1、1专题六 原子物理真题再现 考情分析(2018高考全国卷)用波长为 300 nm 的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为 1.281019 J已知普朗克常量为6.631034 Js，真空中的光速为 3.00108 ms1 .能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为( )A. 11014 Hz B. 810 14 Hz C. 21015 Hz D. 810 15 Hz解析：选 B.根据爱因斯坦光电效应方程 Ek h W0 h h 0，c代入数据解得 0810 14 Hz，B 正确.命题点分析光电效应方程思路方法由爱因斯坦光电效应方程 Ek h W0可得锌板的逸出功 W0的大小，当 Ek0
2、时即可得出最低频率(2018高考全国卷)1934 年，约里奥居里夫妇用 粒子轰击铝核 Al，产生了第一个人工放射性核素 X： AlnX.X2713 2713的原子序数和质量数分别为( )A.15 和 28 B15 和 30 C16 和 30 D17 和 31解析：选 B.据 粒子和中子的质量数和电荷数写出核反应方程：He Al n X，结合质量数守恒和电荷数守恒得，42 2713 10 AZA427130， Z213015，原子序数等于核电荷数，故B 正确.命题点分析核反应方程的书写思路方法核反应方程两边要满足质量数和电荷数守恒的原则，配平方程即可命题规律研究及预测2017 年把本部分内容列为
3、必考后，高考中对此都有所体现，毕竟原子物理作为物理的一大分支，考查理所应当但由于考点分散，要求不高，基本以选择题为主，难度不大从备考角度看，重点应注意2以下几点内容：(1)原子的能级跃迁；(2)原子核的衰变规律；(3)核反应方程的书写；(4)质量亏损和核能的计算；(5)三种射线的特点及应用；(6)光电效应的规律及应用等.备考应加强对基本概念和规律的理解，抓住光电效应和原子核反应两条主线，注意综合题目的分析思路，强化典型题的训练光电效应现象高 分 快 攻 对光电效应规律的解释对应规律 对规律的解释极限频率 c电子从金属表面逸出，首先必须克服金属原子核的引力做功 W0，要使照射光子能量不小于 W0
4、，对应的频率 c 即极限频率W0h最大初动能电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用做功，剩余部分转化为光电子的初动能，只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能，对于确定的金属， W0是一定的，所以光电子的最大初动能只随照射光的频率增大而增大，与照射光强度无关瞬时性光照射金属时，电子吸收一个光子的能量后，动能立即增大，不需要能量积累的过程饱和电流当发生光电效应时，增大照射光强度，包含的光子数增多，照射金属时产生的光电子增多，因而饱和电流变大爱因斯坦光电效应方程Ek h W0W0为材料的逸出功，指从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功； Ek为光电子的最大初动能，由此方程可求得照射
5、光的频率 .Ek 图象如图所示，由图象可以得到如下信息：W0 Ekh(1)横轴截距表示极限频率；(2)纵轴截距的绝对值表示逸出功；(3)图线的斜率表示普朗克常量 h.光电效应的研究思路(1)两条线索3(2)两条对应关系光强大光子数目多发射光电子多光电流大；光子频率高光子能量大光电子的最大初动能大 (多选)(2017高考全国卷)在光电效应实验中，分别用频率为 a、 b的单色光a、 b 照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为 Ua和 Ub、光电子的最大初动能分别为 Eka和 Ekb.h 为普朗克常量下列说法正确的是( )A若 a b，则一定有 Ua UbB若 a b，则一定有 Eka EkbC
6、若 Ua Ub，则一定有 Eka Ekb D若 a b，则一定有 h a Eka h b Ekb解析 设该金属的逸出功为 W，根据爱因斯坦光电效应方程有 Ek h W，同种金属的W 不变，则逸出光电子的最大初动能随 的增大而增大，B 项正确；又 Ek eU，则最大初动能与遏止电压成正比，C 项正确；根据上述有 eU h W，遏止电压 U 随 增大而增大，A 项错误；又有 h Ek W， W 相同，则 D 项错误答案 BC题 组 突 破 角度 1 对光电效应规律的理解11905 年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功地解释了光电效应现象关
