2019高考物理二轮复习专题五近代物理初步学案

专题五专题五 近代物理初步近代物理初步 做真题 明考向 真题体验 透视命题规律 授课提示 对应学生用书第 67 页 真题再做 1 2018 高考全国卷 T14 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 Al n X X 的原子序数和质量数分别为 27132713 A 15 和 28 B 15 和 30 C 16 和 30D 17 和 31 解析 将核反应方程式改写成 He Al n X 由电荷数和质量数守恒知 X 应为 4 227131 0 X 3015 答案 B 2 2017 高考全国卷 T17 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 12 13 21 02 1 2 0136u He 的质量为 3 0150u n 的质量为 1 0087u 1u 931MeV c2 氘核聚变反应中 3 21 0 释放的核能约为 A 3 7MeV B 3 3MeV C 2 7MeVD 0 93MeV 解析 氘核聚变反应的质量亏损为 m 2 2 0136u 3 0150u 1 0087u 0 0035u 释放的核能为 E mc2 0 0035 931MeV c2 c2 3 3MeV 选项 B 正确 答案 B 3 2018 高考全国卷 T17 用波长为 300nm 的光照射锌板 电子逸出锌板表面的 最大初动能为 1 28 10 19J 已知普朗克常量为 6 63 10 34J s 真空中的光速为 3 00 108m s 1 能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为 A 1 1014HzB 8 1014Hz C 2 1015HzD 8 1015Hz 解析 设单色光的最低频率为 0 由Ek h W0知 Ek h 1 W0 0 h 0 W0 又知 1 c 整理得 0 代入数据解得 0 8 1014Hz c Ek h 答案 B 考情分析 命题特点与趋势 怎么考 1 本专题 2017 年新调为高考必考内容 从近几年高考试题可以看出无论 2017 年前的 选考 还是 2017 年的必考 题型都以选择题为主 命题点多集中在光电效应 核反应方程 核能的计算 难度不大 多以识记型为主 2 从 2017 年高考题可以看出 选择题由选考时的五个选项 变成四个选项 由选考 时的涉及面广 全的命题思想向选项集中考查某一知识点转变 如 2017 全国卷 的 17 题 只集中考查核能的计算 全国卷 的 19 题集中考查光电效应方程 2018 全国卷 的 17 题 只集中考查光电效应方程 全国卷 的 14 题集中考查核反应方程 解题要领 怎么做 1 熟悉教材中常见实验现象及理论解释 2 加强基本概念 规律的理解和记忆 3 注重核反应方程 核能中的简单计算题的训练 建体系 记要点 知识串联 熟记核心要 点 授课提示 对应学生用书第 67 页 网络构建 要点熟记 1 对光电效应的四点提醒 1 能否发生光电效应 不取决于光的强度而取决于光的频率 2 光电效应中的 光 不是特指可见光 也包括不可见光 3 逸出功的大小由金属本身决定 与入射光无关 4 光电子不是光子 而是电子 2 能级跃迁 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 剩余能量为自 由电子的动能 3 一群处于量子数为n的激发态的氢原子向基态跃迁时发射光子的种类N C 2n n n 1 2 3 核反应及核能 1 半衰期公式 t表示衰变时间 表示半衰期 半衰期长短由核内部自身因素决定 与它所处的物理 化学状态无关 2 核反应的两个守恒 质量数守恒 电荷数守恒 3 质能方程 E mc2 研考向 提能力 考向研析 掌握应试技能 授课提示 对应学生用书第 68 页 考向一 原子的能级跃迁 1 玻尔理论的基本内容 能级假设 氢原子能级En n 1 2 3 n为量子数 E1 n2 跃迁假设 h Em En m n 轨道量子化假设 氢原子的电子轨道半径rn n2r1 n 1 2 3 n为量子数 