2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題五 近代物理初步學(xué)案.docx

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專題五 近代物理初步 [做真題明考向]　　　　　　　　　　　　　　　　　　真題體驗(yàn)　透視命題規(guī)律 授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第67頁 [真題再做] 1．(2018高考全國卷Ⅲ，T14)1934年，約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊鋁核Al，產(chǎn)生了第一個(gè)人工放射性核素X：α＋Al→n＋X.X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為(　　) A．15和28　　　　　　　 B.15和30 C．16和30 D．17和31 解析：將核反應(yīng)方程式改寫成He＋Al→n＋X，由電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知，X應(yīng)為X. 答案：B 2．(2017高考全國卷Ⅰ，T17)大科學(xué)工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應(yīng)釋放的能量用來發(fā)電．氘核聚變反應(yīng)方程是：H＋H→He＋n.已知H的質(zhì)量為2.0136u，He的質(zhì)量為3.0150u，n的質(zhì)量為1.0087u，1u＝931MeV/c2.氘核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為(　　) A．3.7MeV　　　　　　 B.3.3MeV C．2.7MeV D．0.93MeV 解析：氘核聚變反應(yīng)的質(zhì)量虧損為Δm＝22.0136u－(3.0150u＋1.0087u)＝0.0035u，釋放的核能為ΔE＝Δmc2＝0.0035931MeV/c2c2≈3.3MeV，選項(xiàng)B正確． 答案：B 3．(2018高考全國卷Ⅱ，T17)用波長為300nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動(dòng)能為1.2810－19J．已知普朗克常量為6.6310－34Js，真空中的光速為3.00108ms－1.能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為(　　) A．11014Hz B．81014Hz C．21015Hz D．81015Hz 解析：設(shè)單色光的最低頻率為ν0，由Ek＝hν－W0知 Ek＝hν1－W0,0＝hν0－W0，又知ν1＝ 整理得ν0＝－，代入數(shù)據(jù)解得ν0≈81014Hz. 答案：B [考情分析] ■命題特點(diǎn)與趨勢(shì)——怎么考 1．本專題2017年新調(diào)為高考必考內(nèi)容，從近幾年高考試題可以看出無論2017年前的選考，還是2017年的必考，題型都以選擇題為主，命題點(diǎn)多集中在光電效應(yīng)、核反應(yīng)方程、核能的計(jì)算，難度不大，多以識(shí)記型為主． 2．從2017年高考題可以看出，選擇題由選考時(shí)的五個(gè)選項(xiàng)，變成四個(gè)選項(xiàng)，由選考時(shí)的涉及面廣、全的命題思想向選項(xiàng)集中考查某一知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)變．如2017全國卷Ⅰ的17題只集中考查核能的計(jì)算，全國卷Ⅲ的19題集中考查光電效應(yīng)方程；2018全國卷Ⅱ的17題只集中考查光電效應(yīng)方程，全國卷Ⅲ的14題集中考查核反應(yīng)方程． ■解題要領(lǐng)——怎么做 1．熟悉教材中常見實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及理論解釋． 2．加強(qiáng)基本概念、規(guī)律的理解和記憶． 3．注重核反應(yīng)方程、核能中的簡(jiǎn)單計(jì)算題的訓(xùn)練． [建體系記要點(diǎn)]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　知識(shí)串聯(lián)　熟記核心要點(diǎn) 授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第67頁 [網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建] [要點(diǎn)熟記] 1．對(duì)光電效應(yīng)的四點(diǎn)提醒 (1)能否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光的強(qiáng)度而取決于光的頻率． (2)光電效應(yīng)中的“光”不是特指可見光，也包括不可見光． (3)逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無關(guān)． (4)光電子不是光子，而是電子． 2．能級(jí)躍遷 (1)原子躍遷時(shí)，所吸收或釋放的光子能量只能等于兩能級(jí)之間的能量差． (2)原子電離時(shí)，所吸收的能量可以大于或等于某一能級(jí)能量的絕對(duì)值，剩余能量為自由電子的動(dòng)能． (3)一群處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)射光子的種類N＝C＝. 3．核反應(yīng)及核能 (1)半衰期公式 (t表示衰變時(shí)間，τ表示半衰期)，半衰期長短由核內(nèi)部自身因素決定，與它所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)． (2)核反應(yīng)的兩個(gè)守恒：質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒． (3)質(zhì)能方程：E＝mc2. [研考向提能力]　　　　　　　　　　　　　　　　　　考向研析　掌握應(yīng)試技能 授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第68頁 考向一　原子的能級(jí)躍遷 1．