屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題五近代物理初步學(xué)案

屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題五近代物理初步教學(xué)設(shè)計(jì)屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題五近代物理初步教學(xué)設(shè)計(jì)PAGE屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題五近代物理初步教學(xué)設(shè)計(jì)專題五近代物理初步[高考定位]1．察看內(nèi)容(1)光電效應(yīng)、方程、最大初動(dòng)能、逸出功。(2)原子構(gòu)造、氫原子光譜、氫原子能級(jí)躍遷。(3)天然放射現(xiàn)象、原子核的構(gòu)成、衰變、半衰期、核反響方程、質(zhì)能方程。2．題型、難度高考對(duì)本專題的察看形式為選擇題或填空題，且每年必考難度中檔。1．(多項(xiàng)選擇)在光電效應(yīng)試驗(yàn)中，分別用頻次為νa、νb的單色光a、b照耀到同種金屬上，測得相應(yīng)的制止電壓分別為Ua和Ub光電子的最大初動(dòng)能分別為Eka和Ekb。h為普朗克常量。以下說法正確是A．若νa＞νb，則必然有Ua＜UbB．若νa＞νb，則必然有Eka＞KkbC．若Ua＜Ub，則必然有Eka＜EkbD．若νa＞νb，則必然有hνa－Eka＞hνb－Ekb分析由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W，由動(dòng)能定理可得：Ekm＝eU，所以當(dāng)νa＞νb時(shí)，Ua＞Ub，Eka＞Ekb。故A錯(cuò)誤，B正確；若Ua＜Ub，則必然有Eka＜Ekb，故C正確；由光電效應(yīng)方程可得：金屬的逸出功W＝hνa－Ekb，故D錯(cuò)誤。答案BC2．如圖5－1所示，我國自主研發(fā)制造的國際熱核聚變核心零件在國際上搶先經(jīng)過聲威機(jī)構(gòu)認(rèn)證，這是我國對(duì)國際熱核聚變項(xiàng)目的重要貢獻(xiàn)。以下核反響方程中屬于聚變反響的是圖5－1A.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nB.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)HC.eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)nD.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n分析eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n是一個(gè)氚核與一個(gè)氚核聯(lián)合成一個(gè)氚核，同時(shí)放出一此中子，屬于聚變反響，故A正確；eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反響，他用α粒子轟擊氮原子核，產(chǎn)生氧的同位素——氧17和一個(gè)質(zhì)子，是人類第一次實(shí)現(xiàn)的原子核的人工轉(zhuǎn)變，屬于人工核反響，故B錯(cuò)誤；eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n是小居里夫妻用α粒子轟擊鋁片刻發(fā)現(xiàn)了放射性磷(磷30)，屬于人工核反響，故C錯(cuò)誤；eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,55)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n是一種典型的軸核裂變，屬于裂變反響，故D錯(cuò)誤。答案A3．一靜止的鈾核放出一個(gè)α粒子衰變?yōu)殁Q核，衰變方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He，以下說法正確的選項(xiàng)是A．衰變后釷核的動(dòng)能等于α粒子的動(dòng)能B．衰變后釷核的動(dòng)量大小等于α粒子的動(dòng)量大小C．鈾核的半衰期等于其放出一個(gè)α粒子所經(jīng)歷的時(shí)間D．衰變后α粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量分析依據(jù)動(dòng)量守恒可知，生成的釷核的動(dòng)量與α粒子的動(dòng)量等大反向，選項(xiàng)B正確；依據(jù)Ek＝eq\f(P2,2m)可知，衰變后釷核的動(dòng)能小于α粒子的動(dòng)能，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；鈾核的半衰期等于一多半量的鈾核衰變需要的時(shí)間，而放出一個(gè)α粒子所經(jīng)歷的時(shí)間是一個(gè)原子核衰變的時(shí)間，故二者不等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因?yàn)樵摲错懛懦瞿芰?，由質(zhì)能方程可知，衰變后α粒子與釷核的質(zhì)量之和小于衰變前鈾核的質(zhì)量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；應(yīng)選B。答案B4．大科學(xué)工程“人造太陽”主假如將氘核聚變反響開釋的能量用來發(fā)電，氘核聚變反響方程是eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n，已知eq\o\al(2,1)H的質(zhì)量為2.0136u，eq\o\al(3,2)He的質(zhì)量為3.0150u，eq\o\al(1,0)n的質(zhì)量為1.0087u,1u＝931MeV/c2。氚核聚變反響中開釋的核能約為A．3.7MeVB．3.3MeVC．2.7MeVD．0.93MeV分析依據(jù)質(zhì)能方程，開釋的核能ΔE＝Δmc2，Δm＝2mH－mHe－mn＝0.0035u，則ΔE＝0.0035×931.5MeV＝326025MeV≈3.3MeV，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。答案B考點(diǎn)一光電效應(yīng)【必記重點(diǎn)】1．