2 定态间的跃迁 满足能级差 1 从低能级 n小 高能级 n大 吸收能量 h En大 En小 跃迁 2 从高能级 n大 低能级 n小 放出能量 h En大 En小 跃迁 3 氢原子电离 电离态 n E 0 基态 电离态 E吸 0 13 6eV 13 6eV n 2 电离态 E吸 0 E2 3 4eV 如吸收能量足够大 克服电离能后 获得自由的电子还具有动能 1 如图所示为氢原子的能级图 现有一群处于n 3 能级的激 发态的氢原子 则下列说法正确的是 A 能发出 6 种不同频率的光子 B 波长最长的光是氢原子从n 3 能级跃迁到n 1 能级产生 的 C 发出的光子的最小能量为 12 09eV D 处于该能级的氢原子至少需吸收 1 51eV 能量的光子才能电离 解析 一群处于n 3 能级的激发态的氢原子能发出 C 3 种不同频率的光子 A 错误 2 3 由辐射条件知氢原子由n 3 能级跃迁到n 1 能级辐射出的光子频率最大 波长最小 B 错误 发出的光子的最小能量为E3 E2 1 89eV C 错误 n 3 能级对应的氢原子能量是 1 51eV 所以处于该能级的氢原子至少需吸收 1 51eV 能量的光子才能电离 故 D 正确 答案 D 2 2018 江西赣州高三四月模拟 氢原子能级图如图所示 当氢原子从n 3 的能级跃迁到n 2 的能级时 辐射光的波长为 656nm 下列判断正确的是 A 当氢原子从n 2 跃迁到n 1 的能级时 辐射光的波长 大于 656nm B 当氢原子从n 4 跃迁到n 2 的能级时 辐射出的光子不能使逸出功为 2 25eV 的 钾发生光电效应 C 一个处于n 4 能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生 6 种谱线 D 用能量为 1 0eV 的光子照射处于n 4 能级上的氢原子 可以使氢原子电离 解析 氢原子从n 2 跃迁到n 1 的能级时 辐射光的能量大于氢原子从n 3 跃迁到 n 2 的能级时辐射光的能量 根据E 可知 辐射光的波长一定小于 656nm 故 A 错 hc 误 从n 4 能级跃迁到n 2 能级时辐射出的光子能量为 2 55eV 大于金属的逸出功 能 使钾发生光电效应 故 B 错误 一个处于n 4 能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生 3 种谱线 故 C 错误 当处于n 4 能级上的氢原子吸收的能量大于或等于 0 85eV 时 将会 被电离 故 D 正确 答案 D 3 氢原子的能级图如图所示 现让一束单色光照射到大量处于基态 量子数n 1 的氢原子上 受激的氢原子能自发地发出 6 种不同频率的 光 则照射氢原子的单色光的光子能量为 A 12 75eV B 13 06eV C 13 6eV D 0 85eV 解析 受激的氢原子能自发地发出 6 种不同频率的光子 则基态氢原子能跃迁到第 4 能级 吸收的光子能量 E 0 85eV 13 6eV 12 75eV 故 A 正确 答案 A 规律总结 能级跃迁问题的四点注意 1 一群氢原子处于量子数为n的激发态时 可能辐射出的光谱线条数为 N C n n 1 22n 2 一个氢原子处于量子数为n的激发态时 最多可辐射出 n 1 条光谱线 3 如果氢原子的跃迁是吸收实物粒子的动能发生的 只要其动能大于 可能等于 两能 级间的能量差即可 4 氢原子在两定态间跃迁时 入射光子的能量必须等于两定态的能量差才会被吸收 考向二 光电效应问题 1 两条对应关系 1 光强大 光子数目多 发射光电子多 光电流大 2 光子频率高 光子能量大 光电子的最大初动能大 2 定量分析时应抓住三个关系式 1 爱因斯坦光电效应方程 Ek h W0 2 最大初动能与遏止电压的关系 Ek eUc 3 逸出功与极限频率的关系 W0 h c 4 如图所示是实验室用来研究光电效应原理的装置图 电表均 为理想电表 当入射光的能量等于 9eV 时 灵敏电流表检测到有电 流流过 当电压表示数等于 5 5V 时 灵敏电流表示数刚好等于 0 则下列说法正确的是 A 若增大入射光的强度 光电子的最大初动能将增大 B 