高考物理通用版二輪復習講義：第二部分 第一板塊 第6講 “活學巧記”應對點散面廣的原子物理學 Word版含解析

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1、 第6講 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 考法 學法 原子物理學部分知識點較多，需要學生強化對知識的理解和記憶。在高考試卷中，對原子物理學的考查一般是一個選擇題，難度不大。考查熱點主要有：①光電效應、波粒二象性；②原子結構、氫原子能級躍遷；③原子核的衰變規(guī)律、α、β、γ三種射線的特點及應用；④核反應方程的書寫、質量虧損和核能的計算。由于本講內容瑣碎，考查點多，因此復習時應抓住主干知識，梳理出關鍵點，進行理解性記憶。 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ [知能全通]————————————

2、———————————————————— 1．愛因斯坦光電效應方程 Ek＝hν－W0 2．光電效應的兩個圖像 (1)光電子的最大初動能隨入射光頻率變化而變化的圖像如圖所示。 依據(jù)Ek＝hν－W0＝hν－h(huán)ν0可知：當Ek＝0時，ν＝ν0，即圖線在橫軸上的截距在數(shù)值上等于金屬的極限頻率。 斜率k＝h——普朗克常量。 圖線在縱軸上的截距的絕對值等于金屬的逸出功：W0＝hν0。 (2)光電流隨外電壓變化的規(guī)律如圖所示。 圖中縱軸表示光電流，橫軸表示陰、陽兩極處所加外電壓。 當U＝－U′時，光電流恰好為零，此時能求出光電子的最大初動能，即Ek＝eU′，此電壓稱為遏止電壓。 當U＝

3、U0時，光電流恰好達到飽和光電流，此時所有光電子都參與了導電，電流最大為Imax。 3．處理光電效應問題的兩條線索 (1)光強大→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子數(shù)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能大。 4．光的波粒二象性 (1)大量光子易顯示出波動性，而少量光子易顯示出粒子性。 (2)波長長(頻率低)的光波動性強，而波長短(頻率高)的光粒子性強。 (3)光子說并未否定波動說，E＝hν＝中，ν和λ就是波的概念。 (4)波動性和粒子性在宏觀世界是不能統(tǒng)一的，而在微觀世界卻是統(tǒng)一的。 5．物質波 (1)定義：任何一個運動著的物體，都有一種波與之對應，這種

4、波稱為物質波。 (2)公式：物質波的波長λ＝，p為運動物體的動量，h為普朗克常量。 [題點全練]———————————————————————————————— 1．(2018·全國卷Ⅱ)用波長為300 nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動能為1.28×10－19 J。已知普朗克常量為6.63×10－34 J·s，真空中的光速為3.00×108 m·s－1。能使鋅產(chǎn)生光電效應的單色光的最低頻率約為(　　) A．1×1014 Hz　　　　　 B．8×1014 Hz C．2×1015 Hz D．8×1015 Hz 解析：選B　設單色光的最低頻率為ν0，由愛因斯坦光電效應方程得

5、Ek＝hν1－W0,0＝ hν0－W0，又ν1＝，整理得ν0＝－，代入數(shù)據(jù)解得ν0≈8×1014 Hz，B正確。 2．[多選](2017·全國卷Ⅲ)在光電效應實驗中，分別用頻率為νa、νb的單色光a、b照射到同種金屬上，測得相應的遏止電壓分別為Ua和Ub、光電子的最大初動能分別為Eka和Ekb。h為普朗克常量。下列說法正確的是(　　) A．若νa>νb，則一定有Uaνb，則一定有Eka>Ekb C．若Uaνb，則一定有hνa－Eka>hνb－Ekb 解析：選BC　設該金屬的逸出功為W，根據(jù)愛因斯坦光電效應方程有Ek＝

6、hν－W，同種金屬的W不變，則逸出光電子的最大初動能隨ν的增大而增大，B項正確；又Ek＝eU，則最大初動能與遏止電壓成正比，C項正確；根據(jù)上述有eU＝hν－W，遏止電壓U隨ν增大而增大，A項錯誤；又有hν－Ek＝W，W相同，D項錯誤。 3．表格所示為按照密立根的方法進行光電效應實驗時，得到的某金屬的遏止電壓和入射光的頻率的幾組數(shù)據(jù)。 Uc/V 0.541 0.637 0.714 0.809 0.878 ν/×1014Hz 5.644 5.888 6.098 6.303 6.501 由以上數(shù)據(jù)應用Excel描點連線，可得直線方程，如圖所示。 則這種金屬的截止頻率

