资源简介

微主题14　原子物理
结合教材与《考前回归》，回答以下问题：
1. 什么是原子的核式结构模型？
2. 什么是原子光谱？什么是原子的能级结构？
3. 原子核是如何组成的？核力的性质是什么？
4. 什么是放射性？放射性同位素有哪些应用？
5. 什么是原子核的衰变？什么是半衰期？
6. 什么是原子核的结合能、比结合能？
7. 什么是核裂变、核聚变？
8. 什么是光电效应？什么是波粒二象性？
1 黑体与黑体辐射
(1) 如果某种物体能够________吸收入射的各种波长的电磁波而不发生________，这种物体就是绝对黑体，简称黑体．
(2) 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的________有关，且随着温度的升高，各种波长的辐射强度都________，辐射强度的极大值向波长________的方向移动．
2 光电效应与物质波
(1) 光电效应的规律：①任何一种金属都有一个截止频率，________________则不能发生光电效应．
②光电子的最大初动能与入射光的强度________关，随入射光频率的增大而________．
③光电效应的发生几乎是________的．
④大于截止频率的光照射金属时，饱和光电流强度与入射光强度成________．
(2) 光电效应方程：Ek＝________．(最大初动能与入射光子频率的关系)
(3) 物质波(德布罗意波)：任何一个运动着的物体都有一种波与它对应，该波的波长λ＝________．
3 玻尔假说的内容
(1) 轨道量子化：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆轨道绕核运动相对应．原子的定态是不连续的，因此电子的轨道也是不连续的．
(2) 能量状态量子化：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量．
(3) 跃迁假说：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝En－Em.
4 原子核衰变
(1) α衰变和β衰变的比较
衰变类别 α衰变 β衰变
衰变方程 X→Y＋________ X→Y＋________
典　　例 U→Th＋________ Th→Pa＋________
衰变实质 2H＋2n→He n→H＋e
衰变规律 ________________________________
注意：γ射线是伴随α衰变或β衰变产生的，不改变原子核的核电荷数和质量数，其实质是产生的某些新核由于具有过多的能量而辐射出的光子．
(2) 半衰期公式：N余＝N原，m余＝m原.式中N原、m原表示衰变前放射性元素的原子数和质量，N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期．半衰期由原子核内部的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态________关．
5 核反应
(1) 核反应类型：衰变、人工核转变、聚变及裂变.4种核反应都遵循________守恒和________守恒的规律．
(2) 核力的特点：________、________．
(3) 结合能
①结合能：克服核力束缚，使原子核分解为单个核子时需要的能量，或若干个核子在核力作用下结合成原子核时放出的能量．
②比结合能：原子核的结合能与核子数之比，也叫平均结合能．__________
______，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越________．
(4) 爱因斯坦质能方程：E＝________．
(5) 裂变与聚变
①重核裂变：重核俘获一个中子后分裂成为两个中等质量的核的反应过程．为了使铀235裂变时发生链式反应，铀块的体积应________它的临界体积．
②轻核聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反应过程，反应时释放出大量的核能．要想使氘核和氚核合成氦核，必须达到几百万开尔文以上的高温，因此聚变反应又叫热核反应．
点拨·拓展·感悟
考向1　能量子、光电效应、波粒二象性
1 [2022江苏卷]光源通过电子—光子散射使光子能量增加，光子能量增加后(　　)
A. 频率减小 B. 波长减小
C. 动量减小 D. 速度减小
考查光子能量、光子动量以及光速不变原理．
