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专题15原子物理——2025届浙江省物理选考三年高考一年模拟
1. （2024 浙江）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ν31、ν32和ν21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ν31的光，其动量为
B．频率为ν31和ν21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hν32
C．频率为ν31和ν21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．若原子从n＝3跃迁至n＝4能级，入射光的频率ν34′
2. （2024 浙江）如图所示，金属极板M受到紫外线照射会逸出光电子，最大速率为vm。正对M放置一金属网N，在M、N之间加恒定电压U。已知M、N间距为d（远小于板长），电子的质量为m，电荷量为e，则（ ）
A．M、N间距离增大时电子到达N的动能也增大
B．只有沿x方向逸出的电子到达N时才有最大动能
C．电子从M到N过程中y方向位移大小最大为
D．M、N间加反向电压时电流表示数恰好为零
3. （2024 浙江）氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示，此四条谱线满足巴耳末公式，n＝3、4、5、6……用Hδ和Hγ光进行如下实验研究，则（ ）
A．照射同一单缝衍射装置，Hδ光的中央明条纹宽度宽
B．以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖，Hδ光的侧移量小
C．以相同功率发射的细光束，真空中单位长度上Hγ光的平均光子数多
D．相同光强的光分别照射同一光电效应装置，Hγ光的饱和光电流小
4. （多选）（2024 浙江）下列说法正确的是（ ）
A．相同温度下，黑体吸收能力最强，但辐射能力最弱
B．具有相同动能的中子和电子，其德布罗意波长相同
C．电磁场是真实存在的物质，电磁波具有动量和能量
D．自然光经玻璃表面反射后，透过偏振片观察，转动偏振片时可观察到明暗变化
5. （2023 浙江）被誉为“中国天眼”的大口径球面射电望远镜已发现660余颗新脉冲星，领先世界。天眼对距地球为L的天体进行观测，其接收光子的横截面半径为R。若天体射向天眼的辐射光子中，有η（η＜1）倍被天眼接收，天眼每秒接收到该天体发出的频率为ν的N个光子。普朗克常量为h，则该天体发射频率为ν光子的功率为（ ）
A． B．
C． D．
6. （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
7. （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
8. （2022 浙江）图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n＝3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠。下列说法正确的是（ ）
A．逸出光电子的最大初动能为10.80eV
B．n＝3跃迁到n＝1放出的光电子动量最大
C．有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应
D．用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到n＝4激发态
9. （2024 浙江）发现中子的核反应方程为→X，“玉兔二号”巡视器的核电池中钚238的衰变方程为型→正确的是（ ）
A．核反应方程中的X为
B．衰变方程中的Y为
C．中子n的质量数为零
D．钚238的衰变吸收能量
1. （2024 浙江）已知氘核质量为2.0141u，氚核质量为3.0161u，氦核质量为4.0026u，中子质量为1.0087u，阿伏加德罗常数NA取6.0×1023mol﹣1，氘核摩尔质量为2g mol﹣1，1u相当于931.5MeV。关于氘与氚聚变成氦，下列说法正确的是（ ）
A．核反应方程式为
B．氘核的比结合能比氦核的大
C．氘核与氚核的间距达到10﹣10m就能发生核聚变
D．4g氘完全参与聚变释放出能量的数量级为1025MeV
2. （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
3. （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
4. （多选）（2022 浙江）秦山核电站生产C的核反应方程为Nn→C+X，其产物C的衰变方程为C→Ne。下列说法正确的是（ ）
A．X是H
B．C可以用作示踪原子
C．e来自原子核外
D．经过一个半衰期，10个C将剩下5个
5. （多选）（2022 浙江）2021年12月15日秦山核电站迎来了安全发电30周年，核电站累计发电约6.9×1011kW h，相当于减排二氧化碳六亿多吨。为了提高能源利用率，核电站还将利用冷却水给周围居民供热。下列说法正确的是（ ）
A．秦山核电站利用的是核聚变释放的能量
B．秦山核电站发电使原子核亏损的质量约为27.6kg
C．核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应的速度
D．反应堆中存在→Ba的核反应
6. （2024 镇海区校级三模）下列说法不正确的是（ ）
A．无线电波的接收，需要先调谐再解调
B．照相机镜头玻璃的颜色是光的干涉造成的
C．汤姆孙求出了阴极射线的比荷，并粗略测到了该种粒子的电荷量，发现了电子
D．核子结合成原子核释放的能量叫作结合能，结合能越大，原子核越稳定
7. （2024 浙江模拟）π+介子会发生衰变，反应方程式为π+→μ++vμ，即生成一个μ+介子和一个vμ中微子。在云室中观测到π+介子衰变时产生部分粒子的轨迹如图。轨迹所在平面与磁场垂直，两段圆弧相切于P点，且rπ+：rμ+＝2：1。则μ+和vμ粒子的动量之比为（ ）
A．3：1 B．1：2 C．2：1 D．1：3
8. （2024 浙江模拟）在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家用放射性材料——PuO2作为发电能源为火星车供电。PuO2中的Pu元素是Pu。发生α衰变后生成新原子核X，衰变的半衰期为87.7年，则（ ）
A．衰变的核反应方程为Pu→Xe
B．原子核X的比结合能比Pu小
C．α衰变时Pu原子核会向低能级跃迁，并放出y光子
D．大约要经过263年会有87.5%的Pu原子核发生衰变
9. （2024 金东区校级模拟）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．核聚变的核反应燃料主要是铀235
B．核聚变反应过程中没有质量亏损
C．氘氚核聚变的核反应方程为
D．相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能少