7、約為(　　) A．3.5×1014 Hz　　　　　 B．4.3×1014 Hz C．5.5×1014 Hz D．6.0×1014 Hz 解析：選B　遏止電壓為零時，入射光的頻率等于截止頻率，根據(jù)方程Uc＝0.397 3－1.702 4，代入Uc＝0，解得ν≈4.3×1014 Hz，B正確。 4.如圖所示是實驗室用來研究光電效應原理的裝置圖，電表均為理想電表，當入射光的能量等于9 eV時，靈敏電流表檢測到有電流流過，當電壓表示數(shù)等于5.5 V時，靈敏電流表示數(shù)剛好為0。則下列說法正確的是(　　) A．若增大入射光的強度，光電子的最大初動能將增大 B．若入射光的能量小于3.5 eV，

8、改變電源的正負極方向，則靈敏電流表示數(shù)可能不為0 C．光電管材料的逸出功等于3.5 eV D．增大入射光的波長，在電壓表示數(shù)不變的情況下，靈敏電流表示數(shù)會變大 解析：選C　根據(jù)光電效應方程Ek＝hν－W0，可知光電子的最大初動能與入射光的強度無關，故A錯誤；題圖所示裝置所加的電壓為反向電壓，由電壓表的示數(shù)等于5.5 V 時，靈敏電流表示數(shù)為0，可知光電子的最大初動能為5.5 eV，根據(jù)光電效應方程Ek＝hν－W0，可得W0＝3.5 eV，若入射光的能量小于3.5 eV，則不能發(fā)生光電效應，靈敏電流表示數(shù)一定為0，故B錯誤，C正確；增大入射光的波長，則光的頻率減小，根據(jù)光電效應方程Ek＝h

9、ν－W0，知光電子的最大初動能減小，在電壓表示數(shù)不變的情況下，靈敏電流表示數(shù)可能會變小，故D錯誤。 [知能全通]———————————————————————————————— 1．原子結構與原子光譜 2．氫原子能級圖與原子躍遷問題的解答技巧 (1)能級之間躍遷時放出的光子頻率是不連續(xù)的。 (2)能級之間發(fā)生躍遷時放出(吸收)光子的頻率可由hν＝Em－En求得。若求波長可由公式c＝λν求得。 (3)一個氫原子躍遷放出可能的光譜線條數(shù)最多為(n－1)條。 (4)一群氫原子躍遷放出可能的光譜線條數(shù)有兩種求解方法。 ①用數(shù)學中的組合知識求解：N＝Cn2＝。 ②利用能級圖求解

10、：在氫原子能級圖中將氫原子躍遷的各種可能情況一一畫出，然后相加。 [題點全練]———————————————————————————————— 1.(2018·重慶學業(yè)質量調研)如圖所示為氫原子能級示意圖的一部分，關于氫原子，下列說法正確的是(　　) A．一個氫原子從n＝3能級躍遷到n＝1能級，可能放出3種不同頻率的光子 B．從n＝4能級躍遷到n＝3能級，氫原子會吸收光子，能級升高 C．從n＝4能級躍遷到n＝3能級，氫原子會向外放出光子，能級降低 D．處于不同能級時，核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的 解析：選C　一個氫原子從n＝3能級躍遷到n＝1能級，最多可能放出2種不同頻率的光

11、子，故A錯誤；從n＝4能級躍遷到n＝3能級，是從高能級向低級躍遷，氫原子會放出光子，能級降低，故B錯誤，C正確；處于不同能級時，核外電子在各處出現(xiàn)的概率是不一樣的，故D錯誤。 2．[多選](2019屆高三·豫南九校聯(lián)考)如圖為氫原子的能級圖，已知可見光光子的能量范圍為1.62～3.11 eV，鋅板的逸出功為3.34 eV，那么對氫原子在能級躍遷的過程中放出或吸收光子的特征認識正確的是(　　) A．用氫原子從高能級向基態(tài)躍遷時放出的光照射鋅板，一定不能產(chǎn)生光電效應現(xiàn)象 B．用能量為11.0 eV的自由電子轟擊，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài) C．處于n＝2能級的氫原子能吸收任意

