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考向一 光电效应
【真题研磨】
典例(多选)(2024·辽宁选择考)X射线光电子能谱仪是利用X光照射材料表面激发出光电子,并对光电子进行分析的科研仪器。用某一频率的X光照射某种金属表面,逸出了光电子,若增加此X光的强度①,则 ( B、D )
②增大
审题思维
题眼直击
信息转化
①
光子数变多,频率不变
②
由材料决定
模型转化
【答题要素】
解决光电效应问题的流程
【多维演练】
:光电效应的应用
某兴趣小组设计了一种光电烟雾报警器,其结构和原理如图所示。光源向外发射某一特定频率的光,发生火情时有烟雾进入报警器内,会使部分光改变传播方向,绕过挡板进入光电管从而发生光电效应,于是有电流输入报警系统,电流大于I0就会触发报警系统报警。某次实验中,当滑动变阻器的滑片P处于图示位置,烟雾浓度增大到n时恰好报警。假设烟雾浓度越大,单位时间内光电管接收到的光子数越多。下列说法可能正确的是 (B)
,可以将滑片P向右移动少许
,在烟雾浓度为n时也可能触发报警
,将滑片P向右移动后,警报有可能会被解除
:光电效应图像问题
用图1装置研究某金属发生光电效应的遏止电压与照射光频率的关系,图2为实验得到的遏止电压Uc与照射光频率ν变化的关系图像,下列说法正确的是 (C)
,图1中的开关S应扳向1
,×1014 Hz
×1014 Hz时,把滑动变阻器的滑片移到最左端,电流计G仍有示数
,图像的斜率表示普朗克常量
考向二 原子的能级跃迁
【真题研磨】
典例(2024·安徽选择考)大连相干光源是我国第一台高增益自由电子激光用户装置,其激光辐射所应用的玻尔原子理论很好地解释了氢原子的光谱特征。图为氢原子的能级示意图, eV,当大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时①,辐射不同频率的紫外光有 (B)
审题思维
题眼直击
信息转化
①
利用排列组合公式
【答题要素】
【多维演练】
:激发与辐射
如图所示为氢原子的能级图,下列说法正确的是 (A)
, eV的光子照射
=1能级的氢原子可以吸收13 eV的光子的能量
=5能级跃迁到n=2能级时,要吸收光子
=4能级的氢原子向低能级跃迁,辐射的光子频率最多有12种
:能级公式的应用
如图所示为氢原子能级图,用频率为ν的单色光照射大量处于基态的氢原子,氢原子辐射出频率分别为ν1、ν2、ν3的三种光子,且ν1 < ν2 < ν3。用该单色光照射到某新型材料上,逸出光电子的最大初动能与频率为ν2光子的能量相等。下列说法正确的是 (D)
> ν1+ν2
=ν1+ν2+ν3
eV
eV
:跃迁与谱线
我国自主研发的氢原子钟已运用于北斗导航系统中,它通过氢原子能级跃迁过程中产生的电磁波校准时钟。如图所示为氢原子能级及核外电子在两能级间跃迁时辐射或吸收光子波长的示意图,设原子处于n=1、2、3、4的能级时,对应能量为
E1、E2、E3、E4,则下列判断正确的是 (C)
-E3E3-E2=1 875656
=4能级的氢原子向低能级跃迁时最多可发射出6种不同波长的光
=1跃迁到n=3时,吸收光的波长约为103 nm
nm的光照射,氢原子能从n=3跃迁到n=4能级
考向三 核能计算及核反应方程
【真题研磨】
典例(2024·山东等级考)2024年是中国航天大年,神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天,部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。已知 3890Sr衰变为 3990Y①的半衰期约为29年;94238Pu衰变为 92234U的半衰期约为87年②。现用相同数目的 3890Sr和 94238Pu各做一块核电池,下列说法正确的是 (D)
A. 3890Sr衰变为 3990Y时产生α粒子
 092234U时产生β粒子
,剩余的 3890Sr数目大于 94238Pu的数目
,剩余的 3890Sr数目小于 94238Pu的数目
审题思维
题眼直击
信息转化
①
质量数,电荷数守恒
②
半衰期越长衰变越慢
【答题要素】
核能计算及核反应方程的解题流程
【多维演练】
:衰变
图为铀238衰变为钍234过程中铀核质量随时间变化的图像,则 (C)
×109年
,衰变速度将变慢
:重核裂变
(多选)目前科学家正在研究用“快中子堆”技术来发电,“快中子堆”技术发电的原理是:快中子反应堆不用 92238U,而用 94239Pu作燃料,但在堆心燃料 94239Pu的外围放置
 92238U,94239Pu发生裂变反应时放出来的高速中子(快中子),被装在外围再生区的 92238U吸收,92238U吸收快中子后变成 92239U,92239U很不稳定,很快发生β衰变变成 94239Pu,94239Pu在裂变产生能量的同时,又不断地将 92238U变成可用燃料 94239Pu,核燃料越烧越多。设 92239U、β粒子的质量分别为M、m,则 ( C、D )
A. 94239Pu与 92239U的中子数相同
 92239U是属于核聚变
 94239Pu
 92239U发生β衰变释放出动能为E0的β粒子,该衰变中质量亏损为M+mMc2E0
:轻核聚变
“人造太阳”核反应的方程为 12H+13H→24He+X,下列说法正确的是 (C)
 12H的比结合能
 12H的平均核子质量
:核能的计算
法国物理学家贝克勒尔发现自然界中有一些物质具有天然放射现象,能够发生衰变反应。一个静止的 92238U原子核衰变为一个新核 90234Th,同时放出一个带电粒子,该粒子的动能大小为E,动量大小为p。下列说法正确的是 (D)
 92238U大
1.☆☆(光电效应图像问题)图甲是研究光电效应的电路图, eV的金属为K极,图乙为氢原子能级图(巴耳末系的四种可见光,是分别从n=3、4、5、6能级跃迁到n=2能级产生的)。下列说法正确的是 (B)
,电流表示数一定变为0
,电子的动能增大,总能量增大
=3能级的氢原子, eV的自由电子碰撞的过程中不能吸收能量向高能级跃迁
2.☆☆ (能级跃迁波长问题)(多选)氢原子能级示意图如图,当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时,辐射光的波长为656 nm。以下判断正确的是 (C、D)
=2跃迁到n=1的能级时,辐射光的波长大于656 nm
nm的光照射,可使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级
=3能级的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线
nm的光照射,不能使氢原子从n=2跃迁到n=3能级
3.☆☆(能级跃迁波长问题)(多选)一群处于基态的氢原子受某种光照射后,跃迁到第4能级,发出的光谱中只有两条可见光a和b。a、b在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系如图甲所示。图乙为氢原子能级图
, eV之间,下列说法正确的是 ( A、D )
= eV
,能发出10种不同频率的光
=3能级跃迁到n=2能级时发出的光
4.☆☆(核反应方程)质子在加速器中加速到接近光速后,常被用来与其他粒子碰撞。下列核反应方程中,X代表电子的是 (B)
+12HHe+X
+X
+714NO+X
+1327AlP+X
5.☆☆(核聚变)当太阳内部的氢元素消耗殆尽后,内部高温高压使三个氢核发生短暂的热核反应,被称为氦闪,核反应方程为324He→X,已知 24He的结合能为E1,X的结合能为E2,则下列判断正确的是 (D)
=3E1
-3E1
6.☆☆☆(核能的计算)氘核可以发生一系列聚变反应释放核能,其总效果可以用反应式