10. （2024 台州二模）核能的利用可有效减少碳排放。某次核聚变实验中向目标输入了2.05兆焦的能量，产生了3.15兆焦的聚变能量输出。下列说法正确的是（ ）
A．该核反应的方程可能是
B．生成物比反应物更稳定，因此生成物的比结合能更小
C．产生3.15兆焦的能量只需要质量为3.5×10﹣11kg的反应物
D．该核反应必须使核之间的距离达到10﹣15m以内，因此需要极高的温度
11. （2024 温州三模）2024年2月19日中国科学家成功合成两种新的核素：锇160（）、钨156（）。锇160发生α衰变发射出的高能粒子能使空气电离，钨156发生β+衰变（正电子）生成钽156（）。下列说法正确的是（ ）
A．不同温度下，锇160的半衰期不同
B．能使空气电离的高能粒子主要是γ射线
C．钨156发生β+衰变产生的新核与钨156是一对同位素
D．钱160发生α衰变产生的钨156的比结合能大于锇160的比结合能
12. （2024 金华二模）如图所示，2023年11月2日，日本东京电力公司启动第三批福岛核污染水排海。核污染水虽然经过“多核素去除设备”（ALPS）处理，但核污染水中的氚（）很难被分离清除，氚会通过食物链在人体内累积，对人的伤害将不可估量。其衰变方程为→，半衰期为12.5年，下列说法正确的是（ ）
A．衰变过程核子总质量不变
B．衰变放出的是由原子核外电子受激发而产生
C．受核污染的海产品经过高温烹煮不能去除其放射性
D．在食物链传递过程中，其半衰期会逐渐缩短
13. （2024 镇海区校级模拟）烟雾自动报警器中装有放射性元素镅241，其衰变方程为Am→Np+X+γ，Am的半衰期为432年。下列说法正确的是（ ）
A．方程中的X为β粒子
B．Np的比结合能小于Am
C．核反应的三种射线中，γ射线的电离能力最弱
D．若有1000个Am原子核，经过432年后将剩下500个Am原子核未衰变
14. （2024 浙江模拟）我国利用小型辐照装置研究病毒灭活，其主要原理是辐照源钴Co衰变后产生镍Ni和X粒子，并放出射线，利用射线、X粒子束产生的电离作用，使病毒失去感染性。已知钴60的半衰期为5.27年，下列说法正确的是（ ）
A．X粒子为中子
B．该衰变属于β衰变，反应放出的射线是一种电磁波
C．的结合能比该反应产生的新核的大
D．1g钴60经21年后约有发生了衰变
15. （2024 温州二模）下列说法正确的是（ ）
A．研究“天问一号”调整姿态，利用相机拍摄火星表面地貌时，“天问一号”可视为质点
B．国产大飞机C919商业首飞，航行时间约2h，航程约1100km，其中“2h”指的是时刻
C．“中国天眼”探测到的引力波，传播速度为光速，若频率为10﹣9Hz，则其波长比可见光长
D．全球最大实验性核聚变反应堆开始运行，核反应方程为
16. （2024 浙江模拟）钍基熔盐核反应堆不仅发电效率高，而且核废料污染小，具有广阔的应用前景。本身不能直接使用，需经过一系列核反应后先生成，再衰变生成，利用中子轰击发生裂变后释放核能，其典型产物是和，已知的半衰期为27天，则（ ）
A．裂变反应的方程为
B．的结合能大于的结合能
C．大量的经过54天后有四分之一发生了衰变
D．发生的是β衰变
17. （2024 绍兴二模）钠的放射性同位素Na经过一次衰变后产生稳定的镁（Mg），已知Na的半衰期为15h，将一个放射强度为每秒3.2×104次的Na溶液样本注射到某病人血液中，45h后从该病人体内抽取6mL的血液，测得其放射强度为每秒5次。下列说法正确的是（ ）
A．该衰变过程为α衰变
B．Na进入到血液后半衰期变长
C．45h后样本放射强度变为原来的
D．该病人体内血液的总体积约为4.8L
18. （2024 乐清市校级三模）下列说法正确的是（ ）
A．爱因斯坦提出的光子说并否定了光的波动说
B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的裂变反应
C．大量氢原子从n＝4 激发态跃迁到n＝2 的激发态时，可以产生4种不同频率的光子
D．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子的核式结构并可以估测原子核的大小
19. （2024 西湖区校级模拟）人眼对绿光最为敏感，如果每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。现有一个光源以0.1W的功率均匀地向各个方向发射波长为530nm的绿光，眼睛最远在多大距离能够看到这个光源。假设瞳孔在暗处的直径为4mm，且不计空气对光的吸收。普朗克常数h＝6.63×10﹣34J S（ ）
A．2×105m B．2×107m C．4×106m D．4×108m
20. （2024 浙江模拟）用各种频率的光照射两种金属材料得到遏止电压Uc随光的频率ν变化的两条图线1、2，图线上有P和Q两点。下列说法正确的是（ ）
A．图线1、2一定平行
B．图线1对应金属材料的逸出功大
C．照射同一金属材料，用Q对应的光比P对应的光产生的饱和电流大
D．照射同一金属材料，用P对应的光比Q对应的光溢出的电子初动能大
21. （2024 浙江模拟）用如图所示装置研究光电效应现象．某单色光照射光电管阴极K，能发生光电效应．闭合S，在A和K间加反向电压，调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰好为零，此电压表示数U称为反向截止电压．根据U可计算光电子的最大初动能Ekm．分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测得的反向截止电压分别为U1和U设电子质量为m，电荷量为e，则下列关系式中不正确的是（ ）
A．频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度是
B．阴极K金属的逸出功W＝hν1﹣eU1
C．阴极K金属的极限波长小于
D．普朗克常数h
22. （2024 浙江模拟）已知太阳光垂直射到地球表面上时，地球表面的单位面积上单位时间接收到的太阳光的能量为P0，假如认为太阳光为单一频率的光，且波长为λ，光速为c，普朗克常量为h。由于地球离太阳很远，所以照射到地球表面的太阳光可近似看成平行光。现有一个半径为R的半球体，球心为O，倒扣在地面上，太阳光垂直于地面入射到半球面上，如图甲所示。图乙为平放在地面上的半径同为R的圆盘。由于太阳光的作用，会使半球体或圆盘受到一个向下的压力。为研究该压力，小杨同学在半球面上取一条很窄的环带状球面ABCD，AB是一个以O1为圆心的圆的直径，CD是以O1正上方离O1很近的O2图中未画出）为圆心的圆的直径，∠AOO1＝θ。由于AD很短，故整个环带状球面可看成与水平方向成θ角的斜面。设该环带状球面的面积为S1其在地面上的投影记为S2，则下列说法中正确的是（ ）
A．光子动量的变化量大小
B．单位时间打到半球面上的光子数
C．假设所有照射到球面上的太阳光均被吸收，则S1面上所受压力大小为
D．假设太阳光直接穿过球面照射到S2上再被S2反射，反射前后频率不变，且反射方向遵循光的反射定律，则S2面上所受压力大小为
