2024屆高考物理一輪復(fù)習(xí)熱點(diǎn)題型歸類訓(xùn)練專題32近代物理初步(原卷版+解析)

專題32近代物理初步目錄TOC\o"1-3"\h\u題型一光電效應(yīng)波粒二象性 1類型1光電效應(yīng)規(guī)律的理解和應(yīng)用 1類型2光電效應(yīng)圖像的理解 5類型3光的波粒二象性和物質(zhì)波 20題型二原子結(jié)構(gòu)模型 25類型1原子的核式結(jié)構(gòu)模型 25類型2玻爾理論能級(jí)躍遷 27題型三原子核模型 37類型1原子核的衰變及半衰期 37類型2核反應(yīng)及核反應(yīng)類型 46類型3質(zhì)量虧損及核能的計(jì)算 50題型一光電效應(yīng)波粒二象性類型1光電效應(yīng)規(guī)律的理解和應(yīng)用1．“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(jiàn)光，也包括不可見(jiàn)光。(3)逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無(wú)關(guān)。(4)光電子不是光子，而是電子。2．“兩條”關(guān)系(1)光的強(qiáng)度大→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→產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能大→遏止電壓大。3．“三個(gè)”關(guān)系式(1)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0，其中Ek＝eq\f(1,2)meveq\o\al(2,c)(2)最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：eq\f(1,2)meveq\o\al(2,c)＝eUc。(3)逸出功與極限頻率的關(guān)系：W0＝hνc?！纠?】（2023·天津紅橋·高三統(tǒng)考期中）光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：對(duì)于某種金屬（）A．無(wú)論光強(qiáng)多強(qiáng)，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)B．超過(guò)極限頻率的入射光照射，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比。C．無(wú)論照射時(shí)間多長(zhǎng)，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)D．超過(guò)極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的初動(dòng)能就越大【例2】．（2023·山東·模擬預(yù)測(cè)）某校實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的電路研究“光電效應(yīng)”現(xiàn)象，現(xiàn)用頻率為的紅光照射光電管，有光電子從K極逸出。下列說(shuō)法正確的是（）

A．使用藍(lán)光照射比紅光照射需要克服的逸出功更大B．僅增大入射光的強(qiáng)度，從K極逃逸出的電子的最大初動(dòng)能可能增大C．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片從左向右滑動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)可能一直增大D．將電源正負(fù)極反接后當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片從左向右滑動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)可能一直減小【例3】（2023·河北·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）如圖所示是探究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，陰極K由金屬鉀制成，金屬鉀的截止頻率為，不同色光的光子能量如表所示。已知普朗克常量為，電子的電荷量為。以下說(shuō)法正確的是（

）

色光紅橙黃綠藍(lán)靛紫光子能量范圍A．用紅光照射陰極K時(shí)，只要時(shí)間足夠長(zhǎng)，則就能發(fā)生光電效應(yīng)B．用紅光照射陰極K時(shí)，只要照射強(qiáng)度足夠大，則就能發(fā)生光電效應(yīng)C．用紫光照射陰極K時(shí)，若直流電源的左側(cè)為電源的正極，則增大K、A間的電壓時(shí)，電流表的示數(shù)先增大，后減小D．用紫光照射陰極K時(shí)，若直流電源的左側(cè)為電源的正極，則增大K、A間的電壓時(shí)，電流表的示數(shù)可以減小到0類型2光電效應(yīng)圖像的理解圖像名稱圖線形狀由圖線直接(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)νc②逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對(duì)值W0＝|－E|＝E③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)系圖線①遏止電壓Uc：圖線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)②飽和光電流Im：光電流的最大值③最大初動(dòng)能：Ek＝eUc顏色不同時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系圖線①遏止電壓Uc1、Uc2②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)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(注：此時(shí)兩極之間接反向電壓)【例1】（2023春·寧夏銀川·高三?？计谥校┨骄抗怆娦?yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖甲所示，在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得截止電壓與人射光頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示，已知電子的電荷量為e，下列說(shuō)法正確的是（）A．光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率成正比B．電源的左端為正極C．該金屬的極限頻率為ν2D．普朗克常量為【例2】．（2023·河北張家口·統(tǒng)考一模）如圖所示為光照射到鈉金屬板上時(shí)，遏止電壓U與入射光頻率v的函數(shù)關(guān)系圖線，已知元電荷。昔朗克常量，由圖中信息可知（）A．遏止電壓與入射光的頻率成正比B．圖像的斜率為C．鈉的逸出功約為2.3eVD．用8×1014Hz的光照射鈉金屬板時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能約為J【例3】．（2023春·河北唐山·高三遵化市第一中學(xué)校考階段練習(xí)）關(guān)于近代物理學(xué)，下列圖像在描述現(xiàn)象中，解釋正確的是（）A．如圖甲所示，由黑體的輻射強(qiáng)度與輻射光波長(zhǎng)的關(guān)系可知，隨溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較長(zhǎng)方向移動(dòng)B．如圖乙所示，發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光越強(qiáng)，光電子的最大初動(dòng)能也就越大C．如圖丙所示，金屬的遏制電壓與入射光的頻率的圖像中，該直線的斜率為，橫截距為D．同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線甲光、乙光、丙光，如圖丁所示。則可判斷甲、乙、丙光的頻率關(guān)系為【例3】．（2022春·山東濟(jì)南·高三統(tǒng)考期末）照射到金屬表面的光可能使金屬中的電子逸出，可以用甲圖的電路研究電子逸出的情況。陰極K在受到光照時(shí)能夠逸出電子，陽(yáng)極A吸收陰極K逸出的電子，在電路中形成光電流。在光照條件不變的情況下改變光電管兩端的電壓得到乙圖。斷開開關(guān)換用不同頻率的單色光照射陰極K得到電子最大初動(dòng)能與入射光波長(zhǎng)倒數(shù)的關(guān)系圖像。如丙圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．由丙圖可知普朗克常量B．丙圖中的是產(chǎn)生光電效應(yīng)的最小波長(zhǎng)C．乙圖中遏止電壓的存在意味著光電子具有一定的初動(dòng)能，且有最大值D．乙圖中電壓由0到，光電流越來(lái)越大，說(shuō)明單位時(shí)間內(nèi)逸出光電子的個(gè)數(shù)越來(lái)越多【例4】（2023·湖南·模擬預(yù)測(cè)）某實(shí)驗(yàn)小組研究光電效應(yīng)規(guī)律時(shí)，用不同頻率的光照射同一光電管并記錄數(shù)據(jù)，得到遏止電壓與頻率的關(guān)系圖線如圖甲所示，當(dāng)采用綠色強(qiáng)光、綠色弱光、紫色弱光三種光照射同一光電管時(shí)，得到的光電流與電壓的關(guān)系如圖乙所示。已知電子的電荷量為，結(jié)合圖中數(shù)據(jù)可知（）

A．普朗克常量 B．光電管的極材料的逸出功為C．光為紫色弱光 D．光為綠色強(qiáng)光【例5】．（2023春·全國(guó)·高三期末）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圖線。下列說(shuō)法正確的是（）A．a(chǎn)光的頻率大于c光的頻率B．b光的波長(zhǎng)大于c光的波長(zhǎng)C．當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為零D．若光照強(qiáng)度相同，A、K間的正向電壓一定，b光照射時(shí)飽和電流最小【例6】（2023·山東·模擬預(yù)測(cè)）用不同波長(zhǎng)的光照射光電管陰極探究光電效應(yīng)的規(guī)律時(shí)，根據(jù)光電管的遏止電壓與對(duì)應(yīng)入射光的波長(zhǎng)作出的圖像如圖所示。已知光電子的電荷量大小為e，光速為c，下列說(shuō)法正確的是（）A．該光電管陰極材料的逸出功大小為B．當(dāng)用波長(zhǎng)的光照射光電管陰極時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為C．當(dāng)用波長(zhǎng)的光照射光電管的陰極時(shí)，不發(fā)生光電效應(yīng)D．當(dāng)用波長(zhǎng)的光照射光電管的陰極時(shí)，光電了的最大初動(dòng)能與成正比【例7】．（2023春·內(nèi)蒙古赤峰·高三赤峰二中?？茧A段練習(xí)）如圖甲所示為某實(shí)驗(yàn)小組成員研究某金屬發(fā)生光電效應(yīng)的遏止電壓隨照射光頻率變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)原理圖，圖乙為實(shí)驗(yàn)得到的遏止電壓隨照射光頻率變化的關(guān)系圖像，電子的電荷量，則下列說(shuō)法正確的是（）A．由圖乙可知，該金屬的極限頻率為B．圖甲中入射光的頻率為時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端，電流計(jì)G的示數(shù)不為零C．圖甲中入射光的頻率為逸出的光電子的最大初動(dòng)能為D．由圖乙可得，其斜率為普朗克常量【例8】．（2023·全國(guó)·高三專題練習(xí)）利用如圖甲所示電路研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率變化的關(guān)系如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．為測(cè)量電子的最大初動(dòng)能，電源左側(cè)應(yīng)是正極B．若增大入射光的強(qiáng)度或增大電源電壓，則光電子的最大初動(dòng)能增大C．當(dāng)入射光的頻率為時(shí)，逸出光電子的最大初動(dòng)能為D．當(dāng)入射光的頻率為時(shí)，逸出光電子的最大初動(dòng)能為【例9】．（2022春·廣東湛江·高三統(tǒng)考期末）放電影是利用光電管制成的光控繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)聲音的重放，而光電管就是利用光電效應(yīng)的原理制成的光電元件。利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究光電效應(yīng)規(guī)律，圖乙是該光電管發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率的關(guān)系圖像，則（）A．普朗克常量為B．該金屬的逸出功為C．保持照射光強(qiáng)度不變，僅提高照射光頻率，電流表A的示數(shù)保持不變D．僅增加照射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能將增大類型3光的波粒二象性和物質(zhì)波1．從數(shù)量上看個(gè)別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性，大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動(dòng)性。2．從頻率上看頻率越低波動(dòng)性越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象；頻率越高粒子性越顯著，貫穿本領(lǐng)越強(qiáng)，越不容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象。3．從傳播與作用上看光在傳播過(guò)程中往往表現(xiàn)出波動(dòng)性，在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)往往表現(xiàn)出粒子性。4．波動(dòng)性與粒子性的統(tǒng)一由光子的能量ε＝hν、光子的動(dòng)量表達(dá)式p＝eq\f(h,λ)可以看出，光的波動(dòng)性和粒子性并不矛盾，表示粒子性的能量和動(dòng)量的計(jì)算式中都含有表示波的特征的物理量——頻率ν和波長(zhǎng)λ。【例1】（2023春·廣東廣州·高三華南師大附中?？茧A段練習(xí)）英國(guó)物理學(xué)家G·P·湯姆孫曾在實(shí)驗(yàn)中讓靜止的電子束通過(guò)電場(chǎng)加速后，通過(guò)多晶薄膜得到了如圖所示衍射圖樣，則（）A．該圖樣說(shuō)明了電子具有粒子性B．電子的位置和動(dòng)量可以同時(shí)被確定C．加速電壓越大，電子的德布羅意波長(zhǎng)越長(zhǎng)D．讓靜止的電子束和質(zhì)子束通過(guò)相同的加速電場(chǎng)，電子的德布羅意波長(zhǎng)更長(zhǎng)【例2】．（2023春·江蘇蘇州·高三?？茧A段練習(xí)）利用金屬晶格（大小約）作為障礙物觀察電子的衍射圖樣，方法是讓電子通過(guò)電場(chǎng)加速后，讓電子束照射到金屬品格上，從而得到電子的衍射圖樣，已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，初速度為0，加速電壓為U，普朗克常量為h，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了電子具有粒子性B．實(shí)驗(yàn)中電子束的德布羅意波波長(zhǎng)為C．若用相同動(dòng)能的質(zhì)子替代電子，衍射現(xiàn)象將更加明顯D．加速電壓U越小，電子的衍射現(xiàn)象越明顯【例3】．（2023春·寧夏中衛(wèi)·高三中衛(wèi)中學(xué)校考階段練習(xí)）某電磁波的頻率為、波長(zhǎng)為λ、傳播速度為c，則這種電磁波光子的能量E和動(dòng)量p，普克常量為h，則下面關(guān)系正確的是（）A．，p=hc B．，C．，p=hc D．，【例4】．（2023·江蘇·統(tǒng)考二模）2021年5月17日，由中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所牽頭的中國(guó)高海拔宇宙線觀測(cè)站（LHAASO拉索）國(guó)際合作組在北京宣布，在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量超高能宇宙加速器，并記錄到1.4拍電子伏的伽馬光子（1拍），這是人類觀測(cè)到的最高能量光子，則該光子動(dòng)量約為（

