2026年天津高考物理二轮复习讲练测易错08 近代物理基础（光电效应）（易错专练）（原卷版）

易错08近代物理基础（光电效应）目录目录第一部分易错点剖析易错典题避错攻略举一反三易错点1核心概念理解类易错点易错点2公式应用类易错点易错点3图像分析类易错点易错点4天津高考命题特色与避错技巧第二部分易错题闯关易错点1核心概念理解类易错点易错典题【例1】（2025·天津和平·模拟预测）氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线、、、，都是氢原子中电子从量子数的能级跃迁到的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，遏止电压最大的谱线是。避错攻略【方法总结】1.光电效应条件的本质误区易错：误将“光的强度”当作能否发生光电效应的判断依据，认为强光一定能打出光电子、弱光一定不能；混淆“光的强度”和“光的频率”的物理意义。避错：发生光电效应的唯一条件——入射光的频率ν>金属的极限频率ν₀，与光强、照射时间无关；光强的本质是单位时间内入射的光子数多少（I=nhν，n为光子数），仅决定打出光电子的数量（光电流大小）。2.光子能量与光电子最大初动能的混淆易错：直接认为“光子能量hν等于光电子的初动能”；忽略金属逸出功W₀的作用，忘记“光子能量先克服逸出功，剩余部分才为光电子最大初动能”。避错：光子能量是入射光的固有属性（E=hν），光电子的最大初动能是逸出后的动能最大值（Ekm=hν-W₀）；普通光电子的初动能≤Ekm（因电子在金属内需克服不同阻力），此公式为天津高考核心公式，必考。3.逸出功的概念与特性误区易错：认为逸出功W₀与入射光有关，频率越高逸出功越大；混淆“极限频率”和“逸出功”的对应关系，忘记二者的推导式。避错：逸出功W₀是金属的固有属性（由金属本身决定，如钾、钙、铜的W₀不同），与入射光无关；极限频率ν₀是金属发生光电效应的最小频率，满足W₀=hν₀，二者一一对应，此推导式常考填空。4.波粒二象性的关联误区易错：认为“光电效应仅证明光的粒子性，与波动性无关”；混淆光的“粒子性”和实物粒子的“粒子性”，忘记光子既有粒子性又有波动性。避错：光电效应直接证明光的粒子性（光子是能量的最小单位，能量一份一份传递），光的干涉、衍射证明波动性，光具有波粒二象性；天津高考常考“光电效应的物理意义”，需准确记忆。举一反三【变式1-1】（2025·天津·二模）在水下有一点光源沿同一方向发出两种不同颜色的光、，并以相同入射角斜射向空气，已知在空气中光折射角大于光，下列说法正确的是（）A．光在水中的折射率小于光B．光在水中的传播速度小于光在水中的传播速度C．同一双缝干涉装置，光干涉条纹间距大于光D．光恰能使某金属发生光电效应，则光也一定能【变式1-2】（2025·天津滨海新·三模）关于近代物理相关知识的描述，下列说法正确的是（）A．α粒子散射实验中少量α粒子发生了大角度偏转不是由电子造成的B．铀核衰变为（氡核要经过4次α衰变和4次β衰变C．在光电效应现象中，电子吸收光子的能量需要时间，所以用光照射金属板后，需等待一段时间才有光电流D．由玻尔理论可知，氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，同时电子的动能减小，电势能增大易错点2公式应用类易错点易错典题【例2】（2025·天津南开·一模）下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（）A．图甲中铀238核发生α衰变后的产物钍234核比铀238核少四个中子B．图乙中氘核和氚核核聚变成氦核并放出一个中子，核反应前后质量守恒C．图丙中一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时，最多可以放出3种不同频率的光D．图丁中为光电效应实验，用不同光照射某金属得到的I-U关系图，则a光频率最高避错攻略【方法总结】1.爱因斯坦光电效应方程的应用陷阱易错：公式Ekm=hν-W₀中，物理量单位混用（如h用6.63×10^{-34}J·s，ν用Hz，而W₀用eV）；计算时遗漏“最大”二字，将Ekm当作所有光电子的初动能。避错：①单位统一：要么全用国际单位（J、m、s），要么将h换算为4.136×10-15eV·s（计算更简便，天津高考偏爱eV单位）；②明确Ekm是最大值，只有从金属表面直接逸出的电子，初动能才等于Ekm。2.截止电压与最大初动能的关系误用易错：忘记截止电压Uc的物理意义，混淆eUc=Ekm的推导关系；认为截止电压与光强有关，强光对应更大的截止电压。避错：截止电压是使光电流为0的反向电压，本质是电场力做功抵消光电子的最大初动能，满足eUc=Ekm=hν-W₀；Uc仅与入射光频率ν和金属W₀有关，与光强、光电流无关，此关系为天津高考图像分析的核心。