23. （2024 温州二模）如图所示，是研究光电效应的电路图。实验时，入射光频率大于阴极K金属材料的截止频率。当滑动变阻器的滑片从最左端逐渐滑到最右端过程中，关于光电流I与光电管两端电压U的关系可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
24. （2024 浙江模拟）如图所示，能级间的跃迁产生不连续的谱线，从不同能级跃迁到某一特定能级就形成一个线系，比如：巴耳末系就是氢原子从n＝3，4，5……能级跃迁到n＝2的能级时辐射出的光谱，其波长λ遵循以下规律：R为常数，下列说法正确的是（ ）
A．氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级时辐射出的光子，在巴耳末系中波长最短
B．氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子放出光子，其核外电子的动能增大
C．用能量为14.0eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，受照射后，氢原子能跃迁到n＝4的能级
D．用大量电子去撞击一群处于基态的氢原子，使处于基态的氢原子跃迁到n＝4能级的电子德布罗意波长
25. （2024 绍兴二模）如图所示，波长为λ的光子照射逸出功为W的金属表面，由正极板中央P点逸出的光电子（电荷量为e）经由电压为U的平行电极板作用后，最后经由负极板上方的小孔Q飞出。已知正负极板相距L，小孔Q与负极板中心相距D。假设小孔不影响电场的分布和电子的运动，W+eU，下列说法正确的是（ ）
A．P点逸出的光电子初动能一定为W
B．从Q点飞出的电子动能最大值为W﹣eU
C．从Q点飞出的电子动能一定大于
D．若正负极互换但电压大小不变，则从Q点飞出的电子动能一定等于W+eU
26. （2024 金华二模）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。“夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线。硬X射线是波长很短的光子，设波长为λ。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，且太阳辐射硬X射线的总功率为P。卫星探测仪镜头正对着太阳，已知卫星探测仪镜头面积为S，卫星离太阳中心的距离为R，普朗克常量为h，光速为c，则卫星探测仪镜头每秒接收到该种光子数为（ ）
A． B．
C． D．
27. （2023 嘉兴二模）如图1所示是一款光电烟雾探测器的原理图。当有烟雾进入时，来自光源S的光被烟雾散射后进入光电管C，光射到光电管中的钠表面时会产生光电流。如果产生的光电流大于10﹣8A，便会触发报警系统。金属钠的遏止电压Uc随入射光频率ν的变化规律如图2所示，则（ ）
A．要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能小于5.0×107m
B．图2中图像斜率的物理意义为普朗克常量h
C．触发报警系统时钠表面每秒释放出的光电子数最少是N＝6.25×1010个
D．通过调节光源发光的强度来调整光电烟雾探测器的灵敏度是不可行的
28. （2024 嘉兴一模）如图所示为研究光电效应和霍尔效应的装置示意图。光电管和霍尔片串联，霍尔片的长、宽、高分别为a、b、c，该霍尔片放在磁感应强度大小为B、方向平行于c边的匀强磁场中。闭合电键S，入射光照到阴极时，电流表A显示的示数为I，该电流I在霍尔片中形成沿电流方向的恒定电场为E，电子在霍尔片中的平均速度v＝μE，其中电子迁移率μ为已知常数。电子电量为e，电子的质量为m。霍尔片单位体积内的电子数为n，则（ ）
A．霍尔片前后侧面的电压为
B．霍尔片内的电场强度为
C．通过调节滑动变阻器，可以使电流表的示数减为零
D．当滑动变阻器滑片右移后，单位时间到达光电管阳极的光电子数一定大于
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专题15原子物理——2025届浙江省物理选考三年高考一年模拟
1. （2024 浙江）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ν31、ν32和ν21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ν31的光，其动量为
B．频率为ν31和ν21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hν32
C．频率为ν31和ν21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．若原子从n＝3跃迁至n＝4能级，入射光的频率ν34′
【解答】解：A.根据光子的动量公式
根据波长、波速和频率的关系
根据能级公式hν＝E3﹣E1
联立解得，故A错误；
B.根据光电效应方程Ekm＝hν﹣W0
由于逸出功W0相同
因此两种光射入时逸出电子最大初动能之差ΔEkm＝hΔν＝h（ν31﹣ν21）＝hν32，故B正确；
C.根据双缝干涉条纹间距公式
两种光发生干涉时的条纹间距之差
而
代入数据解得，故C错误；
D.因为入射光是光子，则跃迁时氢原子吸收的能量必为能级的差值，则对应光子的频率，故D错误。
故选：B。
2. （2024 浙江）如图所示，金属极板M受到紫外线照射会逸出光电子，最大速率为vm。正对M放置一金属网N，在M、N之间加恒定电压U。已知M、N间距为d（远小于板长），电子的质量为m，电荷量为e，则（ ）
A．M、N间距离增大时电子到达N的动能也增大
B．只有沿x方向逸出的电子到达N时才有最大动能
C．电子从M到N过程中y方向位移大小最大为
D．M、N间加反向电压时电流表示数恰好为零
【解答】解：AB．根据动能定理，从金属板M上逸出的光电子到到达N板时
解得：
根据上述表达式可知，粒子到达N板时的动能与两极板间距无关，与电子从金属板中逸出的方向无关，故AB错误；
C．平行极板M射出的电子到达N板时在y方向的位移最大，则电子从M到N过程中y方向最大位移为
y＝vmt
解得：
故C正确；
D．M、N间加反向电压电流表示数恰好为零时，则
解得：
故D错误。
故选：C。
3. （2024 浙江）氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示，此四条谱线满足巴耳末公式，n＝3、4、5、6……用Hδ和Hγ光进行如下实验研究，则（ ）
A．照射同一单缝衍射装置，Hδ光的中央明条纹宽度宽
B．以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖，Hδ光的侧移量小
C．以相同功率发射的细光束，真空中单位长度上Hγ光的平均光子数多
D．相同光强的光分别照射同一光电效应装置，Hγ光的饱和光电流小
【解答】解：根据巴耳末公式，我们可以知道Hα、Hβ、Hγ、Hδ分别对应n＝3、4、5、6的谱线。
A、用Hδ和Hγ光照射同一单缝衍射装置，光的波长越长，中央明条纹宽度越宽。由于Hγ光的波长较Hδ的长，所以Hγ光的中央明条纹宽度最宽，故A错误。
B、Hγ光的波长较长，根据：
