（全國(guó)通用）2018年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題五 光電效應(yīng) 原子結(jié)構(gòu)和原子核學(xué)案

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1、 專題五 光電效應(yīng) 原子結(jié)構(gòu)和原子核 知識(shí)必備 1.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 (1)任何一種金屬都有一個(gè)極限頻率，入射光的頻率必須大于這個(gè)頻率，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)。 (2)光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨入射光的頻率增大而增大。 (3)入射光照射到金屬板上時(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的，一般不會(huì)超過(guò)10－9 s。 (4)當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比。 2.光電效應(yīng)方程 (1)光電子的最大初動(dòng)能跟入射光子的能量hν和逸出功W0的關(guān)系為：mv2＝hν－W0。 (2)極限頻率：νc＝。 (3)最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：Ek＝eUc。 3

2、.氫原子能級(jí)圖 圖1 (1)能級(jí)圖：如圖1所示。 (2)輻射條件：hν＝Em－En。 (3)輻射光譜線條數(shù)：一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時(shí)，可能輻射出的光譜線條數(shù)：N＝C＝。 4.核反應(yīng) (1)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程：ΔE＝Δmc2。 (2)兩種衰變：α衰變：U―→Th＋He。 β衰變：Th―→Pa＋e。 (3)人工轉(zhuǎn)變：N＋He―→O＋H(發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)) (4)重核裂變：U＋n―→Ba＋Kr＋3n，在一定條件下(大于臨界質(zhì)量、超過(guò)臨界體積)，裂變反應(yīng)會(huì)連續(xù)不斷地進(jìn)行下去，這就是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。 (5)輕核聚變：H＋H―→He＋n(需要幾百萬(wàn)度高溫，所以又叫熱核反應(yīng))。

3、 備考策略 本專題考查的重點(diǎn)應(yīng)為原子躍遷及能級(jí)問(wèn)題、核反應(yīng)方程、核能的計(jì)算等，題型為選擇題。 1.必須牢記的“3個(gè)主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象” (1)光電效應(yīng)現(xiàn)象。 (2)α粒子散射實(shí)驗(yàn)。 (3)天然放射現(xiàn)象。 2.必須掌握的“2類方程” (1)衰變方程；(2)核反應(yīng)方程。 3.必須明確的“3個(gè)易錯(cuò)易混點(diǎn)” (1)能級(jí)躍遷時(shí)吸收光子的能量和吸收實(shí)物粒子的能量是不同的。 (2)半衰期是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)單個(gè)原子核無(wú)意義。 (3)γ射線是伴隨著α衰變、β衰變而產(chǎn)生的能量形式。 4.必須掌握核能的兩種計(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

4、”，ΔE的單位是“J”。 (2)根據(jù)ΔE＝Δm×931.5 MeV計(jì)算。因1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5 MeV的能量，所以計(jì)算時(shí)Δm的單位是“u”，ΔE的單位是“MeV”。 　光電效應(yīng)　能級(jí)躍遷 【真題示例】 (多選)(2017·全國(guó)卷Ⅲ，19)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＞Ekb C.若Ua＜Ub，則一定有Eka＜Ekb D.若νa＞νb

5、，則一定有hνa－Eka＞hνb－Ekb 解析　由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程得Ekm＝hν－W0，由動(dòng)能定理得Ekm＝eU，若用a、b單色光照射同種金屬時(shí)，逸出功W0相同。當(dāng)νa＞νb時(shí)，一定有Eka＞Ekb，Ua＞Ub，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；若Ua＜Ub，則一定有Eka＜Ekb，故選項(xiàng)C正確；因逸出功相同，有W0＝ hνa－ Eka＝ hνb－ Ekb，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案　BC 真題感悟 本考點(diǎn)主要考查：(1)光電效應(yīng)、極限頻率、遏止電壓等概念；(2)光電效應(yīng)規(guī)律；(3)光電效應(yīng)方程；(4)考查氫原子結(jié)構(gòu)；(5)結(jié)合能級(jí)圖考查能級(jí)躍遷規(guī)律。 預(yù)測(cè)1 對(duì)光電效應(yīng)規(guī)律的理

