单元综合测试十六(波粒二象性 原子结构和原子核) 剖析

2019年高考高三物理波粒二象性、原子结构、原子核单元总结与测知识网络学习重点和难点1、光电效应现象的基本规律。

在光电效应中（1）对光的强度的理解，（2）发生光电效应时光电流的强度为什么跟光电子的最大初动能无关，只与入射光的强度成正比，此处是难点之一；2、玻尔模型中能级的跃迁及计算。

在玻尔原子模型中能级的跃迁问题以及量子化的提出也是难点之一；3、原子核的衰变问题以及核能的产生与计算是本部分重点。

核能的计算与动量和能量的结合既是重点又是难点，要处理好。

知识要点知识梳理知识点一——光的本性1、光电效应（1）产生条件：入射光频率大于被照射金属的极限频率（2）入射光频率决定每个光子的能量决定光子逸出后最大初动能（3）入射光强度决定每秒逸出的光子数决定光电流的大小（4）爱因斯坦光电效应方程2、光的波粒二象性光既有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性，这就是光的本性。

（1）大量光子的传播规律体现波动性；个别光子的行为体现为粒子性。

（2）频率越低，波长越长的光，波动性越显著；频率越高，波长越短的波，粒子性越显著。

（3）可以把光的波动性看作是表明大量光子运动规律的一种概率波。

知识点二——原子核式结构1、α粒子散射α粒子散射实验结果：α粒子穿过金箔后，绝大多数沿原方向前进，少数发生较大角度偏转，极少数偏转角大于90°，有的甚至被弹回。

2、核式结构模型原子中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核，带负电的电子在核外空间绕核旋转。

原子半径大约为10-10m，核半径大约为10-15～10-14 m。

知识点三——氢原子跃迁对氢原子跃迁的理解：1、原子跃迁的条件原子从低能级向高能级或从高能级向低能级跃迁时吸收或放出恰好等于发生跃迁时的两能级间的能级差的光子；当光子的能量大于或等于13.6eV时，也可以被氢原子吸收，使氢原子电离；当氢原子吸收的光子能量大于13.6eV时，氢原子电离后，电子具有一定的动能；原子还可吸收实物粒子的能量而被激发，由于实物粒子的动能可全部或部分地被氢原子吸收，所以只要实物粒子的能量大于或等于两能级的差值，均可使原子发生能级跃迁。

高中物理学习材料桑水制作2011年高考物理真题分类汇编（详解+精校）原子结构、原子核、波粒二象性1．（2011年高考·上海卷）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．1.D 解析：本题考查α粒子散射实验的原理，主要考查学生对该实验的轨迹分析和理解。

由于α粒子轰击金箔时，正对金箔中原子核打上去的一定原路返回，故排除A、C选项；越靠近金原子核的α粒子受力越大，轨迹弯曲程度越大，故D正确。

2．（2011年高考·上海卷）用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是（）A．改用频率更小的紫外线照射 B．改用X射线照射C．改用强度更大的原紫外线照射 D．延长原紫外线的照射时间2.B 解析：本题考查光电效应现象，要求学生知道光电效应发生的条件。

根据爱因斯坦对光电效应的研究结论可知光子的频率必须大于金属的极限频率，A错；与光照射时间无关，D错；与光强度无关，C错；X射线的频率比紫外线频率较高，故B对。

3．（2011年高考·上海卷）在存放放射性元素时，若把放射性元素①置于大量水中；②密封于铅盒中；③与轻核元素结合成化合物。

则（）A．措施①可减缓放射性元素衰变 B．措施②可减缓放射性元素衰变C ．措施③可减缓放射性元素衰变D ．上述措施均无法减缓放射性元素衰变3.D 解析：本题考查衰变及半衰期，要求学生理解半衰期。

原子核的衰变是核内进行的，故半衰期与元素处于化合态、游离态等任何状态无关，与外界温度、压强等任何环境无关，故不改变元素本身，其半衰期不会发生变化，A 、B 、C 三种措施均无法改变，故D 对。

4．（2011年高考·北京理综卷）表示放射性元素碘131（I 13153）β衰变的方程是A ．He Sb I 421275113153+→ B ．e Xe I 013114513153-+→ C ．n I I 101305313153+→D ．H Te I 113012513153+→4.B 解析：A 选项是α衰变，A 错误；B 选项是β衰变，B 正确；C 选项放射的是中子，C 错误；D 选项放射的是质子，D 错误。

照相底片放射源铅盒+++++-----D C 验电器锌板弧光灯单色光单孔屏双孔屏 像屏BA放射源荧光屏显微镜金箔ab c+P-高二物理《波粒二象性、原子结构》单元试题一、单项选择题（3’×10=30’） 1．下列说法中不正确．．．的是： A ．汤姆生发现电子，并提出原子结构“枣糕模型”B ．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子C ．卢瑟福通过α粒子散射实验，发现原子核有一定的结构D ．爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说2．如图所示，P 为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a 、b 、c 三束．以下判断正确的是：A ．a 为α射线、b 为β射线B ．a 为β射线、b 为γ射线C ．b 为γ射线、c 为β射线D ．b 为α射线、c 为γ射线 3．在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是：A ．使光子一个一个地通过单缝，如果曝光时间足够长，底片上将会显示衍射图样B ．只有单个光子通过单缝后，底片上也会出现完整的衍射图样C ．光子通过狭缝的运动路线像水波一样起伏D ．单个光子通过单缝后运动有随机性，大量光子通过单缝后运动也呈现随机性 4． 下列四个实验中，能说明光具有粒子性的是：5．氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下述说法中正确的是：A ．电子绕核旋转的半径增大B ．氢原子的能量增大C ．氢原子的电势能增大D ．氢原子核外电子的速率增大6．利用光电管研究光电效应的实验电路如图所示，用频率为v 0的可见光照射阴极K ，电流表中有电流通过，则：A ．只用紫外光照射K ，电流表中不一定有电流通过B ．只用红外光照射K ，电流表中一定无电流通过C ．频率为v 0的可见光照射K ，变阻器的滑片移到A 端，电流表中一定无电流通过D ．频率为v 0的可见光照射K ，变阻器的滑片向B 端滑动时，电流表示数可能不变7． 目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u 夸克和d 夸克的两类夸克组成的，u 夸克带电荷量为＋e 32，d 夸克带电荷量为e 31-，e 为元电荷．下列论断中可能正确的是： A ．质子由1个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成 B ．质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成 C ．质子由1个u 夸克和2个d 夸克组成，中子由2个u 夸克和1个d 夸克组成 D ．质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和1个d 夸克组成8．新发现的一种放射性元素X ，它的氧化物X 2O 的半衰期为8天，X 2O 与F 发生化学反应2X 2O+2F 2=4XF+O 2之后，XF 的半衰期为：A ．2天B ．4天C ．8天D ．16天9．氦原子的一个核外电子被电离，会形成类似氢原子结构的氦离子．已知基态的氦离子能量为E 1=－54.4 eV ，氦离子能级的示意图如图所示．可以推知，在具有下列能量的光子中，不能．．被基态氦离子吸收而发生跃迁的是： A ．40.8 eVB ．43.2 eVC ．51.0 eVD ．54.4 eV10．在匀强磁场中有一个静止的氡原子核（Rn 22286），由于衰变，它沿着与磁场垂直的方向放出一个粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相互外切的圆，两圆的直径之比为42∶1，如图所示．那么氡核的衰变方程应是下列方程的哪一个： A ．e Fr Rn 012228722286-+→ B ．H At Rn 212208522286+→C ．e At Rn 012228522286+→ D ．He Po Rn 422188422286+→二、不定项选择题（6’×4=24’，漏选得3’，错选、不选得0’） 11．关于光谱的产生，下列说法正确的是：Bb aX 射线阳极K A灯线电源A ．正常发光的霓虹灯属稀薄气体发光，产生的是明线光谱B ．白光通过某种温度较低的蒸气后将产生吸收光谱C ．撒上食盐的酒精灯火焰发出的光是明线光谱D ．炽热高压气体发光产生的是明线光谱12．1999年9月18日，中共中央、国务院、中央军委在人民大会堂隆重表彰为研制“两弹一星”作出突出贡献的科学家．下列核反应中属于研究“两弹”的基本核反应的是：A ．N 147 +He 42→O 178 +H 11B ．U 23592 +n 10→Sr 9038+Xe 13654+10n 1C ．U 23892 →Th 23490 +He 42D ．H 21+H 31→He 42+n 113．如图是产生X 射线的装置，图中K 是阴极，A 是阳极．通电时由阴极发出的电子打在阳极上，从阳极上激发出X 射线．设其中X 光子能量最大值等于电子到达阳极时的动能．已知电子初速度为零，两极间电势差U ，普朗克常量h ，电子电荷e 和光速c ，则： A ．X 射线是从阴极K 直接发出的 B ．高压电源的a 端为正极C ．X 射线管发出的X 光的最短波长为eU hcD ．X 射线管发出的X 光的最大频率为eUh14．中国提供永磁体的阿尔法磁谱仪如图所示，它曾由航天飞机携带升空，将安装在阿尔法国际空间站中，主要使命之一是探索宇宙中的反物质．反物质即质量与正粒子相等，带电量与正粒子相等但电性相反的物质，如反质子即为11-H ．假若使一束质子、反质子、α粒子和反α粒子组成的射线，沿OO ′穿过速度选择器后进入匀强磁场B 2形成4条径迹，下列说法正确的是：A ．1、2是反粒子的径迹B ．3、4为反粒子的径迹C ．2为反α粒子径迹D ．4为反α粒子径迹 三、填空与实验题（5’×5=25’）15．一个正电子和一个负电子相遇会发生湮灭而转化为一对光子，设正、负电子的质量为m ，普朗克常量为h ，光速为c ，则这一对光子的频率ν=_______． 16．已知一个U 235核吸收一个中子后可能发生的反应是n Kr Ba n U 1092361415610235923++→+，放出的能量为E ．若U 235核的质量为M ，中子的质量为m 0，Ba 141核的质量为m 1，Kr 92核的质量为m 2，真空中的光速c ，则释放的能量E=__________________．17．氢原子从能级A 跃迁到能级B 时，辐射出波长为λ1的光子；从能级A 跃迁到能级C 时，辐射出波长为λ2的光子；若λ1＞λ2，则氢原子从能级B 跃迁到能级C 时，将_______（填“辐射”或“吸收”）光子，光子的波长λ=_______．18．一瓶无害放射性同位素溶液，其半衰期为20天，测得每分钟衰变6×107次．今将这瓶溶液倒入一水库中，80天后可以认为溶液已均匀分布在水库中，现取1m 3水样本测得每分钟衰变20次，则该水库蓄水量V =_______m 3．四、计算题（7’×3=21’，解题要有必要的步骤、简图或文字）19．若氢原子的核外电子质量为m ，电量为e ，在离核最近的轨道上近似做匀速圆周运动，轨道半径为r 1．试求：（1）电子运动的动能E k 是多少？ （2）电子绕核转动的频率f 是多少？ （3）氢原子核在电子轨道处产生的电场强度E 为多大？20．物理学家们普遍相信太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应．根据这一理论，在太阳内部４个氢核（11H ）转化成一个氦核（He 42）和两个正电子（e 01）并放出能量．已知质子质量m p ＝1.0073u ，α粒子的质量m α＝4.0015u ，电子的质量m e ＝0.0005u ．1u 的质量对应931.5MeV 的能量．试求：（1）写出该热核反应方程；（2）一次这样的热核反应过程中释放出多少兆电子伏的能量?（结果保留四位有效数字）21．云室处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，一静止的质量为M 的原子核在云室中发生一次α衰变， α粒子的质量为m ，电量为q ，其运动轨迹在与磁场垂直的平面内．现测得α粒子的轨道半径为R ，试求在衰变过程中的质量亏损．（提示：涉及动量问题的计算时，亏损的质量可忽略不计）．。