可知Hγ光的频率较小，则Hγ光的折射率较小，在平行玻璃砖的偏折较小，Hγ光的侧移量小，故B错误；
C、Hγ光的频率较小，Hγ光的光子能量较小，以相同功率发射的细光束，Hγ光的光子数较多，真空中单位长度上Hγ光的平均光子数多，故C正确；
D、若Hδ、Hγ光均能发生光电效应，相同光强的光分别照射同一光电效应装置，Hγ光的频率较小，Hγ光的光子能量较小，Hγ光的光子数较多，则Hγ光的饱和光电流大，Hδ光的饱和光电流小，故D错误。
故选：C。
4. （多选）（2024 浙江）下列说法正确的是（ ）
A．相同温度下，黑体吸收能力最强，但辐射能力最弱
B．具有相同动能的中子和电子，其德布罗意波长相同
C．电磁场是真实存在的物质，电磁波具有动量和能量
D．自然光经玻璃表面反射后，透过偏振片观察，转动偏振片时可观察到明暗变化
【解答】解：A．相同温度下，黑体吸收和辐射能力最强，故A错误；
B．根据德布罗意波长公式
根据动量大小与动能的关系
联立解得
由于电子质量较小，其德布罗意波长较长，故B错误；
C．电磁场是真实存在的物质，电磁波具有动量和能量，故C正确；
D．自然光在玻璃、水面等表面反射时，反射光可视为偏振光，透过偏振片观察，转动偏振片时能观察到明暗变化，故D正确。
故选：CD。
5. （2023 浙江）被誉为“中国天眼”的大口径球面射电望远镜已发现660余颗新脉冲星，领先世界。天眼对距地球为L的天体进行观测，其接收光子的横截面半径为R。若天体射向天眼的辐射光子中，有η（η＜1）倍被天眼接收，天眼每秒接收到该天体发出的频率为ν的N个光子。普朗克常量为h，则该天体发射频率为ν光子的功率为（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：以天体为球心，在天眼处对应的球形的表面积为S1＝4πL2
天眼接收光子的横截面的面积为S2＝πR2
天眼接收光子的功率为P1＝Nhν
该天体发射频率为ν光子的功率P P1
故A正确，BCD错误；
故选：A。
6. （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
【解答】解：A、电子的动量公式为：
根据双缝干涉实验的条纹间距公式可得：
联立解得：pe，故A正确；
B、根据动能和动量的关系可得：
，故B错误；
C、根据光电效应方程可得：
联立解得：，故C错误；
D、光子的能量为：
E0＝W0+Ek
同时，光子的动量p＝mc
光子的能量E0＝mc2
联立解得：p，故D正确；
故选：AD。
7. （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
【解答】解：A、根据玻尔理论可知，氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光Ⅰ的能量值大于氢原子从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ的能量值，根据E＝hν，可知氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光Ⅰ的波长小于氢原子从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ的波长，所以图1中的Hα对应的是Ⅱ，故A错误；
B、由A的判断可知Ⅱ的波长大，根据可知，图3中的干涉条纹对应的是Ⅱ，故B错误；
C、可见光Ⅱ的波长大，根据p可知可见光Ⅱ的对应的光子的动量小，故C正确；
D、根据Ek＝hν﹣W0和Ek＝eUc，结合可见光Ⅱ的能量值小，可知光Ⅰ对应的遏止电压比Ⅱ的对应的遏止电压大，即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，故D正确。
故选：CD。
8. （2022 浙江）图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n＝3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠。下列说法正确的是（ ）
A．逸出光电子的最大初动能为10.80eV
B．n＝3跃迁到n＝1放出的光电子动量最大
C．有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应
D．用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到n＝4激发态
【解答】解：AB、一群处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多能产生3种不同频率的光子，故其中从n＝3能级跃迁到n＝1能级产生的光子能量最大，频率最大，波长最短.
逸出光电子的最大初动能为：
Ek＝hν﹣w0＝E3﹣E1﹣w0
代入数据解得：Ek＝9.8eV
由德布罗意波公式 λ
知p，从n＝3能级跃迁到n＝1能级产生的光子动量最大，
故A错误，B正确；
C、从n＝2能级的氢原子跃迁到n＝3需要E＝﹣1.51eV﹣（﹣3.40eV）＝1.89eV的光子能量，1.89eV＜2.29eV，不能使金属钠发生光电效应，故C错误；
D、n＝4能级的氢原子跃迁发出的光的能量可以是E＝﹣0.85eV﹣（﹣1.51eV）＝0.66eV，用0.85eV的光子照射，不满足能量差等于能级3到能级4的能量差值，氢原子不能跃迁到n＝4激发态，故D错误；
故选：B。
9. （2024 浙江）发现中子的核反应方程为→X，“玉兔二号”巡视器的核电池中钚238的衰变方程为型→正确的是（ ）
A．核反应方程中的X为
B．衰变方程中的Y为
C．中子n的质量数为零
D．钚238的衰变吸收能量
【解答】解：A.设X的质量数为A、电荷数为Z；
根据质量数守恒4+9＝A+1，解得A＝12
根据电荷数守恒2+4＝Z+0，解得Z＝6
因此X为，故A正确；
B.同理，Y对应的质量数为4，电荷数为2，因此Y为，故B错误；
C.中子的质量数为1，故C错误；
D.衰变过程要释放能量，故D错误。
故选：A。
1. （2024 浙江）已知氘核质量为2.0141u，氚核质量为3.0161u，氦核质量为4.0026u，中子质量为1.0087u，阿伏加德罗常数NA取6.0×1023mol﹣1，氘核摩尔质量为2g mol﹣1，1u相当于931.5MeV。关于氘与氚聚变成氦，下列说法正确的是（ ）
A．核反应方程式为
B．氘核的比结合能比氦核的大
C．氘核与氚核的间距达到10﹣10m就能发生核聚变
D．4g氘完全参与聚变释放出能量的数量级为1025MeV
【解答】解：A、核反应过程质量数和电荷数守恒，可知核反应方程式为：，故A错误；
B、氘核的比结合能比氦核的小，故B错误；
C、氘核与氚核发生核聚变，它们间的距离达到10﹣15m以内才可以发生核聚变，故C错误；
D、一个氘核与一个氚核聚变反应过程，质量亏损为：Δm＝2.0141u+3.0161u﹣4.0026u﹣1.0087u＝0.0189u
聚变反应释放的能量：ΔE＝Δm×931.5MeV＝0.0189u×931.5MeV≈17.6MeV
4g氘含有氚核的个数：
