1、1专题五 近代物理初步真题再现 1(2017全国卷)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 2.013 6 u， He 的质量为 3.015 0 u， n 的质21 21 32 10 21 32 10量为 1.008 7 u，1 u931 MeV/c 2。氘核聚变反应中释放的核能约为A3.7 MeV B3.3 MeVC2.7 MeV D0.93 MeV解析 氘核聚变反应的质量亏损为 m22.013 6 u (3.015 0 u1.008 7 u)0.003 5 u，释放的核能为 E mc20.003 5931 MeV
2、/c2c23.3 MeV，选项 B 正确。答案 B2(2018全国卷)1934 年，约里奥居里夫妇用 粒子轰击铝核 Al，产生了第2713一个人工放射性核素 X： AlnX。X 的原子序数和质量数分别为2713A15 和 28 B15 和 30C16 和 30 D17 和 31解析 本题考查核反应方程。在核反应过程中，质量数和电荷数分别守恒，则 X 的原子序数为 213015，X 的质量数为 427130，选项 B 正确。答案 B3(2018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
3、为 3.00108 ms1 。能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为A110 14 Hz B810 14 HzC210 15 Hz D810 15 Hz2解析 本题考查光电效应规律。由光电效应方程得 Ek W0，而能使锌产生光电效hc应的单色光的最低频率 0应满足 h 0 W0，联立得 0 810 14 Hz，故选项 Bc Ekh正确。答案 B4(2017天津卷)如图 51 所示，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图 51A. H H He n21 31 42 10B. N He O H1
4、47 42 178 1C. He Al P n42 2713 3015 10D. U n Ba Kr3 n23592 10 14456 8936 10解析 H H He n 是一个氘核与一个氚核结合成一个氦原子核，同时放出21 31 42 10一个中子，属于聚变反应，故 A 正确； N He O H 是卢瑟福发现质子的核反147 42 178 1应，他用 粒子轰击氮原子核，产生氧的同位素氧 17 和一个质子，是人类第一次实现的原子核的人工转变，属于人工核反应，故 B 错误； He Al P n 是小居里42 2713 3015 10夫妇用 粒子轰击铝片时发现了放射性磷(磷 30)，属于人工核反
5、应，故 C 错误； U23592n Ba Kr3 n 是一种典型的铀核裂变，属于裂变反应，故 D 错误。10 14455 8936 10答案 A考情分析分值 6 分3题型 选择题命题热点(1)光电效应(2)氢原子能级跃迁(3)原子核的衰变(4)核反应方程、核能考点一 光电效应1光电效应的研究思路(1)两条线索：(2)两条对应关系：2.爱因斯坦光电效应方程 Ek h W0的研究对象是金属表面的电子，意思是说，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大(如图 52 所示)，直线的斜率为 h，直线与 轴的交点的物理意义是截止频率 c，直线与 Ek轴交点的物理意义是逸出功的负值。图 524【题组突破】
6、1(2018日照二模)现用某一光电管进行光电效应实验，当用频率为 的光照射时，有光电流产生。下列说法正确的是A光照时间越长，光电流就越大B减小入射光的强度，光电流消失C用频率小于 的光照射，光电效应现象消失D用频率为 2 的光照射，光电子的初动能变大解析 发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，根据光电效应方程知，光子频率越大，光电子的最大初动能越大，光强度会影响单位时间内逸出的光电子数目。光电流的大小与入射光的时间无关，入射光的强度越大，饱和光电流越大，故 A 错误；能否发生光电效应与入射光的强度无关，减小入射光的强度，电流不能消失，故 B 错误；用频率为 的光照射时，有光电流产
7、生，用频率小于 的光照射，光电效应现象不一定消失，还要看入射光的频率是否小于极限频率，故 C 错误；根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，故 D 正确。答案 D2(多选)(2017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若 Ua Ub，则一定有 Eka EkbD若 a b，则一定有 h a Eka h b Ekb解析 设该金属的逸出