2020年各地高考模拟物理试题分项解析（二）专题12原子结构、原子核和波粒二象性一．选择题1．（2020年3月武汉质检）硅光电池是一种直接把光能转换成电能的半导体器件，它的工作原理与光电效应类似：当光照射硅光电池，回路里就会产生电流。

关于光电效应，下列说法正确的是A．任意频率的光照射到金属上，只要光照时间足够长就能产生光电流B．只要吸收了光子能量，电子一定能从金属表面逸出C．逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关D．超过截止频率的入射光光强越强，所产生的光电子的最大初动能就越大【参考答案】.C【命题意图】本题以直接把光能转换成电能的硅光电池为情景，考查对光电效应规律的理解及其相关知识点，考查的核心素养是能量的观点。

【解题思路】根据光电效应规律，只有频率大于极限频率的光照射到金属上，才会发生光电效应，所以选项A错误；若吸收光子的能量小于金属中电子的逸出功，额电子不能从金属表面逸出，选项B错误；根据爱因斯坦光电效应方程，逸出的光电子的最大初动能Ek=hv-W，即逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关，选项C正确；根据光电效应规律，超过截止频率的入射光光强越强，所产生的光电子的数目就越大，光电子的最大初动能不变，选项D错误。

【易错警示】解答此题常见错误主要有：一是对截止频率、光电效应规律理解掌握不到位；二是对爱因斯坦光电效应方程理解掌握不到位。

2.（2020贵阳一模）下列现象中，与原子核内部变化有关的是A．天然放射现象B．光电效应现象C．原子发光现象D．α粒子散射现象【参考答案】.A【命题意图】本题以与原子核内部变化无关切入，考查对天然放射现象、光电效应现象、原子发光现象、α粒子散射现象的理解及其相关知识点。

【解题思路】天然放射现象是原子核内释放出α粒子、或者β粒子、或者γ光子的现象，属于原子核内部变化，选项A 正确；光电效应现象是频率大于极限频率的光照射金属，使金属中电子逸出的现象，与原子核内部变化无关，选项B 错误；原子发光现象是原子外层电子从高能级向低能级或基态跃迁辐射光子的现象，与原子核内部变化无关，选项C 错误；α粒子散射现象是卢瑟福探究原子内部结构，用α粒子轰击金箔产生的α粒子散射，与原子核内部变化无关，选项D 错误。

1专题16 波粒二象性 原子结构 原子核题型一：光子说 光电效应 波粒二象性（2017北京理综·18）2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100nm （1nm=10-9m ）附近连续可调的世界上个最强的极紫外激光脉冲，大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。

一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。

据此判断，能够电离一个分子的能量约为（ ）（取普朗克常量346.610J s h -=⨯ ，真空光速8310m/s c =⨯）A ．-2110JB ． -1810JC ． -1510JD ． 1210J -【参考答案】B【名师解析】一个处于极紫外波段的光子的能量为：E =h =2×10-18J ，由题意可知，光子的能量应比电离一个分子的能量稍大，因此数量级必须相同，故选项B 正确。

（2020年7月浙江选考）下列说法正确的是（ ） A ．质子的德布罗意波长与其动能成正比B ．天然放射的三种射线，穿透能力最强的是α射线C ．光电效应实验中的截止频率与入射光的频率有关D ．电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性 【参考答案】D【名师解析】根据德布罗意物质波公式，p=mv=h/λ，质子的德布罗意波长与其动量成反比，选项A 错误；天然放射的三种射线，穿透能力最强的是γ射线，选项B 错误；光电效应实验中的截止频率只与金属材料本身有关，与入射光的频率无关，选项C 错误；电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性，选项D 正确。

（2018年11月浙江选考物理·多选）处于较高能级的氢原子向较低能级跃迁时，能辐射出a 、b 两种可见光，a 光照射某金属表面时有光电子逸出，b 光照射该金属表面时没有光电子逸出，则（ ） A. 以相同的入射角射向一平行玻璃砖，a 光的侧移量小于b 光的 B. 垂直入射到同一单缝衍射装置，a 光的衍射中央亮条纹宽度小于b 光的 C. a 光和b 光的频率之比可能是20/27 D. a 光子的动量大于b 光子的 【参考答案】.BD【命题意图】此题氢原子能级跃迁辐射的两种光照射金属是否逸出光电子切入，考查光电效应、光的折射、单缝衍射、光子能量公式、光子动量公式。

