高考物理二輪復(fù)習(xí)講練(新高考版) 第1部分 專題6 第21課時(shí) 近代物理（含解析）

第21課時(shí)近代物理高考題型1光電效應(yīng)波粒二象性1．光電效應(yīng)規(guī)律(1)每應(yīng)．(2)光電子的最大初動能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大．(3)當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，飽和光電流的大小與入射光的強(qiáng)度成正比．(4)光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時(shí)的，一般不超過10－9s.2．兩條對應(yīng)關(guān)系(1)光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動能大；(2)光照強(qiáng)度大→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→光電流大．3．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．光電效應(yīng)的四類圖像分析圖像名稱圖線形狀由圖線直接(或間接)得到的物理量最大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖線Ek＝hν－h(huán)νc(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Im1、Im2：光電流的最大值(3)最大初動能：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，則ν1>ν2(2)最大初動能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，Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)(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(注：此時(shí)兩極之間接反向電壓)考題示例例1(多選)(2019·海南卷·7)對于鈉和鈣兩種金屬，其遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系如圖1所示．用h、e分別表示普朗克常量和電子電荷量，則()圖1A．鈉的逸出功小于鈣的逸出功B．圖中直線的斜率為eq\f(h,e)C．在得到這兩條直線時(shí)，必須保證入射光的光強(qiáng)相同D．若這兩種金屬產(chǎn)生的光電子具有相同的最大初動能，則照射到鈉的光頻率較高答案AB解析根據(jù)Uce＝Ek＝hν－W0，即Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，則由題圖可知鈉的逸出功小于鈣的逸出功，選項(xiàng)A正確；題圖中直線的斜率為eq\f(h,e)，選項(xiàng)B正確；在得到這兩條直線時(shí)，與入射光的光強(qiáng)無關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)Ek＝hν－W0，若這兩種金屬產(chǎn)生的光電子具有相同的最大初動能，則照射到鈉的光頻率較低，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．例2(2018·全國卷Ⅱ·17)用波長為300nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動能為1.28×10－19J．已知普朗克常量為6.63×10－34J·s，真空中的光速為3.00×108m·s－1.能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為()A．1×1014Hz B．8×1014HzC．2×1015Hz D．8×1015Hz答案B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＝eq\f(c,λ)整理得ν0＝eq\f(c,λ)－eq\f(Ek,h)，解得ν0≈8×1014Hz.例3(2019·北京卷·19)光電管是一種利用光照射產(chǎn)生電流的裝置，當(dāng)入射光照在管中金屬板上時(shí)，可能形成光電流．表中給出了6次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果．組次入射光子的能量/eV相對光強(qiáng)光電流大小/mA逸出光電子的最大動能/eV第一組1234.04.04.0弱中強(qiáng)2943600.90.90.9第二組4566.06.06.0弱中強(qiáng)2740552.92.92.9由表中數(shù)據(jù)得出的論斷中不正確的是()A．兩組實(shí)驗(yàn)采用了不同頻率的入射光B．兩組實(shí)驗(yàn)所用的金屬板材質(zhì)不同C．