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小题精练16 光电效应 波尔能级 核反应 核能
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、玻尔理论的理解与计算
三、原子核的衰变
四、核反应类型及核反应方程
五、核力与核能的计算
1、应用质能方程解题的流程图
书写核反应方程→计算质量亏损Δm→利用ΔE＝Δmc2计算释放的核能
(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．
(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．
2、利用质能方程计算核能时，不能用质量数代替质量进行计算．
（2024 顺义区二模）1899年，苏联物理学家列别捷夫首先从实验上证实了“光射到物体表面上时会产生压力”，和大量气体分子与器壁的频繁碰撞类似，这种压力会对物体表面产生压强，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，以使太阳光对太阳帆的压力超过太阳对探测器的引力，将太阳系中的探测器送到太阳系以外。假设质量为m的探测器正朝远离太阳的方向运动，探测器探测器太阳帆的面积为S，且始终与太阳光垂直，探测器到太阳中心的距离为r，不考虑行星对探测器的引力。
已知：单位时间内从太阳单位面积辐射的光的总能量与太阳绝对温度的四次方成正比，即P0＝σT其中T为太阳表面的温度，σ为常量。引力常量为G，太阳的质量为M，太阳的半径为R，光子的动量p，光速为c。下列说法正确的是（ ）
A．常量σ的单位为
B．t时间内探测器在距太阳r处太阳帆接收到太阳辐射的能量为4πR2tP0S
C．若照射到太阳帆上的光一半被太阳帆吸收另一半被反射，探测器太阳帆的面积S至少为
D．若照射到太阳帆上的光全部被太阳帆吸收，探测器在r处太阳帆受到太阳光的压力为
【解答】解：A.由题意可知P0是单位时间从太阳单位面积辐射的电磁波的能量，所以其单位为J/（s m2），又有：1J＝1N m＝1kg m2/s2，可得P0的单位可表示为：，由，可得常量σ的单位为：，故A错误；
B.t时间内探测器在距太阳r处太阳帆接收到太阳辐射的能量为：，故B错误；
C.t时间内辐射到太阳帆的光子的总数为：
一半光子被吸收，一半反射，设辐射到太阳帆的光子持续受到总的作用力为F，由动量定理得：
根据牛顿第三定律可知太阳帆持续受到的作用力大小等于F，要满足太阳光对太阳帆的作用力不小于太阳对探测器的引力，即：
，联立可得：，故C错误；
D.若照射到太阳帆上的光全部被太阳帆吸收，同理可得：F′t＝np
根据牛顿第三定律可得探测器在r处太阳帆受到太阳光的压力为：，故D正确。
故选：D。
（2025 新郑市校级一模）已知金属钨的逸出功为4.54eV，氢原子在n能级的能量与在基态的能量的关系为En，n＝2，3，4，…其中氢原子在基态的能量E1＝﹣13.6eV。下列说法正确的是（ ）
A．一群处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁，最多可以辐射出4种单色光
B．处于n＝3能级的氢原子直接跃迁至基态，辐射出的单色光可以使金属钨发生光电效应
C．处于n＝3能级的氢原子跃迁至n＝2能级，辐射出的单色光可以使金属钨发生光电效应
D．处于基态的氢原子跃迁至n＝4能级，会放出光子
【解答】A．一群处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁，最多可以辐射出种单色光，故A错误；
B．由可知于n＝3能级的氢原子的能量
处于n＝3能级的氢原子直接跃迁到基态，辐射出的光子能量ΔE31＝（﹣1.51eV）﹣（﹣13.6eV）＝12.09eV，大于金属钨的逸出功4.54eV，可以发生光电效应，故B正确；
C．处于n＝2能级的氢原子的能量，处于n＝3能级的氢原子跃迁到n＝2能级，辐射出的光子能量
ΔE32＝（﹣1.51eV）﹣（﹣3.4eV）＝1.89eV，小于金属钨的逸出功4.54eV，不可以发生光电效应，故C错误；