第12课时波粒二象性原子与原子核考点光电效应波粒二象性1．光电效应方程(1)光子：频率为ν的光的能量子为hν.(2)方程表达式：hν＝E k＋W0或E k＝hν－W0.2．三个关系式(1)爱因斯坦光电效应方程：E k＝hν－W0(2)最大初动能与遏止电压：E k＝eU c(3)逸出功与截止频率：W0＝hνc3．两个图象(1)光电流与电压的关系，如图1所示图1①I m为饱和光电流，由光照强度决定．②U c为遏止电压，对应光电子的最大初动能，由光的频率决定．(2)用图象表示光电效应方程，如图2所示图2①截止频率：图线与ν轴的交点的横坐标νc②逸出功：图线与E k轴交点的纵坐标的绝对值W0③普朗克常量：图线的斜率k＝h.4．两条线索(1)光强大→光子数目多→发射光电子数多→光电流大(2)光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大5．光的波粒二象性(1)大量光子易显示出波动性，而少量光子易显示出粒子性．(2)波长长(频率低)的光波动性强，而波长短(频率高)的光粒子性强．例1(2019·河南九师联盟质检)关于光电效应，下列说法正确的是()A．在光电效应实验中，用不同频率的光照射相同的金属表面，这种金属的逸出功不同B.若用紫光照射某金属表面能发生光电效应，用黄光照射该金属表面时一定能发生光电效应C．用同一种频率的单色光照射不同的金属(都有光电效应发生)，光电子的最大初动能与金属的逸出功成线性关系D．只要增加光照时间和光照强度照射金属表面，该金属一定能发生光电效应答案 C解析在光电效应实验中，金属的逸出功是由金属本身决定的物理量，与入射光的频率无关，选项A错误；黄光的频率小于紫光，则若用紫光照射某金属表面能发生光电效应，用黄光照射该金属表面时不一定能发生光电效应，选项B错误；根据E k＝hν－W0可知，用同一种频率的单色光照射不同的金属(都有光电效应发生)，光电子的最大初动能与金属的逸出功成线性关系，选项C正确；能否发生光电效应，由入射光的频率决定，与光照时间和光照强度无关，选项D错误．变式训练1．(2019·四川综合能力提升卷)用一种红光照射某种金属，发生了光电效应．现改用紫光照射该金属，下列说法正确的是()A．若紫光强度较小，可能不会产生光电子B．用红光照射时，该金属的逸出功小，用紫光照射时该金属的逸出功大C．用紫光照射时，光电子的最大初动能更大D．两种光比较，用红光照射产生的光电子的动能都比用紫光照射产生的光电子的动能小答案 C解析因为紫光的频率大于红光的频率，红光照射某种金属，发生了光电效应，则紫光一定发生光电效应，选项A错误；某种金属的逸出功与入射光的频率无关，选项B错误；照射在都能产生光电效应的同一种金属上，紫光的光子能量较大，则用紫光照射时，光电子的最大初动能更大，选项C正确；两种光比较，用红光照射产生的光电子的最大初动能比用紫光照射产生的光电子的最大初动能小，但用红光照射产生的光电子的动能不一定都比用紫光照射产生的光电子的动能小，选项D错误．例2(多选)(2019·浙江嘉丽3月联考)某同学用某一金属为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图3甲所示．测得该金属的遏止电压U c与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.则()图3A．图甲中电极A为光电管的阳极B．探究遏止电压U c与入射光频率ν关系时，电源的左侧是正极C．该金属的截止频率νc为5.15×1014 HzD．该金属的逸出功为3.41×10－19 eV答案AC解析电子从金属板上射出后被电场加速，知A板为阳极，故选项A正确；探究遏止电压U c与入射光频率ν关系时，应让电子减速，直至光电流为零，故电源左侧是负极，选项B错误；由E k＝hν－W0和eU c＝E k知，当U c＝0时，hνc＝W0.据题图乙知截止频率νc＝5.15×1014Hz，故选项C正确；W0＝hνc＝6.63×10－34×5.15×1014 J≈3.41×10－19 J，故D错误．变式训练2.(2020·山东等级考模拟卷·6)如图4所示，有一束单色光入射到极限频率为ν0的金属板K 上，具有最大初动能的某出射电子，沿垂直于平行板电容器极板的方向，从左侧极板上的小孔入射到两极板间的匀强电场后，到达右侧极板时速度刚好为零.已知电容器的电容为C ，带电荷量为Q ，极板间距为d ，普朗克常量为h ，电子电荷量的绝对值为e ，不计电子的重力.关于电容器右侧极板的带电情况和入射光的频率ν，以下判断正确的是( )图4A.带正电，ν0＋Qe ChB.带正电，ν0＋QeChdC.带负电，ν0＋QeChD.带负电，ν0＋QeChd答案 C解析 以最大初动能入射至电容器的电子经板间电场到达右侧极板时速度刚好为零，说明电场力做负功，电场强度方向向右，右侧极板带负电，且－eU ＝0－E k0，由电容器电压与电荷量的关系知U ＝QC ，由最大初动能与单色光入射频率的关系知E k0＝hν－hν0，代入化简可得ν＝ν0＋Qe Ch.3．(2019·浙江宁波市 “十校联考”)以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实．光电效应实验装置示意图如图5.用频率为ν的普通光源照射阴极K ，没有发生光电效应．换用同样频率为ν的强激光照射阴极K ，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U ，即将阴极K 接电源正极，阳极A 接电源负极，在K 、A 之间就形成了使光电子减速的电场．逐渐增大U ，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U 可能是下列的(其中W 0为逸出功，h 为普朗克常量，e 为电子电荷量)( )图5A ．U ＝hνe －W 0eB ．U ＝2hνe －W 0eC ．U ＝2hν－W 0D ．U ＝5hν2e －W 0e答案 B解析 发生光电效应时有E k ＝nhν－W 0(n ＝2,3,4…)，在K 、A 间逐渐增大U ，当光电流为零时，由－eU ＝0－E k 得U ＝nhνe －W 0e(n ＝2,3,4…)，故B 项正确．考点氢原子模型与原子结构1.玻尔理论的基本内容(1)能级假设：氢原子E n ＝E 1n2(n 为量子数)．(2)跃迁假设：吸收或释放的能量hν＝E m －E n (m >n )． (3)轨道假设：氢原子r n ＝n 2r 1(n 为量子数)． 2．两类能级跃迁(1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子． 光子的频率ν＝ΔE h ＝E 高－E 低h.(2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量．①光照(吸收光子)：光子的能量必须恰好等于能级差ΔE . ②碰撞：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E 外≥ΔE . ③大于电离能的光子被吸收，原子被电离． 3．四点技巧(1)原子跃迁时，所吸收或释放的光子能量只能等于两能级之间的能量差． (2)原子电离时，所吸收的能量可以大于或等于某一能级的绝对值．(3)一群氢原子处于量子数为n 的激发态时，可能辐射光子的种类N ＝C 2n＝n (n －1)2. (4)计算能级能量时应注意：因一般取无穷远处为零电势参考面，故各个能级的能量值均为负值．例3(2019·河南濮阳市5月模拟)He －Ne 激光器产生的波长为6.33×10－7 m 的谱线是Ne 原子从激发态能级(用E 1表示)向能量较低的激发态能级(用E 2表示)跃迁时发生的；波长为3.39×10－6 m 的谱线是Ne 原子从激发态能级E 1向能量较低的激发态能级(用E 3表示)跃迁时发生的．已知普朗克常量h 与光速c 的乘积hc ＝1.24×10－6 m·eV .由此可知Ne 的激发态能级E 2与E 3的能量差为(结果保留两位有效数字)( ) A ．1.6 eV B ．2.6 eV C ．3.6 eV D ．4.0 eV答案 A解析 由E m －E n ＝hcλ，有E 2－E 1＝hcλ1，E 3－E 1＝hcλ2，则ΔE ＝E 2－E 3＝hc λ1－hcλ2代入数值得ΔE ≈1.6 eV ，故A 项正确．变式训练4．(2019·四川宜宾市第二次诊断)玻尔首先提出能级跃迁．如图6所示为氢原子的能级图，现有大量处于n ＝3能级的氢原子向低能级跃迁．下列说法正确的是( )图6A．这些氢原子总共可辐射出三种不同频率的光B．氢原子由n＝3能级跃迁到n＝2能级产生的光频率最大C．氢原子由n＝3能级跃迁到n＝1能级产生的光波长最长D．这些氢原子跃迁时辐射出光子能量的最大值为10.2 eV答案 A5．(2019·全国卷Ⅰ·14)氢原子能级示意图如图7所示．光子能量在1.63 eV～3.10 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()图7A．12.09 eV B．10.20 eVC．1.89 eV D．1.51 eV答案 A解析因为可见光光子的能量范围是1.63 eV～3.10 eV，所以处于基态的氢原子至少要被激发到n＝3能级，要给氢原子提供的能量最少为E＝(－1.51＋13.60) eV＝12.09 eV，故选项A 正确．考点核反应与核能1．核反应的四种类型2.原子核的衰变(1)衰变的实质：α衰变为211H＋210n→42He，即放出α射线；β衰变为10n→11H＋0－1e，即放出β射线，在α衰变或β衰变过程中放出γ射线．(2)衰变的快慢由原子核内部因素决定，与原子所处的物理、化学状态无关；半衰期是统计规律，对个别、少数原子无意义．3．核反应方程解答技巧(1)熟记常见基本粒子的符号——是正确书写核反应方程的基础．如质子(11H)、中子(10n)、α粒子(42He)、β粒子(0－1e)、正电子( 0+1e)、氘核(21H)、氚核(31H)等．(2)掌握核反应方程遵守的规律——是正确书写核反应方程或判断核反应方程是否正确的依据，所以要理解并会应用质量数守恒和电荷数守恒．(3)明白核反应过程是不可逆的——核反应方程只能用箭头连接并表示反应方向，不能用等号连接．4．核能的计算方法(1)根据ΔE＝Δmc2计算时，Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算时，Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．(3)根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子比结合能×核子数．例4(2019·安徽A10联盟开年考)关于核反应方程238 92U→X 90Th＋42He，其中X为Th原子核的质量数，则下列说法正确的是()A．该反应属于β衰变B. X 90Th中含有148个中子C.238 92U的平均结合能比X 90Th大D．该反应新生成的粒子X 90Th具有放射性答案 D解析该反应放出α粒子，属于α衰变，选项A错误；根据电荷数守恒可知X＝238－4＝234，则X 90Th中含有234－90＝144个中子，选项B错误；核电荷数越小的平均结合能越大，则238 92U 的平均结合能比X 90Th小，选项C错误；该反应新生成的粒子X 90Th原子序数大于83，具有放射性，选项D正确．变式训练7．(2019·天津市和平区上学期期末)天然放射现象的发现，证明了原子核具有复杂的结构．关于原子核，下列说法正确的是()A．β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流B．某原子核经过一次α衰变后，核内质子数减少4个C．增大压强不能改变原子核衰变的半衰期D．α射线的贯穿作用很强，可用来进行金属探伤答案 C解析β射线是原子核内的一个中子转化为一个质子同时生成一个电子形成的，故A错误；α衰变是原子核自发放射α粒子的核衰变过程．α粒子是核电荷数为2、质量数为4的氦核．质子数等于核电荷数2，所以“核内质子数减少4个”是错误的，则B错误；原子核的半衰期有其自身决定，与原子所处的物理、化学状态和外部条件无关，故改变压强不能改变半衰期，C正确；γ射线的贯穿作用很强，可用来进行金属探伤，α射线的电离本领最强，D错误．8．(2019·湖北武汉市二月调研)据悉我国第四代先进核能系统之一的钍基熔盐堆核能系统(TMSR)研究已获重要突破．该反应堆以钍为核燃料，钍俘获一个中子后经过若干次β衰变转化成铀；铀的一种典型裂变产物是钡和氪，同时释放巨大能量．下列说法正确的是() A．钍核232 90Th有90个中子，142个质子B．铀核裂变的核反应方程为233 92U＋10n→142 56Ba＋8936Kr＋310nC．放射性元素衰变的快慢与核内部自身因素无关，由原子所处的化学状态和外部条件决定D．重核分裂成中等大小的核，核子的比结合能减小答案 B解析钍核232 90Th有90个质子，142个中子，故A错误；根据反应前后质量数守恒，电荷数守恒可知，故B正确；根据半衰期的特点可知，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，故C错误；较重的核分裂成中等质量大小的核或较轻的核合并成中等质量大小的核的过程中会释放一定的能量，所以核子的比结合能都会增大，故D错误．例5(2019·全国卷Ⅱ·15)太阳内部核反应的主要模式之一是质子－质子循环，循环的结果可表示为411H→42He＋201e＋2γ，已知11H和42He的质量分别为m p＝1.007 8 u和mα＝4.002 6 u,1 u＝931 MeV/c2，c为光速．在4个11H转变成1个42He的过程中，释放的能量约为()A．8 MeV B．16 MeVC．26 MeV D．52 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．核反应质量亏损Δm＝4×1.007 8 u －4.002 6 u＝0.028 6 u，释放的能量ΔE＝0.028 6×931 MeV≈26.6 MeV，选项C正确．变式训练9．(多选)(2019·浙江绍兴市3月选考)一座核电站反应堆产生的热功率为3 400 MW，发电功率为1 100 MW.已知一个铀235核裂变时释放的能量约为200 MeV，下列说法正确的是() A．核裂变的反应方程为23592U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋210nB．核反应后总质量增加了C．核电站的发电效率约为32%D．每秒钟约有1.1×1020个铀235核发生裂变答案CD解析根据质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程应为23592U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n，由于释放核能，据ΔE＝Δmc2，总质量一定减小；发电效率η＝1 100 MW3 400 MW×100%≈32%；由Pt＝nE，每秒发生裂变的铀核n＝ 3 400×106 W×1 s≈1.1×1020个．200×106×1.6×10－19J专题突破练级保分练1．(2019·山东日照市上学期期末)用光电管进行光电效应实验中，分别用频率不同的单色光照射到同种金属上，下列说法正确的是()A．频率较小的入射光，需要经过足够长的时间照射才能发生光电效应B．入射光的频率越大，极限频率就越大C．入射光的频率越大，遏止电压就越大D．入射光的强度越大，光电子的最大初动能就越大答案 C解析只要入射光的频率低于金属的极限频率，无论时间多长，无论光的强度多大，都不会发生光电效应，故A错误；金属材料的性质决定金属的逸出功，而逸出功决定金属的极限频率，与入射光的频率无关，故B错误；根据eU c＝hν－W0可知，入射光的频率越大，遏止电压就越大，故C正确；根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0，可知光电子的最大初动能随照射光的频率增大而增大，与入射光的强度无关，故D错误．2.(多选)(2019·安徽皖江名校联盟摸底大联考) 利用光电效应可以把光信号转变为电信号，因此利用光电效应制作的光电器件在工农业生产、科学技术和文化生活领域内得到了广泛的应用，其中光电管就是应用最普遍的一种光电器件，把光电管接入如图1所示的电路中，闭合开关S，用波长为λ的单色光照射光电管时发生了光电效应，下列说法正确的是()图1A．照射的单色光越强，饱和光电流将越大B．若用波长更长的单色光照射光电管，则光电管中金属的逸出功越大C．若把滑片c向左滑动，电流表G的示数一定增大D．若把电源正负极反接，电流表G的示数可能为零答案AD解析发生光电效应时，保持入射光的频率不变，饱和光电流随入射光强度的增大而增大，A正确；金属的逸出功与入射光的频率(波长)无关，由金属本身决定，B错误；若把滑片c 向左滑动，当电流达到饱和电流后，电流不在随电压的增大而增大，C错误；若把电源正负极反接，则电压为遏止电压，当遏止电压与电子电荷量的乘积大于光电子的最大初动能时，光电子不能到达阳极，光电流为零，D正确．3.(多选)(2019·浙江嘉兴一中高三期末)如图2所示，是某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压U c与入射光频率ν的关系图象．则由图象可知()图2A．遏止电压与入射光的频率无关B．该金属的逸出功等于hν0C．图象的斜率表示普朗克常量hD．入射光的频率为3ν0时，产生的光电子的最大初动能为2hν0答案BD4．(2019·江西宜春市上学期期末)下列说法中不正确的是()A．光电效应表明光子有能量，康普顿效应表明光子有动量，这两者均证明了光的粒子性B．卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构C．玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，成功地解释了所有原子的光谱D．天然放射现象表明原子核有更为精细的结构答案 C解析光电效应表明光子具有能量，康普顿效应表明光子除了具有能量之外还具有动量，它们都是光的粒子性的证明，故A正确；卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，故B正确；玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，成功地解释了氢原子光谱的实验规律，不能解释所有原子光谱的实验规律，故C错误；天然放射现象表明原子核有更为精细的结构，故D正确．5．(多选)(2019·贵州部分重点中学教学质量评测)下列说法中正确的是()A．在核反应21H＋31H→42He＋10n，42He与10n的质量和一定小于21H与31H的质量和B．卫星可以在大于地球半径的任意圆轨道上运动，电子也可以在大于基态轨道半径的任意圆轨道上运动C．分别用绿光和紫光照射同一金属表面都能发生光电效应，逸出的光电子的最大初动能可能相等D．随着黑体温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动答案AD解析在核裂变和核聚变反应中有能量释放，对应的有质量亏损，故A正确；由玻尔理论知电子绕原子核的圆周运动轨道半径是不连续的，故B错误；对同一金属来讲逸出功是一定的，紫光光子的能量大于绿光光子的能量，由光电效应方程知用紫光照射同一金属表面，逸出的光电子的最大初动能较绿光大，故C错误；根据黑体辐射理论，黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故D正确．6．(2019·贵州安顺市上学期质量监测)下列说法正确的是()A．电子在核外绕核旋转，向心力为万有引力B．一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子吸收光子，能量增加C．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型D．光电子的最大初动能随着入射光的强度增大而增大答案 C解析电子在核外绕核旋转，向心力为原子核对电子的静电引力，选项A错误；一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子释放光子，能量减小，选项B错误；根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，选项C正确；根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能随着入射光的频率增大而增大，选项D错误．7.(2020·山东等级考模拟卷·1)2019年是世界上首次实现元素人工转变100周年.1919年，卢瑟福用氦核轰击氮原子核，发现产生了另一种元素，该核反应方程可写为42He＋147N→m 8X＋1n Y.以下判断正确的是()A.m＝16，n＝1B.m＝17，n＝1C.m＝16，n＝0D.m＝17，n＝0答案 B解析由质量数和电荷数守恒可得：4＋14＝m＋1,2＋7＝8＋n，解得：m＝17，n＝1. 8．(2019·山东临沂市2月质检)氢原子的能级图如图3所示，不同色光的光子能量如下表所示．图3一群处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内只有1条，其颜色为() A．红色 B. 黄色 C. 绿色 D. 蓝—靛答案 A解析如果激发态的氢原子处于第二能级，能够发出10.2 eV的光子，不属于可见光；如果激发态的氢原子处于第三能级，能够发出12.09 eV、10.2 eV、1.89 eV的三种光子，只有1.89 eV属于红色可见光；如果激发态的氢原子处于第四能级，能够发出12.75 eV、12.09 eV、10.2 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV的六种光子，1.89 eV和2.55 eV属于可见光，1.89 eV的光子为红光，2.55 eV的光子为蓝－靛光；由题意，由一群处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内只有1条，则一定对应着从第三能级到低能级的跃迁，其可见光的颜色为红色，故选A.9．(多选)(2019·浙江超级全能生2月联考)如图4所示的四幅图，下列说法中正确的是()图4A．根据甲图氢原子的电子云示意图可知，电子在玻尔理论中的某一轨道上稳定运动，应该是一个概率问题B．根据乙图中原子核的比结合能示意图可知，63Li原子核中的平均核子质量比16 8O的要小C．丙图中的链式反应要能持续，裂变物质必须具有一定的体积或质量D．根据丁图中氡的衰变可知，1 g氡经过38天后还剩0.1 g答案AC10．(2019·山东菏泽市下学期第一次模拟)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解析维系原子核稳定的力是核力，核力既可以是核子间的相互吸引力，也可以是排斥力，A项错误；核力是强相互作用的一种表现，原子核尺度内，核力比库仑力大的多，B项错误；比结合能小的原子核分解成比结合能大的原子核时会亏损质量，释放核能，C项正确；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，D项错误．级争分练11.(2019·辽宁葫芦岛市一模)如图5所示，氢原子在不同能级间发生的a、b、c三种跃迁时，释放光子的频率分别是νa、νb、νc，下列关系式正确的是()图5A．νb＝νa＋νcB．νa＝νbνcνb＋νcC．νb＝νaνcνa＋νcD．νc＝νbνaνa＋νb答案 A解析因为E m－E n＝hν，知E b＝E a＋E c，即hνb＝hνa＋hνc，解得νb＝νa＋νc，故选A.12.(2019·湖北恩施州2月教学质量检测)利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟，可以制成氢原子钟；如图6所示为氢原子的能级图，一群处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁，能辐射出波长最短的电磁波的频率约为(已知普朗克常量为6.63×10－34 J·s)()图6A．3.08×1014 Hz B．3.08×1015 HzC．1.93×1014 Hz D．1.93×1015 Hz答案 B解析辐射出的波长最短的电磁波为频率最高的电磁波，即为能量最大的电磁波，根据玻尔理论可知：E4－E1＝hν，解得ν＝[－0.85－(－13.6)]×1.6×10－196.63×10－34Hz≈3.08×1015 Hz，故选B.13.(多选)(2019·浙南名校联盟高三期末)如图7为普通使用的“慢中子”核反应堆的示意图，铀棒是核燃料，一种典型的铀核裂变方程：235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n，用重水做慢化剂可使快中子减速，假设中子与重水中的氘核(21H)每次碰撞都是弹性正碰，而且认为碰撞前氘核是静止的，氘核的质量是中子的两倍，则下列说法正确的是()图7A ．钡核的比结合能比铀核的大B ．若碰撞前中子的动能为E 0，经过一次弹性碰撞后中子动能变成19E 0 C ．镉棒插入深一些可增大链式反应的速度D ．水泥防护层可用来屏蔽裂变产物放出的射线答案 ABD14．(2019·福建泉州市第一次质量检查)重核裂变的一个核反应方程为235 92U ＋10n →136 54Xe ＋9038Sr＋х10n ，已知235 92U 、136 54Xe 、9038Sr 的平均结合能分别为7.6 MeV 、8.4 MeV 、8.7 MeV ，则( )A ．该核反应方程中x ＝10B.235 92U 的中子数为92 C ．该核反应中质量增加D.235 92U 的平均结合能比136 54Xe 小，235 92U 比136 54Xe 更稳定 答案 A解析 根据质量数和电荷数守恒可知，x ＝10，故A 正确；235 92U 的质子数为92，质量数为235，所以中子数为143，故B 错误；该核反应是重核裂变，质量会发生亏损，故C 错误；平均结合能越大，表示原子越稳定，故D 错误．15．(多选)(2019·山东实验中学第二次模拟)核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的元素，它可破坏细胞基因，增加患癌的风险．已知钚的一种同位素239 94Pu 的半衰期为24 100年，其衰变方程为239 94Pu →X ＋42He ＋γ，则下列说法中正确的是( )A ．衰变发出的γ射线是波长很短的光子，穿透能力很强B ．上述衰变方程中的X 含有143个中子。

