易錯(cuò)點(diǎn)15 近代物理（4大陷阱）（學(xué)生版）

易錯(cuò)點(diǎn)15近代物理目錄01易錯(cuò)陷阱（4大陷阱）02舉一反三【易錯(cuò)點(diǎn)提醒一】錯(cuò)誤理解光電效應(yīng)規(guī)律【易錯(cuò)點(diǎn)提醒二】對玻爾理論的不夠透徹【易錯(cuò)點(diǎn)提醒三】不理解半衰期，求半衰期出現(xiàn)錯(cuò)誤【易錯(cuò)點(diǎn)提醒四】混淆結(jié)合能與比結(jié)合能03易錯(cuò)題通關(guān)易錯(cuò)陷阱1：不理解光電效應(yīng)規(guī)律【分析】光電效應(yīng)規(guī)律的“四點(diǎn)”理解=1\*GB3①放不放光電子，看入射光的頻率。=2\*GB3②放多少光電子，看光的強(qiáng)度。=3\*GB3③光電子的最大初動(dòng)能大小，看入射光的頻率。=4\*GB3④要放光電子，瞬時(shí)放。.易錯(cuò)陷阱2：氫原子躍遷問題不能分清一群與一個(gè)、躍遷與電離【分析】原子就能從低能態(tài)躍遷到高能態(tài)。原子發(fā)射或吸收光子時(shí),滿足玻爾理論的躍遷假設(shè),即一群氫原子從量子數(shù)n的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí),輻射光子形成光譜線條數(shù)為.原子的躍遷公式只適用于光子和原子作用而使原子在各定態(tài)之間躍遷的情況,對于光子和原子作用而使原子電離和實(shí)物粒子與原子作用而使原子激發(fā)的情況,則不受此條件的限制.這是因?yàn)?原子一旦電離,原子結(jié)構(gòu)即被破壞,因而不再遵守有關(guān)原子結(jié)構(gòu)的理論.易錯(cuò)陷阱3：不理解半衰期，求半衰期出現(xiàn)錯(cuò)誤【分析】半衰期由放射性元素的核內(nèi)部本身的因素決定的。跟原子所處的物理（如壓強(qiáng)、溫度等）或化學(xué)（如單質(zhì)或化合物）狀態(tài)無關(guān)．（半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，只對大量原子核適用，對于少數(shù)個(gè)別的原子核，其衰變毫無規(guī)律，何時(shí)衰變，不可預(yù)知．衰變速度越快的元素，半衰期越短;不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差別十分懸殊．若半衰期一般用表示，表示衰變時(shí)間，表示放射性元素的初始原子核個(gè)數(shù)，為經(jīng)歷了個(gè)半衰期后所剩余放射性元素的原子核個(gè)數(shù)，表示已衰變的放射性元素原子核個(gè)數(shù)；表示放射性元素的初始質(zhì)量，為經(jīng)歷了個(gè)半衰斯所剩余放射性元素的質(zhì)量，表示已衰變的放射性元素的質(zhì)量。則有如下4個(gè)公式：；；易錯(cuò)陷阱4：不理解質(zhì)能方程，不會(huì)計(jì)算核能。【分析】不能認(rèn)為有“質(zhì)量虧損”所以核反應(yīng)過程中的質(zhì)量不守恒，也不能誤認(rèn)為質(zhì)量與能量之間存在轉(zhuǎn)化的關(guān)系質(zhì)量m與能量E符合愛因斯坦的質(zhì)能方程，這里c是真空中的光速.．根據(jù)質(zhì)能方程，當(dāng)能量增加了△E，那么它的質(zhì)量也相應(yīng)地增加△m，反過來也一樣.△E和△m間符合下述質(zhì)能方程．計(jì)算核能除根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程外，還有利用阿伏加德羅常數(shù)和能的轉(zhuǎn)化與守恒定律．如【易錯(cuò)點(diǎn)提醒一】錯(cuò)誤理解光電效應(yīng)規(guī)律【例1】光電繼電器是一種利用光電效應(yīng)工作的儀器。當(dāng)光照射到光電管陰極時(shí)，陰極會(huì)逸出光電子，此時(shí)放大器中有電流流過，進(jìn)而使得電磁繼電器工作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。下列說法正確的是（）A．只要入射光的強(qiáng)度足夠大，光電管就能發(fā)生光電效應(yīng)，與光的頻率無關(guān)B．保持入射光的強(qiáng)度不變，增大入射光的頻率，放大器中的電流將變小C．若將電源的正負(fù)極對調(diào)，放大器中的電流將減為零D．若入射光的頻率為，陰極材料的逸出功為，普朗克常量為h，則電子逸出時(shí)的動(dòng)能為【變式1-1】小劉同學(xué)用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)，已知a光的頻率小于b光的頻率，兩種光都能使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)，其中電壓表可雙向偏轉(zhuǎn)。則下列說法正確的是（）