玻爾理論的基本內(nèi)容 能級(jí)假設(shè)：氫原子能級(jí)En＝(n＝1,2,3，…)，n為量子數(shù)． 躍遷假設(shè)：hν＝Em－En(m>n)． 軌道量子化假設(shè)：氫原子的電子軌道半徑rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，n為量子數(shù)． 2．定態(tài)間的躍遷——滿足能級(jí)差 (1)從低能級(jí)(n小)高能級(jí)(n大)―→吸收能量，hν＝En大－En?。? (2)從高能級(jí)(n大)低能級(jí)(n小)―→放出能量，hν＝En大－En?。? 3．氫原子電離 電離態(tài)：n＝∞，E＝0. 基態(tài)→電離態(tài)：E吸＝0－(－13.6eV)＝13.6eV. n＝2→電離態(tài)：E吸＝0－E2＝3.4eV. 如吸收能量足夠大，克服電離能后，獲得自由的電子還具有動(dòng)能． 1.如圖所示為氫原子的能級(jí)圖，現(xiàn)有一群處于n＝3能級(jí)的激發(fā)態(tài)的氫原子，則下列說法正確的是(　　) A．能發(fā)出6種不同頻率的光子 B．波長最長的光是氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)產(chǎn)生的 C．發(fā)出的光子的最小能量為12.09eV D．處于該能級(jí)的氫原子至少需吸收1.51eV能量的光子才能電離 解析：一群處于n＝3能級(jí)的激發(fā)態(tài)的氫原子能發(fā)出C＝3種不同頻率的光子，A錯(cuò)誤；由輻射條件知?dú)湓佑蒼＝3能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)輻射出的光子頻率最大，波長最小，B錯(cuò)誤；發(fā)出的光子的最小能量為E3－E2＝1.89eV，C錯(cuò)誤；n＝3能級(jí)對(duì)應(yīng)的氫原子能量是－1.51eV，所以處于該能級(jí)的氫原子至少需吸收1.51eV能量的光子才能電離，故D正確． 答案：D 2.(2018江西贛州高三四月模擬)氫原子能級(jí)圖如圖所示，當(dāng)氫原子從n＝3的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長為656nm.下列判斷正確的是(　　) A．當(dāng)氫原子從n＝2躍遷到n＝1的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長大于656nm B．當(dāng)氫原子從n＝4躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)，輻射出的光子不能使逸出功為2.25eV的鉀發(fā)生光電效應(yīng) C．一個(gè)處于n＝4能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生6種譜線 D．用能量為1.0eV的光子照射處于n＝4能級(jí)上的氫原子，可以使氫原子電離 解析：氫原子從n＝2躍遷到n＝1的能級(jí)時(shí)，輻射光的能量大于氫原子從n＝3躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)輻射光的能量，根據(jù)E＝，可知，輻射光的波長一定小于656nm，故A錯(cuò)誤；從n＝4能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)輻射出的光子能量為2.55eV，大于金屬的逸出功，能使鉀發(fā)生光電效應(yīng)，故B錯(cuò)誤；一個(gè)處于n＝4能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生3種譜線，故C錯(cuò)誤；當(dāng)處于n＝4能級(jí)上的氫原子吸收的能量大于或等于0.85eV時(shí)，將會(huì)被電離，故D正確． 答案：D 3.氫原子的能級(jí)圖如圖所示，現(xiàn)讓一束單色光照射到大量處于基態(tài)(量子數(shù)n＝1)的氫原子上，受激的氫原子能自發(fā)地發(fā)出6種不同頻率的光．則照射氫原子的單色光的光子能量為(　　) A．12.75eV　 B.13.06eV　　C．13.6eV　　 D．0.85eV 解析：受激的氫原子能自發(fā)地發(fā)出6種不同頻率的光子，則基態(tài)氫原子能躍遷到第4能級(jí)，吸收的光子能量ΔE＝－0.85eV＋13.6eV＝12.75eV，故A正確． 答案：A 能級(jí)躍遷問題的四點(diǎn)注意 (1)一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時(shí)，可能輻射出的光譜線條數(shù)為N＝＝C. (2)一個(gè)氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時(shí)，最多可輻射出(n－1)條光譜線． (3)如果氫原子的躍遷是吸收實(shí)物粒子的動(dòng)能發(fā)生的，只要其動(dòng)能大于(可能等于)兩能級(jí)間的能量差即可． (4)氫原子在兩定態(tài)間躍遷時(shí)，入射光子的能量必須等于兩定態(tài)的能量差才會(huì)被吸收． 考向二　光電效應(yīng)問題 1．兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系 (1)光強(qiáng)大→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→光電流大； (2)光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動(dòng)能大． 2．