第11讲 光电效应 原子结构和原子核-2026年浙江省高中物理选考二轮复习解密

第11讲 光电效应 原子结构和原子核 高考对于这部分知识点主要以具体事例和科技的最新成果为背景进行命题。注重考查学生对基本概念和规律的理解深度，以及运用数学知识解决物理问题的能力，如通过光电效应方程和图像进行定量分析和计算, 学生对原子结构相关概念和规律的记忆、理解和应用能力，以及通过分析原子结构推断元素性质的逻辑推理能力。主要考查的知识点有：①光电效应方程和图像；②氢原子光谱和玻尔的原子模型；③原子核的衰变；④核反应和核能的计算等。 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。 5.光电效应图像及其对比 图像名称 图像形状 由图像直接（间接）得到的物理量 最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像 （1）极限频率：图像与ν轴交点的横坐标νc。 （2）逸出功：图像与Ek轴交点的纵坐标的绝对值W0＝｜－E｜＝E。 （3）普朗克常量：图像的斜率k＝h 光电流I与电压U的关系图像 颜色相同、强度不同的光 （1）遏止电压Uc：图像与横轴的交点的横坐标。 （2）饱和光电流Im1、Im2：光电流的最大值。 （3）最大初动能：Ek＝eUc 颜色不同的光 （1）遏止电压Uc1、Uc2：图像与横轴的交点的横坐标。 （2）饱和光电流：光电流的最大值。 （3）最大初动能：Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2 遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像 （1）极限频率νc：图像与横轴的交点的横坐标。 （2）遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大。 （3）普朗克常量h：等于图像的斜率与电子电荷量的乘积，即h＝ke 二、原子结构与玻尔理论 三、原子核及其衰变 四、核反应　核能的计算 五、方法指导 （1）光电效应的研究思路 （2）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。 （3）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)相当于931.5兆电子伏(MeV)能量，用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5 MeV。 3.如果核反应时释放的核能是以动能形式呈现，则核反应过程中系统动能的增量即为释放的核能。 题型1选考真题探秘 1. （2025·浙江·高考真题）一束高能电子穿过铝箔，在铝箔后方的屏幕上观测到如图所示的电子衍射图样则（　　） A．该实验表明电子具有粒子性 B．图中亮纹为电子运动的轨迹 C．图中亮纹处电子出现的概率大 D．电子速度越大，中心亮斑半径越大 【答案】C 【详解】A．该实验表明电子具有波动性，A错误；     BC．根据“概率波”特点可知，图中亮纹处电子出现的概率大，亮纹处并非电子运动的轨迹，B错误，C正确； D．根据物质波的表达式有 可知，电子的速度越大，其物质波波长变短，衍射现象越不明显，则中心亮斑半径越小，D错误。 故选C。 2. （2025·浙江·高考真题）一束粒子撞击一静止的金原子核，它们的运动轨迹如图所示。图中虚线是以金原子核为圆心的圆。已知静电力常量，元电荷，金原子序数为79，不考虑粒子间的相互作用，则（　　） A．沿轨迹1运动的粒子受到的库仑力先做正功，后做负功 B．沿轨迹2运动的粒子到达P时动能为零、电势能最大 C．位于图中虚线圆周上的3个粒子的电势能不相等 D．若粒子与金原子核距离为，则库仑力数量级为 【答案】D 【详解】A．沿轨迹1运动的粒子受到的库仑力先做负功，后做正功，A错误； B．沿轨迹2运动的粒子因为做曲线运动，则到达P时动能不为零，因距离原子核最近，则电势能最大，B错误； C．位于图中虚线圆周上各点的电势都相等，可知虚线圆周上的3个粒子的电势能相等，C错误； D．若粒子与金原子核距离为，则根据库仑定律可知库仑力 即数量级为，D正确。 故选D。 3. （2025·浙江·高考真题）氢原子从的能级向的能级跃迁时分别发出光P、Q。则（　　） A．P、Q经过甲图装置时屏上谱线分别为2、1 B．若乙图玻璃棒能导出P光，则一定也能导出Q光 C．若丙图是P入射时的干涉条纹，则Q入射时条纹间距减小 D．P、Q照射某金属发生光电效应，丁图中的点1、2分别对应P、Q 【答案】BC 【详解】A．氢原子从的能级向的能级跃迁时分别发出光P、Q。则P光对应的光子能量较小，光子的频率较小，P光的折射率较小，则经过甲图装置时P光的偏折程度较小，则P、Q在屏上谱线分别为1、2，A错误； B．根据可知，P光折射率较小，则发生全反射的临界角较大，若乙图玻璃棒能导出P光，则一定也能导出Q光，B正确； C．若丙图是P入射时的干涉条纹，因P光波长大于Q光，则Q入射时条纹间距减小，C正确； D．根据可知因P光频率小于Q光，可知丁图中的点1、2分别对应Q、P光，D错误。 故选BC。 4. （2025·浙江·高考真题）如图1所示，三束由氢原子发出的可见光P、Q、R分别由真空玻璃管的窗口射向阴极K。调节滑动变阻器，记录电流表与电压表示数，两者关系如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．分别射入同一单缝衍射装置时，Q的中央亮纹比R宽 B．P、Q产生的光电子在K处最小德布罗意波长，P大于Q C．氢原子向第一激发态跃迁发光时，三束光中Q对应的能级最高 D．对应于图2中的M点，单位时间到达阳极A的光电子数目，P多于Q 【答案】BC 【详解】A．根据 因Q的截止电压大于R，可知Q的频率大于R的频率，Q的波长小于R的波长，则分别射入同一单缝衍射装置时，R的衍射现象比Q更明显，则Q的中央亮纹比R窄，选项A错误； B．同理可知P、Q产生的光电子在K处Q的最大初动能比P较大，根据 可知最小德布罗意波长，P大于Q，选项B正确； C．因Q对应的能量最大，则氢原子向第一激发态跃迁发光时，根据 可知三束光中Q对应的能级最高，选项C正确； D．对应于图2中的M点，P和Q的光电流相等，可知P和Q单位时间到达阳极A的光电子数目相等，选项D错误。 故选BC。 5. （2024·浙江·高考真题）下列说法正确的是（　　） A．中子整体呈电中性但内部有复杂结构 B．真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都相同 C．增加接收电路的线圈匝数，可接收更高频率的电台信号 D．分子间作用力从斥力变为引力的过程中，分子势能先增加后减少 【答案】AB 【详解】A．中子由夸克组成，整体呈现电中性，但内部有复杂结构，故A正确； B．