選擇題01-《原子物理》(解析版)

第頁(yè)選擇題01《原子物理》【命題導(dǎo)航】命題點(diǎn)一光的波粒二象性和物質(zhì)波命題點(diǎn)二光電效應(yīng)電路和光電效應(yīng)方程的應(yīng)用命題點(diǎn)三光電效應(yīng)圖象命題點(diǎn)四玻爾理論和能級(jí)躍遷命題點(diǎn)五核反應(yīng)及核反應(yīng)類型命題點(diǎn)六質(zhì)量虧損及核能的計(jì)算命題點(diǎn)七原子核的衰變及半衰期【高考解碼】命題點(diǎn)一光的波粒二象性和物質(zhì)波1．（單選）（2020·河南新鄉(xiāng)模擬）“新冠肺炎”期間，很多地方用紅外線熱像儀監(jiān)測(cè)人的體溫，只要被測(cè)者從儀器前走過(guò)，便可知道他的體溫是多少，關(guān)于其中原理，下列說(shuō)法正確的是（）A．人的體溫會(huì)影響周圍空氣溫度，儀器通過(guò)測(cè)量空氣溫度便可知道人的體溫B．儀器發(fā)出的紅外線遇人反射，反射情況與被測(cè)者的溫度有關(guān)C．被測(cè)者輻射紅外線，溫度高輻射強(qiáng)且最大強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)短D．被測(cè)者輻射紅外線，溫度高輻射強(qiáng)且最大強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)長(zhǎng)【答案】C【解析】根據(jù)輻射規(guī)律可知，隨著溫度的升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加；隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)．人的體溫的高低，直接決定了這個(gè)人輻射的紅外線的頻率和強(qiáng)度，通過(guò)監(jiān)測(cè)被測(cè)者輻射的紅外線的情況就可知道這個(gè)人的體溫，C正確．2．（多選）（2020·南平市檢測(cè)）熱輻射是指所有物體在一定的溫度下都要向外輻射電磁波的現(xiàn)象，輻射強(qiáng)度是指垂直于電磁波傳播方向上的單位面積上單位時(shí)間內(nèi)所接收到的輻射能量。在研究某一黑體熱輻射時(shí)，得到了四種溫度下黑體熱輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系如圖所示。圖中橫軸λ表示電磁波的波長(zhǎng)，縱軸表示某種波長(zhǎng)電磁波的輻射強(qiáng)度，則由輻射強(qiáng)度圖線可知，同一黑體在不同溫度下（）A．向外輻射同一波長(zhǎng)的電磁波的輻射強(qiáng)度相同 B．輻射強(qiáng)度的極大值隨溫度升高而向短波方向移動(dòng)C．向外輻射的電磁波的總能量隨溫度升高而減小 D．向外輻射的電磁波的波長(zhǎng)范圍是相同的【答案】BD【解析】從圖中可以看出，溫度越高，向外輻射同一波長(zhǎng)的電磁波的輻射強(qiáng)度越大，故A錯(cuò)誤；從圖中可以看出，輻射強(qiáng)度的極大值隨溫度升高而向短波方向移動(dòng)，故B正確；從圖中可以看出，輻射的各個(gè)波長(zhǎng)的部分的輻射強(qiáng)度均變大，故向外輻射的電磁波的總能量隨溫度升高而增強(qiáng)，故C錯(cuò)誤；從圖中可以看出，黑體可以輻射出任何頻率的電磁波，故向外輻射的電磁波的波長(zhǎng)范圍是相同的，故D正確。故選B、D。3．（多選）關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性，下列說(shuō)法正確的是（）A．光的波長(zhǎng)越短，光子的能量越大，光的粒子性越明顯B．不僅光子具有波粒二象性，一切運(yùn)動(dòng)的微粒都具有波粒二象性C．光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性D．實(shí)物的運(yùn)動(dòng)有特定的軌道，所以實(shí)物不具有波粒二象性【答案】：ABC【解析】：據(jù)ν＝eq\f(c,λ)可知光的波長(zhǎng)越短則頻率越大，據(jù)E＝hν可知光能量越大，A正確；波粒二象性是微觀世界特有的規(guī)律，一切運(yùn)動(dòng)的微粒都具有波粒二象性，B正確；光電效應(yīng)現(xiàn)象說(shuō)明光具有粒子性，C正確；由德布羅意理論知，宏觀物體的德布羅意波的波長(zhǎng)太小，實(shí)際很難觀察到波動(dòng)性，但仍具有波粒二象性，D錯(cuò)誤．4．（單選）（2017·北京卷）2017年年初，我國(guó)研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長(zhǎng)在100nm（1nm=10–9m）附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強(qiáng)的極紫外激光脈沖。大連光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮重要作用。一個(gè)處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個(gè)分子，但又不會(huì)把分子打碎。據(jù)此判斷，能夠電離一個(gè)分子的能量約為（取普朗克常量h=6.6×10–34J·s，真空光速c=3×108m/s）（）A．