【最新】度高二物理期末复习单元检测：波粒二象性原子结构与原子核学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是A ．改用红光照射B ．改用X 射线照射C ．改用强度更大的原紫外线照射D ．延长原紫外线的照射时间2．关于光电效应的规律，下列说法中正确的是（ ）A ．发生光电效应时，不改变入射光的频率，增大入射光强度，则单位时间内从金属内逸出的光电子数目增多B ．光电子的最大初动能跟入射光强度成正比C ．发生光电效应的反应时间一般都大于10－7 sD ．只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能产生 3．下列说法正确的是（ ）A ．光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量B ．比结合能越大，原子核越不稳定C ．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期D ．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损 4．下列核反应方程中，属于α衰变的是( ) A ．B ．238234492902U Th+He → C ．23411120H+H He+n → D ．234234090911Th Pa+e -→5．如图所示是玻尔理论中氢原子的能级图,现让一束单色光照射一群处于基态的氢原子,受激发的氢原子能自发地辐射出三种不同频率的光,则照射氢原子的单色光的光子能量为( )A ．13.6eVB ．12.09eVC ．10.2eVD ．3.4eV6．根据玻尔理论，氢原子的能级公式为E n ＝2An(n 为能级，A 为基态能量)，一个氢原子中的电子从n ＝4的能级直接跃迁到基态，在此过程中( )A ．氢原子辐射一个能量为1516A的光子 B ．氢原子辐射一个能量为－1516A的光子C ．氢原子辐射一系列频率的光子，其中频率最大的光子能量为1516AD ．氢原子辐射一系列频率的光子，其中频率最大的光子能量为－1516A7．静止在匀强电场中的碳14原子核，某时刻放射的某种粒子与反冲核的初速度方向均与电场方向垂直，且经过相等的时间后形成的轨迹如图所示（a 、b 表示长度）．那么碳14的核反应方程可能是（ ）A ．14410624C He Be →+ B ．14014615C e B →+ C ．14014617C e N -→+D ．14212615C H B →+二、多选题8．下列关于波粒二象性的说法正确的是( ) A ．光电效应揭示了光的波动性B ．使光子一个一个地通过单缝，若时间足够长，底片上也会出现衍射图样C ．黑体辐射的实验规律可用光的粒子性解释D ．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性 9．用中子（10n ）轰击铀核(23592U )产生裂变反应，会产生钡核（14156Ba ）和氪（9236Kr ）并释放中子（10n ），达到某些条件时可发生链式反应，—个铀核(23592U )裂变时，释放的能量约为200MeV （1eV= l.6×10-19J ）.以下说法正确的是: A ．23592U 裂变方程为2351419219256360U Ba Kr n →++B ．23592U 裂变方程为2351141921920563603U n Ba Kr n +→++C ．23592U 发生链式反应的条件与铀块的体积有关D ．一个23592U 裂变时，质量亏损约为3.6×10-28kg10．研究光电效应规律的实验装置如图所示，以频率为v 的光照射光电管阴极K 时，有光电子产生。