光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律(1)每種金屬都有一個(gè)極限頻次，入射光的頻次必然大于這個(gè)極限頻次才能產(chǎn)生光電效應(yīng)。(2)光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度沒關(guān)，只隨入射光頻次的增大而增大。(3)光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是剎時(shí)的，一般不超出10－9s。(4)當(dāng)入射光的頻次大于極限頻次時(shí)，飽和光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比。2．光電效應(yīng)方程(1)表達(dá)式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0。(2)物理意義：金屬中的電子汲取一個(gè)光子獲取的能量是hν，這些能量的一部分用來戰(zhàn)勝金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的最大初動(dòng)能Ek＝eq\f(1,2)mv2。3．由Ek－ν圖象(如圖5－2)能夠獲取的信息圖5－2(1)極限頻次：圖線與ν軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)νc。(2)逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對(duì)值E＝W0。(3)普朗克常量：圖線的斜率k＝h。4．由I－U圖象(如圖5－3)能夠獲取的信息圖5－3(1)制止電壓Uc：圖線與橫軸的交點(diǎn)的絕對(duì)值。(2)飽和光電流Im∶電流的最大值。(3)最大初動(dòng)能：Ek＝eUc。[例1](多項(xiàng)選擇)(2018·安徽江淮十校聯(lián)考)如圖5－4所示，將鋅板與一驗(yàn)電器相連，用頻次為ν的紫外線照耀鋅板，去掉光源后，驗(yàn)電器指針保持必然偏角，以下判斷中正確的選項(xiàng)是圖5－4A．用一帶負(fù)電(帶電荷量較少)的金屬小球與鋅板接觸，則驗(yàn)電器指針偏角將減小B．使驗(yàn)電器指針回到零后，改用強(qiáng)度更大的紫外線照耀鋅板，驗(yàn)電器指針偏角將比本來大C．使驗(yàn)電器指針回到零后，改用紅外線照耀鋅板，只需強(qiáng)度足夠大，驗(yàn)電器指針也會(huì)偏轉(zhuǎn)D．若用頻次為ν的紫外線照耀鋅板，產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能為Ek，則改以頻次為2ν的紫外線照耀，光電子的最大初動(dòng)能為2Ek[審題研究](1)驗(yàn)電器與鋅板所帶電荷的電性同樣。(2)光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻次的增大而增大，但其實(shí)不是成正比。[分析]用紫外線照耀鋅板，鋅板產(chǎn)生光電效應(yīng)，光電子射出后，鋅板帶正電，用一帶負(fù)電的金屬小球與鋅板接觸，則驗(yàn)電器指針偏角將減小，應(yīng)選項(xiàng)A正確；紫外線的光強(qiáng)度越大，單位時(shí)間從鋅板發(fā)射的光電子數(shù)越多，鋅板和驗(yàn)電器所帶正電荷越多，驗(yàn)電器指針偏角越大，應(yīng)選項(xiàng)B正確；紅外線的頻次小于鋅板極限頻次，不論紅外線光強(qiáng)多大，鋅板都不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，應(yīng)選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，Ek2＝2hν－W0，則Ek2≠2Ek，Ek2＝Ek＋hν，應(yīng)選項(xiàng)D錯(cuò)誤。[答案]AB【題組訓(xùn)練】1．(光電效應(yīng)產(chǎn)生的條件)用一束紫外線照耀某金屬時(shí)不可以夠產(chǎn)生光電效應(yīng)，可能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的舉措是A．改用頻次更小的紫外線照耀B．改用X射線照耀C．改用強(qiáng)度更大的原紫外線照耀D．延伸原紫外線的照耀時(shí)間分析某種金屬可否發(fā)生光電效應(yīng)取決于入射光的頻次，與入射光的強(qiáng)度和照耀時(shí)間沒關(guān)，不可以夠發(fā)生光電效應(yīng)，說明入射光的頻次小于金屬的極限頻次，所以要使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，應(yīng)增大入射光的頻次，X射線的頻次比紫外線頻次高，所以此題答案為B。答案B2．(多項(xiàng)選擇)(光電效應(yīng)的規(guī)律)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用某一頻次的光入射時(shí)，有光電流產(chǎn)生。以下說法正確的選項(xiàng)是A．保持入射光的頻次不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大B．入射光的頻次變高，飽和光電流變大C．入射光的頻次變高，光電子的最大初動(dòng)能變大D．保持入射光的光強(qiáng)不變，不停減小入射光的頻次，素來有光電流產(chǎn)生E．制止電壓的大小與入射光的頻次有關(guān)，與入射光的光強(qiáng)沒關(guān)分析依據(jù)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論：保持入射光的頻次不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大；故A正確、B錯(cuò)誤；依據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得：入射光的頻次變高，光電子的最大初動(dòng)能變大，故C正確；制止電壓的大小與入射光的頻次有關(guān)，與入射光的光強(qiáng)沒關(guān)，保持入射光的光強(qiáng)不變，不停減小入射光的頻次，若低于截止頻次，則沒有光電流產(chǎn)生，故D錯(cuò)誤、E正確。答案ACE3．