2 [2025广东卷]有甲、乙两种金属，甲的逸出功小于乙的逸出功．使用某频率的光分别照射这两种金属，只有甲发射光电子，其最大初动能为Ek，下列说法正确的是(　　)
A. 使用频率更小的光，可能使乙也发射光电子
B. 使用频率更小的光，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于Ek
C. 频率不变，减弱光强，可能使乙也发射光电子
D. 频率不变，减弱光强，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于Ek
考查光电效应的极限频率、爱因斯坦光电效应方程．
考向2　能级及能级跃迁
3 [2024江苏卷]如图所示，钠原子在几个能级间跃迁时辐射的光的波长分别为λ1、λ2、λ3和λ4.其中只有一种波长的光能使某种金属发生光电效应，该光的波长为(　　)
A. λ1
B. λ2
C. λ3
D. λ4
(1) 原子跃迁时，所吸收或辐射的光子能量只能等于两能级的能量差．(2) 原子从某一能级电离时，所吸收的能量可以大于或等于这一能级能量的绝对值，剩余能量为自由电子的动能．
考向3　核反应方程、半衰期、核能
4 [2024江苏卷]2024年我国实现了C批量生产．用于生产C的核反应方程为X＋N→C＋H.其中粒子X是(　　)
A. 正电子e B. 中子n
C. 氘核H D. 氦核He
核反应方程中电荷数守恒，质量数守恒，有质量亏损．
点拨·拓展·感悟
考向1　能量子、光电效应、波粒二象性
【角度1　能量子】
[2025南通、泰州、扬州等七市调研]康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现了部分X射线的波长变长．则(　　)
A. 速度变小
B. 频率变大
C. 动量变小
D. 能量变大
　
考查波速与波长、频率关系c＝λν，波长与动量关系λ＝，光子能量ε＝hν.X射线是一种光，光在真空中传播速度始终为c，即X射线速度不变．
【角度2　光电效应】
[2025苏州期初]某种金属板M受到一束频率为ν的紫外线照射时会不停地发射电子，射出的电子具有不同的方向，速度大小也不相同．在M右侧放置一个金属网N.如果用导线将M、N连起来，从M射出的电子落到N上便会沿导线返回M，从而形成电流．现在不把M、N直接相连，而按图示那样在M、N之间加某一电压，当该电压大于U0时电流表中就没有电流．(已知普朗克常量为h，电子电量为e，质量为m)则：
(1) 被这束紫外线照射出的电子，最大速度是多少？
(2) 金属板M的逸出功W多大？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
根据题意，光电效应问题应抓住三个关系式，从能量守恒角度抓住爱因斯坦光电效应方程，从动能定理角度抓住最大初动能与遏止电压的关系，逸出功与截止频率的关系．
考向2　能级及能级跃迁
【角度1　氢原子光谱】
[2025南京、盐城一模]如图甲所示为氢原子光谱，图乙为氢原子部分能级图．图甲中的Hα、Hβ、Hγ、Hδ属于巴尔末系，都是氢原子从高能级向n＝2能级跃迁时产生的谱线．下列说法正确的是(　　)
甲 乙
A. Hβ对应的光子能量比Hγ的大
B. Hβ对应的光子动量比Hγ的大
C. Hδ是氢原子从n＝3向n＝2能级跃迁时产生的
D. 氢原子从高能级向n＝1能级跃迁时产生的谱线均在Hδ的左侧
考查光子能量、光子动量、能级跃迁，根据波长大小判断频率大小，根据频率大小判断能量大小，根据波长大小判断动量大小，根据能级跃迁判断能级差．
【角度2　能级跃迁与光电效应结合】
[2025南京学情调研]地铁靠站时列车车体和屏蔽门之间安装有光电传感器．如图甲所示，若光线被乘客阻挡，电流发生变化，工作电路立即报警．如图乙所示，光线发射器内大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光中只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子，图丙为a、b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线．已知光电管阴极材料的逸出功为2.55 eV，下列说法正确的是(　　)
甲 乙 丙
A. b光为氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时发出的光
B. 经同一障碍物时，b光比a光衍射现象更明显
