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押第 2 题
原子物理
该部分也被称为“近代物理”，该题涉及知识点游离于高中物理主线之外，相对独立，需要理解、记
忆的内容较多。但考题相对简单，可以说是必得分模块。考点如下：
考点 细分
原子核的组成
原子核及衰变 两种衰变
半衰期
核反应类型
原子核及核能 人工转变
核能、比结合能、质能方程
光电效应 光电效应规律及方程
波尔理论 氢原子能级图
结合辽宁卷高考真题命题特点，该题可能会从国家重大科学项目中取得的最新成就，引出相关问题。
该模块，涉及物理学史问题。
此外，根据2023年辽宁卷猜测，该模块可能会与光学进行综合考察。“押题预测”有相关题型。
1. （2023·辽宁卷）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E，则（ ）
k
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E
k
2．（2022·辽宁卷）2022年1月，中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果。表明我国核
天体物理研究已经跻身国际先进行列。实验中所用核反应方程为 ，已知 、 、
的质量分别为 ，真空中的光速为c，该反应中释放的能量为E。下列说法正确的是
（ ）
A．X为氘核 B．X为氚核
C． D．
3．（2021·辽宁卷）赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现，接收电路的电极如果受到光照，就更容易产生
电火花。此后许多物理学家相继证实了这一现象，即照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面
逸出。最初用量子观点对该现象给予合理解释的科学家是（ ）
A．玻尔 B．康普顿
C．爱因斯坦 D．德布罗意
1.原子核及其衰变
α衰变和β衰变次数的确定方法：由于β衰变不改变质量数，故可以先由质量数改变确定 α衰变的次
数，再根据电荷数守恒确定β衰变的次数。
半衰期是反映衰变快慢的物理量，其长短由核内自身的因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态
无关。2.爱因斯坦质能方程、核能
核力和核能
(1)核力：原子核内部，核子间所特有的相互作用力。
(2)结合能：原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开需要的能量，叫作原子的结合能，
也叫核能。
(3)比结合能：原子核的结合能与核子数之比，叫作比结合能，也叫平均结合能。比结合能越大，原子
核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。
3.光电效应光电效应图像的理解
由图线直接(间接)
图像名称 图线形状
得到的物理量
①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标ν
c
最大初动能E 与入
k
②逸出功：图线与E 轴交点的纵坐标的绝对
k
射光频率ν的关系
值W＝|－E|＝E
0
图线
③普朗克常量：图线的斜率k＝h
①遏止电压U：图线与横轴的交点的横坐标
c
颜色相同、强度不
②饱和光电流I ：光电流的最大值
m
同的光，光电流与
③最大初动能：
电压的关系图线
E＝eU
k c
①遏止电压U 、U
c1 c2
颜色不同时，光电
②饱和光电流
流与电压的关系图
③最大初动能：
线
E ＝eU ，E ＝eU
k1 c1 k2 c2
①极限频率ν：图线与横轴的交点的横坐标
c
遏止电压U 与入 ②遏止电压U：随入射光频率的增大而增大
c c
射光频率ν的关系 ③普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电
图线 荷量的乘积，即h＝ke(注：此时两极之间接
反向电压)
4.氢原子能级图
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C，而一个处于较高能级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。1．人工核转变是指人类通过特定的实验手段，将原子核中的质子、中子和其他粒子进行增加、减少、替
换等改变，从而使原子核的性质发生变化的过程。在核反应方程❑
4He+❑ 14N→❑ 17O+X中，
表
2 7 8
示的是
A．电子 B．质子 C．中子 D． 粒子
2． 关于对原子、原子核的认识，下列说法正确的是（ ）
A．如果将放射性元素放在高压环境下，其半衰期将减小
B．核反应过程中的原子核质量守恒
C．β粒子是核外电子受激发形成的电子
D．原子核的比结合能越大，原子核结合得越牢固
3．关于核聚变方程 ，下列说法正确的是（ ）
A．核反应方程中X为正电子
B．该核反应电荷和质量都守恒
C． 的比结合能比 的比结合能大
D． 射线是核外电子从高能级向低能级跃迁时产生的
4．某种核电池采用钚核 的放射性同位素钚核 ，其发生的核反应方程是
，以下说法正确的是（ ）
A．钚核 比钚核 少了6个质子
B．X粒子是氦核
C．钚核 的质量等于铀核 与X粒子的质量之和
D．钚核 的半衰期会随外界环境温度的变化而改变
5． 年 月 日，在法国卡达拉奇，中核集团核工业西南物理研究院与国际热核聚变实验堆
总部签署协议，宣布新一代人造太阳“中国环流三号”面向全球开放，邀请全世界科学家来中国集智
公关，共同追逐“人造太阳”梦想。“人造太阳”内部发生的一种核反应其反应方程为
，已知 的比结合能为 ， 的比结合能为 ， 的比结合能为 ，光
在真空中的传播速度为 。下列说法正确的是（ ）
A．核反应方程中 为
B．该核反应是一个吸热反应C． 的比结合能小于 的比结合能
D．核反应中的质量亏损为
6. 静止的氡核86Rn放出α粒子后变成钋核84Po，α粒子动能为Eα。若衰变放出的能量全部变为反冲核和
α粒子的动能，真空中的光速为c，则该反应中的质量亏损为( )