）A． B．C． D．【例5】．（2023春·遼寧撫順·高三校聯(lián)考期中）德布羅意認(rèn)為實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，他給出了德布羅意波長(zhǎng)的表達(dá)式。現(xiàn)用同樣的直流電壓加速原來(lái)靜止的一價(jià)氫離子和二價(jià)鈣離子，已知?dú)潆x子與鈣離子的質(zhì)量比為1:40，加速后的氫離子和鈣離子的德布羅意波的波長(zhǎng)之比為（）A． B． C． D．題型二原子結(jié)構(gòu)模型類型1原子的核式結(jié)構(gòu)模型1．電子的發(fā)現(xiàn)：英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子．2．α粒子散射實(shí)驗(yàn)：1909年，英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福和他的助手進(jìn)行了用α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后基本上仍沿原來(lái)方向前進(jìn)，但有少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90°，也就是說(shuō)它們幾乎被“撞”了回來(lái)．3．原子的核式結(jié)構(gòu)模型：在原子中心有一個(gè)很小的核，原子全部的正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)．【例1】（2023·黑龍江哈爾濱·哈師大附中校考三模）在粒子散射實(shí)驗(yàn)中，下列圖景正確的是（）A．

B．

C．

D．

【例2】．（2023·全國(guó)·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）如圖所示是α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖。從α粒子源發(fā)射的α粒子射向金箔，利用觀測(cè)裝置觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后，基本上仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，但有少數(shù)α粒子（約占八千分之一）發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于。下列說(shuō)法正確的是（）

A．α粒子束是快速運(yùn)動(dòng)的質(zhì)子流B．實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明原子中的正電荷彌漫性地均勻分布在原子內(nèi)C．α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)是金箔中的電子對(duì)α粒子的作用引起的D．α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的內(nèi)部需要抽成真空【例3】．（2023·山東日照·統(tǒng)考三模）能夠揭示原子的核式結(jié)構(gòu)模型的是（）A．粒子散射實(shí)驗(yàn) B．倫琴射線的發(fā)現(xiàn)C．對(duì)陰極射線的研究 D．天然發(fā)射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)【例4】．（2023·上海浦東新·統(tǒng)考二模）關(guān)于盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型，下列說(shuō)法正確的是（）A．在原子中心有一很小的帶負(fù)電的核 B．原子的全部質(zhì)量都集中在原子核里C．電子在核外不停地繞核運(yùn)動(dòng) D．電子繞核運(yùn)動(dòng)的向心力由核力提供類型2玻爾理論能級(jí)躍遷1．玻爾理論(1)定態(tài)假設(shè)：電子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中電子繞核的運(yùn)動(dòng)是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運(yùn)動(dòng)，但并不產(chǎn)生電磁輻射．(2)躍遷假設(shè)：電子從能量較高的定態(tài)軌道(其能量記為En)躍遷到能量較低的定態(tài)軌道(能量記為Em，m<n)時(shí)，會(huì)放出能量為hν的光子，這個(gè)光子的能量由前后兩個(gè)能級(jí)的能量差決定，即hν＝En－Em.(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s)(3)軌道量子化假設(shè)：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)．原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的．2．氫原子的能量和能級(jí)躍遷(1)能級(jí)和半徑公式：①能級(jí)公式：En＝eq\f(1,n2)E1(n＝1,2,3，…)，其中E1為基態(tài)能量，其數(shù)值為E1＝－13.6eV.②半徑公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1為基態(tài)軌道半徑，其數(shù)值為r1＝0.53×10－10m.(2)氫原子的能級(jí)圖，如圖所示3．兩類能級(jí)躍遷(1)自發(fā)躍遷：高能級(jí)→低能級(jí)，釋放能量，發(fā)射光子．光子的頻率ν＝eq\f(ΔE,h)＝eq\f(E高－E低,h).(2)受激躍遷：低能級(jí)→高能級(jí)，吸收能量．吸收光子的能量必須恰好等于能級(jí)差hν＝ΔE.4．光譜線條數(shù)的確定方法(1)一個(gè)氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為n－1.(2)一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)N＝Ceq\o\ar(2,n)＝eq\f(nn－1,2).5．電離(1)電離態(tài)：n＝∞，E＝0.(2)電離能：指原子從基態(tài)或某一激發(fā)態(tài)躍遷到電離態(tài)所需要吸收的最小能量．例如：氫原子從基態(tài)→電離態(tài)：E吸＝0－(－13.6eV)＝13.6eV(3)若吸收能量足夠大，克服電離能后，獲得自由的電子還具有動(dòng)能．【例1】(多選)(2022·福建泉州市質(zhì)監(jiān))根據(jù)玻爾的原子理論，下列說(shuō)法正確的是()A．氫原子的核外電子在能級(jí)越高的軌道，電子的動(dòng)能越大B．氫原子的核外電子在能級(jí)越高的軌道，原子的能量越高C．一群氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，向低能級(jí)躍遷時(shí)最多可輻射出6種頻率的光D．能級(jí)為E1的氫原子，吸收能量為E的光子后被電離，則電離時(shí)電子的動(dòng)能為E－E1【例2】（2023·山西陽(yáng)泉·統(tǒng)考三模）氫原子的能級(jí)圖如圖所示，欲使處于能級(jí)的大量的氫原子向低能級(jí)躍遷，發(fā)出頻率不同的大量的光子，然后用這些光子照射下表中的幾種金屬，則能發(fā)生光電效應(yīng)的金屬有幾種（

）

金屬銫鈣鎂鈦逸出功1.902.703.704.14A．1種 B．2種 C．3種 D．4種【例3】．（2023·安徽·模擬預(yù)測(cè)）已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為，激發(fā)態(tài)的能量，其中。用氫原子從能級(jí)躍遷到基態(tài)輻射的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動(dòng)能為。則鋅的逸出功為（）A． B． C． D．【例4】．（2023·海南省直轄縣級(jí)單位·嘉積中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè)）如圖所示為氫原子能級(jí)的示意圖，根據(jù)玻爾理論，下列說(shuō)法正確的是（）

A．處于基態(tài)的氫原子，吸收能量后不能發(fā)生電離B．處于能級(jí)的大量氫原子，向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是4到1能級(jí)C．一個(gè)氫原子從能級(jí)躍遷放出的光子可能使逸出功為金屬發(fā)生光電效應(yīng)D．用動(dòng)能為的電子射向一群處于基態(tài)的氫原子，原子不能躍遷到的能級(jí)【例5】．（2023·江蘇·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）玻爾原子理論描述的氫原子的電子軌道示意圖如圖所示，E1、E2、E3分別表示電子處于軌道1、2、3時(shí)原子具有的能量，Ek1、Ek2、Ek3分別表示電子處于軌道1、2、3時(shí)具有的動(dòng)能，則（）