若入射光子的能量為5.0eV，逸出光電子的最大動能為1.9eVD．若入射光子的能量為5.0eV，相對光強(qiáng)越強(qiáng)，光電流越大答案B解析由于光子的能量ε＝hν，又入射光子的能量不同，故入射光子的頻率不同，A項(xiàng)正確；由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得hν＝W0＋Ek，可求出兩組實(shí)驗(yàn)的逸出功均為3.1eV，故兩組實(shí)驗(yàn)所用的金屬板材質(zhì)相同，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由hν＝W0＋Ek，逸出功W0＝3.1eV可知，若入射光子能量為5.0eV，則逸出光電子的最大動能為1.9eV，C項(xiàng)正確；相對光強(qiáng)越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)射出的光子數(shù)越多，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)越多，形成的光電流越大，故D項(xiàng)正確．命題預(yù)測1．(2020·山東青島市高三二模)圖2甲為某實(shí)驗(yàn)小組探究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置，使用a、b、c三束單色光在同一光電管中實(shí)驗(yàn)，得到光電流與對應(yīng)電壓之間的關(guān)系圖像如圖乙所示，下列說法正確的是()圖2A．a(chǎn)光頻率最大，c光頻率最小B．a(chǎn)光與c光為同種色光，但a光的光照強(qiáng)度大C．a(chǎn)光波長小于b光波長D．a(chǎn)光與c光照射同一金屬，逸出光電子的初動能都相等答案B解析根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0和動能定理eUc＝Ek可得eUc＝hν－W0，入射光的頻率越高，對應(yīng)的遏止電壓Uc越大，分析題圖乙可知a、c光的遏止電壓比b光的遏止電壓小，則a、c光的頻率小于b光的頻率，故A錯(cuò)誤；分析題圖乙可知，a光與c光的遏止電壓相等，則a光與c光的頻率相等，所以a光與c光為同種色光，但a光的飽和光電流大，知a光的光照強(qiáng)度大于c光的光照強(qiáng)度，故B正確；由于a光的頻率小于b光的頻率，根據(jù)頻率和波長的關(guān)系c＝λf可知，a光的波長大于b光的波長，故C錯(cuò)誤；a光與c光的頻率相等，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，a光與c光照射同一金屬，a光產(chǎn)生的光電子的最大初動能等于c光產(chǎn)生的光電子的最大初動能，但并不是逸出光電子的初動能都相等，故D錯(cuò)誤．2．(2020·山東濟(jì)寧市兗州區(qū)3月網(wǎng)絡(luò)模擬)用頻率為ν0的單色光照射某金屬表面時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為Ekm，已知普朗克常量為h，光速為c，要使此金屬發(fā)生光電效應(yīng)，所用入射光的波長應(yīng)不大于()A.eq\f(hc,hν0－Ekm) B.eq\f(c,ν0)C.eq\f(hc,hν0＋Ekm) D.eq\f(c,ν0)－eq\f(Ekm,hc)答案A解析用頻率為ν0的光照射某種金屬時(shí)會發(fā)生光電效應(yīng)，且光電子最大初動能為Ekm，根據(jù)光電效應(yīng)方程：Ekm＝hν0－W0而W0＝hνc，則該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率為：νc＝ν0－eq\f(Ekm,h)那么所用入射光的極限波長為：λ0＝eq\f(hc,hν0－Ekm)因此所用入射光的波長應(yīng)不大于eq\f(hc,hν0－Ekm)，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．3．從1907年起，美國物理學(xué)家密立根就開始以精湛的技術(shù)測量光電效應(yīng)中幾個(gè)重要的物理量．他通過如圖3甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測量某金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν，作出圖乙所示的Uc－ν圖像，由此算出普朗克常量h，并與普朗克根據(jù)黑體輻射測出的h相比較，以檢驗(yàn)愛因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性．已知電子的電荷量為e，則下列普朗克常量h的表達(dá)式正確的是()圖3A．h＝eq\f(eUc2－Uc1,ν2－ν1) B．h＝eq\f(Uc2－Uc1,eν2－ν1)C．h＝eq\f(ν2－ν1,eUc2－Uc1) D．