(多項(xiàng)選擇)(光電效應(yīng)方程的應(yīng)用)用如圖5－5所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，所用光子能量為2.75eV的光照耀到光電管上時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)，電流表G的示數(shù)不為零；挪動(dòng)變阻器的觸頭c，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于1.7V時(shí)，電流表示數(shù)為0，則以下說法正確的選項(xiàng)是圖5－5A．光電子的最大初動(dòng)能素來為1.05eVB．開關(guān)S斷開后，電流表G中有電流流過C．當(dāng)滑動(dòng)觸頭向a端滑動(dòng)時(shí)，反向電壓增大，電流增大D．改用能量為2.5eV的光子照耀，挪動(dòng)變阻器的觸頭c，電流表G中也可能有電流分析該裝置所加的電壓為反向電壓，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于1.7V時(shí)，電流表示數(shù)為0，可知光電子的最大初動(dòng)能為1.7eV，依據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，得W0＝1.05eV，應(yīng)選項(xiàng)A錯(cuò)誤；開關(guān)S斷開后，用光子能量為2.75eV的光照耀到光電管上時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)，有光電子逸出，則有電流流過電流表，應(yīng)選項(xiàng)B正確；當(dāng)滑動(dòng)觸頭向a端滑動(dòng)時(shí)，反向電壓增大，則抵達(dá)中心電極的電子的數(shù)目減少，電流減小，應(yīng)選項(xiàng)C錯(cuò)誤；改用能量為2.5eV的光子照耀，2.5eV大于1.05eV，仍舊能夠發(fā)生光電效應(yīng)，挪動(dòng)變阻器的觸頭c，電流表G中可能有電流，應(yīng)選項(xiàng)D正確。答案BD考點(diǎn)二原子的核式構(gòu)造、玻爾理論【必記重點(diǎn)】1．α粒子散射實(shí)驗(yàn)：絕大部分α粒子穿過金箔后，基本上仍沿本來的方向行進(jìn)，但有少量α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的α粒子散射實(shí)驗(yàn)的分析圖角度甚至大于90°，也就是說它們幾乎被“撞了回來”，如圖5－6所示。圖5－62．原子的核式構(gòu)造模型：原子中帶正電部分的體積很小，但幾乎據(jù)有所有質(zhì)量，電子在正電體的外面運(yùn)動(dòng)。3．氫原子光譜(1)光譜分類圖5－7(2)氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律：巴耳末系是氫光譜在可見光區(qū)的譜線，其波長公式eq\f(1,λ)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))(n＝3,4,5，…，R是里德伯常量，R＝1.10×107m－1)。4．氫原子的能級(jí)構(gòu)造，能級(jí)公式(1)玻爾理論①定態(tài)：原子只好處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中。②躍遷：原子從一種定態(tài)向另一種定態(tài)躍遷時(shí)放出(或汲取)光子的能量hν＝Em－En。(2)氫原子的能級(jí)公式：En＝eq\f(1,n2)E1(n＝1,2,3?！?，此中E1為基態(tài)能量，其數(shù)值為E1＝－13.6eV。(3)氫原子的半徑公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，此中r1為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，其數(shù)值為r1＝0.53×10－10m。5．氫原子的能級(jí)圖能級(jí)圖如圖5－8所示圖5－8【題組訓(xùn)練】1．(多項(xiàng)選擇)(α粒子散射實(shí)驗(yàn))如圖5－9所示為盧瑟福和他的同事們做α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的表示圖，熒光屏和顯微鏡一同分別放在圖中的A、B、C、D四個(gè)地點(diǎn)時(shí)察看到的現(xiàn)象，下陳述法中正確的選項(xiàng)是圖5－9A．放在A地點(diǎn)時(shí)，同樣時(shí)間內(nèi)察看到屏上的閃光次數(shù)最多B．放在B地點(diǎn)時(shí)，同樣時(shí)間內(nèi)察看到屏上的閃光次數(shù)只比A地點(diǎn)時(shí)稍少些C．放在C、D地點(diǎn)時(shí)，屏上察看不到閃光D．放在D地點(diǎn)時(shí)，屏上還能夠察看到一些閃光，但次數(shù)很少答案AD2．氫原子從能級(jí)m躍遷到能級(jí)n時(shí)輻射紅光的頻次為ν1，從能級(jí)n躍遷到能級(jí)k時(shí)汲取紫光的頻次為ν2，已知普朗克常量為h，若氫原子從能級(jí)k躍遷到能級(jí)m，則A．汲取光子的能量為hν1＋hν2B．輻射光子的能量為hν1＋hν2C．汲取光子的能量為hν2－h(huán)ν1D．輻射光子的能量為hν2－h(huán)ν1分析由題意可知：Em－En＝hν1，Ek－En＝hν2。因?yàn)樽瞎獾念l次大于紅光的頻次，所以ν2＞ν1，即k能級(jí)的能量大于m能級(jí)的能量，氫原子從能級(jí)k躍遷到能級(jí)m時(shí)向外輻射能量，其值為Ek－Em＝hν2－h(huán)ν1，故只有D項(xiàng)正確。答案D3．(多項(xiàng)選擇)氫原子能級(jí)如圖5－10，當(dāng)氫原子從n＝3躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長為656nm。以下判斷正確的選項(xiàng)是圖5－10A．氫原子從n＝2躍遷到n＝1的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長大于656nmB．用波長為325nm的光照耀，可使氫原子從n＝1躍遷到n＝2的能級(jí)C．一群處于n＝3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生3種譜線D．