三年（2021-2023年）高考物理真题汇编：三、物理科技创新（2）原子电子

三、物理科技创新（2）原子电子——三年（2021-2023）高考物理创新真题精编 1.【2023新课标卷】一电子和一α粒子从铅盒上的小孔O竖直向上射出后，打到铅盒上方水平放置的屏幕P上的a和b两点，a点在小孔O的正上方，b点在a点的右侧，如图所示。已知α粒子的速度约为电子速度的，铅盒与屏幕之间存在匀强电场和匀强磁场，则电场和磁场方向可能为( ) A.电场方向水平向左、磁场方向垂直纸面向里 B.电场方向水平向左、磁场方向垂直纸面向外 C.电场方向水平向右、磁场方向垂直纸面向里 D.电场方向水平向右、磁场方向垂直纸面向外 2.【2023全国甲卷】在一些电子显示设备中，让阴极发射的电子束通过适当的非匀强电场，可以使发散的电子束聚集。下列4幅图中带箭头的实线表示电场线，如果用虚线表示电子可能的运动轨迹，其中正确的是( ) A. B. C. D. 3.【2023湖南卷】如图，真空中有区域Ⅰ和Ⅱ，区域Ⅰ中存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下（与纸面平行），磁场方向垂直纸面向里，等腰直角三角形CGF区域（区域Ⅱ）内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。图中三点在同一直线上，AO与GF垂直，且与电场和磁场方向均垂直。A点处的粒子源持续将比荷一定但速率不同的粒子射入区域Ⅰ中，只有沿直线AC运动的粒子才能进入区域Ⅱ。若区域Ⅰ中电场强度大小为E、磁感应强度大小为，区域Ⅱ中磁感应强度大小为，则粒子从CF的中点射出，它们在区域Ⅱ中运动的时间为。若改变电场或磁场强弱，能进入区域Ⅱ中的粒子在区域Ⅱ中运动的时间为t，不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，下列说法正确的是( ) A.若仅将区域Ⅰ中磁感应强度大小变为，则 B.若仅将区域Ⅰ中电场强度大小变为，则 C.若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为，则 D.若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为，则 4.【2023辽宁卷】原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为，则( ) A.①和③的能量相等 B.②的频率大于④的频率 C.用②照射该金属一定能发生光电效应 D.用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于 5.如图所示，示波管由电子枪竖直方向偏转电极、水平方问偏转电极和荧光屏组成。电极的长度为l、间距为d、极板间电压为极板间电压为零，电子枪加速电压为。电子刚离开金属丝的速度为零，从电子枪射出后沿方向进入偏转电极。已知电子电荷量为e，质量为m，则电子( ) A.在极板间的加速度大小为 B.打在荧光屏时，动能大小为 C.在极板间受到电场力的冲量大小为 D.打在荧光屏时，其速度方向与连线夹角α的正切 6.【2023浙江卷1月】氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图1所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光Ⅰ，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图2和图3所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是( ) A.图1中的对应的是Ⅰ B.图2中的干涉条纹对应的是Ⅱ C.Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量 D.P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大 7.【2023浙江卷6月】某带电粒子转向器的横截面如图所示，转向器中有辐向电场。粒子从M点射入，沿着由半径分别为和的圆弧平滑连接成的虚线（等势线）运动，并从虚线上的N点射出，虚线处电场强度大小分别为和，则和应满足( ) A. B. C. D. 答案以及解析 1.答案：C 解析：假设电子打在a点，即其所受电场力与洛伦兹力大小相等，方向相反，故，由于α粒子的速度小于电子的速度v，所以，α粒子经过电、磁组合场后向右偏转，即其所受合力方向向右，由于α粒子带正电，所以电场方向水平向右，AB错误；电子所受电场力水平向左，则其所受洛伦兹力水平向右，则磁场方向垂直纸面向里，D错误，C正确。假设α粒子打在a点，同样可以得出C正确。 2.答案：A 解析：带电粒子在电场中做曲线运动，粒子所受电场力指向轨迹的凹侧，如图所示，故选A。 3.答案：D 解析：粒子在Ⅰ中粒子在Ⅱ中运动的轨迹半径为 所用时间 仅将变为从CF的四等分点处竖直向下射出 仅将E变为从F点竖直向下射出 粒子在区域Ⅱ中的运动轨迹如图1所示 粒子转过的圆心角均为90°，粒子在Ⅱ中运动的时间仍为，AB错 仅将Ⅱ中磁场变为半径，粒子从OF边离开，如图2所示→对应圆心角的正弦值粒子转过圆心角粒子运动时间，C错 仅将Ⅱ中磁场变为半径，粒子从OF边离开，如图3所示→对应圆心角的正弦值粒子转过圆心角粒子运动时间，D对 4.答案：A 解析：由题图可知跃迁时放出的光子①和③均