10–21JB．10–18JC．10–15JD．10–12J【答案】B【解析】一個(gè)處于極紫外波段的光子的能量約為，由題意可知，光子的能量應(yīng)比電離一個(gè)分子的能量稍大，因此數(shù)量級(jí)應(yīng)相同，故選B。5．（多選）下表列出了幾種不同物體在某種速度下的德布羅意波長(zhǎng)和頻率為1MHz的無(wú)線電波的波長(zhǎng)，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知（）質(zhì)量/kg速度/（m·s－1）波長(zhǎng)/m彈子球2.0×10－21.0×10－23.3×10－30電子（100eV）9.1×10－315.0×1061.5×10－10無(wú)線電波（1MHz）3.0×1083.0×102A．要檢測(cè)彈子球的波動(dòng)性幾乎不可能 B．無(wú)線電波通常只能表現(xiàn)出波動(dòng)性C．電子照射到金屬晶體上能觀察到它的波動(dòng)性 D．只有可見(jiàn)光才有波粒二象性【答案】ABC【解析】彈子球的波長(zhǎng)相對(duì)太小，所以檢測(cè)其波動(dòng)性幾乎不可能，A正確；無(wú)線電波波長(zhǎng)較長(zhǎng)，所以通常表現(xiàn)為波動(dòng)性，B正確；電子波長(zhǎng)與金屬晶體原子尺度差不多，所以能利用金屬晶體觀察電子的波動(dòng)性，C正確；由物質(zhì)波理論知，D錯(cuò)誤．命題點(diǎn)二光電效應(yīng)電路和光電效應(yīng)方程的應(yīng)用1．（單選）（2018年全國(guó)II卷）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1.28×10-19J。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．8×1014Hz C．2×1015Hz D．8×1015Hz【答案】B【解析】知道光電效應(yīng)方程Ek=hν由光電效應(yīng)方程式得：Ek得：W0剛好發(fā)生光電效應(yīng)的臨界頻率為ν0則W0代入數(shù)據(jù)可得：ν0=8×10142．（多選）（2017·新課標(biāo)Ⅲ卷）在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，分別用頻率為νa、νb的單色光a、b照射到同種金屬上，測(cè)得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub、光電子的最大初動(dòng)能分別為Eka和Ekb。h為普朗克常量。下列說(shuō)法正確的是（）A．若νa>νb，則一定有Ua<Ub B．若νa>νb，則一定有Eka>EkbC．若Ua<Ub，則一定有Eka<Ekb D．若νa>νb，則一定有hνa–Eka>hνb–Ekb【答案】BC【解析】由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，又由動(dòng)能定理有，當(dāng)時(shí)，，，A錯(cuò)誤，B正確；若，則有，C正確；同種金屬的逸出功不變，則不變，D錯(cuò)誤。3．（單選）如圖，實(shí)驗(yàn)中分別用波長(zhǎng)為λ1、λ2的單色光照射光電管的陰極K，測(cè)得相應(yīng)的遏止電壓分別為U1和U2，設(shè)電子的質(zhì)量為m，帶電荷量為e，真空中的光速為c，下列說(shuō)法正確的是（）A．若λ1>λ2，則U1>U2 B．根據(jù)題述條件無(wú)法算出陰極K金屬的極限頻率C．用λ1照射時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為eU1 D．入射光的波長(zhǎng)與光電子的最大初動(dòng)能成正比【答案】C【解析】根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，有：eq\f(hc,λ)－W0＝Ekm＝eUc，因此若λ1＞λ2，則U1＜U2，故A錯(cuò)誤；根據(jù)eq\f(hc,λ1)－W0＝eU1；eq\f(hc,λ2)－W0＝eU2，其中的W0＝hνc，三式聯(lián)立可求解h和νc，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；用λ1照射時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為eU1，選項(xiàng)C正確；根據(jù)eq\f(hc,λ)－W0＝Ekm可知入射光的波長(zhǎng)與光電子的最大初動(dòng)能不成正比，故D錯(cuò)誤.4．（單選）如圖，在研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，保持P的位置不變，用單色光a照射陰極K，電流計(jì)G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；改用另一頻率的單色光b照射K，電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么（）A．增加a的強(qiáng)度一定能使電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) B．用b照射時(shí)通過(guò)電流計(jì)的電流由d到cC．