4g氘完全参与聚变释放出能量：E＝N ΔE＝1.2×1024×17.6MeV≈2.11×1025MeV，数量级为1025MeV，故D正确。
故选：D。
2. （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
【解答】解：A、由质量数守恒得：X＝238﹣4＝234
故A错误；
B、He的穿透能力比γ射线弱，故B错误；
C、Pu衰变过程释放能量，比结合能增大，即Pu比U的比结合能小，故C正确。
D、半衰期的大小反映衰变的快慢，与所处的物理环境无关，故D错误。
故选：C。
3. （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
【解答】解：A、C能自发进行β衰变，根据质量数守恒与电荷数守恒可知，其衰变方程为：→，故A错误；
B、β衰变产生的电子是β衰变过程中中子转化为一个质子同时放出一个电子形成的，故B错误；
C、半衰期是放射性物质固有属性，由原子核自身的因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关，温度变化不能改变碳14的半衰期，故C错误；
D、测得一古木样品的C含量为活体植物的，根据，可知经过了两个半衰期，所以该古木距今约为：N＝2T＝2×5730年＝11460年，故D正确。
故选：D。
4. （多选）（2022 浙江）秦山核电站生产C的核反应方程为Nn→C+X，其产物C的衰变方程为C→Ne。下列说法正确的是（ ）
A．X是H
B．C可以用作示踪原子
C．e来自原子核外
D．经过一个半衰期，10个C将剩下5个
【解答】解：A、根据质量数守恒和核电荷数守恒知，生产C的核反应方程为Nn→CH，故A正确；
B、根据同位素标记法可知产物C可以用作示踪原子，故B正确；
C、产物C的发生β衰变产生电子来源于核内中子转变成质子过程，故C错误；
D、半衰期具有统计学意义，少量原子无意义，故D错误；
故选：AB。
5. （多选）（2022 浙江）2021年12月15日秦山核电站迎来了安全发电30周年，核电站累计发电约6.9×1011kW h，相当于减排二氧化碳六亿多吨。为了提高能源利用率，核电站还将利用冷却水给周围居民供热。下列说法正确的是（ ）
A．秦山核电站利用的是核聚变释放的能量
B．秦山核电站发电使原子核亏损的质量约为27.6kg
C．核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应的速度
D．反应堆中存在→Ba的核反应
【解答】解：A、目前核电站均利用铀核裂变释放的能量发电，故A错误；
B、秦山核电站30年累计发电约6.9×1011kW h，根据爱因斯坦质能方程得
Δmkg＝27.6kg，
核反应产生的能量不能完全转化为电能，故质量亏损比27.6kg更多，故B错误；
C、铀核裂变可通过反应堆中的镉棒控制链式反应速度，故C正确；
D、用一个中子轰击铀核，产生3个中子，铀核裂变方程式为：→Ba，其中核反应方程两端的中子不能约去，故D正确；
故选：CD。
6. （2024 镇海区校级三模）下列说法不正确的是（ ）
A．无线电波的接收，需要先调谐再解调
B．照相机镜头玻璃的颜色是光的干涉造成的
C．汤姆孙求出了阴极射线的比荷，并粗略测到了该种粒子的电荷量，发现了电子
D．核子结合成原子核释放的能量叫作结合能，结合能越大，原子核越稳定
【解答】解：A.无线电接收过程：首先通过接收天线把信号送到高频处理电路，通过谐振检测出需要的有用信号，通过放大，解调和滤波后，就还原出原来的低频信号了，故需要先调谐再解调，故A正确；
B.照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象，因为可见光有“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”七种颜色，而膜的厚度是唯一的，所以只能照顾到一种颜色的光让它完全进入镜头，一般情况下都是让绿光全部进入的，这种情况下，你在可见光中看到的镜头反光其颜色就是淡紫色，因为这反射光中已经没有了绿光，故B正确；
C.汤姆孙求出了阴极射线的比荷，并粗略测到了该种粒子的电荷量，发现了电子，故C正确；
D.核子结合成原子核释放的能量叫作结合能，比结合能越大，即平均结合能越大，原子核越稳定，故D错误；
本题选择不正确的，故选：D。
7. （2024 浙江模拟）π+介子会发生衰变，反应方程式为π+→μ++vμ，即生成一个μ+介子和一个vμ中微子。在云室中观测到π+介子衰变时产生部分粒子的轨迹如图。轨迹所在平面与磁场垂直，两段圆弧相切于P点，且rπ+：rμ+＝2：1。则μ+和vμ粒子的动量之比为（ ）
A．3：1 B．1：2 C．2：1 D．1：3
【解答】解：π+介子和μ+介子在磁场中均做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可得：
，解得动量p＝mv＝eBr
衰变前π+介子的运动轨迹为AP，其动量大小为：
衰变后μ+介子的运动轨迹为PD，其动量大小为：
则
衰变时满足动量守恒定律，以衰变前π+介子运动方向为正方向，则有：
解得：pμ+：pvμ粒子的动量之比为＝1：3，故D正确，ABC错误。
故选：D。
8. （2024 浙江模拟）在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家用放射性材料——PuO2作为发电能源为火星车供电。PuO2中的Pu元素是Pu。发生α衰变后生成新原子核X，衰变的半衰期为87.7年，则（ ）
A．衰变的核反应方程为Pu→Xe
B．原子核X的比结合能比Pu小
C．α衰变时Pu原子核会向低能级跃迁，并放出y光子
D．大约要经过263年会有87.5%的Pu原子核发生衰变
【解答】解：A、根据质量数守恒与电荷数守恒，该衰变方程为Pu→XHe，故A错误；
B、该衰变释放能量，生成物比反应物更稳定，比结合能越大原子核越稳定，所以原子核X的比结合能比Pu大，故B错误；
C、α衰变时生成的新原子核X会向低能级跃迁，并放出γ光子，故C错误；
D、有87.5%的原子核发生衰变，根据半衰期公式得：，解得：n＝3
即该过程需要经过三个半衰期，即为t＝3T＝3×87.7年≈263年，故D正确。
故选：D。
9. （2024 金东区校级模拟）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．核聚变的核反应燃料主要是铀235
B．核聚变反应过程中没有质量亏损
C．氘氚核聚变的核反应方程为
D．相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能少
【解答】解：A、铀235是核裂变的反应燃料，核聚变的核反应燃料主要是氘核和氚核，故A错误；
B、核聚变反应过程中放出大量能量，有质量亏损，故B错误；
C、根据质量数守恒和核电荷数守恒可知，氘氚核聚变的核反应方程为
，故C正确；
D、相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多，故D错误；
故选：C。
10. （2024 台州二模）核能的利用可有效减少碳排放。某次核聚变实验中向目标输入了2.05兆焦的能量，产生了3.15兆焦的聚变能量输出。下列说法正确的是（ ）