12、頻率的紫外線 D．處于n＝3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離 解析：選BD　氫原子從高能級向基態(tài)躍遷時放出的光子的最小能量為10.2 eV>3.34 eV，照射鋅板一定能產(chǎn)生光電效應現(xiàn)象，故A錯誤；用能量為11.0 eV的電子轟擊，基態(tài)的氫原子吸收的能量可以等于10.2 eV，可以使處于基態(tài)的氫原子躍遷到n＝2能級，故B正確；紫外線光子的最小能量為3.11 eV，處于n＝2能級的氫原子的電離能為3.4 eV，故n＝2能級的氫原子不能吸收任意頻率的紫外線，故C錯誤；處于n＝3能級的氫原子的電離能為1.51 eV， 故處于n＝3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且

13、使氫原子電離，故D正確。 3．氫原子的基態(tài)能級E1＝－13.6 eV，第n能級En＝，若氫原子從n＝3能級躍遷到n＝2能級時發(fā)出的光能使某金屬發(fā)生光電效應，則以下躍遷中發(fā)出的光也一定能使此金屬發(fā)生光電效應的是(　　) A．從n＝2能級躍遷到n＝1能級 B．從n＝4能級躍遷到n＝3能級 C．從n＝5能級躍遷到n＝3能級 D．從n＝6能級躍遷到n＝5能級 解析：選A　從n＝2能級躍遷到n＝1能級輻射的光子能量大于從n＝3能級躍遷到 n＝2能級輻射的光子能量，根據(jù)光電效應產(chǎn)生的條件知，一定能使該金屬發(fā)生光電效應，故A正確；從n＝4能級躍遷到n＝3能級、從n＝5能級躍遷到n＝3能級、從n

14、＝6能級躍遷到n＝5能級輻射的光子能量均小于從n＝3能級躍遷到n＝2能級輻射的光子能量，都不一定能使該金屬發(fā)生光電效應，故B、C、D錯誤。 [知能全通]———————————————————————————————— 1．衰變次數(shù)的確定方法 先由質量數(shù)的改變確定α衰變的次數(shù)，然后根據(jù)衰變規(guī)律確定β衰變的次數(shù)。 2．對半衰期的理解 (1)半衰期公式： (2)半衰期的適用條件： 半衰期是一個統(tǒng)計規(guī)律，是對大量的原子核衰變規(guī)律的總結，對于較少特定個數(shù)的原子核，無法確定會有多少個發(fā)生衰變。 [題點全練]———————————————————————————————— 1．(2

15、017·全國卷Ⅱ)一靜止的鈾核放出一個α粒子衰變成釷核，衰變方程為U→Th＋He。下列說法正確的是(　　) A．衰變后釷核的動能等于α粒子的動能 B．衰變后釷核的動量大小等于α粒子的動量大小 C．鈾核的半衰期等于其放出一個α粒子所經(jīng)歷的時間 D．衰變后α粒子與釷核的質量之和等于衰變前鈾核的質量 解析：選B　靜止的鈾核在衰變過程中遵循動量守恒，由于系統(tǒng)的總動量為零，因此衰變后產(chǎn)生的釷核和α粒子的動量等大反向，即pTh＝pα，B項正確；因此有＝ ，由于釷核和α粒子的質量不等，因此衰變后釷核和α粒子的動能不等，A項錯誤；根據(jù)半衰期的定義可知，C項錯誤；由于衰變過程釋放能量，根據(jù)愛因斯坦質

16、能方程可知，衰變過程有質量虧損，D項錯誤。 2．(2018·石家莊高三模擬)下列說法不正確的是(　　) A. U經(jīng)過一次α衰變后變?yōu)門h B．由核反應方程Cs→Ba＋X，可以判斷X為電子 C．核反應方程He＋N→O＋H為輕核聚變 D．若16 g鉍210經(jīng)過15天時間，還剩2 g未衰變，則鉍210的半衰期為5天 解析：選CU經(jīng)過一次α衰變后，電荷數(shù)少2，質量數(shù)少4，變?yōu)門h，A正確；根據(jù)電荷數(shù)守恒、質量數(shù)守恒知，X的電荷數(shù)為－1，質量數(shù)為0，可知X為電子，B正確；輕核聚變反應為H＋H→He＋n，C錯誤；根據(jù)m＝m0，可得＝，解得T＝5天，D正確。 3．(2018·江西師大附中月考)

