第14講光電效應(yīng)原子結(jié)構(gòu)原子核解析版

1、2020年高考物理二輪精準(zhǔn)備考復(fù)習(xí)講義第五部分近代物理第14講光電效應(yīng) 原子結(jié)構(gòu) 原子核目錄一、理清單，記住干 1二、研高考，探考情 2三、考情揭秘 4四、定考點(diǎn)，定題型 4超重點(diǎn)突破1原子的能級(jí)躍遷 4超重點(diǎn)突破 2光電效應(yīng)問(wèn)題 6超重點(diǎn)突破3核反應(yīng)方程及核能的計(jì)算 7五、固成果，提能力 9一、理清單，記住干1玻爾理論的基本內(nèi)容能級(jí)假設(shè)：氫原子能級(jí) En=景5= 1,2,3,)，n為量子數(shù)。躍遷假設(shè)：h v= 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)差躍遷(1) 從低能級(jí)(n 小)高能級(jí)(

2、n大) 吸收能量，h v= En大一En小。躍遷從高能級(jí)(n大)低能級(jí)(n小)一-放出能量，h v= En大一En小。3. 氫原子電離電離態(tài)：n= m, E= 0。基態(tài) t 電離態(tài)：E 吸=0 E1= 0 (13.6 eV) = 13.6 eV。n= 2t 電離態(tài)：E 吸=0 E2= 0 ( 3.4 eV) = 3.4 eV。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。4. 光電效應(yīng)兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系(1) 光越強(qiáng)(一定頻率)T光子數(shù)目越多T發(fā)射光電子越多 T飽和光電流越大。(2) 光子頻率越高 T光子能量越大 T光電子的最大初動(dòng)能越大。5. 光電效應(yīng)定量分析時(shí)應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)系式(1)

3、愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek= h v- Wo。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：Wo= h v。6. 核反應(yīng)方程的書(shū)寫(1) 核反應(yīng)過(guò)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(lái)寫核反應(yīng)方程。7核衰變問(wèn)題tt1 一 1 -(1) 核衰變規(guī)律：N余=N原，m余=m原-(t表示衰變時(shí)間，t表示半衰期)，半衰期長(zhǎng)短由核內(nèi)部自身的因素決定，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)

4、和外部條件無(wú)關(guān)；是對(duì)大量原子核的行為做出的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)少數(shù)原子核不適用。(2) 衰變和B衰變次數(shù)的確定方法 方法一：由于B衰變不改變質(zhì)量數(shù)，故可以先由質(zhì)量數(shù)改變確定a衰變的次數(shù)，再根據(jù)電荷數(shù)守恒確定3衰變的次數(shù)。 方法二：設(shè) a衰變次數(shù)為X, 3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。&核能的計(jì)算方法(1) 根據(jù)愛(ài)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E=Amc A . 12.09 eVB. 10.20 eVC. 1.89 eV D . 1.51 eV(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

5、質(zhì)量單位數(shù)乘以931.5 MeV，即 AE =如 X931.5(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(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量即為釋放的核能。二、研咼考，探考情【2019全國(guó)卷I】 氫原子能級(jí)示意圖如圖所示。光子能量在1.63 eV3.10 eV的光為可見(jiàn)光。要使處于基態(tài)(n = 1)的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見(jiàn)光光子，最少應(yīng)給氫原子提供的能量為()rtEJfV皿 04J *11 【答案】A【解析】可見(jiàn)光光子的能量范圍為1.63 eV3.10 eV，則氫原子能級(jí)差應(yīng)該在此范圍內(nèi)，可簡(jiǎn)單推算如下：2、1能級(jí)差為10.20 eV，此值大于可見(jiàn)光光子的能量；3、2能級(jí)差為1

6、.89 eV，此值屬于可見(jiàn)光光子的能量， 符合題意。氫原子處于基態(tài)，要使氫原子達(dá)到第 3能級(jí)，需提供的能量為1.51 eV- （- 13.60 eV） = 12.09 eV, 此值也是提供給氫原子的最少能量，A正確?！?019全國(guó)卷H】 太陽(yáng)內(nèi)部核反應(yīng)的主要模式之一是質(zhì)子一質(zhì)子循環(huán)，循環(huán)的結(jié)果可表示為44 4He + 21e+ 2 v已知1H和4He的質(zhì)量分別為 mp= 1.0078 u和m°= 4.0026 u,1 u = 931 MeV/c2, c為光速。在 4個(gè)1h轉(zhuǎn)變成1 個(gè)4He的過(guò)程中，釋放的能量約為 （）A . 8 MeVB. 16 MeVC. 26 MeVD. 52