举一反三【变式2-1】（2025·天津宁河·一模）我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳波段光谱扫描成像。和分别为氢原子由和能级向能级跃迁产生的谱线（如图所示），则（）A．的频率比的大B．若照射某金属时发生光电效应，则照射该金属时一定发生光电效应C．分别用和照射同一个狭缝装置时，的衍射现象更明显D．分别用和照射同一个双缝干涉实验装置时，对应的相邻条纹间距更大【变式2-2】（2024·天津北辰·三模）a、b两束单色光分别用同一双缝干涉装置进行实验，在距双缝恒定距离的屏上得到如图所示的干涉图样，图甲是a光照射时形成的干涉图样，图乙是b光照射时形成的干涉图样。下列关于a、b两束单色光的说法正确的是（）A．a光子的能量较大B．在水中a光传播的速度较小C．若用b光照射某金属没有光电子逸出，则用a光照射该金属时也没有光电子逸出D．若a光是氢原子的核外电子从第四能级向第二能级跃迁时产生的，则b光可能是氢原子的核外电子从第三能级向第二能级跃迁时产生的易错点3图像分析类易错点易错典题【例3】（2025·天津滨海新·模拟预测）图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“双太阳”的示意图，图乙为a、b两种单色光穿过六角形冰晶的过程图，则（）A．太阳光照在转动的冰晶表面上，部分光线发生了全反射B．冰晶对a的折射率比对b的折射率大C．a光光子能量比b更大D．用a、b光在相同实验条件下做双缝干涉实验，a的条纹间距大避错攻略【方法总结】光电效应常考**Ekm-ν图像和I-U图像**，是最易丢分的题型，核心易错点集中在图像斜率、截距、交点的物理意义解读1.Ekm-ν图像的解读误区易错：误将图像斜率当作逸出功W₀，截距当作极限频率ν₀；认为不同金属的Ekm-ν图像斜率不同。避错：由Ekm=hν-W₀可知，图像为一条倾斜直线：斜率：k=h（普朗克常量，所有金属的斜率相同，天津高考常考此结论）；横轴截距：ν=ν₀（金属的极限频率，ν<ν₀时，Ekm<0，无光电效应）；纵轴截距（绝对值）：|b|=W₀（金属的逸出功）。2.光电流-电压（I-U）图像的解读误区易错：混淆饱和光电流和最大光电流，认为截止电压Uc与光强有关；误将反向电压区的电流当作光电流，忽略“截止电压使光电流为0”。避错：I-U图像分正向电压和反向电压，核心解读：饱和光电流：正向电压足够大时，光电流不再增大，大小与光强成正比（光越强，光子数越多，光电子数越多）；截止电压Uc：反向电压为Uc时，光电流为0，同一金属、同一入射光，Uc固定，与光强无关（天津高考常考“同一金属，不同光强的I-U图像，Uc相同，饱和光电流不同”）；光电流：只有正向电压或反向电压<Uc时，才有光电流。举一反三【变式3-1】（2025·天津·二模）在近代物理发展的过程中，实验和理论相互推动，促进了人们对世界的认识。下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（）A．图（a）所示的射线“1”为射线B．图（b）所示的中心亮斑为圆盘衍射而形成的泊松亮斑C．图（c）所示为粒子散射实验，实验发现极少数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进D．图（d）所示为氢原子能级图，一个处于第四能级的氢原子最多能辐射出6种光子【变式3-2】（2025·天津滨海新·三模）放射性同位素相对含量的测量在考古学中有重要应用。如图甲所示，将少量古木样品碳化、电离后，产生出电荷量均为q的12C和14C离子，从容器A下方的小孔S1进入加速电压为U的匀强电场中，其初速度可视为零。以离子刚射入磁场时的O点为坐标原点，水平向右为x轴正方向。x轴下方有垂直纸面向内的匀强磁场，磁感应强度为B，离子在磁场中行进半个圆周后被位于原点O右侧x轴上的收集器分别收集。一个核子的质量为m，不考虑离子重力及离子间的相互作用。(1)写出中子与发生核反应生成，以及衰变生成的两个核反应方程式；(2)求收集器收集到的12C和14C离子的位置坐标x12和x14；(3)由于加速电场的变化，可能会使两束离子到达收集器的区域发生交叠，导致两种离子无法完全分离。①若加速电压在区间范围内发生微小变化，为使两种离子完全分离，应小于多少？②若离子经过加速电压为U的特殊电场，从O点进入磁场时，与垂直x轴方向左右对称偏离，导致有一个散射角α，如图乙所示。为使两种离子完全分离，求最大散射角。[已知，若，，则]易错点4天津高考命题特色与避错技巧易错典题【例4】（2025·天津·一模）关于原子核的相关知识，以下说法正确的是（）A．核力普遍存在于原子核与电子之间B．氡222的半衰期是3.8天，镭226的半衰期是1620年，所以一个确定的氡222核一定比一个确定的镭226核先发生衰变C．核反应生成物质量小于反应物质量D．质子、中子、α粒子的质量分别是、、，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是避错攻略【知识链接】1.

