2024-2025学年下学期高二物理教科版期末必刷常考题之原子核与基本粒子

第50页（共50页）2024-2025学年下学期高二物理教科版（2019）期末必刷常考题之原子核与基本粒子一．选择题（共7小题）1．（2025春•重庆月考）科学家发现在月球上含有丰富的23He（氦3A．该反应没有质量亏损 B．X为α粒子 C．X比β射线的穿透能力强 D．X的结合能小于2．（2025•山东模拟）2025年3月国内首款碳﹣14核电池原型机“烛龙一号”研制成功，该电池利用碳﹣14衰变释放的能量发电。由于碳﹣14半衰期为5730年，该电池具有超乎寻常的使用寿命，制备碳﹣14的核反应方程：714N+01n→614C+X，碳﹣14A．X为电子，Y为质子 B．Y是由碳﹣14核内的中子转化而来 C．若核电池中的碳﹣14半数发生衰变就不能正常供电，则该电池的使用寿命约为2865年 D．若在月球上使用该电池，环境温度变化太大会影响衰变释放能量，进而影响其稳定性3．（2025•香坊区校级四模）下列关于图像的描述正确的是（）A．图甲为分子间作用力与分子间距离的关系图像 B．由图乙可知0℃和100℃温度下，氧气分子占比最大的速率区间相同 C．由图丙可知放射性元素氢的半衰期为7.6d D．由丁图可知中等大小的原子核的比结合能较大，这些核较稳定4．（2025•历下区校级二模）贫铀是在提炼核弹及核燃料材料过程中产生的一种核废料，其主要成分是92238U，这种材料密度大、硬度高、强度和韧性好，可用于制作坦克装甲、燃料电池等。92238U发生α衰变时形成新核A．该衰变过程的方程可写为92238U+24B．新核X的结合能与92238U的结合能之差即为αC．衰变反应中的γ射线为高频电磁波，具有极强的穿透性 D．质量为m的92238U原子核经过两个半衰期后，产生的新核质量为5．（2025•南充模拟）将一块放射性物质放入上端开孔的铅盒中，再将铅盒放在垂直纸面向外的匀强磁场中，发现放射性物质发出的三种射线发生如图所示偏转，下列说法正确的是（）A．甲射线是高速电子流 B．乙射线常用于常规人体透视 C．三种射线中丙射线的贯穿本领最强 D．一个半衰期后，铅盒中物质的质量为刚放入时的一半6．（2025•青秀区校级模拟）目前放射性元素镅应用广泛，是火灾自动报警器等设备内重要的放射源，其衰变方程为95241Am→93237Np+X+γ，已知95241Am核的质量为m1，93237Np核的质量为m2A．95241Am的比结合能大于B．X为α粒子，衰变释放的能量ΔE=(m1-C．X为α粒子，钼的衰变会随环境温度降低逐渐变慢 D．衰变后93237Np7．（2025•广州模拟）太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，其中一种核反应方程为24He+X→48Be+γ，方程中X表示某种粒子，A．此核反应是裂变反应 B．若使48BeC．经过2T，一定质量的48Be占开始时的D．X粒子是2二．多选题（共3小题）（多选）8．（2025春•北碚区校级期中）核污染水中的放射性物质会通过食物链进入人体，对人体健康造成威胁。在核污染水中含有大量放射性元素53131I，其衰变方程为53131I→54131Xe+XA．X是来自于53131IB．53131IC．53131I比54D．大量53131I元素经过24天，87.5%的（多选）9．（2025春•沙河口区校级期中）某静止的原子核发生核反应且释放出能量Q。其方程为ABX→CDY+EA．Y原子核的动能是Z原子核的动能的FD倍B．Y原子核的速度大小为FDvC．Y原子核和Z原子核的质量之和比X原子核的质量大Qc12（cD．在瓦房店红沿河核电站产生的核能反应与该核反应属于同种类型（多选）10．（2025•丹东模拟）下列说法中正确的是（）A．一个氢原子从n＝4激发态跃迁到基态最多能发出3种不同频率的光 B．用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核，不可能使氘核分解为一个质子和一个中子 C．90234Th的半衰期是24天，48个90234Th核经过72天后一定剩下6个D．各种原子吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的发射光谱中的一条亮线相对应三．填空题（共3小题）11．（2025•鼓楼区校级模拟）全球首座球床模块式高温气冷堆核电站—山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站示范工程送电成功，标志着我国成为世界少数几个掌握第四代核能技术的国家之一。目前核电站获取核能的基本核反应方程：92235U+01n→56141Ba+3692Kr+3X，这个核反应方程中的X表示。这个核反应释放出大量核能；56141Ba的比结合能（选填“大于”“等于”或“小于”）92235U的比结合能。已知92235U、12．（2025•福州四模）2025年3月28日，我国自主研制的“中国环流三号”首次实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的参数水平，标志着中国核能开发迈出重要一步。该核反应方程为12H+13H→24He+X，方程式中的X为（选填“电子”、“中子”或“质子”），该反应属于核13．（2025•泉州模拟）如图3张图为对原子及原子核结构规律的研究：图1中穿透能力最强的射线是（填“1”、“2”或“3”）；图2中镉棒的作用是；卢瑟福根据图3中的实验现象提出了原子的模型。四．解答题（共2小题）14．（2025•上海模拟）20世纪之交，电子的发现揭开了人类探索物质微观结构的序幕。（1）（多选）在真空中，X射线与红外线相比，X射线的。A．频率更大B．波长更大C．传播速度更大D．光子能量更高（2）用波长为λ的X射线照射逸出功为W的锌板，打出光电子的最大初动能为。A．hB．hC．hD．W（3）X射线照射在石墨表面，经石墨散射后会出现波长更长的X射线，这种现象叫。（4）法国物理学家德布罗意提出物质波的概念，即所有实物粒子都具有波动性。求质量为9.1×10﹣31kg的静止电子经200V电压加速后，则其物质波的波长为m（已知e＝1.6×10﹣19C，普朗克常量h＝6.63×10﹣34J•s，结果保留2位有效数字）。（5）23.80g某放射性元素发生α衰变，经过9天还剩下10g，则该元素的半衰期T＝天；该衰变产生的射线照射带电验电器，电荷很快消失，是利用了射线的（选填：A．穿透本领，B．电离本领）。若将该元素和另一元素（半衰期大于T）化学反应后形成化合物，化合物中该元素的半衰期为T′，则T′T（选填：A．＞，B．＝，C．＜）。（6）天然放射性元素钍90232Th经过一系列α衰变和β衰变之后，变成铅82208Pb，则铅208比钍232少个中子；此衰变过程中共有次α衰变和（7）核电站发电的能量来自于（选填：A．核裂变，B．核聚变，C．化学变化）；原子核的比结合能随质量数的变化图像如图所示，根据该图像和对核能的认识，下列说法正确的是。A．质量数越大，比结合能越大B．质量数较小的轻核结合成中等质量的核时要吸收能量C．比结合能越大的原子核，核子平均质量越小D．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的质量之和一定大于原来重核的质量15．（2025春•沙河口区校级期中）已知氘核12H的质量为m1，中子01n的质量为m2，（1）写出两个氘核12H（2）质量为M的氘核12H完全聚变为