7、MeV【答案】C【解析】因電子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于質(zhì)子的質(zhì)量，計(jì)算中可忽略不計(jì)。質(zhì)量虧損如=4mp- ma,由質(zhì)能方程得E= Amc2= （4 >1.0078- 4.0026） X 931 MeV26.6 MeV C 正確?！?019天津高考】（多選）我國(guó)核聚變反應(yīng)研究大科學(xué)裝置人造太陽(yáng)” 2018年獲得重大突破，等離子體中心電子溫度首次達(dá)到1億攝氏度，為人類開(kāi)發(fā)利用核聚變能源奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。下列關(guān)于聚變的說(shuō)法正確的是（）A .核聚變比核裂變更為安全、清潔B 任何兩個(gè)原子核都可以發(fā)生聚變C.兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，總質(zhì)量較聚變前增加D 兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，核子的比結(jié)合能增加【答

8、案】AD【解析】 核聚變沒(méi)有放射性污染，比核裂變更為安全、清潔，A正確；只有原子序數(shù)較小的 輕”核才能發(fā)生聚變，B錯(cuò)誤；兩個(gè)輕核聚變成質(zhì)量較大的原子核， 核子的比結(jié)合能增加， 總質(zhì)量減小，C錯(cuò)誤，D正確。【2018全國(guó)卷川】1934年，約里奧居里夫婦用 a粒子轟擊鋁核27AI，產(chǎn)生了第一個(gè)人工放射性元素X : a+ 17Al fn + X。X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為 （）A . 15 和 28B. 15 和 30C . 16 和 30D . 17 和 31【答案】B【解析】根據(jù)核反應(yīng)遵循的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，X的電荷數(shù)為2 + 13= 15,質(zhì)量數(shù)為4+ 271 = 30,根據(jù)原子核的

9、電荷數(shù)等于原子序數(shù)，可知X的原子序數(shù)為15,質(zhì)量數(shù)為30, B正確?！?018北京高考】在核反應(yīng)方程4He +収0+ X中，X表示的是（）4A .質(zhì)子B .中子C .電子D . a粒子【答案】 A【解析】設(shè)X為AX，根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)守恒：4+ 14 = 17 + A，則A = 1，電荷數(shù)守恒2+ 7 = 8+ Z,則Z=1，即X為治，為質(zhì)子，故 A正確，B、C、D錯(cuò)誤。三、考情揭秘從近幾年高考試題可以看出高考對(duì)本專題的考查，題型都以選擇題為主，命題點(diǎn)多集中在光電效應(yīng)、能級(jí) 躍遷、核反應(yīng)方程、 核能的計(jì)算，難度不大，多以識(shí)記型為主.選擇題的命題思想為集中考查某一知識(shí)點(diǎn).應(yīng)考策略：2020年備考

10、要熟悉教材中常見(jiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及理論解釋，加強(qiáng)基本概念、規(guī)律的理解和記憶，注重 核反應(yīng)方程、核能中的簡(jiǎn)單計(jì)算題的訓(xùn)練，同時(shí)核反應(yīng)與動(dòng)量守恒相結(jié)合的題目也應(yīng)該引起足夠的重視.四、定考點(diǎn)，定題型超重點(diǎn)突破1原子的能級(jí)躍遷1. 玻爾理論的基本內(nèi)容E1能級(jí)假設(shè)：氫原子能級(jí)En=孑5= 1,2,3,)，n為量子數(shù).躍遷假設(shè)：h v= Em En(m>n).軌道量子化假設(shè)：氫原子的電子軌道半徑rn = n3.4r1(n= 1,2,3,)，n為量子數(shù).2. 定態(tài)間的躍遷滿足能級(jí)差躍遷亠(1) 從低能級(jí)(n 小)咼能級(jí)(n大)吸收能量，h v= En大一 En小.躍遷從高能級(jí)(n 大)低能級(jí)(n小)放出能量，

11、h v= En大一En小.3. 氫原子電離電離態(tài)：n= m, E= 0.基態(tài) t 電離態(tài)：E 吸=0 ( 13.6 eV) = 13.6 eV.n= 2t 電離態(tài)：E 吸=0 E2= 3.4 eV.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.【例1】(2019河南省鄭州市三模)如圖所示為氫原子能級(jí)的示意圖，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()QE*一-(J4XH53-L5IA .處于基態(tài)的氫原子吸收10.5 eV的光子后能躍遷至n = 2能級(jí)B. 大量處于n = 4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，最多可輻射出3種不同頻率的光C. 若用從n= 3能級(jí)躍遷到n= 2能級(jí)輻射出的光，照射某金屬時(shí)恰好發(fā)

12、生光電效應(yīng)，貝U用從 n = 4能級(jí)躍遷到n = 3能級(jí)輻射出的光，照射該金屬時(shí)一定能發(fā)生光電效應(yīng)D. 用n = 4能級(jí)躍遷到n= 1能級(jí)輻射出的光，照射逸出功為 6.34 eV的金屬鉑產(chǎn)生的光電子 的最大初動(dòng)能為6.41 eV【答案】 D【解析】處于基態(tài)的氫原子吸收10.2 eV的光子后能躍遷至n = 2能級(jí)，不能吸收10.5 eV的光子，A錯(cuò)誤；大量處于n = 4能級(jí)的氫原子，最多可以輻射出CU 6種不同頻率的光，B錯(cuò)誤；從n = 3能級(jí)躍遷到n = 2能級(jí)輻射出的光的能量值大于從 n= 4能級(jí)躍遷到n = 3能級(jí)輻射 出的光的能量值，用從n=3能級(jí)躍遷到n = 2能級(jí)輻射出的光，照射某金

