2020屆高考物理二輪復習 專題沖刺 專題復習篇九 光電效應 原子結構和原子核練習（含解析）

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1、光電效應　原子結構和原子核 要點提煉 1.玻爾理論的基本內容 能級假設：氫原子能級En＝(n＝1,2,3，…)，n為量子數。 躍遷假設：hν＝Em－En(m>n)。 軌道量子化假設：氫原子的電子軌道半徑rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，n為量子數。 2．定態(tài)間的躍遷——滿足能級差 (1)從低能級(n小)高能級(n大)―→吸收能量，hν＝En大－En小。 (2)從高能級(n大)低能級(n小)―→放出能量，hν＝En大－En小。 3．氫原子電離 電離態(tài)：n＝∞，E＝0。 基態(tài)→電離態(tài)：E吸＝0－E1＝0－(－13.6 eV)＝13.6 eV。 n＝2→電離態(tài)：E吸＝0－

2、E2＝0－(－3.4 eV)＝3.4 eV。 如吸收能量足夠大，克服電離能后，獲得自由的電子還具有動能。 4．光電效應兩條對應關系 (1)光越強(一定頻率)→光子數目越多→發(fā)射光電子越多→飽和光電流越大。 (2)光子頻率越高→光子能量越大→光電子的最大初動能越大。 5．光電效應定量分析時應抓住三個關系式 (1)愛因斯坦光電效應方程：Ek＝hν－W0。 (2)最大初動能與遏止電壓的關系：Ek＝eUc。 (3)逸出功與極限頻率的關系：W0＝hνc。 6．核反應方程的書寫 (1)核反應過程一般不可逆，所以核反應方程中用“→”表示方向而不能用等號代替。 (2)核反應方程遵循質量數

3、守恒、電荷數守恒，但核反應前后的總質量一般會發(fā)生變化(質量虧損)且釋放出核能。 (3)核反應的生成物一定要以實驗為基礎，不能只依據兩個守恒規(guī)律憑空杜撰出生成物來寫核反應方程。 7．核衰變問題 (1)核衰變規(guī)律：N余＝N原·，m余＝m原· (t表示衰變時間，τ表示半衰期)，半衰期長短由核內部自身的因素決定，與原子所處的化學狀態(tài)和外部條件無關；是對大量原子核的行為做出的統(tǒng)計規(guī)律，對少數原子核不適用。 (2)α衰變和β衰變次數的確定方法 ①方法一：由于β衰變不改變質量數，故可以先由質量數改變確定α衰變的次數，再根據電荷數守恒確定β衰變的次數。 ②方法二：設α衰變次數為x，β衰變次數為y，

4、根據質量數和電荷數守恒列方程組求解。 8．核能的計算方法 (1)根據愛因斯坦質能方程，用核反應虧損的質量乘以真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2(J)。 (2)根據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)的，則核反應過程中系統(tǒng)動能的增量即為釋放的核能。 高考考向1　光電效應　能級躍遷 命題角度1 光電效應 例1　(2019·哈爾濱三中二模)(多選)圖甲是研究光電效應的電路圖，圖乙是用a、b、c光照射光電管得到的I-U

5、圖線，Uc1、Uc2表示遏止電壓，下列說法正確的是(　　) A．在光照條件不變的情況下，隨著所加電壓的增大，光電流一直會增加 B．a、c光的頻率相等 C．光電子的能量只與入射光的強弱有關，而與入射光的頻率無關 D．a光的波長大于b光的波長 解析　在光照條件不變的情況下，隨著所加電壓的增大，光電流會先增加后不變，A錯誤；當光電流為零時，光電管兩端加的電壓為遏止電壓，根據eUc＝hν－W0，入射光的頻率越高，對應的遏止電壓Uc越大，a、c兩光的遏止電壓相等，且小于b光的遏止電壓，所以a、c兩光的頻率相等且小于b光的頻率，根據λ＝，可知a光的波長大于b光的波長，B、D正確；光電子的能量