h＝eq\f(eν2－ν1,Uc2－Uc1)答案A解析根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0及動能定理eUc＝Ek，得Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，所以圖像的斜率k＝eq\f(Uc2－Uc1,ν2－ν1)＝eq\f(h,e)，則h＝eq\f(e(Uc2－Uc1),ν2－ν1)，故A項(xiàng)正確．高考題型2氫原子光譜原子結(jié)構(gòu)1．玻爾理論的三條假設(shè)軌道量子化核外電子只能在一些分立的軌道上運(yùn)動能量量子化原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)，En＝eq\f(1,n2)E1(n＝1,2,3，…)吸收或輻射能量量子化原子在兩個(gè)能級之間躍遷時(shí)只能吸收或輻射一定頻率的光子，hν＝Em－En(m>n)2.解決氫原子能級躍遷問題的三點(diǎn)技巧(1)原子躍遷時(shí)，所吸收或輻射的光子能量只能等于兩能級的能量差．(2)原子電離時(shí)，所吸收的能量可以大于或等于某一能級能量的絕對值，剩余能量為自由電子的動能．(3)一個(gè)氫原子躍遷發(fā)出的可能光譜線條數(shù)最多為(n－1)，而一群氫原子躍遷發(fā)出的可能光譜線條數(shù)可用N＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(nn－1,2)求解．考題示例例4(2019·全國卷Ⅰ·14)氫原子能級示意圖如圖4所示．光子能量在1.63eV～3.10eV的光為可見光．要使處于基態(tài)(n＝1)的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見光光子，最少應(yīng)給氫原子提供的能量為()圖4A．12.09eVB．10.20eVC．1.89eVD．1.51eV答案A解析因?yàn)榭梢姽夤庾拥哪芰糠秶?.63eV～3.10eV，所以處于基態(tài)的氫原子至少要被激發(fā)到n＝3能級，要給氫原子提供的能量最少為E＝(－1.51＋13.60)eV＝12.09eV，故選項(xiàng)A正確．例5(2020·北京卷·2)氫原子能級示意如圖5.現(xiàn)有大量氫原子處于n＝3能級上，下列說法正確的是()圖5A．這些原子躍遷過程中最多可輻射出2種頻率的光子B．從n＝3能級躍遷到n＝1能級比躍遷到n＝2能級輻射的光子頻率低C．從n＝3能級躍遷到n＝4能級需吸收0.66eV的能量D．n＝3能級的氫原子電離至少需要吸收13.6eV的能量答案C解析這些原子躍遷過程中最多可輻射出Ceq\o\al(2,3)＝3種頻率的光子，故A錯(cuò)誤；從n＝3能級躍遷到n＝1能級比躍遷到n＝2能級輻射的光子能量大，輻射的光子頻率高，故B錯(cuò)誤；從n＝3能級躍遷到n＝4能級需吸收的能量為E＝－0.85eV－(－1.51eV)＝0.66eV，故C正確；n＝3能級的氫原子電離至少需要吸收1.51eV的能量，故D錯(cuò)誤．命題預(yù)測4．(2020·湘贛皖十五校高三第一次聯(lián)考)為了做好疫情防控工作，小區(qū)物業(yè)利用紅外測溫儀對出入人員進(jìn)行體溫檢測．紅外測溫儀的原理是：被測物體輻射的光線只有紅外線可被捕捉，并轉(zhuǎn)變成電信號．圖6為氫原子能級示意圖，已知紅外線單個(gè)光子能量的最大值為1.62eV，要使氫原子輻射出的光子可被紅外測溫儀捕捉，最少應(yīng)給處于n＝2激發(fā)態(tài)的氫原子提供的能量為()圖6A．10.20eV B．2.89eVC．2.55eV D．1.89eV答案C解析若提供的能量為10.20eV，處于n＝2能級的氫原子會發(fā)生電離，不會輻射光子，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；處于n＝2能級的原子不能吸收2.89eV的能量，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；處于n＝2能級的氫原子能吸收2.55eV的能量而躍遷到n＝4的能級，然后向低能級躍遷時(shí)輻射光子，其中從n＝4到n＝3的躍遷輻射出的光子的能量小于1.62eV，可被紅外測溫儀捕捉，選項(xiàng)C正確；處于n＝2能級的氫原子能吸收1.89eV的能量而躍遷到n＝3的能級，從n＝3向低能級躍遷時(shí)輻射光子的能量均大于1.62eV，不能被紅外測溫儀捕捉，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．5.(2020·山東棗莊市高三二模)氫原子的能級圖如圖7所示．用氫原子從n＝4能級躍遷到n＝1能級輻射的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑，下列說法正確的是()圖7A．產(chǎn)生的光電子的最大初動能為6.41eVB．產(chǎn)生的光電子的最大初動能為12.75eVC．氫原子從n＝2能級向n＝1能級躍遷時(shí)輻射的光不能使金屬鉑發(fā)生光電效應(yīng)D．