只增加b的強(qiáng)度一定能使通過(guò)電流計(jì)的電流增大 D．a(chǎn)的波長(zhǎng)一定小于b的波長(zhǎng)【答案】C【解析】用單色光a照射陰極K，電流計(jì)G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明a光的頻率小于陰極K的截止頻率，增加a的強(qiáng)度也無(wú)法使電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，A錯(cuò)誤；電子運(yùn)動(dòng)方向從d到c，電流方向從c到d，B錯(cuò)誤；只增加b的強(qiáng)度可以使光電流增大，使通過(guò)電流計(jì)的電流增大，C正確；b光能使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)，b光的頻率大于陰極K的截止頻率也就大于a光的頻率，b的波長(zhǎng)一定小于a的波長(zhǎng)，D錯(cuò)誤.5．（單選）（2019·山東泰安檢測(cè)）如圖所示是光電管的原理圖，已知當(dāng)有波長(zhǎng)為λ0的光照到陰極K上時(shí)，電路中有光電流，則（）A．若增加電路中電源電壓，電路中光電流一定增大B．若將電源極性反接，電路中一定沒(méi)有光電流產(chǎn)生C．若換用波長(zhǎng)為λ1（λ1>λ0）的光照射陰極K時(shí)，電路中一定沒(méi)有光電流D．若換用波長(zhǎng)為λ2（λ2<λ0）的光照射陰極K時(shí)，電路中一定有光電流【答案】：D【解析】：光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，當(dāng)光越強(qiáng)時(shí)，光電子數(shù)目會(huì)增多，初始時(shí)電壓增加光電流可能會(huì)增加，當(dāng)達(dá)到飽和光電流后，再增大電壓，光電流不會(huì)增大，故A錯(cuò)誤；將電路中電源的極性反接，電子受到電場(chǎng)阻力，到達(dá)A極的數(shù)目會(huì)減小，則電路中電流會(huì)減小，甚至沒(méi)有電流，故B錯(cuò)誤；波長(zhǎng)為λ1（λ1>λ0）的光的頻率有可能大于極限頻率，電路中可能有光電流，故C錯(cuò)誤；波長(zhǎng)為λ2（λ2<λ0）的光的頻率一定大于極限頻率，電路中一定有光電流，故D正確．命題點(diǎn)三光電效應(yīng)圖象1．（單選）如圖所示為用某金屬研究光電效應(yīng)規(guī)律得到的光電流隨電壓變化關(guān)系的圖象，用單色光1和單色光2分別照射該金屬時(shí)，逸出的光電子的最大初動(dòng)能分別為Ek1和Ek2，普朗克常量為h，則下列說(shuō)法正確的是（）A．Ek1>Ek2 B．單色光1的頻率比單色光2的頻率高C．增大單色光1的強(qiáng)度，其遏止電壓會(huì)增大 D．單色光1和單色光2的頻率之差為eq\f(Ek1－Ek2,h)【答案】：D【解析】：由于Ek1＝e|Uc1|，Ek2＝e|Uc2|，所以Ek1<Ek2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由Ek＝hν－W0可知，單色光1的頻率比單色光2的頻率低，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；只增大照射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能不變，因此遏止電壓不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；Ek1＝hν1－W0，Ek2＝hν2－W0，得ν1－ν2＝eq\f(Ek1－Ek2,h)，選項(xiàng)D正確．2．（單選）用如圖甲所示的電路研究光電效應(yīng)中光電流與照射光的強(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(duì)調(diào)，分別用a、b、c三束單色光照射，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，且a光更弱些，b光頻率最大B．單色光a和c的頻率相同，且a光更強(qiáng)些，b光頻率最大C．單色光a和c的頻率相同，且a光更弱些，b光頻率最小D．單色光a和c的頻率不同，且a光更強(qiáng)些，b光頻率最小【答案】B【解析】a、c兩單色光照射后遏止電壓相同，根據(jù)Ekm＝eUc，可知產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能相等，則a、c兩單色光的頻率相等，光子能量相等，由于a光的飽和光電流較大，則a光的強(qiáng)度較大，單色光b照射后遏止電壓較大，根據(jù)Ekm＝eUc，可知b光照射后產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能較大，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0得，b光的頻率大于a光的頻率，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確.3．（單選）用如圖甲所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象.用頻率為ν的光照射光電管時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng).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Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖象，圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為（a,0），與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為（0，－b），下列說(shuō)法中正確的是（）A．普朗克常量為h＝eq\f(b,a)B．僅增加照射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能將增大C．保持照射光強(qiáng)度不變，僅提高照射光頻率，電流表G的示數(shù)保持不變D．保持照射光強(qiáng)度不變，僅提高照射光頻率，電流表G的示數(shù)增大【答案】A【解析】根據(jù)Ekm＝hν－W0可得，圖線縱截距的絕對(duì)值等于金屬的逸出功，即等于b.當(dāng)最大初動(dòng)能為零時(shí)，入射光的頻率等于截止頻率，所以金屬的截止頻率為a，那么普朗克常量為h＝eq\f(b,a)，故A正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，光電子的最大初動(dòng)能與照射光的頻率有關(guān)，與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；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G的示數(shù)會(huì)減小，故C、D錯(cuò)誤.4．（單選）金屬在光的照射下產(chǎn)生光電效應(yīng)，其遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖象如圖所示.則由圖象可知（）A．入射光頻率越大，該金屬的逸出功越大 B．入射光的頻率越大，則遏止電壓越大（ν>ν0）C．由圖可求出普朗克常量h＝eq\f(U,ν0) D．光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比【答案】B【解析】當(dāng)遏止電壓為零時(shí)，最大初動(dòng)能為零，則入射光的能量等于逸出功，所以W0＝hν0，逸出功與入射光頻率無(wú)關(guān)，是由金屬材料決定的，故A錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0和eUc＝Ekm得：Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)，當(dāng)入射光的頻率大于等于極限頻率時(shí)，入射光的頻率越大，則遏止電壓越大，故B正確；由Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)，知圖線的斜率等于eq\f(h,e)，由題圖可以得出斜率的大小，則普朗克常量為h＝eq\f(eU,ν0)，故C錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，得光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成線性關(guān)系，不是成正比，故D錯(cuò)誤.5．（多選）如圖所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖線，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，由圖可知（）A．該金屬的極限頻率為4.27×1014Hz B．該金屬的極限頻率為5.5×1014HzC．該圖線的斜率表示普朗克常量 D．該金屬的逸出功為0.5eV【答案】：AC【解析】：由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0知圖線與橫軸交點(diǎn)為金屬的極限頻率，即νc＝4.27×1014Hz，A正確，B錯(cuò)誤；由Ek＝hν－W0可知，該圖線的斜率為普朗克常量，C正確；金屬的逸出功W0＝hνc＝eq\f(6.63×10－34×4.27×1014,1.6×10－19)eV≈1.8eV，D錯(cuò)誤．命題點(diǎn)四玻爾理論和能級(jí)躍遷1．（單選）（2016·北京理綜·13）處于n＝3能級(jí)的大量氫原子，向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射光的頻率有（）A．1種 B．2種 C．3種 D．4種【答案】C【解析】處于能級(jí)為n的大量氫原子向低能級(jí)躍遷能輻射光的種類為Ceq\o\al(2,n)，所以處于n＝3能級(jí)的大量氫原子向低能級(jí)躍遷，輻射光的頻率有Ceq\o\al(2,3)＝3種，故C項(xiàng)正確。2．（多選）如圖，一群處于n＝5能級(jí)的氫原子在向n＝1的能級(jí)躍遷的過(guò)程中（）A．放出4種頻率不同的光子B．放出10種頻率不同的光子C．放出的光子的最大能量為13.06eV，最小能量為0.66eVD．