17、勻強磁場中有一個原來靜止的碳14原子核，它放射出的粒子與反沖核的徑跡是兩個內切的圓，兩圓的直徑之比為7∶1，如圖所示，那么碳14的衰變方程為(　　) A.C→e＋B　　　　　　 B.C→He＋Be C.C→H＋B D.C→e＋N 解析：選D　原子核的衰變過程滿足動量守恒，放射出的粒子與反沖核的速度方向相反，由題圖根據(jù)左手定則判斷得知，該粒子與反沖核的電性相反，可知碳14發(fā)生的是β衰變，衰變方程為C→N＋e，根據(jù)動量守恒定律和帶電粒子在勻強磁場中做圓周運動的半徑公式r＝，可知此衰變方程滿足題意，故D正確。 [知能全通]————————————————————————————

18、———— 1．解答有關核反應方程問題的技巧 (1)熟記常見基本粒子的符號——是正確書寫核反應方程的基礎。如質子(H)、中子 (n)、α粒子(He)、 β粒子(e)、正電子(e)、氘核(H)、氚核(H)等。 (2)熟悉核反應的四種基本類型——衰變、人工轉變、裂變和聚變。 (3)掌握核反應方程遵守的規(guī)律——是正確書寫核反應方程或判斷核反應方程是否正確的依據(jù)，所以要理解并會應用質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒。 (4)明白核反應過程是不可逆的——核反應方程只能用箭頭連接并表示反應方向，不能用等號連接。 2．核能的計算方法 (1)根據(jù)愛因斯坦質能方程，用核反應的質量虧損的千克數(shù)乘以真空中光速c

19、的平方，即ΔE＝Δmc2(J)。 (2)根據(jù)1原子質量單位(u)相當于931.5兆電子伏(MeV)能量，用核反應的質量虧損的原子質量單位數(shù)乘以931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5(MeV)。 (3)如果核反應時釋放的核能是以動能形式呈現(xiàn)，則核反應過程中系統(tǒng)動能的增量即為釋放的核能。 [題點全練]———————————————————————————————— 1．(2018·全國卷Ⅲ)1934年，約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊鋁核Al，產(chǎn)生了第一個人工放射性核素X：α＋Al→n＋X。X的原子序數(shù)和質量數(shù)分別為(　　) A．15和28　　　　　　　　 B．15和30 C．16

20、和30 D．17和31 解析：選B　將核反應方程式改寫成He＋Al→n＋X，由電荷數(shù)守恒和質量數(shù)守恒知，X應為X，B對。 2．(2017·全國卷Ⅰ)大科學工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應釋放的能量用來發(fā)電。氘核聚變反應方程是：H＋H→He＋n。已知H的質量為2.013 6 u，He的質量為 3.015 0 u，n的質量為1.008 7 u,1 u＝931 MeV/c2。氘核聚變反應中釋放的核能約為(　　) A．3.7 MeV B．3.3 MeV C．2.7 MeV D．0.93 MeV 解析：選B　氘核聚變反應的質量虧損為Δm＝2×2.

21、013 6 u－(3.015 0 u＋1.008 7 u)＝0.003 5 u，釋放的核能為ΔE＝Δmc2＝0.003 5×931 MeV/c2×c2≈3.3 MeV，選項B正確。 3．[多選]核電站中采用反應堆使重核裂變，將釋放出的巨大能量轉換成電能。反應堆中一種可能的核反應方程式是U＋n→Nd＋Zr＋x＋y，設U核質量為m1，中子質量為m2，Nd核質量為m3，Zr核質量為m4，x質量為m5，y質量為m6，那么，在所給的核反應中(　　) A．x可能是3H，y可能是10e B．x可能是3n，y可能是8e C．釋放的核能為(m1＋m2－m3－m4－m5－m6)c2 D．釋放的核能為(m