6、解 預(yù)測(cè)2 光電效應(yīng)方程的應(yīng)用 預(yù)測(cè)3 氫原子能級(jí)躍遷 1.某光源發(fā)出的光由不同波長(zhǎng)的光組成，不同波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度如圖2所示，表中給出了一些材料的極限波長(zhǎng)，用該光源發(fā)出的光照射表中材料(　　) 圖2 材料 鈉 銅 鉑 極限波長(zhǎng)(nm) 541 268 196 A.僅鈉能產(chǎn)生光電子 B.僅鈉、銅能產(chǎn)生光電子 C.僅銅、鉑能產(chǎn)生光電子 D.都能產(chǎn)生光電子 解析　由題圖可知，該光源發(fā)出的光的波長(zhǎng)大約在20 nm到440 nm之間，而三種材料中，極限頻率最大的鉑的極限波長(zhǎng)是196 nm，大于20 nm，所以該光源能使三種材料都產(chǎn)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)D正確。 答案　

7、D 2.(多選)如圖3所示是某金屬在光的照射下，光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光的波長(zhǎng)的倒數(shù)()的關(guān)系圖象，由圖象可知(　　) 圖3 A.圖象中的λ0是產(chǎn)生光電效應(yīng)的最小波長(zhǎng) B.普朗克常量和光速的乘積hc＝Eλ0 C.該金屬的逸出功等于－E D.若入射光的波長(zhǎng)為，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為2E 解析　圖象中的λ0是產(chǎn)生光電效應(yīng)的最大波長(zhǎng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光的波長(zhǎng)的倒數(shù)的關(guān)系圖象對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式為Ek＝hc－W，由圖象可知Ek＝0時(shí)，hc＝Eλ0，選項(xiàng)B正確；由Ek＝hc－W，并結(jié)合關(guān)系圖象可得該金屬的逸出功W＝E，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

8、若入射光的波長(zhǎng)為，由Ek＝hc－W，解得Ek＝hc－W＝3E－E＝2E，即產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為2E，選項(xiàng)D正確。 答案　BD 3.(多選)(2017·北京二模)圖4為氫原子能級(jí)示意圖的一部分，則氫原子(　　) 圖4 A.處于不同能級(jí)時(shí)，核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的 B.一群氫原子從n＝5能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)最多能發(fā)出10種頻率的光 C.從n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)比從n＝3能級(jí)躍遷到n＝ 2能級(jí)輻射出電磁波的波長(zhǎng)長(zhǎng) D.處于基態(tài)的氫原子和具有13.6 eV能量的電子發(fā)生碰撞時(shí)恰好電離 解析　處于不同能級(jí)時(shí)，核外電子在各處出現(xiàn)的概率是不一樣的，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；從n＝5能級(jí)

9、向低能級(jí)躍遷時(shí)，最多能發(fā)出10種頻率的光子，故B正確；光子能量E＝hν＝，由能級(jí)示意圖知E4―→3λ3―→2，故C項(xiàng)正確；處于基態(tài)的氫原子若恰好電離需要吸收13.6 eV能量，因電子與氫原子碰撞時(shí)一般氫原子不會(huì)吸收電子的全部能量，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　BC 練后反思 1.處理光電效應(yīng)問(wèn)題的兩條線索 (1)光的強(qiáng)度大―→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(dòng)能大。 2.解決氫原子能級(jí)躍遷問(wèn)題的三點(diǎn)技巧 (1)原子躍遷時(shí)，所吸收或釋放的光子能量只能等于兩能級(jí)之間的能量差。 (2)原子電離時(shí)，所吸

10、收的能量可以大于或等于某一能級(jí)能量的絕對(duì)值，剩余能量為自由電子的動(dòng)能。 (3)一群原子和一個(gè)原子不同，它們的核外電子向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)射光子的種類N＝C＝。 　衰變、核反應(yīng)與核能的計(jì)算 【真題示例1】 (2017·全國(guó)卷Ⅱ，15)一靜止的鈾核放出一個(gè)α粒子衰變成釷核，衰變方程為U→Th＋He，下列說(shuō)法正確的是(　　) A. 衰變后釷核的動(dòng)能等于α粒子的動(dòng)能 B. 衰變后釷核的動(dòng)量大小等于α粒子的動(dòng)量大小 C. 鈾核的半衰期等于其放出一個(gè)α粒子所經(jīng)歷的時(shí)間 D. 衰變后α粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量 解析　靜止的鈾核在α衰變過(guò)程中，滿足動(dòng)量守恒的條件，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得p