放出的光子有的能使逸出功為13eV的金屬發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象【答案】BD【解析】一群處于n＝5能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，共產(chǎn)生Ceq\o\al(2,5)＝eq\f(5×4,2)＝10種頻率不同的光子，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；根據(jù)玻爾理論知能級(jí)差越大，躍遷時(shí)放出的光子能量越大，故ΔEmax＝E5－E1＝－0.54eV－（－13.6eV）＝13.06eV，ΔEmin＝E5－E4＝－0.54eV－（－0.85eV）＝0.31eV，C項(xiàng)錯(cuò)誤；因ΔEmax＝13.06eV>13eV，故有的光子的能量大于逸出功可以使逸出功為13eV的金屬發(fā)出光電效應(yīng)，D項(xiàng)正確.3．（單選）（2019·新課標(biāo)全國(guó)Ⅰ卷）氫原子能級(jí)示意圖如圖所示。光子能量在1.63eV~3.10eV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（）A．12.09eV B．10.20eV C．1.89eV D．1.5leV【答案】A【解析】由題意可知，基態(tài)（n=1）氫原子被激發(fā)后，至少被激發(fā)到n=3能級(jí)后，躍遷才可能產(chǎn)生能量在1.63eV~3.10eV的可見(jiàn)光。故。故本題選A。4．（多選）如圖所示是玻爾為解釋氫原子光譜畫(huà)出的氫原子能級(jí)示意圖.大量處于n＝3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷放出若干頻率的光子，設(shè)普朗克常量為h，下列說(shuō)法正確的是（）A．能產(chǎn)生3種不同頻率的光子B．產(chǎn)生的光子的最大頻率為eq\f(E3－E1,h)C．當(dāng)氫原子從能級(jí)n＝2躍遷到n＝1時(shí)，氫原子的能量變大D．若氫原子從能級(jí)n＝2躍遷到n＝1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)n＝3躍遷到n＝1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E3－E2【答案】ABD【解析】根據(jù)Ceq\o\al(2,n)可得從n＝3能級(jí)向低能級(jí)躍遷能產(chǎn)生Ceq\o\al(2,3)＝3種不同頻率的光子，A正確；產(chǎn)生的光子有最大能量的是從n＝3能級(jí)向n＝1能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，根據(jù)公式hν＝E3－E1，解得ν＝eq\f(E3－E1,h)，B正確；從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，釋放光子，氫原子能量變小，C錯(cuò)誤；若氫原子從能級(jí)n＝2躍遷到n＝1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)n＝3躍遷到n＝1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Ekm＝hν－W0＝（E3－E1）－（E2－E1）＝E3－E2，故D正確.5．（單選）氫原子能級(jí)圖如圖所示，當(dāng)氫原子從n＝3的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)為656nm，下列判斷正確的是（）A．氫原子從n＝2的能級(jí)躍遷到n＝1的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)大于656nmB．當(dāng)氫原子從n＝4的能級(jí)躍遷到n＝2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n＝4的能級(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n＝4能級(jí)的氫原子，可以使氫原子電離【答案】D【解析】氫原子從n＝2的能級(jí)躍遷到n＝1的能級(jí)時(shí)，輻射光的能量大于氫原子從n＝3的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)輻射光的能量，根據(jù)E＝eq\f(hc,λ)可知，氫原子從n＝2的能級(jí)躍遷到n＝1的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)一定小于656nm，故A錯(cuò)誤；從n＝4的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)輻射出的光子能量為2.55eV，大于金屬鉀的逸出功，能使鉀發(fā)生光電效應(yīng)，故B錯(cuò)誤；一個(gè)處于n＝4的能級(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n＝4能級(jí)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.命題點(diǎn)五核反應(yīng)及核反應(yīng)類型1．（多選）（2020·新課標(biāo)Ⅰ）下列核反應(yīng)方程中，X1，X2，X3，X4代表α粒子的有（）A． B．C． D．