A．E1>E2>E3 B．Ek3>Ek2>Ek1C． D．【例6】．（2023·山東濰坊·統(tǒng)考三模）根據(jù)玻爾的氫原子結(jié)構(gòu)模型，氫原子處于基態(tài)時(shí)的能量值為，處于能級(jí)時(shí)的能量值為，。氫原子由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)產(chǎn)生各種譜線系，其中由高能級(jí)向能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的光譜線屬于巴爾末線系，普朗克常量為，真空中的光速為，則巴爾末系中光譜線的最大波長(zhǎng)為（）A． B． C． D．【例7】．（2023·遼寧葫蘆島·統(tǒng)考二模）氫原子能級(jí)圖如圖，，，假設(shè)氫原子從n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)和n=2能級(jí)發(fā)出的光的波長(zhǎng)和頻率分別為λ1、λ2和ν1、ν2，氫原子從n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)發(fā)出的光的波長(zhǎng)和頻率分別為λ3和ν3，下列關(guān)系正確的是（）

A． B．C． D．【例8】(多選)如圖所示，能級(jí)間的躍遷產(chǎn)生不連續(xù)的譜線，從不同能級(jí)躍遷到某一特定能級(jí)就形成一個(gè)線系，比如：巴耳末系就是氫原子從n＝3,4,5…能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)輻射出的光譜，其波長(zhǎng)λ遵循以下規(guī)律：eq\f(1,λ)＝R(eq\f(1,22)－eq\f(1,n2))，下列說(shuō)法正確的是()A．公式中n只能取整數(shù)值，故氫光譜是線狀譜B．氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)，該氫原子放出光子，其核外電子的動(dòng)能增大C．氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)輻射出的光子，在巴耳末系中波長(zhǎng)最短D．用能量為14.0eV的光子去照射一群處于基態(tài)的氫原子，受照射后，氫原子能躍遷到n＝4的能級(jí)【例9】(多選)(2022·山西高三二模)如圖為某原子的能級(jí)及核外電子在兩能級(jí)間躍遷時(shí)輻射光子波長(zhǎng)的示意圖，設(shè)原子處于n＝1、2、3、4的能級(jí)時(shí)，對(duì)應(yīng)原子的能量為E1、E2、E3、E4，則下列說(shuō)法正確的是()A．該原子吸收波長(zhǎng)為97nm的光子后，可能從E2躍遷到E4B．E3－E2＝eq\f(1,2)(E2－E1)C．用動(dòng)能等于122nm光子能量的電子撞擊原子，原子可能從E2躍遷到E3D．原子從n＝3躍遷到n＝1時(shí)，釋放光子的波長(zhǎng)為eq\f(122×656,122＋656)nm題型三原子核模型類型1原子核的衰變及半衰期1．原子核的組成：原子核是由質(zhì)子和中子組成的，原子核的電荷數(shù)等于核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)．2．天然放射現(xiàn)象放射性元素自發(fā)地發(fā)出射線的現(xiàn)象，首先由貝克勒爾發(fā)現(xiàn)．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)．3．三種射線的比較名稱構(gòu)成符號(hào)電荷量質(zhì)量電離能力貫穿本領(lǐng)α射線氦核eq\o\ar(4,2)He＋2e4u最強(qiáng)最弱β射線電子eq\o\ar(0,－1)e－eeq\f(1,1837)u較強(qiáng)較強(qiáng)γ射線光子γ00最弱最強(qiáng)4.原子核的衰變(1)衰變：原子核自發(fā)地放出α粒子或β粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變．(2)α衰變、β衰變衰變類型α衰變?chǔ)滤プ兯プ兎匠蘣q\o\ar(M,Z)X→eq\o\ar(M－4,Z－2)Y＋eq\o\ar(4,2)Heeq\o\ar(M,Z)X→eq\o\ar(M,Z＋1)Y＋eq\o\ar(0,－1)e衰變實(shí)質(zhì)2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)整體射出中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子2eq\o\ar(1,1)H＋2eq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(4,2)Heeq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(1,1)H＋eq\o\ar(0,－1)e衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒(3)γ射線：γ射線經(jīng)常是伴隨著α衰變或β衰變同時(shí)產(chǎn)生的．5．半衰期(1)公式：N余＝N原，m余＝m原.(2)影響因素：放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部自身的因素決定的，跟原子所處的外部條件(如溫度、壓強(qiáng))或化學(xué)狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無(wú)關(guān)(選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”)．6．放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù)(1)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素兩類，放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同．(2)應(yīng)用：消除靜電、工業(yè)探傷、做示蹤原子等．(3)防護(hù)：防止放射性對(duì)人體組織的傷害．【例1】(2022·全國(guó)甲卷)兩種放射性元素的半衰期分別為和，在時(shí)刻這兩種元素的原子核總數(shù)為N，在時(shí)刻，尚未衰變的原子核總數(shù)為，則在時(shí)刻，尚未衰變的原子核總數(shù)為（）A. B. C. D.【例2】(2021·全國(guó)乙卷·17)醫(yī)學(xué)治療中常用放射性核素113In產(chǎn)生γ射線，而113In是由半衰期相對(duì)較長(zhǎng)的113Sn衰變產(chǎn)生的．對(duì)于質(zhì)量為m0的113Sn，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后剩余的113Sn質(zhì)量為m，其eq\f(m,m0)－t圖線如圖所示．從圖中可以得到13Sn的半衰期為()A．67.3d B．101.0dC．115.1d D．124.9d【例3】(2021·全國(guó)甲卷·17)如圖，一個(gè)原子核X經(jīng)圖中所示的一系列α、β衰變后，生成穩(wěn)定的原子核Y，在此過(guò)程中放射出電子的總個(gè)數(shù)為()A.6B.8C.10D.14【例4】（2023·江蘇常州·江蘇省前黃高級(jí)中學(xué)?？寄M預(yù)測(cè)）在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)靜止的放射性原子核（）發(fā)生了一次β衰變，放射出的電子在與磁場(chǎng)垂直的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，生成的新核用Y表示。則電子和新核Y在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡正確的是（）A． B．C． D．【例5】．（2023·貴州畢節(jié)·統(tǒng)考三模）如圖，一個(gè)原子核X經(jīng)圖中所示的14次衰變，其中有m次衰變、n次衰變，生成穩(wěn)定的原子核Y，則（）

A． B．C． D．【例6】．（2023·海南·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）“玉兔二號(hào)”月球車裝備有同位素溫差電池。這種電池內(nèi)有可以發(fā)生衰變的人工放射性元素，其半衰期為88年，這種元素是用中子轟擊得到的。下列說(shuō)法正確的是（）A．由于月球晝夜溫差極大，的半衰期會(huì)受到影響B(tài)．經(jīng)過(guò)44年，有半數(shù)的原子核發(fā)生衰變C．經(jīng)一次衰變形成的新核含有92個(gè)質(zhì)子D．獲得的核反應(yīng)方程式為【例7】．（2023·湖南衡陽(yáng)·衡陽(yáng)縣第三中學(xué)?？寄M預(yù)測(cè)）一靜止的鈾核放出一個(gè)α粒子衰變成釷核，衰變方程為，生成的經(jīng)過(guò)一系列α衰變和β衰變后變成，以下說(shuō)法正確的是（）A．鈾單核衰變生成的釷核的動(dòng)能小于生成的α粒子的動(dòng)能B．β衰變過(guò)程中釋放的電子來(lái)自核外電子C．需經(jīng)過(guò)7次α衰變、8次β衰變轉(zhuǎn)化為D．釷核（）的半衰期是24天，20個(gè)釷核經(jīng)過(guò)48天后，還剩5個(gè)釷核【例8】．（2023·江蘇連云港·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）如圖為鈾238衰變?yōu)殁Q234過(guò)程中鈾核質(zhì)量隨時(shí)間變化的圖像，下列說(shuō)法正確的是（）

A．原子核衰變過(guò)程中不釋放核能 B．鈾238的半衰期為年C．鈾238衰變?yōu)殁Q234同時(shí)放出電子 D．環(huán)境溫度降低衰變速度將變慢【例9】．（2023·山東濟(jì)南·山東師范大學(xué)附中校考模擬預(yù)測(cè)）現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)給世界人民帶來(lái)巨大的災(zāi)難，某些國(guó)家使用的新型武器貧鈾彈在爆炸中有很多殘留，其半衰期極為漫長(zhǎng)且清理困難，所以對(duì)環(huán)境的污染嚴(yán)重而持久。設(shè)發(fā)生衰變形成新核X，同時(shí)放出射線。以下說(shuō)法正確的是（