若入射光的能量小于 3 5eV 改变电源的正负极方向 则电流表示数可能会不等于 0 C 光电管材料的逸出功等于 3 5eV D 增大入射光的波长 在电压表示数不变的情况下 电流表示数会变大 解析 根据光电效应方程Ek h W0可知 光电子的最大初动能与光的强度无关 故 A 错误 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 5 5V 时 电流 表示数为 0 知道光电子的最大初动能为 5 5eV 根据光电效应方程Ek h W0 可得 W0 3 5eV 若入射光的能量小于 3 5eV 则不能发生光电效应 电流表示数一定会等于 0 故 B 错误 C 正确 增大入射光的波长 则光的频率减小 根据光电效应方程 Ek h W0 可知光电子的最大初动能减小 在电压表示数不变的情况下 到达 A 板的光 电子数目会减少 从而使电流表示数变小 故 D 错误 答案 C 5 在光电效应实验中 用波长为 的光照射光电管阴极 发生了光电效应 下列说 法正确的是 A 仅增大入射光的强度 光电流大小不变 B 仅减小入射光的强度 光电效应现象可能消失 C 改用波长大于 的光照射 光电子的最大初动能变大 D 改用波长大于 的光照射 可能不发生光电效应 解析 当发生光电效应时 增大入射光的强度 则光电流会增大 故 A 错误 入射光 的频率大于金属的极限频率时 才会发生电效应 与入射光的强度无关 故 B 错误 在光 电效应中 根据光电效应方程知 Ekm W0 改用波长大于 的光照射 光电子的最大 hc 初动能变小 或者可能不发生光电效应 选项 C 错误 D 正确 答案 D 6 多选 2018 安徽皖南八校第三次联考 某同学研究光电效应 的实验电路如图所示 用不同的光分别照射密封真空管的钠阴极 阴极 K 钠阴极发射出的光电子被阳极 A 吸收 在电路中形成光电流 实 验得到了三条光电流与电压之间的关系曲线 为甲光 乙光 丙光 如图所示 则以下说法正确的是 A 甲光的强度大于乙光的强度 B 乙光的频率小于丙光的频率 C 乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D 甲光对应的光电子最大初动能大于乙光的光电子的最大初动能 解析 由图可知甲光和乙光对应的反向截止电压相等 且小于丙光的反向截止电压 因此甲 乙光频率相等 且小于丙光的频率 B 正确 在频率相等时 光的强度越大 则 饱和光电流越大 A 正确 截止频率由金属决定 与照射光无关 C 错误 由光电效应方程 Ek h W0可知 甲光对应的光电子的最大初动能与乙光的光电子最大初动能相等 D 错 误 答案 AB 规律总结 光电效应的四类图象分析 图象名称图线形状由图线直接 或间接 得到的物理量 最大初动能Ek与入射光频率 的关系图线 极限频率 图线与 轴交 点的横坐标 c 逸出功 图线与Ek轴交点 的纵坐标的绝对值 W0 E E 普朗克常量 图线的斜率 k h 颜色相同 强度不同的光 光电流与电压的关系 遏止电压Uc 图线与横轴 交点的横坐标 饱和光电流Im 电流的最 大值 最大初动能 Ek eUc 颜色不同时 光电流与电压 的关系 遏止电压Uc1 Uc2 饱和光电流 最大初动能 Ek1 eUc1 Ek2 eUc2 遏止电压Uc与入射光频率 的关系图线 极限频率 c 图线与横轴 的交点的横坐标值 遏止电压Uc 随入射光频 率的增大而增大 普朗克常量h 等于图线的 斜率与电子电荷量的乘积 即h ke 考向三 核反应方程及核能的计算 1 核反应方程的书写 1 核反应过程一般不可逆 所以核反应方程中用 表示方向而不能用等号代替 2 核反应方程遵循质量数守恒 电荷数守恒 但核反应前后的总质量一般会发生变化 质量亏损 且释放出核能 3 核反应的生成物一定要以实验为基础 不能只依据两个守恒规律凭空杜撰出生成物 来写核反应方程 2 核衰变问题 1 核衰变规律 2 衰变和 衰变次数的确定方法 方法一 由于 衰变不改变质量数 故可以先由质量数改变确定 衰变的次数 再根据电荷数守恒确定 衰变的次数 方法二 设 衰变次数为x 衰变次数为y 根据质量数和电荷数守恒列方程组 求解 3 核能的计算方法 