7、于光电效应，下列说法正确的是 ( )A当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应B光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属一定发生光电效应解析：选 A.根据光电效应现象的实验规律，只有入射光频率大于极限频率才能发生光电效应，故 A 正确，D 错误；根据光电效应方程，最大初动能与入射光频率为线性关系，但非正比关系，B 错误；根据光电效应现象的实验规律，光电子的最大初动能与入射光强度无关，C 错误角度 2 光电效应方程和图象问题2小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图
8、甲所示已知普朗克常量 h6.6310 34 Js.4(1)图甲中电极 A 为光电管的_(填“阴极”或“阳极”)；(2)实验中测得铷的遏止电压 Uc与入射光频率 之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率 c_Hz，逸出功 W0_J；(3)如果实验中入射光的频率 7.0010 14Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek_ J.解析：(1)在光电效应中，电子向 A 极运动，故电极 A 为光电管的阳极(2)由题图可知，铷的截止频率 c为 5.151014Hz，逸出功W0 h c6.6310 34 5.151014J3.4110 19 J.(3)当入射光的频率为 7.0010 14Hz 时，由 Ek h h
9、c得，光电子的最大初动能为Ek6.6310 34 (7.005.15)10 14J1.2310 19 J.答案：(1)阳极(2)5.151014(5.125.18)10 14均视为正确34110 19 (3.393.43)10 19 均视为正确(3)1.231019 (1.211.25)10 19 均视为正确解决光电效应类问题的“3 点注意”注意 1：决定光电子最大初动能大小的是入射光的频率，决定光电流大小的是入射光光强的大小注意 2：由光电效应发射出的光电子由一极到达另一极，是电路中产生光电流的条件注意 3：明确加在光电管两极间的电压对光电子起到了加速作用还是减速作用 原子能级和能级跃迁高
10、分 快 攻 玻尔理论的三条假设(1)轨道量子化：核外电子只能在一些分立的轨道上运动(2)能量量子化：原子只能处于一系列不连续的能量状态(3)吸收或辐射能量量子化：原子在两个能级之间跃迁时只能吸收或发射一定频率的光子跃迁规律(1)自发跃迁：高能级低能级，释放能量5(2)受激跃迁：低能级高能级，吸收能量光照(吸收光子)：光子的能量等于能级差 h E.碰撞、加热等：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可 E 外 E.大于电离能的光子可被吸收将原子电离解决氢原子能级跃迁问题的四点技巧(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
11、的绝对值，剩余能量为自由电子的动能(3)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为( n1)，而一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数可用 NC 求解2nn（ n 1）2(4)计算能级能量时应注意：因一般取无穷远处为零电势参考面，故各能级的能量值均为负值；能量单位 1 eV1.610 19 J (2018高考天津卷)氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线 H 、H 、H 和 H ，都是氢原子中电子从量子数 n2 的能级跃迁到 n2 的能级时发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定( )AH 对应的前后能级之差最小B同一介质对 H 的折射率最大C同一介质中 H 的传播速度最大D用 H 照射某一金属能
12、发生光电效应，则 H 也一定能解析 H 的波长最长，频率最低，由跃迁规律可知，它对应的前后能级之差最小，A 项正确；由频率越低的光的折射率越小知，B 项错误；由折射率 n 可知，在同一介质中，cvH 的传播速度最大，C 项错误；当入射光频率大于金属的极限频率可以使该金属发生光电效应现象，因 H H ，所以 H 不一定能使该金属发生光电效应现象，D 项错误答案 A突破训练 氢原子部分能级的示意图如图所示不同色光的光子能量如下表所示色光 红 橙 黄 绿 蓝靛 紫光子能量范围(eV)1.612002.002072.072142.142532.532762.76310处于某激发态的氢原子，发射的光的谱