11、Th＋pα＝0，即釷核的動(dòng)量和α粒 子的動(dòng)量大小相等，方向相反，選項(xiàng)B正確；根據(jù)Ek＝可知，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；半衰期的定義是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)于一個(gè)α粒子不適用，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；鈾核在衰變過(guò)程中，伴隨著一定的能量放出，即衰變過(guò)程中有一定的質(zhì)量虧損，故衰變后α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。 答案　B 【真題示例2】 (2017·全國(guó)卷Ⅰ，17)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：H＋H→He＋n。已知H的質(zhì)量為2.013 6 u，He的質(zhì)量為3.015 0 u，n的質(zhì)量為1.008 7 u，1 u＝931 MeV/c2。氘核聚變反應(yīng)中釋放

12、的核能約為(　　) A.3.7 MeV B.3.3 MeV C.2.7 MeV D.0.93 MeV 解析　根據(jù)質(zhì)能方程，釋放的核能ΔE＝Δmc2，Δm＝2mH－mHe－mn＝0.003 5 u，則ΔE＝0.003 5×931 MeV＝3.258 5 MeV≈3.3 MeV，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。 答案　B 真題感悟 本考點(diǎn)主要考查： (1)原子核的衰變及對(duì)三種射線本質(zhì)的理解和應(yīng)用。 (2)半衰期、核反應(yīng)方程及核能計(jì)算。 預(yù)測(cè)1 原子核的衰變及半衰期 預(yù)測(cè)2 考查三種射線的特性 預(yù)測(cè)3 核反應(yīng)方程 預(yù)測(cè)4 核能的計(jì)算 1.(多選)靜止的鐳原子核

13、88Ra經(jīng)一次α衰變后變成一個(gè)新核Rn。則下列相關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) A.該衰變方程為88Ra→86Rn＋He B.若該元素的半衰期為τ，則經(jīng)過(guò)2τ的時(shí)間，2 kg的88Ra中已有1.5 kg已經(jīng)發(fā)生了衰變 C.隨著該元素樣品的不斷衰變，剩下未衰變的原子核88Ra越來(lái)越少，其半衰期也變短 D.若把該元素放到密閉的容器中，則可以減慢它的衰變速度 解析　由鐳的α衰變方程88Ra→86Rn＋He，可判斷A正確；由m＝m0，可知，t＝2τ時(shí)，m＝0.5 kg，則已經(jīng)衰變的鐳為m衰＝2 kg－0.5 kg＝1.5 kg，B正確；放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部自身因素決定的，跟原子所處的化

14、學(xué)狀態(tài)和外部條件沒(méi)有關(guān)系，C、D錯(cuò)誤。 答案　AB 2.如圖5所示，一天然放射性物質(zhì)發(fā)出三種射線，經(jīng)過(guò)一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)共存的區(qū)域(方向如圖所示)。調(diào)整電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，使得在MN上只有兩個(gè)點(diǎn)受到射線的照射，則下面判斷正確的是(　　) 圖5 A.射到b點(diǎn)的一定是α射線 B.射到b點(diǎn)的一定是β射線 C.射到b點(diǎn)的一定是α射線或β射線 D.射到b點(diǎn)的一定是γ射線 解析　γ射線不帶電，在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中它都不受力的作用，只能射到a點(diǎn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；調(diào)整E和B的大小，既可以使帶正電的α射線沿直線前進(jìn)，也可以使帶負(fù)電的β射線沿直線前進(jìn)，沿直線前進(jìn)的條件是電場(chǎng)力與洛倫茲力平