）A．該衰變過(guò)程的方程可寫為B．的結(jié)合能和新核X的結(jié)合能之差即為粒子的結(jié)合能C．衰變反應(yīng)中的射線為高頻電磁波，具有極強(qiáng)的穿透性D．質(zhì)量為的原子核經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期后，產(chǎn)生的新核質(zhì)量為【例10】．（2023·江蘇鹽城·統(tǒng)考三模）藥物濃度的衰減與原子核衰變的規(guī)律相似。服用布洛芬片后血漿中藥物濃度的最大值為20ug/ml，藥物濃度低于3ug/ml就要補(bǔ)充用藥。若持續(xù)疼痛時(shí)，4-6h要服用一次，由此可推斷服用布洛芬片后血漿中藥物濃度下降的半衰期約為（）A．1h B．2h C．3h D．4h【答案】B【詳解】根據(jù)其中可得故選B。類型2核反應(yīng)及核反應(yīng)類型1．核反應(yīng)的四種類型類型可控性核反應(yīng)方程典例衰變?chǔ)了プ冏园l(fā)eq\o\ar(238,92)U→eq\o\ar(234,90)Th＋eq\o\ar(4,2)Heβ衰變自發(fā)eq\o\ar(234,90)Th→eq\o\ar(234,91)Pa＋eq\o\ar(0,－1)e人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂芿q\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(17,8)O＋eq\o\ar(1,1)H(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子)eq\o\ar(4,2)He＋eq\o\ar(9,4)Be→eq\o\ar(12,6)C＋eq\o\ar(1,0)n(查德威克發(fā)現(xiàn)中子)eq\o\ar(27,13)Al＋eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(30,15)P＋eq\o\ar(1,0)neq\o\ar(30,15)P→eq\o\ar(30,14)Si＋eq\o\ar(0,＋1)e約里奧－居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時(shí)發(fā)現(xiàn)正電子重核裂變?nèi)菀卓刂芿q\o\ar(235,92)U＋eq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(144,56)Ba＋eq\o\ar(89,36)Kr＋3eq\o\ar(1,0)neq\o\ar(235,92)U＋eq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(136,54)Xe＋eq\o\ar(90,38)Sr＋10eq\o\ar(1,0)n輕核聚變現(xiàn)階段很難控制eq\o\ar(2,1)H＋eq\o\ar(3,1)H→eq\o\ar(4,2)He＋eq\o\ar(1,0)n2.核反應(yīng)方程式的書寫(1)熟記常見(jiàn)基本粒子的符號(hào)，是正確書寫核反應(yīng)方程的基礎(chǔ)．如質(zhì)子(eq\o\ar(1,1)H)、中子(eq\o\ar(1,0)n)、α粒子(eq\o\ar(4,2)He)、β粒子(eq\o\ar(0,－1)e)、正電子(eq\o\ar(0,＋1)e)、氘核(eq\o\ar(2,1)H)、氚核(eq\o\ar(3,1)H)等．(2)掌握核反應(yīng)方程遵循的規(guī)律：質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒．(3)由于核反應(yīng)不可逆，所以書寫核反應(yīng)方程式時(shí)只能用“→”表示反應(yīng)方向．【例1】下列說(shuō)法正確的是()A.eq\o\ar(238,92)U→eq\o\ar(234,90)Th＋X中X為中子，核反應(yīng)類型為β衰變B.eq\o\ar(2,1)H＋eq\o\ar(3,1)H→eq\o\ar(4,2)He＋Y中Y為中子，核反應(yīng)類型為人工轉(zhuǎn)變C.eq\o\ar(235,92)U＋eq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(136,54)Xe＋eq\o\ar(90,38)Sr＋K，其中K為10個(gè)中子，核反應(yīng)類型為重核裂變D.eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(17,8)O＋Z，其中Z為氫核，核反應(yīng)類型為輕核聚變【例2】(多選)(2020·全國(guó)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\ar(2,1)H＋eq\o\ar(2,1)H→eq\o\ar(1,0)n＋X1B.eq\o\ar(2,1)H＋eq\o\ar(3,1)H→eq\o\ar(1,0)n＋X2C.eq\o\ar(235,92)U＋eq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(144,56)Ba＋eq\o\ar(89,36)Kr＋3X3D.eq\o\ar(1,0)n＋eq\o\ar(6,3)Li→eq\o\ar(3,1)H＋X4【例3】(多選)(2021·浙江6月選考)對(duì)四個(gè)核反應(yīng)方程(1)eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He；(2)eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e；(3)eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H；(4)eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n＋17.6MeV。下列說(shuō)法正確的是()A.(1)(2)式核反應(yīng)沒(méi)有釋放能量B.(1)(2)(3)式均是原子核衰變方程C.(3)式是人類第一次實(shí)現(xiàn)原子核轉(zhuǎn)變的方程D.利用激光引發(fā)可控的(4)式核聚變是正在嘗試的技術(shù)之一【例4】（2023·四川成都·統(tǒng)考三模）我們?cè)诘厍蛏汐@取和消耗的能量，絕大部分來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部核聚變釋放的核能。下列核反應(yīng)方程中，屬于核聚變的是（）

A． B．C． D．【例5】．（2023·天津·模擬預(yù)測(cè)）新中國(guó)成立后，為了打破西方霸權(quán)主義的核威脅,鞏固我們來(lái)之不易的獨(dú)立自主，無(wú)數(shù)科技工作者以全世界獨(dú)一無(wú)二的熱情及艱苦奮斗的精神投入核武器的研制工作之中，終于在1964年、1967年分別成功爆炸我國(guó)第一顆原子彈（atombomb）和第一顆氫彈（hydrogenbomb）。下列核反應(yīng)方程可表示氫彈的爆炸原理的是（）

A．B．C．D．類型3質(zhì)量虧損及核能的計(jì)算1.核力和核能(1)核力：原子核內(nèi)部，核子間所特有的相互作用力．(2)結(jié)合能：原子核是核子憑借核力結(jié)合在一起構(gòu)成的，要把它們分開需要的能量，叫作原子的結(jié)合能，也叫核能．(3)比結(jié)合能：原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比，叫作比結(jié)合能，也叫平均結(jié)合能．比結(jié)合能越大，原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定．(4)核子在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量虧損Δm，其對(duì)應(yīng)的能量ΔE＝Δmc2.原子核分解成核子時(shí)要吸收一定的能量，相應(yīng)的質(zhì)量增加Δm，吸收的能量為ΔE＝Δmc2.2.核能的計(jì)算方法(1)根據(jù)ΔE＝Δmc2計(jì)算，計(jì)算時(shí)Δm的單位是“kg”，c的單位是“m/s”，ΔE的單位是“J”．(2)根據(jù)ΔE＝Δm×931.5MeV計(jì)算．因1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5MeV的能量，所以計(jì)算時(shí)Δm的單位是“u”，ΔE的單位是“MeV”．(3)根據(jù)核子比結(jié)合能來(lái)計(jì)算核能：原子核的結(jié)合能＝核子比結(jié)合能×核子數(shù)．【例1】（2023·全國(guó)·高三專題練習(xí)）在超導(dǎo)托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)方程為，已知的質(zhì)量為，的質(zhì)量為，的質(zhì)量為。X的質(zhì)量為，光速為c，則下列說(shuō)法正確的是（）A．比更穩(wěn)定 B．X為中子，最早由查德威克發(fā)現(xiàn)C．的結(jié)合能 D．該核反應(yīng)是目前利用核能的主要方式【例2】．（2023春·安徽·高三校聯(lián)考階段練習(xí)）镅是一種人工獲得的放射性元素，符號(hào)，原子序數(shù)95，具有強(qiáng)放射性，化學(xué)性質(zhì)活潑，是同位素測(cè)厚儀和同位素X熒光儀等的放射源，常用于薄板測(cè)厚儀、溫度計(jì)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警儀及醫(yī)學(xué)上。其衰變方程為，已知核的質(zhì)量為，核的質(zhì)量為，X的質(zhì)量為，真空中的光速為c，下列說(shuō)法正確的是（）A．該衰變?yōu)樗プ傿．的結(jié)合能為C．的比結(jié)合能小于的比結(jié)合能D．衰變后核核外電子處于高能級(jí)，向低能級(jí)躍遷發(fā)出射線【例3】．（2023·甘肅·統(tǒng)考三模）目前俄烏沖突在持續(xù)進(jìn)行中，烏境內(nèi)最大的扎波羅熱核電站多次遭受炮火攻擊，人們擔(dān)憂如果戰(zhàn)斗持續(xù)下去，可能導(dǎo)致核泄漏事故。扎波羅熱核電站利用鈾核裂變釋放出能量，如圖所示原子核的平均結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)之間的關(guān)系圖線，下列說(shuō)法正確的是（）

A．鈾核裂變的一個(gè)重要核反應(yīng)方程是B．核的平均結(jié)合能大于核的平均結(jié)合能C．三個(gè)中子和三個(gè)質(zhì)子結(jié)合成核時(shí)釋放能量約為D．核的平均核子質(zhì)量小于核的平均核子質(zhì)量【例4】．（2023·湖南·模擬預(yù)測(cè)）“科幻電影《流浪地球2》中描述的“重核聚變”是通過(guò)“燒石頭”的方式實(shí)現(xiàn)行星發(fā)動(dòng)機(jī)的能量供應(yīng)?！钡珡漠?dāng)前工程角度來(lái)講，“重核聚變”暫時(shí)還不屬于重點(diǎn)研究方向，而現(xiàn)實(shí)世界人類利用輕核聚變實(shí)現(xiàn)聚變能源的利用指日可待。下列關(guān)于核能與核反應(yīng)的敘述正確的是（）A．發(fā)生一次衰變可變成B．是鈾核裂變方程，裂變產(chǎn)物的結(jié)合能小于C．查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為D．如果質(zhì)子、中子、粒子的質(zhì)量分別為、、，則質(zhì)子和中子結(jié)合成一個(gè)粒子的過(guò)程中，釋放的核能為【例5】．（2023·浙江·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）硼中子俘獲治療技術(shù)（BNCT）是近年來(lái)國(guó)際腫瘤治療領(lǐng)域新興快速發(fā)展的精準(zhǔn)診療技術(shù)，其原理是進(jìn)入癌細(xì)胞內(nèi)的硼原子核吸收慢中子，轉(zhuǎn)變?yōu)殇囋雍撕土Ｗ?，并釋放出γ光子。已知硼原子核的比結(jié)合能為E1，鋰原子核的比結(jié)合能為E2，γ光子的能量為E3，這個(gè)核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量虧損為Δm，普朗克常量為h，真空中的光速為c、則下面正確的是（

