《金版程》2025-高考大二輪刷題首選卷-物理專題五 考點(diǎn)4 近代物理初步含答案

大二輪刷題首選卷物理《金版程》2025-高考大二輪刷題首選卷-物理考點(diǎn)4近代物理初步考向一光電效應(yīng)、波粒二象性1.人們認(rèn)識(shí)量子論的第一步始于對(duì)黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的解釋，如圖畫出了T1、T2兩種溫度下黑體的輻射強(qiáng)度與其輻射光波長(zhǎng)的關(guān)系，下列說法正確的是()A．T1<T2B．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)C．隨著溫度升高，波長(zhǎng)短的輻射強(qiáng)度增大，波長(zhǎng)長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度減小D．愛因斯坦提出的能量子假說很好地解釋了黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律答案：B解析：對(duì)于黑體輻射，隨著溫度升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加，且輻射強(qiáng)度的極大值向著波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，因此根據(jù)圖像可知，T1>T2，故A、C錯(cuò)誤；黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)，故B正確；普朗克提出了能量子假說并根據(jù)能量子假說很好地解釋了黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，破除了“能量是連續(xù)變化的”傳統(tǒng)觀念，故D錯(cuò)誤。2．對(duì)以下幾位物理學(xué)家所做的科學(xué)貢獻(xiàn)，敘述正確的是()A．德布羅意認(rèn)為，每一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體，小到電子、質(zhì)子、中子，大到行星、太陽，都有一種波與之相對(duì)應(yīng)，這種波叫物質(zhì)波B．愛因斯坦通過對(duì)黑體輻射現(xiàn)象的研究，提出了量子說C．盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型D．貝克勒爾通過對(duì)氫原子光譜的分析，發(fā)現(xiàn)了放射現(xiàn)象答案：A解析：德布羅意認(rèn)為，每一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體，小到電子、質(zhì)子、中子，大到行星、太陽，都有一種波與之相對(duì)應(yīng)，這種波叫物質(zhì)波，故A正確；普朗克通過對(duì)黑體輻射現(xiàn)象的研究，提出了量子說，故B錯(cuò)誤；盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，查德威克通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了中子，故C錯(cuò)誤；貝克勒爾通過對(duì)含鈾的礦物進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。3．(2023·海南高考)(多選)已知一個(gè)激光發(fā)射器功率為P，發(fā)射波長(zhǎng)為λ的光，光速為c，普朗克常量為h，則()A．光的頻率為eq\f(c,λ)B．光子的能量為eq\f(h,λ)C．光子的動(dòng)量為eq\f(h,λ)D．在時(shí)間t內(nèi)激光器發(fā)射的光子數(shù)為eq\f(Ptc,hλ)答案：AC解析：光的頻率為ν＝eq\f(c,λ)，A正確；光子的能量為ε＝hν＝eq\f(hc,λ)，B錯(cuò)誤；光子的動(dòng)量為p＝eq\f(h,λ)，C正確；在時(shí)間t內(nèi)激光器發(fā)射的光子數(shù)為n＝eq\f(Pt,ε)＝eq\f(Ptλ,hc)，D錯(cuò)誤。4.利用如圖所示的電路研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，滑片P的位置在O點(diǎn)的正上方。已知入射光的頻率大于陰極K的截止頻率，且光的強(qiáng)度較大，則()A．減弱入射光的強(qiáng)度，遏止電壓變小B．P不移動(dòng)時(shí)，微安表的示數(shù)為零C．P向a端移動(dòng)，微安表的示數(shù)增大D．P向b端移動(dòng)，光電子到達(dá)陽極A的最大動(dòng)能增大答案：D解析：由eUc＝hν－W0可知，遏止電壓僅與入射光頻率和金屬逸出功有關(guān)，與入射光強(qiáng)度無關(guān)，故A錯(cuò)誤；P不移動(dòng)時(shí)，題圖中在光電管兩端所加電壓為零，管中無電場(chǎng)，電子從陰極K逸出具有初動(dòng)能，其可能到達(dá)A端，從而形成光電流，此時(shí)微安表有示數(shù)，故B錯(cuò)誤；P向a端移動(dòng)，則光電管兩端負(fù)向電壓變大，光電子從陰極K逸出后向A運(yùn)動(dòng)時(shí)減速，到達(dá)A的光電子數(shù)減小，則光電流變小，微安表的示數(shù)變小，故C錯(cuò)誤；P向b端移動(dòng)，光電管兩端正向電壓變大，由eUAK＝EkA－Ek初可知，光電子到達(dá)陽極A的最大動(dòng)能增大，故D正確。5．利用如圖甲所示的電路完成光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系如圖乙所示，圖乙中U1、ν1、ν0均已知，電子電荷量用e表示。下列說法正確的是()A．入射光頻率為ν1時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能Ek＝U1e－h(huán)ν0B．由Uc-ν圖像可求得普朗克常量h＝eq\f(U1e,ν1－ν0)C．滑動(dòng)變阻器的滑片P向N端移動(dòng)過程中，電流表示數(shù)一定一直增大D．把電源正負(fù)極對(duì)調(diào)之后，滑動(dòng)變阻器的滑片P向N端移動(dòng)過程中，電流表示數(shù)一定一直增大答案：B解析：由圖乙知，入射光頻率為ν1時(shí)，該金屬的遏止電壓為U1，由動(dòng)能定理得光電子的最大初動(dòng)能為Ek＝U1e，故A錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，以及Ek＝eUc，W0＝hν0，可得Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(h,e)ν0，結(jié)合圖乙，則普朗克常量為h＝eq\f(U1e,ν1－ν0)，故B正確；滑動(dòng)變阻器的滑片P向N端移動(dòng)過程中，光電管兩端的反向電壓增大，電流表示數(shù)減小，當(dāng)減小到0后不變，C錯(cuò)誤；把電源正負(fù)極對(duì)調(diào)之后，滑動(dòng)變阻器的滑片P向N端移動(dòng)過程中，光電管兩端的正向電壓增大，電流表示數(shù)增大，當(dāng)達(dá)到飽和光電流后，電流表示數(shù)不變，D錯(cuò)誤。6.讓電子束通過電場(chǎng)加速后，照射到金屬晶格(大小約10－10m)上，可得到電子的衍射圖樣，如圖所示。下列說法正確的是()A．電子衍射圖樣說明了電子具有粒子性B．加速電壓越大，電子的物質(zhì)波波長(zhǎng)越長(zhǎng)C．電子物質(zhì)波波長(zhǎng)比可見光波長(zhǎng)更長(zhǎng)D．動(dòng)量相等的質(zhì)子和電子，對(duì)應(yīng)的物質(zhì)波波長(zhǎng)也相等答案：D解析：電子衍射圖樣說明了電子具有波動(dòng)性，A錯(cuò)誤；根據(jù)eU＝eq\f(1,2)mv2，λ＝eq\f(h,mv)，解得λ＝eq\f(h,\r(2meU))，則加速電壓越大，電子的物質(zhì)波波長(zhǎng)越短，B錯(cuò)誤；電子經(jīng)過金屬晶格得到衍射圖樣，說明電子的物質(zhì)波波長(zhǎng)與金屬晶格長(zhǎng)度相近，為10－10m，可見光波長(zhǎng)約400～780nm，則電子物質(zhì)波波長(zhǎng)比可見光波長(zhǎng)更短，C錯(cuò)誤；根據(jù)λ＝eq\f(h,p)，動(dòng)量相等的質(zhì)子和電子，對(duì)應(yīng)的物質(zhì)波波長(zhǎng)也相等，D正確?？枷蚨湓庸庾V原子結(jié)構(gòu)7.(2023·湖北高考)2022年10月，我國自主研發(fā)的“夸父一號(hào)”太陽探測(cè)衛(wèi)星成功發(fā)射。該衛(wèi)星搭載的萊曼阿爾法太陽望遠(yuǎn)鏡可用于探測(cè)波長(zhǎng)為121.6nm的氫原子譜線(對(duì)應(yīng)的光子能量為10.2eV)。根據(jù)如圖所示的氫原子能級(jí)圖，可知此譜線來源于太陽中氫原子()A．n＝2和n＝1能級(jí)之間的躍遷B．n＝3和n＝1能級(jí)之間的躍遷C．n＝3和n＝2能級(jí)之間的躍遷D．n＝4和n＝2能級(jí)之間的躍遷答案：A解析：由圖可知，氫原子從n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)發(fā)射光子的能量為ΔE＝E2－E1＝－3.4eV－(－13.6eV)＝10.2eV，與題中氫原子譜線所對(duì)應(yīng)的光子能量相等，故可知此譜線來源于太陽中氫原子n＝2和n＝1能級(jí)之間的躍遷。故選A。8.如圖所示為氫原子的能級(jí)示意圖，則下列說法正確的是()A．大量處于n＝4能級(jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，能發(fā)出3種不同頻率的光B．一個(gè)處于n＝4能級(jí)的氫原子，最多只能放出6種光子C．用能量為10.6eV的大量電子，去激發(fā)處于基態(tài)的大量氫原子，可能使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)D．