8、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 h Ek W， W 相同，则 D 项错误。答案 BC53光电效应方程的应用(多选)用如图 53 所示的装置研究光电效应现象，所用光子能量为 2.75 eV 的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表 G 的示数不为零；移动变阻器的触头 c，发现当电压表的示数大于或等于 1.7 V 时，电流表示数为 0，则下列说法正确的是图 53A光电子的最
9、大初动能始终为 1.05 eVB开关 S 断开后，电流表 G 中有电流流过C当滑动触头向 a 端滑动时，反向电压增大，电流增大D改用能量为 2.5 eV 的光子照射，移动变阻器的触头 c，电流表 G 中也可能有电流解析 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 1.7 V 时，电流表示数为 0，可知光电子的最大初动能为 1.7 eV，根据光电效应方程 Ekm h W0，得W01.05 eV，故选项 A 错误；开关 S 断开后，用光子能量为 2.75 eV 的光照射到光电管上时发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表，故选项 B 正确；当滑动触头向a 端滑动时，反向电压增
10、大，则到达中心电极的电子的数目减少，电流减小，故选项 C 错误；改用能量为 2.5 eV 的光子照射，2.5 eV 大于 1.05 eV，仍然可以发生光电效应，移动变阻器的触头 c，电流表 G 中可能有电流，故选项 D 正确。答案 BD考点二 原子的能级跃迁1原子结构的认识历程62原子能级跃迁问题的解题技巧(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的绝对值。(3)一群原子和一个原子不同，它们的核外电子向基态跃迁时发射光子的种类 NC 2n。n(n 1)2【题组突破】1(2018安徽联考)如图 54 所示为氢原子的
11、能级图，已知金属铂的逸出功为 6.34 eV，则下列说法正确的是图 54A处于基态的氢原子可以吸收能量为 10.5 eV 的光子而被激发B用 n4 能级跃迁到 n1 能级辐射的光照射金属铂能发生光电效应C用能量为 12.5 eV 的电子轰击处于基态的氢原子，一定不能使氢原子发生能级跃迁D要使处于基态的氢原子发生电离，入射光子的能量只能等于 13.6 eV解析 氢原子发生能级跃迁时，其只能吸收(或辐射)光子能量等于两能级间的能级差的光子， n1 n2 吸收的光子能量为3.4 eV(13.6 eV)10.2 eV， n1 n37吸收的光子能量为1.51 eV(13.6 eV)12.09 eV，能量
12、为 10.5 eV 的光子不能被吸收，A 错误；从 n4 能级跃迁到 n1 能级辐射光子的能量为0.85 eV(13.6 eV)12.75 eV，大于金属铂的逸出功，能使金属铂发生光电效应，B 正确；用能量为 12.5 eV的电子轰击处于基态的氢原子，可能使氢原子发生能级跃迁，C 错误；入射光子的能量大于 13.6 eV 时，可使处于基态的氢原子发生电离，D 错误。答案 B2根据玻尔理论，氢原子的能级公式为 En (n 为能级， A 为基态能量)，一个氢原An2子中的电子从 n4 的能级直接跃迁到基态，在此过程中A氢原子辐射一个能量为 的光子15A16B氢原子辐射一个能量为 的光子15A16C
13、氢原子辐射一系列频率的光子，其中频率最大的光子能量为15A16D氢原子辐射一系列频率的光子，其中频率最大的光子能量为15A16解析 根据玻尔理论，一个氢原子中的电子从 n4 的能级直接跃迁到基态，辐射一个光子的能量为 E E4 E1 ，选项 B 正确，A、C、D 错误。A42 A12 15A16答案 B3(2018淮北二模)如图 55 所示为氢原子的能级示意图，那么对氢原子在能级跃迁过程中辐射或吸收光子的特征认识正确的图 55A处于基态的氢原子可以吸收 14 eV 的光子使电子电离8B一群处于 n3 能级的氢原子向基态跃迁时，能辐射出 4 种不同频率的光子C一群处于 n2 能级的氢原子吸收 2
14、 eV 的光子可以跃迁到 n3 能级D用能量为 10.3 eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态解析 基态氢原子的能量为13.6 eV，吸收 14 eV 的光子能量可以发生电离，故 A 正确，根据 C 3 知，一群处于 n3 能级的氢原子向基态跃迁时，能辐射出 3 种不同频率的23光子，故 B 错误。 n2 和 n3 间的能级差为 1.89 eV,2 eV 的光子不能被吸收，不会发生跃迁，故 C 错误。10.3 eV 的能量不等于激发态能量与基态的能量差，则该光子能量不能被吸收而发生跃迁，故 D 错误。故选 A。答案 A考点三 原子核的衰变、核反应方程1原子核的衰变(1)衰变的分类
15、 衰变： X Y HeAz A 4z 2 42 衰变： X Y eAz Az 1 0 1(2)两个典型的衰变方程 衰变： U Th He23892 23490 42 衰变： Th Pa e。23490 23491 0 12半衰期(1)定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。(3)公式： N 余 N 原 (12)tm 余 m 原 (12)tt 表示衰变时间9 表示半衰期。3典型裂变、聚变反应U n Kr Ba3 n23592 10 8936 14456 10H H He n17.6M