根据爱因斯坦的相对论可知，真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都相同，故B正确； C．根据 可知，增加接收电路的线圈匝数，可减小振荡电路的固有频率，则可接收较低频率的电台信号，故C错误； D．分子间作用力从斥力变为引力的过程中，即分子距离从小于到大于的过程，分子力先做正功后做负功，则分子势能先减小后增大，故D错误。 故选AB。 6. （2024·浙江·高考真题）玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示，处于n =3能级的原子向低能级跃迁，会产生三种频率为、、 的光，下标数字表示相应的能级。已知普朗克常量为h，光速为c。正确的是（　　） A．频率为的光，其动量为 B．频率为和的两种光分别射入同一光电效应装置，均产生光电子，其最大初动能之差为 C．频率为和的两种光分别射入双缝间距为d，双缝到屏的距离为L的干涉装置，产生的干涉条纹间距之差为。 D．若原子n=3 跃迁至 n=4 能级，入射光的频率 【答案】B 【详解】A．根据玻尔理论可知 则频率为的光，其动量为 选项A错误； B．频率为和的两种光分别射入同一光电效应装量，均产生光电子，其最大初动能分别为 最大初动能之差为 选项B正确； C．频率为和的两种光分别射入双缝间距为d，双缝到屏的距离为L的干涉装置，根据条纹间距表达式 产生的干涉条纹间距之差为 选项C错误； D．若原子n=3 跃迁至 n=4 能级，则 可得入射光的频率 选项D错误； 故选B。 题型2光电效应问题 7. （2025·浙江金华·一模）大量处于的高能级的氢原子向低能级跃迁，其中跃迁到的能级时产生的四条可见光光谱线如图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．该跃迁能产生的光谱线总数为4条 B．图3中的干涉条纹对应的是可见光Ⅱ C．图4中用可见光I照射时，向滑动，电流表示数一定逐渐增大 D．固定，可见光I和可见光Ⅱ照射K极，其产生最大动能的光电子的德布罗意波长分别为、，则一定小于 【答案】BD 【详解】A．大量处于的高能级的氢原子向低能级跃迁时，能辐射的光谱线总数为，故A错误； B．根据题意可知，氢原子从能级6跃迁到能级2时，辐射出的光子能量较大，即与可见光Ⅱ相比可见光I的频率大，波长小。根据双缝干涉条纹间距公式可知，图2中间距较小，则波长较小，对应的是可见光I，而图3中的干涉条纹对应的是可见光Ⅱ，故B正确； C．光电效应实验中，当滑动变阻器滑片向滑动时，若未达到饱和光电流，则电流表示数会增大；若已经达到饱和光电流，电流表示数会不变。故C错误； D．根据光电效应方程有 光电子的动量与动能的关系式为 所以德布罗意波长计算公式为 由于可见光I的频率高，能量较大，产生光电子的最大初动能较大，所以德布罗意波长较短；而可见光Ⅱ频率较低，对应光电子的最大初动能较小，所以德布罗意波长较长，故D正确。 故选BD。 8. （2025·浙江金华·一模）下列说法正确的是（　　） A．放射性元素产生的射线可用于金属探伤 B．放射性元素形成化合物后，该元素仍会有放射性 C．康普顿效应说明电子具有波动性 D．泊松亮斑现象说明光具有粒子性 【答案】B 【详解】A．α射线是氦核流，穿透能力弱，无法用于金属探伤（需γ射线或X射线），故A错误； B．放射性由原子核决定，与化学状态无关，故B正确； C．康普顿效应体现光子与电子碰撞，说明光具有粒子性，故C错误； D．泊松亮斑是光的衍射现象，说明光具有波动性，故D错误。 故选B。 9. （2025·浙江嘉兴·一模）处在同一激发态的原子跃迁到Ⅰ态和Ⅱ态时产生了a、b两束光，分别用a、b两束单色光照射同一光电管阴极时，均发生了光电效应，且两束光照射时对应的遏止电压，则（　　） A．a、b两束光的光子动量 B．原子在Ⅰ态和Ⅱ态的能量 C．这两束光入射同一双缝干涉装置，相邻亮纹的间距 D．若，则a、b两束光的光子能量满足 【答案】AC 【详解】A．根据光电效应方程有 由于同一光电管阴极的逸出功相同，由可知，a、b两束光的频率大小关系为。所以a、b两束光的波长大小关系为。由可得a、b两束光的光子动量大小为，故A正确； B．原子从同一激发态跃迁到Ⅰ态和Ⅱ态，释放的光子能量等于两能级的能量差，即 由可知，说明跃迁到Ⅰ态时释放的能量更少，因此Ⅰ态能量更高，即原子在Ⅰ态和Ⅱ态的能量为，故B错误； C．双缝干涉相邻亮纹间距公式为 由于a、b两束光的波长大小关系为，所以这两束光入射同一双缝干涉装置时，相邻亮纹的间距为，故C正确； D．由光电效应方程 可得光子的能量为 则有光子的能量为 若，则光子的能量为，故D错误。 故选AC。 10. （2025·浙江湖州·一模）如图为氢原子在可见光区的4条谱线、、和分别对应氢原子从、4、5、6能级向能级的跃迁。表1为不同颜色可见光光子能量范围，表2为几种金属的逸出功。则（　　） 表1 光的颜色 红 橙 黄 光子能量（eV） 1.78~1.99 1.99~2.07 2.07~2.15 光的颜色 绿 蓝 紫 光子能量（eV） 2.15~2.53 2.53~2.78 2.78~3.11 表2 金属 钨 钙 钠 钾 铷 （eV） 4.54 3.20 2.29 2.25 2.13 A．一群处于能级的氢原子只能辐射出3种颜色的可见光光子 B．照射同一单缝衍射装置，的中央明条纹比的窄 C．无论光的强度多大，用红光照射表中的金属，都不能发生光电效应 D．照射同一金属板发生光电效应逸出光电子的动能，比的大 【答案】AC 【详解】A．从、4、5、6能级向能级的跃迁，辐射光子的能量分别为1.89eV，2.55eV，2.86eV，3.02eV，因此可知一群处于能级的氢原子能辐射出红光，蓝光和紫光3种颜色的可见光光子，故A正确； B．由题意，根据，可知比的波长大，则的中央明条纹比的宽，故B错误； C．由表1知，由于红光光子能量小于表2中所有金属的逸出功，所以无论光的强度多大，用红光照射表中的金属，都不能发生光电效应，故C正确； D．根据爱因斯坦光电效应方程 可知，照射同一金属板发生光电效应逸出光电子的最大初动能，比的大，但光电子的动能却处于某一范围内，所以照射同一金属板发生光电效应逸出光电子的动能，不一定比的大，故D错误。 故选AC。 11. （2025·浙江宁波·模拟预测）如图所示，图甲是用于研究光电效应的实验装置，图乙是氢原子的能级结构。实验发现直接跃迁到时发出的光照射图甲实验装置的阴极时，发现电流表示数不为零，慢慢将滑动变阻器滑片P从O点向a点滑动，发现电压表读数等于0.8V时，电流表读数恰好为零，电子的电荷量为e，下列说法正确的是（　　） A．阴极逸出功 B．其他条件不变，一群处于能级的氢原子跃迁辐射的光里有5种光照射该装置阴极时可以发生光电效应 C．滑动变阻器划片P从O点向b点缓慢移动，电流表读数一定一直增大 D．用不同频率的光子照射该实验装置，记录电流表恰好读数为零的电压表读数，根据以上频率和电压可以精确测量普朗克常数 【答案】D 【详解】A．