氫原子從n＝6能級向n＝2能級躍遷時(shí)輻射的光也能使金屬鉑發(fā)生光電效應(yīng)答案A解析從n＝4能級躍遷到n＝1能級輻射的光子能量為13.6eV－0.85eV＝12.75eV，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為Ek＝hν－W0＝12.75eV－6.34eV＝6.41eV，故A正確，B錯(cuò)誤；氫原子從n＝2能級向n＝1能級躍遷時(shí)輻射的光子能量為10.2eV，能使金屬鉑發(fā)生光電效應(yīng)，故C錯(cuò)誤；氫原子從n＝6能級向n＝2能級躍遷時(shí)輻射的光子能量小于金屬鉑的逸出功，故不能發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯(cuò)誤．高考題型3核反應(yīng)與核能1．核衰變問題(1)核衰變規(guī)律：m＝m0，N＝N0.(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．2．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)量乘真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2(J)．(2)根據(jù)1u(原子質(zhì)量單位)相當(dāng)于931.5MeV的能量，用核反應(yīng)的質(zhì)量虧損的原子質(zhì)量單位數(shù)乘931.5MeV，即ΔE＝Δm×931.5(MeV)．(3)如果核反應(yīng)時(shí)釋放的核能全部是以動能形式呈現(xiàn)的，則核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動能的增量即為釋放的核能．考題示例例6(多選)(2020·全國卷Ⅲ·19)1934年，約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔，首次產(chǎn)生了人工放射性同位素X，反應(yīng)方程為：eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→X＋eq\o\al(1,0)n.X會衰變成原子核Y，衰變方程為X→Y＋eq\o\al(0,1)e，則()A．X的質(zhì)量數(shù)與Y的質(zhì)量數(shù)相等B．X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)少1C．X的電荷數(shù)比eq\o\al(27,13)Al的電荷數(shù)多2D．X的質(zhì)量數(shù)與eq\o\al(27,13)Al的質(zhì)量數(shù)相等答案AC解析發(fā)生核反應(yīng)前后滿足質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒，則可判斷X的質(zhì)量數(shù)與Y的質(zhì)量數(shù)相等，X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)多1，A正確，B錯(cuò)誤．X的電荷數(shù)比eq\o\al(27,13)Al的電荷數(shù)多2，X的質(zhì)量數(shù)比eq\o\al(27,13)Al的質(zhì)量數(shù)多3，C正確，D錯(cuò)誤．例7(多選)(2019·天津卷·6)如圖8，我國核聚變反應(yīng)研究大科學(xué)裝置“人造太陽”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)于核聚變的說法正確的是()圖8A．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)合能增加答案AD解析與核裂變相比，輕核聚變更為安全、清潔，A正確；自然界中最容易發(fā)生的聚變反應(yīng)是氫的同位素氘與氚的聚變，不是任意兩個(gè)原子核都能發(fā)生核聚變，B錯(cuò)誤；兩個(gè)輕核發(fā)生聚變結(jié)合成質(zhì)量較大的核時(shí)，比結(jié)合能增加，總質(zhì)量較聚變前減少，C錯(cuò)誤，D正確．例8(2020·山東卷·2)氚核eq\o\al(3,1)H發(fā)生β衰變成為氦核eq\o\al(3,2)He.假設(shè)含氚材料中eq\o\al(3,1)H發(fā)生β衰變產(chǎn)生的電子可以全部定向移動，在3.2×104s時(shí)間內(nèi)形成的平均電流為5.0×10－8A．已知電子電荷量為1.6×10－19C，在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)生β衰變的氚核eq\o\al(3,1)H的個(gè)數(shù)為()A．5.0×1014 B．1.0×1016C．2.0×1016 D．1.0×1018答案B解析由題意知，3.2×104s內(nèi)氚核發(fā)生β衰變產(chǎn)生的電子的電荷量為Q＝It＝5.0×10－8×3.2×104C＝1.6×10－3C，對應(yīng)的電子數(shù)n＝eq\f(Q,e)＝eq\f(1.6×10－3,1.6×10－19)＝1.0×1016(個(gè))；由eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(3,2)He可知，一個(gè)eq\o\al(3,1)H核發(fā)生一次β衰變產(chǎn)生一個(gè)電子，故這段時(shí)間內(nèi)發(fā)生β衰變的eq\o\al(3,1)H核的個(gè)數(shù)為1.0×1016，選項(xiàng)B正確．命題預(yù)測6．(2020·北京市平谷區(qū)一模)核反應(yīng)方程eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,