A．该核反应的方程可能是
B．生成物比反应物更稳定，因此生成物的比结合能更小
C．产生3.15兆焦的能量只需要质量为3.5×10﹣11kg的反应物
D．该核反应必须使核之间的距离达到10﹣15m以内，因此需要极高的温度
【解答】解：A.核反应方程是查德威克发现质子的人工核反应方程，不是核聚变方程，故A错误；
B.生成物比反应物更稳定，说明生成物的比结合能比反应物的比结合能更大，故B错误；
C.当3.5×10﹣11kg反应物全部消耗（质量完全损失）时，产生的能量根据质能方程可得E＝mc2＝3.5×10﹣11×3×108×3×108J＝3.15×106J，即3.5兆焦，但核反应过程中，反应物会转化成新的物质存在，即反应物的质量不可能完全消耗，也就不可能产生3.5兆焦的能量，故C错误；
D.当分子间距越小时，分子间的斥力就越大，所以为了使原子核的间距足够小，必须给反应物极高的温度，高温会增大分子的动能，可以克服分子间的斥力做更多的功，使原子核的间距更接近达到10﹣15m以内，故D正确。
故选：D。
11. （2024 温州三模）2024年2月19日中国科学家成功合成两种新的核素：锇160（）、钨156（）。锇160发生α衰变发射出的高能粒子能使空气电离，钨156发生β+衰变（正电子）生成钽156（）。下列说法正确的是（ ）
A．不同温度下，锇160的半衰期不同
B．能使空气电离的高能粒子主要是γ射线
C．钨156发生β+衰变产生的新核与钨156是一对同位素
D．钱160发生α衰变产生的钨156的比结合能大于锇160的比结合能
【解答】解：A.半衰期与温度无关，故A错误；
B.能使空气电离的高能粒子主要是α射线，γ射线几乎没有电离能力，故B错误；
C.由题意可知 钨I56发生β+衰变产生的新核的电荷数为74﹣1＝73，钨I56发生β+衰变产生的新核与钨156质子数不同，故二者不是同位素，故C错误；
D.比结合能越大越稳定，自然衰变的产物的比结合能会变大，故饿160发生α衰变产生的钨156的比结合能大于锇160的比结合能，故D正确。
故选：D。
12. （2024 金华二模）如图所示，2023年11月2日，日本东京电力公司启动第三批福岛核污染水排海。核污染水虽然经过“多核素去除设备”（ALPS）处理，但核污染水中的氚（）很难被分离清除，氚会通过食物链在人体内累积，对人的伤害将不可估量。其衰变方程为→，半衰期为12.5年，下列说法正确的是（ ）
A．衰变过程核子总质量不变
B．衰变放出的是由原子核外电子受激发而产生
C．受核污染的海产品经过高温烹煮不能去除其放射性
D．在食物链传递过程中，其半衰期会逐渐缩短
【解答】解：A、衰变过程中会释放能量，根据质能方程可知，反应后的质量会减小，故A错误；
B、衰变释放出的电子是由于原子核内的变化产生的，与核外电子无关，故B错误；
C、放射性为物理性质，高温亨煮无法除去，故C正确；
D、半衰期为物理性质，不会随着食物链传递而缩短周期的，故D错误
故选：C。
13. （2024 镇海区校级模拟）烟雾自动报警器中装有放射性元素镅241，其衰变方程为Am→Np+X+γ，Am的半衰期为432年。下列说法正确的是（ ）
A．方程中的X为β粒子
B．Np的比结合能小于Am
C．核反应的三种射线中，γ射线的电离能力最弱
D．若有1000个Am原子核，经过432年后将剩下500个Am原子核未衰变
【解答】解：A．由衰变过程电荷数守恒和质量数守恒可知，X的质量数A＝241﹣237＝4，电荷数Z＝95﹣93＝2，可知X为α（）粒子，故A错误；
B．衰变的过程中释放能量，而且α粒子的比结合能比较小，可知的比结合能大于，故B错误；
C．核反应的三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故C正确；
D．半衰期为大量粒子的统计规律，对少数粒子不一定适用，故D错误。
故选：C。
14. （2024 浙江模拟）我国利用小型辐照装置研究病毒灭活，其主要原理是辐照源钴Co衰变后产生镍Ni和X粒子，并放出射线，利用射线、X粒子束产生的电离作用，使病毒失去感染性。已知钴60的半衰期为5.27年，下列说法正确的是（ ）
A．X粒子为中子
B．该衰变属于β衰变，反应放出的射线是一种电磁波
C．的结合能比该反应产生的新核的大
D．1g钴60经21年后约有发生了衰变
【解答】解：A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X粒子质量数为0，电荷数为z＝28﹣29＝﹣1，X为电子，故A错误；
B．X粒子为电子，则该衰变属于β衰变，反应放出的射线为γ射线，是一种电磁波，故B正确；
C．衰变时放出能量，生成物更稳定比结合能更大，由于两原子核核子数都为60，所以的结合能比该反应产生的新核的小，故C错误；
D．钴60的半衰期为5.27年，21年约为钴60的4个半衰期，1g钴60经21年后未衰变的质量约为m，所以发生衰变的质量为，
故D错误。
故选：B。
15. （2024 温州二模）下列说法正确的是（ ）
A．研究“天问一号”调整姿态，利用相机拍摄火星表面地貌时，“天问一号”可视为质点
B．国产大飞机C919商业首飞，航行时间约2h，航程约1100km，其中“2h”指的是时刻
C．“中国天眼”探测到的引力波，传播速度为光速，若频率为10﹣9Hz，则其波长比可见光长
D．全球最大实验性核聚变反应堆开始运行，核反应方程为
【解答】解：A.由于研究“天问一号”运行姿态，这个时候是不能把物体当作质点的，如果把它看成质点就无法研究姿态，故A错误；
B.这里的“2h”指的是运行时间，不是时刻，故B错误；
C.天眼的波长概率为厘米波，其波长远大于可见光，故C正确；
D.该核反应方程为核裂变反应方程，不是核聚变反应，故D错误。
故选：C。
16. （2024 浙江模拟）钍基熔盐核反应堆不仅发电效率高，而且核废料污染小，具有广阔的应用前景。本身不能直接使用，需经过一系列核反应后先生成，再衰变生成，利用中子轰击发生裂变后释放核能，其典型产物是和，已知的半衰期为27天，则（ ）
A．裂变反应的方程为
B．的结合能大于的结合能
C．大量的经过54天后有四分之一发生了衰变
D．发生的是β衰变
【解答】解：A、根据重核裂变的特点可知，吸收一个慢中子后才会发生裂变，核反应方程前后的中子不能约掉，故A错误；
B、根据比结合能与核子个数的关系知的比结合能比的比结合能略小，但的核子的数目是的2倍多，可知的结合能小于的结合能，故B错误；
C、已知的半衰期为27天，则结合54天，即经过了2个半衰期，剩余的的为原来的，则有四分之三发生了衰变，故C错误；
D、根据电荷数守恒、质量数守恒可知，衰变生成的过程中放出的粒子的质量数为A＝233﹣233＝0，电荷数z＝91﹣92＝﹣1，可知放出的粒子为电子，则发生的衰变为β衰变，故D正确。
故选：D。
17. （2024 绍兴二模）钠的放射性同位素Na经过一次衰变后产生稳定的镁（Mg），已知Na的半衰期为15h，将一个放射强度为每秒3.2×104次的Na溶液样本注射到某病人血液中，45h后从该病人体内抽取6mL的血液，测得其放射强度为每秒5次。下列说法正确的是（ ）
A．该衰变过程为α衰变
B．Na进入到血液后半衰期变长