1 根据爱因斯坦质能方程 用核反应亏损的质量乘以真空中光速c的平方 即 E mc2 J 2 根据 1 原子质量单位 u 相当于 931 5 兆电子伏 MeV 能量 用核反应的质量亏损的 原子质量单位数乘以 931 5MeV 即 E m 931 5 MeV 3 如果核反应时释放的核能是以动能形式呈现的 则核反应过程中系统动能的增量即 为释放的核能 7 2018 四川雅安高三第三次诊断 铀原子核既可发生衰变 也可发生裂变 其衰变 方程为U Th X 裂变方程为U n Y Kr 3 n 其中U n Y Kr 2389223490235921 089361 0235928936 的质量分别为m1 m2 m3 m4 光在真空中的传播速度为c 下列叙述正确的是 A U 发生的是 衰变 23892 B Y 原子核中含有 56 个中子 C 若提高温度 U 的半衰期将会变小 23892 D 裂变时释放的能量为 m1 2m2 m3 m4 c2 解析 根据质量数守恒和电荷数守恒可得 X 为 He U 发生的是 衰变 故 A 错误 4 223892 根据核反应前后质量数和核电荷数均守恒知 Y 原子核中含有 56 个质子 中子数为 144 56 88 个 故 B 错误 原子核的半衰期是由放射性元素本身决定的 与环境的温度 压强等无关 故 C 错误 由于核裂变的过程中释放能量 根据爱因斯坦质能方程得 E m c2 m1 2m2 m3 m4 c2 故 D 正确 答案 D 8 2018 湖北武汉四月调研 1932 年考克饶夫特 J D Cockroft 和瓦耳顿 E T S Walton 发明了世界上第一台粒子加速器 高压倍压器 他们将质子 H 加速到 1 1 0 5MeV 的能量去撞击静止的原子核 X 得到两个动能均为 8 9MeV 的氦核 He 这是历史 4 2 上第一次用人工加速粒子实现的核反应 下列说法正确的是 A X 是 Li 6 3 B X 由 He 组成 4 2 C 上述核反应中出现了质量亏损 D 上述核反应的类型是裂变 解析 根据质量数和电荷数守恒可知 X 是 Li 选项 A B 错误 由题可知 反应中 7 3 释放了核能 则反应中出现了质量亏损 选项 C 正确 上述核反应的类型是原子核的人工 转变方程 选项 D 错误 答案 C 9 多选 太阳内部发生的核反应主要是轻核的聚变 太阳中存在的主要元素是氢 氢 核的聚变反应可以看作是 4 个氢核 H 结合成 1 个氦核 He 下表中列出了部分粒子的质 1 14 2 量 1u 相当于 931 5MeV 的能量 以下说法中正确的是 粒子名称质子 p 粒子电子 e中子 n 质量 u 1 00734 00150 000551 0087 A 核反应方程式为 4 H He 2 e 1 14 20 1 B 核反应方程式为 4 H He 2e 1 14 20 1 C 4 个氢核结合成 1 个氦核 He 时的质量亏损约为 0 0266u 4 2 D 4 个氢核聚变反应过程中释放的能量约为 24 8MeV 解析 根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可判断 A 正确 B 错误 反应过程 中的质量亏损 m 4mp m 2me 0 0266u 故该反应过程中释放的能量 E m 931 5MeV 24 8MeV 故选项 C D 正确 答案 ACD 10 由于放射性元素Np 的半衰期很短 所以在自然界中一直未被发现 只是在使 23793 用人工的方法制造后才被发现 已知Np 经过一系列 衰变和 衰变后变成Bi 2379320983 下列选项中正确的是 A Bi 的原子核比Np 的原子核少 28 个中子 2098323793 B Np 经过衰变变成Bi 衰变过程可以同时放出 粒子 粒子和 粒子 2379320983 C 衰变过程中共发生了 7 次 衰变和 4 次 衰变 D Np 的半衰期等于任一个Np 原子核发生衰变的时间 2379323793 解析 Bi 的中子数为 209 83 126 Np 的中子数为 237 93 144 Bi 的 209832379320983 原子核比Np 的原子核少 18 个中子 A 