定量分析時(shí)應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)系式 (1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0. (2)最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：Ek＝eUc. (3)逸出功與極限頻率的關(guān)系：W0＝hνc. 4.如圖所示是實(shí)驗(yàn)室用來研究光電效應(yīng)原理的裝置圖，電表均為理想電表，當(dāng)入射光的能量等于9eV時(shí)，靈敏電流表檢測(cè)到有電流流過，當(dāng)電壓表示數(shù)等于5.5V時(shí)，靈敏電流表示數(shù)剛好等于0.則下列說法正確的是(　　) A．若增大入射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能將增大 B．若入射光的能量小于3.5eV，改變電源的正負(fù)極方向，則電流表示數(shù)可能會(huì)不等于0 C．光電管材料的逸出功等于3.5eV D．增大入射光的波長，在電壓表示數(shù)不變的情況下，電流表示數(shù)會(huì)變大 解析：根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，光電子的最大初動(dòng)能與光的強(qiáng)度無關(guān)，故A錯(cuò)誤；該裝置所加的電壓為反向電壓，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于5.5V時(shí)，電流表示數(shù)為0，知道光電子的最大初動(dòng)能為5.5eV，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，可得W0＝3.5eV.若入射光的能量小于3.5eV，則不能發(fā)生光電效應(yīng)，電流表示數(shù)一定會(huì)等于0，故B錯(cuò)誤，C正確；增大入射光的波長，則光的頻率減小，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，可知光電子的最大初動(dòng)能減小，在電壓表示數(shù)不變的情況下，到達(dá)A板的光電子數(shù)目會(huì)減少，從而使電流表示數(shù)變小，故D錯(cuò)誤． 答案：C 5．在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用波長為λ的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說法正確的是(　　) A．僅增大入射光的強(qiáng)度，光電流大小不變 B．僅減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象可能消失 C．改用波長大于λ的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大 D．改用波長大于λ的光照射，可能不發(fā)生光電效應(yīng) 解析：當(dāng)發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，增大入射光的強(qiáng)度，則光電流會(huì)增大，故A錯(cuò)誤；入射光的頻率大于金屬的極限頻率時(shí)，才會(huì)發(fā)生電效應(yīng)，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，故B錯(cuò)誤；在光電效應(yīng)中，根據(jù)光電效應(yīng)方程知，Ekm＝－W0，改用波長大于λ的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變小，或者可能不發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確． 答案：D 6.(多選)(2018安徽皖南八校第三次聯(lián)考)某同學(xué)研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示，用不同的光分別照射密封真空管的鈉陰極(陰極K)，鈉陰極發(fā)射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流，實(shí)驗(yàn)得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(為甲光、乙光、丙光)，如圖所示，則以下說法正確的是(　　) A．甲光的強(qiáng)度大于乙光的強(qiáng)度 B．乙光的頻率小于丙光的頻率 C．乙光對(duì)應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率 D．甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于乙光的光電子的最大初動(dòng)能 解析：由圖可知甲光和乙光對(duì)應(yīng)的反向截止電壓相等，且小于丙光的反向截止電壓，因此甲、乙光頻率相等，且小于丙光的頻率，B正確；在頻率相等時(shí)，光的強(qiáng)度越大，則飽和光電流越大，A正確；截止頻率由金屬?zèng)Q定，與照射光無關(guān)，C錯(cuò)誤；由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，甲光對(duì)應(yīng)的光電子的最大初動(dòng)能與乙光的光電子最大初動(dòng)能相等，D錯(cuò)誤． 