13、线在可见光范围内仅有 2 条，其颜色分别为( )6A红、蓝靛 B黄、绿C红、紫 D蓝靛、紫解析：选 A.原子发光时放出的光子的能量等于原子能级差，先分别计算各能级差，再由小到大排序结合可见光的光子能量表可知，有两个能量分别为 1.89 eV 和 2.55 eV 的光子属于可见光，分别属于红光和蓝靛光的范围，故答案为 A.原子核的衰变规律高 分 快 攻 衰变规律及实质衰变类型 衰变 衰变衰变方程 X Y HeMZ M 4Z 2 42 X Z eMZ MZ 1 0 12 个质子和 2 个中子结合成一个整体射出中子转化为质子和电子衰变实质2 H2 n He1 10 42 n H e10 1 0 1衰
14、变规律 电荷数守恒、质量数守恒 射线： 射线经常是伴随着 衰变或 衰变同时产生的名称 构成 符号 电荷量 质量 电离能力 贯穿本领 射线 氦核 He42 2 e 4 u 最强 最弱 射线 电子 e0 1 e u11 836 较强 较强 射线 光子 0 0 最弱 最强半衰期的理解半衰期研究对象一定是大量的、具有统计意义的数量；半衰期永不变；半衰期的公式： N 余 N 原 ， m 余 m 原 . (12)t (12)t (2017高考全国卷)一静止的铀核放出一个 粒子衰变成钍核，衰变方程为U Th He.下列说法正确的是( )23892 23490 42A衰变后钍核的动能等于 粒子的动能7B衰变后
15、钍核的动量大小等于 粒子的动量大小C铀核的半衰期等于其放出一个 粒子所经历的时间D衰变后 粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量解析 静止的铀核在衰变过程中遵循动量守恒，由于系统的总动量为零，因此衰变后产生的钍核和 粒子的动量等大反向，即 pTh p ，B 项正确；因此有 2mThEkTh，由于钍核和 粒子的质量不等，因此衰变后钍核和 粒子的动能不等，A 项2m Ek错误；半衰期是有半数铀核衰变所用的时间，并不是一个铀核衰变所用的时间，C 项错误；由于衰变过程释放能量，根据爱因斯坦质能方程可知，衰变过程有质量亏损，因此 D 项错误答案 B题 组 突 破 角度 1 对衰变规律的理解1.(多选)
16、 U 是一种放射性元素，能够自发地进行一系列放射性衰变，23892如图所示，下列说法正确的是( )A图中 a 是 84， b 是 206B. Pb 比 U 的比结合能大20682 23892CY 和 Z 是同一种衰变DY 是 衰变，放出电子，电子是由中子转变成质子时产生的解析：选 ABC.由 Po 变到 Pb，质量数少 4，知发生了一次 衰变，则电荷数少 2，210a 20682所以 a84，由 Bi 变到 b 81Tl，发生了一次 衰变，则 b206，选项 A、C 正确，选21083项 D 错误；比结合能小的原子核结合或分裂成比结合能大的原子核时会出现质量亏损，根据爱因斯坦质能方程得知，一定
17、释放核能，因此核反应放出能量，则 Pb 比 U 的比20682 23892结合能大，选项 B 正确角度 2 对半衰期的理解2核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，提高患癌的风险已知钚的一种同位素 94Pu 的半衰期为 24 100 年，其衰变方程为23994PuX He，下列有关说法正确的是( )239 42A衰变发出的 射线是波长很短的光子，穿透能力很强BX 原子核中含有 92 个中子C8 个 94Pu 经过 24 100 年后一定还剩余 4 个239D由于衰变时释放巨大能量，根据
18、E mc2，衰变过程总质量不变解析：选 A.衰变发出的 射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力，故 A 正确；根据电荷数守恒、质量数守恒知，X 的电荷数为 92，质量数为 235，则中子数为 143，故 B 错8误；半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，故 C 错误；由于衰变时释放巨大能量，根据 E mc2，衰变过程总质量减小，故 D 错误命题角度 解决方法 易错辨析衰变射线的性质分析从电离能力、贯穿本领等方面对比分析、 射线电性相反，而 射线不带电但频率高，能量大衰变方程的书写及理解衰变方程遵循电荷数守恒、质量数守恒原则，且要从衰变的产生机理及本质分析 衰变是原子核中的 2 个质子和 2
19、 个中子结合成一个氦核并射出； 衰变是原子核中的中子转化为一个质子和一个电子，再将电子射出； 衰变伴随着 衰变或 衰变同时发生，不改变原子核的质量数与电荷数，以光子形式释放出衰变过程中产生的能量半衰期的理解及计算 半衰期的稳定性及计算公式衰变是一个统计规律，对少数粒子不满足规律核反应方程和核能计算高 分 快 攻 四种常见核反应类型 可控性 核反应方程典例 衰变 自发 92U 90Th He238 234 42衰变 衰变 自发 90Th 91Pa e234 234 0 17N He 8O H(卢瑟福发现质子)14 42 17 1He Be 6C n(查德威克发现中子)42 94 12 10Al