2024-2025学年下学期高二物理教科版（2019）期末必刷常考题之原子核与基本粒子参考答案与试题解析一．选择题（共7小题）题号1234567答案BBDCABD二．多选题（共3小题）题号8910答案CDABABD一．选择题（共7小题）1．（2025春•重庆月考）科学家发现在月球上含有丰富的23He（氦3A．该反应没有质量亏损 B．X为α粒子 C．X比β射线的穿透能力强 D．X的结合能小于【考点】核聚变的反应方程；α、β、γ射线的本质及特点；结合能与比结合能的概念及物理意义．【专题】定量思想；推理法；重核的裂变和轻核的聚变专题；推理论证能力．【答案】B【分析】核聚变反应会释放能量，有质量亏损；根据质量数和电荷数守恒分析；α粒子的穿透能力比β射线的穿透能力弱；结合能：核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量。【解答】解：A、核聚变反应的特点是两个轻核结合成质量较大的核，核反应会释放出巨大的能量，且伴随着质量亏损，故A错误；B、根据质量数和电荷数守恒可知，X为24He，即αC、α粒子的穿透能力比β射线的穿透能力弱，故C错误；D、24He可以看作是23故选：B。【点评】解题关键是能够知道核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒；核反应方程释放巨大能量的同时，伴随着质量亏损；什么是结合能要熟记，难度不大。2．（2025•山东模拟）2025年3月国内首款碳﹣14核电池原型机“烛龙一号”研制成功，该电池利用碳﹣14衰变释放的能量发电。由于碳﹣14半衰期为5730年，该电池具有超乎寻常的使用寿命，制备碳﹣14的核反应方程：714N+01n→614C+X，碳﹣14A．X为电子，Y为质子 B．Y是由碳﹣14核内的中子转化而来 C．若核电池中的碳﹣14半数发生衰变就不能正常供电，则该电池的使用寿命约为2865年 D．若在月球上使用该电池，环境温度变化太大会影响衰变释放能量，进而影响其稳定性【考点】半衰期的相关计算；核反应前后质量数、质子数、中子数、核子数等参数的关系．【专题】定性思想；推理法；衰变和半衰期专题；理解能力．【答案】B【分析】根据核反应方程书写规律：电荷数守恒和质量数守恒；半衰期由原子核本身决定，与外界因素无关；根据β衰变的本质判断。【解答】解：A．根据电荷数守恒和质量数守恒可知X的质量数是1，电荷数也是1，所以X是振子；Y的质量数是0，电荷数是﹣1，所以Y是电子，故A错误；B．β衰变辐射出的电子来自于碳原子核内的中子转变为质子时放出的电子，故B正确；C．若核电池中的碳﹣14半数发生衰变就不能正常供电，则该电池的使用寿命约为5730年，故C错误；D．半衰期由原子核本身决定，外界条件不会引起半衰期发生变化，故D错误。故选：B。【点评】本题考查学生对半衰期的理解与应用能力，需要学生熟知核反应方程的书写规则和半衰期的概念，体现了物理观念这一核心素养，注意半衰期的适用条件，及影响因素。3．（2025•香坊区校级四模）下列关于图像的描述正确的是（）A．图甲为分子间作用力与分子间距离的关系图像 B．由图乙可知0℃和100℃温度下，氧气分子占比最大的速率区间相同 C．由图丙可知放射性元素氢的半衰期为7.6d D．由丁图可知中等大小的原子核的比结合能较大，这些核较稳定【考点】结合能与比结合能的概念及物理意义；分子间存在作用力及其与分子间距的关系；分子热运动速率随温度变化具有统计规律；半衰期的相关计算．【专题】定性思想；推理法；衰变和半衰期专题；爱因斯坦的质能方程应用专题；理解能力．【答案】D【分析】根据分子势能与分子之间距离的关系判断；气体的分子的运动的统计规律随温度的变化：中间多，两头少；由丙图可知，该种元素的原子核每经过7.6天还有14【解答】解：A、在分子间距为r0时，引力与斥力相等，分子力为零，但分子间距为r0时分子势能最小，故曲线甲为分子间作用势能与分子间距离r的关系曲线，故A错误；B、由图乙可知，温度为100℃的图线中速率大分子占据的比例较大，故B错误；C、由丙图可知，该种元素的原子核每经过3.8d还有12没有发生衰变，每经过7.6d还有14没有发生衰变，可知放射性元素氢的半衰期为3.8d，故D、由丁图可知，中等大小的核的比结合能量大，这些核最稳定，故D正确；故选：D。【点评】本题考查了分子力随分子距离变化的关系、不同温度下的分子速率分布图像、半衰期以及结合能等，都是一些记忆性的知识，在平时的学习中多加积累即可。4．（2025•历下区校级二模）贫铀是在提炼核弹及核燃料材料过程中产生的一种核废料，其主要成分是92238U，这种材料密度大、硬度高、强度和韧性好，可用于制作坦克装甲、燃料电池等。92238U发生α衰变时形成新核A．该衰变过程的方程可写为92238U+24B．新核X的结合能与92238U的结合能之差即为αC．衰变反应中的γ射线为高频电磁波，具有极强的穿透性 D．质量为m的92238U原子核经过两个半衰期后，产生的新核质量为【考点】结合能与比结合能的概念及物理意义；α、β、γ射线的本质及特点；α衰变的特点、本质及方程；半衰期的相关计算．【专题】定量思想；推理法；衰变和半衰期专题；推理论证能力．【答案】C【分析】根据核反应方程的书写规则、质量亏损和结合能，γ射线的特点以及半衰期的知识进行分析解答。【解答】解：A.衰变过程满足质量数和电荷数守恒，该衰变过程的方程可写为92238U→B.由于衰变过程释放能量，存在质量亏损，可知92238U的结合能和新核X的结合能之差小于αC.衰变反应中的γ射线为高频电磁波，具有极强的穿透性，故C正确；D.质量为m的92238U原子核经过两个半衰期后，有34m的92238U原子核发生了衰变，还剩下故选：C。【点评】考查核反应方程的书写规则、质量亏损和结合能，γ射线的特点以及半衰期的知识，会根据题意进行准确分析解答。5．（2025•南充模拟）将一块放射性物质放入上端开孔的铅盒中，再将铅盒放在垂直纸面向外的匀强磁场中，发现放射性物质发出的三种射线发生如图所示偏转，下列说法正确的是（）A．甲射线是高速电子流 B．乙射线常用于常规人体透视 C．三种射线中丙射线的贯穿本领最强 D．一个半衰期后，铅盒中物质的质量为刚放入时的一半【考点】半衰期的相关计算；α、β、γ射线的本质及特点．【专题】定性思想；推理法；衰变和半衰期专题；推理论证能力．【答案】A【分析】在垂直纸面向外的磁场中，带正电的α射线（氦核）会向右偏转，带负电的β射线（高速电子流）会向左偏转，γ射线（中性）不偏转。【解答】解：A.由分析知图中甲射线向左偏转，则其为β射线（高速电子流），故A正确；B.常规人体透视使用X射线，而乙射线为γ射线（穿透力最强），虽可用于医疗（如肿瘤治疗），但并非透视的常规选择，故B错误；C.乙射线不偏转，为γ射线，其穿透能力最强（能穿透几厘米厚的铅板），丙为α射线，穿透能力最弱，故C错误；D.半衰期指放射性原子核数量减半，而非总质量减半（因衰变产物仍留在铅盒中）。实际质量减少量取决于衰变类型，通常远小于一半，故D错误。故选：A。【点评】α射线是α衰变时产生的，β射线是β衰变时产生的，产生α射线和β射线时会伴生γ射线。6．（2025•青秀区校级模拟）目前放射性元素镅应用广泛，是火灾自动报警器等设备内重要的放射源，其衰变方程为95241Am→93237Np+X+γ，已知95241Am核的质量为m1，93237Np核的质量为m2A．95241Am的比结合能大于B．X为α粒子，衰变释放的能量ΔE=(m1-C．X为α粒子，钼的衰变会随环境温度降低逐渐变慢 D．衰变后93237Np【考点】爱因斯坦质能方程的应用；α衰变的特点、本质及方程；原子核的半衰期及影响因素；结合能（比结合）与核能的相关判断和计算．【专题】定量思想；推理法；衰变和半衰期专题；推理论证能力．【答案】B【分析】根据比结合能越大原子核越稳定，核反应过程满足质量数和电荷数守恒，结合半衰期与原子所处环境无关，以及跃迁的特点分析求解。【解答】解：A．衰变后的93237Np核比95241Am核更稳定，比结合能越大原子核越稳定，则B．根据核反应过程满足质量数和电荷数守恒可知，X为α粒子（2根据质能方程可知衰变释放的能量为：ΔE该能量为衰变释放的能量，不是95241AmC．半衰期与原子所处环境无关，故C错误；D．衰变后93237Np核处于高能级，向低能级跃迁发出γ故选：B。【点评】本题考查了近代物理相关知识，理解核反应过程满足质量数和电荷数守恒是解决此类问题的关键。7．（2025•广州模拟）太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，其中一种核反应方程为24He+X→48Be+γ，方程中X表示某种粒子，A．此核反应是裂变反应 B．若使48BeC．经过2T，一定质量的48Be占开始时的D．X粒子是2【考点】原子核的半衰期及影响因素；核反应前后存在质量亏损及其计算．【专题】定量思想；推理法；衰变和半衰期专题；推理论证能力．【答案】D【分析】根据轻核聚变、半衰期的决定因素和半衰期的计算公式以及核反应方程的书写规则进行分析解答。【解答】解：A.热核反应是轻核聚变反应，故A错误；B.温度不能改变放射性元素的半衰期，故B错误；C.