15、衡，即qE＝qBv。已知α粒子的速度比β粒子的速度小得多，當(dāng)α粒子沿直線前進(jìn)時(shí)，速度較大的β粒子向右偏轉(zhuǎn)；當(dāng)β粒子沿直線前進(jìn)時(shí)，速度較小的α粒子也向右偏轉(zhuǎn)，故選項(xiàng)C正確，A、B錯(cuò)誤。 答案　C 3.(多選)下列核反應(yīng)類型正確的是(　　) A.U―→Th＋He　α衰變 B.N＋He―→O＋H　輕核聚變 C.U＋n―→Xe＋Sr＋2n　重核裂變 D.H＋H―→He＋n　輕核聚變 解析　衰變的反應(yīng)物只有一個(gè)，生成物有He或e；重核裂變的反應(yīng)物是重核和中子，生成中等質(zhì)量的核并再次放出多個(gè)中子；輕核聚變是輕核合成為中等質(zhì)量的核，故屬于α衰變的是A；屬于裂變的是C；屬于聚變的是D。 答案　

16、ACD 4.氘核H和氚核H結(jié)合成氦核He的核反應(yīng)方程如下：H＋H―→He＋n＋17.6 MeV，下列說(shuō)法正確的是(　　) A.這個(gè)核反應(yīng)稱為人工核反應(yīng) B.要發(fā)生這樣的核反應(yīng)，需要將反應(yīng)物質(zhì)的溫度加熱到幾百萬(wàn)開(kāi)爾文，式中17.6 MeV是核反應(yīng)中吸收的能量 C.核反應(yīng)后生成物的總質(zhì)量比核反應(yīng)前物質(zhì)的總質(zhì)量減少了3.1×10－29 kg D.核反應(yīng)后生成物的總質(zhì)量比核反應(yīng)前物質(zhì)的總質(zhì)量增加了3.1×10－29 kg 解析　H＋H―→He＋n＋17.6 MeV為輕核聚變反應(yīng)(或熱核反應(yīng))，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；17.6 MeV是反應(yīng)中釋放出的能量，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由ΔE＝Δmc2可知，質(zhì)量減

17、少Δm＝＝3.1×10－29 kg，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。 答案　C 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 一、選擇題(1～8題為單項(xiàng)選擇題，9～15題為多項(xiàng)選擇題) 1.人們?cè)谘芯吭咏Y(jié)構(gòu)時(shí)提出過(guò)許多模型，其中比較有名的是棗糕模型和核式結(jié)構(gòu)模型，它們的模型示意圖如圖1所示。下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖1 A.α粒子散射實(shí)驗(yàn)與棗糕模型和核式結(jié)構(gòu)模型的建立無(wú)關(guān) B.科學(xué)家通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)否定了棗糕模型，建立了核式結(jié)構(gòu)模型 C.科學(xué)家通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)否定了核式結(jié)構(gòu)模型，建立了棗糕模型 D.科學(xué)家通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)否定了棗糕模型和核式結(jié)構(gòu)模型，建立了玻爾的原子模型 解析　α粒子散射實(shí)驗(yàn)與核式結(jié)構(gòu)

18、模型的建立有關(guān)，通過(guò)該實(shí)驗(yàn)，否定了棗糕模型，建立了核式結(jié)構(gòu)模型。 答案　B 2.下列表述正確的是(　　) A.He＋N―→O＋X中，X表示He B.H＋H―→He＋n是重核裂變的核反應(yīng)方程 C.放射性元素的半衰期與原子所處的化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān) D.β衰變中放出的β射線是核外電子掙脫原子核的束縛而形成的 解析　核反應(yīng)方程的書(shū)寫(xiě)應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，X應(yīng)為H，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B選項(xiàng)的核反應(yīng)方程為輕核聚變方程，所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期只與元素自身結(jié)構(gòu)有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)，所以C選項(xiàng)正確；β衰變中放出的β射線是由核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子和電子形成的，所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　C

19、3.如圖2所示為氫原子的四個(gè)能級(jí)，其中E1為基態(tài)，若氫原子A處于激發(fā)態(tài)E2，氫原子B處于激發(fā)態(tài)E3，則下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖2 A.原子A可能輻射出3種頻率的光子 B.原子B可能輻射出3種頻率的光子 C.原子A能夠吸收原子B發(fā)出的光子并躍遷到能級(jí)E1 D.原子B能夠吸收原子A發(fā)出的光子并躍遷到能級(jí)E4 解析　原子A處于激發(fā)態(tài)E2，因此其輻射光子頻率數(shù)目只能有1種，A錯(cuò)誤；原子B處于n＝3的能級(jí)，能輻射出C＝3種頻率的光子，B正確；據(jù)氫原子能級(jí)的量子性、吸收光子必須滿足hν＝Em－En，故C、D錯(cuò)誤。 答案　B 4.鈾是常用的一種核燃料，若它的原子核發(fā)生了如下的裂變反應(yīng)