答案：AB 光電效應(yīng)的四類圖象分析 圖象名稱 圖線形狀 由圖線直接(或間接) 得到的物理量 最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖線 ①極限頻率：圖線與ν軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)νc ②逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對(duì)值 W0＝|－E|＝E ③普朗克常量：圖線的斜率k＝h 顏色相同、強(qiáng)度不同的光，光電流與電壓的關(guān)系 ①遏止電壓Uc：圖線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo) ②飽和光電流Im：電流的最大值 ③最大初動(dòng)能：Ek＝eUc 顏色不同時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系 ①遏止電壓Uc1、Uc2 ②飽和光電流 ③最大初動(dòng)能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2 遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖線 ①極限頻率νc：圖線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)值 ②遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大 ③普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電荷量的乘積，即h＝ke 考向三　核反應(yīng)方程及核能的計(jì)算 1．核反應(yīng)方程的書寫 (1)核反應(yīng)過程一般不可逆，所以核反應(yīng)方程中用“→”表示方向而不能用等號(hào)代替． (2)核反應(yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒，但核反應(yīng)前后的總質(zhì)量一般會(huì)發(fā)生變化(質(zhì)量虧損)且釋放出核能． (3)核反應(yīng)的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能只依據(jù)兩個(gè)守恒規(guī)律憑空杜撰出生成物來寫核反應(yīng)方程． 2．核衰變問題 (1)核衰變規(guī)律： (2)α衰變和β衰變次數(shù)的確定方法 ①方法一：由于β衰變不改變質(zhì)量數(shù)，故可以先由質(zhì)量數(shù)改變確定α衰變的次數(shù)，再根據(jù)電荷數(shù)守恒確定β衰變的次數(shù)． ②方法二：設(shè)α衰變次數(shù)為x，β衰變次數(shù)為y，根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒列方程組求解． 3．核能的計(jì)算方法 (1)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，用核反應(yīng)虧損的質(zhì)量乘以真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2(J)． (2)根據(jù)1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5兆電子伏(MeV)能量，用核反應(yīng)的質(zhì)量虧損的原子質(zhì)量單位數(shù)乘以931.5MeV，即ΔE＝Δm931.5(MeV)． (3)如果核反應(yīng)時(shí)釋放的核能是以動(dòng)能形式呈現(xiàn)的，則核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量即為釋放的核能． 7．(2018四川雅安高三第三次診斷)鈾原子核既可發(fā)生衰變，也可發(fā)生裂變．其衰變方程為U→Th＋X，裂變方程為U＋n→Y＋Kr＋3n，其中U、n、Y、Kr的質(zhì)量分別為m1、m2、m3、m4，光在真空中的傳播速度為c.下列敘述正確的是(　　) A.U發(fā)生的是β衰變 B．Y原子核中含有56個(gè)中子 C．若提高溫度，U的半衰期將會(huì)變小 D．裂變時(shí)釋放的能量為(m1－2m2－m3－m4)c2 解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得X為He，U發(fā)生的是α衰變，故A錯(cuò)誤；根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)均守恒知，Y原子核中含有56個(gè)質(zhì)子，中子數(shù)為144－56＝88個(gè)，故B錯(cuò)誤；原子核的半衰期是由放射性元素本身決定的，與環(huán)境的溫度、壓強(qiáng)等無關(guān)，故C錯(cuò)誤；由于核裂變的過程中釋放能量，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程得ΔE＝Δmc2＝(m1－2m2－m3－m4)c2，故D正確． 答案：D 8．(2018湖北武漢四月調(diào)研)1932年考克饒夫特(J.D.Cockroft)和瓦耳頓(E.T.S.Walton)發(fā)明了世界上第一臺(tái)粒子加速器——高壓倍壓器，他們將質(zhì)子(H)加速到0.5MeV的能量去撞擊靜止的原子核X，得到兩個(gè)動(dòng)能均為8.9MeV的氦核(He)，這是歷史上第一次用人工加速粒子實(shí)現(xiàn)的核反應(yīng)．下列說法正確的是(　　) A．X是Li B．X由He組成 C．上述核反應(yīng)中出現(xiàn)了質(zhì)量虧損 D．上述核反應(yīng)的類型是裂變 解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X是Li，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；由題可知，反應(yīng)中釋放了核能，則反應(yīng)中出現(xiàn)了質(zhì)量虧損，選項(xiàng)C正確；上述核反應(yīng)的類型是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：C 9．(多選)太陽內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)主要是輕核的聚變，太陽中存在的主要元素是氫，氫核的聚變反應(yīng)可以看作是4個(gè)氫核(H)結(jié)合成1個(gè)氦核(He)．下表中列出了部分粒子的質(zhì)量(1u相當(dāng)于931.5MeV的能量)，以下說法中正確的是(　　) 粒子名稱 質(zhì)子p α粒子 電子e 中子n 質(zhì)量/u 1.0073 4.0015 0.00055 1.0087 A.核反應(yīng)方程式為4H→He＋2e B．