為0,則（）

A.當(dāng)滑片P從此位置向左滑動(dòng)時(shí)，微安表有電流

B.當(dāng)滑片P從此位置向右滑動(dòng)時(shí)，微安表有電流

C.光電子最大初動(dòng)能為2eV

D.光電子最大初動(dòng)能為8eV

【答案】BC

【詳解】當(dāng)滑片P距離a端4cHi時(shí)，微安表示數(shù)恰為0,可知此時(shí)兩極板間的電壓為遏止電壓，且滑片P距

離O點(diǎn)1cm;則遏止電壓大小為

a=聿旦X2OV=2V

10cm

A.當(dāng)劃片P從此位置向左滑動(dòng)時(shí)，所加反向電壓增大，微安表無(wú)電流，故4錯(cuò)誤；

B.當(dāng)滑片P從此位置向右滑動(dòng)時(shí)，所加反向電壓減小，當(dāng)滑片P位于。點(diǎn)右端時(shí)，所加電壓為正向電壓,

微安表有電流，故B正確；

CD.根據(jù)動(dòng)能定理可得

=

—eUc0—Ek

可得光電子最大初動(dòng)能為

Ek=2eV

故。正確，。錯(cuò)誤。

故選BC。

三、解答題

題目逗（2024.湖北.二模）極紫外線廣泛應(yīng)用于芯片制造行業(yè)，如圖甲所示，用波長(zhǎng)4=UOnm的極紫外線

-9-19

照射光電管，恰好能發(fā)生光電效應(yīng)。已知普朗克常量Zi=6.6x1CT*J.inm=iom,leV=1.6x10

J,c=3x108m/so

⑴求陰極K材料的逸出功叫；

（2）圖乙是氫原子的能級(jí)圖，若大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)出的光照射陰極K,靈敏電流計(jì)G顯示

有示數(shù),調(diào)整電源和滑動(dòng)變阻器,測(cè)得電流計(jì)示數(shù)I與電壓表示數(shù)u的關(guān)系圖像如圖丙，則圖丙中a的大

小是多少？

【答案】⑴1.8x10-町或ii.25eV;（2）1.5V

【詳解】（1）設(shè)波長(zhǎng)為llOnm的極紫外線的波長(zhǎng)為兒,逸出功

W0=hvc

頻率

C

代入數(shù)據(jù)解得

1.8x1O-1SJ或叫=11.25eV

（2）處于n=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生多種不同能量的光子，產(chǎn)生的光電流是多種光子產(chǎn)生的

光電子綜合表現(xiàn)，要使光電流全部遏止，必須要截住能最大的光電子。能量最大的光子

hum—E4—Ei—12.75eV

由光電效應(yīng)方程可知光電子最大初動(dòng)能

&?=hvm-W0^1.5eV

遏止光壓必須滿足

旦m=e&

解得

U=1.5V

題目兀（2024吉林?一模）如圖,真空中足夠大的鋁板”與金屬板N平行放置,通過(guò)電流表與電壓可調(diào)的電

源相連。一束波長(zhǎng)。4=200nm的紫外光持續(xù)照射到M上，光電子向各個(gè)方向逸出。已知鋁的逸出功叱

=6.73x光速c=3.0x普朗克常量九=6.63x10^34J-s。

（1）求光電子的最大初動(dòng)能屏（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；

（2）調(diào)節(jié)電壓使電流表的示數(shù)減小到0時(shí)，2、N間的電壓為伍;當(dāng)電壓為!■為時(shí),求能到達(dá)N的光電子

中，初速度與河之間夾角的最小值依

【答案】（1）3.2x10-19J;（2）60°

【詳解】（1）根據(jù)光電效應(yīng)方程可得

耳=嶺-叫=6.63x10以3邛xl0'j_6.73x10^19J=3.2x10^19J

A200xIO-9

（2）因調(diào)節(jié)電壓使電流表的示數(shù)減小到0時(shí)，M、N間的電壓為仇，則

&=U（）e

當(dāng)電壓為告為時(shí)恰能到達(dá)N的光子滿足

苗仇e=^■7n（noSinOy=&（或n，）？

解得

sin6*=W

則

8=60°

題目,（2024.浙江.二模）研究光電效應(yīng)的裝置如甲圖所示，該裝置可用于分析光子的信息。在2。V平面

（紙面）內(nèi)，垂直紙面的金屬薄板M、N與沙軸平行放置，板N中間有一小孔。1，坐標(biāo)為（0,￡）。第一象限存

在垂直向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，2軸（L,0）處有小孔。2,平行板電容器人，K的上極板與力軸緊靠且平行，其長(zhǎng)度

為L(zhǎng),板間距為5，A板中央小孔Q,與5對(duì)齊，K板連接電流表后接地。在入射光的照射下,質(zhì)量為小，

電荷量為e的電子從河板逸出后經(jīng)極板電壓加速?gòu)腛i點(diǎn)持續(xù)不斷進(jìn)入磁場(chǎng),速度大小在乎方與2之間,

0

已知速度為VO的電子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后恰能垂直，軸射入。2點(diǎn)，板〃■的逸出功為W,普朗克常量為鼠忽略

電子之間的相互作用，電子到達(dá)邊界或極板立即吸收并導(dǎo)走。

（1）求逸出光電子的最大初動(dòng)能反m和入射光的頻率；

（2）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和所有能到達(dá)2軸上的電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間；

（3）心=0時(shí),求到達(dá)K板最左端的電子剛從板〃■逸出時(shí)速度S的大小及與立軸的夾角仇

（4）若在小孔。3處增加一特殊裝置，可使進(jìn)入的電子沿各方向均勻分布在與-，軸成0?90°范圍內(nèi)，速率在

率。。與比之間。監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)每秒鐘有n個(gè)電子通過(guò)小孔。3，調(diào)節(jié)加載在上與入板之間的電壓UKA,試在乙

圖中大致畫出流過(guò)電流表的電流i隨變化的關(guān)系曲線。標(biāo)出相關(guān)數(shù)據(jù)，寫出必要的計(jì)算過(guò)程。

【答案】（1）魯小日，包竺蓍竺；（2）8=詈"=堯；（3）g=噂%，0=60°;（4）

12LeJa3

【詳解】

（1）根據(jù)題意，逸出速度為0時(shí)，由動(dòng)能定理有

qU=5m（平仇）匕~^mvo