已知金屬鉀的逸出功為2.25eV，氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)釋放的光子可使金屬鉀發(fā)生光電效應(yīng)答案：C解析：大量處于n＝4能級(jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，根據(jù)Ceq\o\al(2,4)＝6，可知能發(fā)出6種不同頻率的光，A錯(cuò)誤；一個(gè)處于n＝4能級(jí)的氫原子，可能出現(xiàn)的躍遷路徑為4→1，4→2→1，4→3→1，4→3→2→1，可知最多只能放出3種光子，B錯(cuò)誤；處于基態(tài)的氫原子躍遷到n＝2激發(fā)態(tài)需要吸收的能量為ΔE＝E2－E1＝10.2eV，因?yàn)殡娮拥哪芰靠梢圆糠直晃眨视媚芰繛?0.6eV的大量電子，去激發(fā)處于基態(tài)的大量氫原子，可能使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)，C正確；氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)釋放的光子能量為ΔE′＝E3－E2＝－1.51eV－(－3.40eV)＝1.89eV，由于光子能量小于金屬鉀的逸出功，故不能使金屬鉀發(fā)生光電效應(yīng)，D錯(cuò)誤。9．氫原子的能級(jí)圖如圖甲所示，一群處于第4能級(jí)的氫原子，向低能級(jí)躍遷過程中能發(fā)出6種不同頻率的光，其中只有頻率為νa、νb的兩種光可讓圖乙所示的光電管陰極K發(fā)生光電效應(yīng)。分別用頻率為νa、νb的兩個(gè)光源照射光電管陰極K，測(cè)得電流隨電壓變化的圖像如圖丙所示。下列說法中正確的是()A．處于第4能級(jí)的氫原子可以吸收一個(gè)能量為0.75eV的光子并電離B．圖丙中的圖線a所表示的光是氫原子由第4能級(jí)向基態(tài)躍遷發(fā)出的C．圖丙中的圖線b所表示的光的光子能量為12.75eVD．用圖丙中的圖線a所表示的光照射陰極K時(shí)光電子的最大初動(dòng)能比用圖線b所表示的光照射時(shí)更大答案：C解析：由于處于n＝4能級(jí)的氫原子的能量是－0.85eV，所以處于第4能級(jí)的氫原子吸收一個(gè)能量至少為0.85eV的光子才能電離，A錯(cuò)誤；a、b兩種光是氫原子躍遷發(fā)出的6種頻率不同光中能量較大的兩種，則由圖甲可知，應(yīng)該分別是由n＝4能級(jí)和n＝3能級(jí)向n＝1能級(jí)躍遷而發(fā)出的，再由圖丙可知，a光的遏止電壓較小，說明a光光子的能量較小，所以它是由第3能級(jí)向基態(tài)躍遷發(fā)出的，B錯(cuò)誤；b光是氫原子由n＝4能級(jí)向基態(tài)躍遷發(fā)出的，由圖甲可知其光子的能量為ΔE＝E4－E1＝－0.85eV－(－13.6eV)＝12.75eV，C正確；由圖丙知a光的遏止電壓小，由Uce＝Ek知它對(duì)應(yīng)的光電子的最大初動(dòng)能小，D錯(cuò)誤?？枷蛉雍说乃プ儭⒑朔磻?yīng)與核能10．(2023·廣東高考)理論認(rèn)為，大質(zhì)量恒星塌縮成黑洞的過程，受核反應(yīng)126C＋Y→168O的影響。下列說法正確的是()A．Y是β粒子，β射線穿透能力比γ射線強(qiáng)B．Y是β粒子，β射線電離能力比γ射線強(qiáng)C．Y是α粒子，α射線穿透能力比γ射線強(qiáng)D．Y是α粒子，α射線電離能力比γ射線強(qiáng)答案：D解析：設(shè)Y的原子核符號(hào)為eq\o\al(A,Z)X，根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒有12＋A＝16，6＋Z＝8，解得A＝4，Z＝2，可知Y的原子核符號(hào)是eq\o\al(4,2)He，即Y是α粒子，α射線穿透能力比γ射線弱，電離能力比γ射線強(qiáng)，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。11．對(duì)下列核衰變或核反應(yīng)的類型，說法正確的一項(xiàng)是()①eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)e②eq\o\al(32,15)P→eq\o\al(32,16)S＋eq\o\al(0,－1)e③eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He④eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H⑤eq\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)n⑥eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nA．①②③屬于衰變 B．③⑤屬于裂變C．④⑥屬于聚變 D．④⑤⑥屬于人工核轉(zhuǎn)變答案：A解析：①是β衰變方程，②是β衰變方程，③是α衰變方程，④是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程，⑤是重核裂變方程，⑥是輕核聚變方程，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。12．關(guān)于天然放射現(xiàn)象，以下敘述正確的是()A．若使放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期將減小B．β衰變中釋放出電子說明原子核內(nèi)有電子C．在α衰變、β衰變中伴隨產(chǎn)生γ射線，衰變前后的核子數(shù)不變，但存在質(zhì)量虧損D．釷核(eq\o\al(232,90)Th)衰變?yōu)殡焙?eq\o\al(220,86)Rn)的過程中，要經(jīng)過2次α衰變和3次β衰變答案：C解析：半衰期是由原子核內(nèi)部自身因素決定的，與外界因素?zé)o關(guān)，故A錯(cuò)誤；β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的，故B錯(cuò)誤；在α、β衰變中伴隨產(chǎn)生γ射線，衰變前后的核子總數(shù)不變，因伴隨能量釋放，故根據(jù)ΔE＝Δmc2可知，反應(yīng)前后存在質(zhì)量虧損，C正確；eq\o\al(232,90)Th衰變?yōu)閑q\o\al(220,86)Rn的過程中，由質(zhì)量數(shù)守恒知232＝220＋4m，得m＝3，即經(jīng)過3次α衰變，再由電荷數(shù)守恒知90＝86＋3×2－n，得n＝2，即經(jīng)過2次β衰變，故D錯(cuò)誤。13．原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示。根據(jù)該曲線，下列判斷正確的是()A．eq\o\al(6,3)Li核的結(jié)合能約為15MeVB．eq\o\al(235,92)U核比eq\o\al(89,36)Kr核穩(wěn)定C．eq\o\al(235,92)U核的結(jié)合能比eq\o\al(89,36)Kr核的大D．兩個(gè)eq\o\al(2,1)H核結(jié)合成eq\o\al(4,2)He核時(shí)釋放的能量等于eq\o\al(4,2)He核的結(jié)合能答案：C解析：eq\o\al(6,3)Li核的比結(jié)合能約為5MeV，核子數(shù)為6，則eq\o\al(6,3)Li核的結(jié)合能約為30MeV，A錯(cuò)誤；2eq\o\al(235,92)U核比eq\o\al(89,36)Kr核的比結(jié)合能小，則eq\o\al(89,36)Kr核比eq\o\al(235,92)U核更穩(wěn)定，B錯(cuò)誤；eq\o\al(235,92)U核的比結(jié)合能約為7.5MeV，核子數(shù)為235，則eq\o\al(235,92)U核的結(jié)合能約為1762.5MeV，而eq\o\al(89,36)Kr核的比結(jié)合能約為8.5MeV，核子數(shù)為89，則eq\o\al(89,36)Kr核的結(jié)合能約為756.5MeV，因此eq\o\al(235,92)U核的結(jié)合能比eq\o\al(89,36)Kr核的大，C正確；eq\o\al(4,2)He核的結(jié)合能等于2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成eq\o\al(4,2)He核時(shí)釋放的能量，D錯(cuò)誤。14．靜止在真空勻強(qiáng)電場(chǎng)中的某原子核發(fā)生衰變，其衰變粒子與反沖核的初速度方向均與電場(chǎng)方向垂直，且經(jīng)過相等的時(shí)間后形成的軌跡如圖所示(a、b表示長(zhǎng)度)。原子核重力不計(jì)，則該衰變方程可能是()A．eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(234,90)Th B．eq\o\al(226,88)Ra→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(222,86)RnC．eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(234,91)Pa D．eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(14,7)N答案：A解析：由軌跡彎曲方向可以看出，反沖核與衰變粒子的受力方向均與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，衰變粒子帶正電，所以衰變粒子為α粒子，C、D錯(cuò)誤；設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，上方軌跡對(duì)應(yīng)粒子的電荷量為q1，質(zhì)量為m1，下方軌跡對(duì)應(yīng)粒子的電荷量為q2，質(zhì)量為m2，由動(dòng)量守恒有m1v1＝m2v2，根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，則有v1t＝9a，eq\f(1,2)·eq\f(q1E,m1)·t2＝a，v2t＝b，eq\f(1,2)·eq\f(q2E,m2)·t2＝5b，聯(lián)立得到eq\f(q1,q2)＝eq\f(1,45)，所以A選項(xiàng)中衰變方程產(chǎn)生的新粒子符合要求，B選項(xiàng)中衰變方程產(chǎn)生的新粒子不符合要求，故該衰變方程可能是A。15．太陽產(chǎn)生的能量主要來自三種核反應(yīng)，這些反應(yīng)的最終結(jié)果是氫轉(zhuǎn)變成氦，其中一種核反應(yīng)的方程為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n，太陽每秒鐘因?yàn)楹朔磻?yīng)失去的質(zhì)量大約為400萬噸。已知光速c＝3×108m/s，則()A．太陽的總輸出功率大約為3.6×1026WB．eq\o\al(4,2)He的比結(jié)合能小于eq\o\al(2,1)H的比結(jié)合能C．