5近代物理初步 基本公式1光電效應(yīng)方程：EkhW0.2能級及能級躍遷(1)氫能級示意圖如圖所示在玻爾模型中，原子的可能狀態(tài)是不連續(xù)的，即原子處于不同的能級(2)能級躍遷：hEmEn.3原子核(1)(2)(3)二級結(jié)論1一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)為NC.2逸出功與極限頻率、極限波長0的關(guān)系是Whch.31原子質(zhì)量單位“u”相當(dāng)于931.5 MeV的能量臨考必練1下列說法正確的是()A一群處于n5的激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時最多能輻射出10種不同頻率的光B盧瑟福在粒子散射實驗中發(fā)現(xiàn)了電子，并提出了原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說C在光電效應(yīng)實驗中，用同種頻率的光照射不同的金屬表面，從金屬表面逸出的光電子的最大初動能Ek越大，則這種金屬的逸出功W0越大D某放射性原子核經(jīng)過2次衰變和一次衰變，核內(nèi)質(zhì)子減少了4個解析：根據(jù)C10，可知一群處于n5能級激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時能輻射出10種不同頻率的光，故A正確；盧瑟福在粒子散射實驗中只是提出了原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說，故B錯誤；在光電效應(yīng)實驗中，用同種頻率的光照射不同的金屬表面，從金屬表面逸出的光電子的最大初動能Ek越大，則這種金屬的逸出功W0越小，故C錯誤；每發(fā)生一次衰變，質(zhì)子數(shù)減少2個，每發(fā)生一次衰變，質(zhì)子數(shù)增加一個，所以經(jīng)過2次衰變和一次衰變，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)減少3個，故D錯誤答案：A2如圖為氫原子能級圖，5種金屬的逸出功如下表：材料銫鈣鎂鈦鈹逸出功(eV)2.142.873.664.334.98大量處在n4能級的氫原子向低能級躍遷時，可產(chǎn)生多種不同頻率的光現(xiàn)將其中頻率最大的光，分別照射在以上5種金屬的表面則在這五種金屬表面逸出的光電子中，最大的動能約為()A7.77 eVB.10.61 eVC11.46 eV D12.75 eV解析：在氫原子向低能級躍遷時，從n4躍遷到n1的能級時，產(chǎn)生的光的頻率最大，即Eh410.85(13.60)eV12.75 eV，根據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW0得，從n4能級到n1能級躍遷發(fā)出的光子照射金屬銫時產(chǎn)生光電子最大初動能最大，為(12.752.14)eV10.61 eV，故B正確，A、C、D錯誤答案：B3(多選)盧瑟福通過用粒子(He)轟擊氮核(N)的實驗，首次實現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變，則下列有關(guān)的說法中正確的是()A該核反應(yīng)的方程為HeNOHB通過此實驗發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子C原子核在人工轉(zhuǎn)變的過程中，電荷數(shù)可以不守恒D在此實驗中，核子反應(yīng)前的總質(zhì)量一定等于反應(yīng)后的總質(zhì)量解析：由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，即可寫出核反應(yīng)方程為HeNOH，選項A正確；在這個核反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，選項B正確；在原子核的人工轉(zhuǎn)變過程中，其電荷數(shù)守恒，選項C錯誤；在核反應(yīng)中存在質(zhì)量虧損，故選項D錯誤答案：AB4(多選)一種典型的鈾核裂變是生成鋇核和氪核，同時放出3個中子，核反應(yīng)方程是UXBaKr3n，已知部分原子核的比結(jié)合能與核子數(shù)的關(guān)系如圖所示，則下列說法正確的是()A在核反應(yīng)方程中，X粒子是中子B在核反應(yīng)方程中，X粒子是質(zhì)子C.U、Ba和Kr相比，Ba的比結(jié)合能最大，它最穩(wěn)定D.U、Ba和Kr相比，U的核子數(shù)最多，它的結(jié)合能最大解析：由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得X為n，即中子，選項A正確，B錯誤；從圖中可知中等質(zhì)量的原子核的比結(jié)合能最大，故Kr的比結(jié)合能最大，它最穩(wěn)定，選項C錯誤；原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，則U、Ba和Kr相比，U的核子數(shù)最多，它的結(jié)合能最大，選項D正確答案：AD5.