）A．該核反應(yīng)方程為B．γ光子的波長(zhǎng)為C．α粒子的結(jié)合能為D．α粒子的比結(jié)合能為【例6】．（2023·湖南長(zhǎng)沙·長(zhǎng)沙一中?？级＃?919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核（）發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，首次實(shí)現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變。已知核反應(yīng)釋放的能量全部轉(zhuǎn)化成了和質(zhì)子的動(dòng)能，，，a粒子，質(zhì)子的質(zhì)量分別為m1、m2，m3，m4，真空中的光速為c，則（）A．發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程是B．釋放的核能等于和質(zhì)子的總動(dòng)能C．釋放的核能等于D．釋放核能的原因是因?yàn)榈慕Y(jié)合能大于和α粒子總的結(jié)合能【例7】．（2023·山東青島·統(tǒng)考三模）“嫦娥三號(hào)”著陸器和月球車首次使用了同位素核電池，該電池將放射性同位素衰變時(shí)釋放的能量通過(guò)溫差熱電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為電能，在惡劣的月球環(huán)境中支持月球車低速移動(dòng)及與地球間不間斷通訊。已知半衰期為88年，衰變方程為，、、X的結(jié)合能分別為、、，一次衰變釋放能量為△E，下列說(shuō)法正確的是（）A．衰變發(fā)出的射線是高速氦核流，能穿透幾毫米厚的鋁板B．一次衰變釋放的能量C．經(jīng)過(guò)88年，同位素核電池內(nèi)的剩余25%D．若一靜止核衰變釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為和X的動(dòng)能，則動(dòng)能為【例8】．（2023·山東德州·德州市第一中學(xué)統(tǒng)考三模）據(jù)新華社報(bào)道，2023年4月12日21時(shí)，我國(guó)全超導(dǎo)托卡馬克核聚變裝置（EAST）成功實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模式等離子體運(yùn)行403秒。在該裝置內(nèi)發(fā)生的核反應(yīng)方程是。若的質(zhì)量是，的質(zhì)量是，X的質(zhì)量是，Y的質(zhì)量是，光速是c，下列說(shuō)法正確的是（）A．粒子Y是電子B．的比結(jié)合能大于的比結(jié)合能C．發(fā)生一次上述聚變反應(yīng)所釋放的核能大小為D．核聚變反應(yīng)可以用鎘棒來(lái)控制反應(yīng)速度【例9】（2023·河北承德·校聯(lián)考三模）太陽(yáng)內(nèi)部高溫高壓使三個(gè)氦核發(fā)生短暫的核反應(yīng)，被稱為氦閃。該核反應(yīng)的方程式為，已知核的比結(jié)合能為E1，X核的比結(jié)合能為E2，真空中的光速為c。下列說(shuō)法正確的是（）A．該核反應(yīng)又稱熱核反應(yīng)B．X原子核中有8個(gè)中子C．該核反應(yīng)釋放的能量為D．該核反應(yīng)核子的質(zhì)量虧損為專題32近代物理初步目錄TOC\o"1-3"\h\u題型一光電效應(yīng)波粒二象性 1類型1光電效應(yīng)規(guī)律的理解和應(yīng)用 1類型2光電效應(yīng)圖像的理解 5類型3光的波粒二象性和物質(zhì)波 20題型二原子結(jié)構(gòu)模型 25類型1原子的核式結(jié)構(gòu)模型 25類型2玻爾理論能級(jí)躍遷 27題型三原子核模型 37類型1原子核的衰變及半衰期 37類型2核反應(yīng)及核反應(yīng)類型 46類型3質(zhì)量虧損及核能的計(jì)算 50題型一光電效應(yīng)波粒二象性類型1光電效應(yīng)規(guī)律的理解和應(yīng)用1．“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(jiàn)光，也包括不可見(jiàn)光。(3)逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無(wú)關(guān)。(4)光電子不是光子，而是電子。2．“兩條”關(guān)系(1)光的強(qiáng)度大→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→產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能大→遏止電壓大。3．“三個(gè)”關(guān)系式(1)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0，其中Ek＝eq\f(1,2)meveq\o\al(2,c)(2)最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：eq\f(1,2)meveq\o\al(2,c)＝eUc。(3)逸出功與極限頻率的關(guān)系：W0＝hνc?！纠?】（2023·天津紅橋·高三統(tǒng)考期中）光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：對(duì)于某種金屬（）A．無(wú)論光強(qiáng)多強(qiáng)，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)B．超過(guò)極限頻率的入射光照射，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比。C．無(wú)論照射時(shí)間多長(zhǎng)，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)D．超過(guò)極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的初動(dòng)能就越大【答案】AC【詳解】AC．發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，與入射光的強(qiáng)度、光照時(shí)間無(wú)關(guān)，所以光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)。故AC正確；B．根據(jù)光電效應(yīng)方程，可知入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，頻率越高，光電子的最大初動(dòng)能越大，但不是成正比。故B錯(cuò)誤；D．超過(guò)極限頻率的入射光頻率越高，根據(jù)光電效應(yīng)方程，最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，頻率越高，則產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能越大，光電子的初動(dòng)能不一定大；故D錯(cuò)誤。故選AC?！纠?】．（2023·山東·模擬預(yù)測(cè)）某校實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的電路研究“光電效應(yīng)”現(xiàn)象，現(xiàn)用頻率為的紅光照射光電管，有光電子從K極逸出。下列說(shuō)法正確的是（）

A．使用藍(lán)光照射比紅光照射需要克服的逸出功更大B．僅增大入射光的強(qiáng)度，從K極逃逸出的電子的最大初動(dòng)能可能增大C．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片從左向右滑動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)可能一直增大D．將電源正負(fù)極反接后當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片從左向右滑動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)可能一直減小【答案】CD【詳解】A．同種材料的逸出功相同，與入射光的顏色無(wú)關(guān)，是由材料本身的性質(zhì)決定的，故A錯(cuò)誤；B．由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程可知，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，而與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；C．光電管兩端所加電壓為正向電壓，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片從左向右滑動(dòng)時(shí)，正向電壓不斷增大，可能滑片滑到最右端時(shí)電流尚未達(dá)到飽和電流，此過(guò)程中電流表示數(shù)一直增大，故C正確；D．將電源正負(fù)極反接后，所加電壓為反向電壓，逸出的光電子要克服電場(chǎng)力做功才能到達(dá)A板形成電流，可能滑動(dòng)變阻器的滑片滑到最右端時(shí)電流表的示數(shù)還未減小到零，此過(guò)程中電流表示數(shù)一直減小，故D正確。故選CD。【例3】（2023·河北·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）如圖所示是探究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，陰極K由金屬鉀制成，金屬鉀的截止頻率為，不同色光的光子能量如表所示。已知普朗克常量為，電子的電荷量為。以下說(shuō)法正確的是（

）

色光紅橙黃綠藍(lán)靛紫光子能量范圍A．用紅光照射陰極K時(shí)，只要時(shí)間足夠長(zhǎng)，則就能發(fā)生光電效應(yīng)B．用紅光照射陰極K時(shí)，只要照射強(qiáng)度足夠大，則就能發(fā)生光電效應(yīng)C．用紫光照射陰極K時(shí)，若直流電源的左側(cè)為電源的正極，則增大K、A間的電壓時(shí)，電流表的示數(shù)先增大，后減小D．用紫光照射陰極K時(shí)，若直流電源的左側(cè)為電源的正極，則增大K、A間的電壓時(shí)，電流表的示數(shù)可以減小到0【答案】D【詳解】AB．金屬鉀的逸出功為而紅光光子能量范圍為，所以紅光照射時(shí)不能發(fā)生光電效應(yīng)，故AB錯(cuò)誤；CD．紫光光子能量范圍為，用紫光照射時(shí)，可以發(fā)生光電效應(yīng)；紫光照射時(shí)，若直流電源的左側(cè)為電源的正極，光電管內(nèi)加反向電壓，則增大間的電壓時(shí)，靈敏電流計(jì)的示數(shù)可以減小到0，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。類型2光電效應(yīng)圖像的理解圖像名稱圖線形狀由圖線直接(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)νc②逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對(duì)值W0＝|－E|＝E③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)系圖線①遏止電壓Uc：圖線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)②飽和光電流Im：光電流的最大值③最大初動(dòng)能：Ek＝eUc顏色不同時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系圖線①遏止電壓Uc1、Uc2②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)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(注：此時(shí)兩極之間接反向電壓)【例1】（2023春·寧夏銀川·高三校考期中）探究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖甲所示，在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得截止電壓與人射光頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示，已知電子的電荷量為e，下列說(shuō)法正確的是（）A．光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率成正比B．電源的左端為正極C．該金屬的極限頻率為ν2D．普朗克常量為【答案】BD【詳解】A．根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率為線性關(guān)系，并不成正比，故A錯(cuò)誤；B．測(cè)量截止電壓時(shí)電子受到的電場(chǎng)力方向與電子初始運(yùn)動(dòng)方向相反，則電源左端為正極，故B正確；C．根據(jù)圖像可知，該金屬極限頻率為ν1，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)光電效應(yīng)方程結(jié)合動(dòng)能定理有變形可得即圖像的斜率則故D正確。故選BD?！纠?】．（2023·河北張家口·統(tǒng)考一模）如圖所示為光照射到鈉金屬板上時(shí)，遏止電壓U與入射光頻率v的函數(shù)關(guān)系圖線，已知元電荷。昔朗克常量，由圖中信息可知（）A．遏止電壓與入射光的頻率成正比B．圖像的斜率為C．鈉的逸出功約為2.3eVD．用8×1014Hz的光照射鈉金屬板時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能約為J【答案】BC【詳解】A．遏止電壓與入射光的頻率成線性關(guān)系不是正比關(guān)系，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)可知圖線斜率為，B正確；C．由圖可知截止頻率為Hz，逸出功，可計(jì)算出鈉的逸出功約為2.3eV，C正確；D．用Hz的光照射鈉金屬板時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能JD錯(cuò)誤。故選BC?！纠?】．（2023春·河北唐山·高三遵化市第一中學(xué)?？茧A段練習(xí)）關(guān)于近代物理學(xué)，下列圖像在描述現(xiàn)象中，解釋正確的是（）A．如圖甲所示，由黑體的輻射強(qiáng)度與輻射光波長(zhǎng)的關(guān)系可知，隨溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較長(zhǎng)方向移動(dòng)B．如圖乙所示，發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光越強(qiáng)，光電子的最大初動(dòng)能也就越大C．如圖丙所示，金屬的遏制電壓與入射光的頻率的圖像中，該直線的斜率為，橫截距為D．同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線甲光、乙光、丙光，如圖丁所示。則可判斷甲、乙、丙光的頻率關(guān)系為【答案】CD【詳解】A．如圖甲所示，由黑體的輻射強(qiáng)度與輻射光波長(zhǎng)的關(guān)系可知，隨溫度的升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加，且輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短方向移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．如圖乙所示，光電子的最大初動(dòng)能，當(dāng)入射光的頻率大于時(shí)發(fā)生光電效應(yīng)，入射光頻率越大，光電子的最大初動(dòng)能也就越大，最大初動(dòng)能與入射光的光強(qiáng)大小無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；C．如圖丙所示，由光電效應(yīng)方程可得遏制電壓與入射光的頻率的圖像中，該直線的斜率為，橫截距為，故C正確；