A. B.0 C. D.
7．下列说法正确的是（ ）
A．普朗克在研究黑体辐射问题时提出光子说
B．氢原子的能级理论是玻尔在卢瑟福核式结构模型的基础上提出来的
C．将一个原子核分开成为单个的核子，比结合能越大的核，需要的能量越大
D．由 可知，这是核裂变反应，有一部分质量转变成了能量
8．1913年玻尔在核式结构模型、原子光谱和普朗克量子概念基础上提出了玻尔的原子结构理论，根据他
的理论下列说法正确的是（ ）
A．电子绕原子核运动的轨道是任意的
B．原子能量最高的状态称为基态
C．当原子处于激发态时，原子向外辐射能量
D．当电子吸收某一能量的光子后会从低能级状态跃迁到高能级状态
9．如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，结果受到激发后的氢原子
能辐射出三种不同频率的光子，让辐射出的光子照射某种金属，结果有两种频率的光子能使该金属发
生光电效应，其中一种光子恰好能使该金属发生光电效应，则打出的光电子的最大初动能为（ ）
A．0 B．1.89eV C．10.2eV D．12.09eV
10． 如图为氢原子的能级示意图，现有大量氢原子处于 的激发态，当原子向低能级跃迁时辐射出若
干不同频率的光，若氢原子从 能级向 能级跃迁时所辐射出的光正好使某种金属A发生光电
效应。则下列说法正确的是（ ）A．频率最小的光是由 能级跃迁到 能级产生的
B．最容易发生衍射现象的光是由 能级跃迁到 能级产生的
C．这群氢原子总共可辐射出2种不同频率的光
D．这群氢原子辐射出的光中有3种频率的光能使金属A发生光电效应
11．某原子的部分能级图如图，大量处于某激发态的该原子向低能级跃迁时，发出三种波长的光如图所
示，它们的波长分别为λ、λ、λ。下列说法正确的是（ ）
a b c
A．同样条件下，a光比b光衍射现象更明显
B．三种光的波长关系为
C．用同一套装置做双缝干涉实验，b光相邻亮纹的间距最大
D．若c光照射某种金属能发生光电效应，b光照射该金属也能发生光电效应
12． 年，赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现，接收电路的间隙如果受到光照，就更容易产生电火
花，这就是最早发现的光电效应现象。用如图所示电路研究光电效应，下列说法正确的是（ ）
A．爱因斯坦为了解释光电效应现象的实验规律，提出了“光子”说
B．光照强度越大，电子从 板逸出时的初动能越大C．光照条件不变时，闭合开关 ，滑片 向右移动时，光电流会一直增大
D．只要照射足够长的时间，任何频率的光都能够使 板发出光电子
13． 如图所示，光电管通过电流表连接平行板电容器C，当光电管阴极K受到光的照射产生光电效应，
关于此电路下列说法正确的是（ ）
A．当光照射光电管时电容器左极板带正电
B．光电管受到光的照射电流表有持续的电流
C．电容器原来不带电，光电管受到光照射时，电流表有方向向下的电流
D．光停止照射后，电流表有方向向上的电流
14． 为了研究大量处于 能级的氢原子跃迁时的发光特点，现利用大量此种氢原子跃迁时产生的三种
单色光照射同一个光电管，如图甲所示，移动滑动变阻器的滑片调节光电管两端电压，分别得到三种
光照射时光电流与光电管两端电压的关系，如图乙所示，则对于a、b、c三种光，下列说法正确的是（
）
A．三种光的频率最大的是c
B．a、b、c三种光从同一种介质射向真空中，发生全反射的临界角最大的是c
C．用a光照射另外某种金属能发生光电效应，则用c光照射也一定能发生
D．通过同一个单缝装置进行单缝衍射实验，中央条纹宽度a光最宽
15． 氢原子的能级图如图甲所示，大量处于n=4能级的氢原子向基态跃迁时，放出频率不同的光子。其
中频率最高的光照射图乙电路中光电管阴极K时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。电子的
电荷量大小为e，质量为m，可见光光子的能量范围为1.62~3.11eV，则下列说法正确的是（ ）A．这群氢原子跃迁时最多可放出4 种可见光
B．从n=4跃迁到n=3能级放出光子的频率最高
C．用图乙实验电路研究光电效应，要测遏止电压，滑片P应向b端滑动