【答案】BD【解析】α粒子為氦原子核He，根據(jù)核反應(yīng)方程遵守電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，A選項(xiàng)中的X1為He，B選項(xiàng)中的X2為He，C選項(xiàng)中的X3為中子n，D選項(xiàng)中的X4為He。故選BD。2．（多選）（2020·新課標(biāo)Ⅲ）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：。X會(huì)衰變成原子核Y，衰變方程為，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)比的電荷數(shù)多2 D．X的質(zhì)量數(shù)與的質(zhì)量數(shù)相等【答案】AC【解析】設(shè)和的質(zhì)子數(shù)分別為和，質(zhì)量數(shù)分別為和，則反應(yīng)方程為，根據(jù)反應(yīng)方程質(zhì)子數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，解得，，解得，，，即的質(zhì)量數(shù)與的質(zhì)量數(shù)相等，電荷數(shù)比的電荷數(shù)多2，電荷數(shù)比的質(zhì)量數(shù)多3，AC正確，BD錯(cuò)誤。故選AC。3．（單選）（2020·山東卷）氚核發(fā)生β衰變成為氦核。假設(shè)含氚材料中發(fā)生β衰變產(chǎn)生的電子可以全部定向移動(dòng)，在3.2104s時(shí)間內(nèi)形成的平均電流為5.010-8A。已知電子電荷量為1.610-19C，在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)生β衰變的氚核的個(gè)數(shù)為（）A． B． C． D．【答案】B【解析】根據(jù)，可得產(chǎn)生的電子數(shù)為個(gè)，因在β衰變中，一個(gè)氚核產(chǎn)生一個(gè)電子，可知氚核的個(gè)數(shù)為1.0×1016個(gè)。故選B。4．（單選）（2017·天津卷）我國(guó)自主研發(fā)制造的國(guó)際熱核聚變核心部件在國(guó)際上率先通過(guò)權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證，這是我國(guó)對(duì)國(guó)際熱核聚變項(xiàng)目的重大貢獻(xiàn)。下列核反應(yīng)方程中屬于聚變反應(yīng)的是（）A． B．C． D．【答案】A【解析】是一個(gè)氘核與一個(gè)氚核結(jié)合成一個(gè)氦核，同時(shí)放出一個(gè)中子，屬于聚變反應(yīng)，故A正確；是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)，他用α粒子轟擊氮原子核，產(chǎn)生氧的同位素——氧17和一個(gè)質(zhì)子，是人類第一次實(shí)現(xiàn)的原子核的人工轉(zhuǎn)變，屬于人工核反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；是小居里夫婦用α粒子轟擊鋁片時(shí)發(fā)現(xiàn)了放射性磷（磷30），屬于人工核反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；是一種典型的鈾核裂變，屬于裂變反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。5．（單選）（2017·新課標(biāo)Ⅱ卷）一靜止的鈾核放出一個(gè)粒子衰變成釷核，衰變方程為。下列說(shuō)法正確的是（）A．衰變后釷核的動(dòng)能等于粒子的動(dòng)能B．衰變后釷核的動(dòng)量大小等于粒子的動(dòng)量大小C．鈾核的半衰期等于其放出一個(gè)粒子所經(jīng)歷的時(shí)間D．衰變后粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量【答案】B【解析】根據(jù)動(dòng)量守恒定律可知，生成的釷核的動(dòng)量與粒子的動(dòng)量等大反向，選項(xiàng)B正確；根據(jù)可知，衰變后釷核的動(dòng)能小于粒子的動(dòng)能，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；鈾核的半衰期等于一半數(shù)量的鈾核衰變需要的時(shí)間，而放出一個(gè)粒子所經(jīng)歷的時(shí)間是一個(gè)原子核衰變的時(shí)間，故兩者不等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于該反應(yīng)放出能量，由質(zhì)能方程可知，衰變后粒子與釷核的質(zhì)量之和小于衰變前鈾核的質(zhì)量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選B。命題點(diǎn)六質(zhì)量虧損及核能的計(jì)算1．（單選）（2020·新課標(biāo)Ⅱ）氘核可通過(guò)一系列聚變反應(yīng)釋放能量，其總效果可用反應(yīng)式表示。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．100kg C．400kg D．