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(guó)卷，T14)1934年，約里奧居里夫婦用粒子轟擊鋁核Al，產(chǎn)生了第一個(gè)人工放射性核素X：AlnX.X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為()A15和28B.15和30C16和30D17和31解析：將核反應(yīng)方程式改寫成HeAlnX，由電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知，X應(yīng)為X.答案：B2(2017高考全國(guó)卷，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：HHHen.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，1u931MeV/c2.氘核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為()A3.7MeVB.3.3MeVC2.7MeVD0.93MeV解析：氘核聚變反應(yīng)的質(zhì)量虧損為m22.0136u(3.0150u1.0087u)0.0035u，釋放的核能為Emc20.0035931MeV/c2c23.3MeV，選項(xiàng)B正確答案：B3(2018高考全國(guó)卷，T17)用波長(zhǎng)為300nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動(dòng)能為1.281019J已知普朗克常量為6.631034Js，真空中的光速為3.00108ms1.能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為()A11014HzB81014HzC21015HzD81015Hz解析：設(shè)單色光的最低頻率為0，由EkhW0知Ekh1W0,0h0W0，又知1整理得0，代入數(shù)據(jù)解得081014Hz.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?nèi)?017全國(guó)卷的17題只集中考查核能的計(jì)算，全國(guó)卷的19題集中考查光電效應(yīng)方程；2018全國(guó)卷的17題只集中考查光電效應(yīng)方程，全國(guó)卷的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NC.3核反應(yīng)及核能(1)半衰期公式 (t表示衰變時(shí)間，表示半衰期)，半衰期長(zhǎng)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：Emc2. 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(n1,2,3，)，n為量子數(shù)躍遷假設(shè)：hEmEn(m>n)軌道量子化假設(shè)：氫原子的電子軌道半徑rnn2r1(n1,2,3，)，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，hEn大En小(2)從高能級(jí)(n大)低能級(jí)(n小)放出能量，hEn大En小3氫原子電離電離態(tài)：n，E0.基態(tài)電離態(tài)：E吸0(13.6eV)13.6eV.n2電離態(tài)：E吸0E23.4eV.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n3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(zhǎng)最長(zhǎng)的光是氫原子從n3能級(jí)躍遷到n1能級(jí)產(chǎn)生的C發(fā)出的光子的最小能量為12.09eVD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n3能級(jí)的激發(fā)態(tài)的氫原子能發(fā)出C3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n1能級(jí)輻射出的光子頻率最大，波長(zhǎng)最小，B錯(cuò)誤；發(fā)出的光子的最小能量為E3E21.89eV，C錯(cuò)誤；n3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：D2.(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n3的能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)為656nm.下列判斷正確的是()A當(dāng)氫原子從n2躍遷到n1的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)大于656nmB當(dāng)氫原子從n4躍遷到n2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n4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n4能級(jí)上的氫原子，可以使氫原子電離解析：氫原子從n2躍遷到n1的能級(jí)時(shí)，輻射光的能量大于氫原子從n3躍遷到n2的能級(jí)時(shí)輻射光的能量，根據(jù)E，可知，輻射光的波長(zhǎng)一定小于656nm，故A錯(cuò)誤；從n4能級(jí)躍遷到n2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n4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n4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：D3.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)n1)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()A12.75eVB.13.06eVC13.6eVD0.85eV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E0.85eV13.6eV12.75eV，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NC.(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(n1)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：EkhW0.(2)最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：EkeUc.(3)逸出功與極限頻率的關(guān)系：W0hc.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0C光電管材料的逸出功等于3.5eVD增大入射光的波長(zhǎng)，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EkhW0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EkhW0，可得W03.5eV.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(zhǎng)，則光的頻率減小，根據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW0，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：C5在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用波長(zhǎng)為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(zhǎng)大于的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大D改用波長(zhǎng)大于的光照射，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，EkmW0，改用波長(zhǎng)大于的光照射，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：D6.(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EkhW0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與入射光頻率的關(guān)系圖線極限頻率：圖線與軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)c逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對(duì)值W0|E|E普朗克常量：圖線的斜率kh顏色相同、強(qiáng)度不同的光，光電流與電壓的關(guān)系遏止電壓Uc：圖線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)飽和光電流Im：電流的最大值最大初動(dòng)能：EkeUc顏色不同時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系遏止電壓Uc1、Uc2飽和光電流最大初動(dòng)能Ek1eUc1，Ek2eUc2遏止電壓Uc與入射光頻率的關(guān)系圖線極限頻率c：圖線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)值遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電荷量的乘積，即hke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)衰變和衰變次數(shù)的確定方法方法一：由于衰變不改變質(zhì)量數(shù)，故可以先由質(zhì)量數(shù)改變確定衰變的次數(shù)，再根據(jù)電荷數(shù)守恒確定衰變的次數(shù)方法二：設(shè)衰變次數(shù)為x，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Emc2(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Em931.5(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UThX，裂變方程為UnYKr3n，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)生的是衰變BY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(m12m2m3m4)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1445688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Emc2(m12m2m3m4)c2，故D正確答案：D8(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()AX是LiBX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：C9(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粒子電子e中子n質(zhì)量/u1.00734.00150.000551.0087A.