eq\o\al(4,2)He的核子平均質(zhì)量大于eq\o\al(2,1)H的核子平均質(zhì)量D．eq\o\al(2,1)H和eq\o\al(3,1)H聚變成eq\o\al(4,2)He的過程中只有核力做功答案：A解析：由題可知，太陽的總輸出功率P＝eq\f(Δmc2,t)＝eq\f(4×109×（3×108）2,1)W＝3.6×1026W，A正確；聚變或裂變都是把比結(jié)合能較小的原子核聚變或裂變成比結(jié)合能較大的原子核，所以eq\o\al(4,2)He的比結(jié)合能大于eq\o\al(2,1)H的比結(jié)合能，B錯(cuò)誤；eq\o\al(4,2)He核與eq\o\al(2,1)H核相比，比結(jié)合能較大，核子平均質(zhì)量較小，C錯(cuò)誤；eq\o\al(2,1)H和eq\o\al(3,1)H聚變成eq\o\al(4,2)He的過程中除有核力做功外，還有庫侖力做功，D錯(cuò)誤。16．北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)是世界高能物理研究的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。在正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)中，一個(gè)電子和一個(gè)正電子對(duì)撞發(fā)生湮滅而轉(zhuǎn)化為一對(duì)光子。設(shè)對(duì)撞前正、負(fù)電子的質(zhì)量均為m、動(dòng)能均為E。已知真空中的光速為c，普朗克常量為h，則對(duì)撞后轉(zhuǎn)化成光子的波長(zhǎng)等于()A.eq\f(hc,E) B.eq\f(h,mc)C.eq\f(hc,mc2＋E) D.eq\f(hc,2mc2＋E)答案：C解析：由于光子無靜止質(zhì)量，則正電子與負(fù)電子對(duì)撞過程中的質(zhì)量虧損為Δm＝2m－0＝2m，由愛因斯坦質(zhì)能方程可得電子對(duì)撞放出的能量為ΔE＝Δm·c2＝2mc2，根據(jù)能量守恒定律得，每個(gè)光子的能量為ε＝eq\f(2mc2＋2E,2)＝mc2＋E，又ε＝hν＝heq\f(c,λ)，聯(lián)立得對(duì)撞后轉(zhuǎn)化成光子的波長(zhǎng)λ＝eq\f(hc,mc2＋E)，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。17．(多選)一核電站年發(fā)電量約4.5×1010kW·h，發(fā)電效率約34%。已知一個(gè)鈾235裂變時(shí)釋放的能量約為200MeV，下列說法正確的是()A．每年需要約5×1028個(gè)鈾235發(fā)生裂變B．每年鈾235虧損的質(zhì)量約為5.3kgC．鈾235發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件與鈾塊的體積有關(guān)D．為控制裂變反應(yīng)速度常用石墨、重水和普通水作為慢化劑答案：BC解析：由η＝eq\f(W,ΔE)＝eq\f(W,nΔE0)，可得每年需要發(fā)生裂變的鈾235個(gè)數(shù)n＝eq\f(W,ηΔE0)＝eq\f(4.5×1010×103×3600,0.34×200×106×1.6×10－19)≈1.489×1028，故A錯(cuò)誤；由ΔE0＝Δmc2可得Δm＝eq\f(ΔE0,c2)＝eq\f(200×106×1.6×10－19,（3×108）2)kg≈3.556×10－28kg，每年鈾235虧損的質(zhì)量約為ΔM＝n·Δm≈5.3kg，故B正確；鈾塊達(dá)到臨界體積才能維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)持續(xù)不斷進(jìn)行下去，故C正確；鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中常用石墨、重水和普通水作為慢化劑，使裂變時(shí)產(chǎn)生的中子速度減小，易于被鈾核捕獲發(fā)生核反應(yīng)，而利用鎘棒吸收中子以控制反應(yīng)速度，故D錯(cuò)誤。18．在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)靜止的放射性原子核(eq\o\al(A,Z)X)發(fā)生了一次α衰變。放射出的α粒子(eq\o\al(4,2)He)在與磁場(chǎng)垂直的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為R。以m、q分別表示α粒子的質(zhì)量和電荷量，生成的新核用Y表示，真空中光速為c，下列說法正確的是()A．新核Y在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為RY＝eq\f(4,Z－4)RB．α粒子做圓周運(yùn)動(dòng)可等效成一個(gè)環(huán)形電流，且電流大小為I＝eq\f(2Bq2,πm)C．若衰變過程中釋放的核能都轉(zhuǎn)化為α粒子和新核Y的動(dòng)能，則衰變過程中的質(zhì)量虧損約為Δm＝eq\f(A（qBR）2,2m（A－4）c2)D．發(fā)生衰變后產(chǎn)生的α粒子與新核Y在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)方向相同，且軌跡為相內(nèi)切的圓答案：C解析：粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，有qvB＝meq\f(v2,R)，解得粒子的軌道半徑R＝eq\f(mv,qB)，衰變過程動(dòng)量守恒，則α粒子與新核Y的動(dòng)量大小mv相等，根據(jù)軌道半徑公式結(jié)合電荷數(shù)守恒，則有eq\f(RY,R)＝eq\f(q,qY)＝eq\f(2,Z－2)，解得RY＝eq\f(2,Z－2)R，故A錯(cuò)誤；α粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T＝eq\f(2πR,v)＝eq\f(2πm,qB)，則α粒子形成的環(huán)形電流大小為I＝eq\f(q,T)＝eq\f(q,\f(2πm,qB))＝eq\f(Bq2,2πm)，故B錯(cuò)誤；對(duì)α粒子，由洛倫茲力提供向心力，則有qvαB＝meq\f(veq\o\al(2,α),R)，解得vα＝eq\f(BqR,m)，由質(zhì)量數(shù)守恒可知，衰變后新核Y的質(zhì)量為mY＝eq\f(A－4,4)m，衰變過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律得mYvY－mvα＝0，解得vY＝eq\f(m,mY)vα，系統(tǒng)增加的動(dòng)能為ΔE＝eq\f(1,2)mYveq\o\al(2,Y)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,α)，由質(zhì)能方程得ΔE＝Δmc2，聯(lián)立解得衰變過程中的質(zhì)量虧損約為Δm＝eq\f(A（qBR）2,2m（A－4）c2)，故C正確；由動(dòng)量守恒可知，衰變后產(chǎn)生的α粒子與新核Y在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)方向相反，由左手定則知旋轉(zhuǎn)方向相同，軌跡圓應(yīng)外切，故D錯(cuò)誤。19．在一次核反應(yīng)中eq\o\al(235,92)U變成eq\o\al(136,54)Xe和eq\o\al(90,38)Sr，同時(shí)釋放出若干X粒子。eq\o\al(235,92)U的平均結(jié)合能約為7.6MeV，eq\o\al(136,54)Xe的平均結(jié)合能約為8.4MeV，eq\o\al(90,38)Sr的平均結(jié)合能約為8.7MeV，下列說法正確的是()A．X粒子為電子B．一個(gè)eq\o\al(235,92)U核分解為核子時(shí)要釋放的能量約為1786MeVC．核子結(jié)合成一個(gè)eq\o\al(90,38)Sr核吸收的能量約為783MeVD．一個(gè)該核反應(yīng)能釋放出的能量約為139.4MeV答案：D解析：根據(jù)核反應(yīng)過程電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒知，X粒子的電荷數(shù)為0，所以只能為中子，A錯(cuò)誤；一個(gè)eq\o\al(235,92)U核分解成核子時(shí)，要吸收的能量為E1＝235×7.6MeV＝1786MeV，B錯(cuò)誤；核子結(jié)合成一個(gè)eq\o\al(90,38)Sr核要放出的能量為E3＝90×8.7MeV＝783MeV，C錯(cuò)誤；使核子結(jié)合成一個(gè)eq\o\al(136,54)Xe核要放出的能量為E2＝136×8.4MeV＝1142.4MeV，一個(gè)該核反應(yīng)放出的能量為E＝E2＋E3－E1＝139.4MeV，D正確。1．(2024·湖南高考)量子技術(shù)是當(dāng)前物理學(xué)應(yīng)用研究的熱點(diǎn)，下列關(guān)于量子論的說法正確的是()A．普朗克認(rèn)為黑體輻射的能量是連續(xù)的B．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，紅光照射可以讓電子從某金屬表面逸出，若改用紫光照射也可以讓電子從該金屬表面逸出C．康普頓研究石墨對(duì)X射線散射時(shí)，發(fā)現(xiàn)散射后僅有波長(zhǎng)小于原波長(zhǎng)的射線成分D．德布羅意認(rèn)為質(zhì)子具有波動(dòng)性，而電子不具有波動(dòng)性答案：B解析：普朗克認(rèn)為黑體輻射的能量是一份一份的，是量子化的，故A錯(cuò)誤；發(fā)生光電效應(yīng)的條件是，入射光的頻率大于金屬的極限頻率，紫光的頻率大于紅光的頻率，因此若紅光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，紫光也能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故B正確；康普頓研究石墨對(duì)X射線散射時(shí)，發(fā)現(xiàn)散射后除了波長(zhǎng)等于原波長(zhǎng)的射線成分外，還有波長(zhǎng)大于原波長(zhǎng)的射線成分，故C錯(cuò)誤；德布羅意認(rèn)為所有實(shí)物粒子都具有波動(dòng)性，故D錯(cuò)誤。2．(2024·新課標(biāo)卷)三位科學(xué)家由于在發(fā)現(xiàn)和合成量子點(diǎn)方面的突出貢獻(xiàn)，榮獲了2023年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。