2024年高考近代物理（4大陷阱）（含答案）

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易错点15近代物理

目录

01易错陷阱（4大陷阱）

02举一反三

［易错点提醒一】错误理解光电效应规律

【易错点提醒二】对玻尔理论的不够透彻

【易错点提醒三】不理解半衰期，求半衰期出现错误

【易错点提醒四】混淆结合能与比结合能

03易错题通关

易错陷阱1：不理解光电效应规律

【分析】光电效应规律的“四点”理解

①放不放光电子，看入射光的频率。

②放多少光电子，看光的强度。

③光电子的最大初动能大小，看入射光的频率。

④要放光电子，瞬时放。.

易错陷阱2：氢原子跃迁问题不能分清一群与一个、跃迁与电离

【分析】原子就能从低能态跃迁到高能态。原子发射或吸收光子时,满足玻尔理论的跃迁假设,

即hv=-E末.一群氢原子从量子数n的激发态跃迁到基态时,辐射光子形成光谱线条数为

C3原子的跃迁公式瓜=£初-E终只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情

况,对于光子和原子作用而使原子电离和实物粒子与原子作用而使原子激发的情况,则不受此条

件的限制.这是因为,原子一旦电离,原子结构即被破坏,因而不再遵守有关原子结构的理论.

易错陷阱3：不理解半衰期，求半衰期出现错误

【分析】半衰期由放射性元素的核内部本身的因素决定的。跟原子所处的物理（如压强、温

度等）或化学（如单质或化合物）状态无关.

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（半衰期是一个统计规律，只对大量原子核适用，对于少数个别的原子核，其衰变毫无规律,

何时衰变，不可预知.衰变速度越快的元素，半衰期越短;不同的放射性元素，半衰期不同，甚

至差别十分悬殊.

若半衰期一般用T表示，/表示衰变时间，表示放射性元素的初始原子核个数，N为经历

了n个半衰期后所剩余放射性元素的原子核个数，AN表示已衰变的放射性元素原子核个数；

加0表示放射性元素的初始质量，冽为经历了“个半衰斯所剩余放射性元素的质量，A加表示

己衰变的放射性元素的质量。则有如下4个公式：

m=m0祖。Am=m0-m=m0(l--)=m0(l-—)

易错陷阱4：不理解质能方程，不会计算核能。

【分析】不能认为有“质量亏损”所以核反应过程中的质量不守恒，也不能误认为质量与能

量之间存在转化的关系质量m与能量E符合爱因斯坦的质能方程AE=Amc2,这里c是真空

中的光速..根据质能方程，当能量增加了4E,那么它的质量也相应地增加△!!!,反过来也一

样.Z\E和△!!!间符合下述质能方程AE=AMC2.计算核能除根据爱因斯坦质能方程外，还有

利用阿伏加德罗常数和能的转化与守恒定律.