20、He P n2713 42 3015 10人工转变人工控制P Si e3015 3014 0 1约里奥居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子重核裂变较容易控制92U n 56Ba235 10 144实际应用：原子弹、核电站、核航母等9Kr3 n8936 10轻核聚变很难控制H H He n21 31 42 10 实际应用：氢弹、某些恒星内核反应(1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础质子( H)、中子( n)、1 10粒子( He)、 粒子( e)、正电子( 01 e)、氘核( H)、氚核( H)等42 0 1 21 31(2)掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或
21、判断某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“”表示反应方向(3)核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒对质能方程的理解(1)一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即 E mc2.方程的含义：物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系，物体的能量增大，质量也增大；物体的能量减少，质量也减少(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损 m，其能量也要相应减少，即 E mc2.(3)原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加 m，吸收的能量为 E mc2. (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
22、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. 7N 俘获一个 粒子，产生 8O 并放出一个粒子14 17B. Al 俘获一个 粒子，产生 P 并放出一个粒子2713 3015C. 5B 俘获一个质子，产生 Be 并放出一个粒子11 84D. Li 俘获一个质子，产生 He 并放出一个粒子63 32解析 根据核反应过程中质量数守恒及电荷数守恒可知， 7N He 8O H，A 项错14 42 17 1误； Al He P n，B 项正确； 5B H Be He，C 项错误；2713 42 3015 10 11 1
23、 84 42Li H He He，D 项错误63 1 32 42答案 B题 组 突 破 角度 1 核反应的四种类型1(2016高考全国卷)在下列描述核过程的方程中，属于 衰变的是_，属于 衰变的是_，属于裂变的是_，属于聚变的是_(填正确答案标号)A. C N e146 147 0 1B. P S e3215 3216 0 1C. U Th He23892 23490 4210D. N He O H147 42 178 1E. U n Xe Sr2 n23592 10 1405 9438 10F. H H He n31 21 42 10解析：一个原子核自发地放出一个 粒子，生成一个新核的过程是
24、 衰变，因此 C 项是 衰变；一个重核在一个粒子的轰击下，分裂成几个中等质量原子核的过程是重核的裂变，因此 E 项是重核的裂变；两个较轻的原子核聚合成一个较大的原子核，并放出粒子的过程是轻核的聚变，因此 F 项是轻核的聚变；另外，A、B 项是 衰变，D 项是原子核的人工转变答案：C AB E F角度 2 核能的计算2质子、中子和氘核的质量分别为 m1、 m2和 m3.当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是( c 表示真空中的光速)( )A( m1 m2 m3)c B( m1 m2 m3)cC( m1 m2 m3)c2 D( m1 m2 m3)c2解析：选 C.由质能方程 E mc2，其
25、中 m m1 m2 m3，可得 E( m1 m2 m3)c2，选项 C 正确，A、B、D 错误角度 3 核反应的综合应用3海水中含有丰富的氘，完全可充当未来的主要能源两个氘核的核反应产生一个 He 核32和一个粒子，其中氘核的质量为 2.013 0 u，氦核的质量为 3.015 0 u，粒子的质量为1.008 7 u(1 u 相当于 931.5 MeV)：(1)写出核反应方程；(2)核反应中释放的核能；(3)在两个氘核以相等的动能 0.35 MeV 进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，求反应中产生的粒子和氦核的动能解析：(1)核反应方程为： H H He n.21 21 32 10
