2023年高考物理知识点复习：光电效应　波粒二象性（附答案解析）

2023年高考物理热点复习：光电效应波粒二象性

(2023高考课标解读】

一、光电效应波粒二象性

1.光电效应

(1)定义：在光的照射下从金属表面发射出电子的现象(发射出的电子称为光电子)。

(2)产生条件：入射光的频率大于金属极限频率。

(3)光电效应规律

①存在着饱和电流：对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多。

②存在着遏止电压和截止频率：光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无

关。当入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应。

③光电效应具有瞬时性：当频率超过截止频率时，无论入射光怎样微弱，几乎在照到金属时

立即产生光电流，时间不超过10一9s。

2.光电效应方程

(1)基本物理量

①光子的能量£=加，其中人=6.626x1034J∙s(称为普朗克常量)。

②逸出功：使电子脱离某种金属所做功的最小值。

③最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所

具有动能的最大值。

(2)光电效应方程：Ek=九一%。

【知识拓展】与光电效应有关的五组概念对比

1.光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是金属表面

受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子。光子是光电效应的因，光电子是果。

2.光电子的动能与光电子的最大初动能：光照射到金属表面时，电子吸收光子的全部能量，

可能向各个方向运动，需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分为光电子的

初动能；只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功的情况，才具有最大

初动能。光电子的初动能小于或等于光电子的最大初动能。

3.光电流与饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加

正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱

和光电流与所加电压大小无关。

4.入射光强度与光子能量:入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量。

5.光的强度与饱和光电流：饱和光电流与入射光强度成正比的规律是对频率相同的光照射

金属产生光电效应而言的，对于不同频率的光，由于每个光子的能量不同，饱和光电流与入射光

强度之间没有简单的正比关系。

二、α粒子散射实验与核式结构模型

1.实验现象

绝大多数a粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进,但少数a粒子发生了大角度偏转，

极少数a粒子甚至被撞了回来。如图所示。

2.原子的核式结构模型

在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电

子在核外空间绕核旋转。

三、氢原子光谱和玻尔理论

I.光谱

(1)光谱：用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光

谱。

(2)光谱分类：①线状谱光谱是一条条的亮线。

②连续谱光谱是连在一起的光带。

(3)氢原子光谱的实验规律：巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式;=

区&一/"=3,4,5,…),R是里德伯常量，Λ=1.10×107m〃为量子数。

2.玻尔理论

(1)定态：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。

(2)跃迁：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，即加=E,LE必是普朗克常量，Λ=6.63×10^34J∙s)o

(3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。原子的定态是不

连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。

3.氢原子的能级、能级公式

(1)氢原子的能级图

能级图如图所示。

113.6

(2)氢原子的能级公式

E,,=*E∣("=1,2,3,…)，其中田为基态能量，其数值为田=-13.6eV。

(3)氢原子的半径公式

%=/"(〃=1,2,3,…)，其中.为基态半径,又称玻尔半径,其数值为n=0.53xl0Rm.

[2023高考押题】

1.下列说法正确的是()