【易错点提醒一】错误理解光电效应规律

【例1】光电继电器是一种利用光电效应工作的仪器。当光照射到光电管阴极时，阴极会逸出

光电子，此时放大器中有电流流过，进而使得电磁继电器工作，实现自动控制。下列说法正确

的是（）

A.只要入射光的强度足够大，光电管就能发生光电效应，与光的频率无关

B.保持入射光的强度不变，增大入射光的频率，放大器中的电流将变小

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C.若将电源的正负极对调，放大器中的电流将减为零

D.若入射光的频率为〃，阴极材料的逸出功为％,普朗克常量为刀，则电子逸出时的动能

为配一%

【错解分析】认为发生光电效应的与光的强度无关而错选A,实际上发生光电效应的条件是入

射光的频率大于或等于截止频率

【答案】B

【详解】A.根据光电效应的条件可知，入射光的频率必须大于或等于阴极金属的截止频率才能

发生光电效应，A错误；

B.保持入射光的强度不变，增大入射光的频率，则单位时间照射到阴极单位面积上的入射光的

光子数目减少，即阴极单位时间单位面积上接收到的光子数将减少，故而阴极单位时间内逸出

的电子数减少，放大器中的电流也将减小，B正确；

C.若将电源的正负极对调，电源将提供反向减速电压，如果该反向电压可能没有达到遏止电压,

故而电流不一定为零，c错误；

D.根据&m=次-%可知，加-%为光电子的最大初动能，实际上电子逸出时的动能可能比

小，D错误。故选B。

【变式1T】小刘同学用如图所示的装置研究光电效应，己知。光的频率小于6光的频率，

两种光都能使阴极K发生光电效应，其中电压表可双向偏转。则下列说法正确的是（）

A.用。光照射，开关S接1可研究光电管中电流随电压U的变化情况

B.分别用两种光照射阴极K,开关S接2时，当电流表的示数为0时，Ua>Ub

C.减小。光的强度，阴极K可能不发生光电效应

D.。光照射阴极K产生的最大初动能的光电子对应的物质波长小于b光照射阴极K产生的

最大初动能的光电子对应的物质波长

【答案】A

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【详解】A.开关S接1,光电管上施加的是正向加速电压，可研究光电管中电流随电压。的变

化情况，故A正确；

B.开关S接2时，光电管上施加的是减速电压，根据线eUnE/由于匕可知

ua<ub

故B错误；

C.发生光电效应的条件是入射光的频率大于或等于截止频率，与光的强度无关，C错误；

D.根据上述可知，由于。光的频率小于6光的频率，则。光照射阴极K产生光电子的最大初

h

动能小一些，该光电子的最大动量也小一些，根据2=一可知，。光照射阴极K产生的最大初动

P

能的光电子对应的物质波长大于6光照射阴极K产生的最大初动能的光电子对应的物质波长，

故D错误。故选A

【变式1-2］爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年的诺贝

尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能为1n与入射光频率〃的关系如图2所示，其中％

为极限频率。从图中可以确定的是（）

A.当入射光频率□<%时，会逸出光电子

B.该金属的逸出功与入射光频率V有关

C.最大初动能稣皿与入射光强度成正比

D.图中直线的斜率为普朗克常量/!

【答案】D

【详解】根据光电效应方程可得Ekm=hv-W0=hv-hv0可知当入射光频率丫<%时，不会产生光

电效应现象，不会逸出光电子；该金属的逸出功只由金属材料本身决定，与入射光频率〃无关;

最大初动能与入射光强度无关；图中直线的斜率为普朗克常量鼠故选D。

【易错点提醒二】错误地理解跃迁规律

【例2】处于基态的氢原子在某单色光的照射下，只能发出频率为的三种光，且八<G<

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则照射光的光子能量为（）

A.h\B.hr2C.hr3D.h(及+&+q)

错解:许多同学认为在某单色光束的照射下,处于基态氯原子吸收了能量为h（q+々+々）的

光子后，将分别跃迁到能量为“八、hr.、hr.的激光态，然后处于这三个激发态的氢原子分别辐

射出能量为例、hr2>/肛的光子而跃迁到基态，所以选D。

易错分析：上述错误实际上是对玻尔理论的不够透彻，根据玻尔理论，处于基态（能量为

耳）的氢原子，吸收一个能量为h（q+々+々）的光子后，只能跃迁到["]|-E"

能量为E1+h（/]+々+々）的某个激发态，处于该激发态的原子的能量N2^3

（大于力勺）的比基态的能量高得多，由能级图可判定在这个能量为「I—EE11

片+h（6+%+勺）的激发态与基态之间的中间定态数量大于2的（比基态的能量高得越多，则相

邻的定态间的能量差越小），根据玻尔理论基础，处于该激发态的氢原子向较低的激发态或基态

跃迁时，就不只发出频率为例、帆、/丐的三种光，所以选项D是错误的。根据玻尔理论，

当处于基态的氢原子受到某单色光照射时，氢原子应吸收一个光子的能量如从基态（能量为

用）跃迁到某一定态（能量为旦）。如果处于该定态的氢原子向较低定态跃迁只能发出频率为

外,弓,弓的三种光,则由图上可以看出该定态与基态之间只能隔一个定态，由题意今,因

此在单色光束的照射下要使处于基态的氢原子跃迁到能量为纥的定态，照射光的光子能量应为

hq。故正确选项是C。

【变式2-1].（2023•山东•统考高考真题）“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%的光子从基态能级I跃迁至激发态能级n,然后自发辐射出

频率为匕的光子，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％的光子回到基态。该原子钟产生的钟激光的频率/

为（）

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A.%+匕+匕B.%+匕-匕C.匕）-匕+匕D.%-匕-%

