原子物理-2025新高考物理冲刺专项训练（含答案）

原子物理-2025新高考物理冲刺专项训练

含答案

原各麴理

一、单选题

［题目|「I（2024.安徽黄山.二模）近代物理学的发展，催生了一大批新技术,深刻地改变了人们的生活方式和社

会形态，有关近代物理学发展的相关叙述错误的是（）

A.普朗克通过对黑体辐射规律的研究，提出“能量子”概念，把物理学带入了量子世界

B.a粒子散射实验，揭示了原子的“枣糕”结构模型

C.丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说,解释了氢原子的光谱

D.世界上第一座核反应堆装置的建立，标志着人类首次通过可控制的链式反应实现了核能的释放

题目句（2024•浙江杭州•二模）下列有关光电效应的说法错误的是（）

A.爱因斯坦提出了光电效应理论

B.甲图实验中让锌板带负电,光照后，验电器张角会变小

C.乙图中光电子到达A板的速度越大，则光电流越大

D.乙图光电流的大小与入射光束的光强有关

题目0）（23-24高三下•湖北•阶段练习常。呼气实验可用于检测胃部有无感染幽门螺杆菌，通过检测呼吸

呼出的是否具有放射性即可诊断。已知/。发生£衰变的半衰期为5730年，衰变方程为KC-X+Oe。

下列说法正确的是（）

A.X娜N

B.6射线比7射线的穿透能力弱

C.衰变产生的上代是蓝。核外电子被电离产生的

D.一般服下药物15分钟后再检测，是为了避免由于KC的衰变而明显降低检测准确性

题目⑷（2024.新疆.一模）研究光电效应的电路如图所示,闭合开关用某单色光束照射K极，电路中光电流

为0,则（）

光束、加窗口

A.光束频率一定小于K极的截止频率B.滑片P向左移动，电流可能不为0

C.滑片P向右移动，电流一定不为0D.增大光束的照射强度，电流不为0

题目可（2024・湖南长沙•一模）根据玻尔理论，电子在第n轨道运动时氢原子的能量En和电子在第1轨道运

动时氢原子的能量及满足关系式段=与。如图为氢原子的能级图。巴耳末线系的谱线是氢原子的电子

n

从九>2的能级返回n=2能级时释放出的谱线，赖曼线系的谱线是氢原子的电子从n>1的能级跃迁至n

=1能级的一系列光谱线。则赖曼线系能量最小的光子与巴耳末线系能量最大的光子的能量差约为

（）

A.W.2eVB.6.8eVC.3.4eVD.0.54eV

题目同（2024・广东・一模）图甲为研究光电效应的实验装置，用不同频率的单色光照射阴极K,正确操作下，

记录相应电表示数并绘制如图乙所示的图像,当频率为以时绘制了如图丙所示的/—U图像,图中所

标数据均为已知量,则下列说法正确的是（

A.饱和电流与K、A之间的电压有关B.测量遏止电压a时，滑片p应向b移动

C.阴极K的逸出功叫=之必二也无D.普朗克常量九=丝二曳

“2—%“2一%

题目⑶（2024•河南南阳•一模）北京正负电子对撞机，是我国的一座重大科学装置。正负电子对撞机是一种

高能物理实验设备，它的作用是通过将正电子和负电子加速到接近光速，然后让它们碰撞，以探索宇宙的基

本结构和性质。动能大小均为瓦的一对正负电子相向运动发生对撞并发生湮灭，产生一对光子。己知正、

负电子的静止质量均为机，光在真空中的传播速度为c,则所产生的一个光子的动量大小为（）

A.—B.meC.D.—+me

CCC

题目回（2024•北京顺义・一模）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，将产生持续均匀的压力,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。假设质量为小的

探测器正朝远离太阳的方向运动,帆面的面积为S,且始终与太阳光垂直，探测器到太阳中心的距离为了,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电磁波的总能量与太阳绝对温度的四