A.卢瑟福的粒子散射实验揭示子原子核有复杂的结构

B.在重核裂变过程中，原子核比结合能(即平均结合能)减小

C.光电效应实验中遏止电压与入射光的频率和金属材料的逸出功均有关

D.氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的

动能减小，电势能减小

【分析】卢瑟福的ɑ粒子散射实验揭示了原子的核式结构，重核裂变的过程中释放能量：

根据光电效应方程，结合动能定理分析；由玻尔理论分析D。

【解答】解：A.卢瑟福的a粒子散射实验揭示了原子的核式结构，故A错误。

B.重核裂变的过程中释放能量，生成物比反应物更稳定，所以生成物的比结合能增大，故B

错误；

C根据eUc=hv-Wo

光电效应实验中遏止电压UC与入射光的频率V和金属材料的逸出功WO均有关,故C正确；

D.山玻尔理论可知，氢原子的核外电子山较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光

子，同时电子的运动半径减小，动能增大，电势能减小，故D错误；

故选：Co

2.关于近代物理，下列说法正确的是（）

A.卢瑟福由α粒子散射实验确立了原子有内部结构

B.基态的一个氢原子吸收一个光子跃迁到n=3激发态后，可能发射3种频率的光子

C.光电效应揭示了光的波动性，表明光子具有能量

D.氢原子光谱表明氢原子的能量是不连续的

【分析】本题关键要知道：卢瑟福通过分析a粒子散射实验结果，建立了原子的核式结构

模型；根据玻尔理论分析；光电效应揭示了光的粒子性；氢原子光谱表明氢原子的能量是不连续

的。

【解答】解：A.卢瑟福由a粒子散射实验确立了原子的核式结构理论，故A错误；

B.基态的一个氢原子吸收一个光子跃迁到n=3激发态后，最多能发射2种频率的光子，即

对应于3-2,2-1两种跃迁，故B错误；

C.光电效应揭示了光的微粒性，表明光子具有能量，故C错误；

D.氢原子光谱表明氢原子的能量是不连续的，故D正确。

故选：D。

3.下列说法正确的是（）

A.放射性物质的温度降低，其半衰期将变长

B.大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁，将辐射出6种不同频率的光

C.若一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，改用波长较长的光照射就可能发生

D.氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子动能增加

【分析】放射性物质的半衰期与温度无关，根据数学方法分析B项，根据光电效应的条件

分析C项，根据波尔理论分析D项。

【解答】解：A.放射性物质的半衰期与温度无关，温度降低，其半衰期不变，故A错误；

B.大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁，将辐射出=6种不同频率的光，故B正

确；

C.若一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，改用波长较长的光照射，频率更低，不可

能发生光电效应，故C错误;

D.根据牛顿第二定律得k1122=mvi

r2「

根据动能的定义

bk-ɪmv

解得

kq/2

Ek=

2r

氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大轨道时，电子动能减小，故D错误。

故选：Bo

4.如图甲是研究光电效应规律的实验装置图，用绿光照射阴极K,实验测得电流I与电势

差UAK满足图乙所示规律，电子的电荷量约为L6X1（Γ∣9C,关于该实验说法正确的是（）

A.如果用红光照射该光电管，一定会发生光电效应

B.每秒钟阴极逸出的光电子数约为4义IOI？个

C.光电子的最大初动能为0.64eV

D.如果增大绿光的光照强度，饱和电流不会改变

【分析】红光的频率小于绿光的频率，结合产生光电效应的条件判断用红光照射该光电管能

否发生光电效应。由图乙读出饱和电流I,由n=工&求每秒钟阴极逸出的光电子数。

由图乙读出遏止电压为0.6V,根据动能定理求出光电子的最大初动能；增大绿光的光照强

度，饱和电流增大。

【解答】解：A、绿光的频率超过了阴极K的截止频率，但红光的频率低于绿光，不一定能

发生光电效应，故A错误；

B、由题图乙知，饱和电流为I=0.64μA=6.4X10：A,则ι秒内逸出的光电子数约为n="

e

=包个=4X1012个,故B正确；

1.6×IO-19

C、由题图乙知，遏止电压为Uc=0.6V,则最大初动能为Ekm=eUc=0.6eV,故C错误；

D、增大绿光的光照强度，单位时间逸出的光电子数增加，饱和电流随之增大，故D错误。

故选：Bo

5.氢原子的能级图如图所示。一群氢原子处于n=4的能级，跃迁到n=2的能级时辐射出

某一频率的光，用此光照射某金属板，发生光电效应，测得光电子的最大初动能为2.10eV,则

该金属的逸出功为（）

nE/eV

OO---------------------------------------O

5-------------------------0.54

4--------------------------0.85

3------------------------1.51

2--------------------------3.40

I---------------------------13.6

A.0.45eVB.2.IOeVC.2.55eVD.4.65eV

【分析】依据能级间跃迁时，辐射的光子能量等于两能级间的能级差，结合光电效应方程求

解。

【解答】解：氢原子由n=4向n=2能级跃迁时辐射的光子能量为：E42=E4-E2=-0.85eV

-（-3.40eV）=2.55eV

根据光电效应方程Ekm=E42-Wo

代入数据解得：Wo=O.45eV

故A正确，BCD错误；

故选：Ao

6.氯原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氢离子。已知基态的氢离子能量为E=-

54.4eV,氢离子能级的示意图如图所示。以下关于该基态的氢离子说法正确的是（)