C. 光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为9.54 eV
D. 若部分光线被遮挡，则放大器的电流将增大，从而引发报警
这类题将能级跃迁与光电效应结合，难度相对大一些，一般思路是根据能级差判断频率大小，然后根据频率大小，结合光电效应方程判断最大初动能、光电流等．
考向3　核反应方程、半衰期、核能
【角度1　核反应方程】
[2025盐城考前模拟]中国新一代“人造太阳”(EAST)首次实现一亿摄氏度、1 066 s高约束模式运行，创造新的世界纪录．若“人造太阳”中核聚变反应方程为H＋H―→He＋y.则方程中的x、y分别为(　　)
A. x＝2，y为中子n
B. x＝2，y为电子e
C. x＝3，y为中子n
D. x＝3，y为质子p
这类问题比较简单，由核反应方程中质量数和电荷数守恒即可得到，易错点是容易将基本粒子混淆．
【角度2　比结合能、半衰期】
[2025南京调研]日本排入海洋的核污水中含具有放射性的氚(H)，其衰变方程为H―→He＋X，半衰期为12.43年．下列说法正确的是(　　)
A. X为e
B. 该核反应过程中没有质量亏损
C. H的比结合能小于He的比结合能
D. 经过24.86年，核污水中所含有的氚还有一半未发生衰变
本题以核污水中的衰变方程为情境，考查多个知识点：质量数守恒和电荷数守恒、质量亏损、比结合能、半衰期等．
1 2025年4月，我国首款碳14核电池“烛龙一号”研制成功．碳14半衰期长达5 730年，碳14核电池“烛龙一号”通过碳14的β衰变释放核能，进而转化为电能．下列说法正确的是(　　)
A. 升高温度，可以加快β衰变从而释放更多的核能
B. 增加压强，可以加快β衰变从而释放更多的核能
C. β射线是高速运动的电子，经过β衰变后原子在周期表中的位置向后移一位
D. 24个碳14原子经过17 190年后剩余3个
2 极紫外线广泛应用于芯片制造行业，如图甲所示，用波长λ＝110 nm的极紫外线照射光电管，恰好能发生光电效应．已知普朗克常量h＝6.6×10-34 J·s，1 nm＝10-9 m，1 eV＝1.6×10-19 J，c＝3×108 m/s.
(1) 求阴极K材料的逸出功W0；
(2) 图乙是氢原子的能级图，若大量处于n＝4激发态的氢原子发出的光照射阴极K，灵敏电流计G显示有示数，调整电源和滑动变阻器，测得电流计示数I与电压表示数U的关系图像如图丙，则图丙中Uc的大小是多少？
甲 丙 乙
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
微主题14　原子物理
活动二
1 (1) 完全　反射　(2) 温度　增加　较短
2 (1) ①低于这个截止频率　②无　增大　③瞬时　④正比　(2) hν－W0　(3)
4 (1)
α衰变 β衰变
X→Y＋He X→Y＋e
U→Th＋He Th→Pa＋e
2H＋2n→He n→H＋e
电荷数守恒，质量数守恒
(2) 无
5 (1) 质量数　电荷数　(2) 短程　强大　(3) ②比结合能越大　稳定　(4) mc2　(5) ①大于
活动三
1 B　根据ε＝hν可知光子的能量增加后，光子的频率增加，又根据λ＝，可知光子波长减小，故A错误，B正确；根据p＝，可知光子的动量增加，根据光速不变原理可知，光子速度不变，故C、D错误．
2 B　某频率的光不能使乙金属发生光电效应，说明此光的频率小于乙金属的截止频率，则换用频率更小的光不能发生光电效应，A错误；由光电效应方程Ek＝hν－W0可知入射光的频率越大，最大初动能越大，换用频率更小的光，最大初动能小于Ek，B正确；频率不变，则小于乙金属的截止频率，不会发生光电效应，C错误；由Ek＝hν－W0可知，频率不变，最大初动能不变，D错误．
3 C　根据光电效应方程可知，当只有一种光子可使某金属发生光电效应，该光子对应的能量最大，根据图中能级图可知，跃迁时对应波长为λ3的光子能量最大．C正确．
4 B　根据质量数守恒可知X的质量数为m＝14＋1－14＝1，根据电荷守恒可知X的电荷数为n＝6＋1－7＝0，可知X为中子n.B正确．
活动四
【例1】　C　X射线是一种光，光在真空中传播速度始终为c，即X射线速度不变，A错误；根据c＝λf可知，X射线波长变长，则频率变小，B错误；根据λ＝可知，X射线波长变长，则动量变小，C正确；X射线频率变小，根据E＝hν可知，能量变小，D错误．
【例2】　(1) 根据题意，由动能定理有
－eU0＝0－Ekm＝0－mv，
解得vm＝.