D．氢原子从低能级向高能级跃迁需要吸收光子，故D错误。
故选：B。
（2025 西安校级模拟）氢原子能级如图甲所示，大量处于某高能级的氢原子，向低能级跃迁时只能发出a、b、c三种可见光，分别用这些可见光照射图乙电路的阴极K，均发生光电效应。已知可见光能量范围约为1.65eV到3.1eV之间，a光的光子能量为2.86eV，下列说法正确的是（ ）
A．a光光子动量最小
B．当滑片P向a端移动时，光电流I增大
C．若a、b、c三种可见光的光照强度相同时，a光的饱和电流最大
D．b、c的遏止电压为Ub和Uc，一定有|Ub﹣Uc|＝0.66V
【解答】解：A．可见光能量范围约为1.65eV到3.1eV之间，即从高能级向低能级跃迁，只能发出a、b、c三种可见光，则高能级的氢原子处于n＝5能级，三种可见能量分别为2.86eV、2.55eV和1.89eV，根据德布罗意波长公式得：
又
光子能量为
E＝hν
联立解得：
可知，a光光子动量最大，故A错误；
B．当滑片P向a端移动时，接入反向电压，光电流I减小，故B错误；
C．若a、b、c三种可见光的光照强度相同时，由于a光的能量最大，即频率最大，a光的光子数最少，则饱和电流最小，故C错误；
D．若b、c光的能量分别为2.55eV和1.89eV，根据爱因斯坦的光电效应方程及能量守恒定律得：
Eb＝W0+eUb
Ec＝W0+eUc
联立解得：
|Ub﹣Uc|＝0.66V
故D正确。
故选：D。
（2024 碑林区校级四模）如图是玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图，一群处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时发出的光照射下图电路阴极K的金属，已知阴极K的逸出功为2.25eV，下列说法正确的是（ ）
A．氢原子从高能级向低能级跃迁时，氢原子要吸收能量
B．从高能级向低能级跃迁时只有3种光可使阴极K的金属发生光电效应
C．对金属K产生光电效应的光，逸出光电子动能的最大值为10.2eV
D．从n＝4能级跃迁到基态放出的光子动量最大
【解答】解：A．氢原子从低能级向高能级跃迁时，氢原子要吸收能量，从高能级向低能级跃迁时，氢原子要放出能量，故A错误；
B．当入射光的能量大于金属逸出功时，金属才能发生光电效应，从n＝4能级向低能级跃迁时，放出6种不同频率放热光，根据不同能级的差值可得6种光子能量分别为12.75eV，2.55eV，0.66eV，12.09eV，1.89eV，10.2eV，其中有4种光的能量大于金属逸出功，根据光电效应发生条件可知共4种光可使阴极K的金属发生光电效应，故B错误；
C．对金属K产生光电效应的光，逸出光电子动能的最大值为
Ek＝hν﹣W＝12.75﹣2.25eV＝10.5eV
故C错误；
D．从n＝4能级跃迁到基态放出的光子频率最大，波长最小，根据光子动量表达式
可知，动量最大，故D正确。
故选：D。
（2024 衡阳县模拟）已知轨道量子数为n的氢原子能级为En（E1为氢原子处于基态时的能级，n＝2、3、4…）。现用单色光A照射大量处于基态的氢原子，只能产生一种频率的光子；用单色光B照射大量处于基态的氢原子，能产生三种不同频率的光子，则单色光A和单色光B的光子能量之比为（ ）
A． B． C． D．
【解答】解：用单色光A照射大量处于基态的氢原子，只能产生一种频率的光子，则氢原子跃迁到第二能级，则有EA＝E2﹣E1
用单色光B照射大量处于基态的氢原子，能产生三种不同频率的光子，则氢原子跃迁到第三能级，则有EB＝E3﹣E1
结合En解得
故ABC错误，D正确；
故选：D。
（2024 浙江二模）氢原子光谱按波长展开的谱线如图甲所示，此谱线满足巴耳末公式，n＝3，4，5，6，7…，图乙为氢原子能级图。普朗克常量约为6.63×10﹣34J s，则（ ）
A．垂直入射到同一单缝衍射装置，Hβ光的衍射中央亮条纹宽度小于Hγ
B．氢原子从n＝3跃迁到n＝2能级时会辐射出γ射线
C．氢原子从n＝5跃迁到n＝2与n＝4跃迁到n＝2产生光子的动量之比为286：255