16、eV21 31 42 104人工转变卢瑟福发现质子：N He O H147 42 178 1查德威克发现中子He Be C n42 94 126 10约里奥居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子Al He P n2713 42 3015 10P 3014Si e。3015 0 1【题组突破】1对衰变规律的理解(多选) U 是一种放射性元素，能够自发地进行一系列放射性衰变，如图 56 所示，23892下列说法正确的是图 56A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10DY 是 衰变，放出电子，电子是由中子转变成质子时
17、产生的解析 由 Po 变到 Pb，质量数少 4，知发生了一次 衰变，则电荷数少 2，所210a 20682以 a84，由 Bi 变到 Tl，发生了一次 衰变，则 b206，选项 A、C 正确，选项 D21083 b81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，一定释放核能，因此核反应放出能量，则 Pb 比 U 的比结合能20682 23892大，选项 B 正确。答案 ABC2对半衰期的理解(多选)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23994 23992的是A钚 239 和铀 239 是同位素
18、B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 同位素具有相同的质子数和不同的中子数，故 A 项错误；由半衰期的概念可知B 项正确；由 U Pu2 e，D 正确。23992 23994 0 1答案 BD3(2017课标)一静止的铀核放出一个 粒子衰变成钍核，衰变方程为 U23892Th He，下列说法正确的是23490 42A衰变后钍核的动能等于 粒子的动能B衰变后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
19、析 本题考查天然放射现象、半衰期、核反应中的动量守恒、质量亏损，考查学生的理解能力。静止的原子核在衰变前后动量守恒，由动量守恒定律得 0 m1v1 m2v2，可知m1v1 m2v2，故衰变后钍核的动量大小等于 粒子的动量大小，选项 B 正确；动能 Ek11，由于钍核的质量( m1)大于 粒子的质量( m2)，故动能不等，选项 A 错误；铀核的半衰p22m期是指大量的铀核半数发生衰变所用的时间，而不是放出一个 粒子所经历的时间，选项 C 错误；原子核衰变前后质量数守恒，衰变时放出核能，质量亏损，选项 D 错误。答案 B4核反应方程的书写与反应类型的判断(2016全国)在下列描述核过程的方程中，属
20、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 42D. 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 衰变是原子核自发地放射出 粒子的核衰变过程，选 C； 衰变是原子核自发地放射出 粒子的核衰变过程，选 A、B；重核裂变选 E；轻核聚变选 F。答案 C AB E F考点四 核能的计算核能的计算方法(1)根据 E mc2计
21、算时， m 的单位是“kg” ， c 的单位是“m/s” ， E 的单位是“J”。(2)根据 E m931.5(MeV)计算时，因 1 原子质量单位(u)相当于 931.5 MeV 的能量。 m 的单位是“u” ，所以 E 的单位是“MeV” 。(3)根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能核子比结合能核子数。(1)氡 222 是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射12损伤。它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一，其衰变方程是Rn Po_。已知 Rn 的半衰期约为 3.8 天，则约经过_天，16 g 的22286 21884 22286Rn 衰变后还剩 1 g。2228
22、6(2)海水中含有丰富的氘，完全可充当未来的主要能源。两个氘核的核反应为H H He n，其中氘核的质量为 2.013 0 u，氦核的质量为 3.015 0 u，中子的质量21 21 32 01为 1.008 71 u 相当于 931.5 MeV，求：核反应中释放的核能；在两个氘核以相同的动能 0.35 MeV 进行对心碰撞，并且核能完全转化为机械能的情况下，求反应中产生的中子和氦核的动能。思路探究 (1)书写核反应方程时应注意什么？(2)计算核能的公式 E mc2中各符号的意义是什么？解析 (1)根据质量数守恒和电荷数守恒可知应是 He(或 )，根据 m m0( ) ，4212t解得 t3.