(2) 根据题意，由光电效应方程有Ekm＝hν－W，
解得W＝hν－Ekm＝hν－eU0.
【例3】　D　Hβ的波长比Hγ的波长大，则Hβ的频率比Hγ的小，根据 ε＝hν，可知Hβ对应的光子能量比Hγ的小，根据光子动量p＝，可知Hβ对应的光子动量比Hγ的小，故A、B错误；Hδ谱线的波长最短，频率最大，能量最大，巴尔末系中，氢原子从n＝3向n＝2能级跃迁时产生的能量最小，故C错误；氢原子从高能级向n＝1能级跃迁时，能级差均大于向n＝2能级跃迁时的能级差，即产生的光子能量大，所以波长小，即产生的谱线均在Hδ的左侧，故D正确．
【例4】　C　由图丙知，νa<νb，故a光为2→1跃迁时发出的光，b光为3→1跃迁时发出的光，故A错误；由νa<νb得，a光的波长大于b光的波长，故a光衍射现象更明显，故B错误；由光电效应方程得Ekm＝hνb－W0＝E3－E1－W0＝9.54 eV，故C正确；部分光被遮挡，光强降低，饱和光电流减小，故D错误．
【例5】　A　根据质量数守恒判断x＝2，质量数为1、电荷数为0的y为中子，所以A正确．
【例6】　C　原子核反应中满足质量数守恒和电荷数守恒，可得x为e，故A错误；衰变过程中要释放能量，伴随质量亏损，且反应后能量更低，原子更稳定，比结合能更大，故B错误，C正确；若放射性元素半衰期为T，经历时间t后剩余放射性元素的含量占比为k＝＝＝，可知核污水中所含有的氚还有未发生衰变，故D错误．
新情境
1 C　β衰变的快慢由原子核自身决定，所以升高温度或者增加压强，都不可以加快β衰变，故A、B错误；β射线是高速运动的电子，是由原子核内部的中子转化为质子而释放出来的，所以经过β衰变后，质子增加一个，原子在周期表中的位置向后移一位，故C正确；半衰期只适用于大量原子核的衰变，不适用于少数原子核的衰变，所以24个碳14原子经过17 190年后不一定剩余3个，故D错误．
2 (1) 设波长λ＝110 nm的极紫外线的频率为νc，
逸出功W0＝hνc，频率νc＝，
代入数据解得W0＝1.8×10-18 J或W0＝11.25 eV.