D．在同一光电效应装置中，Hγ光照射产生的光电子初动能都大于Hα光照射产生的光电子
【解答】解：A、由图甲可知，Hβ的波长大于Hγ，垂直入射到同一单缝衍射装置，根据单缝衍射的相邻条纹间距规律可知，Hβ光的衍射中央亮条纹宽度大于Hγ，故A错误；
B、由波尔跃迁原理，氢原子从n＝3跃迁到n＝2能级辐射出光的波长由：hν＝E3﹣E2
又因为：
求得：λ＝434.17nm
氢原子从n＝3跃迁到n＝2能级时会辐射出Hγ光，不会辐射出γ射线，故B错误；
C、根据德布罗意波长公式变形式及可得：p
因此动量之比为：，故C正确；
D在同一光电效应装置中，Hγ光的能量大于Hα光，照射产生的光电子最大初动能大于Hα光照射产生的光电子的最大初动能，而不是Hγ光照射产生的光电子初动能都大于Hα光照射产生的光电子，故D错误。
故选：C。
（2024 浙江模拟）北京时间2024年5月5日19时54分，太阳爆发了一次X射线耀斑，X射线耀斑的级别划定通常以地球同步轨道卫星观测到的X射线流量来表征。射线流量指在单位时间、单位面积上接收到的射线能量。若太阳均匀地向各个方向辐射X射线，设波长为λ，太阳辐射X射线的总功率为P。同步卫星探测仪正对太阳的面积为S，卫星离太阳中心的距离为R，普朗克常量为h，光速为c，则同步卫星探测仪探测到的X射线流量中的光子数为（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：一个X射线的光子能量为E＝h，同步卫星探测到的X射线的总能量为E总，则探测到的X射线的光子数为n，有E总＝nE，解得，故C正确，ABD错误。
故选：C。
（2024 金华模拟）被称为“新兴核素”，有望用于放射性诊疗。已知的比结合能为E，核反应方程中X为新生成粒子ΔE为释放的核能。下列说法正确的是（ ）
A．X是α粒子
B．原子核比原子核更稳定
C．的核子平均质量比的核子平均质量小
D．的比结合能为
【解答】解：A．根据核反应满足质量数和电荷数守恒，可知X是的质量数为0，电荷数为﹣1，则是X电子，故A错误；
B．衰变的生成物更稳定，所以原子核比原子核更稳定，故B错误；
C．的原子质量与的相同，但的质子数较少，所以可知的核子平均质量比的核子平均质量大，故C错误；
D．共有64个核子，设比结合能为，根据比结合能与结合能的关系有
则的比结合能为
故D正确。
故选：D。
（2025 贵港校级模拟）2023年8月25日，“中国环流三号”托卡马克装置首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，是我国核能开发进程中的重要里程碑。该模式下的核反应方程之一为，反应中释放出γ光子，下列说法正确的是（ ）
A．该核反应属于裂变反应
B．该核反应方程中的X为中子
C．的比结合能大于的比结合能
D．γ光子的静止质量为0，所以它的动量也为0
【解答】解：AC、该反应是轻核结合成质量较大的核反应过程，故该反应为核聚变反应，该核反应释放出大量的能量，由比结合能小的方向向比结合能大的方向进行，则He的比结合能大于H的比结合能，故A错误，C正确；
B、由电荷数守恒和质量数守恒可知，该核反应方程中的X的电荷数为1，质量数为1，则X为质子，故B错误；
D、由康普顿效应可知，γ光子的动量不为0，故D错误。
故选：C。
（2025 茂名模拟）从熔盐中提取易裂变物质的方法之一为铋锂合金还原萃取镤，在熔盐中，钍（Th）吸收中子生成钍（Th），然后衰变成镤（Pa），镤（Pa）以27天的半衰期衰变成铀（U），从而获得核反应的重要物资。下列说法正确的是（ ）
A．钍衰变成镤的过程中释放出一个α粒子同时伴随着核能的释放
B．1g镤经过54天会全部衰变为铀
C．镤衰变为铀的半衰期会随着环境温度的升高而变短
D．镤的比结合能小于铀的比结合能
【解答】解：A．由质量数和电荷数守恒可得衰变方程为
所以，钍衰变成镤的过程中释放出一个电子，故A错误；
B．每经过一个半衰期会有一半放射性元素发生衰变，所以1g镤经过54天会剩余
故B错误；
C．半衰期由原子核本身决定，与化学状态和物理环境无关，故C错误；
D．比结合能越大越稳定，在衰变过程中衰变后的产物比反应物要稳定，所以铀的比结合能大于镤的比结合能，故D正确。