22、3＋m4＋m5＋m6－m1－m2)c2 解析：選BC　如果x是3H，y是10e，則核反應過程電荷數(shù)不守恒，則不可能，故A錯誤；如果x是3n，y 是8e，則核反應過程質量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒，故B正確；質量虧損：Δm＝m1＋m2－m3－m4－m5－m6，由質能方程可知，釋放的核能為：E＝Δmc2＝ (m1＋m2－m3－m4－m5－m6)c2，故C正確，D錯誤。 4．[多選](2018·云南高三檢測)原子核的比結合能隨質量數(shù)的變化圖像如圖所示，根據(jù)該曲線，下列判斷正確的是(　　) A．中等質量核的比結合能大，這些核較穩(wěn)定 B.H核比Li核更穩(wěn)定 C.U核裂變成兩個中等質量的核時釋放能

23、量 D.Kr核的比結合能比U核的小 解析：選AC　由題圖可知，中等質量的原子核的比結合能較大，所以中等質量的原子核較穩(wěn)定，故A正確；H核的比結合能比Li核小，故H核比Li核更不穩(wěn)定，故B錯誤；重核裂變成中等質量的核，有質量虧損，釋放能量，故C正確；Kr核的比結合能比U核的大，故D錯誤。 [專題強訓提能] 1．[多選]波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的有(　　) A．光電效應現(xiàn)象揭示了光的粒子性 B．熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動

24、性 C．黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的波動性解釋 D．動能相等的質子和電子，它們的德布羅意波波長也相等 解析：選AB　光電效應現(xiàn)象、黑體輻射的實驗規(guī)律都可以用光的粒子性解釋，選項A正確，C錯誤；熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性，選項B正確；由德布羅意波波長公式λ＝和p2＝2mEk知，動能相等的質子和電子動量不同，德布羅意波波長不相等，選項D錯誤。 2．(2018·廣州高三檢測)氫原子第n能級的能量為En＝(n＝1,2,3，…)，其中E1是基態(tài)能量。若氫原子從第k能級躍遷到第p能級，輻射的光子能量為－E1，第p能級比基態(tài)能量高－E1，則(　　) A．k＝3，p＝2　　　　　

25、 B．k＝4，p＝3 C．k＝5，p＝3 D．k＝6，p＝2 解析：選A　根據(jù)玻爾理論，氫原子輻射光子能量ΔE＝－＝－E1，－E1＝ －E1，聯(lián)立解得：k＝3，p＝2，故A正確。 3．(2019屆高三·北京海淀區(qū)檢測)下列說法正確的是(　　) A．愛因斯坦提出的光子說，成功解釋了光電效應現(xiàn)象 B．氫原子的電子由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時，向外輻射光子，原子能量增加 C．盧瑟福通過α粒子的散射實驗發(fā)現(xiàn)了質子并預言了中子的存在 D．湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子并提出了原子核式結構模型 解析：選A　根據(jù)光學發(fā)展的歷程可知，1905年，愛因斯坦提出的光子說很好地解釋了光電效應現(xiàn)象，故A正確；氫原子的電

26、子由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時，向外輻射光子，原子能量減小，故B錯誤；湯姆孫通過陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子，盧瑟福通過對α粒子散射實驗的研究提出了原子的核式結構模型，此實驗不能說明原子核內存在質子，故C、D錯誤。 4.靜止在勻強電場中的碳14原子核，某時刻放射的某種粒子與反沖核的初速度方向均與電場方向垂直，且經(jīng)過相等的時間后形成的軌跡如圖所示(a、b表示長度)。那么碳14的核反應方程可能是(　　) A.C→He＋Be B.C→e＋B C.C→e＋N D.C→H＋B 解析：選A　由軌跡彎曲方向可以看出，反沖核與放出的粒子的受力方向均與電場強度方向相同，均帶正電，C錯誤；反沖核、

27、粒子在電場中偏轉時，豎直方向上做勻速直線運動，水平方向上做初速度為零的勻加速直線運動，發(fā)生核反應時反沖核、粒子的速度大小分別為v1、v2，由動量守恒有m1v1＝m2v2，結合題圖有b＝v1t，a＝v2t，4b＝t2,2a＝t2，解得＝，比較選項A、B、D可得，A正確。 5．[多選]靜止的Bi原子核在磁場中發(fā)生衰變后運動軌跡如圖所示，大、小圓半徑分別為R1、R2；則下列關于此核衰變方程和兩圓軌跡半徑比值判斷正確的是(　　) A.Bi→Tl＋He B.Bi→Po＋e C．R1∶R2＝84∶1 D．R1∶R2＝207∶4 解析：選BC　原子核發(fā)生衰變時，根據(jù)動量守恒可知兩