跃迁到的光子能量为 慢慢移动滑动变阻器滑片，发现电压表读数等于时，电流表读数恰好为零，所以遏止电压为 所以光电子的最大初动能为 根据光电效应方程有 解得该材料的逸出功为，故A错误； B．其他条件不变，一群处于能级的氢原子跃迁辐射的光子种类数为 要想发生光电效应，光子能量应满足 根据频率公式 计算可得一群处于能级的氢原子跃迁辐射的光里，一共有7种光照射该装置阴极时可以发生光电效应，故B错误； C．滑动变阻器划片P从O点向b点缓慢移动，开始时光电流没有达到饱和电流，电流表示数增大，当达到饱和电流后，电流表示数不再增大，故C错误； D．根据光电效应方程以及光电子最大初动能与遏止电压的关系可得 用不同频率的光子照射该实验装置，记录电流表恰好读数为零的电压表读数，则当遏止电压为、入射光频率为时有 当遏止电压为、入射光频率为时有 联立解得 即根据以上频率和电压可以精确测量普朗克常数，故D正确。 故选D。 12. （2025·浙江杭州·模拟预测）光射到物体表面上时会产生压力，这就是“光压”。某同学设计了如图所示的探测器，利用太阳光的“光压”为探测器提供动力，使太阳光对帆的压力超过太阳对探测器的引力，从而将探测器送到太阳系以外。假设质量为的探测器正朝远离太阳的方向运动，帆面的面积为，且始终与太阳光垂直，探测器到太阳中心的距离为，不考虑行星对探测器的引力。已知：单位时间内从太阳表面单位面积辐射的电磁波的总能量与太阳绝对温度的四次方成正比，即，其中为太阳表面的温度，为常量。引力常量为，太阳的质量为，太阳的半径为，光子的动量，光速为。下列说法正确的是（　　） A．常量的单位为 B．时间内，探测器在离太阳距离为处，帆受到太阳辐射的能量为 C．若照射到帆上的光全部被帆吸收，则探测器离太阳距离为时，帆受到的太阳光对帆的压力为 D．若照射到帆上的太阳光一半被帆吸收一半被反射，则探测器仅用光压提供动力实现飞离太阳系时，帆的面积至少为 【答案】C 【详解】A．由 单位是（能量/面积*时间），T单位是K，则单位为 A错误； B．太阳辐射的能量均匀分布在球面上，距离太阳r处的能流密度（是太阳表面能流密度，R是太阳半径） t时间内帆接收能量 B错误； C．光子能量（P是动量） 光被吸收时，由动量定理， 结合能流密度 压力 C正确； D．设单位时间内到达帆面的光子数为n，光子动量为p。若一半吸收一半反射，吸收的光子动量变化为p，反射的光子动量变化为2p。 单位时间内光对帆的冲量（即压力F） 又因为能流密度 （c为光速，，总能量等于光子数乘单个光子能量） 可得 代入压力公式得 要飞离太阳系，光压力需大于太阳引力 即 解得 D错误。 故选C。 题型3原子结构 13. （2025·浙江绍兴·二模）我国物理学家曾谨言曾说：“20世纪量子物理学所碰到的问题是如此复杂和困难，以至没有可能期望一个物理学家能一手把它发展成一个完整的理论体系。”下列一系列理论都和量子力学的建立紧密相关，其内容正确的是（　　） A．普朗克黑体辐射理论认为：微观粒子的能量是分立的 B．玻尔的氢原子模型认为：电子绕核运动的轨道可以是任意半径 C．德布罗意的“物质波”假设认为：实物粒子也具有波动性，波长 D．爱因斯坦的光电效应理论认为：光电子的最大初动能与入射光的强弱有关 【答案】A 【详解】A．普朗克黑体辐射理论提出微观粒子的能量是分立的，A正确； B．玻尔的氢原子模型认为电子绕核运动的轨道不是任意半径，B错误； C．德布罗意的“物质波”假设认为实物粒子也具有波动性，波长，C错误； D．爱因斯坦的光电效应理论认为光电子的最大初动能与入射光的频率有关，D错误。 故选A。 14. （2025·浙江·二模）氢原子的能级图如图1所示，大量处于某激发态的氢原子跃迁时，会产生四种频率的可见光。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。用两种光分别照射如图2所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（　　） A．光Ⅰ比光Ⅱ有更显著的波动性 B．两种光分别照射阴极K产生的光电子到达阳极A的最大动能之差为1.13eV C．滑片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 D．用Ⅰ光和Ⅱ光以相同入射角θ（0°<θ<90°）照射同一平行玻璃砖，Ⅰ光的侧移量小 【答案】BC 【详解】A．氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I的光子能量为 从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ的光子能量 可知光Ⅰ光子能量较大，频率较大，比光Ⅱ有更显著的粒子性，故A错误； B．根据 可知两种光分别照射阴极K产生的光电子的最大初动能之差等于光子能量之差，即 根据 可知到达阳极A的最大动能之差为 故B正确； C．滑片P向a移动，光电管的反向电压变大，当光电流为零时满足 可知光I对应的截止电压较大，即电流表示数为零时I对应的电压表示数比Ⅱ的大，故C正确； D．Ⅰ光频率较大，折射率较大，可知用Ⅰ光和Ⅱ光以相同入射角θ（0°<θ<90°）照射同一平行玻璃砖，Ⅰ光的侧移量大，故D错误。 故选BC。 15. （2025·浙江·二模）虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图所示。考虑M、N、P、Q点对应的光，则（　　） A．以相同入射角射入玻璃砖，N光的侧移量比P光大 B．照射同一光电效应装置，M光的饱和光电流比Q光大 C．入射同一单缝，P光中心衍射条纹宽度比Q光小 D．白光中由氢原子发出的光，则M光比N光从更高能级跃迁到相同的第一激发态 【答案】BD 【详解】根据光的折射和色散规律知射到M点和Q点的光折射率都是最大的，即频率最大，射到N点和P点的光的折射率都是最小的，即频率最小，即频率关系为 A．因N和P两种光频率相同，折射率相同，则有N光的侧移量与P相同，选项A错误； C．P光波长大于Q光，可知P光衍射现象更加明显，即P光中心衍射条纹宽度比Q光大，选项C错误； D．M光比N光频率更大，则跃迁时对应的能级差更大，即M光从更高能级跃迁到相同的第一激发态，选项D正确； B．M光与Q光频率一样，但M光是经过一次反射射出，Q光是经过两次反射射出的，则M光的光强大，故饱和光电流大，选项B正确。 故选BD。 16. （2025·浙江温州·三模）研究光电效应时，用不同波长的光照射某金属，产生光电子的最大初动能与入射光波长的关系如图所示。大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，产生的光子中仅有一种能引发该金属发生光电效应。已知氢原子各能级关系为，其中为基态能级值，量子数1、2、3……，真空中光速为c，则（    ） A．普朗克常量为 B．时，光电子的最大初动能为 C．与氢原子基态能量的关系满足 D．氢原子由能级向能级跃迁发出的光子能使该金属发生光电效应 【答案】BC 【详解】A．