用波長為633nm的光照耀，不可以夠使氫原子從n＝2躍遷到n＝3的能級(jí)分析能級(jí)間躍遷輻射的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差，能級(jí)差越大，輻射的光子頻次越大，波長越小，A錯(cuò)誤；由Em－En＝hν可知，B錯(cuò)誤，D正確；依據(jù)Ceq\o\al(2,3)＝3可知，輻射的光子頻次最多有3種，C正確。答案CD4．(多項(xiàng)選擇)(氫原子的能級(jí)躍遷)如圖5－11所示，為氫原子的能級(jí)圖，現(xiàn)有大批處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷。以下說法正確的選項(xiàng)是圖5－11A．這些氫原子總合可輻射出三種不同樣頻次的光B．氫原子由n＝3躍遷到n＝2產(chǎn)生的光頻次最大C．這些氫原子躍遷時(shí)輻射出光子能量的最大值為10.2eVD．氫原子由n＝3躍遷到n＝1產(chǎn)生的光照耀逸出功為6.34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng)E．氫原子由n＝3躍遷到n＝1產(chǎn)生的光波長最短分析大批處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷，總合可輻射出三種不同樣頻次的光，氫原子由n＝3躍遷到n＝2產(chǎn)生的光頻次最小，躍遷到n＝1產(chǎn)生的光頻次最大，波長最短，選項(xiàng)A、E正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)從n＝3能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)時(shí)輻射出光子能量最大，這些氫原子躍遷時(shí)輻射出光子能量的最大值為(－1.51eV)－(－13.6eV)＝12.09eV，照耀逸出功為6.34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確。答案ADE規(guī)律總結(jié)解答氫原子能級(jí)圖與原子躍遷問題的注意事項(xiàng)1．能級(jí)之間躍遷時(shí)放出的光子頻次是不連續(xù)的。2．能級(jí)之間發(fā)生躍遷時(shí)放出(汲取)光子的頻次由hν＝Em－En，求得。若求波長可由公式c＝λν求得。3．一個(gè)氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為n－1。4．一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)的兩種求解方法：①用數(shù)學(xué)中的組合知識(shí)求解：N＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(n(n－1),2)。②利用能級(jí)圖求解：在氫原子能級(jí)圖中將氫原子躍遷的各樣可能狀況一一畫出，此后相加。考點(diǎn)三原子核的衰變、核反響方程【必記重點(diǎn)】1．原子核的衰變(1)衰變的分類α衰變：eq\o\al(A,z)X→eq\o\al(A－4,z－2)Y＋eq\o\al(4,2)Heβ衰變：eq\o\al(A,z)X→Az＋1Y＋eq\o\al(0,－1)eγ衰變：當(dāng)放射性物質(zhì)連續(xù)發(fā)生衰變時(shí)，原子核中有的發(fā)生α衰變，有的發(fā)生β衰變，同時(shí)陪伴著γ輻射．(2)兩個(gè)典型的衰變方程α衰變：eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)Heβ衰變：eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋0－1e。2．半衰期(1)定義：放射性元素的原子核有多半發(fā)生衰變所需的時(shí)間。(2)影響要素：放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部自己的要素決定的，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外面條件沒有關(guān)系。(3)公式：N余＝N原·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(t,τ)m余＝m原·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(t,τ)t表示衰變時(shí)間τ表示半衰期。3．典型裂變、聚變反響eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(89,36)Kr＋eq\o\al(144,56)Ba＋3eq\o\al(1,0)neq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n＋17.6Mev4．人工轉(zhuǎn)變盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子：eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H查德威克發(fā)現(xiàn)中子eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(9,4)Be→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n約里奧居里夫妻發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時(shí)發(fā)現(xiàn)正電子eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)neq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,＋1)e?！绢}組訓(xùn)練】1．(衰變)以下核反響方程中，屬于α衰變的是A.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)HB.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)HeC.