13、屬時(shí)恰好發(fā)生光電效 應(yīng)，貝U用從n = 4能級(jí)躍遷到n = 3能級(jí)輻射出的光，照射該金屬時(shí)一定不能發(fā)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)誤；處于n=4能級(jí)的氫原子躍遷到n= 1能級(jí)產(chǎn)生的輻射光的光子能量為 E= E4 E1 = 0.85 eV-（ 13.6 eV） = 12.75 eV，根據(jù)光電效應(yīng)方程，照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為 Ekm= E W= 12.75 eV 6.34 eV= 6.41 eV，D 正確?！踞槍?duì)訓(xùn)練1】（多選）（2019天津靜海區(qū)三校聯(lián)考）如圖所示為氫原子的能級(jí)圖，用光子能量為12.75 eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，下列說(shuō)法正確的是（）m*-* 0A

14、J.3R5-0544-0.853 23+4013.6A. 氫原子可以輻射出 6種波長(zhǎng)的光B 氫原子躍遷時(shí)輻射光的最大能量小于吸收的光子能量C.輻射光中，光子能量為 0.66 eV的光波長(zhǎng)最長(zhǎng)D用光子能量為14.2 eV的光照射基態(tài)的氫原子，能夠使其電離【答案】：ACD【解析】：用光子能量為12.75 eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，躍遷到第4能級(jí)，根據(jù)C4= 6知，可以輻射出6種波長(zhǎng)的光，故 A正確氫原子躍遷時(shí)輻射的光最大能量等于吸收的光子能量，故B錯(cuò)誤從n=4躍遷到n = 3輻射的光子能量最小，波長(zhǎng)最長(zhǎng)，光子能量為0.66 eV，故C正確.用光子能量為 14.2 eV的光照射基態(tài)的氫原子，

15、 因電離能為13.6 eV，則原子被電離，還剩下0.6 eV是自由電子的動(dòng)能，故D正確.超重點(diǎn)突破2光電效應(yīng)問(wèn)題1光電效應(yīng)規(guī)律(1) 每種金屬都有一個(gè)極限頻率，入射光的頻率必須大于這個(gè)極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng).(2) 光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大.(3) 光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬間的，一般不超過(guò)109 s.(4) 當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，飽和光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比.2. 兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系(1) 光強(qiáng)大t光子數(shù)目多t發(fā)射光電子多 t光電流大；(2) 光子頻率高t光子能量大t光電子的最大初動(dòng)能大.3. 定量分析時(shí)應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)系式(1)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方

16、程：Ek= h v- Wo.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：Wo= h v4. 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(1)極限頻率：圖線與V軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo) V最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率v的Lz逸出功：圖線與 Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕 對(duì)值C關(guān)系圖線Wo= |-E|= E普朗克常量：圖線的斜率k= h顏色相同、強(qiáng)度不(1)遏止電壓Uc :圖線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)t優(yōu)(蘆)冋的光，光電流與/了飽和光電流Im：電流的最大值電壓的關(guān)系U.0u最大初動(dòng)能：Ek= eUc顏色不冋時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系1-(1)遏止電壓 Uc1、U

17、c2飽和光電流/g 0fj最大初動(dòng)冃匕Ek1 = eUc1, Ek2= eUc2(1)極限頻率 V：圖線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐遏止電壓U c與入射光頻率V的關(guān)系圖線z標(biāo)值遏止電壓Uc :隨入射光頻率的增大而增大V普朗克常量h :等于圖線的斜率與電子電 何量的乘積，即h = ke【例2】(2019哈爾濱三中二模)(多選)圖甲是研究光電效應(yīng)的電路圖，圖乙是用a、b、c光照射光電管得到的I-U圖線，Uc1、Uc2表示遏止電壓，下列說(shuō)法正確的是()A 在光照條件不變的情況下，隨著所加電壓的增大，光電流一直會(huì)增加B a、c光的頻率相等C.光電子的能量只與入射光的強(qiáng)弱有關(guān)，而與入射光的頻率無(wú)關(guān)D a光的波長(zhǎng)大

18、于b光的波長(zhǎng)【答案】BD【解析】在光照條件不變的情況下，隨著所加電壓的增大，光電流會(huì)先增加后不變，A錯(cuò)誤；當(dāng)光電流為零時(shí)，光電管兩端加的電壓為遏止電壓，根據(jù)eUc = h v Wo,入射光的頻率越高，對(duì)應(yīng)的遏止電壓Uc越大，a、c兩光的遏止電壓相等，且小于 b光的遏止電壓，所以 a、c兩光的頻率相等且小于 b光的頻率，根 據(jù)LC,可知a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)，B、D正確；光電子的能量只與入射光的頻率有關(guān)，而與入射光 的強(qiáng)弱無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤?！踞槍?duì)訓(xùn)練2】（2019四川廣元市第二次適應(yīng)性統(tǒng)考 ）分別用頻率為V和2 V勺甲、乙兩種單色光照射某金屬， 逸出光電子的最大初動(dòng)能之比為1 : 3，已知普朗克常