Z)Kr＋3eq\o\al(1,0)n表示中子轟擊eq\o\al(235,92)U原子核可能發(fā)生的一種核反應(yīng)，該核反應(yīng)中質(zhì)量虧損了Δm.關(guān)于這個(gè)核反應(yīng)，下列說法中正確的是()A．該反應(yīng)屬于核聚變B.eq\o\al(89,

Z)Kr中的Z為33C.eq\o\al(144,56)Ba中含有56個(gè)中子D．該核反應(yīng)釋放出的核能為Δmc2答案D解析該反應(yīng)屬于核裂變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由在核反應(yīng)方程中電荷數(shù)守恒，可得Z為36，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；eq\o\al(144,56)Ba中56是電荷數(shù)，表示含有56個(gè)質(zhì)子，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程釋放的核能為Δmc2，選項(xiàng)D正確．7．(2020·湖南3月模擬)原子核的平均結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)之間的關(guān)系圖線如圖9所示．下列說法正確的是()圖9A.eq\o\al(4,2)He核的結(jié)合能約為14MeVB.eq\o\al(89,36)Kr核比eq\o\al(144,56)Ba核更穩(wěn)定C．三個(gè)中子和三個(gè)質(zhì)子結(jié)合成eq\o\al(6,3)Li核時(shí)吸收能量D．在核反應(yīng)eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(89,36)Kr＋eq\o\al(144,56)Ba＋3eq\o\al(1,0)n中，要吸收熱量答案B解析分析題圖可知，eq\o\al(4,2)He核的平均結(jié)合能為7MeV，根據(jù)平均結(jié)合能的定義可知，eq\o\al(4,2)He核的結(jié)合能為7×4MeV＝28MeV，故A錯(cuò)誤；平均結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，分析題圖可知，eq\o\al(89,36)Kr核比eq\o\al(144,56)Ba核的平均結(jié)合能大，故eq\o\al(89,36)Kr核比eq\o\al(144,56)Ba核更穩(wěn)定，故B正確；核子結(jié)合成原子核時(shí)，質(zhì)量虧損，釋放核能，故三個(gè)中子和三個(gè)質(zhì)子結(jié)合成eq\o\al(6,3)Li核時(shí)釋放能量，故C錯(cuò)誤；重核裂變時(shí)，質(zhì)量虧損，釋放能量，故D錯(cuò)誤．8．(2020·福建漳州市測試)2018年3月1日起正式實(shí)施國家環(huán)境保護(hù)新標(biāo)準(zhǔn)，新標(biāo)準(zhǔn)高度重視對進(jìn)口廢棄物放射性污染控制，放射性元素釙eq\o\al(210,84)Po發(fā)生衰變時(shí)，會產(chǎn)生eq\o\al(4,2)He和一種未知粒子X，并放出γ射線，其核反應(yīng)方程為eq\o\al(210,84)Po→eq\o\al(A,82)X＋eq\o\al(4,2)He＋γ，則()A．原子核X的中子數(shù)為206B.eq\o\al(210,84)Po→eq\o\al(A,82)X＋eq\o\al(4,2)He＋γ是核裂變方程C．γ射線的電離作用很強(qiáng)，可用來消除有害靜電D．為了防止放射線的泄漏，可將放射性元素釙eq\o\al(210,84)Po密封于鉛盒中答案D解析根據(jù)核反應(yīng)方程中質(zhì)量數(shù)守恒有A＝210－4＝206，則X的中子數(shù)為206－82＝124，故A錯(cuò)誤；該核反應(yīng)放出α粒子且反應(yīng)物只有一個(gè)，是α衰變，故B錯(cuò)誤；γ射線的穿透本領(lǐng)很強(qiáng)，α射線的電離作用很強(qiáng)，故C錯(cuò)誤；為了防止放射線的泄漏，可將放射性元素釙eq\o\al(210,84)Po密封于鉛盒中以避免射線對人體的傷害和放射性物質(zhì)對環(huán)境造成放射性污染，故D正確．