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nD.eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e分析A項(xiàng)屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變，B項(xiàng)屬于α衰變，C項(xiàng)屬于聚變反響，D項(xiàng)屬于β衰變。答案B2．(多項(xiàng)選擇)(半衰期的理解與計(jì)算)靜止的鐳原子核eq\o\al(228,88)Ra經(jīng)一次α衰變后變?yōu)橐粋€(gè)新核Rn，則以下有關(guān)說法正確的選項(xiàng)是A．該衰變方程為eq\o\al(228,88)Ra→eq\o\al(224,86)Rn＋eq\o\al(4,2)HeB．若該元素的半衰期為τ，則經(jīng)過2τ的時(shí)間，2kg的eq\o\al(228,88)Ra中有1.5kg已經(jīng)發(fā)生了衰變C．跟著該元素樣品的不停衰變，剩下未衰變的原子核eq\o\al(228,88)Ra愈來愈少，其半衰期也變短D．若把該元素放到密閉的容器中，則能夠減慢它的衰變速度E．該元素的半衰期不會(huì)隨它所處的物理環(huán)境、化學(xué)狀態(tài)的變化而變化分析由鐳的α衰變方程eq\o\al(228,88)Ra→eq\o\al(224,86)Rn＋eq\o\al(4,2)He，可判斷A正確。由m＝m0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(t,τ)，可知，t＝2τ時(shí)，m＝0.5kg，則已衰變的鐳為m衰＝2kg－0.5kg＝1.5kg，B正確。放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部自己要素決定的，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外面條件沒有關(guān)系，C、D錯(cuò)誤，E正確。選A、B、E。答案ABE3．(核反響方程)核反響方程eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋X中的X表示A．質(zhì)子B．電子C．光子D．中子分析設(shè)X的質(zhì)子數(shù)為m，質(zhì)量數(shù)為n，則有4＋2＝m＋6,9＋4＝12＋n，所以m＝0，n＝1，即X為中子，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確。答案D4．(核反響方程的書寫與反響種類的判斷)在以下描繪核過程的方程中，屬于α衰變的是________，屬于β衰變的是________，屬于裂變的是________，屬于聚變的是________。(填正確答案標(biāo)號(hào))A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)eB.eq\o\al(32,15)P→eq\o\al(32,16)S＋eq\o\al(0,－1)eC.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)HeD.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)HE.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(140,54)Xe＋eq\o\al(94,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)nF.eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n分析α衰變是原子核自覺地放射出α粒子的核衰變過程，選C；β衰變是原子核自覺地放射出β粒子的核衰變過程，選A、B；重核裂變選E；輕核聚變選F。答案CABEF考點(diǎn)四核能【必記重點(diǎn)】核能的理解與計(jì)算1．比聯(lián)合能越大，原子核聯(lián)合的越堅(jiān)固。2．到當(dāng)前為止，核能發(fā)電還只逗留在利用裂變核能發(fā)電。3．核能的計(jì)算方法：(1)依據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，用核反響的質(zhì)量損失的千克數(shù)乘以真空中光速c的平方。即ΔE＝Δmc2(J)。(2)依據(jù)1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5兆電子伏(MeV)能量，用核反響的質(zhì)量損失的原子質(zhì)量單位數(shù)乘以931.5MeV，即ΔE＝Δm×931.5(MeV)。(3)假如核反響時(shí)開釋的核能是以動(dòng)能形式表現(xiàn)，則核反響過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量即為開釋的核能。[例2]現(xiàn)有的核電站常用的核反響之一是：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(143,60)Nd＋Zr＋3eq\o\al(1,0)n＋8eq\o\al(0,－1)e＋eq\x\to(v)(1)核反響方程中的eq\x\to(v)是反中微子，它不帶電，質(zhì)量數(shù)為零，試確立生成物鋯(Zr)的電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)。(2)已知鈾核的質(zhì)量為235.0439u，中子的質(zhì)量為1.0087u，釹(Nd)核的質(zhì)量為142.9098u，鋯核的質(zhì)量為89.9047u，試計(jì)算1kg鈾235裂變開釋的能量為多少？(已知1u質(zhì)量相當(dāng)于931.5MeV的能量，且1u＝1.6606×10－27kg)[分析](1)鋯的電荷數(shù)Z＝92－60＋8＝40，質(zhì)量數(shù)A＝236－146＝90。(2)1kg鈾235中鈾核的個(gè)數(shù)為n＝eq\f(1,235.0439×1.6606×10－27)≈2.56×1024(個(gè))不考慮核反響中生成的電子質(zhì)量，1個(gè)軸235核裂變產(chǎn)生的質(zhì)量損失為Δm＝0.212u，開釋的能量為ΔE＝0.212×931.5MeV≈197.5MeV則1kg鈾235完滿裂變開釋的能量為E＝nΔE＝2.56×1024×197.5MeV≈8.1×1013J。[答案](1)4090(2)8.1×1013J【題組訓(xùn)練】1．