根据半衰期的计算公式可知，经过2T，一定质量的48Be占开始时的1D.根据质量数和电荷数守恒可知，X粒子的质量数为4，电荷数为2，为24He故选：D。【点评】考查轻核聚变、半衰期的决定因素和半衰期的计算公式以及核反应方程的书写规则，会根据题意进行准确分析解答。二．多选题（共3小题）（多选）8．（2025春•北碚区校级期中）核污染水中的放射性物质会通过食物链进入人体，对人体健康造成威胁。在核污染水中含有大量放射性元素53131I，其衰变方程为53131I→54131Xe+XA．X是来自于53131IB．53131IC．53131I比54D．大量53131I元素经过24天，87.5%的【考点】结合能与比结合能的概念及物理意义；β衰变的特点、本质及方程；半衰期的相关计算．【专题】定量思想；方程法；衰变和半衰期专题；爱因斯坦的质能方程应用专题；推理论证能力．【答案】CD【分析】根据质量数和电荷数守恒得出X的类型并找到其来源；衰变过程释放能量，生成物的比结合能大于反应物的比结合能；根据半衰期的影响因素完成分析。【解答】解：A．根据质量数和电荷数守恒可知，X的质量数是0，电荷数是﹣1，X是电子，发生β衰变时，原子核内中子转化为质子和电子，大量电子从原子核释放出来形成β射线，故A错误；B．半衰期是由放射性元素本身决定的，不随环境发生变化，故B错误；C．由于衰变过程中释放核能，同时释放一个电子，所以54131Xe的平均质量小，则比结合能大，即54131XeD．由于半衰期为8天，可知经过24天，即经过三个半衰期，剩余的53131I为m=m0(12故选：CD。【点评】本题主要考查了半衰期的相关应用，理解半衰期的概念，结合核反应前后的特点即可完成分析。（多选）9．（2025春•沙河口区校级期中）某静止的原子核发生核反应且释放出能量Q。其方程为ABX→CDY+EA．Y原子核的动能是Z原子核的动能的FD倍B．Y原子核的速度大小为FDvC．Y原子核和Z原子核的质量之和比X原子核的质量大Qc12（cD．在瓦房店红沿河核电站产生的核能反应与该核反应属于同种类型【考点】结合能与比结合能的概念及物理意义；动量守恒与能量守恒共同解决实际问题．【专题】定量思想；推理法；动量与动能定理或能的转化与守恒定律综合；推理论证能力．【答案】AB【分析】根据动量守恒，动能和动量的关系式结合质量亏损，重核裂变的知识进行分析解答。【解答】解：A.由动量守恒定律，两粒子的动量大小满足p＝mYvY＝mZv，根据Ek=p22m，可得EkYEkZB.同理，可知Y原子核的速度大小为vY=mC.该反应放出核能，可知该反应有质量亏损，则Y原子核和Z原子核的质量之和比X原子核的质量小Δm=Qc12（D.瓦房店红沿河核电站产生的核能是重核裂变反应，用中子轰击铀核产生链式反应，与该核反应不属于同种类型，故D错误。故选：AB。【点评】考查动量守恒，动能和动量的关系式结合质量亏损，重核裂变的知识，会根据题意进行准确分析解答。（多选）10．（2025•丹东模拟）下列说法中正确的是（）A．一个氢原子从n＝4激发态跃迁到基态最多能发出3种不同频率的光 B．用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核，不可能使氘核分解为一个质子和一个中子 C．90234Th的半衰期是24天，48个90234Th核经过72天后一定剩下6个D．各种原子吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的发射光谱中的一条亮线相对应【考点】半衰期的相关计算；玻尔原子理论的基本假设；分析能级跃迁过程中的能量变化（吸收或释放能量）．【专题】定性思想；推理法；衰变和半衰期专题；推理论证能力．【答案】ABD【分析】一个氢原子从n＝4激发态跃迁到基态最多能发出3种不同频率的光，根据半衰期的统计意义分析；原子的发射光谱都是线状谱，也叫特征谱线。【解答】解：A、一个氢原子从n＝4激发态跃迁到基态最多能发出3种不同频率的光，故A正确；B、核子结合成原子核与原子核分解为核子是逆过程，质量的变化相等，能量变化也相等，故用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核，还要另给它们分离时所需要的足够的动能（光子方向有动量），所以不可能使氘核分解为一个质子和一个中子，故B正确；C、半衰期是个统计概念，研究的是大量的原子核，不能用来判断少数几个原子核的变化，故C错误；D、原子都是由原子核和电子组成的，但不同原子的原子结构不同，各种原子的原子光谱都有各自的特征谱线，原子吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的发射光谱中的一条亮线相对应，故D正确。故选：ABD。【点评】本题是考查半衰期、氢原子跃迁理论、光谱与光谱分析，正确区分连续谱和线状谱，知道光谱分析的原理。三．填空题（共3小题）11．（2025•鼓楼区校级模拟）全球首座球床模块式高温气冷堆核电站—山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站示范工程送电成功，标志着我国成为世界少数几个掌握第四代核能技术的国家之一。目前核电站获取核能的基本核反应方程：92235U+01n→56141Ba+3692Kr+3X，这个核反应方程中的X表示01n。这个核反应释放出大量核能；56141Ba的比结合能大于（选填“大于”“等于”或“小于”）92235U的比结合能。已知92235【考点】结合能（比结合）与核能的相关判断和计算；爱因斯坦质能方程的应用．【专题】定量思想；推理法；爱因斯坦的质能方程应用专题；推理论证能力．【答案】01n【分析】根据核反应方程的书写规则推导X的属性，根据比结合能越大越稳定进行分析判断，结合爱因斯坦的质能方程列式求解。【解答】解：根据核反应书写规则，质量数守恒和电荷数守恒，X的质量数为1，电荷数为0，所以X表示中子，即01n；根据比结合能越大越稳定的规律可知，56141Ba的比结合能大于92235U的比结合能；根据爱因斯坦的质能方程，释放的核能为ΔE＝Δmc2＝（m1+m4﹣m2﹣m3﹣3m4）c2＝（m1﹣m2﹣故答案为：01n【点评】考查核反应方程的书写规则以及爱因斯坦的质能方程，会根据题意进行分析求解。12．（2025•福州四模）2025年3月28日，我国自主研制的“中国环流三号”首次实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的参数水平，标志着中国核能开发迈出重要一步。该核反应方程为12H+13H→24He+X，方程式中的X为中子（选填“电子”、“中子”或“质子”），该反应属于核聚变【考点】爱因斯坦质能方程的应用；核聚变的反应方程．【专题】定量思想；推理法；重核的裂变和轻核的聚变专题；推理论证能力．【答案】中子，聚变，18.63。【分析】根据质量数和电荷数守恒轻核聚变以及能量计算公式进行解答。【解答】解：根据质量数和电荷数守恒，X的质量数为1，电荷数为0，则X为中子，该反应属于核聚变反应；反应前后质量亏损约为0.02u，释放能量约为E＝0.02u＝0.02×931.5MeV＝18.63MeV。故答案为：中子，聚变，18.63。【点评】考查质量数和电荷数守恒轻核聚变以及能量计算公式，会根据题意进行准确分析解答。13．（2025•泉州模拟）如图3张图为对原子及原子核结构规律的研究：图1中穿透能力最强的射线是2（填“1”、“2”或“3”）；图2中镉棒的作用是吸收中子控制反应速度；卢瑟福根据图3中的实验现象提出了原子的核式结构模型。【考点】重核裂变的应用（核电站与反应堆）；卢瑟福α粒子散射实验；α、β、γ射线的本质及特点．【专题】定性思想；归纳法；重核的裂变和轻核的聚变专题；理解能力．【答案】2；吸收中子控制反应速度；核式结构。【分析】根据α、β、γ射线的本质及特点分析判断；核反应堆示意图中，镉棒的作用是吸收中子，以控制核裂变反应的速度；卢瑟福根据α粒子散射实验的现象提出了原子的核式结构模型。【解答】解：由图可知，图1中穿透能力最强的射线是γ射线，即2射线；图2是核反应堆示意图，其中镉棒的作用是吸收中子，以控制核裂变反应的速度；图3是α粒子散射实验，卢瑟福根据α粒子散射实验的现象提出了原子的核式结构模型。故答案为：2；吸收中子控制反应速度；核式结构。