A．用a光照射，開關(guān)S接1可研究光電管中電流隨電壓的變化情況B．分別用兩種光照射陰極K，開關(guān)S接2時(shí)，當(dāng)電流表的示數(shù)為0時(shí)，C．減小a光的強(qiáng)度，陰極K可能不發(fā)生光電效應(yīng)D．a(chǎn)光照射陰極K產(chǎn)生的最大初動(dòng)能的光電子對應(yīng)的物質(zhì)波長小于b光照射陰極K產(chǎn)生的最大初動(dòng)能的光電子對應(yīng)的物質(zhì)波長【變式1-2】愛因斯坦提出了光量子概念并成功地解釋光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得1921年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。某種金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率的關(guān)系如圖2所示，其中為極限頻率。從圖中可以確定的是（）

A．當(dāng)入射光頻率時(shí)，會(huì)逸出光電子B．該金屬的逸出功與入射光頻率有關(guān)C．最大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)度成正比D．圖中直線的斜率為普朗克常量h【易錯(cuò)點(diǎn)提醒二】錯(cuò)誤地理解躍遷規(guī)律【例2】處于基態(tài)的氫原子在某單色光的照射下，只能發(fā)出頻率為的三種光，且＜＜,則照射光的光子能量為()A.B.C.D.h(++)【變式2-1】．（2023·山東·統(tǒng)考高考真題）“夢天號”實(shí)驗(yàn)艙攜帶世界首套可相互比對的冷原子鐘組發(fā)射升空，對提升我國導(dǎo)航定位、深空探測等技術(shù)具有重要意義。如圖所示為某原子鐘工作的四能級體系，原子吸收頻率為的光子從基態(tài)能級I躍遷至激發(fā)態(tài)能級Ⅱ，然后自發(fā)輻射出頻率為的光子，躍遷到鐘躍遷的上能級2，并在一定條件下可躍遷到鐘躍遷的下能級1，實(shí)現(xiàn)受激輻射，發(fā)出鐘激光，最后輻射出頻率為的光子回到基態(tài)。該原子鐘產(chǎn)生的鐘激光的頻率為（

）

A． B． C． D．【變式2-2】．2（2023·湖北·統(tǒng)考高考真題）2022年10月，我國自主研發(fā)的“夸父一號”太陽探測衛(wèi)星成功發(fā)射。該衛(wèi)星搭載的萊曼阿爾法太陽望遠(yuǎn)鏡可用于探測波長為的氫原子譜線（對應(yīng)的光子能量為）。根據(jù)如圖所示的氫原子能級圖，可知此譜線來源于太陽中氫原子（

）

A．和能級之間的躍遷 B．和能級之間的躍遷C．和能級之間的躍遷 D．和能級之間的躍遷【變式2-3】．如圖所示，圖甲為氫原子能級圖，大量處于激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，發(fā)出頻率不同的大量光子。其中頻率最高的光子照射到圖乙電路中光電管陰極K上時(shí)，電路中電流隨電壓變化的圖像如圖丙。下列說法正確的是（）