19、量為 h,真空中光速為c,電子電荷量為e.下列說(shuō)法正確的是（）A 用頻率為2 V勺單色光照射該金屬，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目一定較多1b 用頻率為4 V勺單色光照射該金屬也能發(fā)生光電效應(yīng)C.甲、乙兩種單色光照射該金屬，只要光的強(qiáng)弱相同，對(duì)應(yīng)的光電流的遏止電壓就相同1D .該金屬的逸出功為尹v【答案】D【解析】光照射金屬，金屬單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目與入射光的強(qiáng)度有關(guān)；用頻率為2 V勺單色光照射該金屬，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目不一定多，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程可得，Ek1 =Ek1 1111h v Wo、Ek2 = 2h v Wo,又3,聯(lián)立解得：Wo=尹v頻率為V勺單色光光子

20、能量為 "h v,小于Wo,則用1頻率為4 V的單色光照射該金屬不能發(fā)生光電效應(yīng)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；甲、乙兩種單色光照射該金屬，逸出光電子的最大初動(dòng)能不同，對(duì)應(yīng)的光電流的遏止電壓不同，故C項(xiàng)錯(cuò)誤.超重點(diǎn)突破3核反應(yīng)方程及核能的計(jì)算1. 核反應(yīng)方程的書(shū)寫(1) 核反應(yīng)過(guò)程一般不可逆，所以核反應(yīng)方程中用“T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(lái)寫核反應(yīng)方程.2核衰變問(wèn)題(1) 核衰變規(guī)律：m=(舟)如0, N=

21、 (2)Tno.(2) 衰變和B衰變次數(shù)的確定方法 方法一：由于B衰變不改變質(zhì)量數(shù)， 故可以先由質(zhì)量數(shù)改變確定a衰變的次數(shù)，再根據(jù)電荷數(shù)守恒確定 3衰變的次數(shù). 方法二：設(shè) a衰變次數(shù)為X, 3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(ài)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E=Amc2(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931.5 MeV，即 AE =如 X931.5(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(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增

22、量即為釋放的核能.【例3】(2019長(zhǎng)春質(zhì)量監(jiān)測(cè))(多選)2017年1月9日，大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)工程獲得國(guó)家 自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。大多數(shù)原子核發(fā)生核反應(yīng)的過(guò)程中都伴著中微子的產(chǎn)生，例如核裂變、核聚變、3衰變等。下列關(guān)于核反應(yīng)的說(shuō)法正確的是()A. 234Th衰變?yōu)?2?Rn，經(jīng)過(guò)3次a衰變，2次3衰變B. 2H + 3卜2 $He+ On是a衰變方程，29i4Pa+ - 1e是3衰變方程C. U + in J金B(yǎng)a+幽心+ 30n是核裂變方程，也是氫彈的核反應(yīng)方程D. 高速運(yùn)動(dòng)的a粒子轟擊氮核可從氮核中打出質(zhì)子，其核反應(yīng)方程為2He+ Fn 1sO+ 1h【答案】AD【解析】WOFh衰變?yōu)镽n

23、，由核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，該反應(yīng)經(jīng)過(guò)3次a衰變，2次3衰變，故A正確；2H + 1H 2He+ On是核聚變方程，2914Pa+ -Oe是3衰變 方程，故B錯(cuò)誤；巒U + in1542Ba+ 3% + 30n是核裂變方程，不是氫彈的核反應(yīng)方程，故C錯(cuò)誤；高速運(yùn)動(dòng)的a粒子轟擊氮核可從氮核中打出質(zhì)子，其核反應(yīng)方程為2He+1sO+ 1H，故D正確?！踞槍?duì)訓(xùn)練3】(2019河南信陽(yáng)高三上學(xué)期期末)下列說(shuō)法正確的是()A. 12C與14C是同位素，具有放射性，所以它們的化合物的性質(zhì)并不相同B .核力是原子核內(nèi)質(zhì)子與質(zhì)子之間的力，中子和中子之間并不存在核力C.在裂變反應(yīng)+ 3nBa + K

24、r + 30n中，的結(jié)合能比Ba和89Kr都大，但比結(jié)合能沒(méi)有 Ba和89Kr大D . a、 B、丫三種射線都是帶電粒子流【答案】：C【解析】：同位素的核外電子數(shù)量相同，所以一種元素的各種同位素都具有相同的化學(xué)性質(zhì)，故A錯(cuò)誤；核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)，原子核內(nèi)相鄰的質(zhì)子和質(zhì)子之間、質(zhì)子和中子之間、中子和中子之間均存在核力，故B錯(cuò)誤；核子數(shù)越多其結(jié)合能也越大，所以235u的結(jié)合能比544Ba和36k的都大，越接近鐵元素的比結(jié)合能越大，所以292u的比結(jié)合能比1564Ba和36Kr的都小，故C正確；a射線實(shí)質(zhì)是帶正電的氦核、B射線實(shí)質(zhì)是帶負(fù)電的電子流，二者都是帶電粒子流，而丫射線是電磁波不帶電，