20、；U＋n―→a＋b＋2n則a＋b可能是(　　) A.Xe＋Kr B.Ba＋Kr C.Ba＋Sr D.Xe＋Sr 解析　根據(jù)核反應(yīng)中的質(zhì)量數(shù)守恒可知，a＋b的質(zhì)量數(shù)應(yīng)為235＋1－2＝234，質(zhì)子數(shù)應(yīng)為92，A項(xiàng)中的質(zhì)量數(shù)為140＋93＝233，B項(xiàng)中質(zhì)量數(shù)是141＋92＝233，C項(xiàng)中質(zhì)量數(shù)為141＋93＝234，質(zhì)子數(shù)為56＋38＝94，D項(xiàng)中質(zhì)量數(shù)為140＋94＝234，質(zhì)子數(shù)為54＋38＝92，綜上可知，答案為D。 答案　D 5.將半衰期為5天、質(zhì)量為64 g的鉍分成四份分別投入：(1)開(kāi)口容器中；(2)100 atm的密封容器中；(3)100 ℃的沸水中；(4)與別的元素

21、形成化合物。經(jīng)10天后，四種情況下剩下的鉍的質(zhì)量分別為m1、m2、m3、m4，則(　　) A.m1＝m2＝m3＝m4＝4 g B.m1＝m2＝m3＝4 g，m4<4 g C.m1>m2>m3>m4，m1＝4 g D.m1＝4 g，其余無(wú)法知道 解析　放射性元素的半衰期是一定的，與放射性元素所處的物理環(huán)境和化學(xué)環(huán)境無(wú)關(guān)，故四種情況下鉍剩余的質(zhì)量相等，剩余的鉍的質(zhì)量為m余＝16× g＝4 g，所以A正確。 答案　A 6.研究放射性元素射線性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示。兩塊平行放置的金屬板A、B分別與電源的兩極a、b連接，放射源發(fā)出的射線從其上方小孔向外射出。則(　　) 圖3 A.

22、a為電源正極，到達(dá)A板的為α射線 B.a為電源正極，到達(dá)A板的為β射線 C.a為電源負(fù)極，到達(dá)A板的為α射線 D.a為電源負(fù)極，到達(dá)A板的為β射線 解析　β射線為高速電子流，質(zhì)量約為質(zhì)子質(zhì)量的，速度接近光速；α射線為氦核流，速度約為光速的。在同一電場(chǎng)中，β射線偏轉(zhuǎn)的軌跡曲率半徑小于α射線的曲率半徑，由圖知，向左偏的為β射線，向右偏的為α射線，即到達(dá)A板的為β射線；因α粒子帶正電，向右偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電場(chǎng)方向水平向右，那么a為電源正極，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。 答案　B 7.圖4甲所示為氫原子的能級(jí)，圖乙為氫原子的光譜。已知譜線a是氫原子從n＝4的能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)的輻射光，則譜線b

23、可能是氫原子________時(shí)的輻射光。(　　) 圖4 A.從n＝5的能級(jí)躍遷到n＝3的能級(jí) B.從n＝4的能級(jí)躍遷到n＝3的能級(jí) C.從n＝5的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí) D.從n＝3的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí) 答案　C 8.下列說(shuō)法正確的是(　　) A.天然放射性元素Th(釷)經(jīng)過(guò)4次α衰變和8次β衰變變成Pb(鉛) B.α衰變產(chǎn)生的α射線穿透能力最強(qiáng) C.質(zhì)子、中子、α粒子的質(zhì)量分別是m1、m2、m3，質(zhì)子和中子結(jié)合成一個(gè)α粒子，釋放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2 D.由愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程可知，質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化 解析　天然放射性元素Th(釷)衰變變成Pb，

