第14讲光电效应原子结构原子核解析版

1、2020年高考物理二轮精准备考复习讲义第五部分近代物理第14讲光电效应 原子结构 原子核目录一、理清单，记住干 1二、研高考，探考情 2三、考情揭秘 4四、定考点，定题型 4超重点突破1原子的能级跃迁 4超重点突破 2光电效应问题 6超重点突破3核反应方程及核能的计算 7五、固成果，提能力 9一、理清单，记住干1玻尔理论的基本内容能级假设：氢原子能级 En=景5= 1,2,3,)，n为量子数。跃迁假设：h v= 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跃迁(1) 从低能级(n 小)高能级(

2、n大) 吸收能量，h v= En大一En小。跃迁从高能级(n大)低能级(n小)一-放出能量，h v= En大一En小。3. 氢原子电离电离态：n= m, E= 0。基态 t 电离态：E 吸=0 E1= 0 (13.6 eV) = 13.6 eV。n= 2t 电离态：E 吸=0 E2= 0 ( 3.4 eV) = 3.4 eV。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。4. 光电效应两条对应关系(1) 光越强(一定频率)T光子数目越多T发射光电子越多 T饱和光电流越大。(2) 光子频率越高 T光子能量越大 T光电子的最大初动能越大。5. 光电效应定量分析时应抓住三个关系式(1)

3、爱因斯坦光电效应方程：Ek= h v- Wo。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：Wo= h v。6. 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。7核衰变问题tt1 一 1 -(1) 核衰变规律：N余=N原，m余=m原-(t表示衰变时间，t表示半衰期)，半衰期长短由核内部自身的因素决定，与原子所处的化学状态

4、和外部条件无关；是对大量原子核的行为做出的统计规律，对少数原子核不适用。(2) 衰变和B衰变次数的确定方法 方法一：由于B衰变不改变质量数，故可以先由质量数改变确定a衰变的次数，再根据电荷数守恒确定3衰变的次数。 方法二：设 a衰变次数为X, 3衰变次数为y,根据质量数和电荷数守恒列方程组求解。&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=Amc A . 12.09 eVB. 10.20 eVC. 1.89 eV D . 1.51 eV(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

5、质量单位数乘以931.5 MeV，即 AE =如 X931.5(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。二、研咼考，探考情【2019全国卷I】 氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63 eV3.10 eV的光为可见光。要使处于基态(n = 1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为()rtEJfV皿 04J *11 【答案】A【解析】可见光光子的能量范围为1.63 eV3.10 eV，则氢原子能级差应该在此范围内，可简单推算如下：2、1能级差为10.20 eV，此值大于可见光光子的能量；3、2能级差为1

6、.89 eV，此值属于可见光光子的能量， 符合题意。氢原子处于基态，要使氢原子达到第 3能级，需提供的能量为1.51 eV- （- 13.60 eV） = 12.09 eV, 此值也是提供给氢原子的最少能量，A正确。【2019全国卷H】 太阳内部核反应的主要模式之一是质子一质子循环，循环的结果可表示为44 4He + 21e+ 2 v已知1H和4He的质量分别为 mp= 1.0078 u和m°= 4.0026 u,1 u = 931 MeV/c2, c为光速。在 4个1h转变成1 个4He的过程中，释放的能量约为 （）A . 8 MeVB. 16 MeVC. 26 MeVD. 52

7、MeV【答案】C【解析】因电子的质量远小于质子的质量，计算中可忽略不计。质量亏损如=4mp- ma,由质能方程得E= Amc2= （4 >1.0078- 4.0026） X 931 MeV26.6 MeV C 正确。【2019天津高考】（多选）我国核聚变反应研究大科学装置人造太阳” 2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿摄氏度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础。下列关于聚变的说法正确的是（）A .核聚变比核裂变更为安全、清洁B 任何两个原子核都可以发生聚变C.两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加D 两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加【答

8、案】AD【解析】 核聚变没有放射性污染，比核裂变更为安全、清洁，A正确；只有原子序数较小的 轻”核才能发生聚变，B错误；两个轻核聚变成质量较大的原子核， 核子的比结合能增加， 总质量减小，C错误，D正确。【2018全国卷川】1934年，约里奥居里夫妇用 a粒子轰击铝核27AI，产生了第一个人工放射性元素X : a+ 17Al fn + X。X的原子序数和质量数分别为 （）A . 15 和 28B. 15 和 30C . 16 和 30D . 17 和 31【答案】B【解析】根据核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒可知，X的电荷数为2 + 13= 15,质量数为4+ 271 = 30,根据原子核的