25、故D錯(cuò)誤.【針對(duì)訓(xùn)練4】（2019福建龍巖市3月質(zhì)量檢查）兩個(gè)氘核以相等的動(dòng)能Ek對(duì)心碰撞發(fā)生核聚變，核反應(yīng)方程為1H + 1心3He+ On,其中氘核的質(zhì)量為mi,氦核的質(zhì)量為 m2,中子的質(zhì)量為 m3.假設(shè)核反應(yīng)釋放的核能E全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，下列說(shuō)法正確的是A .核反應(yīng)后氦核與中子的動(dòng)量相同|*0 匚c.核反應(yīng)后氦核的動(dòng)能為一4"E+ EkD .核反應(yīng)后中子的動(dòng)能為 丁B. 該核反應(yīng)釋放的能量為E = （mi m2- m3）c222【答案】C【解析】 核反應(yīng)前兩氘核動(dòng)量和為零,因而核反應(yīng)后氦核與中子的動(dòng)量等大反向，故A錯(cuò)誤；該核反應(yīng)E + 2Ek，由動(dòng)能與動(dòng)釋放的能量E = （2m

26、i m2 m3）c2,故B錯(cuò)誤；由能量守恒可得：核反應(yīng)后的總能量為量的關(guān)系Ek= 2pm，且mHe= 3mn可知，核反應(yīng)后氦核的動(dòng)能為E +42Ek，核反應(yīng)后中子的動(dòng)能為3 E；2Ek , 故C正確，D錯(cuò)誤.五、固成果，提能力1.（2019東北三省三校二模）（多選）如圖所示，甲為演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置；乙圖為 a、b、c三種光照射下 得到的三條電流表與電壓表讀數(shù)之間的關(guān)系曲線；丙圖為氫原子的能級(jí)圖；丁圖給出了幾種金屬的逸出功xt>幾種金屬的逸出功和極限頻率金屬W0/eVv/1014 Hz鈉2.295.53鉀2.255.44銣2.135.15丁A .若b光為綠光，c光可能是紫光 B .若a

27、光為綠光，c光可能是紫光C. 若b光光子能量為2.81 eV，用它照射由金屬銣構(gòu)成的陰極，所產(chǎn)生的大量具有最大初動(dòng)能的光電子去 撞擊大量處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子，可以產(chǎn)生6種不同頻率的光D 若b光光子能量為2.81 eV,用它直接照射大量處于 n = 2激發(fā)態(tài)的氫原子，可以產(chǎn)生6種不同頻率的光【答案】BC【解析】由光電效應(yīng)方程 Ek = h v- W及eU= Ek，聯(lián)立解得eU = h v- Wo,即光束照射同一塊金屬的時(shí)候，只要遏止電壓一樣，說(shuō)明入射光的頻率一樣，遏止電壓越大，入射光的頻率越大，因此可知b光和c光的頻率一樣且均大于 a光的頻率，故A錯(cuò)誤，B正確；用光子能量為2.81 eV的b

28、光照射由金屬銣構(gòu)成的陰極， 產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為Ek = h Wo= 2.81 eV 2.13 eV = 0.68 eV，大量具有最大初動(dòng)能的光電子去撞擊大量處于n = 3激發(fā)態(tài)的氫原子，這些氫原子吸收能量AE= 0.85 eV （ 1.51 eV） = 0.66 eV，從而躍遷到n= 4能級(jí)，當(dāng)大量處于 n = 4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可向外輻射C4 = 6種頻率的光，C正確；氫原子只能吸收光子的能量恰好為能級(jí)之差的光子，若用b光光子直接照射氫原子，2.81 eV不滿足氫原子第2能級(jí)與其他更高能級(jí)間的能級(jí)差，因此b光光子不被吸收，不會(huì)自發(fā)輻射其他頻率的光，D錯(cuò)誤。2. （2019

29、天津南開(kāi)區(qū)二模）已知氦離子（He +）的能級(jí)圖如圖所示，根據(jù)能級(jí)躍遷理論可知（）n Hf* : 0&L5I5 -2.IS45-40J -6rIM21X6IM4A .氦離子（He +）從 n= 4能級(jí)躍遷到n= 3能級(jí)比從n = 3能級(jí)躍遷到n= 2能級(jí)輻射出光子的頻率低B .大量處在n = 3能級(jí)的氦離子（He*）向低能級(jí)躍遷，只能發(fā)出2種不同頻率的光子C.氦離子（He*）處于n = 1能級(jí)時(shí)，能吸收45 eV的能量躍遷到n = 2能級(jí)D .氦離子（HeJ從n= 4能級(jí)躍遷到n= 3能級(jí)，需要吸收能量【答案】A【解析】氦離子的躍遷過(guò)程類似于氫原子，從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷要以光子的形式放出