En0

Ej.............*-3.4cV

三ΞΞΞ_________-6.0eV

E?_______________-13.6eV

J________________-54.4eV

A.该基态氮离子吸收某种光子发生跃迁，当能量为Ei=-3∙4eV时，氮离子最稳定

B.能量为48.4eV的光子，能被该基态氨离子吸收而发生跃迁

C.一个该基态氨离子吸收能量为5LOeV的光子后，向低能级跃迁能辐射6种频率的光子

D.该基态氯离子吸收一个光子后，核外电子的动能增大

【分析】类氢结构的氢离子可以使用玻尔理论来解答：处于基态的原子最稳定；原子从一个

能量状态向另一个能量状态跃迁时要吸收或放出一定频率的光子，光子的能量等于两个状态的

能级差，即hV=Em-En.结合库仑力提供向心力分析核外电子动能的变化.

【解答】解：A、根据玻尔理论的假设可知，处于基态的原子最稳定，故A错误；

B、能量为48.4eV的光子，若能被该基态氯离子吸收，吸收后氮离子的能量：E=-

54.4cV+48.4eV≈-6.0eV,等于其第3能级的能量，所以能量为48.4CV的光子，能被该基态氮

离子吸收而跃迁到第3能级。故B正确；

C、一个该基态氢离子吸收能量为5LOeV的光子后，能量为:E=-54.4eV+51eV=-3.4eV,

能跃迁到第4能级，一个第4能级的电子向低能级跃迁时，最多能辐射3种频率的光子。故C

错误；

D、该基态氨离子吸收一个光子后，核外电子的半径增大，根据库仑力提供向心力得：

22

3_=期_,可知半径增大，核外电子的动能减小。故D错误。

2

rr1

故选：Bo

7.科研人员利用冷冻电镜断层扫描技术首次“拍摄”到新冠病毒的3D清晰影像，冷冻电

镜是利用高速电子具有波动性原理，其分辨率比光学显微镜高1000倍以上。下列说法正确的是

()

A.电子的实物波是电磁波

B.电子的德布罗意波长与其动量成正比

C.冷冻电镜的分辨率与电子加速电压有关，加速电压越高，则分辨率越低

D.若用相同动能的质子代替电子，理论上也能“拍摄”到新冠病毒的3D清晰影像

【分析】电子的实物波是德布罗意波；根据λ2■知电子的德布罗意波长与其动量成反比；

P

加速电压越高，电子速度越大，动量越大，德布罗意波长越小，分辨率越高；质子的质量比电子

的质量大，所以在动能相同的情况下，质子的德布罗意波长比电子的德布罗意波长更小，分辨率

越高。

【解答】解：A、电子的实物波是德布罗意波，不是电磁波，故A错误；

B、根据λ2■知电子的德布罗意波长与其动量成反比，故B错误；

P

C、冷冻电镜的分辨率与电子加速电压有关，加速电压越高，电子速度越大，动量越大，德

布罗意波长越小，分辨率越高，从而使冷冻电镜的分辨率越高，故C错误；

D、实物粒子的德布罗意波长与动能的关系为因为质子的质量比电子的质

P√2mEκ

量大,所以在动能相同的情况下,质子的德布罗意波长比电子的德布罗意波长更小,分辨率越高，

若用相同动能的质子代替电子，理论上也能“拍摄”到新冠病毒的3D清晰影像，故D正确；

故选：D。

8.用波长为人的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为Ek。已知普朗克常量为h,

真空中的光速为c,则锌的逸出功Wo为（）

rrλ入

A.h^-EkB.h告+EkC.h—-EkD.h—÷Ek

λλcc

【分析】根据光电效应方程Ek=hv-Wo结合V=.即可求解逸出功Wo。

λ

【解答】解：根据光电效应方程：E∣t=hv-Wo

光速、波长、频率之间关系v=《_

解得逸出功Wo=若--E/故A正确，BCD错误;