28、粒子的速度方向相反，由題圖可知兩粒子的運動軌跡為內切圓，根據(jù)左手定則可以得知，衰變后的兩粒子帶的電性相反，所以釋放的粒子應該是電子，原子核發(fā)生的應該是β衰變，衰變方程為：Bi→Po＋e，故A錯誤，B正確；根據(jù)R＝且兩粒子動量等大，可得R1∶R2＝q2∶q1＝84∶1，故C正確，D錯誤。 6．[多選]下列說法正確的是(　　) A.Th經(jīng)過6次α衰變和4次β衰變后成為Pb B．在核反應堆中，為使快中子減速，在鈾棒周圍要放“慢化劑”，常用的慢化劑有石墨、重水和普通水 C．當用藍光照射某金屬表面時有電子逸出，則改用紅光照射也一定會有電子逸出 D．將由放射性元素組成的化合物進行高溫分解，會改變

29、該放射性元素的半衰期 解析：選AB　發(fā)生α衰變是放出He，發(fā)生β衰變是放出e，設發(fā)生了x次α衰變和y次β衰變，則根據(jù)質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒有2x－y＋82＝90,4x＋208＝232，解得x＝6，y＝4，故衰變過程中共發(fā)生6次α衰變和4次β衰變，A正確；在核反應堆中，為使快中子減速，在鈾棒周圍要放“慢化劑”，常用的慢化劑有石墨、重水和普通水，B正確；發(fā)生光電效應的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，紅光的頻率小于藍光，不一定能發(fā)生光電效應，C錯誤；放射性元素的半衰期只由自身性質決定，與外界條件無關，D錯誤。 7．(2018·桂林、崇左調研)下列描述中正確的是(　　) A．質子與中子結合

30、成氘核的過程中吸收能量 B．某原子核經(jīng)過一次α衰變和兩次β衰變后，核內中子數(shù)減少2個 C.U(鈾核)衰變?yōu)镽n(氡核)要經(jīng)過3次α衰變和4次β衰變 D．發(fā)生光電效應時入射光波長相同，從金屬表面逸出的光電子最大初動能越大，這種金屬的逸出功越小 解析：選D　中子和質子結合成氘核有質量虧損，釋放能量，選項A錯誤；某原子核經(jīng)過一次α衰變和兩次β衰變后，核內中子數(shù)減少4個，選項B錯誤；U(鈾核)衰變?yōu)镽n(氡核)質量數(shù)減小16，故要經(jīng)過4次α衰變，根據(jù)電荷數(shù)守恒，則應該經(jīng)過2次β衰變，選項C錯誤；發(fā)生光電效應時入射光波長相同，即光的頻率相同，根據(jù)hν＝W逸出功＋Ek，從金屬表面逸出的光電子最大初

31、動能越大，這種金屬的逸出功越小，選項D正確。 8．(2018·龍巖模擬)1995年科學家“制成”了反氫原子，它是由一個反質子和一個圍繞它運動的正電子組成的。反質子和質子有相同的質量，帶有等量異種電荷。反氫原子和氫原子有相同的能級分布，氫原子能級如圖所示。下列說法中正確的是(　　) A．反氫原子光譜與氫原子光譜不同 B．基態(tài)反氫原子的電離能是13.6 eV C．基態(tài)反氫原子能吸收11 eV的光子發(fā)生躍遷 D．在反氫原子譜線中，從n＝2能級躍遷到基態(tài)時放出光子的波長最長 解析：選B　反氫原子和氫原子有相同的能級分布，所以反氫原子光譜與氫原子光譜相同，故A錯誤；由題圖知，處于基態(tài)的氫原子

32、的電離能是13.6 eV，則基態(tài)反氫原子的電離能也是13.6 eV，故B正確；基態(tài)的反氫原子吸收11 eV光子，能量為－13.6 eV＋11 eV＝ －2.6 eV，不能發(fā)生躍遷，所以該光子不能被吸收，故C錯誤；在反氫原子譜線中，從n＝2能級躍遷到基態(tài)時放出光子的能量不是最小，故對應波長不是最長，故D錯誤。 9．[多選]用如圖甲所示的裝置研究光電效應現(xiàn)象。閉合開關S，用頻率為ν的光照射光電管時發(fā)生了光電效應。圖乙是該光電管發(fā)生光電效應時光電子的最大初動能Ek與入射光頻率ν的關系圖像，圖線與橫軸的交點坐標為(a,0)，與縱軸的交點坐標為(0，－b)，下列說法中正確的是(　　) A．普朗

33、克常量為h＝ B．斷開開關S后，電流表G的示數(shù)不為零 C．僅增加照射光的強度，光電子的最大初動能將增大 D．保持照射光強度不變，僅提高照射光頻率，電流表G的示數(shù)保持不變 解析：選AB　由Ek＝hν－W0，可知題圖乙中圖線的斜率為普朗克常量，即h＝，故A正確；斷開開關S后，初動能大的光電子也可能到達陽極，所以電流表G的示數(shù)不為零，故B正確；只有增大照射光的頻率，才能增大光電子的最大初動能，與光的強度無關，故C錯誤；保持照射光強度不變，僅提高照射光頻率，單個光子的能量增大，而光的強度不變，那么光子數(shù)一定減少，發(fā)出的光電子數(shù)也減少，電流表G的示數(shù)要減小，故D錯誤。 10.[多選]“核反應堆

34、”是通過可控的鏈式反應實現(xiàn)核能的釋放的裝置(如圖所示)，核燃料是鈾棒，在鈾棒周圍要放“慢化劑”，快中子和慢化劑中的碳原子核碰撞后，中子能量減少變?yōu)槁凶?，碳核的質量是中子的12倍，假設中子與碳核發(fā)生彈性正碰，而且認為碰撞前中子動能是E0，碳核都是靜止的，則(　　) A．鏈式反應是指由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應一代接一代繼續(xù)下去的過程 B．鎘棒的作用是與鈾棒發(fā)生化學反應，消耗多余的鈾原子核，從而達到控制鏈式反應速度的目的 C．經(jīng)過一次碰撞，中子失去的動能為E0 D．在反應堆的外面修建很厚的水泥防護層是用來屏蔽裂變產(chǎn)物放出的各種射線 解析：選ACD　鏈式反應是指由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂

35、變反應一代又一代繼續(xù)下去的過程，選項A正確；核反應堆中，鎘棒的作用是吸收中子，以控制鏈式反應速度，選項B錯誤；根據(jù)動量守恒定律有mv0＝mv1＋12mv2，根據(jù)能量守恒定律有mv02＝mv12＋× 12mv22，聯(lián)立可得v1＝－v0，解得中子損失的動能為E0，選項C正確；水泥防護層的作用是屏蔽裂變產(chǎn)物放出的射線，選項D正確。 11．(2018·北京朝陽區(qū)模擬)從1907年起，密立根就開始測量金屬的遏止電壓Uc(即圖甲所示的電路中電流表G的讀數(shù)減小到零時，加在電極K、A之間的反向電壓)與入射光的頻率ν，由此算出普朗克常量h，并與普朗克根據(jù)黑體輻射得出的h相比較，以檢驗愛因斯坦光電效應方程的正

36、確性。按照密立根的方法，某實驗小組利用圖示裝置進行實驗，得到了某金屬的Uc-ν圖像如圖乙所示。下列說法正確的是(　　) A．該金屬的截止頻率約為4.30×1014 Hz B．該金屬的截止頻率約為5.50×1014 Hz C．該圖線的斜率為普朗克常量 D．該圖線的斜率為這種金屬的逸出功 解析：選A　設金屬的逸出功為W0，截止頻率為νc，則W0＝hνc。光電子的最大初動能Ek與遏止電壓Uc的關系是Ek＝eUc，光電效應方程為Ek＝hν－W0，聯(lián)立兩式可得：Uc＝ ν－，故Uc-ν圖像的斜率為，C、D錯誤；當Uc＝0時，可解得：ν＝＝νc，由題圖乙可知，νc≈4.30×1014 Hz

37、，即金屬的截止頻率約為4.30×1014 Hz，A正確，B錯誤。 12．[多選](2018·湖北七市聯(lián)考)如圖所示是氫原子的能級圖，大量處于n＝5激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，一共可以放出10種不同頻率的光子。其中萊曼系是指氫原子由高能級向n＝1能級躍遷時放出的光子，則(　　) A．10種光子中波長最短的是n＝5激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時產(chǎn)生的 B．10種光子中有4種屬于萊曼系 C．使n＝5能級的氫原子電離至少要0.85 eV的能量 D．從n＝2能級躍遷到基態(tài)釋放光子的能量等于從n＝3能級躍遷到n＝2能級釋放光子的能量 解析：選AB　由題圖可知，10種光子中，從n＝5激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)放出的

38、光子能量最大，頻率最大，波長最短，故A正確；10種光子中，包括從n＝5、n＝4、n＝3和n＝2能級向n＝1 能級躍遷時放出的4種光子，這4種屬于萊曼系，故B正確；n＝5能級的氫原子具有的能量為－0.54 eV，故要使其發(fā)生電離，至少需要0.54 eV的能量，故C錯誤；根據(jù)玻爾理論，從n＝2能級躍遷到基態(tài)釋放光子的能量：ΔE1＝E2－E1＝－3.4 eV－(－13.6 eV)＝ 10.2 eV，從n＝3能級躍遷到n＝2能級釋放光子的能量：ΔE2＝E3－E2＝－1.51 eV－(－3.4 eV)＝1.89 eV，二者不相等，故D錯誤。 13．[多選](2018·西工大附中模擬)如圖所示，用某單

39、色光照射光電管的陰板K，會發(fā)生光電效應。在陽極A和陰極K之間加上反向電壓，通過調節(jié)滑動變阻器的滑片，逐漸增大加在光電管上的電壓，直至電流表中電流恰為零，此時電壓表的電壓值U稱為遏止電壓?，F(xiàn)分別用頻率為ν1和ν2的單色光照射陰極，測得遏止電壓分別為U1和U2，設電子的質量為m、電荷量為e，下列說法正確的是(　　) A．頻率為ν1的光照射時，光電子的最大初速度為 B．頻率為ν2的光照射時，光電子的最大初速度為 C．陰極K的逸出功為 D．陰極K的極限頻率為 解析：選ACD　在陽極A和陰極K之間加上反向電壓，逸出的光電子在反向電場中做減速運動，根據(jù)動能定理可得－eU＝0－mvm2，解得光

40、電子的最大初速度為vmax＝ ，所以頻率為ν1的光照射時，光電子的最大初速度為 ，頻率為ν2的光照射時，光電子的最大初速度為 ，A正確，B錯誤；根據(jù)光電效應方程可得hν1＝eU1＋W，hν2＝ eU2＋W，聯(lián)立可得W＝，h＝，陰極K的極限頻率ν0＝＝，C、D正確。 14．[多選](2018·焦作模擬)如圖所示，人工元素原子核Nh開 始靜止在勻強磁場B1、B2的邊界MN上，某時刻發(fā)生裂變生成一個氦原子核He和一個Rg原子核，裂變后的微粒速度方向均垂直于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，距出發(fā)點的距離為l，Rg原子核第一次經(jīng)過MN邊界距出發(fā)點的距離也為l。則下列

41、有關說法正確的是(　　) A．兩磁場的磁感應強度B1∶B2為111∶2 B．兩磁場的磁感應強度B1∶B2為111∶141 C．氦原子核和Rg原子核各自旋轉第一個半圓的時間比為2∶141 D．氦原子核和Rg原子核各自旋轉第一個半圓的時間比為111∶141 解析：選AC　由核反應過程中電荷數(shù)守恒、質量數(shù)守恒知，Rg即Rg。原子核裂變 過程系統(tǒng)動量守恒，以氦原子核的速度方向為正方向，由動量守恒定律得：m1v1－m2v2＝0，即p1＝p2，粒子在磁場中做勻速圓周運動，由題意可知粒子軌道半徑：r1＝r2＝，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：qvB＝，解得：B＝＝，則：＝＝，A正確，B錯誤；粒子在磁場中做圓周運動的周期：T＝，粒子旋轉第一個半圓需要的時間：t＝T＝，時間之比：＝＝＝××＝，C正確，D錯誤。