C．45h后样本放射强度变为原来的
D．该病人体内血液的总体积约为4.8L
【解答】解：A、根据衰变过程中电荷量和质量数守恒可知该衰变产物为e，为β衰变，故A错误；
B、半衰期与外界因素无关，Na进入到血液后半衰期不变，故B错误；
C、Na的半衰期为15h，45h＝3×15h，则45h后样本放射强度变为原来的，故C错误；
D、第一次测量时放射强度为每秒3.2×104次，3个半衰期后，每秒钟衰变次数应为3.2×104×（）3＝4×103（次），现从该病人体内抽取6mL的血液，测得其放射强度为每秒5次，故血液总量应是mL＝4800mL＝4.8L，故D正确。
故选：D。
18. （2024 乐清市校级三模）下列说法正确的是（ ）
A．爱因斯坦提出的光子说并否定了光的波动说
B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的裂变反应
C．大量氢原子从n＝4 激发态跃迁到n＝2 的激发态时，可以产生4种不同频率的光子
D．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子的核式结构并可以估测原子核的大小
【解答】解：A、爱因斯坦提出的光子说成功解释了光电效应，并未否定光的波动性，故A错误；
B、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，又称为热核反应，故B错误；
C、大量氢原子从n＝4激发态跃迁到n＝2的激发态时，可以产生3种不同频率的光子，故C错误；
D、卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子的核式结构并可以估测原子核的大小，故D正确。
故选：D。
19. （2024 西湖区校级模拟）人眼对绿光最为敏感，如果每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。现有一个光源以0.1W的功率均匀地向各个方向发射波长为530nm的绿光，眼睛最远在多大距离能够看到这个光源。假设瞳孔在暗处的直径为4mm，且不计空气对光的吸收。普朗克常数h＝6.63×10﹣34J S（ ）
A．2×105m B．2×107m C．4×106m D．4×108m
【解答】解：眼睛能察觉到的每秒射入眼睛的光子能量为：E
光源每秒辐射的能量为：E'＝Pt
瞳孔在暗处的半径为r2mm＝0.002m
设眼睛能够看到光源的最远距离为R，则：E
将λ＝530nm＝530×10﹣9m代入解得：R≈211000m≈2×105m
故A正确，BCD错误。
故选：A。
20. （2024 浙江模拟）用各种频率的光照射两种金属材料得到遏止电压Uc随光的频率ν变化的两条图线1、2，图线上有P和Q两点。下列说法正确的是（ ）
A．图线1、2一定平行
B．图线1对应金属材料的逸出功大
C．照射同一金属材料，用Q对应的光比P对应的光产生的饱和电流大
D．照射同一金属材料，用P对应的光比Q对应的光溢出的电子初动能大
【解答】解：A、由光电效应方程及动能定理可得eUc＝Ekm＝hν﹣W，可得Uc，可知图线的斜率表示，则图线的斜率相同，图线1、2一定平行，故A正确；
B、由Uc，可知入射光的频率相等的情况下，图线1的遏止电压较大，所以图线1对应金属材料的逸出功小，故B错误；
C、由于饱和光电流仅仅与入射光的强弱有关，可知根据图中的条件不能判断Q对应的光比P对应的光产生的饱和电流哪一个大，故C错误；
D、由Ekm＝hν﹣W，可知光电子的最大初动能只与入射光的频率以及金属的逸出功有关，由图可知P的频率小，则照射同一金属材料，用P对应的光比Q对应的光溢出的电子初动能小，故D错误。
故选：A。
21. （2024 浙江模拟）用如图所示装置研究光电效应现象．某单色光照射光电管阴极K，能发生光电效应．闭合S，在A和K间加反向电压，调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰好为零，此电压表示数U称为反向截止电压．根据U可计算光电子的最大初动能Ekm．分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测得的反向截止电压分别为U1和U设电子质量为m，电荷量为e，则下列关系式中不正确的是（ ）
A．频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度是
B．阴极K金属的逸出功W＝hν1﹣eU1
C．阴极K金属的极限波长小于
D．普朗克常数h
【解答】解：A、光电子在电场中做减速运动，根据动能定理得：﹣eU1＝0，则得光电子的最大初速度vm1．故A正确。
B、D根据爱因斯坦光电效应方程得：
hγ1＝eU1+W ①
hγ2＝eU2+W ②
由①得：金属的逸出功W＝hν1﹣eUl。
联立①②得：h．故BD正确，
C、根据题意可知，用频率为ν1的单色光照射阴极，能发生光电效应，则极限频率小于ν1，则金属的极限波长大于，故C错误。
本题选错误的
故选：C。
22. （2024 浙江模拟）已知太阳光垂直射到地球表面上时，地球表面的单位面积上单位时间接收到的太阳光的能量为P0，假如认为太阳光为单一频率的光，且波长为λ，光速为c，普朗克常量为h。由于地球离太阳很远，所以照射到地球表面的太阳光可近似看成平行光。现有一个半径为R的半球体，球心为O，倒扣在地面上，太阳光垂直于地面入射到半球面上，如图甲所示。图乙为平放在地面上的半径同为R的圆盘。由于太阳光的作用，会使半球体或圆盘受到一个向下的压力。为研究该压力，小杨同学在半球面上取一条很窄的环带状球面ABCD，AB是一个以O1为圆心的圆的直径，CD是以O1正上方离O1很近的O2图中未画出）为圆心的圆的直径，∠AOO1＝θ。由于AD很短，故整个环带状球面可看成与水平方向成θ角的斜面。设该环带状球面的面积为S1其在地面上的投影记为S2，则下列说法中正确的是（ ）
A．光子动量的变化量大小
B．单位时间打到半球面上的光子数
C．假设所有照射到球面上的太阳光均被吸收，则S1面上所受压力大小为
D．假设太阳光直接穿过球面照射到S2上再被S2反射，反射前后频率不变，且反射方向遵循光的反射定律，则S2面上所受压力大小为
【解答】解：B.由于太阳光垂直于地面入射到半球面上，则单位面积上单位时间光子数，故B错误；
C.在Δt时间内，射到S1面上的光子数为
光子被完全吸收，光子受到的力F1，根据动量定理
代入数据联立解得，故C错误；
A.在Δt时间内，射到S1面上的光子数仍为N1，所有光子均被反射，设每个光子被反射前、后的动量变化量为Δp；
光子在S1面反射前、后的动量如图所示：
因此动量的变化，方向垂直于S1面，故A错误；
D.设S2面所受到的光子作用力为F2，根据动量定理
在Δt时间内，射到S2面上的光子数为
代入数据联立解得，故D正确。
故选：D。
23. （2024 温州二模）如图所示，是研究光电效应的电路图。实验时，入射光频率大于阴极K金属材料的截止频率。当滑动变阻器的滑片从最左端逐渐滑到最右端过程中，关于光电流I与光电管两端电压U的关系可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：由于入射光频率大于金属的截止频率，滑动变阻器的滑片在最左端时光电管两端电压为零，由于存在光电流，所以电流表中的示数不为零，随着滑动片从最左端向右慢慢滑动过程中，滑动片P左端的电阻变大，电压表的示数变大，正向电压变大，则光电流也逐渐增大，当电流达到饱和值后，即使光电管两端电压再增加，光电流也不再增大，故A正确，BCD错误。