9、电荷数等于原子序数，可知X的原子序数为15,质量数为30, B正确。【2018北京高考】在核反应方程4He +収0+ X中，X表示的是（）4A .质子B .中子C .电子D . a粒子【答案】 A【解析】设X为AX，根据核反应的质量数守恒：4+ 14 = 17 + A，则A = 1，电荷数守恒2+ 7 = 8+ Z,则Z=1，即X为治，为质子，故 A正确，B、C、D错误。三、考情揭秘从近几年高考试题可以看出高考对本专题的考查，题型都以选择题为主，命题点多集中在光电效应、能级 跃迁、核反应方程、 核能的计算，难度不大，多以识记型为主.选择题的命题思想为集中考查某一知识点.应考策略：2020年备考

10、要熟悉教材中常见实验现象及理论解释，加强基本概念、规律的理解和记忆，注重 核反应方程、核能中的简单计算题的训练，同时核反应与动量守恒相结合的题目也应该引起足够的重视.四、定考点，定题型超重点突破1原子的能级跃迁1. 玻尔理论的基本内容E1能级假设：氢原子能级En=孑5= 1,2,3,)，n为量子数.跃迁假设：h v= Em En(m>n).轨道量子化假设：氢原子的电子轨道半径rn = n3.4r1(n= 1,2,3,)，n为量子数.2. 定态间的跃迁满足能级差跃迁亠(1) 从低能级(n 小)咼能级(n大)吸收能量，h v= En大一 En小.跃迁从高能级(n 大)低能级(n小)放出能量，

11、h v= En大一En小.3. 氢原子电离电离态：n= m, E= 0.基态 t 电离态：E 吸=0 ( 13.6 eV) = 13.6 eV.n= 2t 电离态：E 吸=0 E2= 3.4 eV.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.【例1】(2019河南省郑州市三模)如图所示为氢原子能级的示意图，下列有关说法正确的是()QE*一-(J4XH53-L5IA .处于基态的氢原子吸收10.5 eV的光子后能跃迁至n = 2能级B. 大量处于n = 4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种不同频率的光C. 若用从n= 3能级跃迁到n= 2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发

12、生光电效应，贝U用从 n = 4能级跃迁到n = 3能级辐射出的光，照射该金属时一定能发生光电效应D. 用n = 4能级跃迁到n= 1能级辐射出的光，照射逸出功为 6.34 eV的金属铂产生的光电子 的最大初动能为6.41 eV【答案】 D【解析】处于基态的氢原子吸收10.2 eV的光子后能跃迁至n = 2能级，不能吸收10.5 eV的光子，A错误；大量处于n = 4能级的氢原子，最多可以辐射出CU 6种不同频率的光，B错误；从n = 3能级跃迁到n = 2能级辐射出的光的能量值大于从 n= 4能级跃迁到n = 3能级辐射 出的光的能量值，用从n=3能级跃迁到n = 2能级辐射出的光，照射某金

13、属时恰好发生光电效 应，贝U用从n = 4能级跃迁到n = 3能级辐射出的光，照射该金属时一定不能发生光电效应，C错误；处于n=4能级的氢原子跃迁到n= 1能级产生的辐射光的光子能量为 E= E4 E1 = 0.85 eV-（ 13.6 eV） = 12.75 eV，根据光电效应方程，照射逸出功为6.34 eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为 Ekm= E W= 12.75 eV 6.34 eV= 6.41 eV，D 正确。【针对训练1】（多选）（2019天津静海区三校联考）如图所示为氢原子的能级图，用光子能量为12.75 eV的光照射一群处于基态的氢原子，下列说法正确的是（）m*-* 0A