30、能量，而從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷吸收能量，且吸收（放出）的能量等于兩能級(jí)的能量差，即AE= Em En（m>n），故C、D錯(cuò)誤；氦離子從n = 4能級(jí)躍遷到n = 3能級(jí)比從n= 3能級(jí)躍遷到n= 2能級(jí)輻射出的光子的能量小，頻率低,正確；大量處在n= 3能級(jí)的氦離子向低能級(jí)躍遷，發(fā)出的光子的種類為C§= 3，故B錯(cuò)誤。3. （2019貴州省貴陽(yáng)市二模）已知用頻率為 v的單色光照射某金屬表面時(shí)，逸出的光電子的最大初動(dòng)能為E,則要使此金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率應(yīng)為（）C. v+ EhEA . v匸h【答案】A【解析】用頻率為v的光照射某種金屬時(shí)會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，且光電子最大初動(dòng)能為 E

31、,根據(jù)光電效應(yīng)方程有E = hv Wo,而Wo= h v,則該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率為v= v ，故選A。4. （2019河南安陽(yáng)二模）下列說(shuō)法正確的是（）A. UX中X為中子，核反應(yīng)類型為B衰變B. iH + 3卜2 2He+ Y中Y為中子，核反應(yīng)類型為人工核轉(zhuǎn)變C. 2935U+ 3n+ 38Sr+ K，其中K為10個(gè)中子，核反應(yīng)類型為重核裂變D. 1/n+ 4He叮0+ Z,其中Z為氫核，核反應(yīng)類型為輕核聚變【答案】 C【解析】根據(jù)核反應(yīng)過(guò)程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒規(guī)律可知，A反應(yīng)中的X的質(zhì)量數(shù)為4，電荷數(shù)為2,為a粒子，核反應(yīng)類型為a衰變，A錯(cuò)誤；B反應(yīng)中的Y的質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)

32、為0,為中子，核反應(yīng)類型為輕核聚變，B錯(cuò)誤；C反應(yīng)中的K的質(zhì)量數(shù)為10,電荷數(shù)為0，為10個(gè)中子，核反應(yīng)類型為重核 裂變，C正確；D反應(yīng)中的Z的質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為1,為質(zhì)子，核反應(yīng)類型為人工核轉(zhuǎn)變，D錯(cuò)誤。5. （2019天津重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)合二模）下列說(shuō)法正確的是（）A .動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波波長(zhǎng)也相等B .鈾核裂變的一種核反應(yīng)方程Ui 1561Ba + 36Kr + 26nC.原子在a、b兩個(gè)能量級(jí)的能量分別為Ea、Eb,且Ea> Eb,當(dāng)原子從a能級(jí)躍遷到b能級(jí)時(shí)，放出光子的波長(zhǎng)入=EVE/其中h為普朗克常量）D 設(shè)質(zhì)子、中子、a粒子的質(zhì)量分別為 m1、m2、m3,兩

33、個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)a粒子，釋放的能量是（2m1 + 2m2 m3）c2【答案】D【解析】根據(jù)德布羅意波波長(zhǎng)公式冶及p= 2mEk可知，因質(zhì)子的質(zhì)量遠(yuǎn)大于電子的質(zhì)量，故動(dòng)能相同P的質(zhì)子與電子，動(dòng)量不同，波長(zhǎng)也不同，A錯(cuò)誤；鈾核裂變有多種裂變的方式，但是每一種都要有慢中子的參與，即反應(yīng)方程的前面也要有中子，相應(yīng)的核反應(yīng)為：235U + ini 156Ba + 96Kr + 33n,所以B錯(cuò)誤；原子在a、b兩個(gè)能量級(jí)的能量分別為 Ea、Eb,且Ea>Eb,當(dāng)原子從a能級(jí)躍遷到b能級(jí)時(shí)，放出光子的能量為： E= "；= Ea Eb,所以該光子的波長(zhǎng)為：X= hc ，故C錯(cuò)誤；設(shè)

34、質(zhì)子、中子、a粒子的質(zhì)量分別為 m1、入Ea Ebm2、m3,根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程可知，兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)a粒子，釋放的能量是E= Amc2=（2mi + 2m2 m3）c2，故 D 正確。6. （2019山東省泰安市模擬）人們平時(shí)所用的鐘表， 精度高的每年大約會(huì)有 1分鐘的誤差，這對(duì)日常生活是沒(méi) 有影響的，但在要求很高的生產(chǎn)、科研中就需要更準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)工具。原子鐘是利用原子吸收或釋放能量時(shí)發(fā)出的電磁波來(lái)計(jì)時(shí)的，精度可以達(dá)到每2000萬(wàn)年誤差1秒。某種原子鐘利用氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷發(fā)出的電磁波來(lái)計(jì)時(shí)。一群處于n= 3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷，已知普朗克常量h= 6.63 >