(多項(xiàng)選擇)(質(zhì)量損失與質(zhì)能方程)下邊是鈾核裂變反響中的一個(gè)：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(136,54)Xe＋eq\o\al(90,38)Sr＋10eq\o\al(1,0)n已知eq\o\al(235,92)U的質(zhì)量為235.0439u，中子質(zhì)量為1.0087u，鍶90的質(zhì)量為89.9077u，氙136的質(zhì)量為135.9072u，則此核反響中A．質(zhì)量損失為Δm＝(235.0439＋1.0087－89.9077－135.9072)uB．質(zhì)量損失為Δm＝(235.0439＋1.0087－89.9077－135.9072－10×1.0087)uC．開釋的總能量為ΔE＝(235.0439＋1.0087－89.9077－135.9072－10×1.0087)×(3×108)2JD．開釋的總能量為ΔE＝(235.0439＋1.0087－89.9077－135.9072－10×1.0087)×931.5MeV分析計(jì)算損失質(zhì)量時(shí)要用反響前的總質(zhì)量減去反響后的總質(zhì)量，二者之差可用u或kg作單位，故A錯(cuò)，B對(duì)；質(zhì)量單位為u時(shí)，可直接用“1u的損失放出能量931.5MeV”計(jì)算總能量，故D對(duì)；當(dāng)質(zhì)量單位為kg時(shí)，直接乘以(3.0×108)2，總能量單位才是J，故C錯(cuò)。答案BD2．(多項(xiàng)選擇)(聯(lián)合能)如圖5－12所示是原子核的核子均勻質(zhì)量與原子序數(shù)Z的關(guān)系圖象，以下說法中正確的選項(xiàng)是圖5－12A．若原子核D和E聯(lián)合成F，聯(lián)合過程必然會(huì)汲取核能B．若原子核D和E聯(lián)合成F，聯(lián)合過程必然會(huì)開釋核能C．若原子核A分裂成B和C，分裂過程必然會(huì)汲取核能D．在核反響堆的鈾棒之間插入鎘棒是為了控制核反響速度分析原子核D和E聯(lián)合成F，有質(zhì)量損失，依據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，有能量開釋，應(yīng)選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；若原子核A分裂成B和C，也有質(zhì)量損失，依據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，有能量開釋，應(yīng)選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在核反響堆的鈾棒之間插入鎘棒，用鎘棒來汲取中子控制核反響速度，選項(xiàng)D正確。答案BD3．(多項(xiàng)選擇)(重核裂變)核電站的核能根源于eq\o\al(235,92)U核的裂變，以下說法中正確的選項(xiàng)是A．反響后的核廢料已不擁有放射性，不需要進(jìn)一步辦理B.eq\o\al(235,92)U的一種可能的裂變是變?yōu)閮纱酥械荣|(zhì)量的原子核，如eq\o\al(139,54)Xe和eq\o\al(95,38)Sr，反響方程為eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,54)Xe＋eq\o\al(95,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(235,92)U是天然放射性元素，常溫下它的半衰期約為45億年，高升溫度半衰期縮短D．一個(gè)eq\o\al(235,92)U核裂變的質(zhì)量損失為Δm＝0.2155u，則開釋的核能約201MeV分析反響后的核廢料仍舊擁有放射性，需要進(jìn)一步辦理，故A錯(cuò)誤；發(fā)生核反響的過程知足電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，故反響方程為eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,54)Xe＋eq\o\al(95,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n，故B正確；半衰期的大小由原子核內(nèi)部要素決定，與外面環(huán)境沒關(guān)，即高升溫度其實(shí)不可以夠使半衰期縮短，故C錯(cuò)誤；依據(jù)質(zhì)能方程ΔE＝0.2155×931MeV≈201MeV，故D正確。答案BD[限時(shí)45分鐘；滿分100分]選擇題(1～6題每題6分，7～14題每題8分)1．以下說法正確的選項(xiàng)是A．洛倫茲發(fā)了然盤旋加快器B．光電效應(yīng)現(xiàn)象說明光擁有粒子性C．密立根經(jīng)過油滴實(shí)驗(yàn)測出了電子的質(zhì)量D．盧瑟福經(jīng)過α粒子散射實(shí)驗(yàn)得出了原子核是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的分析勞倫斯發(fā)了然盤旋加快器，A錯(cuò)誤；光電效應(yīng)現(xiàn)象以及康普頓效應(yīng)均表示光擁有粒子性，B正確；密立根經(jīng)過油滴實(shí)驗(yàn)測出了元電荷的數(shù)值，C錯(cuò)誤；盧瑟福經(jīng)過α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式構(gòu)造模型，D錯(cuò)誤。答案B2．(2018·陜西質(zhì)檢)一單色光照到某金屬表面時(shí)，有光電子從金屬表面逸出，以下說法中正確的選項(xiàng)是A．只增大入射光的頻次，金屬逸出功將變大B．只延伸入射光的照耀時(shí)間，光電子的最大初動(dòng)能將增大C．只增大入射光的頻次，光電子的最大初動(dòng)能將增大D．只增大入射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能將增大分析依據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律，金屬逸出功是金屬自己的特點(diǎn)量，與入射光頻次沒關(guān)。只增大入射光的頻次，依據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，逸出的光電子的最大初動(dòng)能增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確。