專題強(qiáng)化練[保分基礎(chǔ)練]1．(多選)(2020·全國卷Ⅰ·19)下列核反應(yīng)方程中，X1、X2、X3、X4代表α粒子的有()A.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(1,0)n＋X1B.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(1,0)n＋X2C.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3X3D.eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(6,3)Li→eq\o\al(3,1)H＋X4答案BD解析eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(3,2)He，A錯(cuò)．eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(4,2)He，B對．eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n，C錯(cuò)．eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(6,3)Li→eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(4,2)He，D對．2．(2020·黑龍江哈爾濱師大附中三校第二次聯(lián)考)隨著科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步，人們對原子及原子核的認(rèn)識越來越深刻，下列有關(guān)原子及原子核的說法正確的是()A．α粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)B．天然放射性元素在升高溫度后它的半衰期會縮短C．放射性同位素發(fā)出的γ射線能進(jìn)行金屬探傷D．居里夫人通過α粒子轟擊鋁原子核，首次發(fā)現(xiàn)了中子答案C解析盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子具有核式結(jié)構(gòu)，天然放射現(xiàn)象揭示了原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，故A錯(cuò)誤；半衰期的大小與溫度無關(guān)，改變天然放射性元素的溫度，不會改變元素的半衰期，故B錯(cuò)誤；放射性同位素發(fā)出的γ射線能進(jìn)行金屬探傷，故C正確；查德威克在α粒子轟擊鈹核實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了中子，故D錯(cuò)誤．3．(2019·全國卷Ⅱ·15)太陽內(nèi)部核反應(yīng)的主要模式之一是質(zhì)子－質(zhì)子循環(huán)，循環(huán)的結(jié)果可表示為4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(0,1)e＋2ν，已知eq\o\al(1,1)H和eq\o\al(4,2)He的質(zhì)量分別為mp＝1.0078u和mα＝4.0026u,1u＝931MeV/c2，c為光速．在4個(gè)eq\o\al(1,1)H轉(zhuǎn)變成1個(gè)eq\o\al(4,2)He的過程中，釋放的能量約為()A．8MeVB．16MeVC．26MeVD．52MeV答案C解析核反應(yīng)質(zhì)量虧損Δm＝4×1.0078u－4.0026u＝0.0286u，釋放的能量ΔE＝0.0286×931MeV≈26.6MeV，選項(xiàng)C正確．4．(2020·山東濰坊市二模)如圖1所示，分別用頻率為ν、2ν的光照射某光電管，對應(yīng)的遏止電壓之比為1∶3，普朗克常量用h表示，則()圖1A．用頻率為eq\f(1,3)ν的光照射該光電管時(shí)有光電子逸出B．該光電管的逸出功為eq\f(1,2)hνC．用頻率為2ν的光照射時(shí)逸出光電子的初動能一定大D．加正向電壓時(shí)，用頻率為2ν的光照射時(shí)飽和光電流一定大答案B解析由題意知，eUc＝hν－W0,3eUc＝2hν－W0聯(lián)立解得W0＝eq\f(1,2)hν，頻率為eq\f(1,3)ν的光，光子能量ε＝eq\f(1,3)hν<W0，所以用頻率為eq\f(1,3)ν的光照射該光電管時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)，無光電子逸出，A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確；用頻率為2ν的光照射時(shí)，光電子的最大初動能比用頻率為ν的光照射時(shí)大，但并不是每個(gè)光電子的初動能都大，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；飽和光電流與光的強(qiáng)度有關(guān)，因?yàn)椴恢獾膹?qiáng)度關(guān)系，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤．5.(2020·廣東廣州市一模)某次光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，得到光電子最大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系如圖2所示．普朗克常量、金屬材料的逸出功分別為()圖2A.eq\f(b,a)，b B.eq\f(b,a)，eq\f(1,b)C.eq\f(a,b)，b D.eq\f(a,b)，eq\f(1,b)答案A解析根據(jù)Ek＝hν－W0得縱軸截距的絕對值等于該金屬的逸出功，即W0＝b，圖線的斜率k＝eq\f(b,a)＝h，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．6．(2020·河北唐山市高三第一次模擬)花崗巖、大理石等裝修材料中都不同程度地含有放射性元素，下列有關(guān)放射性的說法正確的是()A.eq\o\al(238,92)U衰變成eq\o\al(206,82)Pb要經(jīng)過8次β衰變和6次α衰變B．氡的半衰期為3.8天，4個(gè)氡原子核經(jīng)過7.6天后只剩下1個(gè)氡原子核C．α射線與γ射線都是電磁波，α射線穿透本領(lǐng)遠(yuǎn)比γ射線弱D．放射性元素發(fā)生β衰變時(shí)所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的答案D解析設(shè)eq\o\al(238,92)U衰變成eq\o\al(206,82)Pb的過程中，要經(jīng)過x次α衰變和y次β衰變，衰變方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(206,82)Pb＋xeq\o\al(4,2)He＋yeq\o\al(0,－1)e，根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒有238＝206＋4x,92＝82＋2x－y，解得x＝8，y＝6，即要經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變，故A錯(cuò)誤；半衰期是對大量原子核的衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對于少量原子核是不成立的，故B錯(cuò)誤；α射線是氦核流，γ射線的實(shí)質(zhì)是電磁波，γ射線的穿透本領(lǐng)比較強(qiáng)，故C錯(cuò)誤；β衰變時(shí)，原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，電子被釋放出來，故D正確．7．(多選)(2020·北京市延慶區(qū)3月模擬)下面列出的是一些核反應(yīng)方程，針對核反應(yīng)方程下列說法正確的是()①eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋X②eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋Y③eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(10,5)B＋K④eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(90,38)Sr＋eq\o\al(136,54)Xe＋10MA．核反應(yīng)方程①是重核裂變，X是α粒子B．核反應(yīng)方程②是輕核聚變，Y是中子C．核反應(yīng)方程③是太陽內(nèi)部發(fā)生的核聚變的一種，K是中子D．核反應(yīng)方程④是衰變方程，M是中子答案BC解析①不是重核裂變方程，是典型的衰變方程，故A錯(cuò)誤；②是輕核聚變方程，eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n，所以Y是中子，故B正確；太陽內(nèi)部發(fā)生的核聚變主要是輕核的聚變，eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(10,5)B＋eq\o\al(1,0)n，K是中子，故C正確；④不是衰變方程，是核裂變方程，故D錯(cuò)誤．8.(2020·河北石家莊市高三下學(xué)期教學(xué)質(zhì)量檢測)氫原子的能級圖如圖3所示，下列說法正確的是()圖3A．氫原子從高能級向低能級躍遷時(shí)吸收光子B．處于n＝2能級的氫原子可以吸收能量為2eV的光子C．一個(gè)氫原子從n＝4能級向基態(tài)躍遷時(shí)，可發(fā)出6種不同頻率的光子D．處于n＝1能級的氫原子可以吸收能量為14eV的光子答案D解析氫原子從高能級向低能級躍遷時(shí)放出光子，A選項(xiàng)錯(cuò)誤．