错误 Np 经过一系列 衰变和 衰变后变 2379323793 成Bi 可以同时放出 粒子和 粒子或者 粒子和 粒子 不能同时放出三种粒 20983 子 B 错误 衰变过程中发生 衰变的次数为 7 次 衰变的次数为 237 209 4 2 7 93 83 4 次 C 正确 半衰期是大量原子核衰变的统计规律 对少数原子核不 适用 D 错误 答案 C 限训练 通高考 科学设题 拿下高考高分 单独成册 对应学生用书第 147 页 45 分钟 一 单项选择题 1 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 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 N 俘获一个 粒子 产生O 并放出一个粒子 14 717 8 B Al 俘获一个 粒子 产生P 并放出一个粒子 27133015 C B 俘获一个质子 产生 Be 并放出一个粒子 11 58 4 D Li 俘获一个质子 产生 He 并放出一个粒子 6 33 2 解析 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 N He O H 选项 A 错误 Al He P n 选项 B 正确 14 74 217 81 127134 230151 0 B H Be He 选项 C 错误 Li H He He 选项 D 错误 11 51 18 44 26 31 13 24 2 答案 B 2 2018 河南洛阳一模 下列说法正确的是 A 玻尔根据光的波粒二象性 大胆提出假设 认为实物粒子也具有波动性 B 铀核裂变的核反应方程是U Ba Kr 2 n 235921415692361 0 C 原子从低能级向高能级跃迁 不吸收光子也能实现 D 根据爱因斯坦的 光子说 可知 光的波长越大 光子的能量越大 解析 德布罗意根据光的波粒二象性 大胆提出假设 认为实物粒子也具有波动性 选项 A 错误 铀核是在中子轰击下发生链式反应 铀核裂变的核反应方程是U n 235921 0 Ba Kr 3 n 选项 B 错误 受到电子或其他粒子碰撞 原子也可以从低能级向高能 1415692361 0 级跃迁 即原子从低能级向高能级跃迁 不吸收光子也能实现 选项 C 正确 根据爱因斯 坦的 光子说 可知 光的频率越高 波长越小 光子的能量越大 选项 D 错误 答案 C 3 2018 湖南张家界高三第三次模拟 2017 年 12 月 6 日报道 中国散裂中子源项目 将于 2018 年前后建成 日前 位于广东东莞的国家大科学工程 中国散裂中子源 CSNS 首次打靶成功 获得中子束流 这标志着 CSNS 主体工程顺利完工 进入试运行阶段 对于 有关中子的研究 下面说法正确的是 A 中子和其他微观粒子 都具有波粒二象性 B 一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是裂变反应 C 卢瑟福通过分析 粒子散射实验结果 发现了质子和中子 D 核反应方程Po X He 中的y 206 X 中中子个数为 128 21084y824 2 解析 所有粒子都具有波粒二象性 A 正确 裂变是较重的原子核分裂成较轻原子核 的反应 而该反应是较轻的原子核的聚变反应 B 错误 卢瑟福通过分析 粒子散射实验 结果 提出了原子的核式结构模型 查德威克通过 粒子轰击铍核 Be 获得碳核 C 的 9 412 6 实验发现了中子 C 错误 y 210 4 206 X 中中子个数为 206 82 124 D 错误 答案 A 4 如图所示 图甲为光电效应的实验电路图 图乙为光电子最大初动能与光电管入射 光频率关系图象 下列说法正确的是 A 光电管加正向电压时 电压越大光电流越大 B 光电管加反向电压时不可能有光电流 C 由图可知 普朗克常量数值上等于 a b D 由图可知 普朗克常量数值上等于 b a 解析 光电管加正向电压时 如果正向电压从零开始逐渐增大 光电流也会逐渐增大 但光电流达到饱和时 即使电压增大 电流也不会变化 故选项 A 错误 因为光电子有动 能 即使光电管加反向电压 也可能有光电流 