35、1034 J s,電子的電荷量e= 1.6 >019 C,輻射出的電磁波的最小頻率約為（）A7rV -0,54 A.K5-5.4A . 4.6 >015 HzC. 2.4 1015 Hz【答案】BB . 4.6 107 * * * * * * 14 HzD . 2.9 1016 Hz【解析】一群氫原子處于n= 3的激發(fā)態(tài)向低能級(jí)躍遷,則輻射出光子的最小能量為Emin = ( 1.51 eV)(3.4 eV） = 1.89 eV，得最小頻率為EminWin =h1.89 1.6 X0196.63 1034Hz 4.6 > 14 (Hz,故選 B。確的是（）4 筍，站1 1.51

36、2 -3.40P.60A 氫原子能輻射4種不同頻率的光子B 氫原子輻射的光子都能使鎢發(fā)生光電效應(yīng)C.氫原子輻射一個(gè)光子后，氫原子的核外電子的速率增大D 鎢能吸收兩個(gè)從 n= 4向n= 2能級(jí)躍遷的光子而發(fā)生光電效應(yīng)【答案】C【解析】大量的氫原子處于 n= 4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)它們向低能級(jí)躍遷時(shí)，氫原子能輻射的不同頻率的光子種類數(shù)目為C4= 6,故A錯(cuò)誤；一群處于n = 4能級(jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，輻射光子種類數(shù)目為6種，對(duì)應(yīng)的能量分別為 AEi= AE4- Ei= 12.75 eV, AE2= E4-E2= 2.55 eV, 圧3= E4 E3= 0.66 eV, AE4= E3-Ei = 12.0

37、9 eV, AE5= E3- E2= 1.89 eV , AE6= E2- Ei= 10.2 eV，其中有 3 種光子的能量大于 4.54 eV，則有 3 種 不同頻率的光能使金屬鎢發(fā)生光電效應(yīng)，故B錯(cuò)誤；氫原子輻射一個(gè)光子后，氫原子的能量減小，其核外電子的軌道半徑減小，由庫(kù)侖引力提供向心力，= m可知，氫原子的核外電子的速率增大，故C正確；氫原子由n= 4能級(jí)躍遷到n= 2能級(jí)輻射出光子的能量為2.55 eV，小于鎢的逸出功4.54 eV，所以用該光照射鎢時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，D錯(cuò)誤。9. （2019山東荷澤一模）下列關(guān)于核力、原子核的結(jié)合能、比結(jié)合能的說(shuō)法正確的是（）A 維系原子核穩(wěn)定

38、的力是核力，核力就是表現(xiàn)為相鄰核子間的相互吸引力B 核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)，原子核尺度內(nèi)，核力比庫(kù)侖力小C .比結(jié)合能小的原子核分解成比結(jié)合能大的原子核時(shí)會(huì)釋放核能D 自由核子組成原子核時(shí)，其質(zhì)量虧損所對(duì)應(yīng)的能量大于該原子核的結(jié)合能【答案】C也可以表現(xiàn)為排斥力,B錯(cuò)誤；比結(jié)合能小的【解析】 維系原子核穩(wěn)定的力是核力，核力可以表現(xiàn)為相鄰核子間的相互吸引力, 故A錯(cuò)誤；核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)，原子核尺度內(nèi)，核力遠(yuǎn)比庫(kù)侖力大，故原子核結(jié)合或分解成比結(jié)合能大的原子核時(shí)釋放核能，故C正確；根據(jù)質(zhì)能方程可知，自由核子組成原子核時(shí)，其質(zhì)量虧損所對(duì)應(yīng)的能量等于該原子核的結(jié)合能，故D錯(cuò)誤。10. （20

39、19 東省濟(jì)南市三模）現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用某一頻率的光照射時(shí)，有光電流產(chǎn)生。下列說(shuō)法正確的是（）A 保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大B .入射光的頻率變高，飽和光電流一定變大C入射光的頻率變高，光強(qiáng)不變，光電子的最大初動(dòng)能不變D 保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生【答案】A【解析】根據(jù)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論知，保持入射光的頻率不變， 入射光的強(qiáng)度變大， 飽和電流變大，A正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程 Ek= h v Wo知，照射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能變大，飽和光電流不 一定變大，B錯(cuò)誤，C錯(cuò)誤；保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射

40、光的頻率，當(dāng)入射光的頻率小于金屬的 截止頻率時(shí)，則不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，便不會(huì)有光電流產(chǎn)生，D錯(cuò)誤。11. （2019 寧省大連市二模）用一束綠光和一束藍(lán)光照射某種金屬的表面，均發(fā)生了光電效應(yīng)。下列說(shuō)法正確的是（）A 藍(lán)光照射金屬時(shí)，逸出的光電子最大初動(dòng)能更大B 藍(lán)光照射金屬時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)更多C.增加光照強(qiáng)度，逸出的光電子最大初動(dòng)能增大D 如果換作紅光照射，一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)【答案】A【解析】因?yàn)樗{(lán)光頻率更高，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek= h vWo,所以藍(lán)光照射時(shí)，光電子最大初動(dòng)能更大，A正確；單位時(shí)間逸出的光電子數(shù)與光強(qiáng)有關(guān)，由于不知道光的強(qiáng)度，所以無(wú)法確定光電子數(shù)目的多少，B