根据题意，由爱因斯坦光电效应方程有 又因为 可得 结合图像可知 当时，，则有 故A错误； B．当时，代入 解得 故B正确； CD．氢原子基态能量为，则能级氢原子能量为，能级氢原子能量为。由题可知能级向基态跃迁产生的光子能够引发光电效应，能级向基态跃迁和能级向能级跃迁产生的光子不能引发光电效应，则 故C正确，D错误。 故选BC。 17. （2025·浙江·模拟预测）氢原子能级如图甲所示。用某一频率的光照射一群处于基态的氢原子后向低能级跃迁时能发出6种频率的光，分别用这些频率的光照射图乙电路的阴极K，其中只有3种不同频率的光a、b、c能够发生光电效应，用如图乙所示的电路研究光电效应规律，可得电压U与光电流之间的关系如图丙所示，元电荷为。下列说法正确的是（　　） A．当滑片P向A端移动时，光电流I将增大 B．阴极K材料的逸出功大于 C．光照射得到的光电流最弱，但光光子能量最大 D．图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有 【答案】CD 【详解】A．当滑片P向A端移动时，加在光电管上的反向电压变大，可知光电流I将减小，选项A错误； B．某一频率的光照射一群处于基态的氢原子后向低能级跃迁时能发出6种频率的光，可知氢原子跃迁到了n=4能级，其中只有3种不同频率的光a、b、c能够发生光电效应，可知分别对应的三个较大的能级跃迁分别是4→1，3→1和2→1，辐射光子的能量分别为12.75eV，12.09eV和10.2eV，则阴极K材料的逸出功小于，选项B错误； C．光照射得到的光电流最弱，但因a光的截止电压最大，根据 可知光光子能量最大，选项C正确； D．图丙中3条图线对应的遏止电压，因c遏止电压最小，则对应光子能量最小，即对应于光子能量为10.2eV，则b对应于光子能量为12.09eV，则根据 一定有 选项D正确。 故选CD。 18. （2025·浙江宁波·三模）下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（　　） A．图甲：氢原子跃迁时发出波长分别为、、三条谱线，满足 B．图乙：电磁波在传播过程中电场变化的周期和电场能变化的周期相等 C．图丙：从图中可以得到该放射性元素的半衰期为115.1d D．图丁：康普顿效应中光子散射后的波长变大，该现象是光具有粒子性的重要例证 【答案】CD 【详解】A．图甲：氢原子跃迁时发出波长分别为、、三条谱线，根据波尔理论可知 即满足 选项A错误； B．图乙：电磁波在传播过程中电场变化的周期等于电场能变化的周期的2倍，选项B错误； C．图丙：从图中可以得到， 可得 解得 即该放射性元素的半衰期为115.1d，选项C正确； D．图丁：康普顿效应中光子散射后的波长变大，频率变小，光子能量变小，可知该现象是光具有粒子性的重要例证，选项D正确。 故选CD。 1. （2025·浙江温州·一模）氢的同位素氚具有放射性，其衰变方程为，半衰期为12.43年。下列说法正确的是（　　） A．的质量等于和的质量之和 B．粒子可穿透厚的钢板 C．衰变产物的结合能比大 D．1000个氚，经过12.43年后将减为500个 【答案】C 【详解】A．衰变过程存在质量亏损，故的质量大于和的质量之和，故A错误； B．β粒子是高速电子流，穿透能力较弱，不能穿透10cm钢板，故B错误； C．衰变后原子核更稳定，结合能更大，故C正确； D．半衰期是大量原子核的统计规律，少量原子核的剩余数量不确定，故D错误。 故选C。 2. （2025·浙江·模拟预测）静止在点的碘原子核发生衰变的同时，在空间中外加一个如图所示的匀强电场。之后衰变产物A、B两粒子的运动轨迹OA、OB如图虚线所示，不计重力和两粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A．碘131原子核发生的是衰变 B．两个粒子的轨迹为两个外切的圆弧 C．A粒子初动能小于B粒子初动能 D．两粒子初速度大小相同 【答案】C 【详解】A．根据两粒子的运动轨迹可知，A粒子所受电场力与电场方向相同，带正电，B 粒子所受电场力与电场方向相反，带负电，因此碘原子核发生的是衰变，故A错误； B．由于衰变过程动量守恒，A、B粒子的速度方向均沿各自轨迹切线的方向，受到恒定的电场力作用，两个粒子的轨迹不是圆弧，故B错误； CD．衰变过程动量守恒可得 结合上述分析可知 可得 有因为 由于，则有，故C正确，D错误。 故选C。 3. （2025·浙江绍兴·模拟预测）“通过观测结果，间接构建微观世界的图景”是现代物理学研究的重要手段。弗兰克-赫兹的实验原理如图甲所示，灯丝K发射出初速度不计的电子，K与栅极G间的电场使电子加速，G、A间加有电压为0.5V的反向电场，使电子减速，电流表的示数间接反映了单位时间内能到达A极电子的多少。在原来真空的容器中充入稀薄汞蒸气后，发现K、G间电压U每升高4.9V时，电流表的示数I就会显著下降，如图乙所示。已知汞原子的基态与第一激发态之间的能量差为4.9eV，则下列说法中正确的是（    ） A．电子运动过程中可能与汞原子发生多次碰撞 B．电流增大是因为从汞蒸气中溢出的光电子增加 C．增大G、A间的电压，可以使电流表的示数减小 D．K、G间电压越大，单位时间内到达A极的电子数越多 【答案】AC 【详解】A．电子在向右加速与减速过程中，若动能足够大，与汞碰撞后，一部分能量使得汞发生跃迁，随后，电子在电场作用下，仍然做加速或减速运动，在之后的运动过程中，仍然会与汞原子发生碰撞，即电子运动过程中可能与汞原子发生多次碰撞，故A正确； B．电流增大是因为电子通过K、G间电场加速，与汞原子碰撞后，剩余动能较多，以至于在A、G间减速电场中运动时，能够克服电场力做功到达A位置，加速越过G的电子的动能越大，数目越多，到达A的电子数越大，从而导致电流增大，故B错误； C．增大G、A间的电压，电子需要克服GA间的反向电压需要的能量较大，能量小的电子就不能到达A板，所以电流表的示数减小，故C正确； D．K、G间电压越大，由乙图可知，单位时间内到达A极的电子数不一定越多，故D错误。 故选AC。 4. （2025·浙江金华·三模）如图所示，一光电管的阴极用极限频率为的某种金属制成。现用频率为的紫外线照射阴极，当光电管阳极A和阴极K之间的电势差U=2.1V时，光电流达到饱和状态，此时电流表的示数为0.56μA。 已知普朗克常量。下列同学的判断正确的是（　　） A．阴极K金属的逸出功是 B．光电管每秒从K极逸出的光电子数为 C．光电子的最大初动能为 D．电子到达A极的最大动能是 【答案】BD 【详解】A．由题可知，金属的截止频率 故金属的逸出功 A错误； B．光电管每秒逸出的电荷量 故每秒逸出的光子数 B正确； C．根据光电效应方程可知，光子的最大初动能 C错误； D．根据动能定理可得 代入数据解得电子到达A极的最大动能 D正确。 故选BD。 5. （2025·浙江·二模）量子论使人们认识了微观世界的运动规律，并发展了一系列对原子、分子等微观粒子进行有效操控和测量的技术。