2024年高考物理临考押题-押第2题：原子物理（辽宁专用）
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
原子核及衰变 原子核的组成
两种衰变
半衰期
原子核及核能 核反应类型
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Ek，则（ ）
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Ek
【答案】A
【解析】A．由图可知①和③对应的跃迁能级差相同，可知①和③的能量相等，选项A正确；
B．因②对应的能级差小于④对应的能级差，可知②的能量小于④的能量，根据可知②的频率小于④的频率，选项B错误；
C．因②对应的能级差小于①对应的能级差，可知②的能量小于①，②的频率小于①，则若用①照射某金属表面时能发生光电效应，用②照射该金属不一定能发生光电效应，选项C错误；
D．因④对应的能级差大于①对应的能级差，可知④的能量大于①，即④的频率大于①，因用①照射某金属表面时能逸出光电子的最大初动能为Ek，根据；则用④照射该金属逸出光电子的最大初动能大于Ek，选项D错误。
故选A。
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．
【答案】D
【详解】AB．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为1，为氕核，AB错误；
CD．根据质能方程可知，由于质量亏损核反应放出的能量为；C错误、D正确。
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
【答案】C
【详解】A．玻尔引入量子化的观念解释了氢原子光谱，与题意不符，A错误；
B．康普顿提出康普顿效应，发现了光子不仅具有能量，还具有动量，证明了光具有粒子性，与题意不符，B错误；
C．爱因斯坦提出光子说，从理论上解释了光电效应的实验现象，符合题意，C正确；
D．德布罗意提出一切物质都具有波粒二象性，与题意不符，D错误。
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
图像名称 图线形状 由图线直接(间接) 得到的物理量
最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线 ①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc ②逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值W0＝|－E|＝E ③普朗克常量：图线的斜率k＝h
颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系图线 ①遏止电压Uc：图线与横轴的交点的横坐标 ②饱和光电流Im：光电流的最大值 ③最大初动能： Ek＝eUc
颜色不同时，光电流与电压的关系图线 ①遏止电压Uc1、Uc2 ②饱和光电流 ③最大初动能： Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2
遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线 ①极限频率νc：图线与横轴的交点的横坐标 ②遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大 ③普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积，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。在核反应方程中，表示的是
A．电子 B．质子 C．中子 D．粒子
【答案】B
【解析】根据反应前后的质量数与核电荷数守恒可知，X为质子。
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
【答案】D
【解析】A、半衰期只与原子核内部结构有关，外界条件不能改变放射性元素的半衰期，故A错误；
B、原子核衰变时电荷数和质量数守恒，但质量不守恒，故B错误；
C、β粒子是原子核受激发，由原子核内部中子转变而来的电子，其转变方程为；故C错误；
D、原子核的比结合能越大，原子核越稳定，核内的核子结合得越牢固，故D正确。
故答案为：D。
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
【答案】C
【解析】A.根据反应前后的质量数与核电荷数守恒可知，X为中子，故A错误；
B.相比反应前，反应后会有质量亏损，注：质量数守恒，但质量不守恒。故B错误；
C.比结合能用来描述原子核中核子结合得牢固程度，因此反应后的物质，比结合能更大，故C正确；
D.核反应中的新核，从高能级向低能级跃迁时，产生射线，故D错误；
故答案为：C。
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
【答案】B
【解析】A、 钚核比钚核少了6个中子。故A错误；
B、根据核反应方程中质量数守恒和电荷数守恒，可知X粒子的电荷数为2，质量数为4，为氦核 。故B正确；
C、依题意，核反应过程出现了质量亏损，可知钚核的质量大于铀核与X粒子的质量之和。故C错误；
D、半衰期由原子核内部性质决定，与外界的物理和化学状态无关。所以钚核的半衰期不会随外界环境温度的变化而改变。故D错误。
故答案为：B。
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
【答案】D
【解析】A.根据质量数守恒和电荷数守恒，可得x的电荷数为1+1-2=0，质量数为2+3-4=1，故X为，A不符合题意；
B.该核反应为轻核聚变，为放热反应，B不符合题意；
C.反应过程中释放大量热量，所以的比结合能大于及的比结合能，C不符合题意；
D.对该核反应，由能量守恒可得；解得
D符合题意。
故答案为：D。
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.