23、84 天15.2 天。(2)核反应中的质量亏损 m2 mH mHe mn由 E mc2可知释放的核能 E(2 mH mHe mn)c22.14 MeV。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碰撞前后系统的总能量守恒，则MHev mnv E2 EkH12 2He 12 2n又有 mHe mn31EkHe mHev ， Ekn mnv12 2He 12 2n13解得
24、 EkHe0.71 MeV， Ekn2.13 MeV。答案 (1) He 或 15.242(2)2.14 MeV 2.13 MeV 0.71 MeV【题组突破】1质量亏损与质能方程(多选)下面是铀核裂变反应中的一个： U n Xe Sr10 n 已知 U 的质23592 10 13654 9038 10 23592量为 235.043 9 u，中子质量为 1.008 7 u，锶 90 的质量为 89.907 7 u，氙 136 的质量为135.907 2 u，则此核反应中A质量亏损为 m(235.043 91.008 789.907 7135.907 2)uB质量亏损为 m(235.043 9
25、1.008 789.907 7135.907 2101.008 7)uC释放的总能量为 E(235.043 91.008 789.907 7135.907 2101.008 7)(3108)2 JD释放的总能量为 E(235.043 91.008 789.907 7135.907 2101.008 7)931.5 MeV答案 BD2结合能(多选)如图 57 所示是原子核的核子平均质量与原子序数 Z 的关系图像，下列说法中正确的是图 57A若原子核 D 和 E 结合成 F，结合过程一定会吸收核能B若原子核 D 和 E 结合成 F，结合过程一定会释放核能C若原子核 A 分裂成 B 和 C，分裂过程
26、一定会吸收核能14D在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度答案 BD3重核裂变(多选)核电站的核能来源于 U 核的裂变，下列说法中正确的是23592A反应后的核废料已不具有放射性，不需要进一步处理B. U 的一种可能的裂变是变成两个中等质量的原子核，如 Xe 和 Sr，反应方23592 13954 9538程为 U n Xe Sr2 n23592 10 13954 9538 10C. U 是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为 45 亿年，升高温度半衰期缩短23592D一个 U 核裂变的质量亏损为 m0.215 5 u，则释放的核能约 201 MeV23592解析 反应后的核废料仍然
27、具有放射性，需要进一步处理，故 A 错误；发生核反应的过程满足电荷数和质量数守恒，故反应方程为 U n Xe Sr2 n，故 B 正23592 10 13954 9538 10确；半衰期的大小由原子核内部因素决定，与外部环境无关，即升高温度并不能使半衰期缩短，故 C 错误；根据质能方程 E0.215 5931 MeV201 MeV，故 D 正确。答案 BD一、单项选择题1(2017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
28、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 光子的能量 E h ， c ，联立解得 E210 18 J，故选项 B 正确。15答案 B2甲、乙光子的能量之比为 21，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为 E1、 E2。该金属的逸出功为A E1 E2 B E1 E2C E12 E2 D E12 E2解析 根据光电效应方
29、程 Ek h W0，对应甲光子有 h 甲 E1 W0，对应乙光子有h 乙 E2 W0又知 h 甲 2 h 乙 ，解得 W0 E12 E2，故选项 D 正确，选项 A、B、C 错误。答案 D3(2018汕头二模)如图 58 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，由图可知图 58A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 由光电效应方程 Ekm h W0知该图线的斜率为普朗克常量，图线与横轴交点的横坐标为金属的极限
30、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。答案 A4(2018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16图 59A. N 俘获一个 粒子，产生 8O 并放出一个粒子147 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.