不同尺寸的量子點(diǎn)會(huì)發(fā)出不同顏色的光。現(xiàn)有兩種量子點(diǎn)分別發(fā)出藍(lán)光和紅光，下列說法正確的是()A．藍(lán)光光子的能量大于紅光光子的能量B．藍(lán)光光子的動(dòng)量小于紅光光子的動(dòng)量C．在玻璃中傳播時(shí)，藍(lán)光的速度大于紅光的速度D．藍(lán)光在玻璃中傳播時(shí)的頻率小于它在空氣中傳播時(shí)的頻率答案：A解析：藍(lán)光的頻率大于紅光的頻率，根據(jù)ε＝hν，可知藍(lán)光光子的能量大于紅光光子的能量，故A正確；藍(lán)光的波長(zhǎng)小于紅光的波長(zhǎng)，根據(jù)p＝eq\f(h,λ)，可知藍(lán)光光子的動(dòng)量大于紅光光子的動(dòng)量，故B錯(cuò)誤；由于藍(lán)光的頻率大于紅光的頻率，則玻璃對(duì)藍(lán)光的折射率大于對(duì)紅光的折射率，根據(jù)v＝eq\f(c,n)，可知在玻璃中傳播時(shí)，藍(lán)光的速度小于紅光的速度，故C錯(cuò)誤；光在不同介質(zhì)中傳播時(shí)頻率不變，則藍(lán)光在玻璃中傳播時(shí)的頻率等于它在空氣中傳播時(shí)的頻率，故D錯(cuò)誤。3．(2024·遼寧高考)(多選)X射線光電子能譜儀是利用X光照射材料表面激發(fā)出光電子，并對(duì)光電子進(jìn)行分析的科研儀器。用某一頻率的X光照射某種金屬表面，逸出了光電子，若增加此X光的強(qiáng)度，則()A．該金屬的逸出功增大 B．X光的光子能量不變C．逸出的光電子最大初動(dòng)能增大 D．單位時(shí)間逸出的光電子數(shù)增多答案：BD解析：金屬的逸出功僅與金屬自身有關(guān)，增加此X光的強(qiáng)度，該金屬的逸出功不變，故A錯(cuò)誤；增加此X光的強(qiáng)度，單位時(shí)間照射到該金屬表面的光子數(shù)增多，則單位時(shí)間逸出的光電子數(shù)增多，但X光的光子頻率不變，根據(jù)光子能量公式ε＝hν可知，X光的光子能量不變，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，逸出的光電子最大初動(dòng)能不變，故B、D正確，C錯(cuò)誤。4．(2024·海南高考)利用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)，閉合單刀雙擲開關(guān)S，使開關(guān)接1，用頻率為ν1的光照射光電管，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表的示數(shù)剛好為0，此時(shí)電壓表的示數(shù)為U1，已知電子電荷量為e，普朗克常量為h，下列說法正確的是()A．其他條件不變，增大光強(qiáng)，電壓表示數(shù)增大B．改用比ν1更大頻率的光照射，調(diào)整電流表的示數(shù)為零，此時(shí)電壓表示數(shù)仍為U1C．其他條件不變，使開關(guān)接2，電流表示數(shù)仍為零D．光電管陰極材料的截止頻率νc＝ν1－eq\f(eU1,h)答案：D解析：當(dāng)開關(guān)S接1時(shí)，光電管兩端接反向電壓，用頻率為ν1的光照射光電管，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表的示數(shù)剛好為0時(shí)，電壓表的示數(shù)為U1，對(duì)從光電管陰極逸出的具有最大初動(dòng)能Ek且逸出時(shí)速度方向垂直于陰極極板表面的光電子，由動(dòng)能定理，有－eU1＝0－Ek，設(shè)光電管陰極材料的逸出功為W0，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程，有Ek＝hν1－W0，聯(lián)立解得U1＝eq\f(hν1,e)－eq\f(W0,e)，則其他條件不變，增大光強(qiáng)，電壓表的示數(shù)不變，故A錯(cuò)誤；改用比ν1更大頻率的光照射，金屬的逸出功W0不變，調(diào)整電流表的示數(shù)為零，由U＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)可知，遏止電壓U變大，即此時(shí)電壓表示數(shù)大于U1，故B錯(cuò)誤；其他條件不變，使開關(guān)S接2，此時(shí)光電管兩端接正向電壓，光電子在光電管中做加速運(yùn)動(dòng)，則一定有光電流產(chǎn)生，電流表示數(shù)不為零，故C錯(cuò)誤；陰極材料逸出功W0＝hνc，又U1＝eq\f(hν1,e)－eq\f(W0,e)，聯(lián)立解得光電管陰極材料的截止頻率νc＝ν1－eq\f(eU1,h)，故D正確。5.(2024·江蘇高考)在某原子發(fā)生的躍遷中，輻射出如圖所示的4種光子，其中只有一種光子可使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，是()A．λ1 B．λ2C．λ3 D．λ4答案：C解析：根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，若只有一種光子可以使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則該光子的能量最大，又由題圖可知，輻射的λ3光子的能量最大，所以只有λ3光子可以使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，C正確。6．(2024·全國甲卷)氘核可通過一系列聚變反應(yīng)釋放能量，總的反應(yīng)效果可用6eq\o\al(2,1)H→2eq\o\al(4,2)He＋xeq\o\al(1,0)n＋yeq\o\al(1,1)p＋43.15MeV表示，式中x、y的值分別為()A．x＝1，y＝2 B．x＝1，y＝3C．x＝2，y＝2 D．x＝3，y＝1答案：C解析：根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒，可得6×2＝2×4＋x＋y，根據(jù)核反應(yīng)中電荷數(shù)守恒，可得6＝2×2＋y，聯(lián)立解得x＝2，y＝2，故選C。7．(2024·河北高考)鋰是新能源汽車、儲(chǔ)能和信息通信等新興產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵材料。研究表明，鋰元素主要來自宇宙線高能粒子與星際物質(zhì)的原子核產(chǎn)生的散裂反應(yīng)，其中一種核反應(yīng)方程為eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(7,3)Li＋2eq\o\al(1,1)H＋X，式中的X為()A.eq\o\al(1,0)n B.eq\o\al(0,－1)eC.eq\o\al(0,1)e D.eq\o\al(4,2)He答案：D解析：設(shè)X的質(zhì)量數(shù)為A，電荷數(shù)為Z，根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒得12＋1＝7＋2×1＋A，根據(jù)核反應(yīng)前后電荷數(shù)守恒得6＋1＝3＋2×1＋Z，解得A＝4，Z＝2，故式中的X為eq\o\al(4,2)He，D正確。8．(2024·廣東高考)我國正在建設(shè)的大科學(xué)裝置——“強(qiáng)流重離子加速器”，其科學(xué)目標(biāo)之一是探尋神秘的“119號(hào)”元素?？茖W(xué)家嘗試使用核反應(yīng)Y＋eq\o\al(243,95)Am→eq\o\al(A,119)X＋2eq\o\al(1,0)n產(chǎn)生該元素。關(guān)于原子核Y和質(zhì)量數(shù)A，下列選項(xiàng)正確的是()A．Y為eq\o\al(58,26)Fe，A＝299 B．Y為eq\o\al(58,26)Fe，A＝301C．Y為eq\o\al(54,24)Cr，A＝295 D．Y為eq\o\al(54,24)Cr，A＝297答案：C解析：設(shè)Y的電荷數(shù)為y，根據(jù)核反應(yīng)過程電荷數(shù)守恒，有y＋95＝119＋2×0，可得y＝24，結(jié)合選項(xiàng)可知Y為eq\o\al(54,24)Cr；根據(jù)核反應(yīng)過程質(zhì)量數(shù)守恒，有54＋243＝A＋2×1，可得A＝295，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。9．(2024·北京高考)已知釷234的半衰期是24天。1g釷234經(jīng)過48天后，剩余釷234的質(zhì)量為()A．0g B．0.25gC．0.5g D．0.75g答案：B解析：釷234的半衰期是24天，1g釷234經(jīng)過48天后，剩余釷234的質(zhì)量m＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up6(\f(48天,24天))×1g＝0.25g，故選B。10.(2023·山東高考)“夢(mèng)天號(hào)”實(shí)驗(yàn)艙攜帶世界首套可相互比對(duì)的冷原子鐘組發(fā)射升空，對(duì)提升我國導(dǎo)航定位、深空探測(cè)等技術(shù)具有重要意義。如圖所示為某原子鐘工作的四能級(jí)體系，原子吸收頻率為ν0的光子從基態(tài)能級(jí)Ⅰ躍遷至激發(fā)態(tài)能級(jí)Ⅱ，然后自發(fā)輻射出頻率為ν1的光子，躍遷到鐘躍遷的上能級(jí)2，并在一定條件下可躍遷到鐘躍遷的下能級(jí)1，實(shí)現(xiàn)受激輻射，發(fā)出鐘激光，最后輻射出頻率為ν3的光子回到基態(tài)。該原子鐘產(chǎn)生的鐘激光的頻率ν2為()A．ν0＋ν1＋ν3 B．ν0＋ν1－ν3C．ν0－ν1＋ν3 D．ν0－ν1－ν3答案：D解析：原子吸收頻率為ν0的光子從基態(tài)能級(jí)Ⅰ躍遷至激發(fā)態(tài)能級(jí)Ⅱ時(shí)有EⅡ－EⅠ＝hν0，從激發(fā)態(tài)能級(jí)Ⅱ向下躍遷到基態(tài)能級(jí)Ⅰ的過程有EⅡ－EⅠ＝hν1＋hν2＋hν3，聯(lián)立解得ν2＝ν0－ν1－ν3，故選D。11．(2024·江西高考)近年來，江西省科學(xué)家發(fā)明硅襯底氮化鎵基系列發(fā)光二極管(LED)，開創(chuàng)了國際上第三條LED技術(shù)路線。某氮化鎵基LED材料的簡(jiǎn)化能級(jí)如圖所示，若能級(jí)差為2.20eV(約3.52×10－19J)，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，則發(fā)光頻率約為()A．