故选：A0

9.如图所示，用频率为Vl和V2的甲、乙两种光分别照射同一光电管，对应的遏止电压分

别为UI和U2.已知V]<V2，则（）

悦口

光束

A.遏止电压U∣>U2

B.用甲、乙光分别照射时，金属的截止频率不同

C.增加乙光的强度，遏止电压U2变大

D.滑动变阻器滑片P移至最左端，电流表示数不为零

【分析】该实验研究光电效应的遏止电压，即光电管两端所接的反向电压，是使电子速度减

小为零的电压。根据光电效应方程式Ekm=hV-WO=eUc,而Wo=hVO对甲光和乙光列式即可

判断各选项正确与否。

【解答】解：A、据光电效应方程式Ekm=hv-Wθ=eU,由于V∣<V2,所以Ekml<Ekm2,

则U1VU2，故A错误；

B、截止频率是由金属本身决定，与照射光无关，故B错误；

C、遏止电压是电子速度减小为零所加的反向电压，当乙光强度增加时，产生光电效应光电

子的初动能不变，则遏止电压不变，故C错误；

D、当滑片移到最左端时，光电管两端的电压为零，但由于光电子有一定的初动能，能到达

A板，仍有光电流，电流表示数不为零，故D正确。

故选：Do

10.图甲是研究光电效应的实验原理图，从实验得到的某种金属的遏止电压Ue和入射光频

率V的数据，做出图乙所示的UC-V的图像，则下列说法正确的是（）

A.从图乙可知遏止电压大小与入射光的频率成正比，由入射光的频率决定

V

用频率为—L1的入射光照射时，也一定能使该金属发生光电效应

2

C.如果只改变电压的正负极，则电压越大电路中的饱和电流就越大

D.根据图乙的数据，可以计算出普朗克常量h='ljc21IJCi，e为电子的电荷量

V2-V

【分析】根据光电效应方程得出遏止电压与入射光频率的关系，通过图线的斜率求出普朗克

常量。遏止电压为零时，入射光的频率等于截止频率。

2

【解答】解：A.由动能定理及光电效应方程可得eU^mv=hV-Wfl

c2U

化简可得U=—V

Caρ

可知遏止电压大小与入射光的频率是一次函数关系，不成正比，故A错误；

B.当UC=O时，恰好发生光电效应，对应频率为极限频率，即图线与横轴交点，由题中数

V.

据无法确定该值与一关系，故B错误：

C.饱和光电流只与入射光强度有关，与所加电压无关，故C错误;

D.将图中数据代入光电效应方程有:

其中e为电子的电荷量，故D正确。

故选：D。

11.下列说法中正确的是（）

A.点光源照射一个障碍物，在光屏上形成的阴影的边缘部分模糊不清是因为发生了干涉

B.光具有波粒二象性，其他物质不存在波粒二象性

C.只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性

D.德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种

波和它对应，这种波叫物质波

【分析】阴影的边缘部分模糊不清，是因光的衍射：光具有波粒二象性，一切物质都存在波

粒二象性，根据物质波的特点分析。

【解答】解：A.点光源照射一个障碍物，在光屏上形成的阴影的边缘部分模糊不清是光绕

过障碍物继续传播形成的，是光的衍射，故A错误；

BC.光具有波粒二象性，一切物质都存在波粒二象性，只是实物粒子波的特性不明显，像

电子、质子、中子这样的微观粒的波动性较明显，故BC错误；

D.德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种

波和它对应，这种波叫物质波，故D正确。

故选：D。

12.氢原子能级图如图所示，处于基态的一群氢原子被频率为VO的单色光照射后，发出3

种频率的光，频率关系为Vι>V2>V3，则()

n£/cV

2------------------------3.40

1-13.6

A.V0>VlB.hv3=1.89eV

C.hv2=12.09eVD.hv1=0.76eV

【分析】根据数学组合知识得出辐射光子频率的种类；结合能级跃迁时光子能量的大小关系

判断.

【解答】解：AD.处于基态的一群氢原子被频率为V0的单色光照射后，发出3种频率的光，

说明跃迁至第3能级，因为

故hv°=E3-E∣=-1.51eV-(-13.6eV)=12.09eV

第3能级跃迁至第1能级发出的光，频率最高，满足hvι=hvo=12.O9cV

故AD错误；

BC.由能级图可知，频率为V2的光为第2能级跃迁至第1能级发出的，即hv2=E2-E1

=-3.40eV-(-13.6eV)=10.2eV

频率为V3的光为第3能级跃迁至第2能级发出的，即hV3=E3-E2=-l∙51eV-(-3.40eV)