31、Li 俘获一个质子，产生 He 并放出一个粒子63 32解析 本题考查核反应方程。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。 7N He 8O H，选项 A 错误。14 42 17 1Al He P n，选项 B 正确。 5B H Be He，选项 C 错误。2713 42 3015 10 11 1 84 42Li H He He，选项 D 错误。63 1 32 42答案 B5(2018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
32、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 含有相同的质子数解析 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。答案 D176如图 510 所示是原子物理史上几个著名的实验，关于这些实验，下列说法正确的是图 510A卢瑟福通过 粒子散射
33、实验否定了原子的核式结构模型B放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为 射线，电离能力最强C电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关D链式反应属于重核的裂变解析 卢瑟福通过 粒子散射实验否定了原子的“枣糕模型”结构，提出了原子的“核式结构模式” ，故 A 错误；中间没有偏转的为 粒子，电离能力最弱，而穿透能力最强，故 B 错误；由图可知，光照越强，光电流越大，遏止电压与光的强度无关，故 C 错误；重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程叫作核裂变的链式反应，故 D正确。答案 D7(2018南阳第四次段考)在正负电子对撞机中，一个电子和一个正电子对撞发生湮灭而转化为一
34、对光子。设正、负电子的质量在对撞前均为 m，对撞前的动能均为 E，光在真空中的传播速度为 c，普朗克常量为 h，则对撞后转化成光子的波长等于A. B.hcE hmcC. D.hcmc2 E hc2mc2 E18解析 该反应方程为 e e2 ，由于光子的静止质量为零，所以质量的亏损为01 0 1 m2 m，由质能方程，对应的能量为 E2 mc2，根据能量守恒可知 2h 2 E E，即有 2 E2 mc2，所以光子在真空中波长 ，C 正确。2hc hcmc2 E答案 C8如图 511 所示为氢原子的能级示意图，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发出光子，用这些光照射逸出功
35、为 2.49 eV 的金属钠。下列说法正确的是图 511A这群氢原子能发出 3 种不同频率的光，其中从 n3 跃迁到 n2 所发出的光波长最短B这群氢原子能发出 2 种不同频率的光，其中从 n3 跃迁到 n1 所发出的光频率最小C金属钠表面发出的光电子的最大初动能为 9.60 eVD金属钠表面发出的光电子的最大初动能为 11.11 eV解析 一群氢原子处于 n3 的激发态，可能发出 3 种不同频率的光子，因为 n3 和n2 间能级差最小，所以从 n3 跃迁到 n2 发出的光子频率最低，根据 可知波长c最长；因为 n3 和 n1 间能级差最大，所以从 n3 跃迁到 n1 间能级差最大，所以从n3
36、 跃迁到 n1 发出的光子频率最高，波长最短，故 A、B 错误。从 n3 跃迁到 n1 发出的光子频率最高，发出的光子能量为 E13.60 eV 1.51 eV12.09 eV。根据光电效应 Ekm h W0得，最大初动能 Ekm12.09 eV2.49 eV9.60 eV，故 D 错误。答案 C19二、多项选择题9(2018长春外国语学校二模)如图 512 所示为氢原子的能级图，一群氢原子处在n4 能级的激发态，当它向低能级跃迁时共辐射六种不同频率的光，其中有 2 种可见光，有 3 种紫外线，1 种红外线。关于这六种不同频率的光，下列说法正确的是图 512A从 n4 跃迁到 n1 辐射出来的
37、光是紫外线B从 n4 跃迁到 n2 辐射出来的光是可见光C从 n2 跃迁到 n1 辐射出来的光是红外线D从 n3 跃迁到 n2 辐射出来的光是紫外线解析 一群氢原子处在 n4 能级的激发态，由它向低能级跃迁时共辐射六种不同频率的光，其中有 2 种可见光，有 3 种紫外线，1 种红外线，因紫外线的频率最高，则能量最大，而红外线频率最低，则能量最小，可见光处于中间，从 n4 跃迁到 n1， n3 跃迁到 n1， n2 跃迁到 n1，辐射出来的光都是紫外线，故 A 正确，C 错误；从 n4 跃迁到 n3，辐射出来只能是红外线，那么从 n4 跃迁到 n2，从 n3 跃迁到 n2，均是可见光，故 B 正