【点评】本题考查的是原子物理相关知识，包括射线的性质、核反应堆的组成部分及作用、原子结构模型的建立等内容。通过对这些知识点的考查，检验学生对原子及原子核结构规律的理解和掌握程度。四．解答题（共2小题）14．（2025•上海模拟）20世纪之交，电子的发现揭开了人类探索物质微观结构的序幕。（1）（多选）在真空中，X射线与红外线相比，X射线的AD。A．频率更大B．波长更大C．传播速度更大D．光子能量更高（2）用波长为λ的X射线照射逸出功为W的锌板，打出光电子的最大初动能为C。A．hB．hC．hD．W（3）X射线照射在石墨表面，经石墨散射后会出现波长更长的X射线，这种现象叫康普顿效应。（4）法国物理学家德布罗意提出物质波的概念，即所有实物粒子都具有波动性。求质量为9.1×10﹣31kg的静止电子经200V电压加速后，则其物质波的波长为8.7×10﹣11m（已知e＝1.6×10﹣19C，普朗克常量h＝6.63×10﹣34J•s，结果保留2位有效数字）。（5）23.80g某放射性元素发生α衰变，经过9天还剩下10g，则该元素的半衰期T＝3天；该衰变产生的射线照射带电验电器，电荷很快消失，是利用了射线的B（选填：A．穿透本领，B．电离本领）。若将该元素和另一元素（半衰期大于T）化学反应后形成化合物，化合物中该元素的半衰期为T′，则T′BT（选填：A．＞，B．＝，C．＜）。（6）天然放射性元素钍90232Th经过一系列α衰变和β衰变之后，变成铅82208Pb，则铅208比钍232少16个中子；此衰变过程中共有6次α衰变和（7）核电站发电的能量来自于A（选填：A．核裂变，B．核聚变，C．化学变化）；原子核的比结合能随质量数的变化图像如图所示，根据该图像和对核能的认识，下列说法正确的是C。A．质量数越大，比结合能越大B．质量数较小的轻核结合成中等质量的核时要吸收能量C．比结合能越大的原子核，核子平均质量越小D．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的质量之和一定大于原来重核的质量【考点】β衰变的特点、本质及方程；重核裂变的应用（核电站与反应堆）；φ﹣x图像斜率的物理意义；爱因斯坦光电效应方程．【专题】定量思想；推理法；图析法；光电效应专题；衰变和半衰期专题；爱因斯坦的质能方程应用专题；重核的裂变和轻核的聚变专题；推理论证能力．【答案】（1）AD；（2）C；（3）康普顿效应；（4）8.7×10﹣11；（5）3；B；B；（6）16；6；4；（7）A；C。【分析】（1）根据频率与光子能量关系、波长关系以及真空中的波速进行分析判断；（2）根据频率和波长关系导出频率表达式，再结合光电效应方程列式求解；（3）、（4）根据康普顿效应以及动能定理、动量公式以及物质波波长表达式列式推导波长；（5）根据半衰期的公式代入数据求解，结合半衰期的知识进行分析回答；（6）根据质量数和质子数以及中子数关系求解，结合核反应方程式中的质量数守恒以及电荷数守恒计算求解；（7）根据图像分析比结合能的变化情况、核能的释放和比结合能与核子的平均质量关系，质能方程等进行分析判断。【解答】解：（1）在真空中，X射线与红外线相比，X射线波长更短，X射线频率更大，根据E＝hν，故X射线的光子能量更高，且X射线、红外线在真空中的传播速度相等，都等于c，故AD正确，BC错误；故选：AD。（2）此X射线的频率为v=cλ，根据光电效应方程可得Ekm=hv故选：C。（3）康普顿效应是指用X射线照射石墨等物质，由于石墨对X射线的散射作用，导致X射线的光子因失去能量而导致波长变长的现象；（4）由动能定理可知eU=12mv2，根据p＝mv，λ=hp，联立可得，其物质波的波长为λ=（5）由m剩=m0(衰变产生的射线照射带正电验电器，电荷很快消失，是利用了射线的电子与验电器中的正电荷中和，其带电荷将消失，是利用了射线的电离本领，故A错误；B正确；故选：B。由于放射性元素的半衰期是由原子核内部自身决定的，与外界的物理和化学状态无关，故T′＝T；故B正确，AC错误；故选：B。（6）铅208的中子数为208﹣82＝126，钍232的中子数为232﹣90＝142，则铅208比钍232的中子数目少142﹣126＝16个；天然放射性元素Th经过一系列α衰变和β衰变之后，变成Pb，设其核反应方程为90232Th→82208Pb+m24He+n-10e，根据质量数与电荷数守恒有232＝208+4m，90＝82+2m（7）核电站利用重核裂变，链式反应获得能量，不是化学变化、也不是核聚变。故A正确，BC错误；故选A；A.根据图像可知，随质量数的增大，原子核的比结合能先增大后减小，故A错误；B.质量数较小的轻核的比结合能小于中等质量的核的比结合能，可知，质量数较小的轻核结合成中等质量的核时要释放能量，故B错误；C.比结合能越大的原子核，原子核越稳定，核子的平均质量越小，故C正确；D.一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，该核反应释放能量，根据质能方程可知，反应过程存在质量亏损，即衰变产物的质量之和一定小于原来重核的质量，故D错误。故选：C。故答案为：（1）AD；（2）C；（3）康普顿效应；（4）8.7×10﹣11；（5）3；B；B；（6）16；6；4；（7）A；C。【点评】考查核反应方程、放射性元素衰变，光电效应方程以及康普顿效应等知识，会根据题意进行准确分析和解答。15．（2025春•沙河口区校级期中）已知氘核12H的质量为m1，中子01n的质量为m2，（1）写出两个氘核12H（2）质量为M的氘核12H完全聚变为【考点】核聚变的反应方程；功率的定义、物理意义和计算式的推导；爱因斯坦质能方程的应用．【专题】定量思想；推理法；重核的裂变和轻核的聚变专题；推理论证能力．【答案】（1）核反应方程为12H+12H→23He+01（2）释放的能量相当于M2m1q（2m1﹣m2﹣m3【分析】（1）先根据质量数守恒与核电荷数守恒书写核反应方程，再求出质量亏损，然后根据质能方程求出释放的能量；（2）结合煤的燃烧值，由能量的关系即可求解。【解答】解：（1）根据质量数守恒和电荷数守恒可得：核反应方程式为12H两个氘核聚变前后的质量亏损为Δm＝2m1﹣m2﹣m3根据质能方程，释放的能量ΔE＝Δmc2＝（2m1﹣m2﹣m3）c2（2）质量为M的氘所含氘核数N=完全聚变为氦3所释放的能量E=M2m1（2m1﹣m2﹣m其释放的能量相当于煤完全燃烧的质量为m=M2m1q（2m1﹣m2﹣m答：（1）核反应方程为12H+12H→23He+01（2）释放的能量相当于M2m1q（2m1﹣m2﹣m3【点评】涉及核能的问题，往往要先书写核反应方程，确定质量亏损，再依据爱因斯坦质能方程求核能。

考点卡片1．功率的定义、物理意义和计算式的推导【知识点的认识】1.义：功与完成这些功所用时间的比值．2.理意义：描述做功的快慢。3.质：功是标量。4.计算公式（1）定义式：P=Wt，P为时间（2）机械功的表达式：P＝Fvcosα（α为F与v的夹角）①v为平均速度，则P为平均功率．②v为瞬时速度，则P为瞬时功率．推导：如果物体的受力F与运动方向的夹角为α，从计时开始到时刻t这段时间内，发生的位移是l，则力在这段时间所做的功W＝Flcosα因此有P=Wt由于位移l是从开始计时到时刻t这段时间内发生的，所以lt是物体在这段时间内的平均速度vP＝Fvcosα可见，力对物体做功的功率等于沿运动方向的分力与物体速度的乘积。通常情况下，力与位移的方向一致，即F与v的夹角一致时，cosα＝1，上式可以写成P＝Fv。从以上推导过程来看，P＝Fv中的速度v是物体在恒力F作用下的平均速度，所以这里的功率P是指从计时开始到时刻t的平均功率。如果时间间隔非常小，上述平均速度就可以看作瞬时速度，这个关系式也就可以反映瞬时速度与瞬时功率的关系。5.额定功率：机械正常工作时输出的最大功率．6.实际功率：机械实际工作时输出的功率．要求不大于额定功率．【命题方向】下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（）A、功率大的机械，做功一定多B、做功多的机械，效率一定高C、做功快的机械，功率一定大D、效率高的机械，功率一定大分析：根据P=Wt知，做功多．功率不一定大，根据η解答：A、根据P=Wt知，功率大，做功不一定多。故BD、根据η=W有W总=C、功率是反映做功快慢的物理量，做功快，功率一定大。