故选：D。
（2024 衡阳县二模）日本福岛核电站废水中具有大量的放射性元素，其中主要成分，经大约30年的时间有半数发生β衰变，同时生成新核X。下列说法正确的是（ ）
A．原子核衰变的本质是核外电子的跃迁
B．衰变产物中的新核X的比结合能比大
C．衰变时，衰变产物中的新核X比多一个中子
D．随着未衰变原子核数量的减少，的半衰期也会变短
【解答】解：A、原子核衰变的本质是中子释放电子转化为质子，故A错误；
B、比结合能是原子核的稳定性指标，比结合能越大，原子核越稳定。衰变产物中的新核X相对更稳定，比结合能更大，故B正确；
C、根据β衰变的特点，衰变产物中的新核X比少一个中子，故C错误；
D、半衰期不会随原子核数量的减少而变短，故D错误。
故选：B。
（2024 沙坪坝区校级模拟）2023年8月24日，日本福岛第一核电站核污染水开始排海，核污染水中含有铯、碘、氚、碲等60多种放射性元素，它们将对海洋生物产生危害，最终会给人类带来威胁。核污染水中碘131的含量很高，碘131有多种方式产生，其中一种是由碲131发生衰变产生，已知碲131的衰变方程为Te→I+X，下列说法正确的是（ ）
A．X是α粒子
B．I的比结合能比Te的要大
C．上述衰变方程中的X粒子为原子核核外电子电离后的产物
D．碲在空气中燃烧生成二氧化碲，会导致碲元素的半衰期发生变化
【解答】解：A、根据质量数守恒和电荷数守恒，可知X是β粒子，故A错误；
B、衰变过程要释放核能，生成的新核更稳定，根据比结合能越大，原子核越稳定，可知I的比结合能比Te的要大，故B正确；
C、β衰变的实质是原子核内部的一个中子转化为一个质子和一个电子，产生的电子发射到核外，就是β粒子，故C错误；
D、放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，故D错误。
故选：B。
（2024 广东模拟）如图所示是氢原子的能级图，一群氢原子处于量子数n＝7的激发态，这些氢原子能够自发地跃迁到较低的能量状态，并向外辐射多种频率的光，用辐射出的光照射图乙光电管的阴极K，已知阴极K的逸出功为5.06eV，则（ ）
A．波长最短的光是原子从n＝2激发态跃迁产生的
B．波长最长的光是原子从n＝7激发态跃迁到基态时产生的
C．阴极K逸出光电子的最大初动能为8.26eV
D．阴极K逸出光电子的最大初动能与阴极K的逸出功相等
【解答】解：AB．由c＝λν可知，波长越长，频率越小，光子的能量越小，波长最长的光是原子从n＝7激发态跃迁到n＝6时产生的，波长最短的光是从n＝7激发态跃迁到n＝1产生的，故AB错误；
CD．氢原子从n＝7到基态跃迁，释放的光子能量最大
E＝hν＝（﹣0.28eV）﹣（﹣13.6eV）＝13.32eV
阴极K逸出光电子的最大初动能为
Ek＝hν﹣W0
解得
Ek＝8.26eV
故C正确，D错误。
故选：C。
（2024 如皋市模拟）如图所示，水平面上有一半径为R的透明均质球，下半球内竖直中心轴上有a、b两种单色灯（可视为点光源，都发可见光），发现从两个光源照射到上半球面的光恰好全部都能发生折射（不考虑光线在球内反射后的折射），可见光的范围为3.8×1014Hz～7.9×1014Hz，则下列说法中正确的是（ ）
A．a光光子动量小于b光光子动量
B．a光的在透明介质球中的折射率为hOa/R
C．若发出b光的某光源高速靠近探测器，探测器接受到的b光频率可能与a光相同
D．若b光是氢原子从n＝5能级跃迁到n＝2能级时发出的，a光可能是氢原子从n＝5能级跃迁到n＝1能级时发出的
【解答】解：从两个光源照射到上半球面的光恰好全部都能发生折射，根据几何关系可知光照射到与圆心O等高处的夹角C为全反射的临界角，如图：
由图可知b光的临界角大于a光的临界角，根据sinC，可知介质对b光的折射率小于介质a光的折射率，则b光的频率小于a光的频率，b光的波长大于a光的波长；
A、根据动量与波长的关系P可知，a光光子动量大于b光光子动量，故A错误；
B、根据几何关系有sinC，则折射率n，故B错误；
C、根据开普勒效应可知若发出b光的某光源高速靠近探测器，探测器接受到的b光频率增大，所以频率可能与a光相同，故C正确；