A．用能量為的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子電離B．陰極K金屬的逸出功為C．光電子最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比D．一個(gè)處于能級的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，能放出3種不同頻率的光【易錯(cuò)點(diǎn)提醒三】錯(cuò)誤理解半衰期，不會(huì)計(jì)算【例3】關(guān)于半衰期，以下說法正確的是：A．同種放射性元素在化合物中的半衰期比單質(zhì)中長.B．升高溫度可以使半衰期縮短.C．氡的半衰期為3.8天，若有四個(gè)氡原子核，經(jīng)過7.6天就只剩下一個(gè).D．氡的半衰期為3.8天，4克氡原子核，經(jīng)過7.6天就只剩下1克.【變式3-1】2023年8月24日日本向太平洋排放核污水后，近百名日本民眾游行抗議核污水排海計(jì)劃，同時(shí)也導(dǎo)致許多國家禁止進(jìn)口日本水產(chǎn)品。核污水中的放射性元素對人類社會(huì)和海洋生態(tài)環(huán)境健康的潛在威脅難以估量，其中核反應(yīng)之一為，的半衰期為28年，下列說法正確的是（）A．該核反應(yīng)中發(fā)生了衰變B．環(huán)境溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度增大，的半衰期減小C．100個(gè)原子核經(jīng)過28年，只剩50個(gè)原子核未衰變D．的比結(jié)合能比的比結(jié)合能大【變式3-2】（2023·海南海口·海南華僑中學(xué)?？寄M預(yù)測）鈷60（）是金屬元素鈷的放射性同位素之一，其半衰期為5.27年。鈷60會(huì)通過發(fā)生β衰變釋放能量高達(dá)315keV的高速電子并衰變成為鎳60，同時(shí)會(huì)放出兩束γ射線，則下列說法正確的是（）A．315keV=5.04×10-12JB．24個(gè)原子核經(jīng)過兩個(gè)半衰期后只剩下6個(gè)C．β衰變釋放的電子是由原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子產(chǎn)生的D．γ射線是原子由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)輻射出來的【易錯(cuò)點(diǎn)提醒四】混淆結(jié)合能與比結(jié)合能，不會(huì)計(jì)算核【例4】原子核的比結(jié)合能隨質(zhì)量數(shù)變化的圖像如圖，下列說法正確的是（）A．質(zhì)量數(shù)越大的原子核，核子結(jié)合得越牢固 B．12H核比C．3689Kr核的結(jié)合能大于D．兩個(gè)12H核結(jié)合成【變式4-1】钚（）靜止時(shí)衰變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)和α粒子，激發(fā)態(tài)鈾核立即衰變?yōu)榉€(wěn)態(tài)鈾核，并放出能量為的γ光子。已知钚、穩(wěn)態(tài)軸核和α粒子的質(zhì)量分別記為，和，衰變放出光子的動(dòng)量可忽略且該過程釋放的核能除去γ光子的能量外全部轉(zhuǎn)化為和α粒子的動(dòng)能。在勻強(qiáng)磁場中衰變產(chǎn)生的和α粒子，兩者速度方向均與磁場垂直，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是（）A．和α粒子在磁場中勻速圓周運(yùn)動(dòng)軌跡為外切圓B．的比結(jié)合能大于的比結(jié)合能C．的動(dòng)能為D．α粒子的動(dòng)能為【變式4-2】（2023·甘肅·統(tǒng)考三模）目前俄烏沖突在持續(xù)進(jìn)行中，烏境內(nèi)最大的扎波羅熱核電站多次遭受炮火攻擊，人們擔(dān)憂如果戰(zhàn)斗持續(xù)下去，可能導(dǎo)致核泄漏事故。扎波羅熱核電站利用鈾核裂變釋放出能量，如圖所示原子核的平均結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)之間的關(guān)系圖線，下列說法正確的是（）