(2) 处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时产生多种不同能量的光子，产生的光电流是多种光子产生的光电子综合表现，要使光电流全部遏止，必须截住能量最大的光电子，其能量为hνm＝E4－E1＝12.75 eV，
由光电效应方程可知光电子最大初动能
Ekm＝hνm－W0＝1.5 eV，
遏止电压必须满足Ekm＝eUc，解得Uc＝1.5 V.(共38张PPT)
上篇　
主题通关
主题5　振动和波　电磁振荡与电磁波　
光学　热学　原子物理
微主题14　原子物理
内容索引
活动一　问题导忆
活动二　知识内化
活动三　真题引领
活动四　典题悟理
新　情　境
活动一　问题导忆
结合教材与《考前回归》，回答以下问题：
1. 什么是原子的核式结构模型？
2. 什么是原子光谱？什么是原子的能级结构？
3. 原子核是如何组成的？核力的性质是什么？
4. 什么是放射性？放射性同位素有哪些应用？
5. 什么是原子核的衰变？什么是半衰期？
6. 什么是原子核的结合能、比结合能？
7. 什么是核裂变、核聚变？
8. 什么是光电效应？什么是波粒二象性？
活动二　知识内化
1 黑体与黑体辐射
(1) 如果某种物体能够______吸收入射的各种波长的电磁波而不发生______，这种物体就是绝对黑体，简称黑体．
(2) 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的______有关，且随着温度的升高，各种波长的辐射强度都______，辐射强度的极大值向波长______的方向移动．
完全
反射
温度
增加
较短
2 光电效应与物质波
(1) 光电效应的规律：①任何一种金属都有一个截止频率，________
____________则不能发生光电效应．
②光电子的最大初动能与入射光的强度_____关，随入射光频率的增大而______.
③光电效应的发生几乎是______的．
④大于截止频率的光照射金属时，饱和光电流强度与入射光强度成______.
低于这
个截止频率
无
增大
瞬时
正比
(2) 光电效应方程：Ek＝_________.(最大初动能与入射光子频率的关系)
(3) 物质波(德布罗意波)：任何一个运动着的物体都有一种波与它对
应，该波的波长λ＝____.
hν－W0
3 玻尔假说的内容
(1) 轨道量子化：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆轨道绕核运动相对应．原子的定态是不连续的，因此电子的轨道也是不连续的．
(2) 能量状态量子化：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量．
(3) 跃迁假说：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝En－Em.
注意：γ射线是伴随α衰变或β衰变产生的，不改变原子核的核电荷数和质量数，其实质是产生的某些新核由于具有过多的能量而辐射出的光子．
4 原子核衰变
(1) α衰变和β衰变的比较
电荷数守恒，质量数守恒
无
5 核反应
(1) 核反应类型：衰变、人工核转变、聚变及裂变.4种核反应都遵循________守恒和_______守恒的规律．
(2) 核力的特点：_______、_______.
(3) 结合能
①结合能：克服核力束缚，使原子核分解为单个核子时需要的能量，或若干个核子在核力作用下结合成原子核时放出的能量．
②比结合能：原子核的结合能与核子数之比，也叫平均结合能．___
___________，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越______.
质量数
电荷数
短程
强大
比
结合能越大
稳定
(4) 爱因斯坦质能方程：E＝____.
(5) 裂变与聚变
①重核裂变：重核俘获一个中子后分裂成为两个中等质量的核的反应过程．为了使铀235裂变时发生链式反应，铀块的体积应_______它的临界体积．
②轻核聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反应过程，反应时释放出大量的核能．要想使氘核和氚核合成氦核，必须达到几百万开尔文以上的高温，因此聚变反应又叫热核反应．