只延伸入射光的照耀時(shí)間，不可以夠增大逸出的光電子的最大初動(dòng)能，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。只增大入射光的強(qiáng)度，能夠增大逸出的光電子數(shù)目，不可以夠增大逸出的光電子的最大初動(dòng)能，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案C3．(2018·武昌調(diào)研)以下說法正確的選項(xiàng)是A．放射性元素的半衰期跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)沒關(guān)，但與外面條件有關(guān)B．某種頻次的紫外線照耀到金屬鋅板表面時(shí)能夠發(fā)生光電效應(yīng)，若增大該種紫外線照耀的強(qiáng)度，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能其實(shí)不改變C．依據(jù)玻爾的原子理論，氫原子的核外電子由能量較高的定態(tài)軌道躍遷到能量較低的定態(tài)軌道時(shí)，會(huì)輻射必然頻次的光子，同時(shí)核外電子的動(dòng)能變小D．用一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)用某一頻次的光入射，有光電流產(chǎn)生，若保持入射光的總能量不變而不停減小入射光的頻次，則素來有光電流產(chǎn)生分析放射性元素的半衰期跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)沒關(guān)，與外面條件也沒關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；某種頻次的紫外線照耀到金屬鋅板表面時(shí)能夠發(fā)生光電效應(yīng)，若增大該種紫外線照耀的強(qiáng)度，依據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能其實(shí)不改變，選項(xiàng)B正確；依據(jù)玻爾的原子理論，氫原子的核外電子由能量較高的定態(tài)軌道躍遷到能量較低的定態(tài)軌道時(shí)，會(huì)輻射必然頻次的光子，同時(shí)核外電子的勢能減小，動(dòng)能變大，總能量減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；用一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)用某一頻次的光入射，有光電流產(chǎn)生，若保持入射光的總能量不變而不停減小入射光的頻次，當(dāng)入射光的頻次小于金屬的極限頻次時(shí)，則不可以夠發(fā)生光電效應(yīng)，就沒有光電流產(chǎn)生，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案B4．(2018·廣西三市聯(lián)合調(diào)研)以下核反響方程及其表述完滿正確的選項(xiàng)是A.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(92,36)Kr＋eq\o\al(141,56)Ba＋3eq\o\al(1,0)n是裂變反響B(tài).eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,1)H是裂變反響C.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是人工核轉(zhuǎn)變D.eq\o\al(24,11)Na→eq\o\al(24,12)Mg＋eq\o\al(0,－1)e是聚變反響分析依據(jù)核反響的質(zhì)量數(shù)以及電荷數(shù)守恒可知，各選項(xiàng)的核反響方程式均正確，而B屬于輕核聚變、C屬于α衰變、D屬于β衰變，A正確。答案A5．(多項(xiàng)選擇)(2018·開封一模)以下說法正確的選項(xiàng)是A．β衰變現(xiàn)象說明電子是原子核的構(gòu)成部分B．α粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子擁有核式構(gòu)造C．氫原子核外電子軌道半徑越大，其能量越高D．原子從a能級(jí)狀態(tài)躍遷到b能級(jí)狀態(tài)時(shí)發(fā)射波長為λ1的光子，原子從b能級(jí)狀態(tài)躍遷到c能級(jí)狀態(tài)時(shí)汲取波長為λ2的光子，已知λ1＞λ2，那么原子從a能級(jí)躍遷到c能級(jí)狀態(tài)時(shí)將要汲取波長為eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)的光子分析β衰變現(xiàn)象說明原子核有復(fù)雜的構(gòu)造，原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成，A項(xiàng)錯(cuò)誤；α粒子散射實(shí)驗(yàn)說明原子擁有核式構(gòu)造，B項(xiàng)正確；氫原子核外電子軌道半徑越大，其能量越高，C項(xiàng)正確；由E＝hν及ν＝eq\f(c,λ)，可知原子從a能級(jí)狀態(tài)躍遷到b能級(jí)狀態(tài)發(fā)射光子的能量E1＝eq\f(hc,λ1)，原子從b能級(jí)狀態(tài)躍遷到c能級(jí)狀態(tài)時(shí)汲取光子的能量E2＝eq\f(hc,λ2)，則原子從a能級(jí)狀態(tài)躍遷到c能級(jí)狀態(tài)時(shí)要汲取光子的能量E3＝E2－E1＝eq\f(hc(λ1－λ2),λ2λ1)，波長為eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)，D項(xiàng)正確。答案BCD6．(2018·沈陽月考)如圖5－13所示，依據(jù)氫原子的能級(jí)圖，現(xiàn)讓一束單色光照耀到一群處于基態(tài)(量子數(shù)n＝1)的氫原子上，受激的氫原子能自覺地發(fā)出6種不同樣頻次的光，則照耀氫原子的單色光的光子能量為圖5－13A．13.6eVB．3.4eVC．12.75eVD．