宽放市用备阳光实验学校【2021】〔〕2021高考物理〔第01期〕试题分项汇编13 波粒二象性 原子结构和原子核本资料以考区的最试题为主，借鉴并吸收了其他最模拟题中对考区具有借鉴价值的典型题，优化组合，合理编排，极限。

一、单项选择题1.【2021·市六区高三下期第二次学业抽测】以下说法中正确的选项是A ．重核裂变需要吸收能量B ．原子核23290Th 经过6次α衰变和4次β衰变后成为原子核20882PbC ．用升温、加压或发生化学反的方法可以改变放射性元素的半衰期D ．β射线比γ射线的穿透能力更强2.【2021•市一中高三5月模拟】在如下图的光电效现象中，光电管阴极K 的极限频率为0ν，现用频率为ν0νν>的光照射在阴极上，假设在A 、K 之间加一数值为U 的反向电压时，光电流恰好为零，那么以下判断错误的选项是A ．阴极材料的逸出功于0h νB ．有光电子逸出，且光电子的最大初动能可表示eUC ．有光电子逸出，且光电子的最大初动能可表示为0h h νν-D ．无光电子逸出，因为光电流为零3.【2021·市高2021级二诊】以下说法正确的选项是A ．α粒子散射说明原子具有复杂结构B ．具有放射性的物体发出的射线对人体都是有害的C ．氢原子能吸收任意频率光子并跃迁到高能态D ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反4.【2021·市高2021级三诊】研究光电效时，已经知道金属钠的逸出功为9eV ，现有一处于n=4能级的氢原子，用它在跃迁过程中发出的光照射金属钠，氢原子的能级结构图如下图，那么以下说法中正确的选项是：A ．跃迁过程中将释放5种频率的光子B ．跃迁过程中释放光子的最小能量为9eVC ．跃迁过程中释放光子的最大能量为1eVD ．跃迁过程中释放的光子有4种能引起光电效5.【2021·市联盟高三4月】仔细观察氢原子的光谱，发现它只有几条别离的不连续的亮线，其原因是( ) A ．氢原子只有几个能级 B ．氢原子只能发出平行光C ．氢原子有时发光，有时不发光D ．氢原子辐射的光子的能量是不连续的，所以对的光的频率也是不连续的6.【2021·五校高三第三次模拟考试】雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子(νe )而获得了度诺贝尔物理学奖。

动量、波粒二象性、原子结构和原子核检测题A组一、本题共12小题，每小题4分，共48分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分.1．下列叙述中符合物理史实的是：（）A.汤姆孙发现了电子，并由此提出了原子的核式结构学说B.卢瑟福做了粒子散射实验，并据此了解了原子核的组成C.约里奥.居里夫妇用粒子轰击铝核，发现了中子和正电子D.贝克勒尔首先发现了天然放射现象，揭开了人类认识原子核结构的序幕2.下列说法正确的是：（）A.动量为零时，物体一定处于平衡状态B.动能不变，物体的动量一定不变C.物体所受合外力大小不变时，其动量大小一定要发生改变D.物体受到恒力的冲量也可能做曲线运动3．如图所示，箱子放在水平地面上，箱内有一质量为m的铁球以速度v向左壁碰去，来回碰几次后停下来，而箱子始终静止，则整个过程中：（）A．铁球对箱子的冲量为零B．铁球和箱子受到的冲量大小相等C．箱子对铁球的冲量为，向右D．摩擦力对箱子的冲量为，向右4.一辆小车静止在光滑水平面上，A、B两人分别站在车的左右两端。

当两人同时相向运动时：（）A．若小车不动，两人速率一定相等B．若小车向左运动，A的速率一定比B 的小C．若小车向左运动，A的动量一定比B的大D．若小车向左运动，A的动量一定比B的小5. 关于光电效应，以下说法正确的是：（）A.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比B.光电子的最大初动能越大，形成的光电流越强C.能否产生光电效应现象，决定于入射光光子的能量是否大于或等于金属的逸出功D.用频率是的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是的黄光照射该金属一定不发生光电效应6.欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是：（）A.用10.2 eV的光子照射B.用11 eV的光子照射C.用14 eV的光子照射D.用11 eV的光子碰撞7.关于光的波粒二象性，下列说法正确的是：（）A.一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B.光子与电子是同一种粒子，光波与机械波是同一种波C.光的波动性是由光子间的相互作用形成的D.光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说，光子能量，仍表示的是波的特性8. α粒子散射实验中，使α粒子散射的原因是：（）A.α粒子与原子核外电子碰撞B.α粒子与原子核发生接触碰撞C.α粒子发生明显衍射D.α粒子与原子核的库仑斥力作用9. 根据玻尔理论，在氢原子中，量子数n越大，则：（）A.电子轨道半径越小B.核外电子运动速度越小C.原子能级的能量越小D.电子的电势能越大10. 如图所示为氢原子的能级图，若用能量为12.75 eV的光子去照射大量处于基态的氢原子，则：（）A.氢原子能从基态跃迁到n=4的激发态上去B.有的氢原子能从基态跃迁到n=3的激发态上去C.氢原子最多能发射3种波长不同的光D.氢原子最多能发射6种波长不同的光11. 原子弹和氢弹的制造原理是：（）A.都是依据重核的裂变B.都是依据轻核的聚变C.原子弹是根据轻核聚变，氢弹是根据重核裂变D.原子弹是根据重核裂变，氢弹是根据轻核聚变12. 下列核反应或核衰变方程中，符号“X”表示中子的是：（）A.+→+XB. +→+XC.+→+2+XD. →+X二、本题共3小题，共16分，把答案填在题中的横线上.13．质量m=4kg的物体A，在与水平成30º角的推力作用下保持静止，已知F=5N，作用时间t=3s，则力F的冲量I1= N·s，地面对A的支持力的冲量I2= N·s，A受的合外力冲量I3= N·s。

专题18 原子结构、原子核和波粒二象性1．（2020·山东省实验中学高三模拟）关于原子核的相关知识，下面说法正确的是（ ）A ．原子核内相邻质子之间存在相互排斥的核力B ．原子核的比结合能越小，说明原子核越不稳定C ．温度越高放射性元素的半衰期越小D ．β射线是电子流，表明原子核内除质子中子之外还有电子【答案】B【解析】原子核内相邻质子之间存在强相互吸引的核力，A 错误；原子核比结合能越小，拆开原子核越容易，说明原子核越不稳定，B 正确；放射性元素的半衰期是原核的衰变规律，由原子核内部因素决定，即与元素的种类有关，与温度无关，C 错误；射线是原子核内中子转变为质子时产生的，不能说明原子核β内有电子，选项D 错误。

故选B 。

2．（2020·江苏省徐州市高三检测）氢原子能级示意图如图所示．光子能量在1.63 eV~3.10 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A ．12.09 eVB ．10.20 eVC ．1.89 eVD ．1.5l eV【答案】A【解析】由题意可知，基态（n=1）氢原子被激发后，至少被激发到n=3能级后，跃迁才可能产生能量在1.63eV~3.10eV 的可见光．故．故本题选A ．1.51(13.60)eV 12.09eV E ∆=---=3．（2020·北京市门头沟区高三一模）下列核反应方程中，属于重核裂变的是（ ）A ．1441717281N+He O+H −−→B ．238234492902U Th+He−−→C ．224112H+H He−−→D ．235114489192056360U+n Ba+Kr+3n−−→【答案】D【解析】A 是发现质子的反应，属于人工核转变；B 属于α衰变；C 属于聚变方程；D 属于重核裂变方程。

故选D 。

4．（2020·湖北华中师大附中高三测试）已知光速为 3 × 108 m/s 电子的质量为 9.1 × 10−31 kg ，中子的质量为1.67 ×10−27 kg ，质子的质量为1.67 × 10−27 kg 。