【答案】 C
【解析】 设α粒子的质量为m1，反冲核的质量为m2，反冲核的速度大小为v′。则根据动量守恒定律可得m1v＝m2v′，可得＝＝，α粒子动能为Eα，则反冲核的动能为E＝×218×＝Eα，则释放的总动能为Eα＋Eα＝Eα，根据能量守恒，则释放的核能为ΔE＝Eα，根据爱因斯坦质能方程可知Eα＝Δmc2，解得Δm＝，故C正确，A、B、D错误。
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
【答案】B
【解析】A.普朗克在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说，爱因斯坦提出的光子说，A不符合题意；
B.玻尔的原子结构理论是在卢瑟福核式结构学说基础上引进了量子理论，B符合题意；
C.将一个原子核分开成为单个的核子，结合能越大的核，需要的能量越大。C不符合题意；
D.核反应方程；是轻核聚变反应。质量和能量是两个不同的物理量，质量不能转变成能量，核反应过程中质量没有消失，只是以能量的形式体现，D不符合题意。
故答案为：B。
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
【答案】D
【解析】A. 玻尔原子结构理论认为电子绕原子核运动的轨道是确定的，A不符合题意；
B. 原子能量最低的状态称为基态，B不符合题意；
C. 当原子处于激发态时，不稳定会跃迁到基态，向外辐射能量，不会自发向外辐射能量，C不符合题意；
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，D符合题意。
故答案为：D
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
【答案】B
【解析】由题可知，某种频率的光照射处于基态的氢原子后，处于激发态的氢原子能辐射出三种不同频率的光子，表面氢原子激发后处于n=3的激发态，辐射出的光子中，两种频率较高的光子能量为
，；由于这两种光子中有一种光子恰好能使该金属发生光电效应，由此可知，该金属的逸出功为10.2eV，则打出的光电子的最大初动能为
故答案为：B。
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
【答案】B
【解析】A、根据波尔能级理论可知由n=3能级跃迁到n=2能级产生的光的能量最小，根据
；可知n=3能级跃迁到n=2能级产生的光的频率最小，A错误；
B、根据；结合A选项可知n=3能级跃迁到n=2能级产生的光的波长最大，则最容易发生衍射，B正确；
C、这群氢原子总共可辐射出3种不同频率的光，C错误；
D、根据波尔能级理论这群氢原子辐射出的光中n=3能级跃迁到n=1能级、n=2能级跃迁到n=1能级2种频率的光能使金属A发生光电效应，D错误。
故答案为：B。
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λa、λb、λc。下列说法正确的是（ ）
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
【答案】C
【解析】ABC.由分析知a光波长最短， a光比b光衍射现象不明显， AB错误；用同一套装置做双缝干涉实验，b光相邻亮纹的间距最大，C正确；
D. 若c光照射某种金属能发生光电效应，b光照射该金属不一定能发生光电效应，D错误；
故答案为：C。
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
【答案】A
【解析】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，故A正确；
B、根据光电效应方程；可知电子从K板逸出时的初动能与光照强度无关，故B错误；
C、光照条件不变时，闭合开关S，滑片P向右移动时，加在光电管上的正向电压增大，光电流先增大，当达到饱和光电流时，光电流不再增大，故C错误；
D、由发生光电效应的条件可知，入射光的频率大于极限频率时，才能使K板发出光电子，故D错误。
故答案为：A。
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
【答案】C
【解析】A．光电效应阴极K发出电子，到达电容器左极板，所以左极板带负电，故A项错误；
B．当光电子到达电容器极板时，光电管上出现反向电压，当电容器两板间电压到达一定值时，即光电管间的电压达到反向截止电压时，光电子不会到达另一极，电容器不再被充电，即此时电路中将没有电流，故B项错误；
C．在电容器开始充电之前，电容器上不带电。当发生光电效应时，光电管对电容器充电，回路有顺时
针方向电流，即电流表有方向向下的电流，故C项正确；
D．停止照射后，由于电路是断路，所以电容器不会放电，回路无电流，故D项错误。
故答案为：C。
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
【答案】B
【解析】A由图乙可知，a、b、c三种光的遏止电压关系为；根据遏止电压方程
可知，三种光频率的大小关系为；A不符合题意；
B.根据频率越大，折射率越大，可知a的折射率最大，c的折射率最小，根据临界角公式；可知，临界角最大的是c，B符合题意；