核反應(yīng)方程式為4H→He＋2e C．4個(gè)氫核結(jié)合成1個(gè)氦核(He)時(shí)的質(zhì)量虧損約為0.0266u D．4個(gè)氫核聚變反應(yīng)過程中釋放的能量約為24.8MeV 解析：根據(jù)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可判斷A正確，B錯(cuò)誤；反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損Δm＝4mp－mα－2me＝0.0266u，故該反應(yīng)過程中釋放的能量ΔE＝Δm931.5MeV＝24.8MeV，故選項(xiàng)C、D正確． 答案：ACD 10．由于放射性元素Np的半衰期很短，所以在自然界中一直未被發(fā)現(xiàn)，只是在使用人工的方法制造后才被發(fā)現(xiàn)．已知Np經(jīng)過一系列α衰變和β衰變后變成Bi，下列選項(xiàng)中正確的是(　　) A.Bi的原子核比Np的原子核少28個(gè)中子 B.Np經(jīng)過衰變變成Bi，衰變過程可以同時(shí)放出α粒子、β粒子和γ粒子 C．衰變過程中共發(fā)生了7次α衰變和4次β衰變 D.Np的半衰期等于任一個(gè)Np原子核發(fā)生衰變的時(shí)間 解析：Bi的中子數(shù)為209－83＝126，Np的中子數(shù)為237－93＝144，Bi的原子核比Np的原子核少18個(gè)中子，A錯(cuò)誤；Np經(jīng)過一系列α衰變和β衰變后變成Bi，可以同時(shí)放出α粒子和γ粒子或者β粒子和γ粒子，不能同時(shí)放出三種粒子，B錯(cuò)誤；衰變過程中發(fā)生α衰變的次數(shù)為＝7(次)，β衰變的次數(shù)為27－(93－83)＝4(次)，C正確；半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)少數(shù)原子核不適用，D錯(cuò)誤． 答案：C [限訓(xùn)練通高考]　　　　　　　　　　　　　　　科學(xué)設(shè)題　拿下高考高分 單獨(dú)成冊(cè)　對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第147頁 (45分鐘) 一、單項(xiàng)選擇題 1．(2018高考天津卷)國家大科學(xué)工程——中國散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功，獲得中子束流，可以為諸多領(lǐng)域的研究和工業(yè)應(yīng)用提供先進(jìn)的研究平臺(tái)．下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是(　　) A.N俘獲一個(gè)α粒子，產(chǎn)生O并放出一個(gè)粒子 B.Al俘獲一個(gè)α粒子，產(chǎn)生P并放出一個(gè)粒子 C.B俘獲一個(gè)質(zhì)子，產(chǎn)生Be并放出一個(gè)粒子 D.Li俘獲一個(gè)質(zhì)子，產(chǎn)生He并放出一個(gè)粒子 解析：由核反應(yīng)過程中遵循質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)均守恒的原則，可寫出選項(xiàng)中的四個(gè)核反應(yīng)方程.N＋He→O＋H，選項(xiàng)A錯(cuò)誤.Al＋He→P＋n，選項(xiàng)B正確.B＋H→Be＋He，選項(xiàng)C錯(cuò)誤.Li＋H→He＋He，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：B 2．(2018河南洛陽一模)下列說法正確的是(　　) A．玻爾根據(jù)光的波粒二象性，大膽提出假設(shè)，認(rèn)為實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性 B．鈾核裂變的核反應(yīng)方程是U→Ba＋Kr＋2n C．原子從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷，不吸收光子也能實(shí)現(xiàn) D．根據(jù)愛因斯坦的“光子說”可知，光的波長越大，光子的能量越大 解析：德布羅意根據(jù)光的波粒二象性，大膽提出假設(shè)，認(rèn)為實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；鈾核是在中子轟擊下發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，鈾核裂變的核反應(yīng)方程是U＋n→Ba＋Kr＋3n，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；受到電子或其他粒子碰撞，原子也可以從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷，即原子從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷，不吸收光子也能實(shí)現(xiàn)，選項(xiàng)C正確；根據(jù)愛因斯坦的“光子說”可知，光的頻率越高，波長越小，光子的能量越大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：C 3．(2018湖南張家界高三第三次模擬)2017年12月6日?qǐng)?bào)道，中國散裂中子源項(xiàng)目將于2018年前后建成．日前，位于廣東東莞的國家大科學(xué)工程——中國散裂中子源(CSNS)首次打靶成功，獲得中子束流，這標(biāo)志著CSNS主體工程順利完工，進(jìn)入試運(yùn)行階段．對(duì)于有關(guān)中子的研究，下面說法正確的是(　　) A．中子和其他微觀粒子，都具有波粒二象性 B．一個(gè)氘核和一個(gè)氚核經(jīng)過核反應(yīng)后生成氦核和中子是裂變反應(yīng) C．盧瑟福通過分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子 D．