6.38×1014Hz B．5.67×1014HzC．5.31×1014Hz D．4.67×1014Hz答案：C解析：根據(jù)輻射條件可知，輻射出的光子能量ε＝3.52×10－19J，由ε＝hν可知，發(fā)光頻率ν＝eq\f(ε,h)，代入數(shù)據(jù)解得ν＝5.31×1014Hz，C正確。12．(2024·浙江1月選考)氫原子光譜按頻率展開的譜線如圖所示，此四條譜線滿足巴耳末公式eq\f(1,λ)＝R∞eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))，n＝3、4、5、6。用Hδ和Hγ光進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)研究，則()A．照射同一單縫衍射裝置，Hδ光的中央明條紋寬度寬B．以相同的入射角斜射入同一平行玻璃磚，Hδ光的側(cè)移量小C．以相同功率發(fā)射的細(xì)光束，真空中單位長(zhǎng)度上Hγ光的平均光子數(shù)多D．相同光強(qiáng)的光分別照射同一光電效應(yīng)裝置，Hγ光的飽和光電流小答案：C解析：根據(jù)巴耳末公式，以及c＝λν，可得ν＝cR∞eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))，n＝3、4、5、6，可知n越大，則頻率ν越大，且相鄰譜線對(duì)應(yīng)的頻率差值越小，則題圖中從右向左譜線的頻率越來越大，波長(zhǎng)越來越短。Hδ與Hγ光相比，Hγ光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，又光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，越容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故照射同一單縫衍射裝置，Hγ光的中央明條紋寬度寬，故A錯(cuò)誤；Hδ與Hγ光相比，Hγ光的頻率較小，則同一平行玻璃磚對(duì)Hγ光的折射率較小，以相同的入射角斜射入同一平行玻璃磚，Hγ光在平行玻璃磚中的偏折程度較小，則Hγ光的側(cè)移量小，故B錯(cuò)誤；Hδ與Hγ光相比，Hγ光的頻率較小，則Hγ光的光子能量較小，以相同功率發(fā)射的細(xì)光束，由t＝eq\f(x,c)知，真空中單位長(zhǎng)度的兩光束所對(duì)應(yīng)的發(fā)射時(shí)間相同，由W＝Pt知，單位長(zhǎng)度的兩光束總能量相等，則真空中單位長(zhǎng)度上Hγ光的平均光子數(shù)多，故C正確；若分別用Hδ、Hγ光照射同一光電效應(yīng)裝置時(shí)，均能發(fā)生光電效應(yīng)，由于Hγ光的光子能量較小，所以相同光強(qiáng)的光，Hγ光單位時(shí)間照射到光電效應(yīng)裝置的光子數(shù)較多，發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電管陰極單位時(shí)間逸出的光電子數(shù)較多，則Hγ光的飽和光電流大，故D錯(cuò)誤。13．(2024·廣西高考)近期，我國科研人員首次合成了新核素鋨-160(eq\o\al(160,76)Os)和鎢-156(eq\o\al(156,74)W)。若鋨-160經(jīng)過1次α衰變，鎢-156經(jīng)過1次β＋衰變(放出一個(gè)正電子)，則上述兩新核素衰變后的新核有相同的()A．電荷數(shù) B．中子數(shù)C．質(zhì)量數(shù) D．質(zhì)子數(shù)答案：C解析：根據(jù)原子核衰變時(shí)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，鋨-160經(jīng)過1次α衰變放出一個(gè)α粒子eq\o\al(4,2)He后，新核的質(zhì)量數(shù)為160－4＝156，電荷數(shù)即質(zhì)子數(shù)為76－2＝74，中子數(shù)為156－74＝82；鎢-156經(jīng)過1次β＋衰變放出一個(gè)正電子eq\o\al(0,1)e后，新核的質(zhì)量數(shù)為156－0＝156，電荷數(shù)即質(zhì)子數(shù)為74－1＝73，中子數(shù)為156－73＝83。可知兩新核素衰變后的新核有相同的質(zhì)量數(shù)，不同的電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。14．(2024·山東高考)2024年是中國航天大年，神舟十八號(hào)、嫦娥六號(hào)等已陸續(xù)飛天，部分航天器裝載了具有抗干擾性強(qiáng)的核電池。已知eq\o\al(90,38)Sr衰變?yōu)閑q\o\al(90,39)Y的半衰期約為29年，eq\o\al(238,94)Pu衰變?yōu)閑q\o\al(234,92)U的半衰期約87年?，F(xiàn)用相同數(shù)目的eq\o\al(90,38)Sr和eq\o\al(238,94)Pu各做一塊核電池，下列說法正確的是()A．eq\o\al(90,38)Sr衰變?yōu)閑q\o\al(90,39)Y時(shí)產(chǎn)生α粒子B．eq\o\al(238,94)Pu衰變?yōu)閑q\o\al(234,92)U時(shí)產(chǎn)生β粒子C．50年后，剩余的eq\o\al(90,38)Sr數(shù)目大于eq\o\al(238,94)Pu的數(shù)目D．87年后，剩余的eq\o\al(90,38)Sr數(shù)目小于eq\o\al(238,94)Pu的數(shù)目答案：D解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，eq\o\al(90,38)Sr衰變?yōu)閑q\o\al(90,39)Y的衰變方程為eq\o\al(90,38)Sr→eq\o\al(90,39)Y＋eq\o\al(0,－1)e，可知衰變時(shí)產(chǎn)生電子，即β粒子，故A錯(cuò)誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，eq\o\al(238,94)Pu衰變?yōu)閑q\o\al(234,92)U的衰變方程為eq\o\al(238,94)Pu→eq\o\al(234,92)U＋eq\o\al(4,2)He，可知衰變時(shí)產(chǎn)生eq\o\al(4,2)He，即α粒子，故B錯(cuò)誤；根據(jù)題意可知，eq\o\al(90,38)Sr的半衰期小于eq\o\al(238,94)Pu的半衰期，現(xiàn)用相同數(shù)目的eq\o\al(90,38)Sr和eq\o\al(238,94)Pu各做一塊核電池，經(jīng)過相同的時(shí)間，eq\o\al(90,38)Sr經(jīng)過的半衰期的個(gè)數(shù)多，所以剩余的eq\o\al(90,38)Sr數(shù)目小于eq\o\al(238,94)Pu的數(shù)目，故D正確，C錯(cuò)誤。15.(2024·安徽高考)大連相干光源是我國第一臺(tái)高增益自由電子激光用戶裝置，其激光輻射所應(yīng)用的玻爾原子理論很好地解釋了氫原子的光譜特征。圖為氫原子的能級(jí)示意圖，已知紫外光的光子能量大于3.11eV，當(dāng)大量處于n＝3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射不同頻率的紫外光有()A．1種 B．2種C．3種 D．4種答案：B解析：大量處于n＝3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，能夠輻射出不同頻率的光子種類為Ceq\o\al(2,3)＝3種，由輻射條件可得，輻射出的3種光子的能量分別為ΔE1＝E3－E1＝－1.51eV－(－13.6eV)＝12.09eV，ΔE2＝E3－E2＝－1.51eV－(－3.4eV)＝1.89eV，ΔE3＝E2－E1＝－3.4eV－(－13.6eV)＝10.2eV，由于ΔE1＞3.11eV，ΔE2＜3.11eV，ΔE3＞3.11eV，所以輻射不同頻率的紫外光有2種，故選B。16.(2023·遼寧高考)原子處于磁場(chǎng)中，某些能級(jí)會(huì)發(fā)生劈裂。某種原子能級(jí)劈裂前后的部分能級(jí)圖如圖所示，相應(yīng)能級(jí)躍遷放出的光子分別設(shè)為①②③④。若用①照射某金屬表面時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)，且逸出光電子的最大初動(dòng)能為Ek，則()A．①和③的能量相等B．②的頻率大于④的頻率C．用②照射該金屬一定能發(fā)生光電效應(yīng)D．用④照射該金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能小于Ek答案：A解析：因原子能級(jí)躍遷放出的光子的能量等于躍遷前后兩個(gè)能級(jí)的能量差，則由題圖可知光子①、②、③、④的能量關(guān)系為ε2<ε1＝ε3<ε4，故A正確；由光子能量ε＝hν、ε2<ε4可知，②的頻率小于④的頻率，B錯(cuò)誤；發(fā)生光電效應(yīng)的條件是光子的能量大于金屬的逸出功，已知用①照射某金屬表面時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)，則ε1大于該金屬的逸出功W0，又ε2<ε1，不能確定ε2與W0的大小關(guān)系，故用②照射該金屬不一定能發(fā)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知Ek＝ε1－W0，因ε1<ε4，可知用④照射該金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能大于Ek，D錯(cuò)誤。17．(2023·全國甲卷)在下列兩個(gè)核反應(yīng)方程中X＋eq\o\al(14,7)N→Y＋eq\o\al(17,8)OY＋eq\o\al(7,3)Li→2XX和Y代表兩種不同的原子核，以Z和A分別表示X的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，則()A．Z＝1，A＝1 B．Z＝1，A＝2C．Z＝2，A＝3 D．Z＝2，A＝4答案：D解析：設(shè)Y的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為m和n，根據(jù)核反應(yīng)中電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，可知第一個(gè)核反應(yīng)方程的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)滿足Z＋7＝m＋8，A＋14＝n＋17，第二個(gè)核反應(yīng)方程的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)滿足m＋3＝2Z，n＋7＝2A，聯(lián)立解得Z＝2，A＝4，故D正確。