D、氢原子从n＝5能级跃迁到n＝1能级释放的能量为E＝E5﹣E1＝﹣0.54eV﹣（﹣13.6）eV＝13.06eV＝2.1×10﹣18J，根据E＝hν，解得：ν＝3.1×1015Hz，不在可见光范围内，故D错误；
故选：C。
（2024 抚顺三模）如图所示，等腰直角三角形△ABC为一棱镜的横截面，AB＝AC。由甲、乙两种单色光组成的一细光束，从AB边射入三棱镜，调整入射方向发现，当入射光束垂直AB边入射时，恰好只有甲光从BC边射出，且出射光线和BC边的夹角为30°，则下列判断正确的是（ ）
A．甲光的全反射临界角小于乙光的全反射临界角
B．甲、乙两光的折射率之比为
C．用完全相同的杨氏双缝干涉仪做双缝干涉实验，甲光的条纹要比乙光的条纹宽
D．若甲、乙两光均能使某金属发生光电效应，则由甲光照射产生的光电子最大初动能更大
【解答】解：B、根据折射定律可得：甲、乙两种单色光的折射率分别为，
甲、乙两光的折射率之比，故B错误；
A、由于n1＜n2，根据全反射临界角可知：甲单色光的全反射临界角大于乙单色光的全反射临界角，故A错误；
CD、由n1＜n2可知甲单色光的频率小于乙单色光的频率，
根据c＝λf可知甲光的波长大于乙光的波长，根据双缝干涉公式可知单色光甲的条纹宽度要比单色光乙的条纹宽度宽；
根据光电效应方程Ek＝hν﹣W0可知：甲、乙两光均能使某金属发生光电效应，则由甲光照射产生的光电子最大初动能更小，故C正确，D错误。
故选：C。
（2024 海安市校级模拟）考虑光子在等离子体（电离的气体）内穿行，自由电子对光子有散射作用，即当光子遇到自由电子后，电子在电场作用下作受迫振动，并向四周辐射出光子，电子对光子的散射实际上起到了阻碍光子流定向输运能量的作用，已知典型的散射截面（即电子与光子发生相互作用的截面，可视为圆形截面）为σ0＝6.7×10﹣28m2，等离子体中电子数密度为ne＝1.0×1030m﹣3，真空中光速为c＝3.0×108m s﹣1，光子相对任何电子的速度都为c，则光子连续两次被电子散射之间所通过的自由路程，即平均自由程为（ ）
A．1.5mm B．1.5cm C．1.5dm D．1.5m
【解答】解：依题意，单位距离的平均散射次数为，代入数据解得n＝6.7×102m﹣1
那么可知，光子连续两次被电子散射之间所通过的自由路程，即平均自由程为
故A正确，BCD错误。
故选：A。
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小题精练16 光电效应 波尔能级 核反应 核能
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、玻尔理论的理解与计算
三、原子核的衰变
四、核反应类型及核反应方程
五、核力与核能的计算
1、应用质能方程解题的流程图
书写核反应方程→计算质量亏损Δm→利用ΔE＝Δmc2计算释放的核能
(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．
(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．
2、利用质能方程计算核能时，不能用质量数代替质量进行计算．
（2024 顺义区二模）1899年，苏联物理学家列别捷夫首先从实验上证实了“光射到物体表面上时会产生压力”，和大量气体分子与器壁的频繁碰撞类似，这种压力会对物体表面产生压强，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，以使太阳光对太阳帆的压力超过太阳对探测器的引力，将太阳系中的探测器送到太阳系以外。假设质量为m的探测器正朝远离太阳的方向运动，探测器探测器太阳帆的面积为S，且始终与太阳光垂直，探测器到太阳中心的距离为r，不考虑行星对探测器的引力。
已知：单位时间内从太阳单位面积辐射的光的总能量与太阳绝对温度的四次方成正比，即P0＝σT其中T为太阳表面的温度，σ为常量。引力常量为G，太阳的质量为M，太阳的半径为R，光子的动量p，光速为c。下列说法正确的是（ ）
A．常量σ的单位为
B．t时间内探测器在距太阳r处太阳帆接收到太阳辐射的能量为4πR2tP0S