核反應(yīng)方程Po→X＋He中的y＝206，X中中子個(gè)數(shù)為128 解析：所有粒子都具有波粒二象性，A正確；裂變是較重的原子核分裂成較輕原子核的反應(yīng)，而該反應(yīng)是較輕的原子核的聚變反應(yīng)，B錯(cuò)誤；盧瑟福通過分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，查德威克通過α粒子轟擊鈹核(Be)獲得碳核(C)的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了中子，C錯(cuò)誤；y＝210－4＝206，X中中子個(gè)數(shù)為206－82＝124，D錯(cuò)誤． 答案：A 4．如圖所示，圖甲為光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路圖，圖乙為光電子最大初動(dòng)能與光電管入射光頻率關(guān)系圖象．下列說法正確的是(　　) A．光電管加正向電壓時(shí)，電壓越大光電流越大 B．光電管加反向電壓時(shí)不可能有光電流 C．由圖可知，普朗克常量數(shù)值上等于|| D．由圖可知，普朗克常量數(shù)值上等于|| 解析：光電管加正向電壓時(shí)，如果正向電壓從零開始逐漸增大，光電流也會(huì)逐漸增大，但光電流達(dá)到飽和時(shí)，即使電壓增大，電流也不會(huì)變化，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因?yàn)楣怆娮佑袆?dòng)能，即使光電管加反向電壓，也可能有光電流，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，圖象斜率大小為普朗克常量，所以普朗克常量數(shù)值上等于||，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤． 答案：C 5．(2018寧夏石嘴山高三四月適應(yīng)性測(cè)試)下列說法正確的是(　　) A．湯姆孫通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型 B．氫原子從基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷時(shí)，需要吸收能量 C．質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，則質(zhì)子與中子結(jié)合為氘核的反應(yīng)是人工核轉(zhuǎn)變，放出的能量為(m3－m1－m2)c2 D．紫外線照射到金屬鋅板表面時(shí)能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)，則當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時(shí)，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能也隨之增大 解析：盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故A錯(cuò)誤；氫原子從基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷時(shí)，需要吸收能量，故B正確；根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2，當(dāng)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)氘核時(shí)，質(zhì)量虧損為Δm＝m1＋m2－m3，因此核反應(yīng)放出的能量ΔE＝(m1＋m2－m3)c2，故C錯(cuò)誤；光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，與光照強(qiáng)度無關(guān)，因此增大光照強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能不變，故D錯(cuò)誤． 答案：B 6．(2018百校聯(lián)盟TOP20四月聯(lián)考)核反應(yīng)方程N(yùn)＋H→C＋X＋ΔE中，N的質(zhì)量為m1、H的質(zhì)量為m2、C的質(zhì)量為m3、X的質(zhì)量為m4，光在真空中的速度為c，則下列判斷正確的是(　　) A．X是He，ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2 B．X是He，ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2 C．X是He，ΔE＝(m3＋m4－m1－m2)c2 D．X是He，ΔE＝(m3＋m4－m1－m2)c2 解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知X是He，反應(yīng)中虧損的質(zhì)量為Δm＝m1＋m2－m3－m4，故釋放的能量ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3－m4)c2，故選B. 答案：B 7.如圖所示為氫原子的能級(jí)圖，用某種頻率的光照射大量處于基態(tài)的氫原子，結(jié)果受到激發(fā)后的氫原子能輻射出三種不同頻率的光子，讓輻射出的光子照射某種金屬，發(fā)現(xiàn)有兩種頻率的光子能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，其中一種光子恰好能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則逸出的光電子的最大初動(dòng)能為(　　) A．0　　　　　　　　　 B.1.89eV C．10.2eV D．