14、J.3R5-0544-0.853 23+4013.6A. 氢原子可以辐射出 6种波长的光B 氢原子跃迁时辐射光的最大能量小于吸收的光子能量C.辐射光中，光子能量为 0.66 eV的光波长最长D用光子能量为14.2 eV的光照射基态的氢原子，能够使其电离【答案】：ACD【解析】：用光子能量为12.75 eV的光照射一群处于基态的氢原子，跃迁到第4能级，根据C4= 6知，可以辐射出6种波长的光，故 A正确氢原子跃迁时辐射的光最大能量等于吸收的光子能量，故B错误从n=4跃迁到n = 3辐射的光子能量最小，波长最长，光子能量为0.66 eV，故C正确.用光子能量为 14.2 eV的光照射基态的氢原子，

15、 因电离能为13.6 eV，则原子被电离，还剩下0.6 eV是自由电子的动能，故D正确.超重点突破2光电效应问题1光电效应规律(1) 每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应.(2) 光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大.(3) 光电效应的发生几乎是瞬间的，一般不超过109 s.(4) 当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比.2. 两条对应关系(1) 光强大t光子数目多t发射光电子多 t光电流大；(2) 光子频率高t光子能量大t光电子的最大初动能大.3. 定量分析时应抓住三个关系式(1)爱因斯坦光电效应方

16、程：Ek= h v- Wo.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：Wo= h v4. 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(1)极限频率：图线与V轴交点的横坐标 V最大初动能Ek与入射光频率v的Lz逸出功：图线与 Ek轴交点的纵坐标的绝 对值C关系图线Wo= |-E|= E普朗克常量：图线的斜率k= h颜色相同、强度不(1)遏止电压Uc :图线与横轴交点的横坐标t优(蘆)冋的光，光电流与/了饱和光电流Im：电流的最大值电压的关系U.0u最大初动能：Ek= eUc颜色不冋时，光电流与电压的关系1-(1)遏止电压 Uc1、U

17、c2饱和光电流/g 0fj最大初动冃匕Ek1 = eUc1, Ek2= eUc2(1)极限频率 V：图线与横轴的交点的横坐遏止电压U c与入射光频率V的关系图线z标值遏止电压Uc :随入射光频率的增大而增大V普朗克常量h :等于图线的斜率与电子电 何量的乘积，即h = ke【例2】(2019哈尔滨三中二模)(多选)图甲是研究光电效应的电路图，图乙是用a、b、c光照射光电管得到的I-U图线，Uc1、Uc2表示遏止电压，下列说法正确的是()A 在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，光电流一直会增加B a、c光的频率相等C.光电子的能量只与入射光的强弱有关，而与入射光的频率无关D a光的波长大

18、于b光的波长【答案】BD【解析】在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，光电流会先增加后不变，A错误；当光电流为零时，光电管两端加的电压为遏止电压，根据eUc = h v Wo,入射光的频率越高，对应的遏止电压Uc越大，a、c两光的遏止电压相等，且小于 b光的遏止电压，所以 a、c两光的频率相等且小于 b光的频率，根 据LC,可知a光的波长大于b光的波长，B、D正确；光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光 的强弱无关，C错误。【针对训练2】（2019四川广元市第二次适应性统考 ）分别用频率为V和2 V勺甲、乙两种单色光照射某金属， 逸出光电子的最大初动能之比为1 : 3，已知普朗克常

19、量为 h,真空中光速为c,电子电荷量为e.下列说法正确的是（）A 用频率为2 V勺单色光照射该金属，单位时间内逸出的光电子数目一定较多1b 用频率为4 V勺单色光照射该金属也能发生光电效应C.甲、乙两种单色光照射该金属，只要光的强弱相同，对应的光电流的遏止电压就相同1D .该金属的逸出功为尹v【答案】D【解析】光照射金属，金属单位时间内逸出的光电子数目与入射光的强度有关；用频率为2 V勺单色光照射该金属，单位时间内逸出的光电子数目不一定多，故A项错误；根据爱因斯坦光电效应方程可得，Ek1 =Ek1 1111h v Wo、Ek2 = 2h v Wo,又3,联立解得：Wo=尹v频率为V勺单色光光子

20、能量为 "h v,小于Wo,则用1频率为4 V的单色光照射该金属不能发生光电效应，故B项错误，D项正确；甲、乙两种单色光照射该金属，逸出光电子的最大初动能不同，对应的光电流的遏止电压不同，故C项错误.超重点突破3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“T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：m=(舟)如0, N=

21、 (2)Tno.(2) 衰变和B衰变次数的确定方法 方法一：由于B衰变不改变质量数， 故可以先由质量数改变确定a衰变的次数，再根据电荷数守恒确定 3衰变的次数. 方法二：设 a衰变次数为X, 3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=Amc2(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931.5 MeV，即 AE =如 X931.5(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