26、(2)核反应中的质量亏损 m2 mH mHe mn可知释放的核能 E(2 mH mHe mn)931.5 MeV2.14 MeV.(3)把两个氘核作为一个系统，碰撞过程系统的动量守恒，由于碰撞前两氘核的动能相等，其动量等大反向，因此反应前后系统的总动量为零，设碰撞后瞬间氦核、中子的速度分别为 vHe、 vn，动能分别为 EkHe、 Ekn，碰撞前氘核的动能 EkH0.35 MeV，则 mHevHe mnvn0反应前后系统的总能量守恒，则mHev mnv E2 EkH12 2He 12 2n11又有 mHe mn31EkHe mHev ， Ekn mnv ，12 2He 12 2n解得 EkHe
27、0.71 MeV，Ekn2.13 MeV.答案：(1) H H He n (2)2.14 MeV21 21 32 10(3)2.13 MeV 0.71 MeV(1)在求解核反应中的动量守恒时，常出现以下错误核反应中产生的新核和粒子的质量数的确定；在列动量守恒式时，是否考虑放出的光子的动量；核反应中动能并不守恒(2)可以从以下几点防范根据核反应规律，确定新核和粒子的质量数；根据题给条件明确是否考虑光子的动量；若为放能核反应，反应后的动能等于反应前的动能与释放的核能之和 , 学生用书 P139(单独成册)(建议用时：35 分钟)一、单项选择题1(2018高考北京卷)在核反应方程 He 7N 8OX
28、 中，X 表示的是( )42 14 17A质子 B中子C电子 D 粒子解析：选 A.由核反应方程中，电荷数守恒和质量数守恒可知，X 为 H，选项 A 正确12(2018四川宜宾二诊)在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是( )A光电效应是瞬时发生的B所有金属都存在极限频率C光电流随着入射光增强而变大D入射光频率越大，光电子最大初动能越大解析：选 C.按照光的波动理论，电子吸收光子的能量需要时间，因此光电效应不可能瞬时发生，这与光电效应具有瞬时性矛盾；按照光的波动理论，只要有足够长的时间，电子会12吸收足够的能量，克服原子的束缚成为光电子，因此所有金属均可以发生光电效应，这与光电效应有
29、极限频率矛盾；按照光的波动理论，照射光越强，电子获得的能量越大，打出的光电子的最大初动能越大，这与光电效应中打出的光子的最大初动能与光强无关，而与照射光的频率有关矛盾；按照光的波动理论也可以得到光越强打出的光电子越多，光电流越大，因此 C 项正确3(2017高考北京卷)2017 年年初，我国研制的“大连光源”极紫外自由电子激光装置，发出了波长在 100 nm(1 nm10 9 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎据此判断，能
30、够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量 h6.610 34 Js，真空光速c310 8 m/s)( )A10 21 J B10 18 JC10 15 J D10 12 J解析：选 B.光子的能量 E h ， c ，联立解得 E210 18 J，B 项正确4(2018北京海淀二模)对下列各原子核变化的方程，表述正确的是( )A. H H He n 是核聚变反应31 21 42 10B. H H He n 是 衰变31 21 42 10C. Se Kr2 e 是核裂变反应8234 8236 0 1D. U n Xe Sr2 n 是 衰变23592 10 1405 9438 10解析：选 A. H
31、H He n，属于核聚变反应，A 正确，B 错误； Se Kr2 e 31 21 42 10 8234 8236 0 1是 衰变，C 错误； U n Xe Sr2 n 是核裂变反应，D 错误23592 10 1405 9438 105.(2017高考天津卷)我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献下列核反应方程中属于聚变反应的是( )A. H H He n21 31 42 10B. 7N He 8O H14 42 17 1C. He Al P n42 2713 3015 10D. U n Ba Kr3 n23592 10 1445
32、6 8936 10解析：选 A.A 项是氢元素的两种同位素氘和氚聚变成氦元素的核反应方程，B 项是用 粒子轰击氮原子核发现质子的核反应方程，C 项属于原子核的人工转变，D 项属于重核的裂变，因此只有 A 项符合要求6(2018广东汕头二模)如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，普朗克常量 h6.6310 34 Js，由图可知( )13A该金属的极限频率为 4.31014 HzB该金属的极限频率为 5.51014 HzC该金属的逸出功为 81020 JD该图线斜率的倒数表示普朗克常量解析：选 A.由光电效应方程 Ekm h W0知该图线的斜率为普朗克常量，图