次方成正比，即区=。下工其中T为太阳表面的温度，”为常量。引力常量为G,太阳的质量为刊,太阳的半

径为儿光子的动量p=：,光速为c。下列说法正确的是（）

A

2

B.t时间内探测器在T处太阳帆受到太阳辐射的能量^RtP0S

C.若照射到太阳帆上的光一半被太阳帆吸收一半被反射,探测器太阳帆的面积S至少为里攀巴

2

RP0

D.若照射到太阳帆上的光全部被太阳帆吸收，探测器在r处太阳帆受到的太阳光对光帆的压力互学

er

题目叵〕（2024.北京平谷.模拟预测）图示照片是2023年12月1日晚网友在北京怀柔拍摄到的极光。当太阳

爆发的时候，就会发生日冕物质抛射，一次日冕物质抛射过程能将数以亿吨计的太阳物质以数百千米每秒

的高速抛离太阳表面。当日冕物质（带电粒子流）与地球相遇后，其中一部分会随着地球磁场进入地球南

北两极附近地区的高空，并与距离地面一百到四百千米高的大气层发生撞击,撞击的过程伴随着能量交换,

这些能量被大气原子与分子的核外电子吸收之后，又快速得到释放,释放的结果就是产生极光。绿色与红

色极光便是来自氧原子，紫色与蓝色极光则往往来自氮原子。则下列说法中最合理的是（）

A.若带正电的粒子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，在地球磁场的作用下将会向西

偏转

B.地球南北两极附近的地磁场最强。但在两极附近，地磁场对垂直射向地球表面的带电粒子的阻挡作用

最弱

C.若氮原子发出紫色极光的光子能量为国，则与该氮原子核外电子发生撞击的带电粒子的能量也为瓦

D.若氧原子的核外电子吸收能量为用的光子后,则该氧原子就会放出能量为Eo的光子

题目回（2024.广东.二模）钙钛矿是新型太阳能电池的重点研发方向之一，我国科研团队刷新大面积全钙钛

矿光伏组件光电转化效率世界纪录。面积为2.60力2的太阳能电池板总保持与太阳光线垂直，在电池板处

太阳光的强度为L39kW/m2,假设太阳辐射波长为550nm的单色光,而且所有辐射到电池板上的光子均

被板吸收，已知九=6.63x10-34,.s,c=3.oxH）8m/s,则电池板每秒钟吸收的光子数目约为（）

A.Loxley个B.Loxley个C.2.OxiO?。个D.2.Ox个

二、多选题

［题目|11）（2024•浙江杭州•二模）下列说法正确的是（）

A.避雷针的原理是静电屏蔽

B.比结合能越小，原子核越稳定

C.硫化镉光敏电阻随着光照的增强,载流子增多,导电性变好

D.将两端开口的细玻璃管竖直插入水中,管中的液面高于水面

题目逗（23-24高三上•全国•阶段练习）如图是研究光电效应的实验装置，O点是滑动变阻器的中点，变阻

器阻值随滑片位置均匀变化。用某单色光照射时,能够发生光电效应。若电源电动势为20V,内阻不计。

滑动变阻器长为10cm,当滑片P距离a端4cm时，微安表示数恰为0,则（）

A.当滑片P从此位置向左滑动时，微安表有电流

B.当滑片P从此位置向右滑动时，微安表有电流

C.光电子最大初动能为2eV

D.光电子最大初动能为8eV

三、解答题

'题目以乙（2024・湖北•二模）极紫外线广泛应用于芯片制造行业，如图甲所示，用波长4=HOnm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％=6.6x10-34J-s,Inm=10-9m,leV=1.6X10-19