波粒二象性原子结构与原子核高考命题规律考点一波粒二象性光电效应命题角度1光电效应的理解高考真题体验·对方向1.(2018全国Ⅱ·17)用波长为300 nm的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10-19 J,已知普朗克常量为6.63×10-34 J·s,真空中的光速为3.00×108 m·s-1,能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为()A.1×1014 HzB.8×1014 HzC.2×1015 HzD.8×1015 Hz答案B解析对逸出电子,根据光电方程有,hν=E k+W,ν=,W=hν0,其中,E k=1.28×10-19 J,λ=300 nm=3×10-7 m,得ν0≈8×1014 Hz,选项B正确.2.(多选)(2017全国Ⅲ·19)在光电效应实验中,分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上,测得相应的遏止电压分别为U a和U b、光电子的最大初动能分别为E k a和E k b.h为普朗克常量.下列说法正确的是()A.若νa>νb,则一定有U a<U bB.若νa>νb,则一定有E k a>E k bC.若U a<U b,则一定有E k a<E k bD.若νa>νb,则一定有hνa-E k a>hνb-E k b答案BC解析根据光电效应方程E k=hν-W和光电子的最大初动能与遏止电压的关系-eU=0-E k,得eU=hν-W,A 错,B、C正确;若νa>νb,则一定有hνa-E k a=hνb-E k b=W,D错.光电效应问题的研究思路(1)(2)两条对应关系:光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大典题演练提能·刷高分1.(2019辽宁大连二模)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.如果换用红光照射,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,根据爱因斯坦光电效应方程:E k=hν-W0,知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照强度有关,由于不知道光照强度,所以无法确定光电子数,B 错误;根据:E k=hν-W0,可知最大初动能与光照强度无关,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.2.(2019北京东城二模)研究光电效应的实验规律的电路如图所示,加正向电压时,图中光电管的A极接电源正极,K极接电源负极时,加反向电压时,反之.当有光照射K极时,下列说法正确的是()A.K极中有无光电子射出与入射光频率无关B.光电子的最大初动能与入射光频率有关C.只有光电管加正向电压时,才会有光电流D.光电管加正向电压越大,光电流强度一定越大答案B解析K极中有无光电子射出与入射光频率有关,只有当入射光的频率大于K极金属的极限频率时才有光电子射出,选项A错误;根据光电效应的规律,光电子的最大初动能与入射光频率有关,选项B正确;光电管加反向电压时,只要反向电压小于遏止电压,就会有光电流产生,选项C错误;在未达到饱和光电流之前,光电管加正向电压越大,光电流强度一定越大,达到饱和光电流后,光电流的大小与正向电压无关,选项D错误.3.图甲所示为氢原子能级图,大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光,其中用从n=4能级向n=2能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光电管的阴极K时,电路中有光电流产生,则()A.改用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光,一定能使阴极K发生光电效应B.改用从n=3能级向n=1能级跃迁时辐射的光,不能使阴极K发生光电效应C.改用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光照射,逸出光电子的最大初动能不变D.入射光的强度增大,逸出光电子的最大初动能也增大答案A解析在跃迁的过程中释放或吸收的光子能量等于两能级间的能级差,ΔE42=-0.85 eV-(-3.40) eV=2.55 eV=hν,此种光的频率大于金属的极限频率,故发生了光电效应.ΔE41=-0.85 eV-(-13.6) eV=12.75eV>ΔE42,光的频率一定大于金属的极限频率,故一定发生了光电效应,则A正确.ΔE31=-1.51 eV-(-13.6) eV=12.09 eV>ΔE41,也能让金属发生光电效应,则B错误;由光电效应方程E km=hν-W0,入射光的频率变大,飞出的光电子的最大初动能也变大,故C错误;由E km=hν-W0知光电子的最大初动能由入射光的频率和金属的逸出功决定,而与入射光的强度无关,则D错误.故选A.4.(多选)2017年度中国10项重大科学进展中,位列榜首的是实现千公里级量子纠缠和密钥分发,创新性地突破了多项国际领先的关键技术.下列与量子理论有关的说法正确的是()A.德布罗意首先提出了量子理论B.玻尔在研究氢原子结构时引入了量子理论C.爱因斯坦认为光子能量是量子化的,光子能量E=hνD.根据量子理论,增大光的照射强度光电子的最大初动能增加答案BC解析普朗克首先提出了量子理论,选项A错误;玻尔在研究氢原子结构时引入了量子理论,成功揭示了氢原子光谱,选项B正确;爱因斯坦认为光子能量是量子化的,光子能量E=hν,选项C正确;根据爱因斯坦光电效应理论,增大光的频率光电子的最大初动能增加,选项D错误.故选BC.命题角度2(储备)光电效应方程和光电效应图象【典题】如图甲所示为研究光电效应中入射光的频率、强弱与光电子发射情况的实验电路,阴极K 受到光照时可以发射光电子,电源正负极可以对调.实验中得到如图乙所示的实验规律,下列表述错误的是()A.在光照条件不变的情况下,随着所加电压的增大,光电流趋于一个饱和值B.在光的频率不变的情况下,入射光越强饱和电流越大C.一定频率的光照射光电管,不论光的强弱如何,遏止电压不变D.蓝光的遏止电压大于黄光的遏止电压是因为蓝光强度大于黄光强度答案D解析在光照条件不变的情况下,随着所加电压的增大,则从K极发射出的电子射到阳极的电子越来越多,则光电流趋于一个饱和值,选项A正确;在光的频率不变的情况下,入射光越强,则单位时间射出的光电子数越多,则饱和电流越大,选项B正确;一定频率的光照射光电管,不论光的强弱如何,根据光电效应的规律可知射出的光电子的最大初动能不变,则遏止电压不变,选项C正确;因为蓝光的频率大于黄光的频率,逸出的光电子最大初动能蓝光的大于黄光的,则蓝光的遏止电压大于黄光的遏止电压,故选项D错误.故选D.1.明确三个关系(1)爱因斯坦光电效应方程E k=hν-W0.(2)光电子的最大初动能E k可以利用光电管用实验的方法测得,即E k=eU c,其中U c是遏止电压.(3)光电效应方程中的W0为逸出功,它与极限频率νc的关系是W0=hνc2.分清四类图象图线形状典题演练提能·刷高分1.(多选)如图甲所示,在光电效应实验中,某同学用相同频率的单色光,分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管,结果都能发生光电效应.图乙为其中一个光电管的遏止电压U c随入射光频率ν变化的函数关系图象.对于这两个光电管,下列判断正确的是()A.因为材料不同逸出功不同,所以遏止电压U c不同B.光电子的最大初动能不同C.因为光强不确定,所以单位时间逸出的光电子数可能相同,饱和光电流也可能相同D.两个光电管的U c-ν图象的斜率可能不同答案ABC解析根据光电效应方程E km=hν-W0和eU c=E km得出,相同频率,不同逸出功,则遏止电压不同,A正确;根据光电效应方程E km=hν-W0得,相同的频率,不同的逸出功,则光电子的最大初动能也不同,B正确;虽然光的频率相同,但光强不确定,所以单位时间逸出的光电子数可能相同,而饱和光电流不一定相同,C正确;因为U c=知图线的斜率为,即只与h和e有关,为常数,一定相同,D错误.故选ABC.2.(2019云南二模)某金属发生光电效应,光电子的最大初动能E k与入射光频率ν之间的关系如图所示.已知h为普朗克常量,e为电子电荷量的绝对值,结合图象所给信息,下列说法正确的是()A.入射光的频率小于ν0也可能发生光电效应现象B.该金属的逸出功随入射光频率的增大而增大C.若用频率是2ν0的光照射该金属,则遏止电压为D.遏止电压与入射光的频率无关答案C解析由图象可知金属的极限频率为ν0,入射光的频率必须要大于ν0才能发生光电效应现象,选项A错误;金属的逸出功与入射光的频率无关,选项B错误;若用频率是2ν0的光照射该金属,则光电子的最大初动能为E km=2hν0-hν0=hν0=Ue,则遏止电压为U=,选项C正确;遏止电压与入射光的频率有关,入射光的频率越大,则最大初动能越大,遏制电压越大,选项D错误.3.如图所示,为研究光电效应的装置和图象.下列关于甲、乙、丙各图的描述,正确的是()甲乙丙A.甲图中,弧光灯照射锌板,验电器的锡箔张开,说明锌板带负电B.乙图中,可以研究单位时间发射的光电子数与照射光的强度有关C.丙图中,强黄光和弱黄光曲线交于U轴同一点,说明光电子最大初动能与光的强度无关D.丙图中,黄光和紫光曲线交于U轴不同点,说明不同金属发生光电效应的极限频率不同答案C解析甲图中,弧光灯照射锌板,会有光电子从锌板中飞出,验电器的锡箔张开,锌板带正电,选项A错误;乙图中,光电管两端加的是反向电压,所以不可以研究单位时间发射的光电子数与照射光的强度有关,选项B错误;丙图中,强黄光和弱黄光曲线交于U轴同一点,说明光电子最大初动能与光的强度无关,选项C正确;丙图中,黄光和紫光曲线交于U轴不同点,说明用不同频率的光照射相同的金属产生光电子的最大初动能不同,选项D错误.故选C.考点二原子结构命题角度原子结构高考真题体验·对方向(2019全国Ⅰ·14)氢原子能级示意图如图所示.光子能量在1.63 eV~3.10 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()A.12.09 eVB.10.20 eVC.1.89 eVD.1.51 eV答案A解析氢原子从能级2向能级1跃迁时,辐射的光子能量为10.2 eV,不是可见光.氢原子从能级3向能级2跃迁时,辐射的光子能量为1.89 eV,是可见光,所以只要把氢原子跃迁到能级3就可以辐射可见光.氢原子从能级1向能级3跃迁时,吸收的光子能量为12.09 eV,A正确,B、C、D错误.处理原子跃迁问题的五点技巧(1)若是在光子的激发下引起原子跃迁,则要求光子的能量必须等于原子的某两个能级差: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)若是在电子的碰撞下引起的跃迁,则要求电子的能量必须大于或等于原子的某两个能级差:原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而被激发.由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收,所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值(E=E m-E n),均可使原子发生能级跃迁.(3)注意:当光子能量大于或等于13.6 eV时,也可以被氢原子吸收,使氢原子电离;当氢原子吸收的光子能量大于13.6 eV,氢原子电离后,电子具有一定的初动能.(4)一群原子的核外电子向基态跃迁时发射光子的种类N=-.(5)取无穷远处为零电势参考面,故各能级的能量值均为负值.典题演练提能·刷高分1.许多科学家为物理学的进步做出重大贡献.下列说法符合事实的是()A.卢瑟福α粒子散射实验中,α粒子与金原子核多次碰撞导致大角度偏转B.根据玻尔理论,原子从激发态向基态跃迁时将释放出核能C.布拉凯特利用云室照片发现,α粒子击中氮原子形成复核,复核不稳定,会放出一个质子D.爱因斯坦的光子说认为,只要增加光照时间,使电子多吸收几个光子,所有电子最终都能跃出金属表面成为光电子答案C解析发生α粒子散射现象,主要是由于α粒子和原子核发生碰撞的结果,产生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子,故A错误;根据玻尔理论,原子从激发态向基态跃迁时将释放不同频率的光子,辐射能量,选项B错误;布拉凯特利用云室照片发现,α粒子击中氮原子形成复核,复核不稳定,会放出一个质子,变成氧核,选项C正确;爱因斯坦的光子说认为,只要增加光的频率才能使电子跃出金属表面;不增大频率,即使增加光照时间,也不能使电子跃出金属表面成为光电子,选项D错误.故选C.2.(2019天津南开二模)已知氦离子(He+)的能级图如图所示,根据能级跃迁理论可知()A.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(He+)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,从高能级到低能级跃迁过程中要以光子的形式放出能量,而从低能级态向高能级跃迁的过程中吸收能量,且吸收的能量满足能级的差值,即ΔE=E M-E N,故CD错;大量的氦离子从高能级向低能级跃迁的过程中,辐射的光子种类满足组合规律即,故B错.3.(2019山东聊城二模)氢原子的能级图如图所示,下列说法正确的是()A.氢原子从低能级向高能级跃迁时静电力做正功B.处于n=2能级的氢原子可以吸收能量为2 eV的光子C.一个氢原子从n=4能级向基态跃迁时,可发出6种不同频率的光子D.处于n=1能级的氢原子可以吸收能量为14 eV的光子答案D解析氢原子从低能级向高能级跃迁时,电子绕核运动的半径增大,库仑引力(静电力)做负功.故A项错误;据图知E2=-3.4 eV,E2+2 eV=-3.4 eV+2 eV=-1.4 eV;由图知,氢原子没有能量等于-1.4 eV的能级;跃迁时,氢原子吸收光子的能量需等于两个能级的能量差;所以处于n=2能级的氢原子不可以吸收能量为2 eV的光子.故B项错误;一群氢原子从n=4能级向基态跃迁时,可发出光子的种数为=6;一个氢原子从n=4能级向基态跃迁时,最多可发出3种不同频率的光子.故C项错误;据图知E1=-13.6eV,E1+14 eV=-13.6 eV+14 eV=0.4 eV>0;处于n=1能级的氢原子可以吸收能量为14 eV的光子,从而使氢原子发生电离.故D项正确.4.(多选)已知氢原子的基态能量为E1,n=2、3能级所对应的能量分别为E2和E3,大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子,依据玻尔理论,下列说法正确的是()A.产生的光子的最大频率为-B.当氢原子从能级n=2跃迁到n=1时,对应的电子的轨道半径变小,能量也变小C.若氢原子从能级n=2跃迁到n=1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应,则当氢原子从能级n=3跃迁到n=1时放出的光子照到该金属表面时,逸出的光电子的最大初动能为E3-E2D.若要使处于能级n=3的氢原子电离,可以采用两种方法:一是用能量为-E3的电子撞击氢原子,二是用能量为-E3的光子照射氢原子答案BC解析大量处于能级n=3的氢原子向低能级跃迁能产生3种不同频率的光子,产生光子的最大频率为-;当氢原子从能级n=2跃迁到n=1时,能量减小,电子离原子核更近,电子轨道半径变小;若氢原子从能级n=2跃迁到n=1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应,由光电效应方程可知,该金属的逸出功恰好等于E2-E1,则当氢原子从能级n=3跃迁到n=1时放出的光子照射该金属时,逸出光电子的最大初动能为E3-E1-(E2-E1)=E3-E2;电子是有质量的,撞击氢原子时发生弹性碰撞,由于电子和氢原子质量不同,故电子不能把-E3的能量完全传递给氢原子,因此不能使氢原子电离,而光子的能量可以完全被氢原子吸收.综上所述,B、C正确.5.在氢原子光谱中,原子从较高能级跃迁到n=3能级发出的谱线属于帕邢系.若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有两条属于帕邢系,则这群氢原子自发跃迁时最多发出不同频率的谱线的条数为()A.3B.6C.10D.15答案C解析氢原子光谱中只有两条帕邢系,即是从n=5、n=4轨道跃迁到n=3轨道,故原子的较高能级应该是在n=5的能级上.然后从n=5向n=4,n=3,n=2,n=1跃迁,从n=4向n=3,n=2,n=1,从n=3向n=2,n=1,从n=2向n=1跃迁,故这群氢原子自发跃迁时最多能发出=10条不同频率的谱线.故选C.6.氢原子能级图如图所示,当氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级时,辐射光的波长为656 nm,下列判断正确的是()A.氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时,辐射光的波长大于656 nmB.当氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时,辐射出的光子不能使逸出功为2.25 eV的钾发生光电效应C.一个处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生6种谱线D.用能量为1.0 eV的光子照射处于n=4能级上的氢原子,可以使氢原子电离答案D解析氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时,辐射光的能量大于氢原子从n=3跃迁到n=2能级时辐射光的能量,根据E=可知,辐射光的波长一定小于656 nm.故A错误;从n=4能级跃迁到n=2能级时辐射出的光子能量为2.55 eV,大于金属的逸出功,能使钾发生光电效应,故B错误;一个处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线,故C错误;当处于n=4的氢原子吸收的能量大于或等于0.85 eV时,将会被电离,故D正确.故选D.考点三原子核及核能命题角度原子核核反应方程高考真题体验·对方向1.(2019全国Ⅱ·15)太阳内部核反应的主要模式之一是质子-质子循环,循环的结果可表示为→He+e+2ν已知H和He的质量分别为m p=1.007 8 u和mα=4.002 6 u,1 u=931 MeV/c2,c为光速.在4个H转变成1个He的过程中,释放的能量约为()A.8 MeVB.16 MeVC.26 MeVD.52 MeV答案C解析本题考查质能方程和核反应的理解.忽略正电子质量,根据质能方程ΔE=Δmc2,而Δm=4m p-mα=4×1.007 8 u-4.002 6 u=0.028 6 u,又因1 u=931 MeV/c2,所以ΔE=0.028 6×931 MeV=26.626 6 MeV,C正确,A、B、D错误.2.(2018全国Ⅲ·14)1934年,约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝核Al,产生了第一个人工放射性核素X:Al→n+X.X的原子序数和质量数分别为()A.15和28B.15和30C.16和30D.17和31答案B解析已知α粒子的质量数是4,核电荷数为2,中子的质量数为1,不带电,原核反应方程可以写为He+Al→n+X,根据核电荷数守恒,可知X的核电荷数即原子序数为15,根据质量数守恒,可知X 的质量数为30,选项B正确.3.(2017全国Ⅰ·17)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电.氘核聚变反应方程是:→He n,已知H的质量为2.013 6 u He的质量为3.015 0 u, n的质量为1.0087 u,1 u=931 MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为()A.3.7 MeVB.3.3 MeVC.2.7 MeVD.0.93 MeV答案B解析由方程→He n得,质量亏损为Δm=2×2.013 6 u-3.015 0 u-1.008 7 u=0.003 5 u,由ΔE=Δmc2得,ΔE=0.003 5×931 MeV≈3.3 MeV,故选B.4.(2017全国Ⅱ·15)一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核,衰变方程为→Th He.下列说法正确的是()A.衰变后钍核的动能等于α粒子的动能B.衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C.铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间D.衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量答案B解析静止的铀核发生衰变,衰变过程中动量守恒,所以衰变后α粒子的动量和钍核的动量大小相等、方向相反,故选项B正确;由于m钍>mα,根据E k=可知,钍核的动能小于α粒子的动能,故选项A错误;半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间,并不是放出一个α粒子所经历的时间,故选项C错误;铀核发生α衰变过程中有质量亏损,衰变后α粒子与钍核的质量和小于衰变前铀核的质量,故选项D错误.1.核反应的规律要记住(1)核反应过程一般都是不可逆的,所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向,而不能用等号连接.(2)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杜撰出生成物来写核反应方程.(3)核反应过程中遵守质量数和电荷数守恒.核反应过程遵循质量数守恒而不是质量守恒,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.(4)无论哪种核反应方程,都必须遵循质量数、电荷数守恒.(5)α衰变的生成物是两种电荷数不同的“带电粒子”,反应前后系统动量守恒,因此反应后的两产物向相反方向运动,在匀强磁场中,受洛伦兹力作用各自做匀速圆周运动,且两轨迹圆相外切,应用洛伦兹力计算公式和向心力公式即可求解运动周期,根据电流的定义式可求解电流大小.2.核能的计算方法①利用爱因斯坦的质能方程计算核能:利用爱因斯坦的质能方程计算核能,关键是求出质量亏损,而求质量亏损主要是利用其核反应方程式,再利用质量与能量相当的关系求出核能.②利用阿伏加德罗常数计算核能:求宏观物体原子核发生核反应过程中所释放的核能,一般利用核反应方程及其比例关系和阿伏加德罗常数.③由动量守恒和能量守恒计算核能:由动量守恒定律和能量守恒定律来求.典题演练提能·刷高分1.在能源需求剧增的现代社会,核能作为一种新能源被各国竞相开发利用,核原料中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素,钚的一种同位素Pu的半衰期为24 100年,其衰变方程为Pu→X He+γ,下列有关说法中正确的是()A.X原子核中含有92个中子B Pu衰变放出的γ射线具有很强的电离能力C.20克的Pu经过48 200年后,还有5克未衰变D Pu核衰变前的质量等于衰变后X、He核的质量之和答案C解析根据电荷数守恒和质量数守恒得,X的电荷数为92,质量数为235,则中子数为235-92=143,A错误;衰变发出的γ射线是频率很大的电磁波,具有很强的穿透能力,不带电,B错误;根据m=m0,可得还剩余m=20×2=5 g,C正确;在衰变的过程中,有质量亏损,根据质能方程知,有能量放出,衰变过程总质量减少,D错误.2.(2019广东揭阳二模)轻核聚变中的一个反应方程是→He+x.若已知H的质量为m1H的质量为m2He的质量为m3,x的质量为m4,则下列说法中正确的是()A.H和H在常温下就能够发生聚变B.x是质子C.这个反应释放的核能为ΔE=(m1+m2-m3-m4)c2D.我国一部分核电站就是利用轻核的聚变释放的能量来发电的答案C解析H和H在常温下不能发生聚变,只有在高温下才能发生聚变,故A错误;根据质量数守恒和电荷数守恒得到,x的质量数为1,电荷数为0,则x是中子,故B错误;该方程的质量亏损为Δm=m1+m2-m3-m4,ΔE=Δmc2=(m1+m2-m3-m4)c2,故C正确;我国现阶段的核电站都是利用重核的裂变释放的能量来发电的,故D错误.3.(2019江西南昌二模)太阳因核聚变释放出巨大的能量,其质量不断减少.太阳光从太阳射到月球表面的时间约500 s,月球表面每平方米每秒钟接收到太阳辐射的能量约为1.4×103 J,根据爱因斯坦质能方程,太阳每秒钟减少的质量最接近()A.4×109 kgB.4×1012 kgC.4×1018 kgD.4×1024 kg答案A。