(多選)靜止在勻強(qiáng)磁場中的U核發(fā)生衰變，產(chǎn)生一個粒子和一個未知的粒子X，它們在磁場中的運動軌跡如圖所示下列說法正確的是()A該核反應(yīng)方程為UXHeB粒子和X粒子在磁場中做圓周運動時轉(zhuǎn)動方向相同C軌跡1、2分別是粒子、X粒子的運動軌跡D粒子、X粒子運動軌跡半徑之比為451解析：顯然選項A中核反應(yīng)方程正確，選項A正確；U核靜止，根據(jù)動量守恒可知粒子和X粒子速度方向相反，又都帶正電，故轉(zhuǎn)動方向相反，選項B錯誤；根據(jù)動量守恒可知粒子和X粒子的動量大小p相等，由帶電粒子在磁場中運動半徑公式R可知軌道半徑R與其所帶電荷量成反比，故粒子、X粒子運動軌跡半徑之比為451，選項C錯誤，D正確答案：AD6(多選)用如圖甲所示的電路研究光電效應(yīng)中光電流大小與入射光的強(qiáng)弱、頻率等物理量的關(guān)系圖中A、K兩極間的電壓大小可調(diào)，電源的正負(fù)極也可以對調(diào)分別用a、b、c三束單色光照射陰極K，調(diào)節(jié)A、K間的電壓U，得到光電流I與電壓U的關(guān)系如圖乙所示由圖可知()A單色光a和c的頻率相同，但a光的強(qiáng)度更強(qiáng)些B單色光a和c的頻率相同，但c光的強(qiáng)度更強(qiáng)些C單色光b的頻率大于a光的頻率D單色光b的頻率小于a光的頻率解析：由題圖乙可知，單色光a和c在照射陰極K時，其遏止電壓相同，由eU1mv和mvhW0聯(lián)立可得，由此式可知，單色光a和c的頻率相同，但用單色光a照射陰極K時產(chǎn)生的飽和電流較大，因此單位時間內(nèi)用a光照射陰極K時產(chǎn)生的光電子數(shù)較多，故a光的強(qiáng)度更強(qiáng)些，選項A正確，B錯誤；由于U2>U1，由公式可知，b光的頻率要大于a光的頻率，選項C正確，D錯誤答案：AC7(多選)Th具有放射性，它能放出一個新的粒子而變?yōu)镻a，同時伴隨有射線產(chǎn)生，其方程為ThPaX，Th的半衰期為24天則下列說法中正確的是()A一塊純凈的釷234礦石經(jīng)過24天，其質(zhì)量僅剩下原來質(zhì)量的一半BX是釷核中的一個中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子時產(chǎn)生的C射線是釷原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的鏷234的原子核釋放的D射線具有很強(qiáng)的電離作用，對人體細(xì)胞破壞能力較大解析：一塊純凈的釷234礦石經(jīng)過24天，釷核有半數(shù)發(fā)生衰變，不是礦石的質(zhì)量僅剩下原來質(zhì)量的一半，所以A說法錯誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)、核電荷數(shù)守恒得出X是電子，是釷核中的一個中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子時產(chǎn)生的，所以B說法正確；釷原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的鏷234的原子核處于激發(fā)態(tài)，不穩(wěn)定，向基態(tài)躍遷的過程以射線向外釋放能量，所以C說法正確；射線具有很強(qiáng)的穿透本領(lǐng)，電離作用很弱，所以D說法錯誤答案：BC8物理學(xué)家普遍相信太陽發(fā)光是由于其內(nèi)部不斷發(fā)生從氫核到氦核的核聚變反應(yīng)根據(jù)這一理論，在太陽內(nèi)部每4個氫核(質(zhì)子)轉(zhuǎn)化成1個氦核(He)和2個正電子(e)及兩個中微子()在基本粒子物理學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)模型中，中微子質(zhì)量可忽略已知氫原子質(zhì)量為1.007 8 u，氦原子質(zhì)量為4.002 6 u，電子的質(zhì)量為0.000 5 u，中微子的能量為0.82 MeV,1 u的質(zhì)量對應(yīng)931.5 MeV的能量，則該核聚變反應(yīng)釋放的能量為()A26.64 MeV B25.71 MeVC24.78 MeV D27.34 MeV解析：題中核反應(yīng)為4HHe2e2.中微子質(zhì)量可忽略，該核反應(yīng)過程的質(zhì)量虧損為m4m質(zhì)子(m氦核2me0)因題中告訴的是原子質(zhì)量，故需將包含的核外電子質(zhì)量減掉，而m氫原子m質(zhì)子me，m氦原子m氦核2me，代入上式得m4m氫原子4mem氦原子0.026 6 u，釋放的能量為0.026 6×931.5 MeV24.78 MeV，中微子的能量涵蓋其中，故C項正確答案：C5