【答案】D

【详解】原子吸收频率为％的光子从基态能级I跃迁至激发态能级n时有与-4=%%

且从激发态能级II向下跃迁到基态I的过程有1-&=牝+牝+牝联立解得%=%-匕-匕故

选D。

【变式2-2】.2（2023•湖北・统考高考真题）2022年10月，我国自主研发的“夸父一号”太阳

探测卫星成功发射。该卫星搭载的莱曼阿尔法太阳望远镜可用于探测波长为121.6nm的氢原子

谱线（对应的光子能量为10.2eV）。根据如图所示的氢原子能级图，可知此谱线来源于太阳中

氢原子（）

nE/eV

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

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

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

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

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

A.〃=2和〃=1能级之间的跃迁B.”=3和〃=1能级之间的跃迁

C.〃=3和"=2能级之间的跃迁D.〃=4和〃=2能级之间的跃迁

【答案】A

【详解】由图中可知〃=2和〃=1的能级差之间的能量差值为

A£=&-耳=-3.4eV-（-13.6eV）=10.2eV

与探测器探测到的谱线能量相等，故可知此谱线来源于太阳中氢原子n=2和n=\能级之间的跃

迁。

故选Ao

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【变式2-3].如图所示，图甲为氢原子能级图，大量处于”=3激发态的氢原子跃迁时，发出

频率不同的大量光子。其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流

随电压变化的图像如图丙。下列说法正确的是（）

nE/eV

8----------------0

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

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

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

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

甲

A.用能量为13.0eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离

B.阴极K金属的逸出功为6.09eV

C.光电子最大初动能与入射光的频率成正比

D.一个处于"=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率的光

【答案】B

【详解】A.根据电离条件可知，要使处于基态的氢原子电离，需用能量大于或等于13.6eV的

子照射，则用能量为13.0eV的光子照射，不可使处于基态的氢原子电离，故A错误；

B.大量处于〃=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出频率最高的光子对应〃=3到”=1的跃迁,

频率最高光子的能量为/"=4-&=12.09eV由图丙可得辐射光电子的最大初动能为

%1==6eV故阴极K金属的逸出功为/=加-&„=12.09eV-6eV=6.09eV故B正确；

C.由爱因斯坦光电效应方程反加-%可知光电子最大初动能与入射光的频率成一次函数关

系，但不是成正比，故c错误；

D.根据C；=3可知大量处于”=3能级的氢原子向基态跃迁时共3种频率的光，而一个处于

”=3能级的氢原子向基态跃迁时，最多只能放出2种不同频率的光，故D错误。故选

【易错点提醒三】错误理解半衰期，不会计算

【例3】关于半衰期，以下说法正确的是：

A.同种放射性元素在化合物中的半衰期比单质中长.

B.升高温度可以使半衰期缩短.

C.氨的半衰期为3.8天，若有四个氯原子核，经过7.6天就只剩下一个.

D.氨的半衰期为3.8天，4克氢原子核，经过7.6天就只剩下1克.

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易错分析：误认为半衰期与所处的物理状态和化学状态有关，错选B项，误认为半衰期不是一

个统计概念而错选X项

【答案】D

【详解】A

解析：半衰期与所处的物理状态和化学状态无关，半衰期是一个统计概念，只有大量的原子核

才成立；由半衰期有概念可知选项D正确.