38、确，D 错误。答案 AB10(2018石家庄二模)下列说法正确的是A太阳辐射的能量来自太阳内部的裂变反应B放射性元素的半衰期与外界压强、原子的化学状态无关C依据玻尔理论氢原子从高能级状态向低能级状态跃迁时会辐射光子D紫光照射金属板发生光电效应时，增大入射光强度，则光电子的最大初动能增大解析 太阳辐射的能量来自太阳内部的轻核聚变，A 错。半衰期是由原子核内部的因20素决定的，与外界压强、原子的化学状态无关，B 对。氢原子从高能级向低能级跃迁时多余的能量会以光子的形式释放出来，C 对。光电效应中飞出的光电子的最大初动能与入射光强度无关，与入射光频率有关，D 错。答案 BC11(2018太原二模)据
39、媒体报道，叛逃英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦敦离奇身亡，英国警方调查认为毒杀利特维年科的是超级毒药放射性元素钋( Po)。若元21084素钋发生某种衰变，其半衰期是 138 天，衰变方程为 Po PbY。下列说法正21084 20682确的是A该元素发生的是 衰变BY 原子核含有 4 个核子C 射线是衰变形成的铅核释放的D200 g 的 Po 经 276 天，已发生衰变的质量为 150 g21084解析 元素钋 Po 的衰变方程为 Po Pb He ，发生的是 衰变，选项21084 21084 20682 42A 错误；Y 原子核，即氦核含有 4 个核子，选项 B 正确； 射线是衰变形成的铅
40、核释放的，选项 C 正确；200 g Po 经 276 天，发生两次衰变，剩余的 Po 的质量为 200 g( )21084 2108412250 g，故已发生衰变的质量为 150 g，选项 D 正确。答案 BCD12研究光电效应规律的实验装置如图 513 所示，以频率为 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像中，正确的是图 51321解析 反
41、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 qUc0 Ekm，又因 Ekm h W0，所以 Uc ，可知遏止电压 Uc与频hq W0q率 是线性关系，不是正比关系，故 B 错误。光强 I 与频率 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生后的方向性可知，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 109 s 时，10 9 s 后，光强 I 和频率 一定时，光电流恒定，故 D 正确。答案 ACD13.(20
42、18洛阳调研)静止在匀强磁场中的 U 核发生 衰变，产生一个未知粒子23892x，它们在磁场中的运动径迹如图 514 所示，下列说法正确的是图 514A该核反应方程为 U x He23892 23490 42B 粒子和粒子 x 在磁场中做圆周运动时转动方向相同C轨迹 1、2 分别是 粒子、x 粒子的运动径迹D 粒子、x 粒子运动径迹半径之比为 451解析 显然选项 A 中核反应方程正确，A 对； U 核静止，根据动量守恒可知 粒23892子和 x 新核速度方向相反，又都带正电，则转动方向相同，选项 B 对；根据动量守恒可知22 粒子和 x 新核的动量大小 p 相等，由带电粒子在磁场中运动半径公
43、式 R 可知轨道半pqB径 R 与其所带电荷量成反比，半径之比为 451，选项 C 错，D 对。答案 ABD14(2018合肥模拟)关于原子结构和核反应的说法中正确的是图 515A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发现中子的核反应过程是 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 U2389 2389D据图可知，原子核 D 和 E 聚变成原子核 F 要吸收能量解析 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 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，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。答案 AB