33、线与横轴交点的横坐标为金属的极限频率 0，即 04.310 14 Hz，A 选项正确，B、D 选项均错误；金属的逸出功 W h 06.6310 34 4.31014 J2.8510 19 J，C 选项错误7(2018山西太原模拟)核电站泄漏的污染物中含有碘 131 和铯 137.碘 131 的半衰期约为 8 天，会释放 射线；铯 137 是铯 133 的同位素，半衰期约为 30 年，发生衰变时会辐射 射线下列说法正确的是( )A碘 131 释放的 射线由氦核组成B铯 137 衰变时辐射出的 光子能量小于可见光光子能量C与铯 137 相比，碘 131 衰变更慢D铯 133 和铯 137 含有相同
34、的质子数解析：选 D. 射线是高速运动的电子流，不是氦原子核，A 错误； 射线的频率大于可见光的频率，根据 E h 可知， 射线光子能量大于可见光光子能量，B 错误；半衰期越短，衰变越快，C 错误；铯 133 和铯 137 都是铯元素，是质子数相同而中子数不同的同位素，所以 D 正确8.(2018天津五区检测)如图所示为氢原子的能级结构示意图，一群氢原子处于 n3 的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，用这些光子照射逸出功为 2.49 eV 的金属钠下列说法正确的是( )A这群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从 n3 能级跃迁到 n2 能级所发出的光波长最短B这群氢原子在辐射光
35、子的过程中电子绕核运动的动能减小，电势能增大C能发生光电效应的光有三种D金属钠表面发出的光电子的最大初动能是 9.60 eV解析：选 D处于 n3 能级氢原子，向低能级跃迁可能发出 C 3 种不同频率的光，对应23的光子能量分别为( E3 E1)12.09 eV、( E3 E2)1.89 eV 和( E2 E1)10.2 eV，其中从n3 能级跃迁到 n2 能级所发出的光子能量最小，对应波长最长，另外两种光子的能量14都大于金属钠的逸出功，可以使其发生光电效应；氢原子辐射光子过程中，氢原子总能量降低，核外电子由较高能级轨道向较低能级轨道运动，原子核的静电力做正功，电子动能增加，电势能减小；用能
36、量为 12.09 eV 的光子照射金属钠时，光电子的最大初动能最大，为(12.092.49) eV9.60 eV.选项 A、B、C 错误，D 正确9(2018山东日照联考) 14C 测年法是利用 14C 衰变规律对古生物进行年代测定的方法若以横坐标 t 表示时间，纵坐标 m 表示任意时刻 14C 的质量， m0为 t0 时 14C 的质量，下面四幅图中能正确反映 14C 衰变规律的是( )解析：选 C.14C 的衰变规律满足式 m m0 ，其中 T 为半衰期，故 C 项正确(12)tT 10(2018杭州四中模拟)日本福岛核电站发生核泄漏危机引起世界对安全利用核能的关注泄漏的污染物中含有 13
37、1I 和 137Cs.131I 发生衰变时会释放 射线， 137Cs 发生衰变时会释放 射线，过量的射线对人体组织有破坏作用核泄露一旦发生，应尽量避免污染物的扩散下列说法正确的是( )A 射线电离作用很强B 射线是高速电子流C目前世界上运行的核电站均采用轻核聚变D可以通过降低温度减小污染物的半衰期，从而减小危害解析：选 B.三种射线中， 射线的电离作用最弱，故 A 错误； 射线是高速的电子流，故 B 正确；目前世界上运行的核电站均采用重核裂变，故 C 错误；半衰期的大小与温度、压强等因素无关，由原子核内部因素决定，故 D 错误二、多项选择题11在光电效应实验中，用频率为 的光照射光电管阴极，发
38、生了光电效应，下列说法正确的是( )A增大入射光的强度，光电流增大B减小入射光的强度，光电效应现象消失C改用频率小于 的光照射，一定不发生光电效应D改用频率大于 的光照射，光电子的最大初动能变大解析：选 AD.增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积的光电子数增加，则光电流将增大，故选项 A 正确；光电效应是否发生取决于照射光的频率，而与照射强度无关，故选项 B 错误；用频率为 的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，故选项 C 错误；根据 h W 逸 mv2可1215知，增加照射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项 D 正确1