图为利用扫描隧道显微镜将48个铁原子排成的“原子围栏”，围栏内电子的量子行为，出现一系列圆形的“纹路”。则（　　） A．纹路是电子运动的轨迹 B．纹路是电子干涉的结果 C．电子在中心点出现的概率最大 D．围栏内的电子不可能穿越围栏出来 【答案】BC 【详解】电子具有波动性，而物质波是概率波，相干加强处电子出现的概率大。微观粒子具有隧道效应。 故选BC。 6. （2025·浙江宁波·三模）习近平总书记在2025年新年贺词中提到“嫦娥六号首次月背采样，梦想号探秘大洋，深中通道踏浪海天，南极秦岭站崛起冰原，展现了中国人追梦星辰大海的豪情壮志”，下列说法正确的是（　　） A．嫦娥六号在月背起飞上升时，处于完全失重状态 B．研究“梦想”号大洋钻探船在海底的钻探轨迹时，钻头可以看作质点 C．港珠澳大桥全长约，一汽车过桥用时，则全程平均速度约为 D．南极秦岭站充分利用风能和太阳能发电，其中太阳能是来自太阳内部的核裂变 【答案】B 【详解】A．嫦娥六号在月背起飞上升时，有向上的加速度，处于超重状态，故A错误； B．研究 “梦想” 号大洋钻探船在海底的钻探轨迹时，钻头的大小和形状对研究的轨迹影响极小，可以忽略不计，所以钻头可以看作质点，故B正确； C．平均速度是位移与时间的比值，港珠澳大桥全长约55km是路程，不是位移为55km，不能用路程除以时间来计算平均速度，故C错误； D．太阳能是来自太阳内部的核聚变，故D错误。 故选B。 7. （2025·浙江·三模）月壤中含有丰富的，参与核反应释放巨大能量，同时几乎不产生具有长期放射性的核废料，因此是清洁、高效的未来能源。其核反应方程为，则（　　） A．X为质子，该核反应是α衰变 B．的比结合能比的比结合能大 C．核子平均释放的能量约为6.42MeV D．该反应的质量亏损约为 【答案】D 【详解】A．设X粒子质量数和核电荷数分别为、，根据质量数守恒和电荷数守恒可得， 解得， 由此可知X粒子为质子，该核反应是核聚变，故A错误； B．核反应放出核能，生成物比反应物更稳定，比结合能也更大，即的比结合能比小，故B错误； C．参与反应的核子数为 核子平均释放的能量为 故C错误； D．根据质能方程可知，质量亏损约为 故D正确。 故选D。 8. （2025·浙江嘉兴·三模）钍基熔盐反应堆主要采用钍232（）和铀238（）作为燃料。反应堆工作时，吸收中子转化为钚239（），核反应方程为，则（　　） A．核反应方程式中的X为 B．铀238的比结合能较钚239小 C．钚239的中子数比铀238多一个 D．核反应前后原子的质量数守恒，不存在质量亏损 【答案】B 【详解】A．根据质量数和电荷数守恒可知，X的电荷数为-1，质量数为0，所以X为电子，故A错误； B．生成的新核更稳定，所以比结合能更大，所以铀238的比结合能较钚239小，故B正确； C．钚239的中子数为145，铀238的中子数为146，所以钚239的中子数比铀238少一个，故C错误； D．虽然核反应前后原子的质量数守恒，但由于放出核能，所以存在质量亏损，故D错误。 故选B。 9. （2025·浙江湖州·三模）如图所示，真空中有一平行板电容器，两极板分别由金属A和金属B（其极限波长分别为和）制成，板的面积均为S，板间距离为d。现用波长为的激光持续照射两板内表面，稳定后，则（　　） A．A板带正电，B板带负电 B．仅d增大，电容器带电荷量将减小 C．撤去激光，d增大，板间电场强度将变小 D．若改用波长为的激光照射，则产生的光电子运动的最远距离离B板为 【答案】BD 【详解】A．因波长，由可知，和，即入射光的频率大于金属B的极限频率而能发生光电效应，A板不能发生光电效应，则B板失去电子带正电，A板得到电子带负电，故A错误； B．电容器达到稳定时动能最大的光电子刚好不能到达A板，此时的电压最大，由可知，最大电压恒为；仅d增大，由可知电容器的电容变小，由可知电容器带电荷量将减小，故B正确； C．撤去激光，电容器的电荷量不变，d增大，由可知，板间电场强度将不变，故C错误； D．若改用波长为的激光照射，光电子的最大动能为 设光电子从B板减速的位移为，由动能定理有 结合 联立解得 即光电子运动的最远距离离B板为，故D正确。 故选BD。 10. （2025·浙江台州·二模）在一次核反应中，铀核变成了具有β放射性的氙核和锶核，同时放出了若干中子。的比结合能约为7.6MeV，的比结合能约为8.4MeV，的比结合能约为8.7MeV，下列说法正确的是（    ） A．核反应出现质量亏损，质量数减少 B．核反应将放出能量约208.1MeV C．若把全部分解为核子，将放出能量约1786MeV D．在生产约30cm厚的钢板时，可利用β射线的穿透能力对钢板的厚度进行自动控制 【答案】B 【详解】A．因 所以核反应是放能核反应，有质量亏损，但质量数不变，故A错误； B．核反应将放出能量约为 故B正确； C．若把全部分解为核子，将吸收能量约 故C错误； D．β射线只能穿透几毫米厚的铝板，所以在生产约30cm厚的钢板时，不能利用β射线的穿透能力对钢板的厚度进行自动控制，故D错误。 故选B。 11. （2025·浙江金华·三模）一群处于能级的氢原子向低能级跃迁过程中发出不同频率的光，照射图乙所示的光电管阴极K，只有频率为和的光能使它发生光电效应。分别用频率为、的两个光源照射光电管阴极K，测得电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A．图甲中，氢原子向低能级跃迁一共发出6种不同频率的光 B．图乙中，用频率的光照射时，将滑片P向右滑动，电流表示数一定增大 C．图丙中，图线a所表示的光的光子能量为12.09eV D．a光和b光照射K极产生的光电子的德布罗意波长，必有a大于b 【答案】AC 【详解】A．一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时最多可产生种光子，故A正确； B．图乙中不知道电源正负极，没办法判断在光电管AK之间加的正向还是反向电压，所以滑片P向右滑动时，电流变化情况没法判断，故B错误； C．只有频率为和的光能使它发生光电效应，那么这两种光子必定是能级向能级跃迁和能级向能级跃迁产生的，由图丙可知b光的频率较大，则a光为能级向能级跃迁产生的，所以a光的光子能量，故C正确； D．图丙可知遏止电压 由 所以b光打出的光电子的最大初动能比a光打出的光电子大 根据 可知b光打出的光电子的最大动量比a光打出的光电子大 根据德布罗意波长 在打出的光电子均为最大初动能的条件下，可知a光打出的光电子的德布罗意波长比b光打出的光电子大 但是用a、b光打出来的光电子并非全是最大初动能，所以没办法判断a光打出的光电子的德布罗意波长和b光打出的光电子的德布罗意波长的大小关系，故D错误。 故选AC。 12. （2025·浙江台州·二模）光电传感器如图甲所示，若通过放大器的电流发生变化，工作电路立即报警。