第12讲 光电效应 原子结构和原子核——2024年高中物理高考二轮复习专题讲练（新高考通用）

第12讲 光电效应 原子结构和原子核 1. （2023•广东）理论认为，大质量恒星塌缩成黑洞的过程，受核反应C+Y→O的影响。下列说法正确的是（　　） A．Y是β粒子，β射线穿透能力比γ射线强 B．Y是β粒子，β射线电离能力比γ射线强 C．Y是α粒子，α射线穿透能力比γ射线强 D．Y是α粒子，α射线电离能力比γ射线强 2. （2023•浙江）宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：Nn→CH，产生的C能自发进行β衰变，其半衰期为5730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代．下列说法正确的是（　　） A．C发生β衰变的产物是N B．β衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子 C．近年来由于地球的温室效应，引起C的半衰期发生微小变化 D．若测得一古木样品的C含量为活体植物的，则该古木距今约为11460年 3. （2023•湖南）2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置（EAST）创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是（　　） A．相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多 B．氘氚核聚变的核反应方程为HH→Hee C．核聚变的核反应燃料主要是铀235 D．核聚变反应过程中没有质量亏损 4. （2023•山东）“梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的冷原子钟组发射升空，对提升我国导航定位、深空探测等技术具有重要意义。如图所示为某原子钟工作的四能级体系，原子吸收频率为ν0的光子从基态能级Ⅰ跃迁至激发态能级Ⅱ，然后自发辐射出频率为ν1的光子，跃迁到钟跃迁的上能级2，并在一定条件下可跃迁到钟跃迁的下能级1，实现受激辐射，发出钟激光，最后辐射出频率为ν3的光子回到基态。该原子钟产生的钟激光的频率ν2为（　　） A．ν0+ν1+ν3 B．ν0+ν1﹣ν3 C．ν0﹣ν1+ν3 D．ν0﹣ν1﹣ν3 5. （2023•浙江）“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜，核电池将Pu衰变释放的核能一部分转换成电能。Pu的衰变方程为Pu→UHe，则（　　） A．衰变方程中的X等于233 B．He的穿透能力比γ射线强 C．Pu比U的比结合能小 D．月夜的寒冷导致Pu的半衰期变大 6. （2023•辽宁）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Ek，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Ek 7. （多选）（2023•浙江）有一种新型光电效应量子材料，其逸出功为W0。当紫外光照射该材料时，只产生动能和动量单一的相干光电子束。用该电子束照射间距为d的双缝，在与缝相距为L的观测屏上形成干涉条纹，测得条纹间距为Δx。已知电子质量m，普朗克常量为h，光速为c，则（　　） A．电子的动量pe B．电子的动能Ek C．光子的能量 D．光子的动量p 8. （多选）（2023•浙江）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Hα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 一、光电效应及其规律 1.爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0。 2.最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc。 3.逸出功与极限频率的关系：W0＝hνc。 4.Ek－ν图线：是一条倾斜直线，但不过原点，如图所示。 (1)横轴截距表示极限频率； (2)纵轴截距的绝对值表示逸出功； (3)图线的斜率表示普朗克常量h。 二、原子结构与玻尔理论 知识体系 三、原子核及其衰变 　知识体系 四、核反应　核能的计算 知识体系 【方法指导】 一、光电效应的研究思路 二、一个氢原子能级跃迁与一群氢原子能级跃迁的区别 1.一群处于较高能级n的氢原子向低能级跃迁时，释放出的谱线条数为N＝C＝。 2.一个处于较高能级n的氢原子向低能级跃迁时，释放出的光谱线条数最多为n－1。 三、计算核能的几种方法 1.根据爱因斯坦质能方程，用核反应的质量亏损的千克数乘以真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2。 2.根据1原子质量单位(u