人教版高中物理选修3-5（波粒二象性、原子结构、原子核）知识点辨析111题<后附参考答案>1．氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论可知：氢原子的电势能减少，核外电子的运动的加速度增大，动能减小，原子能量减少（ ） 2．23490T h在β衰变中会伴随有γ射线的产生，衰变方程为234234090911T h P a +e-→，其中γ射线是镤原子核放出的（ ）3．1511247162N +H C +H e→是α衰变方程（ ）4．卢瑟福通过对阴极射线的研究提出了原子核式结构模型（ ）5．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核内有中子存在（ ）6．核泄漏事故污染物S C 能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为13713755S 56a C B x→+，可以判断x 为电子（ ）7．若氢原子从6n =能级向1n =能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从6n =能级向2n =能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应（ ） 8．质子、中子、α粒子的质量分别是1m 、2m 、3m ，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是()212322m m m c +-（ ）9.玻尔通过对氢原子光谱的研究建立了原子的核式结构模型（ ） 10.某些原子核发生衰变时能够放出β粒子,说明原子核内有β粒子（ ） 11.原子核反应中的质量亏损现象违反了能量守恒定律（ ）12.某种单色光照射某种金属发生光电效应,若增大光照强度,则单位时间内发射的光电子数增加（ ）13．链式反应的一个条件是铀燃料的体积必须大于或等于临界体积（ ）14．轻核聚变反应方程X He H H +→+423121中，X 表示中子（ ）15．分别用黄光和蓝光照射金属钾表面均有光电子逸出，蓝光照射时，逸出的光电子的最大初动能较小（ ）16．大量基态的氢原子吸收光子跃迁到n ＝3激发态后，能发射出3种频率的光子（ ） 17.铀核裂变的某种核反应方程是23514192192563603UB a K r n→++（ ）18.分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出，紫光照射时，逸出的光电子的动能 都比红光照射时逸出的光电子的动能大（ ）19.卢瑟福通过α粒子散射实验验证了在原子核内部存在质子（ ） 20.一群处于4n =能级态的氢原子，自发向低能级跃迁的过程中能辐射12中不同频率的电磁波（ ）21．两个相邻原子核内的所有核子之间都有合力作用（ ）22．原子序数大于或等于83的元素都具有放射性，小于83的个别元素也具有放射性（ ） 23．当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，则入射光的波长越长，产生的光电子的最大初动能越大（ ）24．氢原子的核外电子，由外层轨道跃迁到内层轨道的过程中，吸收光子（ ）25.用频率为v 的光照射某金属研究光电效应，遏止电压为U c ，则该金属的逸出功为h v －eU c （ ）26. 波粒二象性是微观世界的基本特征（ ）27.某放射性物质的半衰期为τ，质量为m 的该放射性物质，经过半个半衰期还剩21m （ ）28.核反应方程411H →+42He+KX 中，X 是正电子，K=2（ ）29．α粒子散射实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据（ ） 30．根据玻尔理论，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大（ ）31．在光电效应的实验中，入射光的强度增大，光电子的最大初动能也增大（）32．某放射性物质的半衰期是5天，12 g经过15天衰变后剩余的质量为0．5 g（）33．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说（）34．若使用某种频率的光不能使某金属发生光电效应，则需增大入射光光照强度才行（）35．结合能越大，原子核结构一定越稳定（）36．用一束绿光照射某金属，能发生光电效应，若换成紫光来照射该金属，也一定能发生光电效应（）37．将核子束缚在原子核内的核力，是不同于万有引力和电磁力的另一种相互作用（）38．紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的.光电子的最大初动能也随之增大（）39．每个核子只跟邻近的核子发生核力作用（）40．原子核式结构模型是由汤姆孙在α粒子散射实验基础上提出的（）41．太阳内部发生的核反应是热核反应（）42．关于原子核内部的信息，最早来自天然放射现象（）43．用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变（）44．X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的（）45．发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比（）46．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变长（）47．速度相等的电子和质子，电子的波长大（）48．汤姆孙预言了中子的存在，查德威克通过原子核人工转变的实验发现了中子（）49．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的（ ）50．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，α射线的穿透能力最强，电离能力最弱（ ）51．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4（ ） 52．普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论（ ） 53．爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说（ ）54．人工核转变（三大发现）：发现质子，发现中子，发现人工放射性同位素（ ）55．贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现原子核是由质子和中子组成的（ ） 56．玻尔大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性（ ）57．电磁波的传播不需要介质，即能在真空中传播，这一点不同于机械波（ ） 58．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的（ ） 59．德布罗意提出实物粒子也具有波动性，康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量（ ）60．对于任何一种金属都存在一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能产生光电效应（ ）61．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动动能减小（ ）62．天然放射性现象说明原子核内部具有复杂的结构（ ） 63．α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构（ ） 64．原子核发生β衰变生成的新核原子序数增加（ ）65．氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长小于从能级2跃迁到能级1辐射出的1441717281N H e O H+→+94121426B e H eC n+→+27430113215A l H e P n+→+光子的波长（）66．γ射线是原子核内部发生核反应而释放出的多余的能量（）67．α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构（）68．光电效应和康普顿效应均揭示了光具有粒子性（）69．重核的裂变会发生质量亏损，但质量数仍守恒（）70．氢原子相邻低能级间的跃迁比相邻高能级间跃迁所辐射的光子波长短（）71.升高或者降低放射性物质的温度均可改变其半衰期（）72．氢原子的发射光谱是连续谱（）73．氢原子光谱说明氢原子只发射特定频率的光（）74．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的（）75．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关（）76．经典力学能够说明微观粒子的规律性（）77．经典力学适用于宏观物体的低速运动问题，不适用于高速运动问题（）78．相对论和量子力学的出现，表示经典力学已失去意义（）79．对于宏观物体的高速运动问题，经典力学仍能适用（）80．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释（）81．β衰变所释放的电子是来自于核外的电子（）82．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱（）83．β射线的速度接近光速，普通一张白纸就可挡住（）84．原子弹是根据轻核聚变原理，基本核反应方程式（）85．原子弹是根据重核的裂变原理，基本核反应方程式（）86．氢弹是根据轻核聚变原理，基本核反应方程式（ ）87．氢弹是根据重核的裂变原理，基本核反应方程式（ ）88.是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核，同时放出一个中子，属于聚变反应（ ）89.是卢瑟福发现质子的核反应，他用α粒子轰击氮原子核，产生氧的同位素——氧17和一个质子，是人类第一次实现的原子核的人工转变，属于人工核反应（ ）90.是小居里夫妇用α粒子轰击铝片时发现了放射性磷（磷30），属于人工核反应（ ）91.是一种典型的铀核裂变，属于裂变反应（ ）92. 在核反应过程中由比结合能小的反应生成比结合能大的要释放能量（ ）93. 发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，光的强弱只影响单位时间内发出光电子的数目（ ）94. 光电子的最大初动能和遏止电压由照射光的频率和金属的逸出功决定（ ） 95.逸出功由金属本身决定，与光的频率无关。