J,c=3x108m/so

⑴求阴极K材料的逸出功叫；

（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/与电压表示数U的关系图像如图丙，则图丙中a的大

小是多少？

「题目B（2024.吉林.一模）如图,真空中足够大的铝板河与金属板N平行放置,通过电流表与电压可调的电

源相连。一束波长。/l=200nm的紫外光持续照射到河上，光电子向各个方向逸出。已知铝的逸出功吸

=6.73xICT"/,光速0=3.0xItfm/s,普朗克常量h=6.63xW34J-s。

（1）求光电子的最大初动能心（计算结果保留两位有效数字）；

（2）调节电压使电流表的示数减小到。时，M、N间的电压为“；当电压为,为时，求能到达N的光电子

中，初速度与M之间夹角的最小值九

［题目口9（2024•浙江・二模）研究光电效应的装置如甲图所示，该装置可用于分析光子的信息。在2。?;平面

（纸面）内，垂直纸面的金属薄板M、N与?/轴平行放置，板N中间有一小孔Q,坐标为（01）。第一象限存

在垂直向里的匀强磁场，，轴（乙,0）处有小孔。2,平行板电容器4K的上极板与立轴紧靠且平行，其长度

为L,板间距为,，力板中央小孔。3与。2对齐，K板连接电流表后接地。在入射光的照射下，质量为加，

电荷量为e的电子从“板逸出后经极板电压加速从Q点持续不断进入磁场，速度大小在乎*与2之间，

已知速度为。。的电子经磁场偏转后恰能垂直加轴射入。2点，板”的逸出功为W，普朗克常量为限忽略

电子之间的相互作用，电子到达边界或极板立即吸收并导走。

（1）求逸出光电子的最大初动能&m和入射光的频率；

（2）求匀强磁场的磁感应强度大小和所有能到达，轴上的电子在磁场中运动的最短时间；

（3）5=0时,求到达K板最左端的电子刚从板河逸出时速度上的大小及与立轴的夹角仇

（4）若在小孔4处增加一特殊装置，可使进入的电子沿各方向均匀分布在与轴成0~90°范围内，速率在

空”。与。。之间。监测发现每秒钟有几个电子通过小孔。3,调节加载在七与A板之间的电压心，试在乙

图中大致画出流过电流表的电流i随。山变化的关系曲线。标出相关数据，写出必要的计算过程。

乙

6

及，物理

一、单选题

［题目03（2024.安徽黄山.二模）近代物理学的发展，催生了一大批新技术,深刻地改变了人们的生活方式和社

会形态，有关近代物理学发展的相关叙述错误的是（）

A.普朗克通过对黑体辐射规律的研究，提出“能量子”概念，把物理学带入了量子世界

B.a粒子散射实验，揭示了原子的“枣糕”结构模型

C.丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说,解释了氢原子的光谱

D.世界上第一座核反应堆装置的建立，标志着人类首次通过可控制的链式反应实现了核能的释放

【答案】B

【详解】4普朗克通过对黑体辐射规律的研究，提出“能量子”概念，把物理学带入了量子世界，故人正确，

不符合题意；

B.a粒子散射实验,揭示了原子的核式结构模型，故B错误，符合题意；

C.丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说，解释了氢原子的光谱，故。正确，不符合题意；

D.世界上第一座核反应堆装置的建立，标志着人类首次通过可控制的链式反应实现了核能的释放，故。

正确，不符合题意。

故选8。

题目0（2024.浙江杭州.二模）下列有关光电效应的说法错误的是（）

A.爱因斯坦提出了光电效应理论

B.甲图实验中让锌板带负电,光照后，验电器张角会变小

C.乙图中光电子到达A板的速度越大，则光电流越大

D.乙图光电流的大小与入射光束的光强有关

【答案】。

【详解】A.爱因斯坦提出了光子说理论，并成功地解释了光电效应实验，故人正确；

B.由于事先使锌板带负电，验电器张开一定的角度，锌板表面的自由电子溢出后，验电器的指针张角变

小，故B正确；

C.当达到饱和光电流以后，继续增加光电管两端的电压，即增加光电子到达4板的速度，光电流不变，故

。错误；

D.当光电管两端的电压不变，即光电子到达A板的速度不变，入射光越强，光子数越多，光电流越大，则光

电流的大小与入射光束的光强有关，故D正确。

1

本题选错误的，故选。。

题目区（23-24高三下.湖北.阶段练习天。呼气实验可用于检测胃部有无感染幽门螺杆菌，通过检测呼吸

呼出的。是否具有放射性即可诊断。已知设。发生£衰变的半衰期为5730年，衰变方程为萨。-X+'e。

下列说法正确的是（）

A.X为:

B.6射线比7射线的穿透能力弱

C.衰变产生的是乳。核外电子被电离产生的

D.一般服下药物15分钟后再检测，是为了避免由于置7的衰变而明显降低检测准确性

【答案】B

【详解】A.根据核反应前后，质量数和电荷数守恒，可以得到X为;"N,故A错误；

B.三种射线穿透能力依次是

/>/?>«

故B正确；

C.万衰变释放的电子是原子的核内一个中子转化为质子和一个电子，来自原子核内部，故。错误；

D.蓝。的半衰期为5730年，15分钟几乎不影响。服药15分钟后再检测，是为了使药里面的蓝。充分消化

分解,释放到呼吸系统,提高检测准确性，故D错误。

故选5。

题目回（2024.新疆.一模）研究光电效应的电路如图所示，闭合开关用某单色光束照射K极，电路中光电流

为0,则（）

A.光束频率一定小于K极的截止频率B.滑片P向左移动，电流可能不为0

C.滑片P向右移动，电流一定不为0D.增大光束的照射强度,电流不为0

【答案】8

【详解】A.光电管中加的是反向电压，光电流为零，可能是反向电压大于截止电压,而光束频率不一定小

于K极的截止频率，选项A错误；

B.滑片P向左移动，反向电压减小，当小于截止电压时，可形成光电流，此时电流不为0,选项B正确；

。.滑片P向右移动，反向电压变大，光电管中不可能有光电流，即电流一定为0,选项。错误；

D.增大光束的照射强度，光电子的最大初动能不变，仍不会有光电子到达力极板，即电流仍为0,选项。

错误。

故选B。

题目回（2024・湖南长沙•一模）根据玻尔理论，电子在第n轨道运动时氢原子的能量及和电子在第1轨道运

动时氢原子的能量及满足关系式用=与。如图为氢原子的能级图。巴耳末线系的谱线是氢原子的电子

n

从九>2的能级返回n=2能级时释放出的谱线，赖曼线系的谱线是氢原子的电子从n>1的能级跃迁至n

=1能级的一系列光谱线。则赖曼线系能量最小的光子与巴耳末线系能量最大的光子的能量差约为

()

A.10.2eVB.6.8eVC.3.4eVD.0.54eV

【答案】B

【详解】赖曼线系的光子中，从n=2能级跃迁到n=1基态释放的能量最小，则有

AEFEi—E2=-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV

巴耳末线系的光子中，从n=¥能级跃迁至n=2能级释放的能量最大，则有

△星=

EX—E2=0—(―3.4eV)=3.4eV

所以有

△E=△耳一10.2eV—3.4eV=6.8eV

故选B。

题目§(2024.广东.一模)图甲为研究光电效应的实验装置，用不同频率的单色光照射阴极K,正确操作下，

记录相应电表示数并绘制如图乙所示的〃图像，当频率为历时绘制了如图丙所示的/—U图像,图中所

标数据均为已知量,则下列说法正确的是(

A.饱和电流与K、A之间的电压有关B.测量遏止电压a时，滑片P应向b移动

C.阴极K的逸出功以=-口2一叱％D.普朗克常量九=%—%

【答案】。

【详解】A.饱和电流只与入射光的光强有关，与外加电压无关，故人错误；

测量遏止电压a时，光电管应接反向电压，滑片P应向a移动，故B错误;

D.根据光电效应方程

Ek=hv-Wo

根据动能定理

eU=Ek

整理得

TTh%

5=-------

ee

图像的斜率为

%=包UC2-UC1

e%一%

解得普朗克常量

仁（@-4）e

“2—%

故。错误;