22、量即为释放的核能.【例3】(2019长春质量监测)(多选)2017年1月9日，大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家 自然科学一等奖。大多数原子核发生核反应的过程中都伴着中微子的产生，例如核裂变、核聚变、3衰变等。下列关于核反应的说法正确的是()A. 234Th衰变为22?Rn，经过3次a衰变，2次3衰变B. 2H + 3卜2 $He+ On是a衰变方程，29i4Pa+ - 1e是3衰变方程C. U + in J金Ba+幽心+ 30n是核裂变方程，也是氢弹的核反应方程D. 高速运动的a粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，其核反应方程为2He+ Fn 1sO+ 1h【答案】AD【解析】WOFh衰变为Rn

23、，由核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知，该反应经过3次a衰变，2次3衰变，故A正确；2H + 1H 2He+ On是核聚变方程，2914Pa+ -Oe是3衰变 方程，故B错误；巒U + in1542Ba+ 3% + 30n是核裂变方程，不是氢弹的核反应方程，故C错误；高速运动的a粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，其核反应方程为2He+1sO+ 1H，故D正确。【针对训练3】(2019河南信阳高三上学期期末)下列说法正确的是()A. 12C与14C是同位素，具有放射性，所以它们的化合物的性质并不相同B .核力是原子核内质子与质子之间的力，中子和中子之间并不存在核力C.在裂变反应+ 3nBa + K

24、r + 30n中，的结合能比Ba和89Kr都大，但比结合能没有 Ba和89Kr大D . a、 B、丫三种射线都是带电粒子流【答案】：C【解析】：同位素的核外电子数量相同，所以一种元素的各种同位素都具有相同的化学性质，故A错误；核力是强相互作用的一种表现，原子核内相邻的质子和质子之间、质子和中子之间、中子和中子之间均存在核力，故B错误；核子数越多其结合能也越大，所以235u的结合能比544Ba和36k的都大，越接近铁元素的比结合能越大，所以292u的比结合能比1564Ba和36Kr的都小，故C正确；a射线实质是带正电的氦核、B射线实质是带负电的电子流，二者都是带电粒子流，而丫射线是电磁波不带电，

25、故D错误.【针对训练4】（2019福建龙岩市3月质量检查）两个氘核以相等的动能Ek对心碰撞发生核聚变，核反应方程为1H + 1心3He+ On,其中氘核的质量为mi,氦核的质量为 m2,中子的质量为 m3.假设核反应释放的核能E全部转化为动能，下列说法正确的是A .核反应后氦核与中子的动量相同|*0 匚c.核反应后氦核的动能为一4"E+ EkD .核反应后中子的动能为 丁B. 该核反应释放的能量为E = （mi m2- m3）c222【答案】C【解析】 核反应前两氘核动量和为零,因而核反应后氦核与中子的动量等大反向，故A错误；该核反应E + 2Ek，由动能与动释放的能量E = （2m

26、i m2 m3）c2,故B错误；由能量守恒可得：核反应后的总能量为量的关系Ek= 2pm，且mHe= 3mn可知，核反应后氦核的动能为E +42Ek，核反应后中子的动能为3 E；2Ek , 故C正确，D错误.五、固成果，提能力1.（2019东北三省三校二模）（多选）如图所示，甲为演示光电效应的实验装置；乙图为 a、b、c三种光照射下 得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线；丙图为氢原子的能级图；丁图给出了几种金属的逸出功xt>几种金属的逸出功和极限频率金属W0/eVv/1014 Hz钠2.295.53钾2.255.44铷2.135.15丁A .若b光为绿光，c光可能是紫光 B .若a

27、光为绿光，c光可能是紫光C. 若b光光子能量为2.81 eV，用它照射由金属铷构成的阴极，所产生的大量具有最大初动能的光电子去 撞击大量处于n=3激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光D 若b光光子能量为2.81 eV,用它直接照射大量处于 n = 2激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光【答案】BC【解析】由光电效应方程 Ek = h v- W及eU= Ek，联立解得eU = h v- Wo,即光束照射同一块金属的时候，只要遏止电压一样，说明入射光的频率一样，遏止电压越大，入射光的频率越大，因此可知b光和c光的频率一样且均大于 a光的频率，故A错误，B正确；用光子能量为2.81 eV的b