1000kg【答案】C【解析】氘核可通過(guò)一系列聚變反應(yīng)釋放能量，其總效果可用反應(yīng)式則平均每個(gè)氘核聚變釋放的能量為1kg海水中含有的氘核約為1.0×1022個(gè)，可以放出的總能量為由可得，要釋放的相同的熱量，需要燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒的質(zhì)量2．（多選）（2020·浙江卷）太陽(yáng)輻射的總功率約為，其輻射的能量來(lái)自于聚變反應(yīng)。在聚變反應(yīng)中，一個(gè)質(zhì)量為（c為真空中的光速）的氘核（）和一個(gè)質(zhì)量為的氚核（）結(jié)合為一個(gè)質(zhì)量為的氦核（），并放出一個(gè)X粒子，同時(shí)釋放大約的能量。下列說(shuō)法正確的是（）A．X粒子是質(zhì)子B．X粒子的質(zhì)量為C．太陽(yáng)每秒因?yàn)檩椛鋼p失的質(zhì)量約為D．太陽(yáng)每秒因?yàn)檩椛鋼p失的質(zhì)量約為【答案】BC【解析】由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為0，則X為中子，A錯(cuò)誤；根據(jù)能量關(guān)系可知，解得，B正確；太陽(yáng)每秒放出的能量，損失的質(zhì)量，C正確；因?yàn)?，則太陽(yáng)每秒因?yàn)檩椛鋼p失的質(zhì)量為，D錯(cuò)誤。故選BC。3．（單選）（2019·新課標(biāo)全國(guó)Ⅱ卷）太陽(yáng)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，已知和的質(zhì)量分別為和，1u=931MeV/c2，c為光速。在4個(gè)轉(zhuǎn)變成1個(gè)的過(guò)程中，釋放的能量約為（）A．8MeV B．16MeV C．26MeV D．52MeV【答案】C【解析】由知，=，忽略電子質(zhì)量，則：，故C選項(xiàng)符合題意；4．（多選）（2019·浙江選考）一個(gè)鈹原子核（）俘獲一個(gè)核外電子（通常是最靠近原子核的K殼層的電子）后發(fā)生衰變，生成一個(gè)鋰核（），并放出一個(gè)不帶電的質(zhì)量接近零的中微子νe，人們把這種衰變稱為“K俘獲”。靜止的鈹核發(fā)生零“K俘獲”，其核反應(yīng)方程為已知鈹原子的質(zhì)量為MBe=7.016929u，鋰原子的質(zhì)量為MLi=7.016004u，1u相當(dāng)于9.31×102MeV。下列說(shuō)法正確的是（）A．中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均為零B．鋰核（）獲得的動(dòng)能約為0.86MeVC．中微子與鋰核（）的動(dòng)量之和等于反應(yīng)前電子的動(dòng)量D．中微子與鋰核（）的能量之和等于反應(yīng)前電子的能量【答案】AC【解析】反應(yīng)方程為，根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均為零，A正確；根據(jù)質(zhì)能方程，質(zhì)量減少，為釋放的核能，不是鋰核獲得的動(dòng)能，B錯(cuò)誤；衰變過(guò)程中內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，故反應(yīng)前后動(dòng)量守恒，故中微子與鋰核（）的動(dòng)量之和等于反應(yīng)前電子的動(dòng)量，C正確；由于反應(yīng)過(guò)程中存在質(zhì)量虧損，所以中微子與鋰核（）的能量之和小于反應(yīng)前電子的能量，D錯(cuò)誤。5．（單選）（2017·新課標(biāo)Ⅰ卷）大科學(xué)工程“人造太陽(yáng)”主要是將氘核聚變反應(yīng)釋放的能量用來(lái)發(fā)電。氘核聚變反應(yīng)方程是。已知的質(zhì)量為2.0136u，的質(zhì)量為3.0150u，的質(zhì)量為1.0087u，1u=931MeV/c2。氘核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為（）A．3.7MeVB．3.3MeVC．2.7MeVD．0.93MeV【答案】B【解析】根據(jù)質(zhì)能方程，釋放的核能，，則，故B正確，ACD錯(cuò)誤。命題點(diǎn)七原子核的衰變及半衰期1．（單選）（2018年江蘇卷）已知A和B兩種放射性元素的半衰期分別為T(mén)和2T，則相同質(zhì)量的A和B經(jīng)過(guò)2T后，剩有的A和B質(zhì)量之比為（）A．1:4 B．1:2 C．2:1 D．4:1【答案】B【解析】根據(jù)半衰期公式，經(jīng)過(guò)2T，A剩有的質(zhì)量為,B剩有的質(zhì)量為,故mA:mB=1:2，選項(xiàng)B正確。2．（單選）（2016·浙江自選）以下說(shuō)法正確的是（）A．氫原子的能量是量子化的 B．在核反應(yīng)過(guò)程中，質(zhì)子數(shù)守恒C．半衰期越大，原子核衰變?cè)娇? D．如果一個(gè)系統(tǒng)不受外力，系統(tǒng)的總動(dòng)量一定為零【答案】A【解析】根據(jù)玻爾原子理論，氫原子的能量是量子化的，A項(xiàng)正確；核反應(yīng)中電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，質(zhì)子數(shù)不一定守恒，B項(xiàng)錯(cuò)誤；半衰