考法固定：多以选择题为主，常结合“氢原子能级跃迁”（如光子能量与能级差的对应）、“波粒二象性”出组合题，光电效应单独考时侧重图像分析+公式计算。2.

细节挖坑：题干常设置“陷阱词”，如“光的强度”“最大初动能”“截止电压”“极限频率”，解题时先圈画，避免概念混淆。3.

结论性考点：天津高考偏爱考固定结论，如“Ekm-ν图像斜率为h，所有金属相同”“截止电压与光强无关”“饱和光电流与光强成正比”，需熟记。4.

单位换算：常考J与eV的换算（1eV=1.6×10-19J），计算时优先用eV单位，减少计算量，避免出错。举一反三【变式4-1】（2025·天津河西·二模）原子核的链式反应也可以在人工控制下进行。如图所示为当前普遍使用的“慢中子”核反应堆的示意图，铀棒是核燃料，其中一种反应方程为，已知该反应过程中释放的能量为，则下列说法正确的是（）A．的比结合能为B．捕获中子发生裂变，比更稳定C．新核Y含有89个核子D．镉棒的作用是使快中子变成慢中子【变式4-2】（2025·天津河东·二模）下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（）A．甲图中，汤姆孙通过对阴极射线的研究揭示了原子核有复杂结构B．乙图中，卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子C．丙图中，射线测厚装置可以使用放射性同位素发出的射线测钢板的厚度D．丁图中，由放射性元素剩余质量与原质量的比值随时间的变化规律可知其半衰期为3.8d1．（2025·天津河西·模拟预测）目前放射性元素镅应用广泛，是火灾自动报警器等设备内重要的放射源，其衰变方程为，已知核的质量为m1，核的质量为m2，X的质量为m3，真空中的光速为c，下列说法正确的是（）A．的比结合能大于的比结合能B．X为α粒子，衰变释放的能量，不是的结合能C．X为α粒子，钼的衰变会随环境温度降低逐渐变慢D．衰变后核核外电子处于高能级，向低能级跃迁发出γ射线2．（2025·天津河西·模拟预测）如图所示，O为半径为的半球形玻璃砖平面圆的圆心，虚线为玻璃砖的对称轴，一束复色光平行对称轴垂直射向玻璃砖，经玻璃砖折射后分成两种单色光、。已知复色光束与对称轴的距离为，光与对称轴的夹角为，不考虑光在玻璃砖内的反射，则下列说法正确的是（）A．玻璃砖对光的折射率大于B．将复色光向上平移，光最先消失C．在玻璃砖中光的波长小于光的波长D．若某金属被光照射恰好发生光电效应，则它被光照射也会发生光电效应3．（2025·天津·一模）甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为△x，若△x甲＜△x乙，比较甲、乙两种单色光，则下列说法正确的是（）A．真空中甲光的波长较长B．甲光能发生偏振现象，而乙光不能C．甲光发生全反射时的临界角较大D．乙光的光子能量较小4．（2025·天津·一模）下列说法正确的是（）A．观察者与波源互相靠近时接收到波的频率与波源频率不同B．核反应方程，X表示的是中子C．根据天然放射现象，卢瑟福提出了原子的核式结构D．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律5．（2025·天津红桥·一模）关于下列四幅图的说法正确的是（

）A．图甲是卢瑟福粒子散射实验，这个实验说明了原子具有核式结构B．图乙是光电效应实验，此时张开的验电器带负电，锌板带正电C．图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹，其中3为射线D．图丁是核反应堆示意图，其中大量原子核发生的是可控的聚变反应6．（2025·天津和平·一模）玉兔二号月球车是完成对月探索的重要工具。玉兔二号上装有核电池，核电池将核反应所释放的核能转换成电能，在漫长寒冷的月夜为玉兔二号提供能量，下列判断正确的是则（）A．核反应方程中的X为中子B．此反应属于核裂变反应C．的比结合能小于的比结合能D．月夜的寒冷导致该核反应速度变慢7．（2025·天津河西·一模）量子论不但深化和丰富了人类对自然界的认识，而且催生了一大批新技术，深刻地改变了人们的生活方式和社会形态。以下叙述正确的是（）A．随着温度升高，黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动B．爱因斯坦的光电效应方程可以很好地解释遏止电压和光的频率无关C．试电笔中的氖管，是由灯管内的气体原子从高能级向低能级跃迁而发光的D．宏观物体的质量比微观粒子大得多，它们运动时的动量很大，对应的德布罗意波的波长就很长8．（2025·天津·一模）“核钻石”电池是利用发生β衰变放能发电的新型电池，该电池具有使用寿命长、安全性高的优点。下列说法正确的是（）A．β衰变