28、光照射由金属铷构成的阴极， 产生的光电子的最大初动能为Ek = h Wo= 2.81 eV 2.13 eV = 0.68 eV，大量具有最大初动能的光电子去撞击大量处于n = 3激发态的氢原子，这些氢原子吸收能量AE= 0.85 eV （ 1.51 eV） = 0.66 eV，从而跃迁到n= 4能级，当大量处于 n = 4能级的氢原子向低能级跃迁时，可向外辐射C4 = 6种频率的光，C正确；氢原子只能吸收光子的能量恰好为能级之差的光子，若用b光光子直接照射氢原子，2.81 eV不满足氢原子第2能级与其他更高能级间的能级差，因此b光光子不被吸收，不会自发辐射其他频率的光，D错误。2. （2019

29、天津南开区二模）已知氦离子（He +）的能级图如图所示，根据能级跃迁理论可知（）n Hf* : 0&L5I5 -2.IS45-40J -6rIM21X6IM4A .氦离子（He +）从 n= 4能级跃迁到n= 3能级比从n = 3能级跃迁到n= 2能级辐射出光子的频率低B .大量处在n = 3能级的氦离子（He*）向低能级跃迁，只能发出2种不同频率的光子C.氦离子（He*）处于n = 1能级时，能吸收45 eV的能量跃迁到n = 2能级D .氦离子（HeJ从n= 4能级跃迁到n= 3能级，需要吸收能量【答案】A【解析】氦离子的跃迁过程类似于氢原子，从高能级向低能级跃迁要以光子的形式放出

30、能量，而从低能级向高能级跃迁吸收能量，且吸收（放出）的能量等于两能级的能量差，即AE= Em En（m>n），故C、D错误；氦离子从n = 4能级跃迁到n = 3能级比从n= 3能级跃迁到n= 2能级辐射出的光子的能量小，频率低,正确；大量处在n= 3能级的氦离子向低能级跃迁，发出的光子的种类为C§= 3，故B错误。3. （2019贵州省贵阳市二模）已知用频率为 v的单色光照射某金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为E,则要使此金属发生光电效应的极限频率应为（）C. v+ EhEA . v匸h【答案】A【解析】用频率为v的光照射某种金属时会发生光电效应，且光电子最大初动能为 E

31、,根据光电效应方程有E = hv Wo,而Wo= h v,则该金属发生光电效应的极限频率为v= v ，故选A。4. （2019河南安阳二模）下列说法正确的是（）A. UX中X为中子，核反应类型为B衰变B. iH + 3卜2 2He+ Y中Y为中子，核反应类型为人工核转变C. 2935U+ 3n+ 38Sr+ K，其中K为10个中子，核反应类型为重核裂变D. 1/n+ 4He叮0+ Z,其中Z为氢核，核反应类型为轻核聚变【答案】 C【解析】根据核反应过程遵循质量数守恒和电荷数守恒规律可知，A反应中的X的质量数为4，电荷数为2,为a粒子，核反应类型为a衰变，A错误；B反应中的Y的质量数为1，电荷数

32、为0,为中子，核反应类型为轻核聚变，B错误；C反应中的K的质量数为10,电荷数为0，为10个中子，核反应类型为重核 裂变，C正确；D反应中的Z的质量数为1，电荷数为1,为质子，核反应类型为人工核转变，D错误。5. （2019天津重点中学联合二模）下列说法正确的是（）A .动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波波长也相等B .铀核裂变的一种核反应方程Ui 1561Ba + 36Kr + 26nC.原子在a、b两个能量级的能量分别为Ea、Eb,且Ea> Eb,当原子从a能级跃迁到b能级时，放出光子的波长入=EVE/其中h为普朗克常量）D 设质子、中子、a粒子的质量分别为 m1、m2、m3,两

33、个质子和两个中子结合成一个a粒子，释放的能量是（2m1 + 2m2 m3）c2【答案】D【解析】根据德布罗意波波长公式冶及p= 2mEk可知，因质子的质量远大于电子的质量，故动能相同P的质子与电子，动量不同，波长也不同，A错误；铀核裂变有多种裂变的方式，但是每一种都要有慢中子的参与，即反应方程的前面也要有中子，相应的核反应为：235U + ini 156Ba + 96Kr + 33n,所以B错误；原子在a、b两个能量级的能量分别为 Ea、Eb,且Ea>Eb,当原子从a能级跃迁到b能级时，放出光子的能量为： E= "；= Ea Eb,所以该光子的波长为：X= hc ，故C错误；设