24、根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和質(zhì)子數(shù)守恒，需要經(jīng)過(guò)n＝＝6次α衰變、經(jīng)過(guò)m＝2n－(90－82)＝4次β衰變，即天然放射性元素Th(釷)經(jīng)過(guò)6次α衰變和4次β衰變變成Pb(鉛)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；α衰變產(chǎn)生的α射線電離能力最強(qiáng)，穿透能力最弱，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；質(zhì)子和中子結(jié)合成一個(gè)α粒子，需要兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子，質(zhì)量虧損Δm＝2m1＋2m2－m3，由質(zhì)能方程可知，釋放的能量ΔE＝Δm·c2＝(2m1＋2m2－m3)c2，選項(xiàng)C正確；愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程只是反映了質(zhì)量與能量之間的關(guān)系，質(zhì)量和能量不可以相互轉(zhuǎn)化，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案　C 9.如圖5為盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，圖中的顯微鏡可在圓周軌道上轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)顯微鏡前

25、相連的熒光屏可以觀察α粒子在各個(gè)角度的散射情況，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖5 A.α粒子發(fā)生散射的主要原因是α粒子撞擊到金原子核后產(chǎn)生的反彈 B.在圖中A、B兩位置分別進(jìn)行觀察，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)一樣多 C.盧瑟福選用不同的金屬箔片作為α粒子散射的靶，觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相似 D.盧瑟福根據(jù)此實(shí)驗(yàn)得出原子的核式結(jié)構(gòu)模型 解析　放在B位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)較少，而放在A位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多，B錯(cuò)誤；α粒子發(fā)生散射的主要原因是受到金原子核的庫(kù)侖斥力作用，A錯(cuò)誤；選用不同金屬箔片作為α粒子散射的靶，觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相似，故C正確

26、；盧瑟福根據(jù)此實(shí)驗(yàn)得出原子的核式結(jié)構(gòu)模型，D正確。 答案　CD 10.如圖6所示是原子核的核子平均質(zhì)量與原子序數(shù)Z的關(guān)系圖象，下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖6 A.若原子核D和E結(jié)合成F，結(jié)合過(guò)程一定會(huì)吸收核能 B.若原子核D和E結(jié)合成F，結(jié)合過(guò)程一定會(huì)釋放核能 C.若原子核A分裂成B和C，分裂過(guò)程一定會(huì)吸收核能 D.在核反應(yīng)堆的鈾棒之間插入鎘棒是為了控制核反應(yīng)速度 解析　原子核D和E結(jié)合成F，有質(zhì)量虧損，根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程，有能量釋放，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；若原子核A分裂成B和C，也有質(zhì)量虧損，根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程，有能量釋放，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在核反應(yīng)堆的鈾棒之間插入鎘棒

27、，用鎘棒來(lái)吸收中子控制核反應(yīng)速度，選項(xiàng)D正確。 答案　BD 11.中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核，同時(shí)放出γ光子，核反應(yīng)方程是H＋n―→H＋γ，以下說(shuō)法正確的是(　　) A.反應(yīng)后氘核的質(zhì)量一定小于反應(yīng)前質(zhì)子和中子的總質(zhì)量 B.反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)不變，因而質(zhì)量不變 C.由核子組成原子核一定向外釋放能量 D.光子所具有的能量為Δmc2，Δm為反應(yīng)中的質(zhì)量虧損，c為光速 解析　根據(jù)質(zhì)能方程，這個(gè)反應(yīng)釋放能量，一定發(fā)生質(zhì)量虧損，即反應(yīng)后氘核的質(zhì)量一定小于反應(yīng)前質(zhì)子和中子的總質(zhì)量，這個(gè)質(zhì)量虧損與釋放能量的關(guān)系滿足質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2。由核子組成原子核一定向外釋放能量，這個(gè)能量叫原子核的結(jié)合能。反應(yīng)前

28、后質(zhì)量數(shù)不變，但質(zhì)量變化。選項(xiàng)A、C、D正確。 答案　ACD 12.(2017·東北三省三校模擬)U是一種放射性元素，能夠自發(fā)地進(jìn)行一系列放射性衰變，如圖7所示，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖7 A.圖中a是84，b是206 B.Pb比U的比結(jié)合能大 C.Y是β衰變，放出電子，電子是由中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的 D.Y和Z是同一種衰變 解析　Po―→Pb，質(zhì)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，Bi―→Ti，知發(fā)生了一次α衰變，則b＝206。故A、D正確，C錯(cuò)誤；比結(jié)合能小的原子核結(jié)合或分解成比結(jié)合能大的原子核時(shí)會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量虧損，根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程得知，一定釋