C．若照射到太阳帆上的光一半被太阳帆吸收另一半被反射，探测器太阳帆的面积S至少为
D．若照射到太阳帆上的光全部被太阳帆吸收，探测器在r处太阳帆受到太阳光的压力为
（2025 新郑市校级一模）已知金属钨的逸出功为4.54eV，氢原子在n能级的能量与在基态的能量的关系为En，n＝2，3，4，…其中氢原子在基态的能量E1＝﹣13.6eV。下列说法正确的是（ ）
A．一群处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁，最多可以辐射出4种单色光
B．处于n＝3能级的氢原子直接跃迁至基态，辐射出的单色光可以使金属钨发生光电效应
C．处于n＝3能级的氢原子跃迁至n＝2能级，辐射出的单色光可以使金属钨发生光电效应
D．处于基态的氢原子跃迁至n＝4能级，会放出光子
（2025 西安校级模拟）氢原子能级如图甲所示，大量处于某高能级的氢原子，向低能级跃迁时只能发出a、b、c三种可见光，分别用这些可见光照射图乙电路的阴极K，均发生光电效应。已知可见光能量范围约为1.65eV到3.1eV之间，a光的光子能量为2.86eV，下列说法正确的是（ ）
A．a光光子动量最小
B．当滑片P向a端移动时，光电流I增大
C．若a、b、c三种可见光的光照强度相同时，a光的饱和电流最大
D．b、c的遏止电压为Ub和Uc，一定有|Ub﹣Uc|＝0.66V
（2024 碑林区校级四模）如图是玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图，一群处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时发出的光照射下图电路阴极K的金属，已知阴极K的逸出功为2.25eV，下列说法正确的是（ ）
A．氢原子从高能级向低能级跃迁时，氢原子要吸收能量
B．从高能级向低能级跃迁时只有3种光可使阴极K的金属发生光电效应
C．对金属K产生光电效应的光，逸出光电子动能的最大值为10.2eV
D．从n＝4能级跃迁到基态放出的光子动量最大
（2024 衡阳县模拟）已知轨道量子数为n的氢原子能级为En（E1为氢原子处于基态时的能级，n＝2、3、4…）。现用单色光A照射大量处于基态的氢原子，只能产生一种频率的光子；用单色光B照射大量处于基态的氢原子，能产生三种不同频率的光子，则单色光A和单色光B的光子能量之比为（ ）
A． B． C． D．
（2024 浙江二模）氢原子光谱按波长展开的谱线如图甲所示，此谱线满足巴耳末公式，n＝3，4，5，6，7…，图乙为氢原子能级图。普朗克常量约为6.63×10﹣34J s，则（ ）
A．垂直入射到同一单缝衍射装置，Hβ光的衍射中央亮条纹宽度小于Hγ
B．氢原子从n＝3跃迁到n＝2能级时会辐射出γ射线
C．氢原子从n＝5跃迁到n＝2与n＝4跃迁到n＝2产生光子的动量之比为286：255
D．在同一光电效应装置中，Hγ光照射产生的光电子初动能都大于Hα光照射产生的光电子
（2024 浙江模拟）北京时间2024年5月5日19时54分，太阳爆发了一次X射线耀斑，X射线耀斑的级别划定通常以地球同步轨道卫星观测到的X射线流量来表征。射线流量指在单位时间、单位面积上接收到的射线能量。若太阳均匀地向各个方向辐射X射线，设波长为λ，太阳辐射X射线的总功率为P。同步卫星探测仪正对太阳的面积为S，卫星离太阳中心的距离为R，普朗克常量为h，光速为c，则同步卫星探测仪探测到的X射线流量中的光子数为（ ）
A． B．
C． D．
（2024 金华模拟）被称为“新兴核素”，有望用于放射性诊疗。已知的比结合能为E，核反应方程中X为新生成粒子ΔE为释放的核能。下列说法正确的是（ ）
A．X是α粒子
B．原子核比原子核更稳定
C．的核子平均质量比的核子平均质量小
D．的比结合能为
（2025 贵港校级模拟）2023年8月25日，“中国环流三号”托卡马克装置首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，是我国核能开发进程中的重要里程碑。该模式下的核反应方程之一为，反应中释放出γ光子，下列说法正确的是（ ）