41、錯(cuò)誤；根據(jù)Ek = h v Wo,可知光電子的最大初動(dòng)能與光強(qiáng)無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；因?yàn)榧t光的頻率比綠光的還小，無(wú)法確定是否會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，D錯(cuò)誤。12. （2019湖南衡陽(yáng)二模）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)原來(lái)靜止的原子核，由于衰變放射出某種粒子，結(jié)果得到一張兩個(gè)相切圓1和2的徑跡照片如圖所示，已知兩個(gè)相切圓半徑分別為1、2，則下列說(shuō)法正確的是（）A .原子核可能發(fā)生 a衰變，也可能發(fā)生 B衰變B .徑跡2可能是衰變后新核的徑跡C.若衰變方程是 U IfTh + 2He，則衰變后新核和射出的粒子的動(dòng)能之比為117 : 2D 若衰變方程是 U IfTh + 2He，則1 :2= 1 : 45【答案】D【解析】原

42、子核衰變過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，一個(gè)原來(lái)靜止的原子核衰變生成的兩粒子的動(dòng)量方向相反，由左手定則可知，若生成的兩粒子電性相反則在磁場(chǎng)中的軌跡為內(nèi)切圓，若電性相同則在磁場(chǎng)中的軌跡為外切，所以本題原子核發(fā)生的一定是a衰變，不可能發(fā)生 B衰變，A錯(cuò)誤；原子核原來(lái)靜止，初動(dòng)量為零，由動(dòng)量守恒定律可知，原子核衰變生成的新核與a粒子動(dòng)量p大小相等，方向相反，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：qvB= mv，解得r =嚴(yán)=七，由于p、B相同，則電荷量rqB qBq越大，軌道半徑r越小，由于新核的電荷量大，所以新核的軌道半徑小于a粒子的軌道半徑，所以軌跡 1為新核的運(yùn)動(dòng)軌跡，B錯(cuò)誤；由Ek

43、=黑知，新核和a粒子的動(dòng)能之比等于它們質(zhì)量的反比，即為 2 : 117, C錯(cuò)誤；由B項(xiàng)分析知，ri :2 = 2 : 90= 1 : 45,故D正確。13. （2019山東省泰安市二模）一靜止的鈉核發(fā)生衰變，衰變方程為11Na A2Mg + bY，假設(shè)釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為Mg和Y的動(dòng)能，下列說(shuō)法正確的是 （）A.A2Mg中的A為24, A2Mg與1?Na的中子數(shù)相同B .衰變后A2Mg的動(dòng)量大小大于bY的動(dòng)量大小C.衰變后A2Mg的動(dòng)能小于bY的動(dòng)能D 鈉核的比結(jié)合能大于鎂核的比結(jié)合能【答案】C【解析】原子核的衰變滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，由電荷數(shù)守恒可判斷Y應(yīng)為電子，鈉核發(fā)生的是B衰變，

44、由質(zhì)量數(shù)守恒可知A= 24,其中A2Mg的中子數(shù)為24- 12 = 12, 21Na的中子數(shù)為13, A錯(cuò)誤；一靜止的鈉核放出一個(gè)電子衰變成鎂核，根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)量守恒知衰變后鎂核的動(dòng)量大小等于電子的動(dòng)量大小，動(dòng) 量與動(dòng)能的關(guān)系式為 Ek= p，鎂核的質(zhì)量遠(yuǎn)大于電子的質(zhì)量，所以衰變后鎂核的動(dòng)能小于電子的動(dòng)能，B2m錯(cuò)誤，C正確；衰變過(guò)程釋放能量，可知鎂核的比結(jié)合能大于鈉核的比結(jié)合能，D錯(cuò)誤。14. （2019河南省洛陽(yáng)市三檢）精確的研究表明，不同的原子核，其核子的平均質(zhì)量（原子核的質(zhì)量除以核子數(shù)） 與原子序數(shù)Z有如圖所示的關(guān)系。根據(jù)該圖所提供的信息及原子核的聚變、裂變有關(guān)知識(shí)，下列說(shuō)法中正確的是（）A 從圖中可以看出，F(xiàn)e原子核中核子的平均質(zhì)量最大B 原子序數(shù)較大的重核 A分裂成原子序數(shù)小一些的核 B和C,質(zhì)量會(huì)增加C.原子序數(shù)很小的輕核 D和E結(jié)合成一個(gè)原子序數(shù)大些的 F核，能釋放核能D 原子序數(shù)較大的重核裂變成原子序數(shù)小一些的核B和C,需要吸收