氫原子在向高能級躍遷時(shí)只吸收能級差值的能量，B選項(xiàng)錯(cuò)誤．一個(gè)氫原子從n＝4能級向基態(tài)躍遷時(shí)，最多可發(fā)出3種不同頻率的光子，大量氫原子從n＝4能級向基態(tài)躍遷可發(fā)出6種不同頻率光子，C選項(xiàng)錯(cuò)誤．處于n＝1能級的氫原子，可以吸收14eV的光子而發(fā)生電離，D選項(xiàng)正確．9．(2020·安徽淮北市一模)圖4甲為研究光電效應(yīng)的電路圖，當(dāng)用頻率為ν的光照射金屬陰極K時(shí)，通過調(diào)節(jié)光電管兩端電壓U，測量對應(yīng)的光電流I，繪制了如圖乙所示的I－U圖像．已知電子所帶電荷量為e，圖像中遏止電壓Uc、飽和光電流Im及入射光的頻率ν、普朗克常量h均為已知量．下列說法正確的是()圖4A．光電子的最大初動能為hν－eUcB．陰極金屬的逸出功為eUcC．若增大原入射光的強(qiáng)度，則Uc和Im均會變化D．陰極金屬的截止頻率為eq\f(hν－eUc,h)答案D解析光電子的最大初動能為Ek＝eUc，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0＝eUc，則陰極金屬的逸出功為W0＝hν－eUc，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若增大原入射光的強(qiáng)度，則最大初動能不變，遏止電壓Uc不變，但是飽和光電流Im會變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)W0＝hνc＝hν－eUc可得，陰極金屬的截止頻率為νc＝eq\f(hν－eUc,h)，選項(xiàng)D正確．[爭分提能練]10．(多選)(2020·山東濱州市高三三模)如圖5所示為研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，接線柱O固定在滑動變阻器電阻絲ab的中點(diǎn)，初始時(shí)，滑動觸頭P位于滑動變阻器的中點(diǎn)位置．現(xiàn)用一束單色光照射光電管陰極，電流表有示數(shù)．下列說法正確的是()圖5A．滑動觸頭P向b端移動，電流表示數(shù)可能先變大后不變B．滑動觸頭P向a端移動，電流表示數(shù)不變C．若滑動觸頭P不動，僅增大入射光的強(qiáng)度，電流表的示數(shù)變大D．若滑動觸頭P不動，僅增大入射光的強(qiáng)度，電流表的示數(shù)不變答案AC解析滑動觸頭P向b端移動時(shí)，光電管所加電壓為正向電壓且逐漸變大，則光電流逐漸變大，當(dāng)達(dá)到飽和光電流時(shí)保持不變，則電流表示數(shù)可能先變大后不變，選項(xiàng)A正確；滑動觸頭P向a端移動，光電管所加的是反向電壓且逐漸變大，則光電流逐漸減小，即電流表示數(shù)逐漸減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若滑動觸頭P不動，僅增大入射光的強(qiáng)度，則單位時(shí)間逸出的光電子數(shù)增加，則光電流變大，即電流表的示數(shù)變大，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．11．(2020·全國卷Ⅱ·18)氘核eq\o\al(2,1)H可通過一系列聚變反應(yīng)釋放能量，其總效果可用反應(yīng)式6eq\o\al(2,1)H→2eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)n＋43.15MeV表示．海水中富含氘，已知1kg海水中含有的氘核約為1.0×1022個(gè)，若全都發(fā)生聚變反應(yīng)，其釋放的能量與質(zhì)量為M的標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒時(shí)釋放的熱量相等；已知1kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒釋放的熱量約為2.9×107J,1MeV＝1.6×10－13J，則M約為()A．40kg B．100kgC．400kg D．1000kg答案C解析根據(jù)核反應(yīng)方程式，6個(gè)氘核聚變反應(yīng)可釋放出43.15MeV的能量，1kg海水中的氘核反應(yīng)釋放的能量為E＝eq\f(1.0×1022,6)×43.15MeV≈7.19×1022MeV≈1.15×1010J，則相當(dāng)于燃燒的標(biāo)準(zhǔn)煤的質(zhì)量為M＝eq\f(1.15×1010,2.9×107)kg≈400kg.12.輻射出的光照射下列三種金屬，電子電荷量e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6.30×10－34J·s.下列判斷正確的是()圖6金屬鎢鈣鉀極限頻率×(1014Hz)10.957.735.44A.僅鉀能產(chǎn)生光電子 B．鉀、鈣能產(chǎn)生光電子C．都能產(chǎn)生光電子 D．都不能產(chǎn)生光