故选：A。
24. （2024 浙江模拟）如图所示，能级间的跃迁产生不连续的谱线，从不同能级跃迁到某一特定能级就形成一个线系，比如：巴耳末系就是氢原子从n＝3，4，5……能级跃迁到n＝2的能级时辐射出的光谱，其波长λ遵循以下规律：R为常数，下列说法正确的是（ ）
A．氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级时辐射出的光子，在巴耳末系中波长最短
B．氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子放出光子，其核外电子的动能增大
C．用能量为14.0eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，受照射后，氢原子能跃迁到n＝4的能级
D．用大量电子去撞击一群处于基态的氢原子，使处于基态的氢原子跃迁到n＝4能级的电子德布罗意波长
【解答】解：A、根据玻尔理论可知氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级时辐射出的光子，在巴耳末系中光子中能量值最小，则波长最长，故A错误；
B、氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子放出光子，其核外电子的轨道半径静止，由牛顿第二定律得Ek，据此可知电子动能增大。故B正确；
C、用光子能量为14.0eV的光照射基态的氢原子，由于14.eV＞13.6eV，能够使其电离，故C错误；
D、n＝1和n＝4间的能级差为E4﹣E1，由于用电子撞击基态的氢原子，电子动能的一部分被吸收，所以电子的能量应大于其能级差，即E＝hν，所以电子的德布罗意波长，故D错误。
故选：B。
25. （2024 绍兴二模）如图所示，波长为λ的光子照射逸出功为W的金属表面，由正极板中央P点逸出的光电子（电荷量为e）经由电压为U的平行电极板作用后，最后经由负极板上方的小孔Q飞出。已知正负极板相距L，小孔Q与负极板中心相距D。假设小孔不影响电场的分布和电子的运动，W+eU，下列说法正确的是（ ）
A．P点逸出的光电子初动能一定为W
B．从Q点飞出的电子动能最大值为W﹣eU
C．从Q点飞出的电子动能一定大于
D．若正负极互换但电压大小不变，则从Q点飞出的电子动能一定等于W+eU
【解答】解：A、从P点逸出的电子具有的动能不一定是最大初动能，所以从P点溢出的光电子的初动能不一定是W，故A错误；
B、从P飞出的电子的最大动能为EkW，具有最大动能的电子从P到Q克服电子向力做的功为Ue，对该电子进行研究，根据动能定理有
E'kW﹣Ue
故B正确；
C、由于从P点走出的光电子的动能是不确定的，所以到达Q时光电子的动能也是不能确定的，是小于的任意值，故C错误；
D、互换电压后，电场力对光电子做正功所以从Q点飞出的电子的动能Ek≥Ue，不一定等于W+eU，故D错误；
故选：B。
26. （2024 金华二模）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。“夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线。硬X射线是波长很短的光子，设波长为λ。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，且太阳辐射硬X射线的总功率为P。卫星探测仪镜头正对着太阳，已知卫星探测仪镜头面积为S，卫星离太阳中心的距离为R，普朗克常量为h，光速为c，则卫星探测仪镜头每秒接收到该种光子数为（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：根据能量子的计算公式可得：
E＝hν＝h
太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，设t秒内发射总光子数为n，则
t秒内光子的总能量为：E总＝n
则总功率为：P
代入数据解得N
故A正确，BCD错误；
故选：A。
27. （2023 嘉兴二模）如图1所示是一款光电烟雾探测器的原理图。当有烟雾进入时，来自光源S的光被烟雾散射后进入光电管C，光射到光电管中的钠表面时会产生光电流。如果产生的光电流大于10﹣8A，便会触发报警系统。金属钠的遏止电压Uc随入射光频率ν的变化规律如图2所示，则（ ）
A．要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能小于5.0×107m
B．图2中图像斜率的物理意义为普朗克常量h
C．触发报警系统时钠表面每秒释放出的光电子数最少是N＝6.25×1010个
D．通过调节光源发光的强度来调整光电烟雾探测器的灵敏度是不可行的
【解答】解：A．根据题意可知金属的截止频率为，则有
所以光源S发出的光波波长不能大于5.0×10﹣7m，故A错误；
B．根据遏制电压与光电子的最大初动能之间的关系，同时结合爱因斯坦的光电效应方程可得eUc＝Ek＝hν﹣hνc
整理得：
由此可得图像的斜率为，故B错误；
C．当光电流等于10﹣8A时，根据电流的定义式可知每秒产生的光子的个数为：
，故C正确；
D．当光源S发出的光能使光电管发生光电效应，则光源越强，被烟雾散射进入光电管的光就越多，越容易探测到烟雾，也就是说光电烟雾探测器灵敏度越高，故D错误。
故选：C。
28. （2024 嘉兴一模）如图所示为研究光电效应和霍尔效应的装置示意图。光电管和霍尔片串联，霍尔片的长、宽、高分别为a、b、c，该霍尔片放在磁感应强度大小为B、方向平行于c边的匀强磁场中。闭合电键S，入射光照到阴极时，电流表A显示的示数为I，该电流I在霍尔片中形成沿电流方向的恒定电场为E，电子在霍尔片中的平均速度v＝μE，其中电子迁移率μ为已知常数。电子电量为e，电子的质量为m。霍尔片单位体积内的电子数为n，则（ ）
A．霍尔片前后侧面的电压为
B．霍尔片内的电场强度为
C．通过调节滑动变阻器，可以使电流表的示数减为零
D．当滑动变阻器滑片右移后，单位时间到达光电管阳极的光电子数一定大于
【解答】解：A．设霍尔片前后侧面的电压为U，电子在霍尔果片内做定向移动的速率为v，根据洛伦兹力与电场力平衡可得qvB
霍尔片单位体积内的电子数为n，则电流I＝neSv＝nebcv
联立解得
故A错误；
B．霍尔片内沿前后侧面的电场强度大小为
有题意，沿电流方向的恒定电场为
则霍尔片内的电场强度为
故B正确；
C．由于光电管所加的电压为正向电压，则通过调节滑动变阻器，不可以使电流表的示数减为零，故C错误；
D．若I已经为光电效应达到的饱和电流，则当滑动变阻器滑片右移后，电流I保持不变，则单位时间到达光电管阳极的光电子数等于，故D错误。
故选：B。
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