【变式3-1]2023年8月24日日本向太平洋排放核污水后，近百名日本民众游行抗议核污水

排海计划，同时也导致许多国家禁止进口日本水产品。核污水中的放射性元素对人类社会和海

洋生态环境健康的潜在威胁难以估量，其中核反应之一为；；Sr-；；Y+X,：；Sr的半衰期为28年,

下列说法正确的是（）

A.该核反应；；Sr中发生了/衰变

B.环境温度升高，分子热运动剧烈程度增大，的半衰期减小

C.100个原子核经过28年，只剩50个袈Sr原子核未衰变

D.胃丫的比结合能比：；Sr的比结合能大

【答案】AD

【详解】A.由电荷数和质量数守恒可知X为电子，因此该核反应为;;Sr发生衰变，故A正

确；

B.环境温度变化，不会改变原子核的半衰期，故B错误；

C.半衰期是一个统计规律，只有针对大量原子核才有统计意义，100个黑Sr衰变具有随机性,

故C错误；

D.；；Sr衰变为放出分粒子，发生了质量亏损，而核子数不变，所以平均核子质量变小，比

结合能变大，故D正确。故选AD。

【变式3-2】（2023•海南海口•海南华侨中学校考模拟预测）钻60（6℃o）是金属元素钻的放

射性同位素之一，其半衰期为5.27年。钻60会通过发生B衰变释放能量高达315keV的高速电

子并衰变成为银60,同时会放出两束丫射线，则下列说法正确的是（）

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A.315keV=5.04xl0-12J

B.24个seo原子核经过两个半衰期后只剩下6个

C.p衰变释放的电子是由6℃o原子核内的中子转化为质子产生的

D.丫射线是6（0原子由激发态跃迁到基态辐射出来的

【答案】C

【详解】A.315keV=315xl03xl.6xl0-19J=5.04xl0-11J,故A错误；

B.半衰期是对大量原子核的统计规律，原子核的衰变是随机的，少量原子核的衰变不能按照半

衰期的定义计算，故B错误；

C.P衰变释放的电子是由6。。）原子核内的中子转化为质子产生的，故C正确；

D.丫射线是'°C。原子核由激发态跃迁到基态鞫射出来的，故D错误。故选

【易错点提醒四】混淆结合能与比结合能，不会计算核

【例4】原子核的比结合能随质量数变化的图像如图，下列说法正确的是（）

A.质量数越大的原子核，核子结合得越牢固

B.汨核比担e核稳定

C.吃Kr核的结合能大于豺5u核的结合能

D.两个核结合成$He核时释放能量

易错分析：混淆结合能与比结合能而错选C,误认为原子核比结合能较小，核子结合得牢

固而错选A

【答案】D

【详解】A、中等质量数的原子核比结合能较大，核子结合得牢固，故A错误；

B、汨核的比结合能比比担e核的比结合能小，所以担e更稳定，故B错误；

C、%Kr核的比结合能大于况5u核的比结合能，但是弱匕核的结合能小于比5u核

的结合能，故C错误;

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D、两个核结合成之He核时有质量亏损，则释放能量，故D正确；

故选：D。

【变式4-1】杯（鲁Pu）静止时衰变为激发态就U和a粒子，激发态铀核肾U立即衰变为稳

态铀核皆U,并放出能量为目的丫光子。已知杯呈Pu、稳态轴核肾U和a粒子的质量分别记

为啊口，加u和乙，衰变放出光子的动量可忽略且该过程释放的核能除去y光子的能量4外全部

转化为肾U和a粒子的动能。在匀强磁场中衰变产生的肾U和a粒子，两者速度方向均与磁场

垂直，做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（）

A.旨U和a粒子在磁场中匀速圆周运动轨迹为外切圆

B.行U的比结合能大于端Pu的比结合能

C.占u的动能为Eku=（加Pu-机u-m。）/-纥

D.a粒子的动能为Ek。=-""［。于一"％一机J。？一纥］

加u+mj

【答案】ABD

【详解】A.由题意可知衰变产生的禽5U和a粒子带电性相同，速度方向相反，故两粒子在同

一匀强磁场中外切，故A正确；

B.由于衰变时放出核能，比结合能增大，所以肾U的比结合能大于端Pu的比结合能，故B正

确；

C.由能量守恒可知后=/总+4由爱因斯坦质能方程可知£=（机"-加u-%），解得

线总=（mPu-加U-九）/-4故c错误；

D.根据动量守恒定律有0=%%+"1；丸总二后四+^^:人说+3加工联立可得

Ek«=-^—［（Wpu-Wu-mJc2-£］故D正确。故选ABDo

【变式4-2］（2023•甘肃•统考三模）目前俄乌冲突在持续进行中，乌境内最大的扎波罗热核电

站多次遭受炮火攻击，人们担忧如果战斗持续下去，可能导致核泄漏事故。扎波罗热核电站利

用铀核裂变释放出能量，如图所示原子核的平均结合能与质量数之间的关系图线，下列说法正

确的是（)