12.09eV 解析：根據(jù)C＝3，得n＝3，因此受到激發(fā)后的氫原子處于第n＝3能級(jí)，因有兩種頻率的光子能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，且其中一種光子恰好能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故這兩種頻率的光子分別是從2到1、3到1輻射出來的，而且3到1輻射的光子能量大于2到1輻射的光子能量，故3到1輻射出來的光子頻率大于2到1輻射出來的光子頻率，故從2到1輻射出來的光子恰好讓該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，即該金屬的逸出功為W0＝－3.40eV－(－13.60eV)＝10.20eV，當(dāng)用從3到1輻射出來的光子照射時(shí)，根據(jù)光電效應(yīng)方程得光電子的最大初動(dòng)能為Ek＝hν－W0，其中hν＝－1.51eV－(－13.60eV)＝12.09eV，故Ek＝12.09eV－10.20eV＝1.89eV，故選B. 答案：B 8．(2018安徽六安高三下學(xué)期模擬)下列說法正確的是(　　) A．原子核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，這種轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的電子發(fā)射到核外，就是β粒子，這就是β衰變 B．氡222的半衰期是3.8天，鐳226的半衰期是1620年，所以一個(gè)確定的氡222核一定比一個(gè)確定的鐳226核先衰變 C．按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電勢(shì)能增大，電子的動(dòng)能減小，原子的總能量減小 D．原子核越大，它的結(jié)合能越高，原子核能級(jí)越穩(wěn)定 解析：原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，這種轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的電子發(fā)射到核外，就是β粒子，這就是β衰變的實(shí)質(zhì)，故A正確；對(duì)于大量原子和有半數(shù)發(fā)生衰變所用的時(shí)間是半衰期，對(duì)于一個(gè)確定的原子核，半衰期沒有意義，故B錯(cuò)誤；按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電子的動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大，原子的總能量增加，故C錯(cuò)誤；結(jié)合能越高，原子核不一定穩(wěn)定，比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，故D錯(cuò)誤． 答案：A 二、多項(xiàng)選擇題 9．一靜止原子核A經(jīng)1次α衰變生成原子核B，并釋放出γ光子．已知A的比結(jié)合能為E1，B的比結(jié)合能為E2，α粒子的比結(jié)合能為E3，γ光子的能量為E4，則下列說法正確的是(　　) A．B核在元素周期表的位置比A核前移2位 B．比結(jié)合能E1小于比結(jié)合能E2 C．由能量守恒可知E2－E1＝E3＋E4 D．該反應(yīng)過程質(zhì)量一定增加 解析：根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，寫出原子核衰變的方程為A→He＋B，故B核在元素周期表的位置比A核前移2位，故A正確；衰變過程中釋放能量，可知比結(jié)合能E1小于比結(jié)合能E2，故B正確；比結(jié)合能是原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比，由能量守恒可知E4＝(y－4)E2＋4E3－yE1，故C錯(cuò)誤；該反應(yīng)的過程中釋放熱量，由質(zhì)能方程可知，一定有質(zhì)量虧損，故D錯(cuò)誤． 答案：AB 10．(2018浙江名校協(xié)作體聯(lián)考)下列說法正確的是(　　) A．德布羅意指出微觀粒子的動(dòng)量越大，其對(duì)應(yīng)的波長就越小 B．γ射線是頻率極高的電磁波，其在云室中穿過會(huì)留下清晰的徑跡 C．根據(jù)玻爾原子模型，氫原子輻射光子后，其繞核運(yùn)動(dòng)的電子動(dòng)能將增大 D．太陽輻射能量的主要來源與核電站發(fā)生的核反應(yīng)一樣都是重核裂變 解析：根據(jù)德布羅意物質(zhì)波公式p＝知，微觀粒子的動(dòng)量越大，其對(duì)應(yīng)的波長就越小，選項(xiàng)A正確；γ射線是頻率極高的電磁波，電離作用很弱，云室是依賴帶電粒子電離作用留下徑跡的，所以γ射線在云室中穿過不會(huì)留下清晰的徑跡，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)玻爾原子模型，氫原子輻射光子后，其繞核運(yùn)動(dòng)的半徑將減小，電勢(shì)能減小，總能量減小，但運(yùn)動(dòng)速度增大，電子動(dòng)能將增大，選項(xiàng)C正確；太陽輻射能量的主要來源是輕核聚變，與核電站發(fā)生的核反應(yīng)(重核裂變)不一樣，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：AC 11．(2018安徽名校考試)已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1，n＝2、3能級(jí)所對(duì)應(yīng)的能量分別為E2和E3，大量處于第3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷放出若干頻率的光子．依據(jù)玻爾理論，下列說法正確的是(　　) A．產(chǎn)生的光子的最大頻率為 B．當(dāng)氫原子從能級(jí)n＝2躍遷到n＝1時(shí)，對(duì)應(yīng)的電子的軌道半徑變小，能量也變小 C．若氫原子從能級(jí)n＝2躍遷到n＝1時(shí)放出的光子恰好能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則當(dāng)氫原子從能級(jí)n＝3躍遷到n＝1時(shí)放出的光子照到該金屬表面時(shí)，逸出的光電子的最大初動(dòng)能為E3－E2 D．