6、只與入射光的頻率有關，而與入射光的強弱無關，C錯誤。 答案　BD 光電效應的四類圖象分析 備課記錄： 　 1．(2019·北京高考)光電管是一種利用光照射產生電流的裝置，當入射光照在管中金屬板上時，可能形成光電流。表中給出了6次實驗的結果。 由表中數據得出的論斷中不正確的是(　　) A．兩組實驗采用了不同頻率的入射

7、光 B．兩組實驗所用的金屬板材質不同 C．若入射光子的能量為5.0 eV，逸出光電子的最大動能為1.9 eV D．若入射光子的能量為5.0 eV，相對光強越強，光電流越大 答案　B 解析　光子的能量E＝hν，兩組實驗中入射光子的能量不同，故入射光的頻率不同，A正確；由愛因斯坦的光電效應方程hν＝W＋Ek，可求出兩組實驗中金屬板的逸出功W均為3.1 eV，故兩組實驗所用的金屬板材質相同，B錯誤；由hν＝W＋Ek，W＝3.1 eV知，當hν＝5.0 eV時，Ek＝1.9 eV，C正確；相對光強越強，單位時間內射出的光子數越多，單位時間內逸出的光電子數越多，形成的光電流越大，D正確。 命

8、題角度2 氫原子能級躍遷 例2　(2019·河南省鄭州市三模)如圖所示為氫原子能級的示意圖，下列有關說法正確的是(　　) A．處于基態(tài)的氫原子吸收10.5 eV的光子后能躍遷至n＝2能級 B．大量處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷時，最多可輻射出3種不同頻率的光 C．若用從n＝3能級躍遷到n＝2能級輻射出的光，照射某金屬時恰好發(fā)生光電效應，則用從n＝4能級躍遷到n＝3能級輻射出的光，照射該金屬時一定能發(fā)生光電效應 D．用n＝4能級躍遷到n＝1能級輻射出的光，照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑產生的光電子的最大初動能為6.41 eV 解析　處于基態(tài)的氫原子吸收10.2 eV的光

9、子后能躍遷至n＝2能級，不能吸收10.5 eV的光子，A錯誤；大量處于n＝4能級的氫原子，最多可以輻射出C＝6種不同頻率的光，B錯誤；從n＝3能級躍遷到n＝2能級輻射出的光的能量值大于從n＝4能級躍遷到n＝3能級輻射出的光的能量值，用從n＝3能級躍遷到n＝2能級輻射出的光，照射某金屬時恰好發(fā)生光電效應，則用從n＝4能級躍遷到n＝3能級輻射出的光，照射該金屬時一定不能發(fā)生光電效應，C錯誤；處于n＝4能級的氫原子躍遷到n＝1能級產生的輻射光的光子能量為E＝E4－E1＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV，根據光電效應方程，照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑產生的光電子的最大初動

10、能為Ekm＝E－W＝12.75 eV－6.34 eV＝6.41 eV，D正確。 答案　D 能級躍遷問題的四點注意 (1)一群氫原子處于量子數為n的激發(fā)態(tài)時，最多可輻射出N＝C＝種不同頻率的光。 (2)一個氫原子處于量子數為n的激發(fā)態(tài)時，最多可輻射出(n－1)種不同頻率的光。 (3)如果氫原子的躍遷是吸收實物粒子的動能發(fā)生的，只要其動能大于等于兩能級間的能量差即可。 (4)氫原子在兩定態(tài)間躍遷時，入射光子的能量必須等于兩定態(tài)的能量差才會被吸收。 備課記錄：

11、 　 2－1　(2019·全國卷Ⅰ) 氫原子能級示意圖如圖所示。光子能量在1.63 eV～3.10 eV的光為可見光。要使處于基態(tài)(n＝1)的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見光光子，最少應給氫原子提供的能量為(　　) A．12.09 eV B．10.20 eV C．1.89 eV D．1.51 eV 答案　A 解析　可見光光子的能量范圍為1.63 eV～3.10 eV，則氫原子能級差應該在此范圍內，可簡單推算如下：2、1能級差為10.20 eV，此值大于可見光光子