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A平均结合能/MeV

4-J3口

2MH

0J_______I______I______I______I______I______I______I______>

102050100150200250质量数

A.铀核裂变的一个重要核反应方程是第U甘Ba+累Kr+2；n

B.甘u核的平均结合能大于堞Ba核的平均结合能

C.三个中子和三个质子结合成;Li核时释放能量约为20MeV

D.；He核的平均核子质量小于;Li核的平均核子质量

【答案】D

【详解】A.铀核裂变的一个重要核反应方程是Tu+；nf『Ba+MKr+3；n,故A错误；

B.由图可知核的平均结合能小于堞Ba核的平均结合能，故B错误；

C.因为核子结合成原子核时，存在质量亏损，释放核能，所以三个中子和三个质子结合成；Li

核时释放能量，由题图可知Li核的平均结合能5Mev,所以其释放的核能约为E=6x5MeV=30MeV

故C错误；

D.由题图可知，；He核的平均结合能大于;Li核的平均结合能，平均结合能越大，平均核子质

量越小，所以；He核的平均核子质量小于;Li核的平均核子质量，故D正确；故选D。

1.如图为光电管的示意图。若用波长为4xl0-7m的单色光照射该光电管时，两板间可产生的最

大电压为1.7V。IXAc=1.25xlO-6eV-m,则下列判断正确的是（）

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A.该光电管K极的逸出功约为1.43eV

B.逸出光电子的最大初动能约为1.25eV

C.仅改变该单色光的强度，两板间的电压可能大于1.7V

D.若改用波长更长的单色光照射，两板间的电压可能大于L7V

【答案】A

he

【详解】A.根据耳=配一%=可该光电管K极的逸出功为/=〃*eU=〒-eU*1.43eV故

A正确；

B.逸出光电子的最大初动能稣=eU=L7eV故B错误；

C.当光照强度增大时，逸出光电子的最大初动能不变，极板间的电压不变，故C错误；

D.改用波长更长的光照射，频率变小，光子能量变小，逸出功不变，光电子的最大初动能变小,

两极板间的最大电压变小，故D错误。故选A。

2.研究光电效应的电路如图所示，用蓝光、较强的黄光和较弱的黄光分别照射密封真空管中的

金属极板K,极板发射出的光电子在电路中形成的光电流/与AK之间的电压U的关系图像如

A.2、3为用黄光照射时得到的曲线，曲线2对应的黄光较强

B.1、3为用黄光照射时得到的曲线，曲线1对应的黄光较强

C.当滑动变阻器的滑片在最左端时，电流表示数一定为零

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D.电压表示数越大，则光电流越大，截止频率越小

【答案】B

【详解】AB.蓝光较黄光频率高，根据光电效应方程线=淙-匕对溢出的光电子，再根据动能

定理可知线=eq解得-一因此蓝光的截止电压更高，2号曲线对应蓝光，1、3曲线对

ee

应黄光，而曲线1饱和电流较大，因此对应较强的黄光，曲线2对应较弱的黄光，故A错误，B

正确；

C.当滑动变阻器在最左端时，外接电压为零，此时光电效应产生的光电流不为零，故电流表示

数不为零，故c错误：

D.当光电流达到饱和时，光电流的大小和光的强度有关，与外接电压无关，外接电压再增大时,

电流大小不变，故D错误。故选B。

3.（2023年辽宁卷高考真题）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心,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为

【答案】A

【详解】A.由图可知①和③对应的跃迁能级差相同，可知①和③的能量相等，选项A正确；

B.因②对应的能级差小于④对应的能级差，可知②的能量小于④的能量，根据E=*可知②

的频率小于④的频率，选项B错误；

C.因②对应的能级差小于①对应的能级差，可知②的能量小于①，②的频率小于①，则若

用①照射某金属表面时能发生光电效应，用②照射该金属不一定能发生光电效应，选项c错误;