C.根据

hu1-WQ=eUcl

hu2-Wo=eUc2

解得阴极K的逸出功

---------------

功一以

故。正确。

故选。。

题目可（2024河南南阳•一模）北京正负电子对撞机，是我国的一座重大科学装置。正负电子对撞机是一种

高能物理实验设备，它的作用是通过将正电子和负电子加速到接近光速，然后让它们碰撞，以探索宇宙的基

本结构和性质。动能大小均为及的一对正负电子相向运动发生对撞并发生湮灭，产生一对光子。已知正、

负电子的静止质量均为光在真空中的传播速度为c,则所产生的一个光子的动量大小为（）

A.—B.meC.D.-+me

CCC

【答案】。

【详解】设光子的动量为P,根据能量守恒有

2

2（Sfc+mc）=2s

而光子的能量为

s—hv—0/I”=pc

则

E

p=---k---Fme

c

故选。。

、题目⑼（2024・北京顺义・一模）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，将产生持续均匀的压力,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，帆面的面积为S,且始终与太阳光垂直，探测器到太阳中心的距离为了,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电磁波的总能量与太阳绝对温度的四

次方成正比，即冗=。如,其中T为太阳表面的温度，er为常量。引力常量为G,太阳的质量为太阳的半

径为R,光子的动量p=2,光速为c。下列说法正确的是（）

A

太阳帆

A.常量。的单位为"