D．根據(jù)入射光的頻率越高，對(duì)應(yīng)的截止電壓越大。甲光、乙光的截止電壓相等，所以甲光、乙光的頻率相等；丙光的遏止電壓最大，所以丙的頻率最大則可判斷甲、乙、丙光的頻率關(guān)系為，故D正確。故選CD?！纠?】．（2022春·山東濟(jì)南·高三統(tǒng)考期末）照射到金屬表面的光可能使金屬中的電子逸出，可以用甲圖的電路研究電子逸出的情況。陰極K在受到光照時(shí)能夠逸出電子，陽(yáng)極A吸收陰極K逸出的電子，在電路中形成光電流。在光照條件不變的情況下改變光電管兩端的電壓得到乙圖。斷開開關(guān)換用不同頻率的單色光照射陰極K得到電子最大初動(dòng)能與入射光波長(zhǎng)倒數(shù)的關(guān)系圖像。如丙圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．由丙圖可知普朗克常量B．丙圖中的是產(chǎn)生光電效應(yīng)的最小波長(zhǎng)C．乙圖中遏止電壓的存在意味著光電子具有一定的初動(dòng)能，且有最大值D．乙圖中電壓由0到，光電流越來(lái)越大，說(shuō)明單位時(shí)間內(nèi)逸出光電子的個(gè)數(shù)越來(lái)越多【答案】AC【詳解】A．由光電效應(yīng)方程在時(shí)此時(shí)可知普朗克常量A正確；B．由丙圖可知，入射光波長(zhǎng)倒數(shù)越大，電子最大初動(dòng)能越大，即入射光波長(zhǎng)越小，電子最大初動(dòng)能越大，結(jié)合丙圖可知，是產(chǎn)生光電效應(yīng)的最大波長(zhǎng)，B錯(cuò)誤；C．遏止電壓滿足它的存在意味著光電子具有一定的初動(dòng)能，且有最大值，即光電子有最大初動(dòng)能，C正確；D．單位時(shí)間內(nèi)逸出光電子的個(gè)數(shù)是由光的強(qiáng)度決定的，當(dāng)光強(qiáng)一定時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)逸出光電子的個(gè)數(shù)是一定的，只不過(guò)當(dāng)電壓較小時(shí)，不是所有的光電子都能到達(dá)陽(yáng)板，電壓越大到達(dá)陽(yáng)極的光電子數(shù)越多，D錯(cuò)誤。故選AC。【例4】（2023·湖南·模擬預(yù)測(cè)）某實(shí)驗(yàn)小組研究光電效應(yīng)規(guī)律時(shí)，用不同頻率的光照射同一光電管并記錄數(shù)據(jù)，得到遏止電壓與頻率的關(guān)系圖線如圖甲所示，當(dāng)采用綠色強(qiáng)光、綠色弱光、紫色弱光三種光照射同一光電管時(shí)，得到的光電流與電壓的關(guān)系如圖乙所示。已知電子的電荷量為，結(jié)合圖中數(shù)據(jù)可知（）

A．普朗克常量 B．光電管的極材料的逸出功為C．光為紫色弱光 D．光為綠色強(qiáng)光【答案】A【詳解】A．根據(jù)光電效應(yīng)方程有根據(jù)動(dòng)能定理可得聯(lián)立可得可知圖像的斜率為解得故A正確；B．根據(jù)由圖像可知當(dāng)時(shí)則有解得該實(shí)驗(yàn)所用光電管的極材料的逸出功為故B錯(cuò)誤；CD．入射光頻率越大，遏止電壓越大，所以、為同一種光，且、的頻率小于的頻率，則、為綠光，為紫光。而入射光越強(qiáng)，飽和光電流越大，所以為強(qiáng)綠光，故C、D錯(cuò)誤。故選A?！纠?】．（2023春·全國(guó)·高三期末）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圖線。下列說(shuō)法正確的是（）A．a(chǎn)光的頻率大于c光的頻率B．b光的波長(zhǎng)大于c光的波長(zhǎng)C．當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為零D．若光照強(qiáng)度相同，A、K間的正向電壓一定，b光照射時(shí)飽和電流最小【答案】D【詳解】A．根據(jù)可得a光與c光的截止電壓相等，b光的遏止電壓大于c光，所以a光的頻率等于c光的頻率，b光的頻率大于c光，又由可得b光的波長(zhǎng)小于c光的波長(zhǎng)，故AB均錯(cuò)誤；C．當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，圖線中U為0，此時(shí)電流表的示數(shù)不為零，故C錯(cuò)誤；D．由于a光的頻率等于c光的頻率，b光的頻率大于c光，所以單個(gè)光子能量b光最大，所以光強(qiáng)相同時(shí)，b光的光子數(shù)最少，A、K間的正向電壓一定時(shí)，飽和電流最小。故D正確。故選D?！纠?】（2023·山東·模擬預(yù)測(cè)）用不同波長(zhǎng)的光照射光電管陰極探究光電效應(yīng)的規(guī)律時(shí)，根據(jù)光電管的遏止電壓與對(duì)應(yīng)入射光的波長(zhǎng)作出的圖像如圖所示。已知光電子的電荷量大小為e，光速為c，下列說(shuō)法正確的是（）A．該光電管陰極材料的逸出功大小為B．當(dāng)用波長(zhǎng)的光照射光電管陰極時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為C．當(dāng)用波長(zhǎng)的光照射光電管的陰極時(shí)，不發(fā)生光電效應(yīng)D．當(dāng)用波長(zhǎng)的光照射光電管的陰極時(shí)，光電了的最大初動(dòng)能與成正比【答案】B【詳解】A．根據(jù)則有結(jié)合圖像可知當(dāng)橫坐標(biāo)為a時(shí)，縱坐標(biāo)為0，即有解得A錯(cuò)誤；B．根據(jù)圖像，結(jié)合上述有解得當(dāng)用波長(zhǎng)的光照射光電管陰極時(shí)，即有則有B正確；C．根據(jù)上述可知，極限波長(zhǎng)為波長(zhǎng)越短，頻率越大，則當(dāng)用波長(zhǎng)的光照射光電管的陰極時(shí)，能夠發(fā)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)誤；D．當(dāng)用波長(zhǎng)的光照射光電管的陰極時(shí)，根據(jù)可知，光電了的最大初動(dòng)能與成線性關(guān)系，不成正比，D錯(cuò)誤。故選B?！纠?】．（2023春·內(nèi)蒙古赤峰·高三赤峰二中校考階段練習(xí)）如圖甲所示為某實(shí)驗(yàn)小組成員研究某金屬發(fā)生光電效應(yīng)的遏止電壓隨照射光頻率變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)原理圖，圖乙為實(shí)驗(yàn)得到的遏止電壓隨照射光頻率變化的關(guān)系圖像，電子的電荷量，則下列說(shuō)法正確的是（）A．由圖乙可知，該金屬的極限頻率為B．圖甲中入射光的頻率為時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端，電流計(jì)G的示數(shù)不為零C．圖甲中入射光的頻率為逸出的光電子的最大初動(dòng)能為D．由圖乙可得，其斜率為普朗克常量【答案】B【詳解】AD．由光電效應(yīng)方程又有整理得結(jié)合圖像可知斜率為，故AD錯(cuò)誤；B．圖甲中入射光的頻率為時(shí)，大于極限頻率，能發(fā)生光電效應(yīng)，滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端，光電管、電流計(jì)和電壓表組成回路，則電流計(jì)G的示數(shù)不為零，B正確；C．由上述關(guān)系式可知解得入射光的頻率為時(shí)，逸出的光電子的最大初動(dòng)能C錯(cuò)誤。故選B?！纠?】．（2023·全國(guó)·高三專題練習(xí)）利用如圖甲所示電路研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率變化的關(guān)系如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．為測(cè)量電子的最大初動(dòng)能，電源左側(cè)應(yīng)是正極B．若增大入射光的強(qiáng)度或增大電源電壓，則光電子的最大初動(dòng)能增大C．當(dāng)入射光的頻率為時(shí)，逸出光電子的最大初動(dòng)能為D．當(dāng)入射光的頻率為時(shí)，逸出光電子的最大初動(dòng)能為【答案】D【詳解】A．當(dāng)電子到達(dá)極板A，速度恰好為零，從K極逸出的電子動(dòng)能最大，根據(jù)動(dòng)能定理有則有故為測(cè)量電子的最大初動(dòng)能，電源左側(cè)應(yīng)是負(fù)極，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程可知最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)解得，當(dāng)時(shí)說(shuō)明小于極限頻率，電子不能逸出，故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)時(shí)故D正確。故選D?！纠?】．（2022春·廣東湛江·高三統(tǒng)考期末）放電影是利用光電管制成的光控繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)聲音的重放，而光電管就是利用光電效應(yīng)的原理制成的光電元件。利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究光電效應(yīng)規(guī)律，圖乙是該光電管發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率的關(guān)系圖像，則（）A．普朗克常量為B．該金屬的逸出功為C．保持照射光強(qiáng)度不變，僅提高照射光頻率，電流表A的示數(shù)保持不變D．僅增加照射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能將增大【答案】B【詳解】AB．由光電效應(yīng)方程可知圖線的斜率為普朗克常量，即由圖線可知該金屬的逸出功為故A錯(cuò)誤，B正確；C．若保持照射光強(qiáng)度不變，僅提高照射光頻率，則光子數(shù)目減小，那么電流表A的示數(shù)變小。故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)。僅增加照射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能不變，故D錯(cuò)誤。故選B。類型3光的波粒二象性和物質(zhì)波1．從數(shù)量上看個(gè)別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性，大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動(dòng)性。2．從頻率上看頻率越低波動(dòng)性越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象；頻率越高粒子性越顯著，貫穿本領(lǐng)越強(qiáng)，越不容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象。3．從傳播與作用上看光在傳播過(guò)程中往往表現(xiàn)出波動(dòng)性，在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)往往表現(xiàn)出粒子性。4．波動(dòng)性與粒子性的統(tǒng)一由光子的能量ε＝hν、光子的動(dòng)量表達(dá)式p＝eq\f(h,λ)可以看出，光的波動(dòng)性和粒子性并不矛盾，表示粒子性的能量和動(dòng)量的計(jì)算式中都含有表示波的特征的物理量——頻率ν和波長(zhǎng)λ。【例1】（2023春·廣東廣州·高三華南師大附中?？茧A段練習(xí)）英國(guó)物理學(xué)家G·P·湯姆孫曾在實(shí)驗(yàn)中讓靜止的電子束通過(guò)電場(chǎng)加速后，通過(guò)多晶薄膜得到了如圖所示衍射圖樣，則（）A．該圖樣說(shuō)明了電子具有粒子性B．電子的位置和動(dòng)量可以同時(shí)被確定C．加速電壓越大，電子的德布羅意波長(zhǎng)越長(zhǎng)D．讓靜止的電子束和質(zhì)子束通過(guò)相同的加速電場(chǎng)，電子的德布羅意波長(zhǎng)更長(zhǎng)【答案】D【詳解】A．圖為電子束通過(guò)多晶薄膜的衍射圖樣，因?yàn)檠苌涫遣ㄋ赜械默F(xiàn)象，所以說(shuō)明了電子具有波動(dòng)性，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)不確定性關(guān)系，不可能同時(shí)準(zhǔn)確地知道電子的位置和動(dòng)量，故B錯(cuò)誤；C．由德布羅意波長(zhǎng)公式可得又，聯(lián)立可得可知加速電壓越大，電子的德布羅意波的波長(zhǎng)越短，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)讓靜止的電子束和質(zhì)子束通過(guò)相同的加速電場(chǎng)，由于電子的質(zhì)量比質(zhì)子的質(zhì)量更小，可知電子的德布羅意波長(zhǎng)更長(zhǎng)，故D正確。故選D?！纠?】．（2023春·江蘇蘇州·高三?？茧A段練習(xí)）利用金屬晶格（大小約）作為障礙物觀察電子的衍射圖樣，方法是讓電子通過(guò)電場(chǎng)加速后，讓電子束照射到金屬品格上，從而得到電子的衍射圖樣，已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，初速度為0，加速電壓為U，普朗克常量為h，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了電子具有粒子性B．實(shí)驗(yàn)中電子束的德布羅意波波長(zhǎng)為C．若用相同動(dòng)能的質(zhì)子替代電子，衍射現(xiàn)象將更加明顯D．加速電壓U越小，電子的衍射現(xiàn)象越明顯【答案】D【詳解】A.得到電子的衍射圖樣，說(shuō)明電子具有波動(dòng)性，故A錯(cuò)誤；B.由德布羅意波波長(zhǎng)為而動(dòng)量?jī)墒铰?lián)立得故B錯(cuò)誤；C.用相同動(dòng)能的質(zhì)子替代電子，質(zhì)子的波長(zhǎng)要比電子的小，衍射現(xiàn)象相比電子不明顯，故C錯(cuò)誤；D.由B項(xiàng)中可知，加速電壓越小，電子的波長(zhǎng)越大，衍射現(xiàn)象就越明顯，故D正確。故選D?！纠?】．（2023春·寧夏中衛(wèi)·高三中衛(wèi)中學(xué)?？茧A段練習(xí)）某電磁波的頻率為、波長(zhǎng)為λ、傳播速度為c，則這種電磁波光子的能量E和動(dòng)量p，普克常量為h，則下面關(guān)系正確的是（）A．，p=hc B．，C．，p=hc D．，【答案】B【詳解】電磁波的頻率為，能量為光子的動(dòng)量p，根據(jù)德布羅意波長(zhǎng)公式可得故選B?！纠?】．（2023·江蘇·統(tǒng)考二模）2021年5月17日，由中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所牽頭的中國(guó)高海拔宇宙線觀測(cè)站（LHAASO拉索）國(guó)際合作組在北京宣布，在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量超高能宇宙加速器，并記錄到1.4拍電子伏的伽馬光子（1拍），這是人類觀測(cè)到的最高能量光子，則該光子動(dòng)量約為（