D.因④对应的能级差大于①对应的能级差，可知④的能量大于①，即④的频率大于①，因

用①照射某金属表面时能逸出光电子的最大初动能为耳,根据线=浜-明山功则用④照射该金

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属逸出光电子的最大初动能大于反，选项D错误。故选A。

4.（2024・四川巴中•统考模拟预测）下列说法正确的是（）

A.天然放射现象说明原子核具有复杂结构

B.有6个能发生a衰变的原子核经过一个半衰期一定还剩3个没有衰变的原子核

C.大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁能产生两种不同频率的光子

D.某种频率的光照射某金属表面能发生光电效应，所有光电子初动能都相等

【答案】A

【详解】A.天然放射现象说明原子核具有复杂结构，故A正确；

B.半衰期具有统计规律，对大量原子核适用，对少数原子核不适用，故有6个能发生a衰变的

原子核经过一个半衰期不一定还剩3个没有衰变的原子核，故B错误；

C.大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁能产生C：=3,3种不同频率的光子，故C错误；

D.某种频率的光照射某金属表面能发生光电效应，所有光电子初动能不一定相等，但最大初动

能一定相等，故D错误。故选A。

5.（2023•海南省直辖县级单位•文昌中学校考模拟预测）已知金属锌的逸出功为3.34eV,氢原

子能级分布如图所示，氢原子中的电子从"=3能级跃迁到〃=1能级可产生。光，从〃=2能级

跃迁到〃=1能级可产生6光。a光和b光的波长分别为4和4。现用。、6光照射到金属锌表面

均可产生光电效应，遏止电压分别为4和4。下列说法中正确的是（）

E/eV

Jn0

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

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

A.4<4

B.Ua<Ub

C.。光的光子能量为3.4eV

D.b光照射金属锌产生的光电子的最大初动能为&75eV

【答案】A

he

【详解】AC.根据能级跃迁规律可知，。光的光子能量为丁=&-&=12.09eV,台光的光子能

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重为

he

T=E「E\=10.2eV故a光的光子的能量大于b光的光子的能量，即。光的光子的频率大于b

光的光子的频率，所以A正确，C错误；

BD.根据爱因斯坦光电效应方程有=£"=仄-％），。光照射到金属锌表面产生的光电子的

最大初动能

几=8.75eV遏止电压&=8.75V,b光照射金属锌产生的光电子的最大初动能=6.86eV遏

止电压G,=6.86V故BD错误。故选A。

6.（2024•福建宁德•福建省宁德第一中学校考一模）如下左图是用于研究光电效应的实验装置,

右图是氢原子的能级结构。实验发现”=4跃迁到〃=2时发出的某种光照射左图实验装置的阴极

时，发现电流表示数不为零，慢慢移动滑动变阻器触点c,发现电压表读数大于等于0.8V时，

电流表读数为零，下列说法正确的是（）

HE左V

8O

54

4-o5

3.51

-To.8

2.45O

-T3

6

3.