12、的能量；3、2能級差為1.89 eV，此值屬于可見光光子的能量，符合題意。氫原子處于基態(tài)，要使氫原子達到第3能級，需提供的能量為－1.51 eV－(－13.60 eV)＝12.09 eV，此值也是提供給氫原子的最少能量，A正確。 2－2　(2019·湖北省武漢市檢測)已知氫原子的基態(tài)能量為E1，激發(fā)態(tài)能量En＝，其中n＝2,3，…。若氫原子從n＝3的能級躍遷到n＝2的能級放出光子的頻率為ν，能使氫原子從基態(tài)電離的光子的最小頻率為(　　) A.ν B．4ν C.ν D．9ν 答案　C 解析　由題意可知：－＝hν；能使氫原子從基態(tài)電離的光子的最小頻率滿足0－E1＝hν′，解得ν′＝ν

13、，故選C。 高考考向2　衰變、核反應與核能的計算 例3　(2019·全國卷Ⅱ)太陽內部核反應的主要模式之一是質子—質子循環(huán)，循環(huán)的結果可表示為 4H→He＋2e＋2ν 已知H和He的質量分別為mp＝1.0078 u和mα＝4.0026 u,1 u＝931 MeV/c2，c為光速。在4個H轉變成1個He的過程中，釋放的能量約為(　　) A．8 MeV B．16 MeV C．26 MeV D．52 MeV 解析　因電子的質量遠小于質子的質量，計算中可忽略不計。質量虧損Δm＝4mp－mα，由質能方程得ΔE＝Δmc2＝(4×1.0078－4.0026)×931 MeV≈26.6

14、MeV，C正確。 答案　C 核能的理解與計算 (1)比結合能越大，原子核結合得越牢固。 (2)核能的計算方法 ①根據愛因斯坦質能方程，用核反應的質量虧損的千克數乘以真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2(J)。 ②根據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。 ④根據平均結合能計算核能，原子核的結合能＝平均結合能×核子數。 備課記錄：

15、 　 3－1　(2019·長春質量監(jiān)測)(多選)2017年1月9日，大亞灣反應堆中微子實驗工程獲得國家自然科學一等獎。大多數原子核發(fā)生核反應的過程中都伴著中微子的產生，例如核裂變、核聚變、β衰變等。下列關于核反應的說法正確的是(　　) A.Th衰變?yōu)镽n，經過3次α衰變，2次β衰變 B.H＋H→He＋n是α衰變方程，Th→Pa＋e是β衰變方程 C.U＋n→Ba＋Kr＋3n是核裂變方程，也是

16、氫彈的核反應方程 D．高速運動的α粒子轟擊氮核可從氮核中打出質子，其核反應方程為He＋N→O＋H 答案　AD 解析　Th衰變?yōu)镽n，由核反應中質量數守恒和電荷數守恒可知，該反應經過3次α衰變，2次β衰變，故A正確；H＋H→He＋n是核聚變方程，Th→Pa＋e是β衰變方程，故B錯誤；U＋n→Ba＋Kr＋3n是核裂變方程，不是氫彈的核反應方程，故C錯誤；高速運動的α粒子轟擊氮核可從氮核中打出質子，其核反應方程為He＋N→O＋H，故D正確。 3－2　(2019·天津高考)(多選)我國核聚變反應研究大科學裝置“人造太陽”2018年獲得重大突破，等離子體中心電子溫度首次達到1億攝氏度，為人類開發(fā)

17、利用核聚變能源奠定了重要的技術基礎。下列關于聚變的說法正確的是(　　) A．核聚變比核裂變更為安全、清潔 B．任何兩個原子核都可以發(fā)生聚變 C．兩個輕核結合成質量較大的核，總質量較聚變前增加 D．兩個輕核結合成質量較大的核，核子的比結合能增加 答案　AD 解析　核聚變沒有放射性污染，比核裂變更為安全、清潔，A正確；只有原子序數較小的“輕”核才能發(fā)生聚變，B錯誤；兩個輕核聚變成質量較大的原子核，核子的比結合能增加，總質量減小，C錯誤，D正確。 閱卷現(xiàn)場　對結合能與比結合能理解不清楚出錯 例4　(2017·江蘇高考)(6分)(多選)原子核的比結合能曲線如圖所示。根據該曲線，下列