C.光在能量；可知三种光中a光的光子能量最大，c光的光子正能量最小，用a光照射金属发生光电效应，说明a光子的能量大于该金属的逸出功，但c光的光的光子能量小于a光的光子能量，所以用c光照射不一定发生，C不符合题意；
D.由；可知单缝衍射实验中，波长越长中央条纹越宽，所以a的条纹最窄，D不符合题意。
故答案为：B。
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E0，可求出光电管阴极 K 的逸出功为（E0-eU1）
【答案】D
【解析】AB、一群处于n=4 能级的氢原子，向低能级跃迁过程中可发出6种频率的光子，其能量分别为 ，，
，，
其中只有1.89eV和2.55eV在1.62~3.11eV范围内，所以该过程最多可发出2种可见光，而从n=4跃迁到n=3能级放出光子的能量最低，根据；可知从n=4跃迁到n=3能级放出光子的频率最低，故AB错误；
C、用图乙实验电路研究光电效应，要测量遏止电压，要阴极K的电势比阳极A电势高，因此滑片P应向a端滑动，故C错误；
D、根据光电效应方程；而；所以光电管阴极K的逸出功
故D正确。
故答案为：D。
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
【答案】D
【解析】A. 射线为电子流，粒子带负电，根据洛伦兹力偏转方向可知3为射线，A不符合题意；
B. 发生光电效应时，光电子的最大初动能只与光的频率有关，与光的强度无关，B不符合题意；
C. 玻尔粒子散射实验揭示了原子核的核式模型，C不符合题意；
D. 氢原子能级是分立的，故氢原子由激发态到基态会辐射出独特波长的光，解释了氢原子光谱是分立谱，D符合题意。
故答案为：D。
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
【答案】D
【解析】A、图甲中，当滑片P向左滑到一定程度时，K极电势高，A极电势低，K、A之间的电压达到截止电压时，电流表没有示数，故A错误；
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，总能量减
小，故B错误；
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为原来数目的一半，故C错误；
D、由图丁可知，质量数中等的原子核比结合能最大，原子核越稳定，图中氧的原子核是比锂的原子核更接近中等质量数的原子核，所以氧的原子核比锂的原子核更稳定，故D正确。
故答案为：D。
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
【答案】C
【解析】A．一般物体辐射电磁波的情况与温度有关，也与材料的种类及表面情况有关，A不符合题意；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，看不见的，B不符合题意；
C．随着温度的升高，黑体辐射电磁波的辐射强度将会增加，C符合题意；
D．黑体辐射随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，D不符合题意。
故答案为：C。
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
【答案】D
【解析】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，发生光电效应后锌板带正电，所以验电器也带正电。故A错误；
B、图乙中，从光电流与电压的关系图象中可以看出，电压相同时，光照越强，光电流越大，说明饱和
光电流与光的强度有关，但遏止电压和光的强度无关。故B错误；
C、丙图图像有误，遏制电压与入射光频率的图像的交点应在x轴上，故C错误；
D、根据光电效应方程；当ν=0时；由图象知纵轴截距为-E，所以；即该金属的逸出功E；图线与ν轴交点的横坐标是ν0，该金属的逸出功hν0，故D正确。
故答案为：D。
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
【答案】D
【解析】A、根据；及；可得，干涉条纹宽度越大，波长越大，其光的频率越小，所以Ⅰ光的频率比Ⅱ光的频率大，故A错误；
B、图（b）中两单色光的频率不同，不可能产生干涉条纹，故B错误；
C、光子动量；因为Ⅰ光的波长小于Ⅱ光的波长，所以Ⅰ光的光子动量大于Ⅱ光的光子动量，故C错误；
D、因为Ⅰ光的频率大于Ⅱ光的频率，根据爱因斯坦光电效应方程可知，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，故D正确。
故答案为：D。
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
【答案】A,C
【解析】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，故A正确；
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；卢瑟福在用α粒子轰击氮原子核的实验中发现了质子，并预言了中子的存在，查德威克发现了中子，故B错误；
