2019高考物理二轮复习专题五近代物理初步学案

2019高考物理二轮复习专题五近代物理初步学案

专题五 近代物理初步 ‎ [做真题·明考向]　　　　　　　　　　　　　　　　　　真题体验　透视命题规律 授课提示：对应学生用书第67页 ‎[真题再做]‎ ‎1．(2018·高考全国卷Ⅲ，T14)1934年，约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝核Al，产生了第一个人工放射性核素X：α＋Al→n＋X.X的原子序数和质量数分别为(　　)‎ A．15和28　　　　　　　 B.15和30‎ C．16和30 D．17和31‎ 解析：将核反应方程式改写成He＋Al→n＋X，由电荷数和质量数守恒知，X应为X.‎ 答案：B ‎2．(2017·高考全国卷Ⅰ，T17)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电．氘核聚变反应方程是：H＋H→He＋n.已知H的质量为2.0136u，He的质量为3.0150u，n的质量为1.0087u，1u＝931MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为(　　)‎ A．3.7MeV　　　　　　 B.3.3MeV C．2.7MeV D．0.93MeV 解析：氘核聚变反应的质量亏损为Δm＝2×2.0136u－(3.0150u＋1.0087u)＝0.0035u，释放的核能为ΔE＝Δmc2＝0.0035×931MeV/c2×c2≈3.3MeV，选项B正确．‎ 答案：B ‎3．(2018·高考全国卷Ⅱ，T17)用波长为300nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10－19J．已知普朗克常量为6.63×10－34J·s，真空中的光速为3.00×‎108m·s－1.能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为(　　)‎ A．1×1014Hz B．8×1014Hz C．2×1015Hz D．8×1015Hz 解析：设单色光的最低频率为ν0，由Ek＝hν－W0知 Ek＝hν1－W0,0＝hν0－W0，又知ν1＝ 整理得ν0＝－，代入数据解得ν0≈8×1014Hz.‎ 答案：B ‎[考情分析]‎ ‎■命题特点与趋势——怎么考 ‎1．本专题2017年新调为高考必考内容，从近几年高考试题可以看出无论2017年前的选考，还是2017年的必考，题型都以选择题为主，命题点多集中在光电效应、核反应方程、核能的计算，难度不大，多以识记型为主．‎ ‎2．从2017年高考题可以看出，选择题由选考时的五个选项，变成四个选项，由选考时的涉及面广、全的命题思想向选项集中考查某一知识点转变．如2017全国卷Ⅰ的17题只集中考查核能的计算，全国卷Ⅲ的19题集中考查光电效应方程；2018全国卷Ⅱ的17题只集中考查光电效应方程，全国卷Ⅲ的14题集中考查核反应方程．‎ ‎■解题要领——怎么做 ‎1．熟悉教材中常见实验现象及理论解释．‎ ‎2．加强基本概念、规律的理解和记忆．‎ ‎3．注重核反应方程、核能中的简单计算题的训练．‎ ‎[建体系·记要点]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　知识串联　熟记核心要点 授课提示：对应学生用书第67页 ‎[网络构建]‎ ‎[要点熟记]‎ ‎1．对光电效应的四点提醒 ‎(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率．‎ ‎(2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光．‎ ‎(3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关．‎ ‎(4)光电子不是光子，而是电子．‎ ‎2．能级跃迁 ‎(1)原子跃迁时，所吸收或释放的光子能量只能等于两能级之间的能量差．‎ ‎(2)原子电离时，所吸收的能量可以大于或等于某一能级能量的绝对值，剩余能量为自由电子的动能．‎ ‎(3)一群处于量子数为n的激发态的氢原子向基态跃迁时发射光子的种类N＝C＝.‎ ‎3．核反应及核能 ‎(1)半衰期公式 (t表示衰变时间，τ表示半衰期)，半衰期长短由核内部自身因素决定，与它所处的物理、化学状态无关．‎ ‎(2)核反应的两个守恒：质量数守恒、电荷数守恒．‎ ‎(3)质能方程：E＝mc2.‎ ‎ [研考向·提能力]　　　　　　　　　　　　　　　　　　考向研析　掌握应试技能 授课提示：对应学生用书第68页 考向一　原子的能级跃迁 ‎1．玻尔理论的基本内容 能级假设：氢原子能级En＝(n＝1,2,3，…)，n为量子数．‎ 跃迁假设：hν＝Em－En(m>n)．‎ 轨道量子化假设：氢原子的电子轨道半径rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，n为量子数．‎ ‎2．定态间的跃迁——满足能级差 ‎(1)从低能级(n小)高能级(n大)―→吸收能量，hν＝En大－En小．‎ ‎(2)从高能级(n大)低能级(n小)―→放出能量，hν＝En大－En小．‎ ‎3．氢原子电离 电离态：n＝∞，E＝0.‎ 基态→电离态：E吸＝0－(－13.6eV)＝13.6eV.‎ n＝2→电离态：E吸＝0－E2＝3.4eV.‎ 如吸收能量足够大，克服电离能后，获得自由的电子还具有动能．‎ ‎1.如图所示为氢原子的能级图，现有一群处于n＝3能级的激发态的氢原子，则下列说法正确的是(　　)‎ A．能发出6种不同频率的光子 B．波长最长的光是氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级产生的 C．发出的光子的最小能量为12.09eV D．处于该能级的氢原子至少需吸收1.51eV能量的光子才能电离 解析：一群处于n＝3能级的激发态的氢原子能发出C＝3种不同频率的光子，A错误；由辐射条件知氢原子由n＝3能级跃迁到n ‎＝1能级辐射出的光子频率最大，波长最小，B错误；发出的光子的最小能量为E3－E2＝1.89eV，C错误；n＝3能级对应的氢原子能量是－1.51eV，所以处于该能级的氢原子至少需吸收1.51eV能量的光子才能电离，故D正确．‎ 答案：D ‎2.(2018·江西赣州高三四月模拟)氢原子能级图如图所示，当氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656nm.下列判断正确的是(　　)‎ A．当氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656nm B．当氢原子从n＝4跃迁到n＝2的能级时，辐射出的光子不能使逸出功为2.25eV的钾发生光电效应 C．一个处于n＝4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生6种谱线 D．用能量为1.0eV的光子照射处于n＝4能级上的氢原子，可以使氢原子电离 解析：氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的能量大于氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时辐射光的能量，根据E＝，可知，辐射光的波长一定小于656nm，故A错误；从n＝4能级跃迁到n＝2能级时辐射出的光子能量为2.55eV，大于金属的逸出功，能使钾发生光电效应，故B错误；一个处于n＝4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线，故C错误；当处于n＝4能级上的氢原子吸收的能量大于或等于0.85eV时，将会被电离，故D正确．‎ 答案：D ‎3.氢原子的能级图如图所示，现让一束单色光照射到大量处于基态(量子数n＝1)的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光．则照射氢原子的单色光的光子能量为(　　)‎ A．12.75eV　 B.13.06eV　　C．13.6eV　　 D．0.85eV 解析：受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光子，则基态氢原子能跃迁到第4能级，吸收的光子能量ΔE＝－0.85eV＋13.6eV＝12.75eV，故A正确．‎ 答案：A 能级跃迁问题的四点注意 ‎(1)一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱线条数为N＝＝C.‎ ‎(2)一个氢原子处于量子数为n的激发态时，最多可辐射出(n－1)条光谱线．‎ ‎(3)如果氢原子的跃迁是吸收实物粒子的动能发生的，只要其动能大于(可能等于)两能级间的能量差即可．‎ ‎(4)氢原子在两定态间跃迁时，入射光子的能量必须等于两定态的能量差才会被吸收．‎ 考向二　光电效应问题 ‎1．两条对应关系 ‎(1)光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大；‎ ‎(2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大．‎ ‎2．定量分析时应抓住三个关系式 ‎(1)爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0.‎ ‎(2)最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc.‎ ‎(3)逸出功与极限频率的关系：W0＝hνc.‎ ‎4.如图所示是实验室用来研究光电效应原理的装置图，电表均为理想电表，当入射光的能量等于9eV时，灵敏电流表检测到有电流流过，当电压表示数等于5.5V时，灵敏电流表示数刚好等于0.则下列说法正确的是(　　)‎ A．若增大入射光的强度，光电子的最大初动能将增大 B．若入射光的能量小于3.5eV，改变电源的正负极方向，则电流表示数可能会不等于0‎ C．光电管材料的逸出功等于3.5eV D．增大入射光的波长，在电压表示数不变的情况下，电流表示数会变大 解析：根据光电效应方程Ek＝hν－W0可知，光电子的最大初动能与光的强度无关，故A错误；该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于5.5V时，电流表示数为0，知道光电子的最大初动能为5.5eV，根据光电效应方程Ek＝hν－W0，可得W0＝3.5eV.若入射光的能量小于3.5eV，则不能发生光电效应，电流表示数一定会等于0，故B错误，C正确；增大入射光的波长，则光的频率减小，根据光电效应方程Ek＝hν－W0，可知光电子的最大初动能减小，在电压表示数不变的情况下，到达A板的光电子数目会减少，从而使电流表示数变小，故D错误．‎ 答案：C ‎5．在光电效应实验中，用波长为λ的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是(　　)‎ A．仅增大入射光的强度，光电流大小不变 B．仅减小入射光的强度，光电效应现象可能消失 C．改用波长大于λ的光照射，光电子的最大初动能变大 D．改用波长大于λ的光照射，可能不发生光电效应 解析：当发生光电效应时，增大入射光的强度，则光电流会增大，故A错误；入射光的频率大于金属的极限频率时，才会发生电效应，与入射光的强度无关，故B错误；在光电效应中，根据光电效应方程知，Ekm＝－W0，改用波长大于λ的光照射，光电子的最大初动能变小，或者可能不发生光电效应，选项C错误，D正确．‎ 答案：D ‎6.(多选)(2018·安徽皖南八校第三次联考)某同学研究光电效应的实验电路如图所示，用不同的光分别照射密封真空管的钠阴极(阴极K)，钠阴极发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流，实验得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(为甲光、乙光、丙光)，如图所示，则以下说法正确的是(　　)‎ A．甲光的强度大于乙光的强度 B．乙光的频率小于丙光的频率 C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D．甲光对应的光电子最大初动能大于乙光的光电子的最大初动能 解析：由图可知甲光和乙光对应的反向截止电压相等，且小于丙光的反向截止电压，因此甲、乙光频率相等，且小于丙光的频率，B正确；在频率相等时，光的强度越大，则饱和光电流越大，A正确；截止频率由金属决定，与照射光无关，C错误；由光电效应方程Ek＝hν－W0可知，甲光对应的光电子的最大初动能与乙光的光电子最大初动能相等，D错误．‎ 答案：AB 光电效应的四类图象分析 图象名称 图线形状 由图线直接(或间接)‎ 得到的物理量 最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线 ‎①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc ‎②逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值 W0＝|－E|＝E ‎③普朗克常量：图线的斜率k＝h 颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系 ‎①遏止电压Uc：图线与横轴交点的横坐标 ‎②饱和光电流Im：电流的最大值 ‎③最大初动能：Ek＝eUc 颜色不同时，光电流与电压的关系 ‎①遏止电压Uc1、Uc2‎ ‎②饱和光电流 ‎③最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2‎ 遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线 ‎①极限频率νc：图线与横轴的交点的横坐标值 ‎②遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大 ‎③普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积，即h＝ke 考向三　核反应方程及核能的计算 ‎1．核反应方程的书写 ‎(1)核反应过程一般不可逆，所以核反应方程中用“→”表示方向而不能用等号代替．‎ ‎(2)核反应方程遵循质量数守恒、电荷数守恒，但核反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)且释放出核能．‎ ‎(3)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能只依据两个守恒规律凭空杜撰出生成物来写核反应方程．‎ ‎2．核衰变问题 ‎(1)核衰变规律：‎ ‎(2)α衰变和β衰变次数的确定方法 ‎①方法一：由于β衰变不改变质量数，故可以先由质量数改变确定α衰变的次数，再根据电荷数守恒确定β衰变的次数．‎ ‎②方法二：设α衰变次数为x，β衰变次数为y，根据质量数和电荷数守恒列方程组求解．‎ ‎3．核能的计算方法 ‎(1)根据爱因斯坦质能方程，用核反应亏损的质量乘以真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2(J)．‎ ‎(2)根据1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏(MeV)能量，用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘以931.5MeV，即ΔE＝Δm×931.5(MeV)．‎ ‎(3)如果核反应时释放的核能是以动能形式呈现的，则核反应过程中系统动能的增量即为释放的核能．‎ ‎7．(2018·四川雅安高三第三次诊断)铀原子核既可发生衰变，也可发生裂变．其衰变方程为U→Th＋X，裂变方程为U＋n→Y＋Kr＋3n，其中U、n、Y、Kr的质量分别为m1、m2、m3、m4，光在真空中的传播速度为c.下列叙述正确的是(　　)‎ A.U发生的是β衰变 B．Y原子核中含有56个中子 C．若提高温度，U的半衰期将会变小 D．裂变时释放的能量为(m1－‎2m2‎－m3－m4)c2‎ 解析：根据质量数守恒和电荷数守恒可得X为He，U发生的是α衰变，故A错误；根据核反应前后质量数和核电荷数均守恒知，Y原子核中含有56个质子，中子数为144－56＝88个，故B错误；原子核的半衰期是由放射性元素本身决定的，与环境的温度、压强等无关，故C错误；由于核裂变的过程中释放能量，根据爱因斯坦质能方程得ΔE＝Δm·c2＝(m1－2m2－m3－m4)c2，故D正确．‎ 答案：D ‎8．(2018·湖北武汉四月调研)1932年考克饶夫特(J.D.Cockroft)和瓦耳顿(E.T.S.Walton)发明了世界上第一台粒子加速器——高压倍压器，他们将质子(H)加速到0.5MeV的能量去撞击静止的原子核X，得到两个动能均为8.9MeV的氦核(He)，这是历史上第一次用人工加速粒子实现的核反应．下列说法正确的是(　　)‎ A．X是Li B．X由He组成 C．上述核反应中出现了质量亏损 D．上述核反应的类型是裂变 解析：根据质量数和电荷数守恒可知，X是Li，选项A、B错误；由题可知，反应中释放了核能，则反应中出现了质量亏损，选项C正确；上述核反应的类型是原子核的人工转变方程，选项D错误．‎ 答案：C ‎9．(多选)太阳内部发生的核反应主要是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，氢核的聚变反应可以看作是4个氢核(H)结合成1个氦核(He)．下表中列出了部分粒子的质量(1u相当于931.5MeV的能量)，以下说法中正确的是(　　)‎ 粒子名称 质子p α粒子 电子e 中子n 质量/u ‎1.0073‎ ‎4.0015‎ ‎0.00055‎ ‎1.0087‎ A.核反应方程式为4H→He＋2e B．核反应方程式为4H→He＋2e C．4个氢核结合成1个氦核(He)时的质量亏损约为0.0266u D．4个氢核聚变反应过程中释放的能量约为24.8MeV 解析：根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可判断A正确，B错误；反应过程中的质量亏损Δm＝4mp－mα－2me＝0.0266u，故该反应过程中释放的能量ΔE＝Δm×931.5MeV＝24.8MeV，故选项C、D正确．‎ 答案：ACD ‎10．由于放射性元素Np的半衰期很短，所以在自然界中一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现．已知Np经过一系列α衰变和β衰变后变成Bi，下列选项中正确的是(　　)‎ A.Bi的原子核比Np的原子核少28个中子 B.Np经过衰变变成Bi，衰变过程可以同时放出α粒子、β粒子和γ粒子 C．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变 D.Np的半衰期等于任一个Np原子核发生衰变的时间 解析：Bi的中子数为209－83＝126，Np的中子数为237－93＝144，Bi的原子核比Np的原子核少18个中子，A错误；Np经过一系列α衰变和β衰变后变成Bi，可以同时放出α粒子和γ粒子或者β粒子和γ粒子，不能同时放出三种粒子，B错误；衰变过程中发生α衰变的次数为＝7(次)，β衰变的次数为2×7－(93－83)＝4(次)，C正确；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核不适用，D错误．‎ 答案：C ‎ [限训练·通高考]　　　　　　　　　　　　　　　科学设题　拿下高考高分 单独成册　对应学生用书第147页 ‎(45分钟)‎ 一、单项选择题 ‎1．(2018·高考天津卷)国家大科学工程——中国散裂中子源(CSNS)于‎2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台．下列核反应中放出的粒子为中子的是(　　)‎ A.N俘获一个α粒子，产生O并放出一个粒子 B.Al俘获一个α粒子，产生P并放出一个粒子 C.B俘获一个质子，产生Be并放出一个粒子 D.Li俘获一个质子，产生He并放出一个粒子 解析：由核反应过程中遵循质量数、电荷数均守恒的原则，可写出选项中的四个核反应方程.N＋He→O＋H，选项A错误.Al＋He→P＋n，选项B正确.B＋H→Be＋He，选项C错误.Li＋H→He＋He，选项D错误．‎ 答案：B ‎2．(2018·河南洛阳一模)下列说法正确的是(　　)‎ A．玻尔根据光的波粒二象性，大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性 B．铀核裂变的核反应方程是U→Ba＋Kr＋2n C．原子从低能级向高能级跃迁，不吸收光子也能实现 D．根据爱因斯坦的“光子说”可知，光的波长越大，光子的能量越大 解析：德布罗意根据光的波粒二象性，大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性，选项A错误；铀核是在中子轰击下发生链式反应，铀核裂变的核反应方程是U＋n→Ba＋Kr＋3n，选项B错误；受到电子或其他粒子碰撞，原子也可以从低能级向高能级跃迁，即原子从低能级向高能级跃迁，不吸收光子也能实现，选项C正确；根据爱因斯坦的“光子说”可知，光的频率越高，波长越小，光子的能量越大，选项D错误．‎ 答案：C ‎3．(2018·湖南张家界高三第三次模拟)‎2017年12月6日报道，中国散裂中子源项目将于2018年前后建成．日前，位于广东东莞的国家大科学工程——中国散裂中子源(CSNS)首次打靶成功，获得中子束流，这标志着CSNS主体工程顺利完工，进入试运行阶段．对于有关中子的研究，下面说法正确的是(　　)‎ A．中子和其他微观粒子，都具有波粒二象性 B．一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是裂变反应 C．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 D．核反应方程Po→X＋He中的y＝206，X中中子个数为128‎ 解析：所有粒子都具有波粒二象性，A正确；裂变是较重的原子核分裂成较轻原子核的反应，而该反应是较轻的原子核的聚变反应，B错误；卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，查德威克通过α粒子轰击铍核(Be)获得碳核(C)的实验发现了中子，C错误；y＝210－4＝206，X中中子个数为206－82＝124，D错误．‎ 答案：A ‎4．如图所示，图甲为光电效应的实验电路图，图乙为光电子最大初动能与光电管入射光频率关系图象．下列说法正确的是(　　)‎ A．光电管加正向电压时，电压越大光电流越大 B．光电管加反向电压时不可能有光电流 C．由图可知，普朗克常量数值上等于||‎ D．由图可知，普朗克常量数值上等于||‎ 解析：光电管加正向电压时，如果正向电压从零开始逐渐增大，光电流也会逐渐增大，但光电流达到饱和时，即使电压增大，电流也不会变化，故选项A错误；因为光电子有动能，即使光电管加反向电压，也可能有光电流，故选项B错误；由光电效应方程Ek＝hν－W0可知，图象斜率大小为普朗克常量，所以普朗克常量数值上等于||，故选项C正确，D错误．‎ 答案：C ‎5．(2018·宁夏石嘴山高三四月适应性测试)下列说法正确的是(　　)‎ A．汤姆孙通过α粒子散射实验提出了原子核式结构模型 B．氢原子从基态向激发态跃迁时，需要吸收能量 C．质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3，则质子与中子结合为氘核的反应是人工核转变，放出的能量为(m3－m1－m2)c2‎ D．紫外线照射到金属锌板表面时能够产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大 解析：卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，故A错误；氢原子从基态向激发态跃迁时，需要吸收能量，故B正确；根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2‎ ‎，当一个质子和一个中子结合成一个氘核时，质量亏损为Δm＝m1＋m2－m3，因此核反应放出的能量ΔE＝(m1＋m2－m3)c2，故C错误；光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光照强度无关，因此增大光照强度，光电子的最大初动能不变，故D错误．‎ 答案：B ‎6．(2018·百校联盟TOP20四月联考)核反应方程N＋H→C＋X＋ΔE中，N的质量为m1、H的质量为m2、C的质量为m3、X的质量为m4，光在真空中的速度为c，则下列判断正确的是(　　)‎ A．X是He，ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2‎ B．X是He，ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2‎ C．X是He，ΔE＝(m3＋m4－m1－m2)c2‎ D．X是He，ΔE＝(m3＋m4－m1－m2)c2‎ 解析：根据质量数守恒和电荷数守恒可知X是He，反应中亏损的质量为Δm＝m1＋m2－m3－m4，故释放的能量ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3－m4)c2，故选B.‎ 答案：B ‎7.如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，结果受到激发后的氢原子能辐射出三种不同频率的光子，让辐射出的光子照射某种金属，发现有两种频率的光子能使该金属发生光电效应，其中一种光子恰好能使该金属发生光电效应，则逸出的光电子的最大初动能为(　　)‎ A．0　　　　　　　　　 B.1.89eV C．10.2eV D．12.09eV 解析：根据C＝3，得n＝3，因此受到激发后的氢原子处于第n＝3能级，因有两种频率的光子能使该金属发生光电效应，且其中一种光子恰好能使该金属发生光电效应，故这两种频率的光子分别是从2到1、3到1辐射出来的，而且3到1辐射的光子能量大于2到1辐射的光子能量，故3到1辐射出来的光子频率大于2到1辐射出来的光子频率，故从2到1辐射出来的光子恰好让该金属发生光电效应，即该金属的逸出功为W0＝－3.40eV－(－13.60eV)＝10.20eV，当用从3到1辐射出来的光子照射时，根据光电效应方程得光电子的最大初动能为Ek＝hν－W0，其中hν＝－1.51eV－(－13.60eV)＝12.09eV，故Ek＝12.09eV－10.20eV＝1.89eV，故选B.‎ 答案：B ‎8．(2018·安徽六安高三下学期模拟)下列说法正确的是(　　)‎ A．原子核内的一个中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子，这就是β衰变 B．氡222的半衰期是3.8天，镭226的半衰期是1620年，所以一个确定的氡222核一定比一个确定的镭226核先衰变 C．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电势能增大，电子的动能减小，原子的总能量减小 D．原子核越大，它的结合能越高，原子核能级越稳定 解析：原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子，这就是β衰变的实质，故A正确；对于大量原子和有半数发生衰变所用的时间是半衰期，对于一个确定的原子核，半衰期没有意义，故B错误；按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量增加，故C错误；结合能越高，原子核不一定稳定，比结合能越大，原子核越稳定，故D错误．‎ 答案：A 二、多项选择题 ‎9．一静止原子核A经1次α衰变生成原子核B，并释放出γ光子．已知A的比结合能为E1，B的比结合能为E2，α粒子的比结合能为E3，γ光子的能量为E4，则下列说法正确的是(　　)‎ A．B核在元素周期表的位置比A核前移2位 B．比结合能E1小于比结合能E2‎ C．由能量守恒可知E2－E1＝E3＋E4‎ D．该反应过程质量一定增加 解析：根据电荷数和质量数守恒，写出原子核衰变的方程为A→He＋B，故B核在元素周期表的位置比A核前移2位，故A正确；衰变过程中释放能量，可知比结合能E1小于比结合能E2，故B正确；比结合能是原子核的结合能与核子数之比，由能量守恒可知E4＝(y－4)E2＋4E3－yE1，故C错误；该反应的过程中释放热量，由质能方程可知，一定有质量亏损，故D错误．‎ 答案：AB ‎10．(2018·浙江名校协作体联考)下列说法正确的是(　　)‎ A．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越小 B．γ射线是频率极高的电磁波，其在云室中穿过会留下清晰的径迹 C．根据玻尔原子模型，氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能将增大 D．太阳辐射能量的主要来源与核电站发生的核反应一样都是重核裂变 解析：根据德布罗意物质波公式p＝ 知，微观粒子的动量越大，其对应的波长就越小，选项A正确；γ射线是频率极高的电磁波，电离作用很弱，云室是依赖带电粒子电离作用留下径迹的，所以γ射线在云室中穿过不会留下清晰的径迹，选项B错误；根据玻尔原子模型，氢原子辐射光子后，其绕核运动的半径将减小，电势能减小，总能量减小，但运动速度增大，电子动能将增大，选项C正确；太阳辐射能量的主要来源是轻核聚变，与核电站发生的核反应(重核裂变)不一样，选项D错误．‎ 答案：AC ‎11．(2018·安徽名校考试)已知氢原子的基态能量为E1，n＝2、3能级所对应的能量分别为E2和E3，大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子．依据玻尔理论，下列说法正确的是(　　)‎ A．产生的光子的最大频率为 B．当氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时，对应的电子的轨道半径变小，能量也变小 C．若氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，则当氢原子从能级n＝3跃迁到n＝1时放出的光子照到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为E3－E2‎ D．若要使处于能级n＝3的氢原子电离，可以采用两种方法：一是用能量为－E3的电子撞击氢原子，二是用能量为－E3的光子照射氢原子 解析：大量处于能级n＝3的氢原子向低能级跃迁能产生3种不同频率的光子，产生光子的最大频率为，故A错误．当氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时，能量减小，电子离原子核更近，电子轨道半径变小，故B正确．若氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，由光电效应方程可知，该金属的逸出功恰好等于E2－E1，则当氢原子从能级n＝3跃迁到n＝1时放出的光子照射该金属时，逸出光电子的最大初动能为E3－E1－(E2－E1)＝E3－E2，故C正确．电子是有质量的，撞击氢原子是发生弹性碰撞，由于电子和氢原子质量不同，故电子不能把－E3的能量完全传递给氢原子，因此不能使氢原子完全电离，而光子的能量可以完全被氢原子吸收，故D错误．‎ 答案：BC ‎12．(2018·贵州四月份高三适应性考试)‎14C是碳元素的一种具有放射性的同位素，衰变方式为β衰变，其半衰期约为5730年．已知一个‎14C原子核由6个质子和8个中子组成．下列说法正确的是(　　)‎ A．‎14C衰变后转变为14N B．‎14C衰变过程中发出的β射线是由核外电子电离产生的 C．‎14C原子发生化学反应后，其半衰期不会发生改变 D．‎14C样品经历3个半衰期后，样品中‎14C的质量只有原来的 解析：14C衰变方式为β衰变，则放出一个负电子后，质量数不变，电荷数增加1，变为14N，选项A正确；14‎ C衰变过程中发出的β射线是由核内的中子转化为质子时放出的负电子，选项B错误；半衰期与化学状态无关，则14C原子发生化学反应后，其半衰期不会发生改变，选项C正确；14C样品经历3个半衰期后，样品中14C的质量只有原来的()3＝，选项D错误．‎ 答案：AC ‎13.研究光电效应规律的实验装置如图所示，以频率为ν的光照射光电管阴极K时，有光电子产生．由于光电管K、A间加的是反向电压，光电子从阴极K发射后将向阳极A做减速运动．光电流i由图中电流计G测出，反向电压U由电压表V测出，当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数称为反向遏止电压Uc.在下列表示光电效应实验规律的图象中，正确的是(　　)‎ 解析：反向电压U和频率一定时，发生光电效应产生的光电子数与光强成正比，则单位时间到达阴极A的光电子数与光强也成正比，故光电流i与光强I成正比，A正确．由动能定理知－qUc＝0－Ekm，又因Ekm＝hν－W0，所以Uc＝－，可知遏止电压Uc与频率ν是线性关系，不是正比关系，故B错误．光强I与频率ν一定时，光电流i随反向电压的增大而减小，又据光电子动能大小的分布概率及发出后的方向性可知，C正确．由光电效应知金属中的电子对光子的吸收是十分迅速的，时间小于10－9s,10－9s后，光强I和频率ν一定时，光电流恒定，故D正确．‎ 答案：ACD ‎14．如图所示，人工元素原子核Nh开始静止在匀强磁场B1、B2的边界MN上，某时刻发生裂变生成一个氦原子核He和一个Rg原子核，裂变后的粒子速度方向均垂直于B1、B2的边界MN.氦原子核通过B1区域第一次经过MN边界时，距出发点的距离为l，Rg原子核第一次经过MN边界距出发点的距离也为l.则下列有关说法正确的是(　　)‎ A．两磁场的磁感应强度之比B1∶B2＝111∶141‎ B．两磁场的磁感应强度之比B1∶B2＝111∶2‎ C．氦原子核和Rg原子核各自旋转第一个半圆的时间比为2∶141‎ D．氦原子核和Rg原子核各自旋转第一个半圆的时间比为111∶141‎ 解析：原子核裂变的方程为Nh→He＋Rg，由题意知带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，偏转半径为r＝，由题意可知二者偏转半径相等，由于原子核由静止裂变，动量守恒，即m1v1＝m2v2，所以有q1B1＝q2B2，易得＝＝，故A错误，B正确；又T＝，由前面可知，q1B1＝q2B2，所以＝，粒子在第一次经过MN边界时，运动了半个周期，所以＝＝，故C正确，D错误．‎ 答案：BC