18、判斷正確的有(　　) A.He核的結合能約為14 MeV B.He核比Li核更穩(wěn)定 C．兩個H核結合成He核時釋放能量 D.U核中核子的平均結合能比Kr核中的大 正解　本題考查原子核的相關知識。由圖象可知，He的比結合能約為7 MeV，其結合能約為28 MeV，故A錯誤。比結合能較大的核較穩(wěn)定，故B正確。比結合能較小的核結合成比結合能較大的核時釋放能量，故C正確。比結合能就是平均結合能，故由圖可知D錯誤。 答案　BC(6分) 錯解　He的比結合能約為7 MeV，下標是2，故其結合能是14 MeV，故A正確。結合能較大的核更穩(wěn)定，由題圖可知Li的比結合能約為5 MeV,5 Me

19、V×3＝15 MeV>14 MeV，故B錯誤。根據核聚變時，兩個輕核結合成一個較重的核時釋放能量知，兩個H結合成He時也釋放能量，故C正確。由題圖可知，U的比結合能約為7 MeV，上標是235，故平均結合能是 MeV；Kr的比結合能大于8 MeV，上標是89，其平均結合能大于 MeV，大于 MeV，故D錯誤。 答案　AC(扣6分) 本題所列的錯解，是典型的概念不清導致出錯。答案的選項中僥幸碰對一個，但是由于多選的答案中只要有一個選項錯誤，則該題得分為0分。清楚、準確理解原子核與核能部分的概念，以及選擇題不理解的選項不亂選，是這類問題能得到較高分數的保證。 對此，必須明確表示原子核的符

20、號中，左上角標的數字表示的是核的質量數，等于核內的核子數，即核內的質子數與中子數之和；左下角標的數字表示的是核的電荷數，大小等于核內的質子數。此外還必須清楚理解結合能與比結合能兩個基本概念。 原子核的結合能在大小上等于該原子核的比結合能與該原子核的核子數的乘積。比結合能越大的原子核越穩(wěn)定。比結合能較小的原子核裂變?yōu)楸冉Y合能較大的原子核，或者比結合能較小的原子核聚變?yōu)楸冉Y合能較大的原子核，都會釋放能量。 專題作業(yè) 1．(2019·貴州省貴陽市二模)已知用頻率為ν的單色光照射某金屬表面時，逸出的光電子的最大初動能為E，則要使此金屬發(fā)生光電效應的極限頻率應為(　　) A．ν－ B．ν＋

21、C．ν＋Eh D．ν－Eh 答案　A 解析　用頻率為ν的光照射某種金屬時會發(fā)生光電效應，且光電子最大初動能為E，根據光電效應方程有E＝hν－W0，而W0＝hν0，則該金屬發(fā)生光電效應的極限頻率為ν0＝ν－，故選A。 2. (2019·山東省泰安市模擬)人們平時所用的鐘表，精度高的每年大約會有1分鐘的誤差，這對日常生活是沒有影響的，但在要求很高的生產、科研中就需要更準確的計時工具。原子鐘是利用原子吸收或釋放能量時發(fā)出的電磁波來計時的，精度可以達到每2000萬年誤差1秒。某種原子鐘利用氫原子從高能級向低能級躍遷發(fā)出的電磁波來計時。一群處于n＝3能級的氫原子向低能級躍遷，已知普朗克常量h＝6