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，是量子力学的奠基人之一，故C正确；
D、图丁：玻尔提出电子轨道是量子化的，氢原子能级是分立的，成功解释氢原子发光的规律，故D错误。
故答案为：AC。
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
【答案】A,B
【解析】A.由动量守恒定律可知，发生衰变后生成的新核和射线粒子的动量大小相等，方向相反，所以二者的速度方向相反，由运动轨迹可以知道，衰变产生的射线粒子与新核所受洛伦兹力方向相反，由左手定则可知，新核与射线粒子电性相同，故该核反应为衰变，A符合题意；
B.由洛伦兹力作用下的圆周运动的半径公式；粒子比荷大，必沿大圆周运动；由左手定则可以知道，放出的粒子是逆时针旋转，新核运动方向也为逆时针，B符合题意；
C.由A项分析结合公式；且；粒子核电荷数是2，可知新核核电荷数为90，根据核反应中电荷数守恒质量数守恒的规律可知，静止的原子核的电荷量为92，故原子序数为92，C不符合题意
D.由周期公式；得，周期与比荷有关，而粒子与新核比荷不同，所以周期不同，D不符合题意。
故答案为：AB。
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
【答案】 C
【解析】 因受到激发后的氢原子能辐射出6种不同频率的光子，故氢原子是从n＝4的能级跃迁，而从金属表面逸出的电子具有最大的初动能是10.54 eV，则光子的能量要大于10.54 eV，满足条件的有从n＝3跃迁到n＝1辐射出的能量为E＝－1.51 eV－(－13.6 eV)＝12.09 eV，用此种光子照射该金属，可得逸出功W0＝E－Ekm＝1.55 eV，光子从n＝4能级跃迁到n＝1能级辐射出的能量E＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV，用此种光子照射该金属，可得逸出功W0＝E－Ekm＝2.21 eV，符合上述分析的只有C选项。
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．
【答案】C
【详解】由光电效应的方程，动能定理，两式联立可得，故截止电压越大说明光的频率越大，则有三种光的频率，则可知三种光的折射率的关系为，因此光穿过三棱镜时b光偏折最大，c光次之，a光最小，故选C，ABD错误2024年高考物理临考押题-押第2题：原子物理（辽宁专用）
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
原子核及衰变 原子核的组成
两种衰变
半衰期
原子核及核能 核反应类型
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Ek，则（ ）
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Ek
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
图像名称 图线形状 由图线直接(间接) 得到的物理量
最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线 ①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc ②逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值W0＝|－E|＝E ③普朗克常量：图线的斜率k＝h
颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系图线 ①遏止电压Uc：图线与横轴的交点的横坐标 ②饱和光电流Im：光电流的最大值 ③最大初动能： Ek＝eUc
颜色不同时，光电流与电压的关系图线 ①遏止电压Uc1、Uc2 ②饱和光电流 ③最大初动能： Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2
遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线 ①极限频率νc：图线与横轴的交点的横坐标 ②遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大 ③普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积，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。在核反应方程中，表示的是
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
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λa、λb、λc。下列说法正确的是（ ）
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E0，可求出光电管阴极 K 的逸出功为（E0-eU1）
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．