故选项 B 错误 由光电效应方程 Ek h W0可知 图象斜率大小为普朗克常量 所以普朗克常量数值上等于 故选项 a b C 正确 D 错误 答案 C 5 2018 宁夏石嘴山高三四月适应性测试 下列说法正确的是 A 汤姆孙通过 粒子散射实验提出了原子核式结构模型 B 氢原子从基态向激发态跃迁时 需要吸收能量 C 质子 中子和氘核的质量分别为m1 m2 m3 则质子与中子结合为氘核的反应是人 工核转变 放出的能量为 m3 m1 m2 c2 D 紫外线照射到金属锌板表面时能够产生光电效应 则当增大紫外线的照射强度时 从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大 解析 卢瑟福根据 粒子散射实验提出了原子的核式结构模型 故 A 错误 氢原子从 基态向激发态跃迁时 需要吸收能量 故 B 正确 根据爱因斯坦质能方程 E mc2 当 一个质子和一个中子结合成一个氘核时 质量亏损为 m m1 m2 m3 因此核反应放出的 能量 E m1 m2 m3 c2 故 C 错误 光电子的最大初动能与入射光的频率有关 与光照 强度无关 因此增大光照强度 光电子的最大初动能不变 故 D 错误 答案 B 6 2018 百校联盟 TOP20 四月联考 核反应方程N H C X E中 N 的 15 71 112 615 7 质量为m1 H 的质量为m2 C 的质量为m3 X 的质量为m4 光在真空中的速度为c 则 1 112 6 下列判断正确的是 A X 是 He E m1 m2 m3 m4 c2 3 2 B X 是 He E m1 m2 m3 m4 c2 4 2 C X 是 He E m3 m4 m1 m2 c2 3 2 D X 是 He E m3 m4 m1 m2 c2 4 2 解析 根据质量数守恒和电荷数守恒可知 X 是 He 反应中亏损的质量为 4 2 m m1 m2 m3 m4 故释放的能量 E mc2 m1 m2 m3 m4 c2 故选 B 答案 B 7 如图所示为氢原子的能级图 用某种频率的光照射大量处于基态的 氢原子 结果受到激发后的氢原子能辐射出三种不同频率的光子 让辐射 出的光子照射某种金属 发现有两种频率的光子能使该金属发生光电效应 其中一种光子恰好能使该金属发生光电效应 则逸出的光电子的最大初动 能为 A 0 B 1 89eV C 10 2eVD 12 09eV 解析 根据 C 3 得n 3 因此受到激发后的氢原子处于第n 3 能级 因有两种频 2n 率的光子能使该金属发生光电效应 且其中一种光子恰好能使该金属发生光电效应 故这 两种频率的光子分别是从 2 到 1 3 到 1 辐射出来的 而且 3 到 1 辐射的光子能量大于 2 到 1 辐射的光子能量 故 3 到 1 辐射出来的光子频率大于 2 到 1 辐射出来的光子频率 故 从 2 到 1 辐射出来的光子恰好让该金属发生光电效应 即该金属的逸出功为 W0 3 40eV 13 60eV 10 20eV 当用从 3 到 1 辐射出来的光子照射时 根据光电 效应方程得光电子的最大初动能为Ek h W0 其中h 1 51eV 13 60eV 12 09eV 故Ek 12 09eV 10 20eV 1 89eV 故选 B 答案 B 8 2018 安徽六安高三下学期模拟 下列说法正确的是 A 原子核内的一个中子转化成一个质子和一个电子 这种转化产生的电子发射到核外 就是 粒子 这就是 衰变 B 氡 222 的半衰期是 3 8 天 镭 226 的半衰期是 1620 年 所以一个确定的氡 222 核 一定比一个确定的镭 226 核先衰变 C 按照玻尔理论 氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时 电势 能增大 电子的动能减小 原子的总能量减小 D 原子核越大 它的结合能越高 原子核能级越稳定 解析 原子核内的中子转化成一个质子和一个电子 这种转化产生的电子发射到核外 就是 粒子 这就是 衰变的实质 故 A 正确 对于大量原子和有半数发生衰变所用的 时间是半衰期 对于一个确定的原子核 半衰期没有意义 故 B 错误 按照玻尔理论 