22、.63×10－34 J·s，電子的電荷量e＝－1.6×10－19 C，輻射出的電磁波的最小頻率約為(　　) A．4.6×1015 Hz B．4.6×1014 Hz C．2.4×1015 Hz D．2.9×1016 Hz 答案　B 解析　一群氫原子處于n＝3的激發(fā)態(tài)向低能級躍遷，則輻射出光子的最小能量為Emin＝(－1.51 eV)－(－3.4 eV)＝1.89 eV，得最小頻率為νmin＝＝ Hz≈4.6×1014 Hz，故選B。 3．(2019·福建省泉州市二模)(多選)下列說法中正確的是(　　) A．目前核電站都是利用重核裂變釋放的核能發(fā)電的 B．原子核發(fā)生一次β衰變

23、，質子數減少了一個 C．某頻率的入射光照射金屬鈉，逸出的所有光電子的初動能都相等 D．氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，核外電子動能減小，原子能量增大 答案　AD 解析　目前的核電站是利用重核裂變釋放的核能發(fā)電的，A正確；β衰變的本質是核內的一個中子轉化成了一個質子和一個電子，所以發(fā)生一次β衰變，質子數增加了一個，B錯誤；某頻率的入射光照射金屬鈉，根據光電效應方程可知Ek＝hν－W0，最大初動能相同，但不是所有光電子都是以最大初動能逸出，所以不是所有光電子的初動能都相等，C錯誤；氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，吸收能量，總能量增大，軌道半徑變大，根據庫侖力提供向心力得k＝m，則有v＝ ，所以軌道半徑

24、變大，速度減小，動能減小，D正確。 4．(2019·山東省濟南市三模)現(xiàn)用某一光電管進行光電效應實驗，當用某一頻率的光照射時，有光電流產生。下列說法正確的是(　　) A．保持入射光的頻率不變，入射光的光強變大，飽和光電流變大 B．入射光的頻率變高，飽和光電流一定變大 C．入射光的頻率變高，光強不變，光電子的最大初動能不變 D．保持入射光的光強不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產生 答案　A 解析　根據光電效應實驗得出的結論知，保持入射光的頻率不變，入射光的強度變大，飽和電流變大，A正確；根據光電效應方程Ek＝hν－W0知，照射光的頻率變高，光電子的最大初動能變大，飽和光電流

25、不一定變大，B錯誤，C錯誤；保持入射光的光強不變，不斷減小入射光的頻率，當入射光的頻率小于金屬的截止頻率時，則不會發(fā)生光電效應，便不會有光電流產生，D錯誤。 5．(2019·遼寧省大連市二模)用一束綠光和一束藍光照射某種金屬的表面，均發(fā)生了光電效應。下列說法正確的是(　　) A．藍光照射金屬時，逸出的光電子最大初動能更大 B．藍光照射金屬時，單位時間內逸出的光電子數更多 C．增加光照強度，逸出的光電子最大初動能增大 D．如果換作紅光照射，一定能使該金屬發(fā)生光電效應 答案　A 解析　因為藍光頻率更高，根據光電效應方程Ek＝hν－W0，所以藍光照射時，光電子最大初動能更大，A正確；單

26、位時間逸出的光電子數與光強有關，由于不知道光的強度，所以無法確定光電子數目的多少，B錯誤；根據Ek＝hν－W0，可知光電子的最大初動能與光強無關，C錯誤；因為紅光的頻率比綠光的還小，無法確定是否會發(fā)生光電效應，D錯誤。 6．(2019·北京市東城區(qū)二模)研究光電效應的實驗規(guī)律的電路如圖所示。加正向電壓時，圖中光電管的A極接電源正極，K極接電源負極；加反向電壓時，反之。當有光照射K極時，下列說法正確的是(　　) A．K極中有無光電子射出與入射光頻率無關 B．光電子的最大初動能與入射光頻率有關 C．只有光電管加正向電壓時，才會有光電流 D．光電管加的正向電壓越大，光電流強度一定越大