图乙为a，b两种单色光分别照射K极时，光电子到达A极时动能的最大值与光电管两端电压U的关系图像。则下列说法正确的是（    ） A．用同一装置做双缝干涉实验，a光的条纹间距较小 B．图乙中图线a、b的斜率均是电子电量的大小 C．单色光a、b的频率之比为1:2 D．图甲中电源电压及变阻器滑片位置不变，部分光线被遮挡，则放大器的电流将增大，一定会引发报警 【答案】B 【详解】AB．根据 由图像可知，斜率k=e，即图乙中图线a、b的斜率均是电子电量的大小；截距 因b截距较大，可知b光频率较大，波长较小，根据 可知用同一装置做双缝干涉实验，b光的条纹间距较小，选项A错误，B正确； C．由图像可知， 可知单色光a、b的频率之比不等于1:2，选项C错误； D．图甲中电源电压及变阻器滑片位置不变，若部分光线被遮挡，即光照强度减小，单位时间逸出的光电子数目减小，则放大器的电流将减小，选项D错误。 故选B。 13. （2025·浙江绍兴·三模）如图1所示，一束由两种频率的光组成的复色光照射阴极，调节滑动变阻器，记录电流表与电压表的示数，并用图像表示两者的关系（图2所示）。若用光单独照射，可得到遏止电压分别为，饱和电流分别为；若用光分别照射处于第一激发态的氢原子，只有光能使氢原子电离。下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】BD 【详解】若用光分别照射处于第一激发态的氢原子，只有光能使氢原子电离，可知P光的光子能量大于Q光的光子能量，根据 则P光的遏止电压较大，即，则由两种频率的光组成的复色光照射阴极时的遏止电压； 由两种频率的光组成的复色光照射阴极时，单位时间逸出光电子数等于两种光产生的光电子数之和，可知饱和光电流I0等于两种光单独照射时的饱和光电流之和，即。 故选BD。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第11讲 光电效应 原子结构和原子核 高考对于这部分知识点主要以具体事例和科技的最新成果为背景进行命题。注重考查学生对基本概念和规律的理解深度，以及运用数学知识解决物理问题的能力，如通过光电效应方程和图像进行定量分析和计算, 学生对原子结构相关概念和规律的记忆、理解和应用能力，以及通过分析原子结构推断元素性质的逻辑推理能力。主要考查的知识点有：①光电效应方程和图像；②氢原子光谱和玻尔的原子模型；③原子核的衰变；④核反应和核能的计算等。 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。 5.光电效应图像及其对比 图像名称 图像形状 由图像直接（间接）得到的物理量 最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像 （1）极限频率：图像与ν轴交点的横坐标νc。 （2）逸出功：图像与Ek轴交点的纵坐标的绝对值W0＝｜－E｜＝E。 （3）普朗克常量：图像的斜率k＝h 光电流I与电压U的关系图像 颜色相同、强度不同的光 （1）遏止电压Uc：图像与横轴的交点的横坐标。 （2）饱和光电流Im1、Im2：光电流的最大值。 （3）最大初动能：Ek＝eUc 颜色不同的光 （1）遏止电压Uc1、Uc2：图像与横轴的交点的横坐标。 （2）饱和光电流：光电流的最大值。 （3）最大初动能：Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2 遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像 （1）极限频率νc：图像与横轴的交点的横坐标。 （2）遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大。 （3）普朗克常量h：等于图像的斜率与电子电荷量的乘积，即h＝ke 二、原子结构与玻尔理论 三、原子核及其衰变 四、核反应　核能的计算 五、方法指导 （1）光电效应的研究思路 （2）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。 （3）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)相当于931.5兆电子伏(MeV)能量，用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5 MeV。 3.如果核反应时释放的核能是以动能形式呈现，则核反应过程中系统动能的增量即为释放的核能。 题型1选考真题探秘 1. （2025·浙江·高考真题）一束高能电子穿过铝箔，在铝箔后方的屏幕上观测到如图所示的电子衍射图样则（　　） A．该实验表明电子具有粒子性 B．图中亮纹为电子运动的轨迹 C．图中亮纹处电子出现的概率大 D．电子速度越大，中心亮斑半径越大 2. （2025·浙江·高考真题）一束粒子撞击一静止的金原子核，它们的运动轨迹如图所示。图中虚线是以金原子核为圆心的圆。已知静电力常量，元电荷，金原子序数为79，不考虑粒子间的相互作用，则（　　） A．沿轨迹1运动的粒子受到的库仑力先做正功，后做负功 B．沿轨迹2运动的粒子到达P时动能为零、电势能最大 C．位于图中虚线圆周上的3个粒子的电势能不相等 D．若粒子与金原子核距离为，则库仑力数量级为 3. （2025·浙江·高考真题）氢原子从的能级向的能级跃迁时分别发出光P、Q。则（　　） A．P、Q经过甲图装置时屏上谱线分别为2、1 B．若乙图玻璃棒能导出P光，则一定也能导出Q光 C．若丙图是P入射时的干涉条纹，则Q入射时条纹间距减小 D．P、Q照射某金属发生光电效应，丁图中的点1、2分别对应P、Q 4. （2025·浙江·高考真题）如图1所示，三束由氢原子发出的可见光P、Q、R分别由真空玻璃管的窗口射向阴极K。调节滑动变阻器，记录电流表与电压表示数，两者关系如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．分别射入同一单缝衍射装置时，Q的中央亮纹比R宽 B．P、Q产生的光电子在K处最小德布罗意波长，P大于Q C．氢原子向第一激发态跃迁发光时，三束光中Q对应的能级最高 D．对应于图2中的M点，单位时间到达阳极A的光电子数目，P多于Q 5. （2024·浙江·高考真题）下列说法正确的是（　　） A．中子整体呈电中性但内部有复杂结构 B．真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都相同 C．增加接收电路的线圈匝数，可接收更高频率的电台信号 D．分子间作用力从斥力变为引力的过程中，分子势能先增加后减少 6. （2024·浙江·高考真题）玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示，处于n =3能级的原子向低能级跃迁，会产生三种频率为、、 的光，下标数字表示相应的能级。已知普朗克常量为h，光速为c。正确的是（　　） A．