mc2
大于
活动三　真题引领
考向1　能量子、光电效应、波粒二象性
1 [2022江苏卷]光源通过电子—光子散射使光子能量增加，光子能量增加后(　 　)
A. 频率减小 B. 波长减小
C. 动量减小 D. 速度减小
点拨·拓展·感悟
考查光子能量、光子动量以及光速不变原理．
感悟：______________
________________________________________________________________________________________________________________________
B
2 [2025广东卷]有甲、乙两种金属，甲的逸出功小于乙的逸出功．使用某频率的光分别照射这两种金属，只有甲发射光电子，其最大初动能为Ek，下列说法正确的是(　 　)
A. 使用频率更小的光，可能使乙也发射光电子
B. 使用频率更小的光，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于Ek
C. 频率不变，减弱光强，可能使乙也发射光电子
D. 频率不变，减弱光强，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于Ek
考查光电效应的极限频率、爱因斯坦光电效应方程．
感悟：________
______________________________________________________________________
B
【解析】某频率的光不能使乙金属发生光电效应，说明此光的频率小于乙金属的截止频率，则换用频率更小的光不能发生光电效应，A错误；由光电效应方程Ek＝hν－W0可知入射光的频率越大，最大初动能越大，换用频率更小的光，最大初动能小于Ek，B正确；频率不变，则小于乙金属的截止频率，不会发生光电效应，C错误；由Ek＝hν－W0可知，频率不变，最大初动能不变，D错误．
考向2　能级及能级跃迁
3 [2024江苏卷]如图所示，钠原子在几个能级间跃迁时辐射的光的波长分别为λ1、λ2、λ3和λ4.其中只有一种波长的光能使某种金属发生光电效应，该光的波长为(　 　)
A. λ1 B. λ2
C. λ3 D. λ4
(1) 原子跃迁时，所吸收或辐射的光子能量只能等于两能级的能量差．(2) 原子从某一能级电离时，所吸收的能量可以大于或等于这一能级能量的绝对值，剩余能量为自由电子的动能．
C
【解析】根据光电效应方程可知，当只有一种光子可使某金属发生光电效应，该光子对应的能量最大，根据图中能级图可知，跃迁时对应波长为λ3的光子能量最大．C正确．
考向3　核反应方程、半衰期、核能
核反应方程中电荷数守恒，质量数守恒，有质量亏损．
感悟：________
______________________________________________________________________
B
活动四　典题悟理
考向1　能量子、光电效应、波粒二象性
【角度1　能量子】
[2025南通、泰州、扬州等七市调研]康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现了部分X射线的波长变长．则(　 　)
A. 速度变小
B. 频率变大
C. 动量变小
D. 能量变大
点拨·拓展·感悟
1
C
【角度2　光电效应】
[2025苏州期初]某种金属板M受到一束频率为ν的紫外线照射时会不停地发射电子，射出的电子具有不同的方向，速度大小也不相同．在M右侧放置一个金属网N.如果用导线将M、N连起来，从M射出的电子落到N上便会沿导线返回M，从而形成电流．现在不把M、N直接相连，而按图示那样在M、N之间加某一电压，当该电压大于U0时电流表中就没有电流．(已知普朗克常量为h，电子电量为e，质量
为m)则：
(1) 被这束紫外线照射出的电子，最
大速度是多少？
(2) 金属板M的逸出功W多大？
根据题意，光电效应问题应抓住三个关系式，从能量守恒角度抓住爱因斯坦光电效应方程，从动能定理角度抓住最大初动能与遏止电压的关系，逸出功与截止频率的关系．
笔记：__________
2
(2) 根据题意，由光电效应方程有Ekm＝hν－W，
解得W＝hν－Ekm＝hν－eU0.