D．若频率最高的光子能量为E，可求出光电管阴极 K 的逸出功为（E-eU）
0 0 1
16．图中的（a）、（b）、（c）、（d）四幅图涉及不同的原子物理知识，其中说法正确的是（ ）
A．根据图（a）所示的三种射线在磁场中的轨迹，可以判断出“1”为 射线
B．如图（b）所示，发生光电效应时，入射光光强越强，光电子的最大初动能越大
C．玻尔通过图（c）所示的 粒子散射实验，揭示了原子核还可以再分
D．利用图（d）所示的氢原子能级示意图，可以解释氢原子光谱为何不是连续光谱
17． 下列四幅图分别对应四种说法，其中说法正确的是（ ）A．图甲中，当滑片P向右滑到一定程度时，电流表没有示数
B．图乙中，氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出一个光子后，电势能减小，动能增大，总能量增
大
C．图丙中，说明氡原子核衰变时，每过3.8天，发生衰变的原子核数目保持不变
D．图丁中，可以推断出，氧原子核（ ）比锂原子核（ ）更稳定
18．关于黑体与黑体辐射，下列说法正确的是（ ）
A．一般物体辐射电磁波的情况与温度无关，只与材料的种类及表面情况有关
B．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，所以看起来是黑色的
C．随着温度的升高，黑体辐射电磁波的辐射强度将会增加
D．黑体辐射随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
19．1905年爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广，成功地解释了光电效应现象，提出了光子说。下
列给出的与光电效应有关的四个图像中，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，当紫外线照射锌板时，发现验电器指针发生了偏转，说明锌板带正电，验电器带负电
B．图乙中，从光电流与电压的关系图像中可以得到：电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关
C．图丙中，若电子电荷量用 表示， 已知，由 图像可求得普朗克常量的表达式为
D．图丁中，由光电子最大初动能 与入射光频率 的关系图像可知，该金属的逸出功为 或
20．如图（a）所示为氢原子能级图，图（b）Ⅰ、Ⅱ分别是氢原子从高能级跃迁到低能级产生的两种频率
的单色光的干涉条纹。结合图中所给数据，下列说法正确的是（ ）
A．Ⅰ光的频率比Ⅱ光的频率小
B．如果Ⅰ光和Ⅱ光分别同时通过双缝中的一个缝，其干涉条纹宽度在图（b）两条纹宽度之间
C．Ⅰ光的光子动量比Ⅱ光的光子动量小
D．用Ⅱ光照射某金属时，能产生光电子，则用Ⅰ光照射一定能产生光电子
21．（多选）下列四幅图涉及不同的近代物理知识，其中说法正确的是（ ）
A．图甲：电子束穿过铝箔的衍射图样，证实电子具有波动性，质子、原子与分子同样具有波动性
B．图乙：卢瑟福通过分析α粒子散射结果，提出原子核式结构模型，并发现了质子和中子
C．图丙：普朗克最早提出能量子概念，并成功解释黑体辐射实验规律，他是量子力学的奠基人之一
D．图丁：玻尔提出电子轨道是连续变化的，氢原子能级是分立的，成功解释氢原子发光的规律22． （多选）一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中，由于发生了衰变而形成如图所
示的两个圆形径迹，两个圆的半径之比为1：45，则（ ）
A．该原子核发生了α衰变
B．图示的两个圆周运动都是逆时针方向运动
C．原来静止的原子核的原子序数为90
D．沿大圆和沿小圆运动的粒子的周期相等
23.处于基态的一群氢原子被一束单色光照射后，最多能发出6种频率的光，氢原子的能级图如图所示，如
果用这束光照射某一金属，测得从该金属中射出电子的最大初动能为 10.54 eV，则该金属的逸出功是(
)
A．12.75 eV B．12.1 eV
C．2.21 eV D．1.56 eV
24．如图为 、 、 三种光在同一光电效应装置中测的光电流和电压的关系．由 、 、 组成的复色光
通过三棱镜时，下述光路图中正确的是（ ）
A． B．C． D．