A."=4跃迁到〃=2的光电子动能为2.55eV

B.滑动变阻器触点c向。侧慢慢移动时，电流表读数会增大

C.其他条件不变，一群氢原子处于"=4能级跃迁发出的光，总共有3种光可以发生光电效

应

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，根据频率

和电压关系可以精确测量普朗克常数

【答案】D

【详解】A.〃=4跃迁到〃=2的光子能量为2.55eV,当电压大于等于0.8V时，溢出来最大动

能的光电子被截止，说明光电子最大初动能为0.8eV。根据光电效应方程加-%,=。可知该材

料的逸出功/）=L75eV

故A错误；

B.滑动变阻器触点c慢慢向。端移动，增加反向截止电压，电流表读数会减小，甚至有可能出

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现电流读数为零，故B错误；

C.从〃=4向下跃迁，一共可以发射出C：=6种光，其中〃=4跃迁到〃=3的光子能量小于逸出

功，所以总共5种光可以发生光电效应，故C错误；

D.根据光电效应方程切-匕=U可知只要记录光子频率、截止电压就能精确测量普朗克常数,

故D正确。

故选D。

7.（2023・安徽合肥•合肥市第八中学校考模拟预测）如图是氢原子电子轨道示意图，a、6两束

光是由处在〃=4态的氢原子跃迁到”=2态和力=1态时产生的，现分别用°、6两束单色光照射

同一光电管阴极时，都发生了光电效应，则关于。、6这两束光，下列说法正确的是（）

A.a、6两束光的光子能量满足%

B.光子动量P0>0,

C.两束光照射光电管时对应的遏止电压4

D.入射同一双缝干涉装置上，相邻亮纹的间距此

【答案】D

【详解】A.由题意，根据凶=%-纥可知，处在〃=4态的氢原子跃迁到〃=2态产生。光子

的能量小于处在"=4态的氢原子跃迁到〃=1态时产生的6光子的能量，即£“<J故A错误；

B.根据£=/?♦可知，。光子的波长大于6光子的波长；根据光子的动量公式P=:可知，光子

动量

P0<0故B错误；

C.依据光电效应方程4=加-沙及Ek=e。可知两束光照射光电管时对应的遏止电压S<4

高考材料

故c错误；

D.根据双缝干涉的条纹间距公式Ax=可知，波长较小的6光子，其光束的干涉条纹间距更

a

小，即

Ax。＞故D正确。故选D。

8.（2023・广东梅州•统考一模）“拒绝烟草，沽身自好。”烟草内含有较高的放射性陀元素针、铅、

镭等，其中朴元素在衰变过程中会释放射线，严重可致人肺癌。已知针元素的衰变方程是

；：°Po-TPb+X,半衰期为138天，则下列说法正确的是（）

A.X的电离能力比7射线弱

B.季Po的衰变为口衰变

C.；：°P。衰变的过程中质量守恒

D.随着方°P。的不断衰变，其半衰期会变小

【答案】B

【详解】A.根据质量数和电荷数守恒可知X是;He,故答P。的衰变为。衰变，X的电离能力

比/射线强，故A错误，B正确；

C.；：°P。衰变的过程中质量数守恒，该过程存在质量亏损，质量不守恒，故C错误；

D.半衰期只由原子核内部结构决定，适应于大量原子核，随着，'P。的不断衰变，其半衰期会

不会变化，故D错误。故选B。

9.（2023・湖南郴州•统考三模）氧核需Rn衰变成朴核舞po,其核反应方程为

■Rn-^Po+X,氨核的半衰期为3.8天，一个静止的公Rn衰变释放的能量为£,且能量完

全转化为两粒子的动能，则下列说法正确的是（）

A.方程式中的X是质子

B.该核反应前、后的质量守恒，且电荷数守恒

C.50个氢核器Rn经过3.8天还剩25个氢核算Rn

109

D.衰变释放出的X粒子的动能为

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【答案】D

【详解】A.核反应方程满足质量数和电荷数守恒，所以X的质量数为222-218=4

电荷数为86-84=2所以X为氢核;He,故A错误；

B.核反应前后的电荷数和质量数都守恒，但质量有亏损，因为核反应过程伴随有能量产生，

故B错误；

C.半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量的原子核衰变不适用，故C错误；

D.一个静止的需Rn衰变为新核和X粒子的动量相等，设X粒子的动能为耳，新核的动能为

马，根据

£E,218109109

第=2可得U=丁=二厂又回+马=£联立解得X粒子的动能为g=—E故D正确。故选

ImA24z111

Do

10.（2024•陕西宝鸡•校联考模拟预测）自然界的铀中99.28%是铀238,铀238发生衰变产生新

核社234,其衰变方程为声U—＞：：Th+X+y,则下列说法正确的是（）

A.铀238发生的是£衰变B.X比y的穿透能力更强

C.声U的比结合能小于记Th的比结合能D.y只能由原子核的衰变产生

【答案】C

【详解】A.根据质量数、电荷数守恒可知，X为白粒子，铀238发生的是口衰变。故A错误;