）A． B．C． D．【答案】A【詳解】伽馬光子的能量為根據(jù)可得該光子動(dòng)量為故選A?！纠?】．（2023春·遼寧撫順·高三校聯(lián)考期中）德布羅意認(rèn)為實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，他給出了德布羅意波長(zhǎng)的表達(dá)式?，F(xiàn)用同樣的直流電壓加速原來(lái)靜止的一價(jià)氫離子和二價(jià)鈣離子，已知?dú)潆x子與鈣離子的質(zhì)量比為1:40，加速后的氫離子和鈣離子的德布羅意波的波長(zhǎng)之比為（）A． B． C． D．【答案】D【詳解】離子加速后的動(dòng)能：Ek=qU；離子的德布羅意波波長(zhǎng)所以故選D。題型二原子結(jié)構(gòu)模型類型1原子的核式結(jié)構(gòu)模型1．電子的發(fā)現(xiàn)：英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子．2．α粒子散射實(shí)驗(yàn)：1909年，英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福和他的助手進(jìn)行了用α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后基本上仍沿原來(lái)方向前進(jìn)，但有少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90°，也就是說(shuō)它們幾乎被“撞”了回來(lái)．3．原子的核式結(jié)構(gòu)模型：在原子中心有一個(gè)很小的核，原子全部的正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)．【例1】（2023·黑龍江哈爾濱·哈師大附中?？既＃┰诹Ｗ由⑸鋵?shí)驗(yàn)中，下列圖景正確的是（）A．

B．

C．

D．

【答案】B【詳解】AB．當(dāng)粒子進(jìn)入原子區(qū)域后，離帶正電的原子核遠(yuǎn)的受到的庫(kù)侖斥力小，運(yùn)動(dòng)方向改變小。只有極少數(shù)粒子在穿過(guò)時(shí)距離正電體很近，受到很強(qiáng)的庫(kù)侖斥力，發(fā)生大角度散射，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．由庫(kù)侖定律和原子核式結(jié)構(gòu)模型可知，電子的質(zhì)量只有粒子的，它對(duì)粒子速度的大小和方向的影響的影響，完全可以忽略，粒子偏轉(zhuǎn)主要是帶正電的原子核造成的，故CD錯(cuò)誤；故選B?！纠?】．（2023·全國(guó)·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）如圖所示是α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖。從α粒子源發(fā)射的α粒子射向金箔，利用觀測(cè)裝置觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后，基本上仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，但有少數(shù)α粒子（約占八千分之一）發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于。下列說(shuō)法正確的是（）

A．α粒子束是快速運(yùn)動(dòng)的質(zhì)子流B．實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明原子中的正電荷彌漫性地均勻分布在原子內(nèi)C．α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)是金箔中的電子對(duì)α粒子的作用引起的D．α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的內(nèi)部需要抽成真空【答案】D【詳解】A．α粒子是氦的原子核，因此不是質(zhì)子流，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明占原子質(zhì)量絕大部分的帶正電的物質(zhì)集中在很小的空間范圍，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)是金箔中的帶正電的原子核對(duì)粒子的庫(kù)侖斥力引起的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．為避免空氣分子的影響，內(nèi)部需要抽成真空，選項(xiàng)D正確。故選D?！纠?】．（2023·山東日照·統(tǒng)考三模）能夠揭示原子的核式結(jié)構(gòu)模型的是（）A．粒子散射實(shí)驗(yàn) B．倫琴射線的發(fā)現(xiàn)C．對(duì)陰極射線的研究 D．天然發(fā)射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)【答案】A【詳解】盧瑟福通過(guò)對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，故選A?！纠?】．（2023·上海浦東新·統(tǒng)考二模）關(guān)于盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型，下列說(shuō)法正確的是（）A．在原子中心有一很小的帶負(fù)電的核 B．原子的全部質(zhì)量都集中在原子核里C．電子在核外不停地繞核運(yùn)動(dòng) D．電子繞核運(yùn)動(dòng)的向心力由核力提供【答案】C【詳解】AB．在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，故AB錯(cuò)誤；C．帶負(fù)電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn)，故C正確；D．電子繞核運(yùn)動(dòng)的向心力由庫(kù)侖力提供，故D錯(cuò)誤。故選C。類型2玻爾理論能級(jí)躍遷1．玻爾理論(1)定態(tài)假設(shè)：電子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中電子繞核的運(yùn)動(dòng)是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運(yùn)動(dòng)，但并不產(chǎn)生電磁輻射．(2)躍遷假設(shè)：電子從能量較高的定態(tài)軌道(其能量記為En)躍遷到能量較低的定態(tài)軌道(能量記為Em，m<n)時(shí)，會(huì)放出能量為hν的光子，這個(gè)光子的能量由前后兩個(gè)能級(jí)的能量差決定，即hν＝En－Em.(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s)(3)軌道量子化假設(shè)：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)．原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的．2．氫原子的能量和能級(jí)躍遷(1)能級(jí)和半徑公式：①能級(jí)公式：En＝eq\f(1,n2)E1(n＝1,2,3，…)，其中E1為基態(tài)能量，其數(shù)值為E1＝－13.6eV.②半徑公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1為基態(tài)軌道半徑，其數(shù)值為r1＝0.53×10－10m.(2)氫原子的能級(jí)圖，如圖所示3．兩類能級(jí)躍遷(1)自發(fā)躍遷：高能級(jí)→低能級(jí)，釋放能量，發(fā)射光子．光子的頻率ν＝eq\f(ΔE,h)＝eq\f(E高－E低,h).(2)受激躍遷：低能級(jí)→高能級(jí)，吸收能量．吸收光子的能量必須恰好等于能級(jí)差hν＝ΔE.4．光譜線條數(shù)的確定方法(1)一個(gè)氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為n－1.(2)一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)N＝Ceq\o\ar(2,n)＝eq\f(nn－1,2).5．電離(1)電離態(tài)：n＝∞，E＝0.(2)電離能：指原子從基態(tài)或某一激發(fā)態(tài)躍遷到電離態(tài)所需要吸收的最小能量．例如：氫原子從基態(tài)→電離態(tài)：E吸＝0－(－13.6eV)＝13.6eV(3)若吸收能量足夠大，克服電離能后，獲得自由的電子還具有動(dòng)能．【例1】(多選)(2022·福建泉州市質(zhì)監(jiān))根據(jù)玻爾的原子理論，下列說(shuō)法正確的是()A．氫原子的核外電子在能級(jí)越高的軌道，電子的動(dòng)能越大B．氫原子的核外電子在能級(jí)越高的軌道，原子的能量越高C．一群氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，向低能級(jí)躍遷時(shí)最多可輻射出6種頻率的光D．能級(jí)為E1的氫原子，吸收能量為E的光子后被電離，則電離時(shí)電子的動(dòng)能為E－E1【答案】BC【解析】根據(jù)keq\f(e2,r2)＝meq\f(v2,r)可知，氫原子的核外電子在能級(jí)越高的軌道，速度越小，則電子的動(dòng)能越小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；氫原子的核外電子在能級(jí)越高的軌道，原子的能量越高，選項(xiàng)B正確；一群氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，向低能級(jí)躍遷時(shí)最多可輻射出Ceq\o\al(2,4)＝6種頻率的光，選項(xiàng)C正確；能級(jí)為E1的氫原子，吸收能量為E的光子后被電離，則電離時(shí)電子的動(dòng)能為E＋E1，選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！纠?】（2023·山西陽(yáng)泉·統(tǒng)考三模）氫原子的能級(jí)圖如圖所示，欲使處于能級(jí)的大量的氫原子向低能級(jí)躍遷，發(fā)出頻率不同的大量的光子，然后用這些光子照射下表中的幾種金屬，則能發(fā)生光電效應(yīng)的金屬有幾種（