27、 答案　B 解析　K極中有無光電子射出與入射光頻率有關，只有當入射光的頻率大于K極金屬的極限頻率時才有光電子射出，A錯誤；根據光電效應方程Ek＝hν－W0，可知光電子的最大初動能與入射光頻率有關，B正確；光電管加反向電壓時，只要反向電壓小于遏止電壓，就會有光電流產生，C錯誤；在未達到飽和光電流之前，光電管加的正向電壓越大，光電流強度一定越大，達到飽和光電流后，光電流的大小與正向電壓無關，D錯誤。 7．(2019·福建省廈門市二模)日本福島核事故是世界上最大的核事故之一，2019年2月13日日本宣布福島核電站核殘渣首次被“觸及”，其中部分殘留的放射性物質半衰期可長達1570萬年，下列有關說法

28、正確的是(　　) A.U衰變成Pb的核反應方程為U→Pb＋7He＋4e B.U的比結合能大于Pb的比結合能 C．天然放射現(xiàn)象中產生的α射線的速度與光速相當，穿透能力很強 D．將由放射性元素組成的化合物進行高溫分解，不會改變放射性元素的半衰期 答案　D 解析　衰變前后電荷數與質量數應守恒，故A錯誤；原子核的衰變要放出大量的能量，所以生成的新核比結合能更大，故U的比結合能小于Pb的比結合能，B錯誤；天然放射現(xiàn)象中產生的α射線的速度約為光速的，穿透能力很弱，C錯誤；放射性元素的半衰期只與元素本身有關，與其所處的化學狀態(tài)及外界環(huán)境無關，故將由放射性元素組成的化合物進行高溫分解，不會改變放射

29、性元素的半衰期，D正確。 8．(2019·福建省寧德市檢測)近日從中科院獲悉，我國第四代反應堆核能系統(tǒng)釷基熔鹽堆能源系統(tǒng)(TMSR)研究已獲重要突破。該系統(tǒng)是以釷作為核燃料，釷核Th俘獲一個中子后經過兩次β衰變可得到核燃料鈾233。鈾核U的一種典型裂變產物是氪和鋇，同時釋放出巨大能量。下列說法正確的是(　　) A．釷核Th有90個中子，142個質子 B．釷核俘獲一個中子的反應方程是Th＋n→U C．產生U的反應方程是Th→U＋2e D．生成的氪和鋇的比結合能比鈾233大 答案　D 解析　釷核Th有90個質子，232－90＝142個中子，A錯誤；釷核俘獲一個中子后經過兩次β衰變得到

30、鈾233，其反應方程是Th＋n→U＋2e，B、C錯誤；鈾233裂變放出巨大的能量，所以生成的氪和鋇的比結合能更大，D正確。 9．(2019·河北省唐山一中檢測)用如圖所示的裝置演示光電效應現(xiàn)象。當用某種頻率的光照射到光電管上時，電流表G的讀數為i。則下列說法正確的是(　　) A．若將電池的正負極性反轉，則電流表示數一定變?yōu)? B．若將開關S斷開，也一定會有電流流過電流表G C．若將變阻器的滑片由c點向b端略微移動一些，則這一過程中電流表示數一定會減小一些 D．若換用頻率更高的光照射到光電管上，電流表G的讀數一定比原來大 答案　B 解析　將電池的正負極性反轉，所加電壓為反向電壓

31、，但由于光電子射出時有一定動能，所以仍可能有電子通過光電管，形成電流，A錯誤；因為發(fā)生了光電效應，即使斷開開關，也會有光電子到達陽極，并且電流表、滑動變阻器等組成閉合回路，仍能形成電流，B正確；變阻器的滑片由c點向b端略微移動一些，正向電壓減小，但可能移動后電流仍飽和，則移動過程中電流表示數不變，C錯誤；換用頻率更高的光照射到光電管上，由于光強大小未知，所以電流表讀數無法確定，D錯誤。 10．(2019·陜西省西安市三檢)下列說法正確的是(　　) A．鈾核裂變的核反應方程是U→Ba＋Kr＋2n B．根據愛因斯坦的“光子說”可知，光的波長越短能量越大 C．玻爾根據光的波粒二象性，大膽提出