频率为的光，其动量为 B．频率为和的两种光分别射入同一光电效应装置，均产生光电子，其最大初动能之差为 C．频率为和的两种光分别射入双缝间距为d，双缝到屏的距离为L的干涉装置，产生的干涉条纹间距之差为。 D．若原子n=3 跃迁至 n=4 能级，入射光的频率 题型2光电效应问题 7. （2025·浙江金华·一模）大量处于的高能级的氢原子向低能级跃迁，其中跃迁到的能级时产生的四条可见光光谱线如图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．该跃迁能产生的光谱线总数为4条 B．图3中的干涉条纹对应的是可见光Ⅱ C．图4中用可见光I照射时，向滑动，电流表示数一定逐渐增大 D．固定，可见光I和可见光Ⅱ照射K极，其产生最大动能的光电子的德布罗意波长分别为、，则一定小于 8. （2025·浙江金华·一模）下列说法正确的是（　　） A．放射性元素产生的射线可用于金属探伤 B．放射性元素形成化合物后，该元素仍会有放射性 C．康普顿效应说明电子具有波动性 D．泊松亮斑现象说明光具有粒子性 9. （2025·浙江嘉兴·一模）处在同一激发态的原子跃迁到Ⅰ态和Ⅱ态时产生了a、b两束光，分别用a、b两束单色光照射同一光电管阴极时，均发生了光电效应，且两束光照射时对应的遏止电压，则（　　） A．a、b两束光的光子动量 B．原子在Ⅰ态和Ⅱ态的能量 C．这两束光入射同一双缝干涉装置，相邻亮纹的间距 D．若，则a、b两束光的光子能量满足 10. （2025·浙江湖州·一模）如图为氢原子在可见光区的4条谱线、、和分别对应氢原子从、4、5、6能级向能级的跃迁。表1为不同颜色可见光光子能量范围，表2为几种金属的逸出功。则（　　） 表1 光的颜色 红 橙 黄 光子能量（eV） 1.78~1.99 1.99~2.07 2.07~2.15 光的颜色 绿 蓝 紫 光子能量（eV） 2.15~2.53 2.53~2.78 2.78~3.11 表2 金属 钨 钙 钠 钾 铷 （eV） 4.54 3.20 2.29 2.25 2.13 A．一群处于能级的氢原子只能辐射出3种颜色的可见光光子 B．照射同一单缝衍射装置，的中央明条纹比的窄 C．无论光的强度多大，用红光照射表中的金属，都不能发生光电效应 D．照射同一金属板发生光电效应逸出光电子的动能，比的大 11. （2025·浙江宁波·模拟预测）如图所示，图甲是用于研究光电效应的实验装置，图乙是氢原子的能级结构。实验发现直接跃迁到时发出的光照射图甲实验装置的阴极时，发现电流表示数不为零，慢慢将滑动变阻器滑片P从O点向a点滑动，发现电压表读数等于0.8V时，电流表读数恰好为零，电子的电荷量为e，下列说法正确的是（　　） A．阴极逸出功 B．其他条件不变，一群处于能级的氢原子跃迁辐射的光里有5种光照射该装置阴极时可以发生光电效应 C．滑动变阻器划片P从O点向b点缓慢移动，电流表读数一定一直增大 D．用不同频率的光子照射该实验装置，记录电流表恰好读数为零的电压表读数，根据以上频率和电压可以精确测量普朗克常数 12. （2025·浙江杭州·模拟预测）光射到物体表面上时会产生压力，这就是“光压”。某同学设计了如图所示的探测器，利用太阳光的“光压”为探测器提供动力，使太阳光对帆的压力超过太阳对探测器的引力，从而将探测器送到太阳系以外。假设质量为的探测器正朝远离太阳的方向运动，帆面的面积为，且始终与太阳光垂直，探测器到太阳中心的距离为，不考虑行星对探测器的引力。已知：单位时间内从太阳表面单位面积辐射的电磁波的总能量与太阳绝对温度的四次方成正比，即，其中为太阳表面的温度，为常量。引力常量为，太阳的质量为，太阳的半径为，光子的动量，光速为。下列说法正确的是（　　） A．常量的单位为 B．时间内，探测器在离太阳距离为处，帆受到太阳辐射的能量为 C．若照射到帆上的光全部被帆吸收，则探测器离太阳距离为时，帆受到的太阳光对帆的压力为 D．若照射到帆上的太阳光一半被帆吸收一半被反射，则探测器仅用光压提供动力实现飞离太阳系时，帆的面积至少为 题型3原子结构 13. （2025·浙江绍兴·二模）我国物理学家曾谨言曾说：“20世纪量子物理学所碰到的问题是如此复杂和困难，以至没有可能期望一个物理学家能一手把它发展成一个完整的理论体系。”下列一系列理论都和量子力学的建立紧密相关，其内容正确的是（　　） A．普朗克黑体辐射理论认为：微观粒子的能量是分立的 B．玻尔的氢原子模型认为：电子绕核运动的轨道可以是任意半径 C．德布罗意的“物质波”假设认为：实物粒子也具有波动性，波长 D．爱因斯坦的光电效应理论认为：光电子的最大初动能与入射光的强弱有关 14. （2025·浙江·二模）氢原子的能级图如图1所示，大量处于某激发态的氢原子跃迁时，会产生四种频率的可见光。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。用两种光分别照射如图2所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（　　） A．光Ⅰ比光Ⅱ有更显著的波动性 B．两种光分别照射阴极K产生的光电子到达阳极A的最大动能之差为1.13eV C．滑片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 D．用Ⅰ光和Ⅱ光以相同入射角θ（0°<θ<90°）照射同一平行玻璃砖，Ⅰ光的侧移量小 15. （2025·浙江·二模）虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图所示。考虑M、N、P、Q点对应的光，则（　　） A．以相同入射角射入玻璃砖，N光的侧移量比P光大 B．照射同一光电效应装置，M光的饱和光电流比Q光大 C．入射同一单缝，P光中心衍射条纹宽度比Q光小 D．白光中由氢原子发出的光，则M光比N光从更高能级跃迁到相同的第一激发态 16. （2025·浙江温州·三模）研究光电效应时，用不同波长的光照射某金属，产生光电子的最大初动能与入射光波长的关系如图所示。大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，产生的光子中仅有一种能引发该金属发生光电效应。已知氢原子各能级关系为，其中为基态能级值，量子数1、2、3……，真空中光速为c，则（    ） A．普朗克常量为 B．时，光电子的最大初动能为 C．与氢原子基态能量的关系满足 D．氢原子由能级向能级跃迁发出的光子能使该金属发生光电效应 17. （2025·浙江·模拟预测）氢原子能级如图甲所示。用某一频率的光照射一群处于基态的氢原子后向低能级跃迁时能发出6种频率的光，分别用这些频率的光照射图乙电路的阴极K，其中只有3种不同频率的光a、b、c能够发生光电效应，用如图乙所示的电路研究光电效应规律，可得电压U与光电流之间的关系如图丙所示，元电荷为。下列说法正确的是（　　） A．当滑片P向A端移动时，光电流I将增大 B．阴极K材料的逸出功大于 C．