故C正确。故选：C。点评：解决本题的关键知道功率反映做功快慢的物理量，功率大，做功不一定多．做功多，效率不一定高．【解题思路点拨】1.功率是反映做功快慢的物理量，与功的多少没有直接关系。2.功率的定义式P=W2．动量守恒与能量守恒共同解决实际问题【知识点的认识】动量守恒定律与能量守恒定律的综合应用有很多，我们将板块模型、子弹打木块以及弹簧类模型单独分了出来仍远远不够，其他的综合应用暂时归类于此。例如多种因素共存的动量和能量的综合应用、有电场存在的综合应用等等。【命题方向】如图所示为某种弹射装置的示意图，光滑的水平导轨MN右端N处与水平传送带理想连接，传送带长度L＝4.0m，皮带轮沿顺时针方向转动，带动皮带以恒定速率v＝3.0m/s匀速传动。三个质量均为m＝1.0kg的滑块A、B、C置于水平导轨上，开始时滑块B、C之间用细绳相连，其间有一压缩的轻弹簧，处于静止状态。滑块A以初速度v0＝2.0m/s沿B、C连线方向向B运动，A与B碰撞后粘合在一起，碰撞时间极短。连接B、C的细绳受扰动而突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离。滑块C脱离弹簧后以速度vC＝2.0m/s滑上传送带，并从右端滑出落至地面上的P点。已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.20，重力加速度g取10m/s2．求：（1）滑块C从传送带右端滑出时的速度大小；（2）滑块B、C用细绳相连时弹簧的弹性势能Ep；（3）若每次实验开始时弹簧的压缩情况相同，要使滑块C总能落至P点，则滑块A与滑块B碰撞前速度的最大值vm是多少？分析：本题主要考查以下知识点：碰撞中的动量守恒，碰撞中的能量守恒以及物体在传送带上的减速运动，涉及平抛的基本知识。（1）碰撞前后系统的动量保持不变，这是动量守恒定律（2）弹性碰撞中在满足动量守恒的同时还满足机械能守恒及碰撞中的能量保持不变；本题中AB碰撞后在弹簧伸开的过程中同时满足动量守恒和机械能守恒。（3）物体滑上传送带后，如果物体的速度大于传送带的速度则物体将在摩擦力的作用下做减速运动，减速运动持续到物体到达传送带的另一端或速度降为和传送带同速时止，解题时要注意判断；如果物体的速度小于传送带的速度则物体将在摩擦力的作用下做匀加速运动，加速运动持续到物体到达传送带的另一端或速度加到与传送带同速时止，解题时同样要注意判断。（4）物体做平抛的射程与抛体的高度和初速度共同决定，要使C物体总能落到P点，在高度一定的情况下，即物体做平抛的初速度相等也就是物体到达C端时的速度相等（此为隐含条件）。解答：（1）滑块C滑上传送带后做匀加速运动，设滑块C从滑上传送带到速度达到传送带的速度v所用的时间为t，加速度大小为a，在时间t内滑块C的位移为x。根据牛顿第二定律和运动学公式μmg＝mav＝vC+atx=代入数据可得x＝1.25m∵x＝1.25m＜L∴滑块C在传送带上先加速，达到传送带的速度v后随传送带匀速运动，并从右端滑出，则滑块C从传送带右端滑出时的速度为v＝3.0m/s（2）设A、B碰撞后的速度为v1，A、B与C分离时的速度为v2，由动量守恒定律mAv0＝（mA+mB）v1（mA+mB）v1＝（mA+mB）v2+mCvCAB碰撞后，弹簧伸开的过程系统能量守恒∴E代入数据可解得：EP＝1.0J（3）在题设条件下，若滑块A在碰撞前速度有最大值，则碰撞后滑块C的速度有最大值，它减速运动到传送带右端时，速度应当恰好等于传递带的速度v。设A与B碰撞后的速度为v1′，分离后A与B的速度为v2′，滑块C的速度为vc′，根据动量守恒定律可得：AB碰撞时：mAvm＝（mA+mB）v1′（1）弹簧伸开时：（mA+mB）v1′＝mcvC′+（mA+mB）v2′（2）在弹簧伸开的过程中，系统能量守恒：则EP+12∵C在传送带上做匀减速运动的末速度为v＝3m/s，加速度大小为2m/s2∴由运动学公式v2_vc′2＝2（﹣a）L得vC′＝5m/s（4）代入数据联列方程（1）（2）（3）（4）可得vm＝7.1m/s点评：本题着重考查碰撞中的动量守恒和能量守恒问题，同时借助传送带考查到物体在恒定摩擦力作用下的匀减速运动，还需用到平抛的基本知识，这是力学中的一道知识点比较多的综合题，学生在所涉及的知识点中若存在相关知识缺陷，则拿全分的几率将大大减小。【解题思路点拨】1．应用动量守恒定律的解题步骤：（1）明确研究对象（系统包括哪几个物体及研究的过程）；（2）进行受力分析，判断系统动量是否守恒（或某一方向上是否守恒）；（3）规定正方向，确定初末状态动量；（4）由动量守恒定律列式求解；（5）必要时进行讨论．2．解决动量守恒中的临界问题应把握以下两点：（1）寻找临界状态：题设情境中看是否有相互作用的两物体相距最近，避免相碰和物体开始反向运动等临界状态．（2）挖掘临界条件：在与动量相关的临界问题中，临界条件常常表现为两物体的相对速度关系与相对位移关系，即速度相等或位移相等．正确把握以上两点是求解这类问题的关键．3．综合应用动量观点和能量观点4．动量观点和能量观点：这两个观点研究的是物体或系统运动变化所经历的过程中状态的改变，不对过程变化的细节作深入的研究，而只关心运动状态变化的结果及引起变化的原因，简单地说，只要求知道过程的始末状态动量、动能和力在过程中所做的功，即可对问题求解．5．利用动量观点和能量观点解题应注意下列问题：（1）动量守恒定律是矢量表达式，还可写出分量表达式；而动能定理和能量守恒定律是标量表达式，无分量表达式．（2）动量守恒定律和能量守恒定律，是自然界中最普遍的规律，它们研究的是物体系，在力学中解题时必须注意动量守恒条件及机械能守恒条件．在应用这两个规律时，当确定了研究对象及运动状态的变化过程后，根据问题的已知条件和求解的未知量，选择研究的两个状态列方程求解．（3）中学阶段凡可用力和运动解决的问题，若用动量观点或能量观点求解，一般比用力和运动的观点简便．3．φ-x图像斜率的物理意义【知识点的认识】φ﹣x图像的斜率表示场强（1）斜率的大小表示该点场强的大小（2）斜率的正负可以确定电场强度的方向【命题方向】x轴上有两点电荷Q1和Q2，Q1和Q2之间连线上各点电势高低如图曲线所示（AP＞PB），选无穷远处电势为0，从图中可以看出（）A、Q1电荷量一定大于Q2电荷量B、Q1和Q2一定同种电荷C、P点电场强度是0D、Q1和Q2之间连线上各点电场方向都指向Q2分析：选无穷远处电势为0，则在正电荷的电场中所有点的电势都是正的，在负电荷的电场中所有点的电势都是负的，如果是等量异种电荷的话，在中垂线上的点电势为零。解答：由图象可以发现，离Q1越近电场中的电势越高，由此可以判断Q1为正电荷，同理，由于离Q2越近电势越低，所以Q2为负电荷，在它们的连线上的p点的电势也是零，但p点离Q2近，所以Q1的电荷量要大于Q2的电荷量，所以A正确，而B错误。由于Q1和Q2为异种电荷，并且Q1为正电荷，Q1在x轴正半轴上的电场方向向右，Q2为负电荷，Q2在Q1和Q2之间的电场方向也向右，所以P点电场强度是Q1和Q2在p点产生的电场的和，方向指向Q2，所以C错误D正确。故选：AD。点评：本题考查的就是点电荷的电场的分布及特点，这要求同学对于基本的几种电场的情况要了解，本题看的就是学生的基本知识的掌握情况。【解题思路点拨】与运动学图像类似，解决图像类问题的一般步骤为：1.确定图像的含义，明确两个坐标轴的代表的物理量2.从图中直接读出关键点的物理量3.分析图像斜率、面积等的物理意义4.结合公式分析其他的物理量。4．分子间存在作用力及其与分子间距的关系【知识点的认识】分子间的相互作用力1．特点：分子间同时存在引力和斥力，实际表现的分子力是它们的合力．2．分子间的相互作用力与分子间距离的关系如图所示，分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快．（1）当r＝r0时，F引＝F斥，分子力F＝0；（2）当r＜r0时，F引和F斥都随距离的减小而增大，但F斥比F引增大得更快，分子力F表现为斥力；（3）当r＞r0时，F引和F斥都随距离的增大而减小，但F斥比F引减小得更快，分子力F表现为引力；（4）当r＞10r0（10﹣9m）时，F引、F斥迅速减弱，几乎为零，分子力F≈0．