29、放核能。因此核反應(yīng)放出能量，則Pb比U的比結(jié)合能大，選項(xiàng)B正確。 答案　ABD 13.用如圖8所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，當(dāng)用光子能量為2.5 eV的光照射到光電管上時(shí)，電流表G的示數(shù)為0.2 mA。移動(dòng)變阻器的觸點(diǎn)c，當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于0.7 V時(shí)，電流表示數(shù)為0。則(　　) 圖8 A.光電管陰極的逸出功為1.8 eV B.開(kāi)關(guān)K斷開(kāi)后，沒(méi)有電流流過(guò)電流表G C.光電子的最大初動(dòng)能為0.7 eV D.改用能量為1.5 eV的光子照射，電流表G也有電流，但電流較小 解析　該裝置所加的電壓為反向電壓，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于0.7 V時(shí)，電流表示數(shù)為0，則知光電子的

30、最大初動(dòng)能為0.7 eV，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek0＝hν－W0，得逸出功W0＝1.8 eV，故A、C正確；當(dāng)開(kāi)關(guān)K斷開(kāi)后，用光子能量為2.5 eV的光照射到光電管上時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)，有光電子逸出，則有電流流過(guò)電流表，故B錯(cuò)誤；改用能量為1.5 eV的光子照射，由于光電子的能量小于逸出功，不能發(fā)生光電效應(yīng)，無(wú)光電流，D錯(cuò)誤。 答案　AC 14.圖示9為氫原子能級(jí)圖以及從n＝3、4、5、6能級(jí)躍遷到n＝2 能級(jí)時(shí)輻射的四條光譜線，已知從n＝3躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)輻射光的波長(zhǎng)為656 nm，下列敘述正確的有(　　) 圖9 A.四條譜線中頻率最大的是Hδ B.用633 nm的光照射能使氫原

31、子從n＝2躍遷到n＝3的能級(jí) C.一群處于n＝3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 D.如果Hδ可以使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，只要照射時(shí)間足夠長(zhǎng)，光的強(qiáng)度足夠大，Hβ也可以使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) 解析　頻率最大的光子對(duì)應(yīng)的能量最大，即躍遷時(shí)能量差最大，故從n＝6躍遷到n＝2的頻率最大，選項(xiàng)A正確；原子躍遷過(guò)程中，吸收光子的能量應(yīng)剛好等于兩能級(jí)的能量差，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；從n＝3向低能級(jí)躍遷時(shí)，可以是從3―→2、2―→1或者是3―→1，即有三種頻率不同的光子，選項(xiàng)C正確；光電效應(yīng)與光照的時(shí)間無(wú)關(guān)，Hδ光子的能量最大，故其他光子不一定可以使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案　AC

32、15.關(guān)于核反應(yīng)方程Th―→Pa＋X＋ΔE(ΔE為釋放出的核能，X為新生成粒子)，已知Th的半衰期為T，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A.原子序數(shù)大于83的元素，都能自發(fā)地發(fā)出射線，原子序數(shù)小于或等于83的元素則不能放出射線 B.Pa比Th少1個(gè)中子，X粒子是從原子核中射出的，此核反應(yīng)為β衰變 C.N0個(gè)Th經(jīng)2T時(shí)間因發(fā)生上述核反應(yīng)而放出的核能為N0ΔE(N0數(shù)值很大) D.Th的比結(jié)合能為 解析　原子序數(shù)大于83的元素，都能自發(fā)地發(fā)出射線，原子序數(shù)小于或等于83的元素有的也能放出射線，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；Pa比Th少1個(gè)中子，X粒子是從原子核中射出的，此核反應(yīng)為β衰變，故選項(xiàng)B正確；由半衰期公式N余＝N原，得N余＝N原＝N0，即衰變了N0。一個(gè)Th衰變釋放ΔE核能，所以N0個(gè)Th衰變放出的核能為N0ΔE，故選項(xiàng)C正確；Th的結(jié)合能為234個(gè)核子結(jié)合成Th時(shí)釋放出的能量，該能量不是它衰變時(shí)放出的能量ΔE，所以比結(jié)合能不等于，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案　BC 16