考向2　能级及能级跃迁
【角度1　氢原子光谱】
[2025南京、盐城一模]如图甲所示为氢原子光谱，图乙为氢原子部分能级图．图甲中的Hα、Hβ、Hγ、Hδ属于巴尔末系，都是氢原子从高能级向n＝2能级跃迁时产生的谱线．下列说法正确的是(　 　)
考查光子能量、光子动量、能级跃迁，根据波长大小判断频率大小，根据频率大小判断能量大小，根据波长大小判断动量大小，根据能级跃迁判断能级差．
笔记：__________
3
甲
乙
D
A. Hβ对应的光子能量比Hγ的大
B. Hβ对应的光子动量比Hγ的大
C. Hδ是氢原子从n＝3向n＝2能级跃迁时产生的
D. 氢原子从高能级向n＝1能级跃迁时产生的谱线均在Hδ的左侧
【角度2　能级跃迁与光电效应结合】
[2025南京学情调研]地铁靠站时列车车体和屏蔽门之间安装有光电传感器．如图甲所示，若光线被乘客阻挡，电流发生变化，工作电路立即报警．如图乙所示，光线发射器内大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光中只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子，图丙为a、b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线．已知光电管阴极材料的逸出功为2.55 eV，下列说法正确的是(　 　)
这类题将能级跃迁与光电效应结合，难度相对大一些，一般思路是根据能级差判断频率大小，然后根据频率大小，结合光电效应方程判断最大初动能、光电流等．
笔记：__________
________________
4
C
【解析】由图丙知，νa<νb，故a光为2→1跃迁时发出的光，b光为3→1跃迁时发出的光，故A错误；由νa<νb得，a光的波长大于b光的波长，故a光衍射现象更明显，故B错误；由光电效应方程得Ekm＝hνb－W0＝E3－E1－W0＝9.54 eV，故C正确；部分光被遮挡，光强降低，饱和光电流减小，故D错误．
A. b光为氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时发出的光
B. 经同一障碍物时，b光比a光衍射现象更明显
C. 光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为9.54 eV
D. 若部分光线被遮挡，则放大器的电流将增大，从而引发报警
考向3　核反应方程、半衰期、核能
【角度1　核反应方程】
这类问题比较简单，由核反应方程中质量数和电荷数守恒即可得到，易错点是容易将基本粒子混淆．
笔记：______
5
A. x＝2，y为中子n
B. x＝2，y为电子e
C. x＝3，y为中子n
D. x＝3，y为质子p
A
【解析】根据质量数守恒判断x＝2，质量数为1、电荷数为0的y为中子，所以A正确．
【角度2　比结合能、半衰期】
本题以核污水中的衰变方程为情境，考查多个知识点：质量数守恒和电荷数守恒、质量亏损、比结合能、半衰期等．
6
C
新　情　境
1 2025年4月，我国首款碳14核电池“烛龙一号”研制成功．碳14半衰期长达5 730年，碳14核电池“烛龙一号”通过碳14的β衰变释放核能，进而转化为电能．下列说法正确的是(　 　)
A. 升高温度，可以加快β衰变从而释放更多的核能
B. 增加压强，可以加快β衰变从而释放更多的核能
C. β射线是高速运动的电子，经过β衰变后原子在周期表中的位置向后移一位
D. 24个碳14原子经过17 190年后剩余3个
2
1
C
【解析】β衰变的快慢由原子核自身决定，所以升高温度或者增加压强，都不可以加快β衰变，故A、B错误；β射线是高速运动的电子，是由原子核内部的中子转化为质子而释放出来的，所以经过β衰变后，质子增加一个，原子在周期表中的位置向后移一位，故C正确；半衰期只适用于大量原子核的衰变，不适用于少数原子核的衰变，所以24个碳14原子经过17 190年后不一定剩余3个，故D错误．
2
1
2 极紫外线广泛应用于芯片制造行业，如图甲所示，用波长λ＝110 nm的极紫外线照射光电管，恰好能发生光电效应．已知普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，1 nm＝10－9 m,1 eV＝1.6×10－19 J，c＝3×108 m/s.
(1) 求阴极K材料的逸出功W0；
(2) 图乙是氢原子的能级图，若大量处于n＝4激发态的氢原子发出的光照射阴极K，灵敏电流计G显示有示数，调整电源和滑动变阻器，测得电流计示数I与电压表示数U的关系图像如图丙，则图丙中Uc的大小是多少？
2
1
代入数据解得W0＝1.8×10－18 J或W0＝11.25 eV.
(2) 处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时产生多种不同能量的光子，产生的光电流是多种光子产生的光电子综合表现，要使光电流全部遏止，必须截住能量最大的光电子，其能量为hνm＝E4－E1＝12.75 eV，
由光电效应方程可知光电子最大初动能
Ekm＝hνm－W0＝1.5 eV，
遏止电压必须满足Ekm＝eUc，解得Uc＝1.5 V.
2
1
谢谢观看
Thank you for watching

展开更多......

收起↑