光照射得到的光电流最弱，但光光子能量最大 D．图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有 18. （2025·浙江宁波·三模）下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（　　） A．图甲：氢原子跃迁时发出波长分别为、、三条谱线，满足 B．图乙：电磁波在传播过程中电场变化的周期和电场能变化的周期相等 C．图丙：从图中可以得到该放射性元素的半衰期为115.1d D．图丁：康普顿效应中光子散射后的波长变大，该现象是光具有粒子性的重要例证 1. （2025·浙江温州·一模）氢的同位素氚具有放射性，其衰变方程为，半衰期为12.43年。下列说法正确的是（　　） A．的质量等于和的质量之和 B．粒子可穿透厚的钢板 C．衰变产物的结合能比大 D．1000个氚，经过12.43年后将减为500个 2. （2025·浙江·模拟预测）静止在点的碘原子核发生衰变的同时，在空间中外加一个如图所示的匀强电场。之后衰变产物A、B两粒子的运动轨迹OA、OB如图虚线所示，不计重力和两粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A．碘131原子核发生的是衰变 B．两个粒子的轨迹为两个外切的圆弧 C．A粒子初动能小于B粒子初动能 D．两粒子初速度大小相同 3. （2025·浙江绍兴·模拟预测）“通过观测结果，间接构建微观世界的图景”是现代物理学研究的重要手段。弗兰克-赫兹的实验原理如图甲所示，灯丝K发射出初速度不计的电子，K与栅极G间的电场使电子加速，G、A间加有电压为0.5V的反向电场，使电子减速，电流表的示数间接反映了单位时间内能到达A极电子的多少。在原来真空的容器中充入稀薄汞蒸气后，发现K、G间电压U每升高4.9V时，电流表的示数I就会显著下降，如图乙所示。已知汞原子的基态与第一激发态之间的能量差为4.9eV，则下列说法中正确的是（    ） A．电子运动过程中可能与汞原子发生多次碰撞 B．电流增大是因为从汞蒸气中溢出的光电子增加 C．增大G、A间的电压，可以使电流表的示数减小 D．K、G间电压越大，单位时间内到达A极的电子数越多 4. （2025·浙江金华·三模）如图所示，一光电管的阴极用极限频率为的某种金属制成。现用频率为的紫外线照射阴极，当光电管阳极A和阴极K之间的电势差U=2.1V时，光电流达到饱和状态，此时电流表的示数为0.56μA。 已知普朗克常量。下列同学的判断正确的是（　　） A．阴极K金属的逸出功是 B．光电管每秒从K极逸出的光电子数为 C．光电子的最大初动能为 D．电子到达A极的最大动能是 5. （2025·浙江·二模）量子论使人们认识了微观世界的运动规律，并发展了一系列对原子、分子等微观粒子进行有效操控和测量的技术。图为利用扫描隧道显微镜将48个铁原子排成的“原子围栏”，围栏内电子的量子行为，出现一系列圆形的“纹路”。则（　　） A．纹路是电子运动的轨迹 B．纹路是电子干涉的结果 C．电子在中心点出现的概率最大 D．围栏内的电子不可能穿越围栏出来 6. （2025·浙江宁波·三模）习近平总书记在2025年新年贺词中提到“嫦娥六号首次月背采样，梦想号探秘大洋，深中通道踏浪海天，南极秦岭站崛起冰原，展现了中国人追梦星辰大海的豪情壮志”，下列说法正确的是（　　） A．嫦娥六号在月背起飞上升时，处于完全失重状态 B．研究“梦想”号大洋钻探船在海底的钻探轨迹时，钻头可以看作质点 C．港珠澳大桥全长约，一汽车过桥用时，则全程平均速度约为 D．南极秦岭站充分利用风能和太阳能发电，其中太阳能是来自太阳内部的核裂变 7. （2025·浙江·三模）月壤中含有丰富的，参与核反应释放巨大能量，同时几乎不产生具有长期放射性的核废料，因此是清洁、高效的未来能源。其核反应方程为，则（　　） A．X为质子，该核反应是α衰变 B．的比结合能比的比结合能大 C．核子平均释放的能量约为6.42MeV D．该反应的质量亏损约为 8. （2025·浙江嘉兴·三模）钍基熔盐反应堆主要采用钍232（）和铀238（）作为燃料。反应堆工作时，吸收中子转化为钚239（），核反应方程为，则（　　） A．核反应方程式中的X为 B．铀238的比结合能较钚239小 C．钚239的中子数比铀238多一个 D．核反应前后原子的质量数守恒，不存在质量亏损 9. （2025·浙江湖州·三模）如图所示，真空中有一平行板电容器，两极板分别由金属A和金属B（其极限波长分别为和）制成，板的面积均为S，板间距离为d。现用波长为的激光持续照射两板内表面，稳定后，则（　　） A．A板带正电，B板带负电 B．仅d增大，电容器带电荷量将减小 C．撤去激光，d增大，板间电场强度将变小 D．若改用波长为的激光照射，则产生的光电子运动的最远距离离B板为 10. （2025·浙江台州·二模）在一次核反应中，铀核变成了具有β放射性的氙核和锶核，同时放出了若干中子。的比结合能约为7.6MeV，的比结合能约为8.4MeV，的比结合能约为8.7MeV，下列说法正确的是（    ） A．核反应出现质量亏损，质量数减少 B．核反应将放出能量约208.1MeV C．若把全部分解为核子，将放出能量约1786MeV D．在生产约30cm厚的钢板时，可利用β射线的穿透能力对钢板的厚度进行自动控制 11. （2025·浙江金华·三模）一群处于能级的氢原子向低能级跃迁过程中发出不同频率的光，照射图乙所示的光电管阴极K，只有频率为和的光能使它发生光电效应。分别用频率为、的两个光源照射光电管阴极K，测得电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A．图甲中，氢原子向低能级跃迁一共发出6种不同频率的光 B．图乙中，用频率的光照射时，将滑片P向右滑动，电流表示数一定增大 C．图丙中，图线a所表示的光的光子能量为12.09eV D．a光和b光照射K极产生的光电子的德布罗意波长，必有a大于b 12. （2025·浙江台州·二模）光电传感器如图甲所示，若通过放大器的电流发生变化，工作电路立即报警。图乙为a，b两种单色光分别照射K极时，光电子到达A极时动能的最大值与光电管两端电压U的关系图像。则下列说法正确的是（    ） A．用同一装置做双缝干涉实验，a光的条纹间距较小 B．图乙中图线a、b的斜率均是电子电量的大小 C．单色光a、b的频率之比为1:2 D．图甲中电源电压及变阻器滑片位置不变，部分光线被遮挡，则放大器的电流将增大，一定会引发报警 13. （2025·浙江绍兴·三模）如图1所示，一束由两种频率的光组成的复色光照射阴极，调节滑动变阻器，记录电流表与电压表的示数，并用图像表示两者的关系（图2所示）。若用光单独照射，可得到遏止电压分别为，饱和电流分别为；若用光分别照射处于第一激发态的氢原子，只有光能使氢原子电离。下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $