2019屆高考物理二輪復習 第一部分 專題整合 專題五 近代物理初步專項訓練.docx

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專題五 近代物理初步 [真題再現(xiàn)]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．(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　氘核聚變反應的質量虧損為Δm＝22.013 6 u－(3.015 0 u＋1.008 7 u)＝0.003 5 u，釋放的核能為ΔE＝Δmc2＝0.003 5931 MeV/c2c2≈3.3 MeV，選項B正確。 答案　B 2．(2018全國卷Ⅲ)1934年，約里奧－居里夫婦用α粒子轟擊鋁核Al，產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和30 D．17和31 解析　本題考查核反應方程。在核反應過程中，質量數(shù)和電荷數(shù)分別守恒，則X的原子序數(shù)為2＋13－0＝15，X的質量數(shù)為4＋27－1＝30，選項B正確。 答案　B 3．(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1.2810－19 J。已知普朗克常量為6.6310－34 Js，真空中的光速為3.00108 ms－1。能使鋅產生光電效應的單色光的最低頻率約為 A．11014 Hz B．81014 Hz C．21015 Hz D．81015 Hz 解析　本題考查光電效應規(guī)律。由光電效應方程得Ek＝－W0，而能使鋅產生光電效應的單色光的最低頻率ν0應滿足hν0＝W0，聯(lián)立得ν0＝－＝81014 Hz，故選項B正確。 答案　B 4．(2017天津卷)如圖5－1所示，我國自主研發(fā)制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先通過權威機構認證，這是我國對國際熱核聚變項目的重大貢獻。下列核反應方程中屬于聚變反應的是 圖5－1 A. H＋ H→ He＋ n B. N＋ He→ O＋ H C. He＋ Al→ P＋ n D. U＋ n→ Ba＋ Kr＋3 n 解析　 H＋ H→ He＋ n是一個氘核與一個氚核結合成一個氦原子核，同時放出一個中子，屬于聚變反應，故A正確； N＋ He→ O＋ H是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質子的核反應，他用α粒子轟擊氮原子核，產生氧的同位素——氧17和一個質子，是人類第一次實現(xiàn)的原子核的人工轉變，屬于人工核反應，故B錯誤； He＋ Al→ P＋ n是小居里夫婦用α粒子轟擊鋁片時發(fā)現(xiàn)了放射性磷(磷30)，屬于人工核反應，故C錯誤； U＋ n→ Ba＋ Kr＋3 n是一種典型的鈾核裂變，屬于裂變反應，故D錯誤。 答案　A [考情分析] 分值 6分 題型 選擇題 命題 熱點 (1)光電效應 (2)氫原子能級躍遷 (3)原子核的衰變 (4)核反應方程、核能 考點一　光電效應 1．光電效應的研究思路 (1)兩條線索： (2)兩條對應關系： 2.愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W0的研究對象是金屬表面的電子，意思是說，光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大(如圖5－2所示)，直線的斜率為h，直線與ν軸的交點的物理意義是截止頻率νc，直線與Ek軸交點的物理意義是逸出功的負值。 圖5－2 【題組突破】 1．(2018日照二模)現(xiàn)用某一光電管進行光電效應實驗，當用頻率為ν的光照射時，有光電流產生。下列說法正確的是 A．光照時間越長，光電流就越大 B．減小入射光的強度，光電流消失 C．用頻率小于ν的光照射，光電效應現(xiàn)象消失 D．用頻率為2ν的光照射，光電子的初動能變大 解析　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，根據光電效應方程知，光子頻率越大，光電子的最大初動能越大，光強度會影響單位時間內逸出的光電子數(shù)目。光電流的大小與入射光的時間無關，入射光的強度越大，飽和光電流越大，故A錯誤；能否發(fā)生光電效應與入射光的強度無關，減小入射光的強度，電流不能消失，故B錯誤；用頻率為ν的光照射時，有光電流產生，用頻率小于ν的光照射，光電效應現(xiàn)象不一定消失，還要看入射光的頻率是否小于極限頻率，故C錯誤；根據光電效應方程可知，光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大，故D正確。 答案　D 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Ua＜Ub B．若νa＞νb，則一定有Eka＞Ekb C．若Ua＜Ub，則一定有Eka＜Ekb D．若νa＞νb，則一定有hνa－Eka＞hνb－Ekb 解析　設該金屬的逸出功為W，根據愛因斯坦光電效應方程有Ek＝hν－W，同種金屬的W不變，則逸出光電子的最大初動能隨υ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；根據上述有eU＝hν－W，遏止電壓U隨ν增大而增大，A項錯誤；又hν－Ek＝W，W相同，則D項錯誤。 答案　BC 3．光電效應方程的應用 (多選)用如圖5－3所示的裝置研究光電效應現(xiàn)象，所用光子能量為2.75 eV的光照射到光電管上時發(fā)生了光電效應，電流表G的示數(shù)不為零；移動變阻器的觸頭c，發(fā)現(xiàn)當電壓表的示數(shù)大于或等于1.7 V時，電流表示數(shù)為0，則下列說法正確的是 圖5－3 A．光電子的最大初動能始終為1.05 eV B．開關S斷開后，電流表G中有電流流過 C．當滑動觸頭向a端滑動時，反向電壓增大，電流增大 D．改用能量為2.5 eV的光子照射，移動變阻器的觸頭c，電流表G中也可能有電流 解析　該裝置所加的電壓為反向電壓，發(fā)現(xiàn)當電壓表的示數(shù)大于或等于1.7 V時，電流表示數(shù)為0，可知光電子的最大初動能為1.7 eV，根據光電效應方程Ekm＝hν－W0，得W0＝1.05 eV，故選項A錯誤；開關S斷開后，用光子能量為2.75 eV的光照射到光電管上時發(fā)生了光電效應，有光電子逸出，則有電流流過電流表，故選項B正確；當滑動觸頭向a端滑動時，反向電壓增大，則到達中心電極的電子的數(shù)目減少，電流減小，故選項C錯誤；改用能量為2.5 eV的光子照射，2.5 eV大于1.05 eV，仍然可以發(fā)生光電效應，移動變阻器的觸頭c，電流表G中可能有電流，故選項D正確。 答案　BD 考點二　原子的能級躍遷 1．原子結構的認識歷程 2．原子能級躍遷問題的解題技巧 (1)原子躍遷時，所吸收或釋放的光子能量只能等于兩能級之間的能量差。 (2)原子電離時，所吸收的能量可以大于或等于某一能級能量的絕對值。 (3)一群原子和一個原子不同，它們的核外電子向基態(tài)躍遷時發(fā)射光子的種類N＝C＝。 【題組突破】 1．(2018安徽聯(lián)考)如圖5－4所示為氫原子的能級圖，已知金屬鉑的逸出功為6.34 eV，則下列說法正確的是 圖5－4 A．處于基態(tài)的氫原子可以吸收能量為10.5 eV的光子而被激發(fā) B．用n＝4能級躍遷到n＝1能級輻射的光照射金屬鉑能發(fā)生光電效應 C．用能量為12.5 eV的電子轟擊處于基態(tài)的氫原子，一定不能使氫原子發(fā)生能級躍遷 D．要使處于基態(tài)的氫原子發(fā)生電離，入射光子的能量只能等于13.6 eV 解析　氫原子發(fā)生能級躍遷時，其只能吸收(或輻射)光子能量等于兩能級間的能級差的光子，n＝1→n＝2吸收的光子能量為－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV，n＝1→n＝3吸收的光子能量為－1.51 eV－(－13.6 eV)＝12.09 eV，能量為10.5 eV的光子不能被吸收，A錯誤；從n＝4能級躍遷到n＝1能級輻射光子的能量為－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV，大于金屬鉑的逸出功，能使金屬鉑發(fā)生光電效應，B正確；用能量為12.5 eV的電子轟擊處于基態(tài)的氫原子，可能使氫原子發(fā)生能級躍遷，C錯誤；入射光子的能量大于13.6 eV時，可使處于基態(tài)的氫原子發(fā)生電離，D錯誤。 答案　B 2．根據玻爾理論，氫原子的能級公式為En＝(n為能級，A為基態(tài)能量)，一個氫原子中的電子從n＝4的能級直接躍遷到基態(tài)，在此過程中 A．氫原子輻射一個能量為的光子 B．氫原子輻射一個能量為－的光子 C．氫原子輻射一系列頻率的光子，其中頻率最大的光子能量為 D．氫原子輻射一系列頻率的光子，其中頻率最大的光子能量為－ 解析　根據玻爾理論，一個氫原子中的電子從n＝4的能級直接躍遷到基態(tài)，輻射一個光子的能量為ΔE＝E4－E1＝－＝－，選項B正確，A、C、D錯誤。 答案　B 3．(2018淮北二模)如圖5－5所示為氫原子的能級示意圖，那么對氫原子在能級躍遷過程中輻射或吸收光子的特征認識正確的 圖5－5 A．處于基態(tài)的氫原子可以吸收14 eV的光子使電子電離 B．一群處于n＝3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，能輻射出4種不同頻率的光子 C．一群處于n＝2能級的氫原子吸收2 eV的光子可以躍遷到n＝3能級 D．用能量為10.3 eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài) 解析　基態(tài)氫原子的能量為－13.6 eV，吸收14 eV的光子能量可以發(fā)生電離，故A正確，根據C＝3知，一群處于n＝3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，能輻射出3種不同頻率的光子，故B錯誤。n＝2和n＝3間的能級差為1.89 eV,2 eV的光子不能被吸收，不會發(fā)生躍遷，故C錯誤。10.3 eV的能量不等于激發(fā)態(tài)能量與基態(tài)的能量差，則該光子能量不能被吸收而發(fā)生躍遷，故D錯誤。故選A。 答案　A 考點三　原子核的衰變、核反應方程 1．原子核的衰變 (1)衰變的分類 α衰變：X→Y＋He β衰變：X→Y＋e (2)兩個典型的衰變方程 α衰變：U→Th＋He β衰變：Th→Pa＋e。 2．半衰期 (1)定義：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間。 (2)影響因素：放射性元素衰變的快慢是由核內部自身的因素決定的，跟原子所處的化學狀態(tài)和外部條件沒有關系。 (3)公式：N余＝N原 m余＝m原 t表示衰變時間 τ表示半衰期。 3．典型裂變、聚變反應 U＋n→Kr＋Ba＋3n H＋H→He＋n＋17.6MeV 4．人工轉變 盧瑟福發(fā)現(xiàn)質子： N＋He―→O＋H 查德威克發(fā)現(xiàn)中子 He＋Be―→C＋n 約里奧居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時發(fā)現(xiàn)正電子 Al＋He―→P＋n P―→3014Si＋e。 【題組突破】 1．對衰變規(guī)律的理解 (多選)U是一種放射性元素，能夠自發(fā)地進行一系列放射性衰變，如圖5－6所示，下列說法正確的是 圖5－6 A．圖中a是84，b是206 B.Pb比U的比結合能大 C．Y和Z是同一種衰變 D．Y是β衰變，放出電子，電子是由中子轉變成質子時產生的 解析　由Po變到Pb，質量數(shù)少4，知發(fā)生了一次α衰變，則電荷數(shù)少2，所以a＝84，由Bi變到Tl，發(fā)生了一次α衰變，則b＝206，選項A、C正確，選項D錯誤。比結合能小的原子核結合或分裂成比結合能大的原子核時會出現(xiàn)質量虧損，根據愛因斯坦質能方程得知，一定釋放核能，因此核反應放出能量，則Pb比U的比結合能大，選項B正確。 答案　ABC 2．對半衰期的理解 (多選)研制核武器的钚239(Pu)可由鈾239(U)經過衰變而產生，下列敘述正確的是 A．钚239和鈾239是同位素 B．鈾239經過一個半衰期時原子核的數(shù)量減少為原來的一半 C．鈾239經過一次α衰變產生钚239 D．鈾239經過二次β衰變產生钚239 解析　同位素具有相同的質子數(shù)和不同的中子數(shù)，故A項錯誤；由半衰期的概念可知B項正確；由UPu＋2e，D正確。 答案　BD 3．(2017課標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　本題考查天然放射現(xiàn)象、半衰期、核反應中的動量守恒、質量虧損，考查學生的理解能力。靜止的原子核在衰變前后動量守恒，由動量守恒定律得0＝m1v1＋m2v2，可知m1v1＝－m2v2，故衰變后釷核的動量大小等于α粒子的動量大小，選項B正確；動能Ek＝，由于釷核的質量(m1)大于α粒子的質量(m2)，故動能不等，選項A錯誤；鈾核的半衰期是指大量的鈾核半數(shù)發(fā)生衰變所用的時間，而不是放出一個α粒子所經歷的時間，選項C錯誤；原子核衰變前后質量數(shù)守恒，衰變時放出核能，質量虧損，選項D錯誤。 答案　B 4．核反應方程的書寫與反應類型的判斷 (2016全國Ⅱ)在下列描述核過程的方程中，屬于α衰變的是________，屬于β衰變的是________，屬于裂變的是________，屬于聚變的是________。(填正確答案標號) A.C→N＋e B.P→S＋e C.U→Th＋He D.N＋He→O＋H E.U＋n→Xe＋Sr＋2n F.H＋H→He＋n 解析　α衰變是原子核自發(fā)地放射出α粒子的核衰變過程，選C；β衰變是原子核自發(fā)地放射出β粒子的核衰變過程，選A、B；重核裂變選E；輕核聚變選F。 答案　C　AB　E　F 考點四　核能的計算 核能的計算方法 (1)根據ΔE＝Δmc2計算時，Δm的單位是“kg”，c的單位是“m/s”，ΔE的單位是“J”。 (2)根據ΔE＝Δm931.5(MeV)計算時，因1原子質量單位(u)相當于931.5 MeV的能量。Δm的單位是“u”，所以ΔE的單位是“MeV”。 (3)根據核子比結合能來計算核能： 原子核的結合能＝核子比結合能核子數(shù)。 　(1)氡222是一種天然放射性氣體，被吸入后，會對人的呼吸系統(tǒng)造成輻射損傷。它是世界衛(wèi)生組織公布的主要環(huán)境致癌物質之一，其衰變方程是RnPo＋________。已知Rn的半衰期約為3.8天，則約經過______天，16 g的Rn衰變后還剩1 g。 (2)海水中含有豐富的氘，完全可充當未來的主要能源。兩個氘核的核反應為H＋H→He＋n，其中氘核的質量為2.013 0 u，氦核的質量為3.015 0 u，中子的質量為1.008 71 u相當于931.5 MeV，求： ①核反應中釋放的核能； ②在兩個氘核以相同的動能0.35 MeV進行對心碰撞，并且核能完全轉化為機械能的情況下，求反應中產生的中子和氦核的動能。 [思路探究]　(1)書寫核反應方程時應注意什么？ (2)計算核能的公式ΔE＝Δmc2中各符號的意義是什么？ [解析]　(1)根據質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知應是He(或α)，根據m＝m0()， 解得t＝3.84天＝15.2天。 (2)①核反應中的質量虧損Δm＝2mH－mHe－mn 由ΔE＝Δmc2可知釋放的核能 ΔE＝(2mH－mHe－mn)c2＝2.14 MeV。 ②把兩個氘核作為一個系統(tǒng)，碰撞過程系統(tǒng)的動量守恒，由于碰撞前兩氘核的動能相等，其動量等大反向，因此反應前后系統(tǒng)的總動量為零，設碰撞后瞬間氦核、中子的速度分別為vHe、vn，動能分別為EkHe、Ekn，碰撞前氘核的動能ΔEkH＝0.35 MeV，則 mHevHe＋mnvn＝0 碰撞前后系統(tǒng)的總能量守恒，則 MHev＋mnv＝ΔE＋2ΔEkH 又有mHe∶mn＝3∶1 EkHe＝mHev，Ekn＝mnv 解得EkHe＝0.71 MeV，Ekn＝2.13 MeV。 [答案]　(1)He或α　15.2 (2)①2.14 MeV?、?.13 MeV　0.71 MeV 【題組突破】 1．質量虧損與質能方程 (多選)下面是鈾核裂變反應中的一個：U＋n→Xe＋Sr＋10n已知U的質量為235.043 9 u，中子質量為1.008 7 u，鍶90的質量為89.907 7 u，氙136的質量為135.907 2 u，則此核反應中 A．質量虧損為Δm＝(235.043 9＋1.008 7－89.907 7－135.907 2)u B．質量虧損為Δm＝(235.043 9＋1.008 7－89.907 7－135.907 2－101.008 7)u C．釋放的總能量為ΔE＝(235.043 9＋1.008 7－89.907 7－135.907 2－101.008 7)(3108)2 J D．釋放的總能量為ΔE＝(235.043 9＋1.008 7－89.907 7－135.907 2－101.008 7)931.5 MeV 答案　BD 2．結合能 (多選)如圖5－7所示是原子核的核子平均質量與原子序數(shù)Z的關系圖像，下列說法中正確的是 圖5－7 A．若原子核D和E結合成F，結合過程一定會吸收核能 B．若原子核D和E結合成F，結合過程一定會釋放核能 C．若原子核A分裂成B和C，分裂過程一定會吸收核能 D．在核反應堆的鈾棒之間插入鎘棒是為了控制核反應速度 答案　BD 3．重核裂變 (多選)核電站的核能來源于 U核的裂變，下列說法中正確的是 A．反應后的核廢料已不具有放射性，不需要進一步處理 B. U的一種可能的裂變是變成兩個中等質量的原子核，如 Xe和 Sr，反應方程為 U＋ n―→ Xe＋ Sr＋2 n C. U是天然放射性元素，常溫下它的半衰期約為45億年，升高溫度半衰期縮短 D．一個 U核裂變的質量虧損為Δm＝0.215 5 u，則釋放的核能約201 MeV 解析　反應后的核廢料仍然具有放射性，需要進一步處理，故A錯誤；發(fā)生核反應的過程滿足電荷數(shù)和質量數(shù)守恒，故反應方程為 U＋ n→ Xe＋ Sr＋2 n，故B正確；半衰期的大小由原子核內部因素決定，與外部環(huán)境無關，即升高溫度并不能使半衰期縮短，故C錯誤；根據質能方程ΔE＝0.215 5931 MeV≈201 MeV，故D正確。 答案　BD 一、單項選擇題 1．(2017北京卷)2017年年初，我國研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長在100 nm(1 nm＝10－9 m)附近連續(xù)可調的世界上最強的極紫外激光脈沖。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、霧霾治理等領域的研究中發(fā)揮重要作用。 一個處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個分子，但又不會把分子打碎。據此判斷，能夠電離一個分子的能量約為(取普朗克常量h＝6.610－34 Js，真空光速c＝3108 m/s) A．10－21 J　　　　　　　　B．10－18 J C．10－15 J D．10－12 J 解析　光子的能量E＝hν，c＝λν，聯(lián)立解得E≈210－18 J，故選項B正確。 答案　B 2．甲、乙光子的能量之比為2∶1，它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應，且所產生的光電子最大初動能分別為E1、E2。該金屬的逸出功為 A．E1＋E2 B．E1－E2 C．E1＋2E2 D．E1－2E2 解析　根據光電效應方程Ek＝hν－W0，對應甲光子有hν甲＝E1＋W0，對應乙光子有hν乙＝E2＋W0又知hν甲＝2hν乙，解得W0＝E1－2E2，故選項D正確，選項A、B、C錯誤。 答案　D 3．(2018汕頭二模)如圖5－8所示是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線，普朗克常量h＝6.6310－34 Js，由圖可知 圖5－8 A．該金屬的極限頻率為4.31014 Hz B．該金屬的極限頻率為5.51014 Hz C．該金屬的逸出功為810－20 J D．該圖線斜率的倒數(shù)表示普朗克常量 解析　由光電效應方程Ekm＝hν－W0知該圖線的斜率為普朗克常量，圖線與橫軸交點的橫坐標為金屬的極限頻率ν0，即ν0＝4.31014 Hz，A選項正確，B、D選項均錯誤；金屬的逸出功W＝hν0＝6.6310－344.31014 J≈2.851019 J，C選項錯誤。 答案　A 4．(2018天津卷)國家大科學工程——中國散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功，獲得中子束流，可以為諸多領域的研究和工業(yè)應用提供先進的研究平臺。下列核反應中放出的粒子為中子的是 圖5－9 A.N俘獲一個α粒子，產生8O并放出一個粒子 B.Al俘獲一個α粒子，產生P并放出一個粒子 C.5B俘獲一個質子，產生Be并放出一個粒子 D.Li俘獲一個質子，產生He并放出一個粒子 解析　本題考查核反應方程。由核反應過程中遵循質量數(shù)、電荷數(shù)均守恒的原則，可寫出選項中的四個核反應方程。7N＋He→8O＋H，選項A錯誤。Al＋He→P＋n，選項B正確。5B＋H→Be＋He，選項C錯誤。Li＋H→He＋He，選項D錯誤。 答案　B 5．(2018太原模擬)核電站泄漏的污染物中含有碘131和銫137。碘131的半衰期約為8天，會釋放β射線；銫137是銫133的同位素，半衰期約為30年，發(fā)生衰變時會輻射γ射線。下列說法正確的是 A．碘131釋放的β射線由氦核組成 B．銫137衰變時輻射出的γ光子能量小于可見光光子能量 C．與銫137相比，碘131衰變更慢 D．銫133和銫137含有相同的質子數(shù) 解析　β射線是高速運動的電子流，不是氦原子核，A錯誤；γ射線的頻率大于可見光的頻率，根據E＝hν可知，γ射線光子能量大于可見光光子能量，B錯誤；半衰期越短，衰變越快，C錯誤；銫133和銫137都是銫元素，是質子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同位素，所以D正確。 答案　D 6．如圖5－10所示是原子物理史上幾個著名的實驗，關于這些實驗，下列說法正確的是 圖5－10 A．盧瑟福通過α粒子散射實驗否定了原子的核式結構模型 B．放射線在磁場中偏轉，中間沒有偏轉的為γ射線，電離能力最強 C．電壓相同時，光照越強，光電流越大，說明遏止電壓和光的強度有關 D．鏈式反應屬于重核的裂變 解析　盧瑟福通過α粒子散射實驗否定了原子的“棗糕模型”結構，提出了原子的“核式結構模式”，故A錯誤；中間沒有偏轉的為γ粒子，電離能力最弱，而穿透能力最強，故B錯誤；由圖可知，光照越強，光電流越大，遏止電壓與光的強度無關，故C錯誤；重核裂變產生的中子使裂變反應一代接一代繼續(xù)下去的過程叫作核裂變的鏈式反應，故D正確。 答案　D 7．(2018南陽第四次段考)在正負電子對撞機中，一個電子和一個正電子對撞發(fā)生湮滅而轉化為一對光子。設正、負電子的質量在對撞前均為m，對撞前的動能均為E，光在真空中的傳播速度為c，普朗克常量為h，則對撞后轉化成光子的波長等于 A. B. C. D. 解析　該反應方程為e＋e→2γ，由于光子的靜止質量為零，所以質量的虧損為Δm＝2m，由質能方程，對應的能量為ΔE＝2mc2，根據能量守恒可知2hν＝2E＋ΔE，即有＝2E＋2mc2，所以光子在真空中波長λ＝，C正確。 答案　C 8．如圖5－11所示為氫原子的能級示意圖，一群氫原子處于n＝3的激發(fā)態(tài)，在向較低能級躍遷的過程中向外發(fā)出光子，用這些光照射逸出功為2.49 eV的金屬鈉。下列說法正確的是 圖5－11 A．這群氫原子能發(fā)出3種不同頻率的光，其中從n＝3躍遷到n＝2所發(fā)出的光波長最短 B．這群氫原子能發(fā)出2種不同頻率的光，其中從n＝3躍遷到n＝1所發(fā)出的光頻率最小 C．金屬鈉表面發(fā)出的光電子的最大初動能為9.60 eV D．金屬鈉表面發(fā)出的光電子的最大初動能為11.11 eV 解析　一群氫原子處于n＝3的激發(fā)態(tài)，可能發(fā)出3種不同頻率的光子，因為n＝3和n＝2間能級差最小，所以從n＝3躍遷到n＝2發(fā)出的光子頻率最低，根據λ＝可知波長最長；因為n＝3和n＝1間能級差最大，所以從n＝3躍遷到n＝1間能級差最大，所以從n＝3躍遷到n＝1發(fā)出的光子頻率最高，波長最短，故A、B錯誤。從n＝3躍遷到n＝1發(fā)出的光子頻率最高，發(fā)出的光子能量為ΔE＝13.60 eV－1.51 eV＝12.09 eV。根據光電效應Ekm＝hν－W0得，最大初動能Ekm＝12.09 eV－2.49 eV＝9.60 eV，故D錯誤。 答案　C 二、多項選擇題 9．(2018長春外國語學校二模)如圖5－12所示為氫原子的能級圖，一群氫原子處在n＝4能級的激發(fā)態(tài)，當它向低能級躍遷時共輻射六種不同頻率的光，其中有2種可見光，有3種紫外線，1種紅外線。關于這六種不同頻率的光，下列說法正確的是 圖5－12 A．從n＝4躍遷到n＝1輻射出來的光是紫外線 B．從n＝4躍遷到n＝2輻射出來的光是可見光 C．從n＝2躍遷到n＝1輻射出來的光是紅外線 D．從n＝3躍遷到n＝2輻射出來的光是紫外線 解析　一群氫原子處在n＝4能級的激發(fā)態(tài)，由它向低能級躍遷時共輻射六種不同頻率的光，其中有2種可見光，有3種紫外線，1種紅外線，因紫外線的頻率最高，則能量最大，而紅外線頻率最低，則能量最小，可見光處于中間，從n＝4躍遷到n＝1，n＝3躍遷到n＝1，n＝2躍遷到n＝1，輻射出來的光都是紫外線，故A正確，C錯誤；從n＝4躍遷到n＝3，輻射出來只能是紅外線，那么從n＝4躍遷到n＝2，從n＝3躍遷到n＝2，均是可見光，故B正確，D錯誤。 答案　AB 10．(2018石家莊二模)下列說法正確的是 A．太陽輻射的能量來自太陽內部的裂變反應 B．放射性元素的半衰期與外界壓強、原子的化學狀態(tài)無關 C．依據玻爾理論氫原子從高能級狀態(tài)向低能級狀態(tài)躍遷時會輻射光子 D．紫光照射金屬板發(fā)生光電效應時，增大入射光強度，則光電子的最大初動能增大 解析　太陽輻射的能量來自太陽內部的輕核聚變，A錯。半衰期是由原子核內部的因素決定的，與外界壓強、原子的化學狀態(tài)無關，B對。氫原子從高能級向低能級躍遷時多余的能量會以光子的形式釋放出來，C對。光電效應中飛出的光電子的最大初動能與入射光強度無關，與入射光頻率有關，D錯。 答案　BC 11．(2018太原二模)據媒體報道，叛逃英國的俄羅斯前特工利特維年科在倫敦離奇身亡，英國警方調查認為毒殺利特維年科的是超級毒藥——放射性元素釙( Po)。若元素釙發(fā)生某種衰變，其半衰期是138天，衰變方程為Po→Pb＋Y＋γ。下列說法正確的是 A．該元素發(fā)生的是β衰變 B．Y原子核含有4個核子 C．γ射線是衰變形成的鉛核釋放的 D．200 g的Po經276天，已發(fā)生衰變的質量為150 g 解析　元素釙Po的衰變方程為Po→Pb＋He＋γ，發(fā)生的是α衰變，選項A錯誤；Y原子核，即氦核含有4個核子，選項B正確；γ射線是衰變形成的鉛核釋放的，選項C正確；200 gPo經276天，發(fā)生兩次衰變，剩余的Po的質量為200 g()2＝50 g，故已發(fā)生衰變的質量為150 g，選項D正確。 答案　BCD 12．研究光電效應規(guī)律的實驗裝置如圖5－13所示，以頻率為ν的光照射光電管陰極K時，有光電子產生。由于光電管K、A間加的是反向電壓，光電子從陰極K發(fā)射后將向陽極A做減速運動。光電流i由圖中電流計G測出，反向電壓U由電壓表V測出，當電流計的示數(shù)恰好為零時，電壓表的示數(shù)稱為反向遏止電壓Uc。在下列表示光電效應實驗規(guī)律的圖像中，正確的是 圖5－13 解析　反向電壓U和頻率一定時，發(fā)生光電效應產生的光電子數(shù)與光強成正比，則單位時間到達陰極A的光電子數(shù)與光強也成正比，故光電流i與光強I成正比，A正確。由動能定理知－qUc＝0－Ekm，又因Ekm＝hν－W0，所以Uc＝－，可知遏止電壓Uc與頻率ν是線性關系，不是正比關系，故B錯誤。光強I與頻率ν一定時，光電流i隨反向電壓的增大而減小，又據光電子動能大小的分布概率及發(fā)生后的方向性可知，C正確。由光電效應知金屬中的電子對光子的吸收是十分迅速的，時間小于10－9 s時，10－9 s后，光強I和頻率ν一定時，光電流恒定，故D正確。 答案　ACD 13.(2018洛陽調研)靜止在勻強磁場中的 U核發(fā)生α衰變，產生一個未知粒子x，它們在磁場中的運動徑跡如圖5－14所示，下列說法正確的是 圖5－14 A．該核反應方程為 U→ x＋ He B．α粒子和粒子x在磁場中做圓周運動時轉動方向相同 C．軌跡1、2分別是α粒子、x粒子的運動徑跡 D．α粒子、x粒子運動徑跡半徑之比為45∶1 解析　顯然選項A中核反應方程正確，A對； U核靜止，根據動量守恒可知α粒子和x新核速度方向相反，又都帶正電，則轉動方向相同，選項B對；根據動量守恒可知α粒子和x新核的動量大小p相等，由帶電粒子在磁場中運動半徑公式R＝可知軌道半徑R與其所帶電荷量成反比，半徑之比為45∶1，選項C錯，D對。 答案　ABD 14．(2018合肥模擬)關于原子結構和核反應的說法中正確的是 圖5－15 A．盧瑟福在α粒子散射實驗的基礎上提出了原子的核式結構模型 B．發(fā)現(xiàn)中子的核反應過程是Be＋He→C＋n C．200萬個U的原子核經過兩個半衰期后剩下50萬個U D．據圖可知，原子核D和E聚變成原子核F要吸收能量 解析　本題考查核裂變、核聚變以及核反應方程。盧瑟福在α粒子散射實驗的基礎上提出了原子的核式結構模型，選項A正確；發(fā)現(xiàn)中子的核反應方程為Be＋He→C＋n，選項B正確；半衰期為統(tǒng)計規(guī)律，適用于大量的原子發(fā)生衰變，選項C錯誤；在核反應過程中，若有質量虧損，將放出能量，由題圖中核子的平均質量可知，原子核D和E聚變成原子核F過程中，有質量虧損，要放出能量，選項D錯誤。 答案　AB