18．(2023·全國乙卷)2022年10月，全球眾多天文設(shè)施觀測(cè)到迄今最亮伽馬射線暴，其中我國的“慧眼”衛(wèi)星、“極目”空間望遠(yuǎn)鏡等裝置在該事件觀測(cè)中作出重要貢獻(xiàn)。由觀測(cè)結(jié)果推斷，該伽馬射線暴在1分鐘內(nèi)釋放的能量量級(jí)為1048J。假設(shè)釋放的能量來自于物質(zhì)質(zhì)量的減少，則每秒鐘平均減少的質(zhì)量量級(jí)為(光速為3×108m/s)()A．1019kg B．1024kgC．1029kg D．1034kg答案：C解析：根據(jù)物質(zhì)能量與質(zhì)量的關(guān)系，可知該伽馬射線暴在1分鐘內(nèi)釋放的能量對(duì)應(yīng)的物質(zhì)質(zhì)量的減少量為ΔM＝eq\f(ΔE,c2)，則每秒鐘平均減少的質(zhì)量為Δm＝eq\f(ΔM,60)，由題知ΔE的量級(jí)為1048J，設(shè)ΔE＝1×1048J，代入數(shù)據(jù)解得Δm＝1.9×1029kg，量級(jí)為1029kg，故C正確。19．(2023·浙江6月選考)“玉兔二號(hào)”裝有核電池，不懼漫長(zhǎng)寒冷的月夜，核電池將eq\o\al(238,94)Pu衰變釋放的核能一部分轉(zhuǎn)換成電能。eq\o\al(238,94)Pu的衰變方程為eq\o\al(238,94)Pu→eq\o\al(X,92)U＋eq\o\al(4,2)He，則()A．衰變方程中的X等于233B．eq\o\al(4,2)He的穿透能力比γ射線強(qiáng)C．eq\o\al(238,94)Pu比eq\o\al(X,92)U的比結(jié)合能小D．月夜的寒冷導(dǎo)致eq\o\al(238,94)Pu的半衰期變大答案：C解析：根據(jù)衰變過程中質(zhì)量數(shù)守恒可知，238＝X＋4，可得衰變方程中的X＝234，故A錯(cuò)誤；eq\o\al(4,2)He是α粒子，穿透能力比γ射線弱，故B錯(cuò)誤；比結(jié)合能越大越穩(wěn)定，衰變過程釋放核能，則生成物比反應(yīng)物穩(wěn)定，即eq\o\al(234,92)U比eq\o\al(238,94)Pu穩(wěn)定，可知eq\o\al(238,94)Pu比eq\o\al(234,92)U的比結(jié)合能小，故C正確；半衰期是由放射性原子核內(nèi)部自身的因素決定的，與溫度等外部因素?zé)o關(guān)，故D錯(cuò)誤。20．(2023·重慶高考)原子核eq\o\al(235,92)U可以經(jīng)過多次α和β衰變成為穩(wěn)定的原子核eq\o\al(207,82)Pb，在該過程中，可能發(fā)生的β衰變是()A.eq\o\al(223,87)Fr→eq\o\al(223,88)Ra＋eq\o\al(0,－1)e B.eq\o\al(213,83)Bi→eq\o\al(213,84)Po＋eq\o\al(0,－1)eC.eq\o\al(225,88)Ra→eq\o\al(225,89)Ac＋eq\o\al(0,－1)e D.eq\o\al(218,84)Po→eq\o\al(218,85)At＋eq\o\al(0,－1)e答案：A解析：分析可知，四個(gè)選項(xiàng)中，原子核的β衰變方程都滿足質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒；原子核發(fā)生β衰變時(shí)質(zhì)量數(shù)不變，只有發(fā)生α衰變時(shí)質(zhì)量數(shù)才改變，且每發(fā)生一次α衰變，原子核的質(zhì)量數(shù)減小4，所以從eq\o\al(235,92)U變成eq\o\al(207,82)Pb的過程中，發(fā)生β衰變時(shí)，原子核的質(zhì)量數(shù)只可能是235、231、227、223、219、215、211、207，因此A可能正確，B、C、D不可能正確，故選A。21．(2024·北京高考)產(chǎn)生阿秒光脈沖的研究工作獲得2023年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，阿秒(as)是時(shí)間單位，1as＝1×10－18s，阿秒光脈沖是發(fā)光持續(xù)時(shí)間在阿秒量級(jí)的極短閃光，提供了阿秒量級(jí)的超快“光快門”，使探測(cè)原子內(nèi)電子的動(dòng)態(tài)過程成為可能。設(shè)有一個(gè)持續(xù)時(shí)間為100as的阿秒光脈沖，持續(xù)時(shí)間內(nèi)至少包含一個(gè)完整的光波周期。取真空中光速c＝3.0×108m/s，普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，下列說法正確的是()A．對(duì)于0.1mm寬的單縫，此阿秒光脈沖比波長(zhǎng)為550nm的可見光的衍射現(xiàn)象更明顯B．此阿秒光脈沖和波長(zhǎng)為550nm的可見光束總能量相等時(shí)，阿秒光脈沖的光子數(shù)更多C．此阿秒光脈沖可以使能量為－13.6eV(－2.2×10－18J)的基態(tài)氫原子電離D．為了探測(cè)原子內(nèi)電子的動(dòng)態(tài)過程，阿秒光脈沖的持續(xù)時(shí)間應(yīng)大于電子的運(yùn)動(dòng)周期答案：C解析：此阿秒光脈沖的持續(xù)時(shí)間為100as，持續(xù)時(shí)間內(nèi)至少包含一個(gè)完整的光波周期，則此阿秒光脈沖的周期T≤100as，此阿秒光脈沖的波長(zhǎng)λ＝cT≤3.0×108m/s×100×10－18s＝30nm<550nm，所以對(duì)于0.1mm寬的單縫，波長(zhǎng)為550nm的可見光比此阿秒光脈沖的衍射現(xiàn)象更明顯，故A錯(cuò)誤；此阿秒光脈沖的波長(zhǎng)比550nm小，則此阿秒光脈沖的頻率比波長(zhǎng)為550nm的可見光束的頻率大，此阿秒光脈沖的光子能量比波長(zhǎng)為550nm的可見光束的光子能量大，所以此阿秒光脈沖和波長(zhǎng)為550nm的可見光束總能量相等時(shí)，阿秒光脈沖的光子數(shù)更少，故B錯(cuò)誤；此阿秒光脈沖的光子能量ε＝hν＝eq\f(h,T)≥eq\f(6.6×10－34J·s,100×10－18s)＝6.6×10－18J>2.2×10－18J，所以此阿秒光脈沖可以使能量為－13.6eV(－2.2×10－18J)的基態(tài)氫原子電離，故C正確；為了探測(cè)原子內(nèi)電子的動(dòng)態(tài)過程，阿秒光脈沖的持續(xù)時(shí)間應(yīng)小于電子的運(yùn)動(dòng)周期，故D錯(cuò)誤。22．(2024·浙江6月選考)玻爾氫原子電子軌道示意圖如圖所示，處于n＝3能級(jí)的原子向低能級(jí)躍遷，會(huì)產(chǎn)生三種頻率為ν31、ν32、ν21的光，下標(biāo)數(shù)字表示相應(yīng)的能級(jí)。已知普朗克常量為h，光速為c。下列說法正確的是()A．頻率為ν31的光，其動(dòng)量為eq\f(E3－E1,hc)B．頻率為ν31和ν21的兩種光分別射入同一光電效應(yīng)裝置，均產(chǎn)生光電子，其最大初動(dòng)能之差為hν32C．頻率為ν31和ν21的兩種光分別射入雙縫間距為d、雙縫到屏的距離為L(zhǎng)的干涉裝置，產(chǎn)生的干涉條紋間距之差為eq\f(Lc,dν32)D．若原子從n＝3躍遷至n＝4能級(jí)，入射光的頻率ν34′>eq\f(E4－E3,h)答案：B解析：頻率為ν31的光的動(dòng)量為p＝eq\f(h,λ31)，其中λ31＝eq\f(c,ν31)，根據(jù)輻射條件可知，hν31＝E3－E1，聯(lián)立可得p＝eq\f(E3－E1,c)，故A錯(cuò)誤；頻率為ν31和ν21的兩種光分別射入同一光電效應(yīng)裝置，均產(chǎn)生光電子，設(shè)光照射金屬的逸出功為W0，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得，其最大初動(dòng)能分別為Ekm1＝hν31－W0，Ekm2＝hν21－W0，則最大初動(dòng)能之差為ΔEkm＝Ekm1－Ekm2＝hν31－h(huán)ν21＝(E3－E1)－(E2－E1)＝E3－E2＝hν32，故B正確；雙縫干涉條紋間距為Δx＝eq\f(l,d)λ＝eq\f(lc,dν)，因此，頻率為ν31和ν21的兩種光分別射入雙縫間距為d、雙縫到屏的距離為L(zhǎng)的干涉裝置，產(chǎn)生的干涉條紋間距分別為Δx31＝eq\f(Lc,dν31)，Δx21＝eq\f(Lc,dν21)，則條紋間距之差為Δs＝Δx21－Δx31＝eq\f(Lc,d)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,ν21)－\f(1,ν31)))≠eq\f(Lc,dν32)，故C錯(cuò)誤；若原子從n＝3躍遷至n＝4能級(jí)，根據(jù)頻率條件有E4－E3＝hν34′，則入射光的頻率為ν34′＝eq\f(E4－E3,h)，故D錯(cuò)誤。1．(2024·江西省普通高等學(xué)校招生考試適應(yīng)性測(cè)試)在恒星演化末期會(huì)發(fā)生俗稱“燒石頭”的核聚變反應(yīng)，其核反應(yīng)方程為eq\o\al(A,Z)Si＋7eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(56,28)Ni，下列選項(xiàng)正確的是()A．Z＝26，A＝52 B．Z＝26，A＝28C．Z＝14，A＝52 D．Z＝14，A＝28答案：D解析：由核反應(yīng)前后電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，得Z＋7×2＝28，A＋7×4＝56，解得Z＝14，A＝28，故選D。2．(2024·廣東省佛山市高三下二模)中國科學(xué)家2023年2月26日在國際上刊文宣布，通過我國高海拔宇宙線觀測(cè)站“拉索”，在人類歷史上首次找到能量高于1億億電子伏特的宇宙線起源天體。已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，電子的電荷量e＝－1.6×10－19C，人眼能看見的最高能量的可見光為頻率ν＝7.8×1014Hz的紫光，該紫光光子能量為()A．3.2eV B．1.2×10－4eVC．5.2×10－19eV D．