氢 原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时 电子的动能减小 电势能增大 原子的总能量增加 故 C 错误 结合能越高 原子核不一定稳定 比结合能越大 原子核 越稳定 故 D 错误 答案 A 二 多项选择题 9 一静止原子核 A 经 1 次 衰变生成原子核 B 并释放出 光子 已知 A 的比结合 能为E1 B 的比结合能为E2 粒子的比结合能为E3 光子的能量为E4 则下列说法 正确的是 A B 核在元素周期表的位置比 A 核前移 2 位 B 比结合能E1小于比结合能E2 C 由能量守恒可知E2 E1 E3 E4 D 该反应过程质量一定增加 解析 根据电荷数和质量数守恒 写出原子核衰变的方程为 A He B 故 B 核 y x4 2y 4x 2 在元素周期表的位置比 A 核前移 2 位 故 A 正确 衰变过程中释放能量 可知比结合能E1 小于比结合能E2 故 B 正确 比结合能是原子核的结合能与核子数之比 由能量守恒可知 E4 y 4 E2 4E3 yE1 故 C 错误 该反应的过程中释放热量 由质能方程可知 一定有 质量亏损 故 D 错误 答案 AB 10 2018 浙江名校协作体联考 下列说法正确的是 A 德布罗意指出微观粒子的动量越大 其对应的波长就越小 B 射线是频率极高的电磁波 其在云室中穿过会留下清晰的径迹 C 根据玻尔原子模型 氢原子辐射光子后 其绕核运动的电子动能将增大 D 太阳辐射能量的主要来源与核电站发生的核反应一样都是重核裂变 解析 根据德布罗意物质波公式p 知 微观粒子的动量越大 其对应的波长就越 h 小 选项 A 正确 射线是频率极高的电磁波 电离作用很弱 云室是依赖带电粒子电离 作用留下径迹的 所以 射线在云室中穿过不会留下清晰的径迹 选项 B 错误 根据玻尔 原子模型 氢原子辐射光子后 其绕核运动的半径将减小 电势能减小 总能量减小 但 运动速度增大 电子动能将增大 选项 C 正确 太阳辐射能量的主要来源是轻核聚变 与 核电站发生的核反应 重核裂变 不一样 选项 D 错误 答案 AC 11 2018 安徽名校考试 已知氢原子的基态能量为E1 n 2 3 能级所对应的能量 分别为E2和E3 大量处于第 3 能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子 依据玻尔 理论 下列说法正确的是 A 产生的光子的最大频率为 E3 E2 h B 当氢原子从能级n 2 跃迁到n 1 时 对应的电子的轨道半径变小 能量也变小 C 若氢原子从能级n 2 跃迁到n 1 时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应 则 当氢原子从能级n 3 跃迁到n 1 时放出的光子照到该金属表面时 逸出的光电子的最大 初动能为E3 E2 D 若要使处于能级n 3 的氢原子电离 可以采用两种方法 一是用能量为 E3的电 子撞击氢原子 二是用能量为 E3的光子照射氢原子 解析 大量处于能级n 3 的氢原子向低能级跃迁能产生 3 种不同频率的光子 产生光 子的最大频率为 故 A 错误 当氢原子从能级n 2 跃迁到n 1 时 能量减小 电 E3 E1 h 子离原子核更近 电子轨道半径变小 故 B 正确 若氢原子从能级n 2 跃迁到n 1 时放 出的光子恰好能使某金属发生光电效应 由光电效应方程可知 该金属的逸出功恰好等于 E2 E1 则当氢原子从能级n 3 跃迁到n 1 时放出的光子照射该金属时 逸出光电子的 最大初动能为E3 E1 E2 E1 E3 E2 故 C 正确 电子是有质量的 撞击氢原子是发生 弹性碰撞 由于电子和氢原子质量不同 故电子不能把 E3的能量完全传递给氢原子 因 此不能使氢原子完全电离 而光子的能量可以完全被氢原子吸收 故 D 错误 答案 BC 12 2018 贵州四月份高三适应性考试 14C 是碳元素的一种具有放射性的同位素 衰 变方式为 衰变 其半衰期约为 5730 年 已知一个 14C 原子核由 6 个质子和 8 个中子组 成 下列说法正确的是 A 14C 衰变后转变为 14N