32、假設，認為實物粒子也具有波動性 D．一個基態(tài)的氫原子吸收光子躍遷到n＝3激發(fā)態(tài)后，最多輻射出三種頻率的光子 答案　B 解析　鈾核裂變有多種形式，其中一種的核反應方程是U＋n→Ba＋Kr＋3n，A錯誤；根據愛因斯坦的“光子說”可知，光的波長越短能量越大，B正確；1924年，德布羅意大膽地把光的波粒二象性推廣到實物粒子，如電子、質子等，他提出實物粒子也具有波動性，C錯誤；一群基態(tài)的氫原子吸收光子躍遷到n＝3激發(fā)態(tài)后，最多發(fā)射出三種頻率的光子，而一個基態(tài)的氫原子吸收光子躍遷到n＝3激發(fā)態(tài)后，最多輻射出2種頻率的光子，D錯誤。 11．(2019·山東省泰安市二模)一靜止的鈉核發(fā)生衰變，衰變方程

33、為Na→Mg＋Y，假設釋放的核能全部轉化為Mg和Y的動能，下列說法正確的是(　　) A.Mg中的A為24，Mg與Na的中子數相同 B．衰變后Mg的動量大小大于Y的動量大小 C．衰變后Mg的動能小于Y的動能 D．鈉核的比結合能大于鎂核的比結合能 答案　C 解析　原子核的衰變滿足質量數守恒和電荷數守恒，由電荷數守恒可判斷Y應為電子，鈉核發(fā)生的是β衰變，由質量數守恒可知A＝24，其中Mg的中子數為24－12＝12，Na的中子數為13，A錯誤；一靜止的鈉核放出一個電子衰變成鎂核，根據系統(tǒng)動量守恒知衰變后鎂核的動量大小等于電子的動量大小，動量與動能的關系式為Ek＝，鎂核的質量遠大于電子的質量

34、，所以衰變后鎂核的動能小于電子的動能，B錯誤，C正確；衰變過程釋放能量，可知鎂核的比結合能大于鈉核的比結合能，D錯誤。 12．(2019·云南省昆明市模擬)2019年4月1日，在中國核能可持續(xù)發(fā)展論壇上，生態(tài)環(huán)境部介紹2019年會有核電項目陸續(xù)開工建設。某核電站獲得核能的核反應方程為U＋n→Ba＋Kr＋xn，已知鈾核U的質量為m1，鋇核Ba的質量為m2，氪核Kr的質量為m3，中子n的質量為m4，下列說法中正確的是(　　) A．該核電站通過核聚變獲得核能 B．鈾核U的質子數為235 C．在上述核反應方程中x＝3 D．一個鈾核U發(fā)生上述核反應，釋放的能量為(m1－m2－m3－m4)c2

35、 答案　C 解析　從核反應方程可知，該核電站通過核裂變獲得核能，A錯誤；鈾核U的質子數為92，B錯誤；由質量數守恒得235＋1＝144＋89＋x，解得x＝3，C正確；一個鈾核U發(fā)生上述核反應，由質能方程可得：ΔE＝Δmc2＝(m1＋m4－m2－m3－3m4)c2＝(m1－m2－m3－2m4)c2，D錯誤。 13. (2019·山東省臨沂市二模)利用氫原子能級躍遷時輻射出來的電磁波去控制校準石英鐘，可以制成氫原子鐘。如圖所示為氫原子的能級圖(　　) A．當氫原子處于不同能級時，核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的 B．氫原子從n＝4能級躍遷到n＝3能級比從n＝2能級躍遷到n＝1能級輻射出

36、的電磁波的波長長 C．當用能量為11 eV的電子撞擊處于基態(tài)的氫原子時，氫原子一定不能躍遷到激發(fā)態(tài) D．從n＝4能級躍遷到n＝2能級時釋放的光子可以使逸出功為2.75 eV的金屬發(fā)生光電效應 答案　B 解析　處于不同能級時，核外電子在各處出現(xiàn)的概率不同，A錯誤；從n＝4能級躍遷到n＝3能級比從n＝2能級躍遷到n＝1能級輻射出的光子能量小，則輻射的光子頻率小，所以輻射的電磁波的波長長，B正確；當用能量為11 eV的電子撞擊處于基態(tài)的氫原子時，氫原子可以吸收其中的10.2 eV的能量，躍遷到n＝2的激發(fā)態(tài)，C錯誤；從n＝4能級躍遷到n＝2能級時釋放的光子的能量為E＝E4－E2＝－0.85