=1.89eV

故B正确，C错误。

故选:Bo

13.如图所示，甲图为演示光电效应的实验装置：乙图为a、b、C三种光照射下得到的三条

电流表与电压表读数之间的关系曲线：丙图为氢原子的能级图。下列说法正确的是（）

甲乙丙

A.同一介质中a光的波长小于C光

B.若b光为可见光，则a光可能是紫外线

C.若b光光子能量为2.86eV,用它直接照射大量处于n=2激发态的氢原子，可以产生6

种不同频率的光

D.若b光光子是由处于n=3激发态的氢原子向n=2跃迁产生的，则a光光子也是由处于

n=3激发态的氢原子向n=2跃迁产生的

【分析】根据遏止电压比较最大初动能，从而比较光子频率的大小，得出可能的情况；结合

玻尔理论，由能级之间的关系判断。

【解答】解：A.根据光电效应方程Ek=hv-Wo,根据动能定理可得eUc=Ek=hV-Wo,

由乙图可知a光对应的遏止电压小于C光对应的遏止电压，则a光的频率小于C光的频率，根据

频率与波长的关系可知，同一介质中a光的波长大于C光的波长，故A错误；

B.由于a光对应的遏止电压等于b光对应的遏止电压，则b光的频率等于a光的频率，若

b光为可见光，则a光也一定是可见光，故B错误；

C.若b光光子能量为2.86eV,用它直接照射大量处于n=2激发态的氢原子，由氢原子吸

收b光光子能量能量值为：E=E2+Eb=-3.40eV+2.86eV=-0.54eV,可知跃迁至n=5激发态，

根据c2=10可以产生10种不同频率的光，故C错误；

D.由于a光的频率等于b光的频率，若b光光子是由处于n=3激发态的氢原子向n=2跃

迁产生的，则a光光子也是由处于n=3激发态的氢原子向n=2跃迁产生的，故D正确。

故选：D。

14.灯会是中国一种古老的民俗文化，己传承千年。现代灯会普遍用霓虹灯，霓虹灯发光原

理是不同气体，原子从高能级向低能级跃迁时发出能量各异的光子而呈现五颜六色，如图所示为

氢原子能级图，氢原子处于n=4能级上，可见光的光子能量范围为L62eV〜3.1IeV,则下列说

法正确的是()

nE⅛V

6.............................⅜38

3⅞

3---------------------------1.51

2---------------------------3.40

1---------------------------13.6

A.一个处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时，最多产生6种谱线

B.氢原子从n=4能级向n=2能级跃过程中发出的光为可见光

C.氢原子从n=4能级向n=l能级跃迁过程中发出光的波长最长

D.氢原子从n=2能级向n=l能级跃迁过程中发出的光不能使逸出功为4.54eV的金属鸨

发生光电效应

【分析】一群从高轨道向低轨道跃迁时减少的能量以光子的形式辐射出去，所有的激发态都

是不稳定的，都会继续向基态跃迁，故辐射光子的种类为种；根据光子能量与能级差的关系，

即Em-En=hV,以及可见光光子能量范围判断是否可见，只有入射光子的能量大于金属的逸出

功才会发生光电效应。

【解答】解：A.一个处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时，最多产生的谱线为n-1

=4-1=3种，故A错误；

B.从n=4跃迁到n=2,两能级差为

E42=E4-E2=-0.85eV-(-3.40eV)=2.55eV,

则辐射出光子的能量为2.55eV,可见光的光子能量范围为L62eV〜3.1IeV,则该光属于可

见光，故B正确；

C.氢原子从n=4能级向n=l能级跃迁过程中能级差最大，发出光的频率最大，波长最短，

故C错误；

D.氢原子从n=2能级向n=l能级跃迁过程中发出的光子的能量为

Eu=Ez-EI=-3.40eV-(-13.6eV)=10.2eV,

大于金属鸨的逸出功为4.54eV,所以会发生光电效应，故D错误；

故选：Bo

15.如图为氢原子的能级示意图。已知蓝光光子的能量范围为2.53〜2∙76eV,紫光光子的能

量范围为2.76〜3.1OeV0若使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则激发氢

原子的光子能量为（）

n

∞EO/

-54

50.5

4-0.