若要使處于能級(jí)n＝3的氫原子電離，可以采用兩種方法：一是用能量為－E3的電子撞擊氫原子，二是用能量為－E3的光子照射氫原子 解析：大量處于能級(jí)n＝3的氫原子向低能級(jí)躍遷能產(chǎn)生3種不同頻率的光子，產(chǎn)生光子的最大頻率為，故A錯(cuò)誤．當(dāng)氫原子從能級(jí)n＝2躍遷到n＝1時(shí)，能量減小，電子離原子核更近，電子軌道半徑變小，故B正確．若氫原子從能級(jí)n＝2躍遷到n＝1時(shí)放出的光子恰好能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，由光電效應(yīng)方程可知，該金屬的逸出功恰好等于E2－E1，則當(dāng)氫原子從能級(jí)n＝3躍遷到n＝1時(shí)放出的光子照射該金屬時(shí)，逸出光電子的最大初動(dòng)能為E3－E1－(E2－E1)＝E3－E2，故C正確．電子是有質(zhì)量的，撞擊氫原子是發(fā)生彈性碰撞，由于電子和氫原子質(zhì)量不同，故電子不能把－E3的能量完全傳遞給氫原子，因此不能使氫原子完全電離，而光子的能量可以完全被氫原子吸收，故D錯(cuò)誤． 答案：BC 12．(2018貴州四月份高三適應(yīng)性考試)14C是碳元素的一種具有放射性的同位素，衰變方式為β衰變，其半衰期約為5730年．已知一個(gè)14C原子核由6個(gè)質(zhì)子和8個(gè)中子組成．下列說法正確的是(　　) A．14C衰變后轉(zhuǎn)變?yōu)?4N B．14C衰變過程中發(fā)出的β射線是由核外電子電離產(chǎn)生的 C．14C原子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，其半衰期不會(huì)發(fā)生改變 D．14C樣品經(jīng)歷3個(gè)半衰期后，樣品中14C的質(zhì)量只有原來的 解析：14C衰變方式為β衰變，則放出一個(gè)負(fù)電子后，質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)增加1，變?yōu)?4N，選項(xiàng)A正確；14C衰變過程中發(fā)出的β射線是由核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)放出的負(fù)電子，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；半衰期與化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，則14C原子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，其半衰期不會(huì)發(fā)生改變，選項(xiàng)C正確；14C樣品經(jīng)歷3個(gè)半衰期后，樣品中14C的質(zhì)量只有原來的()3＝，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：AC 13.研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，以頻率為ν的光照射光電管陰極K時(shí)，有光電子產(chǎn)生．由于光電管K、A間加的是反向電壓，光電子從陰極K發(fā)射后將向陽極A做減速運(yùn)動(dòng)．光電流i由圖中電流計(jì)G測(cè)出，反向電壓U由電壓表V測(cè)出，當(dāng)電流計(jì)的示數(shù)恰好為零時(shí)，電壓表的示數(shù)稱為反向遏止電壓Uc.在下列表示光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的圖象中，正確的是(　　) 解析：反向電壓U和頻率一定時(shí)，發(fā)生光電效應(yīng)產(chǎn)生的光電子數(shù)與光強(qiáng)成正比，則單位時(shí)間到達(dá)陰極A的光電子數(shù)與光強(qiáng)也成正比，故光電流i與光強(qiáng)I成正比，A正確．由動(dòng)能定理知－qUc＝0－Ekm，又因Ekm＝hν－W0，所以Uc＝－，可知遏止電壓Uc與頻率ν是線性關(guān)系，不是正比關(guān)系，故B錯(cuò)誤．光強(qiáng)I與頻率ν一定時(shí)，光電流i隨反向電壓的增大而減小，又據(jù)光電子動(dòng)能大小的分布概率及發(fā)出后的方向性可知，C正確．由光電效應(yīng)知金屬中的電子對(duì)光子的吸收是十分迅速的，時(shí)間小于10－9s,10－9s后，光強(qiáng)I和頻率ν一定時(shí)，光電流恒定，故D正確． 答案：ACD 14．如圖所示，人工元素原子核Nh開始靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1、B2的邊界MN上，某時(shí)刻發(fā)生裂變生成一個(gè)氦原子核He和一個(gè)Rg原子核，裂變后的粒子速度方向均垂直于B1、B2的邊界MN.氦原子核通過B1區(qū)域第一次經(jīng)過MN邊界時(shí)，距出發(fā)點(diǎn)的距離為l，Rg原子核第一次經(jīng)過MN邊界距出發(fā)點(diǎn)的距離也為l.則下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度之比B1∶B2＝111∶141 B．兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度之比B1∶B2＝111∶2 C．氦原子核和Rg原子核各自旋轉(zhuǎn)第一個(gè)半圓的時(shí)間比為2∶141 D．氦原子核和Rg原子核各自旋轉(zhuǎn)第一個(gè)半圓的時(shí)間比為111∶141 解析：原子核裂變的方程為Nh→He＋Rg，由題意知帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，偏轉(zhuǎn)半徑為r＝，由題意可知二者偏轉(zhuǎn)半徑相等，由于原子核由靜止裂變，動(dòng)量守恒，即m1v1＝m2v2，所以有q1B1＝q2B2，易得＝＝，故A錯(cuò)誤，B正確；又T＝，由前面可知，q1B1＝q2B2，所以＝，粒子在第一次經(jīng)過MN邊界時(shí)，運(yùn)動(dòng)了半個(gè)周期，所以＝＝，故C正確，D錯(cuò)誤． 答案：BC