【命题方向】（1）第一类常考题型是考查分子间的作用力：如图所示，纵坐标表示两个分间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是（）A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10﹣10mB．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10﹣10mC．若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力D．若两个分子间距离越来越大，则分子势能亦越大分析：在F﹣r图象中，随着距离的增大斥力比引力变化的快，当分子间的距离等于分子直径数量级时，引力等于斥力．解答：在F﹣r图象中，随着距离的增大斥力比引力变化的快，所以ab为引力曲线，cd为斥力曲线，当分子间的距离等于分子直径数量级时，引力等于斥力．故选B．点评：本题主要考查分子间的作用力，要明确F﹣r图象的含义．（2）第二类常考题型是结合分子势能进行考查：如图，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F＞0为斥力，F＜0为引力．a、b、c、d为x轴上四个特定的位置．现把乙分子从a处由静止释放，则（）A．乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大C．乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直减少D．乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增加分析：由图可知分子间的作用力的合力，则由力和运动的关系可得出物体的运动情况，由分子力做功情况可得出分子势能的变化情况．解答：A、分子在a点受引力，故分子开始做加速运动，c点后，分子力变成了斥力，分子开始减速；故从a到c分子一直做加速运动，故A错误；B、由A分析可知，分子从a到c做加速运动，c点后开始减速，故c时速度最大，故B正确；C、乙分子由a到b的过程中，分子力做正功，故分子势能一直减小，故C正确；D、由b到d的过程中，分子力仍做正功，故分子势能减小，故D错误；故选BC．点评：分子间的势能要根据分子间作用力做功进行分析，可以类比重力做功进行理解记忆．【解题方法点拨】1．要准确掌握分子力随距离变化的规律：（1）分子间同时存在着相互作用的引力和斥力．（2）引力和斥力都随着距离的减小而增大，随着距离的增大而减小，但斥力变化得快．2．分子力做功与常见的力做功有相同点，就是分子力与分子运动方向相同时，做正功，相反时做负功；也有不同点，就是分子运动方向不变，可是在分子靠近的过程中会出现先做正功再做负功的情况．5．分子热运动速率随温度变化具有统计规律【知识点的认识】分子运动整体的统计规律1．在气体中，大量分子的频繁碰撞，使某个分子何时何地向何处运动是偶然的．但是对大量分子整体来说，在任意时刻，沿各个方向的机会是均等的，而且气体分子向各个方向运动的数目也是基本相等的．这就是大量分子运动整体表现出来的统计规律．2．气体中的大多数分子的速率都接近某个数值，与这个数值相差越多，分子数越少，表现出“中间多，两头少”的分布规律．当温度升高时，分子最多的速率区间移向速度大的地方，速率小的分子数减小，速率大的分子数增加，分子的平均动能增大，总体上仍然表现出“中间多，两头少”的分布规律，气体分子速率分布规律也是一种统计规律．【命题方向】常考题型是对统计规律的理解：（1）如图描绘一定质量的氧气分子分别在0℃和100℃两种情况下速率分布情况，符合统计规律的是．（）A．B．C．D．分析：解答本题的关键是结合不同温度下的分子速率分布曲线理解温度是分子平均动能的标志的含义．解答：A、B、温度是分子热运动平均动能的标志，温度越高，平均动能越大，故平均速率越大，故A正确，B错误；C、D、分子总数目是一定的，故图线与横轴包围的面积是100%，故两个图线与横轴包围的面积是相等的，故C错误，D错误；故选A．点评：对于物理学中的基本概念和规律要深入理解，理解其实质，不能只是停留在表面上，同时要通过练习加强理解．（2）某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f（v）表示v处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为TI，TII，TIII，则（）A．TⅠ＞TⅡ＞TⅢB．TⅢ＞TⅡ＞TⅠC．TⅡ＞TⅠ，TⅡ＞TⅢD．TⅠ＝TⅡ＝TⅢ分析：本题关键在于理解：温度高与低反映的是分子平均运动快慢程度解：温度越高分子热运动越激烈，分子运动激烈是指速率大的分子所占的比例大，图Ⅲ腰最粗，速率大的分子比例最大，温度最高；图Ⅰ虽有更大速率分子，但所占比例最小，温度最低，故B正确．故答案为：B．点评：本题考查气体分子速率分布曲线与温度的关系，温度高不是所有分子的速率都大．6．爱因斯坦光电效应方程【知识点的认识】为了解释光电效应现象，爱因斯坦提出了光电效应理论。1.光电效应方程：Ek＝hν﹣W0，其中hν为入射光子的能量，Ek为光电子的最大初动能，W0是金属的逸出功．2.爱因斯坦对光电效应的理解：①只有当hv＞W0时，光电子才可以从金属中逸出，vc=W②光电子的最大初动能Ek与入射光的频率v有关，而与光的强弱无关。这就解释了截止电压和光强无关。③电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电流自然几乎是瞬时产生的。④对于同种频率的光，光较强时，单位时间内照射到金属表面的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和电流较大。【命题方向】如图，当电键S断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零．（1）求此时光电子的最大初动能的大小．（2）求该阴极材料的逸出功．分析：光电子射出后，有一定的动能，若能够到达另一极板则电流表有示数，当恰好不能达到时，说明电子射出的初动能恰好克服电场力做功，然后根据爱因斯坦光电效应方程即可正确解答．解答：设用光子能量为2.5eV的光照射时，光电子的最大初动能为Ekm，阴极材料逸出功为W0，当反向电压达到U＝0.60V以后，具有最大初动能的光电子也达不到阳极，因此eU＝Ekm由光电效应方程：Ekm＝hν﹣W0由以上二式：Ekm＝0.6eV，W0＝1.9eV．所以此时最大初动能为0.6eV，该材料的逸出功为1.9eV．答：（1）求此时光电子的最大初动能的大小是0.6eV．（2）求该阴极材料的逸出功是1.9eV．点评：正确理解该实验的原理和光电效应方程中各个物理量的含义是解答本题的关键．【解题方法点拨】光电效应方程Ek＝hv﹣W0的四点理解（1）式中的Ek是光电子的最大初动能，就某个光电子而言，其离开金属表面时剩余动能大小可以是0～Ek范围内的任何数值。（2）光电效应方程实质上是能量守恒方程。①能量为ɛ＝hν的光子被电子吸收，电子把这些能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引而做功，另一部分就是电子离开金属表面时的动能。②如果克服吸引力做功最少，为W0，则电子离开金属表面时动能最大，为Ek，根据能量守恒定律可知Ek＝hν﹣W0。（3）光电效应方程包含了产生光电效应的条件。若发生光电效应，则光电子的最大初动能必须大于零，即Ek＝hv一W0＞0，亦即hν＞W0，ν＞W0h=νc7．卢瑟福α粒子散射实验【知识点的认识】α粒子散射实验1.α粒子从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，质量为氢原子质量的4倍、电子质量的7300倍。2.装置如图所示，整个装置处于真空中。3.实验结果：大量α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子（约占18000）发生了大角度偏转，极少数偏转的角度甚大于904.实验意义：卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了原子的核式模型。