）

金屬銫鈣鎂鈦逸出功1.902.703.704.14A．1種 B．2種 C．3種 D．4種【答案】D【詳解】氫原子由能級(jí)躍遷到能級(jí)時(shí)輻射的光子能量最大，即該光子能量比四種金屬的逸出功都大，照射這些金屬時(shí)都能發(fā)生光電效應(yīng)。故選D?！纠?】．（2023·安徽·模擬預(yù)測(cè)）已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為，激發(fā)態(tài)的能量，其中。用氫原子從能級(jí)躍遷到基態(tài)輻射的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動(dòng)能為。則鋅的逸出功為（）A． B． C． D．【答案】A【詳解】根據(jù)題意可知從能級(jí)躍遷到基態(tài)輻射的光照射鋅板，輻射出光子的能量為由于電子逸出鋅板表面的最大初動(dòng)能為，由光電效應(yīng)方程有解得故選A?！纠?】．（2023·海南省直轄縣級(jí)單位·嘉積中學(xué)?？寄M預(yù)測(cè)）如圖所示為氫原子能級(jí)的示意圖，根據(jù)玻爾理論，下列說(shuō)法正確的是（）

A．處于基態(tài)的氫原子，吸收能量后不能發(fā)生電離B．處于能級(jí)的大量氫原子，向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是4到1能級(jí)C．一個(gè)氫原子從能級(jí)躍遷放出的光子可能使逸出功為金屬發(fā)生光電效應(yīng)D．用動(dòng)能為的電子射向一群處于基態(tài)的氫原子，原子不能躍遷到的能級(jí)【答案】C【詳解】A．處于基態(tài)的氫原子，吸收能量后可以發(fā)生電離，剩余的能量變?yōu)楣怆娮拥某鮿?dòng)能，A錯(cuò)誤；B．處于能級(jí)的大量氫原子，向低能級(jí)躍遷時(shí)，能輻射出可以輻射出6種不同頻率的光子，由可知，從4到1能級(jí)產(chǎn)生的光能量最大，波長(zhǎng)最短，B錯(cuò)誤；C．由能級(jí)躍遷關(guān)系可知，若從能級(jí)躍遷至能級(jí)放出的光子為若從能級(jí)躍遷至能級(jí)放出的光子為由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程因?yàn)樗?，一個(gè)氫原子從能級(jí)躍遷放出的光子可能使逸出功為12.0eV金屬發(fā)生光電效應(yīng)，C正確；D．由題意，因?yàn)橛秒娮尤ヅ鲎矚湓訒r(shí)，只要入射電子的動(dòng)能大于或等于基態(tài)和某個(gè)激發(fā)態(tài)能量之差，就能使氫原子躍遷，所以D錯(cuò)誤。故選C?！纠?】．（2023·江蘇·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）玻爾原子理論描述的氫原子的電子軌道示意圖如圖所示，E1、E2、E3分別表示電子處于軌道1、2、3時(shí)原子具有的能量，Ek1、Ek2、Ek3分別表示電子處于軌道1、2、3時(shí)具有的動(dòng)能，則（）

A．E1>E2>E3 B．Ek3>Ek2>Ek1C． D．【答案】C【詳解】AC．根據(jù)玻爾原子模型，軌道量子數(shù)越大，且E1為負(fù)值，能級(jí)越高，能極差越小，即故A錯(cuò)誤，C正確；BD．根據(jù)正負(fù)電荷間的作用力提供洛倫茲力，有所以可知，軌道半徑越小動(dòng)能越大，差值越小，即故BD錯(cuò)誤。故選C?！纠?】．（2023·山東濰坊·統(tǒng)考三模）根據(jù)玻爾的氫原子結(jié)構(gòu)模型，氫原子處于基態(tài)時(shí)的能量值為，處于能級(jí)時(shí)的能量值為，。氫原子由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)產(chǎn)生各種譜線系，其中由高能級(jí)向能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的光譜線屬于巴爾末線系，普朗克常量為，真空中的光速為，則巴爾末系中光譜線的最大波長(zhǎng)為（）A． B． C． D．【答案】D【詳解】從能級(jí)向能級(jí)躍遷時(shí)，產(chǎn)生的巴爾末線系光譜線頻率最小，波長(zhǎng)最大，則有解得巴爾末系中光譜線的最大波長(zhǎng)為故選D?！纠?】．（2023·遼寧葫蘆島·統(tǒng)考二模）氫原子能級(jí)圖如圖，，，假設(shè)氫原子從n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)和n=2能級(jí)發(fā)出的光的波長(zhǎng)和頻率分別為λ1、λ2和ν1、ν2，氫原子從n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)發(fā)出的光的波長(zhǎng)和頻率分別為λ3和ν3，下列關(guān)系正確的是（）

A． B．C． D．【答案】A【詳解】AB．根據(jù)題意，有所以即故A正確，B錯(cuò)誤；CD．根據(jù)可得，所以故CD錯(cuò)誤。故選A?！纠?】(多選)如圖所示，能級(jí)間的躍遷產(chǎn)生不連續(xù)的譜線，從不同能級(jí)躍遷到某一特定能級(jí)就形成一個(gè)線系，比如：巴耳末系就是氫原子從n＝3,4,5…能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)輻射出的光譜，其波長(zhǎng)λ遵循以下規(guī)律：eq\f(1,λ)＝R(eq\f(1,22)－eq\f(1,n2))，下列說(shuō)法正確的是()A．公式中n只能取整數(shù)值，故氫光譜是線狀譜B．氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)，該氫原子放出光子，其核外電子的動(dòng)能增大C．氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)輻射出的光子，在巴耳末系中波長(zhǎng)最短D．用能量為14.0eV的光子去照射一群處于基態(tài)的氫原子，受照射后，氫原子能躍遷到n＝4的能級(jí)【答案】AB【解析】根據(jù)玻爾理論可知，公式中n只能取整數(shù)值，故氫光譜是線狀譜，A正確；氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)，該氫原子放出光子，其核外電子的軌道半徑減小，由牛頓第二定律可得keq\f(e2,r2)＝meq\f(v2,r)，即Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(ke2,2r)，故電子動(dòng)能增大，B正確；根據(jù)玻爾理論可知ΔE＝hν＝heq\f(c,λ)，氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)輻射出的光子，在巴耳末系中光子的能量值最小，則波長(zhǎng)最長(zhǎng)，C錯(cuò)誤；由于光子的能量滿足14.0eV>13.6eV，故該光子能使基態(tài)氫原子電離，不會(huì)躍遷到n＝4能級(jí)，D錯(cuò)誤．【例9】(多選)(2022·山西高三二模)如圖為某原子的能級(jí)及核外電子在兩能級(jí)間躍遷時(shí)輻射光子波長(zhǎng)的示意圖，設(shè)原子處于n＝1、2、3、4的能級(jí)時(shí)，對(duì)應(yīng)原子的能量為E1、E2、E3、E4，則下列說(shuō)法正確的是()A．該原子吸收波長(zhǎng)為97nm的光子后，可能從E2躍遷到E4B．E3－E2＝eq\f(1,2)(E2－E1)C．用動(dòng)能等于122nm光子能量的電子撞擊原子，原子可能從E2躍遷到E3D．原子從n＝3躍遷到n＝1時(shí)，釋放光子的波長(zhǎng)為eq\f(122×656,122＋656)nm【答案】CD【解析】由題圖可知，原子吸收波長(zhǎng)為97nm的光子后，從E1躍遷到E4，故A錯(cuò)誤；由題意可知E3－E2＝heq\f(c,λ1)＝eq\f(hc,656nm)同理可知E2－E1＝heq\f(c,λ2)＝eq\f(hc,122nm)，則eq\f(E3－E2,E2－E1)＝eq\f(12