8.3×10－38eV答案：A解析：根據(jù)愛因斯坦的光子說，可得該紫光光子的能量ε0＝hν＝5.17×10－19J，則該紫光光子能量可表示為ε0＝eq\f(5.17×10－19,1.6×10－19)eV＝3.2eV，故選A。3.(2024·北京市東城區(qū)高三下二模)如圖所示為研究光電效應(yīng)的電路圖。開關(guān)閉合后，當(dāng)用波長(zhǎng)為λ0的單色光照射光電管的陰極K時(shí)，電流表有示數(shù)。下列說法正確的是()A．若只讓滑片P向D端移動(dòng)，則電流表的示數(shù)一定增大B．若只增加該單色光的強(qiáng)度，則電流表示數(shù)一定增大C．若改用波長(zhǎng)小于λ0的單色光照射光電管的陰極K，則陰極K的逸出功變大D．若改用波長(zhǎng)大于λ0的單色光照射光電管的陰極K，則電流表的示數(shù)一定為零答案：B解析：只讓滑片P向D端移動(dòng)，A、K間正向電壓增大，如果光電流已經(jīng)達(dá)到飽和值，增加電壓，電流表的示數(shù)不會(huì)增大，故A錯(cuò)誤；只增加單色光強(qiáng)度，單位時(shí)間逸出的光電子數(shù)量增多，光電流一定增大，則電流表示數(shù)一定增大，故B正確；逸出功是金屬的固有屬性，與入射光無關(guān)，故C錯(cuò)誤；若改用波長(zhǎng)大于λ0的單色光，則光子頻率變小，若其頻率仍大于陰極K的截止頻率，則電流表仍有示數(shù)，故D錯(cuò)誤。4.(2024·陜西省渭南市高三下教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))如圖為氫原子的能級(jí)示意圖。大量的處于基態(tài)的氫原子吸收12.75eV的能量后，能輻射幾種不同波長(zhǎng)的光，已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，真空中的光速c＝3×108m/s，1eV＝1.6×10－19J，則這些光中最長(zhǎng)的波長(zhǎng)為()A．4.010×10－6m B．1.884×10－6mC．6.577×10－7m D．1.219×10－7m答案：B解析：根據(jù)頻率條件hν＝Em－En(m>n)，處于基態(tài)的氫原子吸收12.75eV的能量后，將躍遷到第4能級(jí)，由輻射條件和光的波長(zhǎng)λ＝eq\f(c,ν)可知，輻射光的波長(zhǎng)λ＝eq\f(hc,Em－En)，所以氫原子躍遷前后能級(jí)間能量差越小，輻射光波長(zhǎng)越長(zhǎng)，最長(zhǎng)為λ＝eq\f(hc,E4－E3)＝eq\f(6.63×10－34×3×108,[－0.85－（－1.51）]×1.6×10－19)m＝1.884×10－6m，故選B。5．(2024·江蘇省蘇錫常鎮(zhèn)四市高三下二模)在火星上太陽能電池板發(fā)電能力有限，因此科學(xué)家用放射性材料PuO2作為發(fā)電能源為火星車供電。PuO2中的Pu元素是eq\o\al(238,94)Pu，半衰期是87.7年，有75%的eq\o\al(238,94)Pu原子核發(fā)生衰變需經(jīng)過()A．43.85年 B．87.7年C．175.4年 D．263.1年答案：C解析：75%的eq\o\al(238,94)Pu原子核發(fā)生衰變后還剩25%的eq\o\al(238,94)Pu，有m0·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up6(\f(t,T))＝0.25m0，解得t＝175.4年，故選C。6．(2024·河北省保定市九校高三下二模)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究光電效應(yīng)，電路中電源的正負(fù)極可以對(duì)調(diào)，用一定強(qiáng)度、頻率為ν的激光照射陰極K時(shí)，得到的光電子遏止電壓為Uc，飽和電流為Im，如圖乙所示。已知光電子的質(zhì)量為m，所帶的電荷量為－e，普朗克常量為h，下列說法正確的是()A．陰極K的逸出功為hν＋eUcB．陰極K的截止頻率為ν＋eq\f(eUc,h)C．光電子的最大初速度為eq\r(\f(eUc,m))D．陰極K單位時(shí)間內(nèi)射出的光電子數(shù)為eq\f(Im,e)答案：D解析：根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得Ek＝hν－W0，由動(dòng)能定理得eUc＝Ek＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,)m，解得陰極K的逸出功為W0＝hν－eUc，光電子的最大初速度為vm＝eq\r(\f(2eUc,m))，A、C錯(cuò)誤；逸出功與截止頻率的關(guān)系為W0＝hνc，解得陰極K的截止頻率為νc＝ν－eq\f(eUc,h)，B錯(cuò)誤；設(shè)陰極K單位時(shí)間內(nèi)射出的光電子數(shù)為n，根據(jù)電流的定義得Im＝ne，解得n＝eq\f(Im,e)，D正確。7．(2024·浙江省麗水市、湖州市、衢州市3地高三下二模)用各種頻率的光照射兩種金屬材料得到遏止電壓Uc隨光的頻率ν變化的兩條圖線1、2，圖線上有P和Q兩點(diǎn)。下列說法正確的是()A．圖線1、2一定平行B．圖線1對(duì)應(yīng)金屬材料的逸出功大C．照射同一金屬材料，用Q對(duì)應(yīng)的光比P對(duì)應(yīng)的光產(chǎn)生的飽和電流大D．照射同一金屬材料，用P對(duì)應(yīng)的光比Q對(duì)應(yīng)的光逸出的光電子最大初動(dòng)能大答案：A解析：根據(jù)光電效應(yīng)方程可得Ek＝hν－W0，由動(dòng)能定理可知Ek＝eUc，聯(lián)立得Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，由此可知，圖線1、2斜率相同，均為eq\f(h,e)，兩圖線一定平行，故A正確；由Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)可知，Uc-ν圖線與橫軸的截距為ν＝eq\f(W0,h)，結(jié)合題圖可知，圖線2對(duì)應(yīng)金屬材料的逸出功大，故B錯(cuò)誤；由于不能確定P、Q對(duì)應(yīng)光的強(qiáng)度，所以無法確定飽和光電流的大小，故C錯(cuò)誤；P對(duì)應(yīng)的光子的頻率較小，Q對(duì)應(yīng)的光子的頻率較大，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，照射同一金屬材料，用Q對(duì)應(yīng)的光比P對(duì)應(yīng)的光逸出的光電子最大初動(dòng)能大，故D錯(cuò)誤。8.(2024·遼寧省高三下二模)紅外測(cè)溫儀只能捕獲紅外線，紅外線光子的能量為0.55～1.62eV。如圖為氫原子的能級(jí)圖，大量處在n＝5能級(jí)的氫原子向外輻射的光子中，能被紅外線測(cè)溫儀捕獲的不同頻率的光子共有()A．2種 B．3種C．4種 D．5種答案：A解析：氫原子從激發(fā)態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí)，根據(jù)ε＝Em－En(m>n)，結(jié)合氫原子能級(jí)示意圖可知，大量處在n＝5能級(jí)的氫原子能夠向外輻射的光子能量為0.31eV、0.97eV、2.86eV、13.06eV、0.66eV、2.55eV、12.75eV、1.89eV、12.09eV、10.2eV，其中能被紅外線測(cè)溫儀捕獲的不同頻率的光子共有2種，故選A。9．(2024·河北省部分示范性高中高三下三模)宇宙射線進(jìn)入地球大氣層時(shí)，與大氣作用會(huì)產(chǎn)生中子，中子撞擊大氣中的粒子X引發(fā)核反應(yīng)產(chǎn)生粒子Y，核反應(yīng)方程為X＋eq\o\al(1,0)n→Y＋Z；Y具有放射性，能夠自發(fā)地進(jìn)行β衰變而變成X，衰變方程為Y→X＋eq\o\al(0,－1)e。則下列說法正確的是()A．Z的質(zhì)量數(shù)為1 B．Z的質(zhì)量數(shù)為2C．Z的電荷數(shù)為2 D．Z的電荷數(shù)為3答案：A解析：設(shè)X、Y、Z的質(zhì)量數(shù)分別為a、b、c，根據(jù)核反應(yīng)前后及衰變前后質(zhì)量數(shù)守恒，有a＋1＝b＋c，b＝a＋0，解得c＝1，A正確，B錯(cuò)誤；設(shè)X、Y、Z的電荷數(shù)分別為d、e、f，根據(jù)核反應(yīng)前后及衰變前后電荷數(shù)守恒，有d＋0＝e＋f，e＝d－1，解得f＝1，C、D錯(cuò)誤。10．(2023·湖南省岳陽市高三下教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè)二)已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1，激發(fā)態(tài)能量為En＝eq\f(E1,n2)，其中n＝2，3，4，…。1885年，巴耳末對(duì)當(dāng)時(shí)已知的在可見光區(qū)的四條譜線做了分析，發(fā)現(xiàn)這些譜線的波長(zhǎng)能夠用一個(gè)公式表示，即eq\f(1,λ)＝R∞eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))，n＝3，4，5，…，這個(gè)公式稱為巴耳末公式，式中R∞叫里德伯常量。用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，則氫原子的基態(tài)能量E1可以表示為()A．－R∞hc B．R∞hcC．－eq\f(1,2)R∞hc D．eq\f(1,2)R∞hc答案：A解析：氫原子從i能級(jí)躍遷至k能級(jí)，輻射出的光子的能量為ΔE＝hν＝Ei－Ek，又En＝eq\f(E1,n2)，c＝λν，可得eq\f(1,λ)＝－eq\f(E1,hc)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,k2)－\f(1,i2)))，其中i>k，與實(shí)驗(yàn)規(guī)律eq\f(1,λ)＝R∞eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))(n＝3，4，5，…)對(duì)比可知，實(shí)驗(yàn)規(guī)律表示的是氫原子從n(n＝3，4，5，…)能級(jí)躍遷至2能級(jí)輻射光子的情況，且－eq\f(E1,hc)＝R∞，可得E1＝－R∞hc，A正確。11．(2024·河南省三門峽市高三下三模)如圖為氫原子的能級(jí)圖。