核反應(yīng)方程式為4HHe2eB核反應(yīng)方程式為4HHe2eC4個(gè)氫核結(jié)合成1個(gè)氦核(He)時(shí)的質(zhì)量虧損約為0.0266uD4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m4mpm2me0.0266u，故該反應(yīng)過程中釋放的能量Em931.5MeV24.8MeV，故選項(xiàng)C、D正確答案：ACD10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)過一系列衰變和衰變后變成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)放出粒子、粒子和粒子C衰變過程中共發(fā)生了7次衰變和4次衰變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20983126，Np的中子數(shù)為23793144，Bi的原子核比Np的原子核少18個(gè)中子，A錯(cuò)誤；Np經(jīng)過一系列衰變和衰變后變成Bi，可以同時(shí)放出粒子和粒子或者粒子和粒子，不能同時(shí)放出三種粒子，B錯(cuò)誤；衰變過程中發(fā)生衰變的次數(shù)為7(次)，衰變的次數(shù)為27(9383)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(guó)家大科學(xué)工程中國(guó)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)粒子，產(chǎn)生O并放出一個(gè)粒子B.Al俘獲一個(gè)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.NHeOH，選項(xiàng)A錯(cuò)誤.AlHePn，選項(xiàng)B正確.BHBeHe，選項(xiàng)C錯(cuò)誤.LiHHeHe，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：B2(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UBaKr2nC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(zhǎng)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UnBaKr3n，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(zhǎng)越小，光子的能量越大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：C3(2018湖南張家界高三第三次模擬)2017年12月6日?qǐng)?bào)道，中國(guó)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(guó)家大科學(xué)工程中國(guó)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PoXHe中的y206，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；y2104206，X中中子個(gè)數(shù)為20682124，D錯(cuò)誤答案：A4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EkhW0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：C5(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(m3m1m2)c2D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)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Emc2，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mm1m2m3，因此核反應(yīng)放出的能量E(m1m2m3)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：B6(2018百校聯(lián)盟TOP20四月聯(lián)考)核反應(yīng)方程N(yùn)HCXE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()AX是He，E(m1m2m3m4)c2BX是He，E(m1m2m3m4)c2CX是He，E(m3m4m1m2)c2DX是He，E(m3m4m1m2)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mm1m2m3m4，故釋放的能量Emc2(m1m2m3m4)c2，故選B.答案：B7.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()A0B.1.89eVC10.2eVD12.09eV解析：根據(jù)C3，得n3，因此受到激發(fā)后的氫原子處于第n3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W03.40eV(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EkhW0，其中h1.51eV(13.60eV)12.09eV，故Ek12.09eV10.20eV1.89eV，故選B.答案：B8(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，就是粒子，這就是衰變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，就是粒子，這就是衰變的實(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次衰變生成原子核B，并釋放出光子已知A的比結(jié)合能為E1，B的比結(jié)合能為E2，粒子的比結(jié)合能為E3，光子的能量為E4，則下列說法正確的是()AB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E2C由能量守恒可知E2E1E3E4D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AHeB，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(y4)E24E3yE1，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：AB10(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(zhǎng)就越小B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(zhǎng)就越小，選項(xiàng)A正確；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：AC11(2018安徽名?？荚?已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1，n2、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)n2躍遷到n1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)n2躍遷到n1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)n3躍遷到n1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E3E2D若要使處于能級(jí)n3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)n3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)n2躍遷到n1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)n2躍遷到n1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E2E1，則當(dāng)氫原子從能級(jí)n3躍遷到n1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E3E1(E2E1)E3E2，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：BC12(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()A14C衰變后轉(zhuǎn)變?yōu)?4NB14C衰變過程中發(fā)出的射線是由核外電子電離產(chǎn)生的C14C原子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，其半衰期不會(huì)發(fā)生改變D14C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：AC13.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qUc0Ekm，又因EkmhW0，所以Uc，可知遏止電壓Uc與頻率是線性關(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109s,109s后，光強(qiáng)I和頻率一定時(shí)，光電流恒定，故D正確答案：ACD14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B1B2111141B兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度之比B1B21112C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2141D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111141解析：原子核裂變的方程為NhHeRg，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m1v1m2v2，所以有q1B1q2B2，易得，故A錯(cuò)誤，B正確；又T，由前面可知，q1B1q2B2，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