【命题方向】卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是（）A、B、C、D、分析：本题比较简单，正确理解α粒子散射实验的结果即可解答．解答：实验结果是：离金原子核远的α粒子偏转角度小，离金原子核近的α粒子偏转角度大，正对金原子核的α粒子被返回，故ABC错误，D正确。故选：D。点评：本题考查α粒子散射实验的结果，对于类似基础知识要熟练掌握．【解题思路点拨】1.α粒子散射实验中，大量α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子（约占1/8000）发生了大角度偏转，极少数偏转的角度甚大于90°。2.卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了原子的核式模型。8．玻尔原子理论的基本假设【知识点的认识】玻尔原子理论的基本假设1.轨道量子化（1）原子中的电子库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动。（2）电子绕核运动的轨道是量子化的。（3）电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射。2.定态（1）能级：电子在不同轨道上运动时，原子处于不同的状态，具有不同的能量，这些量子化的能量值叫作能级。（2）定态：原子中具有确定能量的稳定状态。（3）基态：能量最低的状态。（4）激发态：除基态之外的其他状态。3.频率条件：当电子从能量较高的定态轨道（其能量记为En）跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为Em，m＜n）时，会放出能量为hν的光子（h是普朗克常量），这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝En﹣Em，反之，当电子吸收光子时会从能量较低的定态轨道跃迁到能量较高的定态轨道，吸收的光子的能量同样由频率条件决定。【命题方向】根据玻尔理论，以下说法正确的是（）A、电子绕核运动有加速度，就要向外辐射电磁波B、处于定态的原子，其电子做变速运动，但它并不向外辐射能量C、原子内电子的可能轨道是不连续的D、原子能级跃迁时，辐射或吸收光子的能量取决于两个轨道的能量差分析：根据玻尔的氢原子理论，知轨道、原子的能量都是量子化的，吸收光子，能量增大，辐射光子，能量减小，能量取决于两个轨道的能量差，电子绕核运动，但它并不向外辐射能量．解答：A、氢原子具有的稳定能量状态称为定态，电子绕核运动，但它并不向外辐射能量。故A错误，B正确。C、氢原子轨道是量子化的，不连续。故C正确。D、氢原子在辐射光子时，能量减小，吸收光子，能量增加，能级间跃迁吸收的光子必须等于两能级间的能级差，才能被吸收发生跃迁。故D正确。故选：BCD。点评：解决本题的关键知道玻尔理论的内容，以及知道能级间跃迁所满足的规律．【解题思路点拨】对玻尔模型的理解1.轨道量子化（1）轨道半径只能够是一些不连续的.某些分立的数值。（2）氢原子的电子最小轨道半径r1＝0.053nm，其余轨道半径满足rn＝n2r1，式中n称为量子数，对应不同的轨道，只能取正整数。2.能量量子化（1）不同轨道对应不同的状态，在这些状态中，尽管电子做变速运动，却不辐射能量，因此这些状态是稳定的，原子在不同状态有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的。（2）基态：原子最低的能量状态称为基态，对应的电子在离核最近的轨道上运动，氢原子基态能量E1＝﹣13.6eV。（3）激发态；除基态之外的其他能量状态称为激发态，对应的电子在离核较远的轨道上运动。氢原子各能级的关系为：En=1n2E1（E1＝﹣13.6eV，n＝1，23.跃迁原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即高能级En低能级Em。9．分析能级跃迁过程中的能量变化（吸收或释放能量）【知识点的认识】在发生跃迁时，如果核外电子由低能级向高能级跃迁，需要吸收能量，如果由高能级向低能级跃迁，需要释放能量（以光子的形式）。【命题方向】氢原子从能级A跃迁到能级B，吸收频率ν1的光子，从能级A跃迁到能级C释放频率ν2的光子，若ν2＞ν1则当它从能级C跃迁到能级B将放出还是吸收光子？对应光子的频率为多少？分析：能级间跃迁吸收和辐射光子的能量等于两能级间的能级差．解答：氢原子从能级A跃迁到能级B吸收光子，则B能级的能量大于A能级的能量，从能级A跃迁到能级C，释放光子，则A能级的能量大于C能级的能量，可知B与C能级间的能量为hv1+hv2．则由C能级跃迁B能级吸收光子，有hv＝hv1+hv2，频率为ν＝v1+v2．答：从能级C跃迁到能级B将吸收频率为v2+v1的光子．点评：解决本题的关键知道能级间跃迁辐射或吸收光子能量与能级差的关系，即Em﹣En＝hv．【解题方法点拨】对原子跃迁条件的理解（1）原子从低能级向高能级跃迁，吸收一定能量的光子，当一个光子的能量满足hν＝E末﹣E初时，才能被某一个原子吸收，使原子从低能级E初向高能级E末跃迁，而当光子能量hν大于或小于E末﹣E初时都不能被原子吸收．（2）原子从高能级向低能级跃迁，以光子的形式向外辐射能量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差．（3）原子跃迁条件hν＝Em﹣En只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况．对于光子和处于基态的氢原子作用而使氢原子电离时，只要入射光子的能量E≥13.6eV，氢原子就能吸收．对于实物粒子与原子作用使原子激发时，粒子能量大于能级差即可．10．α、β、γ射线的本质及特点【知识点的认识】1.α，β、γ射线的本质分别是高速氦核流、高速电子流和高速光子流。2.α，β、γ射线的区别如下表种类α射线β射线γ射线组成高速氦核流高速电子流光子流（高频电磁波）带电荷量2e﹣e0质量4mp静止质量为零符号2-γ速度0.1c0.99cc贯穿本领最弱较强最强贯穿实例用纸能挡住穿透几毫米的铝板穿透几厘米的铅板对空气的电离作用很强较弱很弱【解题思路点拨】一、射线本身的性质天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示，由此可推知（）A、②来自于原子核外的电子B、①的电离作用最强，是一种电磁波C、③的电离作用较强，是一种电磁波D、③的电离作用最弱，是一种电磁波分析：α射线贯穿能力很弱，电离作用很强，一张纸就能把它挡住，α射线是高速氦核流；β射线能贯穿几毫米厚的铝板，电离作用较强，是原子核中的一个中子转化成一个质子，同时释放出β射线；γ射线穿透本领最强，甚至能穿透几厘米厚的铅板，是原子核发生衰变时释放的能量以γ光子的形式辐射出来的。解答：A、天然放射性元素放出的三种射线都是原子核发生衰变造成的，β射线能贯穿几毫米厚的铝板，电离作用较强，故②是β射线。β射线是原子核中的一个中子转化成一个质子，同时释放出一个高速电子，该电子即β射线，故β射线来自原子核，故A错误。B、α射线贯穿能力很弱，电离作用很强，一张纸就能把它挡住，故①是α射线。α射线是高速氦核流，是实物粒子，不是电磁波。故B错误。CD、γ射线穿透本领最强，甚至能穿透几厘米厚的铅板，故③是γ射线，但γ射线电离本领很弱，它是一种光子，是一种电磁波。故C错误，D正确。故选：D。点评：本题考查天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力比较，熟悉课本基本知识就能顺利解决此类问题，故要加强基础知识的积累。多记。二、结合磁场考查射线的性质如图所示，放射性元素镭放出α、β、γ三种射线，它们分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是（）A、①表示γ射线的运动径迹，③表示α射线的运动径迹B、②表示β射线的运动径迹，③表示α射线的运动径迹C、④表示α射线的运动径迹，⑤表示γ射线的运动径迹D、⑤表示β射线的运动径迹，⑥表示α射线的运动径迹分析：根据α、β、γ三种射线的带电性质和本质以及带电粒子在电场中受力特点可正确判断。本题应抓住：①三种射线的成分主要是指所带电性：α射线是高速氦核流带正电，β射线是高速电子流，带负电，γ射线是γ光子，是中性的。