大量氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，在向低能級(jí)躍遷時(shí)放出光子，用這些光子照射逸出功為4.54eV的金屬鎢，下列說法正確的是()A．n＝4躍遷到n＝1放出的光子動(dòng)量最大B．有6種頻率的光子能使金屬鎢產(chǎn)生光電效應(yīng)C．逸出光電子的最大初動(dòng)能為12.75eVD．用0.86eV的光子照射處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子不能被其吸收答案：A解析：由ε＝Em－En(m>n)可知，從n＝4能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)放出的光子能量最大，根據(jù)ε＝hν、c＝λν和p＝eq\f(h,λ)得光子動(dòng)量p＝eq\f(ε,c)，可知該光子動(dòng)量也最大，A正確；大量氫原子從n＝4的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)能放出Ceq\o\al(2,4)＝6種頻率的光子，由ε＝Em－En(m>n)可知，光子能量分別為0.66eV、2.55eV、12.75eV、1.89eV、12.09eV、10.2eV，其中只有三種光子的能量超過金屬鎢的逸出功，能使其發(fā)生光電效應(yīng)，B錯(cuò)誤；從能級(jí)4躍遷到能級(jí)1放出的光子能量最大，為12.75eV，用這種光子照射金屬鎢后，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，可知光電子的最大初動(dòng)能為Ek＝8.21eV，C錯(cuò)誤；由于氫原子從n＝4躍遷到n＝∞需要吸收的能量為ΔE＝0.85eV，因此只要入射光子的能量大于等于0.85eV都能被處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子吸收從而使其電離，所以0.86eV的光子能夠被吸收，D錯(cuò)誤。12．(2024·廣西貴港市高三下學(xué)期模擬預(yù)測(cè))考古研究表明廣西是世界范圍內(nèi)巨猿化石發(fā)現(xiàn)最多的地區(qū)，巨猿是一種已經(jīng)滅絕的高等靈長(zhǎng)類動(dòng)物，利用14C衰變測(cè)定年代技術(shù)可以確定化石的大致年代，從而得知其生活于距今約20萬年前。14C衰變方程為eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋X，其半衰期是5730年，下列說法正確的是()A．X是電子，來自于原子核外電子B．X是中子，來自于原子核C．環(huán)境氣候的變化會(huì)影響14C的半衰期，進(jìn)而對(duì)推算年代造成影響D．eq\o\al(14,6)C的比結(jié)合能小于eq\o\al(14,7)N的比結(jié)合能答案：D解析：根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可判斷X的質(zhì)量數(shù)為0，電荷數(shù)為－1，即其是電子，它是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的，故A、B錯(cuò)誤；半衰期不受溫度、壓強(qiáng)等外界因素影響，故C錯(cuò)誤；核反應(yīng)過程釋放核能，eq\o\al(14,6)C衰變?yōu)楦€(wěn)定的eq\o\al(14,7)N，比結(jié)合能增大，D正確。13．(2024·湖南省婁底市高三下5月月考)(多選)如圖所示為我國自主研發(fā)的三代核電——“華龍一號(hào)”示范工程?！叭A龍一號(hào)”利用核裂變發(fā)電，一期工程建設(shè)了兩臺(tái)125萬千瓦的AP1000三代核電機(jī)組。已知eq\o\al(235,92)U在中子的轟擊下裂變?yōu)閑q\o\al(90,38)Sr和eq\o\al(136,54)Xe，質(zhì)量mU＝235.0439u，mn＝1.0087u，mSr＝89.9077u，mXe＝135.9072u，1u相當(dāng)于931.5MeV的能量，NA＝6.02×1023mol－1，元電荷e＝1.6×10－19C，鈾礦石中eq\o\al(235,92)U的含量為3%。下列說法正確的是()A．該核反應(yīng)方程為eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(90,38)Sr＋eq\o\al(136,54)Xe＋9eq\o\al(1,0)nB．一個(gè)鈾核裂變放出的能量約為140MeVC．eq\o\al(235,92)U的比結(jié)合能比eq\o\al(90,38)Sr和eq\o\al(136,54)Xe的都大D．“華龍一號(hào)”一期工程一年消耗鈾礦石約46噸答案：BD解析：根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，且該核反應(yīng)需要中子參與反應(yīng)，可知該核反應(yīng)方程為eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(90,38)Sr＋eq\o\al(136,54)Xe＋10eq\o\al(1,0)n，故A錯(cuò)誤；由A項(xiàng)分析可知，一個(gè)鈾核裂變過程的質(zhì)量虧損Δm＝mU＋mn－mXe－mSr－10mn＝0.1507u，釋放的能量ΔE＝Δm×931.5MeV/u＝0.1507×931.5MeV≈140MeV，故B正確；eq\o\al(235,92)U裂變生成eq\o\al(90,38)Sr和eq\o\al(136,54)Xe釋放能量，反應(yīng)過程有質(zhì)量虧損，可知eq\o\al(235,92)U的比結(jié)合能不可能比eq\o\al(90,38)Sr和eq\o\al(136,54)Xe的都大，故C錯(cuò)誤；該核電站一年的發(fā)電量E＝2Pt＝2×125×107×365×24×60×60J＝7.884×1016J＝4.9275×1035eV，由E＝NΔE＝eq\f(m·3%,M)NAΔE，可得“華龍一號(hào)”一期工程一年消耗鈾礦石的質(zhì)量為m＝eq\f(EM,3%·NAΔE)，代入數(shù)據(jù)解得m≈46t，故D正確。14．(2024·河北省石家莊市高三下教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)二)2023年12月，新一代人造太陽“中國環(huán)流三號(hào)”面向全球開放。“人造太陽”內(nèi)部發(fā)生的一種核反應(yīng)方程為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X，已知eq\o\al(2,1)H的比結(jié)合能為E1，eq\o\al(3,1)H的比結(jié)合能為E2，eq\o\al(4,2)He的比結(jié)合能為E3，光在真空中的傳播速度為c。下列說法正確的是()A．核反應(yīng)方程中X為電子B.eq\o\al(4,2)He的比結(jié)合能小于eq\o\al(2,1)H的比結(jié)合能C．核反應(yīng)吸收的能量為E3－(E1＋E2)D．核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為eq\f(4E3－（2E1＋3E2）,c2)答案：D解析：根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒可知X為eq\o\al(1,0)n，是中子，故A錯(cuò)誤；核聚變反應(yīng)生成的eq\o\al(4,2)He核更穩(wěn)定，則E3>E1，故B錯(cuò)誤；核反應(yīng)放出的能量為ΔE＝4E3－(2E1＋3E2)，由愛因斯坦質(zhì)能方程可得4E3－(2E1＋3E2)＝Δmc2，解得核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為Δm＝eq\f(4E3－（2E1＋3E2）,c2)，故C錯(cuò)誤，D正確。1．(2024·重慶市第八中學(xué)高三下模擬)如圖所示，某種材料制成太陽能電池的主體部分由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合而成。當(dāng)太陽光照射到該材料上時(shí)，材料吸收光子發(fā)生光電效應(yīng)，自由電子向N型一側(cè)移動(dòng)，從而在兩端形成電勢(shì)差。已知該材料至少需要吸收波長(zhǎng)為λ的綠光才能發(fā)生光電效應(yīng)，普朗克常量為h，光速為c，則()A．N型半導(dǎo)體電勢(shì)高于P型半導(dǎo)體B．該材料的逸出功為heq\f(λ,c)C．用光強(qiáng)更強(qiáng)的黃光照射該材料，只要照射時(shí)間足夠長(zhǎng)，也能產(chǎn)生光電效應(yīng)D．用光強(qiáng)相同的紫光和藍(lán)光照射該材料，藍(lán)光照射時(shí)，通過負(fù)載的電流較大答案：D解析：由題意知，太陽光照射該材料后，自由電子向N型一側(cè)移動(dòng)，N型半導(dǎo)體聚集負(fù)電荷，電勢(shì)低于P型半導(dǎo)體，故A錯(cuò)誤；由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)極限波長(zhǎng)λ與逸出功需滿足W0＝heq\f(c,λ)，故B錯(cuò)誤；光電效應(yīng)能否發(fā)生與入射光的頻率有關(guān)，與光強(qiáng)無關(guān)，吸收波長(zhǎng)為λ的綠光時(shí)恰好發(fā)生光電效應(yīng)，黃光的頻率比綠光小，照射該材料時(shí)不能發(fā)生光電效應(yīng)，故C錯(cuò)誤；用光強(qiáng)相同的紫光和藍(lán)光照射該材料，因?yàn)樗{(lán)光頻率較小，光子能量較小，故單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)該材料的藍(lán)光光子數(shù)目較多，單位時(shí)間產(chǎn)生的光電子數(shù)量較多，通過負(fù)載的電流較大，D正確。2．人眼對(duì)綠光最為敏感，如果每秒有6個(gè)綠光的光子射入瞳孔，眼睛就能察覺?，F(xiàn)有一個(gè)光源以10W的功率均勻地向各個(gè)方向發(fā)射波長(zhǎng)為5.3×10－7m的綠光，已知瞳孔的直徑為4mm，普朗克常量為h＝6.63×10－34J·s，光速為3×108m/s，不計(jì)空氣對(duì)光的吸收，則眼睛能夠看到這個(gè)光源的最遠(yuǎn)距離約為()A．2×107m B．2×106mC．2×105m D．2×104m答案：B解析：一個(gè)綠光光子的能量為ε＝hν，ν為綠光的頻率，綠光的波長(zhǎng)與頻率的關(guān)