3-L.81

2-.5O

3..4

1------------------13.6

A.10.20eVB.12.09eVC.12.75eVD.13.06eV

【分析】根据大量处于基态的氢原子被激发后可辐射出2种可见光光子，确定出氢原子跃迁

到第几能级，从而求出氢原子应吸收的能量。

【解答】解：依题意知使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则由蓝光

光子能量范围可知，氢原子从n=4能级向低能级跃迁可辐射蓝光，不辐射紫光（即从n=4,跃

迁至Un=2辐射蓝光），则需激发氢原子到n=4能级，则激发氢原子的光子能量为

AE=E4-Eι=-O.85ev-（-13.6ev）=12.75eV,故C正确，ABD错误。

故选：C。

16.氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子（）

A.放出光子，能量增加B.放出光子，能量减少

C.吸收光子，能量增加D.吸收光子，能量减少

【分析】氢原子从激发态跃迁到基态时，氢原子放出光子，动能增大，势能减小，整体的能

量减小。

【解答】解：氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子放出光子，能量减小，故B正确，

ACD错误；

故选：B。

17.下列有关近代物理内容的叙述，正确的是（）

A.天然放射现象中的B射线是原子核外电子跃迁时辐射出的

B.比结合能越大，原子核结合能也越大，原子核越稳定

C.按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道，电子的动能

减小，原子的能量增大

D.用波长为入0的光照射大量处于第一激发态的氢原子，在所发射的光谱中仅有波长分别为

入1、入2、入3的三条谱线,且入IV入2＜入3，则入O=入1

【分析】B衰变的实质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来;

比结合能越大的，原子越稳定；根据轨道半径的大小，结合库仑引力提供向心力，判断电子动能

的变化；波长为入O的光照射大量处于第一激发态（n=2能级）的氢原子，能发出三种光子，根

据氢原子能级跃迁原理分析。

【解答】解：A、天然放射现象的射线来自原子核的内部，B衰变的实质是原子核中的一个

中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，不是来自核外电子，故A错误；

B、原子核的比结合能越大越稳定，原子核结合能还与核子数有关，故B错误；

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C、玻尔理论氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，根据区二=m∑-

r2r

知，电子的动能减小，但跃迁过程要吸收能量，原子能量增加，故C正确；

D、用波长为A0的光照射大量处于第一激发态（n=2能级）的氢原子，在所发射的光谱中

仅有波长分别为人1、入2、入3的三条谱线，则氢原子跃迁到n=3的激发态，根据E=hv=h^-可

知，能量最低的光子波长最长，若人ι＜人2＜入3，则A0=入3，故D错误；

故选：Co

18.一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能多种不同频率的光，将这些光分别

照射到图甲电路阴极K的金属上，实验只测得3条电流随电压变化的图像，如图乙所示。已知

氢原子的能级图如图丙，则下列推断正确的是（）

A.动能为IeV的电子不能使处于第3能级的氢原子发生跃迁

B.a、b、C三种光的波长关系：Λ-=Λ-+Λ-

人人L人

abc

C.图乙中的a光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的

D.阴极金属的逸出功可能为Wo=2.5eV

【分析】由玻尔理论分析可能的跃迁从而确定三种光的光子能量；由图可得遏止电压，据光

电效应方程Ek=hv-Wo,结合光电子的最大初动能，可求得金属逸出功范围。

【解答】解：A、第3能级与第4能级的差：E43=E4-E3=-0.85eV+1.51eV=0.66eV<leV,

电子与氢原子碰撞时氢原子能吸收电子的一部分的能量，所以动能为IeV的电子能使处于第3

能级的氢原子发生跃迁，故A错误；

B、一群第4能级的氢原子向低能级跃迁过程能发出6种不同频率的光，能量值的大小关系

排列从大到小为：n=4-l,n=3-l,n=2-l,n=4-2,n=3-2,n=4-3,但只检测到3

条电流，所以发生光电效应的能量值分别为：n=4-l,n=3fl,n=2-H;可知a、b、C三束

光都是向基态跃迁发出的，所以不可能满足波长关系：FL=FL+――，故B错误；

AA,A

abc

C、结合图乙，可知a光的遏止电压最大，是频率最大的光，则是第4能级向基态跃迁发出

的，故C正确；

D、根据玻尔理论结合B的分析，辐射能量第4大的光子能量为E4-E2=2.55cV>2.5eV;

由于只测得3条电流随电压变化的图像，故阴极金属的逸出功一定大于2.55eV,故D错误。

故选：Co

19.如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压