A．该核反应属于裂变反应
B．该核反应方程中的X为中子
C．的比结合能大于的比结合能
D．γ光子的静止质量为0，所以它的动量也为0
（2025 茂名模拟）从熔盐中提取易裂变物质的方法之一为铋锂合金还原萃取镤，在熔盐中，钍（Th）吸收中子生成钍（Th），然后衰变成镤（Pa），镤（Pa）以27天的半衰期衰变成铀（U），从而获得核反应的重要物资。下列说法正确的是（ ）
A．钍衰变成镤的过程中释放出一个α粒子同时伴随着核能的释放
B．1g镤经过54天会全部衰变为铀
C．镤衰变为铀的半衰期会随着环境温度的升高而变短
D．镤的比结合能小于铀的比结合能
（2024 衡阳县二模）日本福岛核电站废水中具有大量的放射性元素，其中主要成分，经大约30年的时间有半数发生β衰变，同时生成新核X。下列说法正确的是（ ）
A．原子核衰变的本质是核外电子的跃迁
B．衰变产物中的新核X的比结合能比大
C．衰变时，衰变产物中的新核X比多一个中子
D．随着未衰变原子核数量的减少，的半衰期也会变短
（2024 沙坪坝区校级模拟）2023年8月24日，日本福岛第一核电站核污染水开始排海，核污染水中含有铯、碘、氚、碲等60多种放射性元素，它们将对海洋生物产生危害，最终会给人类带来威胁。核污染水中碘131的含量很高，碘131有多种方式产生，其中一种是由碲131发生衰变产生，已知碲131的衰变方程为Te→I+X，下列说法正确的是（ ）
A．X是α粒子
B．I的比结合能比Te的要大
C．上述衰变方程中的X粒子为原子核核外电子电离后的产物
D．碲在空气中燃烧生成二氧化碲，会导致碲元素的半衰期发生变化
（2024 广东模拟）如图所示是氢原子的能级图，一群氢原子处于量子数n＝7的激发态，这些氢原子能够自发地跃迁到较低的能量状态，并向外辐射多种频率的光，用辐射出的光照射图乙光电管的阴极K，已知阴极K的逸出功为5.06eV，则（ ）
A．波长最短的光是原子从n＝2激发态跃迁产生的
B．波长最长的光是原子从n＝7激发态跃迁到基态时产生的
C．阴极K逸出光电子的最大初动能为8.26eV
D．阴极K逸出光电子的最大初动能与阴极K的逸出功相等
（2024 如皋市模拟）如图所示，水平面上有一半径为R的透明均质球，下半球内竖直中心轴上有a、b两种单色灯（可视为点光源，都发可见光），发现从两个光源照射到上半球面的光恰好全部都能发生折射（不考虑光线在球内反射后的折射），可见光的范围为3.8×1014Hz～7.9×1014Hz，则下列说法中正确的是（ ）
A．a光光子动量小于b光光子动量
B．a光的在透明介质球中的折射率为hOa/R
C．若发出b光的某光源高速靠近探测器，探测器接受到的b光频率可能与a光相同
D．若b光是氢原子从n＝5能级跃迁到n＝2能级时发出的，a光可能是氢原子从n＝5能级跃迁到n＝1能级时发出的
（2024 抚顺三模）如图所示，等腰直角三角形△ABC为一棱镜的横截面，AB＝AC。由甲、乙两种单色光组成的一细光束，从AB边射入三棱镜，调整入射方向发现，当入射光束垂直AB边入射时，恰好只有甲光从BC边射出，且出射光线和BC边的夹角为30°，则下列判断正确的是（ ）
A．甲光的全反射临界角小于乙光的全反射临界角
B．甲、乙两光的折射率之比为
C．用完全相同的杨氏双缝干涉仪做双缝干涉实验，甲光的条纹要比乙光的条纹宽
D．若甲、乙两光均能使某金属发生光电效应，则由甲光照射产生的光电子最大初动能更大
（2024 海安市校级模拟）考虑光子在等离子体（电离的气体）内穿行，自由电子对光子有散射作用，即当光子遇到自由电子后，电子在电场作用下作受迫振动，并向四周辐射出光子，电子对光子的散射实际上起到了阻碍光子流定向输运能量的作用，已知典型的散射截面（即电子与光子发生相互作用的截面，可视为圆形截面）为σ0＝6.7×10﹣28m2，等离子体中电子数密度为ne＝1.0×1030m﹣3，真空中光速为c＝3.0×108m s﹣1，光子相对任何电子的速度都为c，则光子连续两次被电子散射之间所通过的自由路程，即平均自由程为（ ）
A．1.5mm B．1.5cm C．1.5dm D．1.5m
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