34、质子、中子、a粒子的质量分别为 m1、入Ea Ebm2、m3,根据爱因斯坦质能方程可知，两个质子和两个中子结合成一个a粒子，释放的能量是E= Amc2=（2mi + 2m2 m3）c2，故 D 正确。6. （2019山东省泰安市模拟）人们平时所用的钟表， 精度高的每年大约会有 1分钟的误差，这对日常生活是没 有影响的，但在要求很高的生产、科研中就需要更准确的计时工具。原子钟是利用原子吸收或释放能量时发出的电磁波来计时的，精度可以达到每2000万年误差1秒。某种原子钟利用氢原子从高能级向低能级跃迁发出的电磁波来计时。一群处于n= 3能级的氢原子向低能级跃迁，已知普朗克常量h= 6.63 >

35、1034 J s,电子的电荷量e= 1.6 >019 C,辐射出的电磁波的最小频率约为（）A7rV -0,54 A.K5-5.4A . 4.6 >015 HzC. 2.4 1015 Hz【答案】BB . 4.6 107 * * * * * * 14 HzD . 2.9 1016 Hz【解析】一群氢原子处于n= 3的激发态向低能级跃迁,则辐射出光子的最小能量为Emin = ( 1.51 eV)(3.4 eV） = 1.89 eV，得最小频率为EminWin =h1.89 1.6 X0196.63 1034Hz 4.6 > 14 (Hz,故选 B。确的是（）4 筍，站1 1.51

36、2 -3.40P.60A 氢原子能辐射4种不同频率的光子B 氢原子辐射的光子都能使钨发生光电效应C.氢原子辐射一个光子后，氢原子的核外电子的速率增大D 钨能吸收两个从 n= 4向n= 2能级跃迁的光子而发生光电效应【答案】C【解析】大量的氢原子处于 n= 4的激发态，当它们向低能级跃迁时，氢原子能辐射的不同频率的光子种类数目为C4= 6,故A错误；一群处于n = 4能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子种类数目为6种，对应的能量分别为 AEi= AE4- Ei= 12.75 eV, AE2= E4-E2= 2.55 eV, 圧3= E4 E3= 0.66 eV, AE4= E3-Ei = 12.0

37、9 eV, AE5= E3- E2= 1.89 eV , AE6= E2- Ei= 10.2 eV，其中有 3 种光子的能量大于 4.54 eV，则有 3 种 不同频率的光能使金属钨发生光电效应，故B错误；氢原子辐射一个光子后，氢原子的能量减小，其核外电子的轨道半径减小，由库仑引力提供向心力，= m可知，氢原子的核外电子的速率增大，故C正确；氢原子由n= 4能级跃迁到n= 2能级辐射出光子的能量为2.55 eV，小于钨的逸出功4.54 eV，所以用该光照射钨时，不能发生光电效应现象，D错误。9. （2019山东荷泽一模）下列关于核力、原子核的结合能、比结合能的说法正确的是（）A 维系原子核稳定

38、的力是核力，核力就是表现为相邻核子间的相互吸引力B 核力是强相互作用的一种表现，原子核尺度内，核力比库仑力小C .比结合能小的原子核分解成比结合能大的原子核时会释放核能D 自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能【答案】C也可以表现为排斥力,B错误；比结合能小的【解析】 维系原子核稳定的力是核力，核力可以表现为相邻核子间的相互吸引力, 故A错误；核力是强相互作用的一种表现，原子核尺度内，核力远比库仑力大，故原子核结合或分解成比结合能大的原子核时释放核能，故C正确；根据质能方程可知，自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，故D错误。10. （20

39、19 东省济南市三模）现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光照射时，有光电流产生。下列说法正确的是（）A 保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B .入射光的频率变高，饱和光电流一定变大C入射光的频率变高，光强不变，光电子的最大初动能不变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【答案】A【解析】根据光电效应实验得出的结论知，保持入射光的频率不变， 入射光的强度变大， 饱和电流变大，A正确；根据光电效应方程 Ek= h v Wo知，照射光的频率变高，光电子的最大初动能变大，饱和光电流不 一定变大，B错误，C错误；保持入射光的光强不变，不断减小入射