B.X为a粒子，X比y的穿透能力更弱。故B错误；

C.衰变后生成的新核更稳定，比结合能更大，即露U核的比结合能小于第Th核的比结合能。

故C正确；

D.原子核衰变和核反应均可产生y射线。故D错误。故选C。

11.（2023•青海西宁•统考二模）自然界存在的放射性元素的原子核并非只发生一次衰变就达到

稳定状态，而是要发生一系列连续的衰变，最终达到稳定状态。某些原子核的衰变情况如图所

示（N表示中子数，Z表示质子数），则下列说法正确的是（）

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A.由常Ra到需8Ac的衰变是a衰变

B.已知竽Ra的半衰期是T,则8个第Ra原子核经过27时间后还剩4个

C.从常Th到著Pb共发生5次a衰变和2次p衰变

D.图中原子核发生的a衰变和p衰变分别只能产生a射线和p射线

【答案】C

【详解】A.由常Ra到算Ac的衰变方程为皆Raf；8Ac+上即为0衰变，故A错误；

B.半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数的原子核不适用，故B错误；

C.从招Th到普Pb质量数少20,则发生了5次a衰变，根据反应前后质量数、电荷数守恒可

得，发生2次B衰变，故c正确；

D.图中发生a衰变和。衰变时，往往伴随丫射线产生，故D错误。故选C。

12.（2023・河北唐山•开滦第一中学校考一模）如图是玻尔解释氢原子光谱画出的能级图，已知

可见光光子的能量范围约为L62eV〜3.1leV。大量处于〃=5能级的氢原子向低能级跃迁，发出

若干频率的光子，设普朗克常量为人下列说法正确的是（）

/

〃

54

45

31

2

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

A.能产生6种不同频率的光子

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B.能产生10种不同频率的光子

C.能产生6种不同频率的可见光

D.能产生3种不同频率的可见光

【答案】BD

【详解】AB.大量处于〃=5能级的氢原子向低能级跃迁，可以发现C；=10种不同频率的光子,

故A错误，B正确；

CD.氢原子处于〃=5能级不稳定会自发向低能级跃迁，根据可见光光子的能量范围约为

1.62eV~3.11eV,可知只有从〃=5、〃=4、〃=3跃迁到〃=2的光子能量在可见光范围内，所

以由高能级向低能级跃迁发出10种不同频率的光子，只有3种是可见光，故C错误，D正确。

故选BD。

13.（2024•浙江•校联考模拟预测）几种金属的逸出功和氢原子的能级图如图所示，己知可见光

的光子能量在1.62eV-3.11eV之间。现有大量氢原子处于激发态，则（）

表几种金属的截止频率和逸出功

金属鸨钙钠钾锄

14

vc/10/fe10.957.735.535.445.15

WJeV4.543.202.292.252.13

n赖曼系巴耳末系帕邢系布喇开系E/eV

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

।।।।।

27…4H出-----------------3.40-I

1卫曲------------------------13.6基态

A.氢原子的能级En指的是氢原子中电子的动能

B.氢原子从„=4能级跃迁到〃=3时会辐射出具有显著热效应的电磁波

C.处于"=3能级的氢原子在跃迁时辐射出的光子于可以使钾金属发生光电效应，光电子的

最大初动能可能为12.09eV

D.氢原子从能级3跃迁到能级2和从能级4跃迁到能级2均辐射出可见光，用这两种光在

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同一双缝干涉装置做实验，前者的相邻条纹间距更大

【答案】BD

【详解】A.氢原子的能级纥指的是氢原各个状态的能量值，包括氢原子的电势能和动能，故A

错误；

B.氢原子从〃=4能级跃迁到n=3时会辐射出光子的能量为"=4-&=0.66eV

属于红外线，即具有显著热效应的电磁波，故B正确；

C.根据题意可知，大量处于"=3能级的氢原子在跃迁时，可以辐射3种光子，即从〃=3跃迁

至U〃=2、从〃=2跃迁至U"=l和从〃=3跃迁至"=1,而从〃=3跃迁到”=1跃迁辐射光子的能量

最大，最大值为(-1.51eV)-(-13.6eV)=12.09eV,若使钾金属发生光电效应，则逸出光电子的最大

初动能为

J,=12.09eV-2.25eV=9.84eV可知光电子的最大初动能不可能为12.09eV,故C错误；

D.从能级3跃迁到能级2辐射光子的能量为(-1.51eV)-(-3.4eV尸1.89eV；从能级4跃迁到能级2

辐射光子的能量为(-0.85eV)-(-3.4eV尸2.55eV,则两者都是可见光；因从能级3跃迁到能级2辐

射光子的能量比从能级4跃迁到能级2均辐射出可见光的能量小，由公式后=与可知，从能级3

跃迁到能级2辐射出可见光的波长较大，则用这两种光在同一双缝干涉装置做实验，根据

1=4彳可知，前者的相邻条纹间距更大，故D正确。故选BD。

a

14.如图所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于"=4的激发态，当向低能级跃迁时辐

射出若干种不同频率的光，下列说法正确的是()

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

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

A.这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光

B.由〃=2能级跃迁到“=1能级产生的光的频率最小

C.用〃=2能级跃迁到〃=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铝能发生光电效应

D.由〃=4能级跃迁到n=l能级产生的光波长最大

【答案】C

【详解】A.根据大量氢原子在不同能级释放出光子的种数〃z=C；可知，当〃=4时，会释放6