B.t时间内探测器在T处太阳帆受到太阳辐射的能量4兀用/s

C.若照射到太阳帆上的光一半被太阳帆吸收一半被反射,探测器太阳帆的面积S至少为里辛巴

R2Po

D.若照射到太阳帆上的光全部被太阳帆吸收，探测器在r处太阳帆受到的太阳光对光帆的压力曾反

cr

【答案】。

【详解】A.先是单位时间从太阳单位面积辐射的电磁波的能量，所以单位为//（s。??？），则

）二F

则常量）的单位为

J=kg

s•m2,K，s3,K4

故A错误；

B.t时间内探测器在丁处太阳帆受到太阳辐射的能量

_4冗&tR_F^tP0S

乜--------—S=-----o—

4兀，r

故B错误；

C.辐射到太阳帆的光子的总数

=E=EA=NtPoS入

n限heher2

一半光子被吸收，一半反射，则有

Ed=了0+5•2。=­p

其中

口、

人总》一GM厂m

r

联立可得

ur2cGMm

2

3RPO

故。错误；

D.若照射到太阳帆上的光全部被太阳帆吸收，则有

F&t=np

可得探测器在r处太阳帆受到的太阳光对光帆的压力

R2RS

F&=

故。正确。

故选。。

题目。（2024.北京平谷.模拟预测）图示照片是2023年12月1日晚网友在北京怀柔拍摄到的极光。当太阳

爆发的时候，就会发生日冕物质抛射，一次日冕物质抛射过程能将数以亿吨计的太阳物质以数百千米每秒

的高速抛离太阳表面。当日冕物质（带电粒子流）与地球相遇后，其中一部分会随着地球磁场进入地球南

北两极附近地区的高空，并与距离地面一百到四百千米高的大气层发生撞击，撞击的过程伴随着能量交换,

这些能量被大气原子与分子的核外电子吸收之后，又快速得到释放,释放的结果就是产生极光。绿色与红

色极光便是来自氧原子，紫色与蓝色极光则往往来自氮原子。则下列说法中最合理的是（）

A.若带正电的粒子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，在地球磁场的作用下将会向西

偏转

B.地球南北两极附近的地磁场最强。但在两极附近，地磁场对垂直射向地球表面的带电粒子的阻挡作用

最弱

C.若氮原子发出紫色极光的光子能量为Eo,则与该氮原子核外电子发生撞击的带电粒子的能量也为Eo

D.若氧原子的核外电子吸收能量为Eo的光子后,则该氧原子就会放出能量为E。的光子

【答案】8

【详解】A.由左手定则分析可知沿地球赤道平面内射来的宇宙射线中的带正电的粒子流受到东方向的洛

伦兹力，会向东偏转,故A错误；

B.如图所示

地球南北两极附近的地磁场最强。但在两极附近，粒子垂直射向地球，纬度越高，粒子运动方向和磁场方

向夹角越小，受到时洛伦兹力越小，越容易射入地球大气，宇宙射线越强,故地磁场对垂直射向地球表面的

带电粒子的阻挡作用最弱,故B正确；

CD.产生极光的原因是来自大气外的电子和质子撞击高层大气中的原子的作用，若氮原子发出紫色极光

的光子能量为瓦,则与该氮原子核外电子发生撞击的带电粒子的能量小于用,若氧原子的核外电子吸收能

量为用的光子后，则该氧原子就会放出能量小于等于瓦的光子，故CD错误。

故选口。

题目®（2024・广东・二模）钙钛矿是新型太阳能电池的重点研发方向之一，我国科研团队刷新大面积全钙钛

矿光伏组件光电转化效率世界纪录。面积为2.60力2的太阳能电池板总保持与太阳光线垂直，在电池板处

太阳光的强度为L39kW/a2,假设太阳辐射波长为550nm的单色光,而且所有辐射到电池板上的光子均

被板吸收，已知九=6.63xl（p34j.。=3.0xZO8m/s,则电池板每秒钟吸收的光子数目约为（）

A.1.0xlO22^B.Loxley个C.2.0xlO20^D.2.0xl0214'

【答案】A

【详解】太阳能电池板接收的功率为

P=1.39kW/m2x2.60m2=3.614kW

一个光子的能量为

E（尸h==6.63x10-31x3X1083.62x10~19J

A550X10-9

则电池板每秒钟吸收的光子数目

N=『3.611X10：I*1。22个

Eo3.62x10-19

故选A。

二、多选题

：»①（2024.浙江杭州.二模）下列说法正确的是（）

A.避雷针的原理是静电屏蔽

B.比结合能越小，原子核越稳定

C.硫化镉光敏电阻随着光照的增强,载流子增多,导电性变好

D.将两端开口的细玻璃管竖直插入水中,管中的液面高于水面

【答案】CD

【详解】A.避雷针的工作原理是尖端放电，故A错误；

B.原子核比结合能越大,核子的平均质量越小，原子核越稳定，故B错误；

C.硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子极少，导电性能不好，且随着光照的增强，载流子增多，