40、光的频率，当入射光的频率小于金属的 截止频率时，则不会发生光电效应，便不会有光电流产生，D错误。11. （2019 宁省大连市二模）用一束绿光和一束蓝光照射某种金属的表面，均发生了光电效应。下列说法正确的是（）A 蓝光照射金属时，逸出的光电子最大初动能更大B 蓝光照射金属时，单位时间内逸出的光电子数更多C.增加光照强度，逸出的光电子最大初动能增大D 如果换作红光照射，一定能使该金属发生光电效应【答案】A【解析】因为蓝光频率更高，根据光电效应方程Ek= h vWo,所以蓝光照射时，光电子最大初动能更大，A正确；单位时间逸出的光电子数与光强有关，由于不知道光的强度，所以无法确定光电子数目的多少，B

41、错误；根据Ek = h v Wo,可知光电子的最大初动能与光强无关，C错误；因为红光的频率比绿光的还小，无法确定是否会发生光电效应，D错误。12. （2019湖南衡阳二模）在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，结果得到一张两个相切圆1和2的径迹照片如图所示，已知两个相切圆半径分别为1、2，则下列说法正确的是（）A .原子核可能发生 a衰变，也可能发生 B衰变B .径迹2可能是衰变后新核的径迹C.若衰变方程是 U IfTh + 2He，则衰变后新核和射出的粒子的动能之比为117 : 2D 若衰变方程是 U IfTh + 2He，则1 :2= 1 : 45【答案】D【解析】原

42、子核衰变过程系统动量守恒，一个原来静止的原子核衰变生成的两粒子的动量方向相反，由左手定则可知，若生成的两粒子电性相反则在磁场中的轨迹为内切圆，若电性相同则在磁场中的轨迹为外切，所以本题原子核发生的一定是a衰变，不可能发生 B衰变，A错误；原子核原来静止，初动量为零，由动量守恒定律可知，原子核衰变生成的新核与a粒子动量p大小相等，方向相反，在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB= mv，解得r =严=七，由于p、B相同，则电荷量rqB qBq越大，轨道半径r越小，由于新核的电荷量大，所以新核的轨道半径小于a粒子的轨道半径，所以轨迹 1为新核的运动轨迹，B错误；由Ek

43、=黑知，新核和a粒子的动能之比等于它们质量的反比，即为 2 : 117, C错误；由B项分析知，ri :2 = 2 : 90= 1 : 45,故D正确。13. （2019山东省泰安市二模）一静止的钠核发生衰变，衰变方程为11Na A2Mg + bY，假设释放的核能全部转化为Mg和Y的动能，下列说法正确的是 （）A.A2Mg中的A为24, A2Mg与1?Na的中子数相同B .衰变后A2Mg的动量大小大于bY的动量大小C.衰变后A2Mg的动能小于bY的动能D 钠核的比结合能大于镁核的比结合能【答案】C【解析】原子核的衰变满足质量数守恒和电荷数守恒，由电荷数守恒可判断Y应为电子，钠核发生的是B衰变，

44、由质量数守恒可知A= 24,其中A2Mg的中子数为24- 12 = 12, 21Na的中子数为13, A错误；一静止的钠核放出一个电子衰变成镁核，根据系统动量守恒知衰变后镁核的动量大小等于电子的动量大小，动 量与动能的关系式为 Ek= p，镁核的质量远大于电子的质量，所以衰变后镁核的动能小于电子的动能，B2m错误，C正确；衰变过程释放能量，可知镁核的比结合能大于钠核的比结合能，D错误。14. （2019河南省洛阳市三检）精确的研究表明，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数） 与原子序数Z有如图所示的关系。根据该图所提供的信息及原子核的聚变、裂变有关知识，下列说法中正确的是（）A 从图中可以看出，Fe原子核中核子的平均质量最大B 原子序数较大的重核 A分裂成原子序数小一些的核 B和C,质量会增加C.原子序数很小的轻核 D和E结合成一个原子序数大些的 F核，能释放核能D 原子序数较大的重核裂变成原子序数小一些的核B和C,需要吸收