A．鈾核裂變的一個(gè)重要核反應(yīng)方程是B．核的平均結(jié)合能大于核的平均結(jié)合能C．三個(gè)中子和三個(gè)質(zhì)子結(jié)合成核時(shí)釋放能量約為D．核的平均核子質(zhì)量小于核的平均核子質(zhì)量1．如圖為光電管的示意圖。若用波長為的單色光照射該光電管時(shí)，兩板間可產(chǎn)生的最大電壓為1.7V。取，則下列判斷正確的是（

）

A．該光電管K極的逸出功約為1.43eVB．逸出光電子的最大初動(dòng)能約為1.25eVC．僅改變該單色光的強(qiáng)度，兩板間的電壓可能大于1.7VD．若改用波長更長的單色光照射，兩板間的電壓可能大于1.7V2．研究光電效應(yīng)的電路如圖所示，用藍(lán)光、較強(qiáng)的黃光和較弱的黃光分別照射密封真空管中的金屬極板K，極板發(fā)射出的光電子在電路中形成的光電流I與AK之間的電壓U的關(guān)系圖像如圖乙所示。關(guān)于1、2、3三條曲線，下列說法正確的是（）A．2、3為用黃光照射時(shí)得到的曲線，曲線2對應(yīng)的黃光較強(qiáng)B．1、3為用黃光照射時(shí)得到的曲線，曲線1對應(yīng)的黃光較強(qiáng)C．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在最左端時(shí)，電流表示數(shù)一定為零D．電壓表示數(shù)越大，則光電流越大，截止頻率越小3.（2023年遼寧卷高考真題）原子處于磁場中，某些能級會(huì)發(fā)生劈裂。某種原子能級劈裂前后的部分能級圖如圖所示，相應(yīng)能級躍遷放出的光子分別設(shè)為①②③④。若用①照射某金屬表面時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)，且逸出光電子的最大初動(dòng)能為Ek，則（）

A．①和③的能量相等B．②的頻率大于④的頻率C．用②照射該金屬一定能發(fā)生光電效應(yīng)D．用④照射該金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能小于Ek4．（2024·四川巴中·統(tǒng)考模擬預(yù)測）下列說法正確的是（）A．天然放射現(xiàn)象說明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)B．有6個(gè)能發(fā)生α衰變的原子核經(jīng)過一個(gè)半衰期一定還剩3個(gè)沒有衰變的原子核C．大量處于第3能級的氫原子向低能級躍遷能產(chǎn)生兩種不同頻率的光子D．某種頻率的光照射某金屬表面能發(fā)生光電效應(yīng)，所有光電子初動(dòng)能都相等5．（2023·海南省直轄縣級單位·文昌中學(xué)校考模擬預(yù)測）已知金屬鋅的逸出功為，氫原子能級分布如圖所示，氫原子中的電子從能級躍遷到能級可產(chǎn)生a光，從能級躍遷到能級可產(chǎn)生b光。a光和b光的波長分別為和?，F(xiàn)用a、b光照射到金屬鋅表面均可產(chǎn)生光電效應(yīng)，遏止電壓分別為和。下列說法中正確的是（）

A．B．C．a(chǎn)光的光子能量為D．b光照射金屬鋅產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為6．（2024·福建寧德·福建省寧德第一中學(xué)?？家荒＃┤缦伦髨D是用于研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，右圖是氫原子的能級結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)躍遷到時(shí)發(fā)出的某種光照射左圖實(shí)驗(yàn)裝置的陰極時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)不為零，慢慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸點(diǎn)c，發(fā)現(xiàn)電壓表讀數(shù)大于等于時(shí)，電流表讀數(shù)為零，下列說法正確的是（

）

A．躍遷到的光電子動(dòng)能為B．滑動(dòng)變阻器觸點(diǎn)c向a側(cè)慢慢移動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)會(huì)增大C．其他條件不變，一群氫原子處于能級躍遷發(fā)出的光，總共有3種光可以發(fā)生光電效應(yīng)D．用不同頻率的光子照射該實(shí)驗(yàn)裝置，記錄電流表恰好讀數(shù)為零的電壓表讀數(shù)，根據(jù)頻率和電壓關(guān)系可以精確測量普朗克常數(shù)7．（2023·安徽合肥·合肥市第八中學(xué)?？寄M預(yù)測）如圖是氫原子電子軌道示意圖，a、b兩束光是由處在態(tài)的氫原子躍遷到態(tài)和態(tài)時(shí)產(chǎn)生的，現(xiàn)分別用a、b兩束單色光照射同一光電管陰極時(shí)，都發(fā)生了光電效應(yīng)，則關(guān)于a、b這兩束光，下列說法正確的是（）