12.09eV分析依據(jù)受激的氫原子能發(fā)出6種不同樣頻次的色光，有6＝eq\f(n(n－1),2)，解得n＝4，即能發(fā)出6種不同樣頻次的光的受激氫原子必然是在n＝4能級(jí)，則照耀處于基態(tài)的氫原子的單色光的光子能量為－0.85eV－(－13.6eV)＝12.75eV，C正確。答案C7．(多項(xiàng)選擇)金屬鈣的逸出功為4.3×10－19J，普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，光速c＝3.0×108m/s，以下說法正確的選項(xiàng)是A．用波長為400nm的單色光照耀金屬鈣，其表面有光電子逸出B．用波長為400nm的單色光照耀金屬鈣，不可以夠產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象C．若某波長的單色光能使金屬鈣產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則增大光的強(qiáng)度將會(huì)使光電子的最大初動(dòng)能增大D．若某波長的單色光能使金屬鈣產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則減小光的強(qiáng)度將會(huì)使單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)減少分析波長為400nm的單色光的光子能量為E＝heq\f(c,λ)＝4.95×10－19J，大于鈣的逸出功，能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象。依據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律，光電子的最大初動(dòng)能決定于入射光的頻次而與其強(qiáng)度沒關(guān)，但強(qiáng)度決定了單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)的多少，正確選項(xiàng)為AD。答案AD8．(多項(xiàng)選擇)(2018·濰坊統(tǒng)考)以下說法正確的選項(xiàng)是A．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，證了然原子擁有能級(jí)構(gòu)造B．氘核的質(zhì)量嚴(yán)格等于一個(gè)獨(dú)立質(zhì)子的質(zhì)量和一個(gè)獨(dú)立中子質(zhì)量的和C．頻次為ν的光能夠使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，那么頻次大于ν的光也必然能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)D．氫原子只好汲取某些頻次的光子，證了然氫原子的能級(jí)是不連續(xù)的分析天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，證明原子核擁有復(fù)雜的構(gòu)造，A錯(cuò)誤；一個(gè)質(zhì)子和一此中子聚變?yōu)橐粋€(gè)氘核時(shí)，開釋出能量，有質(zhì)量損失，B錯(cuò)誤；產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻次大于金屬的極限頻次，所以假如頻次為ν的光能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則頻次大于ν的光也必然能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，C正確；氫原子只好汲取某些頻次的光子，且該光子的能量必然等于兩能級(jí)之間的能量差，證明氫原子的能級(jí)是不連續(xù)的，D正確。答案CD9．(多項(xiàng)選擇)(2018·洛陽調(diào)研)靜止在勻強(qiáng)磁場中的eq\o\al(238,92)U核發(fā)生α衰變，產(chǎn)生一個(gè)未知粒子x，它們?cè)诖艌鲋械倪\(yùn)動(dòng)徑跡如圖5－14所示，以下說法正確的選項(xiàng)是圖5－14A．該核反響方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)x＋eq\o\al(4,2)HeB．α粒子和粒子x在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)方向同樣C．軌跡1、2分別是α粒子、x粒子的運(yùn)動(dòng)徑跡D．α粒子、x粒子運(yùn)動(dòng)徑跡半徑之比為45∶1分析明顯選項(xiàng)A中核反響方程正確，A對(duì)；eq\o\al(238,92)U核靜止，依據(jù)動(dòng)量守恒可知α粒子和x新核速度方向相反，又都帶正電，則轉(zhuǎn)動(dòng)方向同樣，選項(xiàng)B對(duì)；依據(jù)動(dòng)量守恒可知α粒子和x新核的動(dòng)量大小p相等，由帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)半徑公式R＝eq\f(p,qB)可知軌道半徑R與其所帶電荷量成反比，半徑之比為45∶1，選項(xiàng)C錯(cuò)，D對(duì)。答案ABD10．(多項(xiàng)選擇)圖5－15為一真空光電管的應(yīng)用電路，其陰極金屬資料的極限頻次為4.5×1014Hz，則以下判斷中正確的選項(xiàng)是圖5－15A．發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，電路中光電流的飽和值取決于入射光的頻次B．發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，電路中光電流的飽和值取決于入射光的強(qiáng)度C．用λ＝0.5μm的光照耀光電管時(shí)，電路中有光電流產(chǎn)生D．光照耀時(shí)間越長，電路中的電流越大分析在光電管中若發(fā)生了光電效應(yīng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射光電子的數(shù)目只與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，光電流的飽和值只與單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射光電子的數(shù)目有關(guān)。據(jù)此可判斷A、D錯(cuò)誤，B正確。波長λ＝0.5μm的光子的頻次ν＝eq\f(c,λ)＝eq\f(3×1