②洛伦兹力方向的判定，左手定则：张开左手，拇指与四指垂直，让磁感线穿入手心，四指的方向是正电荷运动的方向，拇指的指向就是洛伦兹力的方向。解答：AB、α射线实质为氦核，带正电，β射线为电子流，带负电，γ射线为高频电磁波，根据电荷所受电场力特点可知：①为β射线，②为γ射线，③为α射线，故AB错误；CD、α射线是高速氦核流，一个α粒子带两个正电荷。根据左手定则，α射线受到的洛伦兹力向左，故④是α射线；β射线是高速电子流，带负电荷。根据左手定则，β射线受到的洛伦兹力向右，故⑥是β射线；γ射线是γ光子，是中性的，故在磁场中不受磁场的作用力，轨迹不会发生偏转。故⑤是γ射线。故C正确，D错误。故选：C。点评：熟练掌握α、β两种衰变实质以及衰变方程的书写，同时明确α、β、γ三种射线性质及应用，本题综合性较强，主要考查两个方面的问题：①三种射线的成分主要是所带电性。②洛伦兹力的方向的判定。只有基础扎实，此类题目才能顺利解决，故要重视基础知识的学习。【解题思路点拨】1.α，β射线的本质都是实物粒子，γ射线的本质是光子。2.α射线是α衰变时产生的，β射线是β衰变时产生的，产生α射线和β射线时会伴生γ射线。11．核反应前后质量数、质子数、中子数、核子数等参数的关系【知识点的认识】1.核反应前后质量数守恒，电荷数（核电荷数）守恒。2.各参数之间的关系如下：质量数＝质子数+中子数＝核子数核电荷数＝质子数＝原子序数＝核外电子数【命题方向】某原子核的衰变过程是A→βB→αC，符号→β表示放出一个A、核C比核B的中子数少2B、核C比核A的质量数少5C、原子核为A的中性原子的电子数比原子核为B的中性原子的电子数多1D、核C比核A的质子数少1分析：发生一次α衰变，电荷数少2，质量数少4，发生一次β衰变，电荷数多1，质量数不变．解答：A、B到C，电荷数少2，质量数少4，因为电荷数等于质子数，质量数等于质子数加上中子数，所以核C比核B中子数少2．故A正确。B、A到B，质量数不变，B到C质量数少4，则核C比核A质量数少4．故B错误。C、中性原子的电子数等于质子数，核B比核A电荷数多1，则核A的中性原子的电子数比核B中性原子的电子数少1．故C错误。D、A到B电荷数多1，B到C电荷数少2，则A到C电荷数少1，则核C比核A质子数少1．故D正确。故选：AD。点评：解决本题的关键知道α衰变和β衰变的实质，以及知道质量数等于质子数加中子数，质子数等于电荷数．【解题思路点拨】核反应前的质量数之和等于核反应后的质量数之和；核反应前的电荷数之和等于核反应后的电荷数之和。12．α衰变的特点、本质及方程【知识点的认识】1.衰变的定义：原子核自发地放α粒子或β粒子，由于核电荷数变了，它在元素周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变。2.α衰变的定义：原子核释放出一个α粒子变成一个新的原子核的过程。3.α衰变的本质：原子核内部两个质子和两个中子结合在一起从从内射出。4.α衰变的特点：发生α衰变后，原子核的质量数减4，电荷数减2。5.α衰变的方程（举例）：6.α衰变前的质量数等于衰变后的质量数之和，衰变前的电荷数等于衰变后的电荷数之和，所以α衰变时电荷数和质量数都守恒。【命题方向】下列衰变中，属于α衰变的是（）A、B、C、D、分析：α衰变生成氦原子核，β衰变生成电子，据此判断即可找出属于α衰变．解答；AB是β衰变，生成粒子为负电子；C是α衰变，生成粒子为氦原子核；D是核反应生成正电子。故C正确。故选：C。点评：本题比较简单，只要记住衰变生成的是何种粒子即可解决此类问题．【解题思路点拨】1.α衰变的本质是原子核释放出一个α粒子变成新核的过程，衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒。2.α衰变前后，质量数减4，核电荷数减2。3.α衰变释放的高速粒子流就是α射线。4.放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，并放出γ光子。因此，γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的。当放射性物质连续衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ射线辐射。这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有α、β、γ三种射线。13．β衰变的特点、本质及方程【知识点的认识】1.衰变的定义：原子核自发地放α粒子或β粒子，由于核电荷数变了，它在元素周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变。2.β衰变的定义：原子核释放出一个β粒子变成一个新的原子核的过程。3.β衰变的本质：原子核内部的一个中子转化成一个质子和一个β粒子（电子），并将β粒子射出。4.β衰变的特点：发生β衰变后，原子核的质量数不变，电荷数加1。5.β衰变的方程（举例）：6.β衰变前的质量数等于衰变后的质量数之和，衰变前的电荷数等于衰变后的电荷数之和，所以β衰变时电荷数和质量数都守恒。【命题方向】一个放射性原子核，发生一次β衰变，则它的（）A、质子数减少一个，中子数不变B、质子数增加一个，中子数不变C、质子数减少一个，中子数减少一个D、质子数增加一个，中子数增加一个分析：根据β衰变的特点以及衰变过程中质量数和电荷数守恒即可正确解答本题．解答：β衰变实质上是原子核内的一个中子变为一个质子，同时释放出一个电子的过程，因此发生一次β衰变，质子数增加一个，中子数减少一个，故ABD错误，C正确。故选：C。点评：本题属于基础简单题目，考查了β衰变的特点，对于基础知识，平时不能放松，要加强基础知识的理解和应用．【解题思路点拨】1.β衰变的本质是原子核内的一个中子转化成一个质子和一个电子，并将电子射出的过程，衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒。2.β衰变前后，质量数不变，核电荷数加1。3.β衰变释放的高速粒子流就是β射线。4.放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，并放出γ光子。因此，γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的。当放射性物质连续衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ射线辐射。这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有α、β、γ三种射线。14．原子核的半衰期及影响因素【知识点的认识】1.半衰期的定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，叫作这种元素的半衰期。2.氡的半衰期：氡222经过α衰变成为钋218。如图，横坐标表示时间，纵坐标表示任意时刻氡的质量m与t＝0时的质量m0的比值。如果隔一段时间测量一次剩余氡的数量就会发现，每过3.8d就有一半的氡发生了衰变。也就是说，经过第一个3.8d，剩有一半的氡；经过第二个3.8d，剩有的氡；再经过3.8d，剩有的氡……因此，我们可以用“半衰期”来表示放射性元素衰变的快慢。放射性元素的原子核有半数发生衰变3.半衰期的影响因素：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。例如，一种放射性元素，不管它是以单质的形式存在，还是与其他元素形成化合物，或者对它施加压力、提高温度，都不能改变它的半衰期。这是因为压力、温度或与其他元素的化合等，都不会影响原子核的结构。4.半衰期的统计性意义：①不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差别非常大例如，氡222衰变为钋218的半衰期是3.8d，镭226衰变为氡222的半衰期是1620年，铀238衰变为钍234的半衰期竞长达4.5x109年。②以氡核为例，对于一个特定的氡原子，我们只知道它发生衰变的概率，而不知道它将何时发生衰变。一个特定的氡核可能在下1s就衰变，也可能在10min之内衰变，也可能在200万年之后再衰变