A．a(chǎn)、b兩束光的光子能量滿足B．光子動(dòng)量C．兩束光照射光電管時(shí)對應(yīng)的遏止電壓D．入射同一雙縫干涉裝置上，相鄰亮紋的間距。8．（2023·廣東梅州·統(tǒng)考一模）“拒絕煙草，沽身自好?！睙煵輧?nèi)含有較高的放射性陀元素釙、鉛、鐳等，其中釙元素在衰變過程中會(huì)釋放射線，嚴(yán)重可致人肺癌。已知釙元素的衰變方程是，半衰期為138天，則下列說法正確的是（）A．X的電離能力比射線弱B．的衰變?yōu)樗プ僀．衰變的過程中質(zhì)量守恒D．隨著的不斷衰變，其半衰期會(huì)變小9．（2023·湖南郴州·統(tǒng)考三模）氧核衰變成釙核，其核反應(yīng)方程為，氡核的半衰期為3.8天，一個(gè)靜止的衰變釋放的能量為E，且能量完全轉(zhuǎn)化為兩粒子的動(dòng)能，則下列說法正確的是（）A．方程式中的X是質(zhì)子B．該核反應(yīng)前、后的質(zhì)量守恒，且電荷數(shù)守恒C．50個(gè)氡核經(jīng)過3.8天還剩25個(gè)氡核D．衰變釋放出的X粒子的動(dòng)能為10．（2024·陜西寶雞·校聯(lián)考模擬預(yù)測）自然界的鈾中99.28%是鈾238，鈾238發(fā)生衰變產(chǎn)生新核釷234，其衰變方程為，則下列說法正確的是（

）A．鈾238發(fā)生的是β衰變 B．X比γ的穿透能力更強(qiáng)C．的比結(jié)合能小于的比結(jié)合能 D．γ只能由原子核的衰變產(chǎn)生11．（2023·青海西寧·統(tǒng)考二模）自然界存在的放射性元素的原子核并非只發(fā)生一次衰變就達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，而是要發(fā)生一系列連續(xù)的衰變，最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。某些原子核的衰變情況如圖所示（N表示中子數(shù)，Z表示質(zhì)子數(shù)），則下列說法正確的是（）

A．由到的衰變是α衰變B．已知的半衰期是T，則8個(gè)原子核經(jīng)過2T時(shí)間后還剩4個(gè)C．從到共發(fā)生5次α衰變和2次β衰變D．圖中原子核發(fā)生的α衰變和β衰變分別只能產(chǎn)生α射線和β射線12．（2023·河北唐山·開灤第一中學(xué)?？家荒＃┤鐖D是玻爾解釋氫原子光譜畫出的能級圖，已知可見光光子的能量范圍約為1.62eV～3.11eV。大量處于能級的氫原子向低能級躍遷，發(fā)出若干頻率的光子，設(shè)普朗克常量為h，下列說法正確的是（）A．能產(chǎn)生6種不同頻率的光子B．能產(chǎn)生10種不同頻率的光子C．能產(chǎn)生6種不同頻率的可見光D．能產(chǎn)生3種不同頻率的可見光13．（2024·浙江·校聯(lián)考模擬預(yù)測）幾種金屬的逸出功和氫原子的能級圖如圖所示，已知可見光的光子能量在1.62eV-3.11eV之間?，F(xiàn)有大量氫原子處于激發(fā)態(tài)，則（

）表幾種金屬的截止頻率和逸出功金屬鎢鈣鈉鉀銣10.957.735.535.445