37、eV＋3.4 eV＝2.55 eV＜2.75 eV，所以不能使逸出功為2.75 eV的金屬發(fā)生光電效應，D錯誤。 14．(2019·河南省洛陽市三檢)精確的研究表明，不同的原子核，其核子的平均質量(原子核的質量除以核子數)與原子序數Z有如圖所示的關系。根據該圖所提供的信息及原子核的聚變、裂變有關知識，下列說法中正確的是(　　) A．從圖中可以看出，F(xiàn)e原子核中核子的平均質量最大 B．原子序數較大的重核A分裂成原子序數小一些的核B和C，質量會增加 C．原子序數很小的輕核D和E結合成一個原子序數大些的F核，能釋放核能 D．原子序數較大的重核裂變成原子序數小一些的核B和C，需要吸收能量

38、 答案　C 解析　從圖中可以看出，F(xiàn)e原子核中核子的平均質量最小，A錯誤；由圖象可知，A的核子平均質量大于B與C核子的平均質量，原子核A分裂成原子核B和C時質量減小，B錯誤；原子序數很小的輕核D和E結合成一個原子序數大些的F核會有質量虧損，能釋放核能，C正確；原子序數較大的重核裂變成原子序數小一些的核B和C，質量減小，故放出能量，D錯誤。 15．(2019·山東省日照市模擬)一靜止在勻強磁場中的原子核nX，發(fā)生一次衰變，放出的粒子和新核都在磁場中做勻速圓周運動，運動徑跡如圖所示。下列判斷正確的是(　　) A．原子核發(fā)生了α衰變 B．新核在磁場中的運動徑跡是圖中的2 C．運動徑跡

39、1、2的半徑之比為1∶(n＋1) D．放出的粒子和新核的質量數之比為1∶(m－1) 答案　C 解析　發(fā)生衰變的過程動量守恒，所以末態(tài)兩粒子動量等大反向，運動方向相反，而軌跡形成了內切圓，新形成的原子核一定帶正電，根據左手定則可以判斷出發(fā)生的是β衰變，根據洛倫茲力提供向心力可知r＝＝，由于新核電荷量大于電子，所以新核軌跡半徑小，是軌跡1，A、B錯誤；因為發(fā)生的是β衰變，所以衰變后新核電荷量為(n＋1)，而軌跡半徑比為電荷量的反比，即為1∶(n＋1)，C正確；放出的是電子，質量數是0，所以質量數之比為0∶m，D錯誤。 16．(2019·江西省南昌市二模)太陽因核聚變釋放出巨大的能量，其質量

40、不斷減少。太陽光從太陽射到月球表面的時間約500 s，月球表面每平米每秒鐘接收到太陽輻射的能量約為1.4×103 J，根據愛因斯坦質能方程，太陽每秒鐘減少的質量最接近(　　) A．4×109 kg B．4×1012 kg C．4×1018 kg D．4×1024 kg 答案　A 解析　由題可知，太陽每秒鐘輻射的能量為E＝4πr2×1.4×103 J，其中r＝500×3×108 m，由愛因斯坦質能方程可知，Δm＝，代入數據解得Δm≈4.4×109 kg，故選A。 17．(2019·江蘇高考)在“焊接”視網膜的眼科手術中，所用激光的波長λ＝6.4×10－7 m，每個激光脈沖的能量E＝1.5×10－2 J。求每個脈沖中的光子數目。(已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3×108 m/s。計算結果保留一位有效數字) 答案　5×1016 解析　光子能量ε＝， 光子數目n＝， 聯(lián)立并代入數據得n≈5×1016。 - 18 -