39、2研制核武器的钚 239( Pu)可由铀 239( U)经过衰变而产生，下列叙述正确的是( )23994 23992A钚 239 和铀 239 是同位素B大量铀 239 经过一个半衰期时原子核的数量减少为原来的一半C铀 239 经过一次 衰变产生钚 239D铀 239 经过二次 衰变产生钚 239解析：选 BD.同位素具有相同的质子数和不同的中子数，故 A 错误；由半衰期的概念可知B 正确；由 U Pu2 e，可知 C 错误，D 正确23992 23994 0 113(2016高考全国卷)现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生下列说法正确的是( )A保持入射光的频
40、率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B入射光的频率变高，饱和光电流变大C入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生E遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关解析：选 ACE.根据光电效应规律，保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，则饱和光电流变大，选项 A 正确；由爱因斯坦光电效应方程知，入射光的频率变高，产生的光电子最大初动能变大，但饱和光电流不一定变大，选项 B 错误，C 正确；保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，当入射光的频率小于极限频率时，就不能发生光电效应，没有光电流产生，选项 D 错误；遏止电压与
41、产生的光电子的最大初动能有关，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的光强无关，选项 E 正确14(2018合肥一六八中学模拟)关于原子结构和核反应的说法中正确的是( )A卢瑟福在 粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型B发现中子的核反应方程是 Be He C n94 42 126 10C200 万个 U 的原子核经过两个半衰期后剩下 50 万个 U23892 23892D据图可知，原子核 D 和 E 聚变成原子核 F 要吸收能量解析：选 AB.本题考查核裂变、核聚变以及核反应方程卢瑟福在 粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型，选项 A 正确；发现中子的核反应方程为Be
42、He C n，选项 B 正确；半衰期为统计规律，适用于大量的原子发生衰变，选项94 42 126 10C 错误；在核反应过程中，若有质量亏损，将放出能量，由题图中核子的平均质量可知，16原子核 D 和 E 聚变成原子核 F 过程中，有质量亏损，要放出能量，选项 D 错误15中国“氢弹之父”于敏获得 2014 年度国家最高科学技术奖氢弹是利用原子弹爆炸的能量引发氢的同位素的聚变反应而瞬时释放出巨大能量的核武器下列有关氢弹爆炸可能出现的核反应及说法正确的是( )A. U n Ba Kr3 n23592 10 14456 8936 10B. H H He n21 31 42 10C轻核聚变过程中无质
43、量亏损D氢弹爆炸后不会产生放射性污染解析：选 AB.氢弹是利用原子弹爆炸的能量引发氢的同位素的聚变反应而瞬时释放出巨大能量的核武器，故 A、B 正确；聚变反应和裂变反应都有质量亏损，C 错误；由物理常识易知 D 错误三、非选择题16(1)表示放射性元素碘 131( I) 衰变的方程是_1315A. I Sb He1315 12751 42B. I Xe e1315 13154 0 1C. I I n1315 1305 10D. I Te H1315 13052 1(2)现有四个核反应：A. H H He n21 31 42 10B. U nX Kr3 n23592 10 8936 10C. N
44、a Mg e2411 2412 0 1D. He Be C n42 94 126 10_是发现中子的核反应方程，_是研究原子弹的基本核反应方程，_是研究氢弹的基本核反应方程求 B 中 X 的质量数和中子数解析：(1)碘( I)的原子核内一个中子放出一个电子，变成一个质子，质量数没有发生变1315化，核电荷数增加 1，所以生成 54 号元素 Xe，放出一个电子，B 选项正确13154(2)人工转变方程的特点是箭头的左边是氦核与常见元素的原子核箭头的右边也是常见元素的原子核D 是查德威克发现中子的核反应方程，B 是裂变反应，是研究原子弹的核反应方程A 是聚变反应，是研究氢弹的核反应方程由电荷数守恒和质量数守恒可以判定，X 质量数为 144，电荷数为 56，所以中子数为1445688.答案：(1)B (2)D B A质量数 144，中子数 88