导电性能变好，故。正确；

D.两端开口的细玻璃管插入水中，已知水浸润玻璃，则管内的液面高于管外水面，故。正确。

故选CD。

题目至〕（23-24高三上•全国•阶段练习）如图是研究光电效应的实验装置，O点是滑动变阻器的中点，变阻

器阻值随滑片位置均匀变化。用某单色光照射时,能够发生光电效应。若电源电动势为20V,内阻不计。

滑动变阻器长为10cm,当滑片P距离a端4cm时，微安表示数恰为0,则（）

A.当滑片P从此位置向左滑动时，微安表有电流

B.当滑片P从此位置向右滑动时，微安表有电流

C.光电子最大初动能为2eV

D.光电子最大初动能为8eV

【答案】BC

【详解】当滑片P距离a端4cHi时，微安表示数恰为0,可知此时两极板间的电压为遏止电压，且滑片P距

离O点1cm;则遏止电压大小为

a=聿旦X2OV=2V

10cm

A.当划片P从此位置向左滑动时，所加反向电压增大，微安表无电流，故4错误；

B.当滑片P从此位置向右滑动时，所加反向电压减小，当滑片P位于。点右端时，所加电压为正向电压,

微安表有电流，故B正确；

CD.根据动能定理可得

=

—eUc0—Ek

可得光电子最大初动能为

Ek=2eV

故。正确，。错误。

故选BC。

三、解答题

题目逗（2024.湖北.二模）极紫外线广泛应用于芯片制造行业，如图甲所示，用波长4=UOnm的极紫外线

-9-19

照射光电管，恰好能发生光电效应。已知普朗克常量Zi=6.6x1CT*J.inm=iom,leV=1.6x10

J,c=3x108m/so

⑴求阴极K材料的逸出功叫；

（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a的大

小是多少？

【答案】⑴1.8x10-町或ii.25eV;（2）1.5V

【详解】（1）设波长为llOnm的极紫外线的波长为儿,逸出功

W0=hvc

频率

C

代入数据解得

1.8x1O-1SJ或叫=11.25eV

（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，必须要截住能最大的光电子。能量最大的光子

hum—E4—Ei—12.75eV

由光电效应方程可知光电子最大初动能

&„=hvm-W0^1.5eV

遏止光压必须满足

旦m=e&

解得

U=1.5V

题目兀（2024吉林•一模）如图,真空中足够大的铝板”与金属板N平行放置,通过电流表与电压可调的电

源相连。一束波长。4=200nm的紫外光持续照射到M上，光电子向各个方向逸出。已知铝的逸出功叱

=6.73x光速c=3.0x普朗克常量九=6.63x10^34J-s。

（1）求光电子的最大初动能屏（计算结果保留两位有效数字）；

（2）调节电压使电流表的示数减小到0时，2、N间的电压为伍;当电压为!■为时,求能到达N的光电子

中，初速度与河之间夹角的最小值依

【答案】（1）3.2x10-19J;（2）60°

【详解】（1）根据光电效应方程可得

耳=岭-叫=6.63x10以3邛xl0'j_6.73x10^19J=3.2x10^19J

A200xIO-9

（2）因调节电压使电流表的示数减小到0时，M、N间的电压为仇，则

&=U（）e

当电压为告为时恰能到达N的光子满足

苗仇e=^■7n（noSinOy=&（或n，）？

解得

sin6*=W

则

8=60°

题目,（2024.浙江.二模）研究光电效应的装置如甲图所示，该装置可用于分析光子的信息。在2。V平面

（纸面）内，垂直纸面的金属薄板M、N与沙轴平行放置，板N中间有一小孔。1，坐标为（0,£）。第一象限存

在垂直向里的匀强磁场，2轴（L,0）处有小孔。2,平行板电容器人，K的上极板与力轴紧靠且平行，其长度

为L,板间距为5，A板中央小孔Q,与5对齐，K板连接电流表后接地。在入射光的照射下,质量为小，

电荷量为e的电子从河板逸出后经极板电压加速从Oi点持续不断进入磁场,速度大小在乎方与2之间,

0

已知速度为VO的电子经磁场偏转后恰能垂直，轴射入。2点，板〃■的逸出功为W,普朗克常量为鼠忽略

电子之间的相互作用，电子到达边界或极板立即吸收并导走。

（1）求逸出光电子的最大初动能反m和入射光的频率；

（2）求匀强磁场的磁感应强度大小和所有能到达2轴上的电子在磁场中运动的最短时间；

（3）心=0时,求到达K板最左端的电子刚从板〃■逸出时速度S的大小及与立轴的夹角仇

（4）若在小孔。3处增加一特殊装置，可使进入的电子沿各方向均匀分布在与-，轴成0〜90°范围内，速率在

率。。与比之间。监测发现每秒钟有n个电子通过小孔。3，调节加载在上与入板之间的电压UKA,试在乙

图中大致画出流过电流表的电流i随变化的关系曲线。标出相关数据，写出必要的计算过程。

【答案】（1）鲁小日，包竺蓍竺；（2）8=詈"=尧；（3）g=噂%，0=60°;（4）

12LeJa3

【详解】

（1）根据题意，逸出速度为0时，由动能定理有

qU=5m（平仇）匕~^mvo