1原子核式结构模型1、阴极射线——1897年英国物理学家汤姆孙，对阴极射线进行了一系列的研究，测出了该射线的比荷及电性，从而发现了电子。

2、汤姆孙发现电子的研究过程3、电子电荷的精确测定是由密立根通过著名的“油滴实验”做出的。

并由此得出重要结论：电荷是量子化的，任何带电体的电量都等于元电荷e 的整数倍。

4、汤姆孙原子模型设想—— “枣糕模型”5、卢瑟福的α粒子散射实验① 绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向运动，不发生偏转。

②有少数α粒子发生较大角度的偏转③有极少数α粒子的偏转角超过了90度，有的几乎达到180度，即被反向弹回。

6、原子核所带正电荷数与质子数相等；原子核的半径数量级为10-15m （该数量级可由α粒子散射实验得到）（而原子半径大小的数量级为10-10m ）。

考点97、氢原子光谱（P54~56）考点98、原子的能级（P57~63）1、光谱定义：光按波长或频率成份和强度的分布记录；2、分类：光谱分为发射光谱和吸收光谱，发射光谱又分为连续谱和线状谱。

a .炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续谱，其光谱特点是连在一起的光带。

b.稀薄气体或金属蒸汽的发射光谱是线状谱，其光谱特点是不连续的亮线的光谱；不同元素的线状谱是不同的，因此线状谱是这种元素的特征谱线，可以通过光谱分析鉴别物质。

c.连续谱通过温度较低的气体后产生的吸收光谱，其光谱特点是连续谱背景上的若干暗线；因此吸收光谱也是这种元素的特征谱线，可以通过光谱分析鉴别物质。

原子特征谱线：不同原子的发射光谱是不同的，线状光谱与原子是一一对应的，它能反映原子的特征，故线状光谱也称之为特征谱线。

可用于鉴别物质和确定物质的组成，这种方法称为光谱分析，其灵敏度可达10－10g 。

3、氢原子光谱（线状光谱）的实验规律①实验：利用气体放电管放电使稀薄氢气发光。

（看课本P55图18.3－4、18.3－5）2）实验规律（巴耳末公式——由可见光范围内所观测到的氢光谱总结而得）λ1＝R （221－2n1） n ＝3、4、5、6、……为里德伯常量，R=1.10×107m －1 这个公式表明，该光谱的波长分布具有分立的特点。

专题16 波粒二象性、原子结构和原子核1．【2017·新课标Ⅰ卷】大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。

氘核聚变反应方程是22311120H H He n ++→。

已知21H 的质量为2.013 6 u ，32He 的质量为3.0150 u ，10n 的质量为1.008 7 u ，1 u=931 MeV/c 2。

氘核聚变反应中释放的核能约为A ．3.7 MeVB ．3.3 MeVC ．2.7 MeVD ．0.93 MeV 【答案】B【解析】根据质能方程，释放的核能2mc E ∆=∆，H He n 20.0035u m m m m ∆=--=，则220.0035u 931MeV/ 3.2585MeV 3.3MeV E c c ∆=⨯⨯=≈，故B 正确，ACD 错误。

【考点定位】质能方程【名师点睛】本题考查质能方程，注意原子核的质量单位不是kg ，由质能方程求核能时要细心。

2．【2016·上海卷】卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在 A ．电子B ．中子C ．质子D ．原子核【答案】D【考点定位】原子核式结构模型【方法技巧】本题需要熟悉α粒子散射实验和原子核式结构模型。

3．【2016·上海卷】放射性元素A 经过2次α衰变和1次β 衰变后生成一新元素B ，则元素B 在元素周期表中的位置较元素A 的位置向前移动了A ．1位B ．2位C ．3位D ．4位 【答案】C【考点定位】α衰变和β 衰变、衰变前后质量数和电荷数守恒【方法技巧】衰变前后质量数和电荷数守恒，根据发生一次α衰变电荷数减少2，发生一次β 衰变电荷数增加1可以计算出放射性元素电荷数的变化量。

4．【2016·北京卷】处于n =3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有 A ．1种B ．2种C ．3种D ．4种【答案】C【解析】因为是大量处于n =3能级的氢原子，所以根据2C n 可得辐射光的频率可能有3种，故C 正确。

单元素养评价(十六) 波粒二象性 原子结构 原子核一、单项选择题(本题共7小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．[2024·四川巴中统考模拟]下列说法正确的是( )A ．天然放射现象说明原子核具有复杂结构B ．有6个能发生α衰变的原子核经过一个半衰期一定还剩3个没有衰变的原子核C ．大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁能产生两种不同频率的光子D ．某种频率的光照射某金属表面能发生光电效应，所有光电子初动能都相等2．[2024·福建厦门模拟]2023年4月12日，中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，创造了新的世界纪录，其内部发生的核反应方程为21 H ＋31 H ―→42 He ＋X ，则( ) A ．X 为正电子B ．该反应为α衰变C ．反应前后质量守恒D ．42 He 的平均结合能比21 H 的平均结合能大3．[2024·四川南充统考模拟]日本政府公布的福岛核电站核污水的排海计划，引起了中国的高度关注．福岛核事故泄漏到海洋的污染物含有多种放射性物质，主要有三种：碘131、铯134 和铯 137，它们的半衰期分别为8天、2年和30年，其中铯137的衰变方程为137 55Cs ―→137 56 Ba ＋X ，下列说法正确的是( )A ．随着未衰变原子核数量的减少，元素的半衰期也相应变短B ．从长时间来看， 碘131的放射性危害小于铯137的放射性危害C ．铯137衰变时，衰变产物中的X 为质子D ．铯137衰变时会放出能量，衰变过程中的质量亏损等于X 的质量4．[2024·山西阳泉统考]氢原子的能级图如图所示，欲使处于n ＝4能级的大量的氢原子向低能级跃迁，发出频率不同的大量的光子，然后用这些光子照射下表中的几种金属，则能发生光电效应的金属有几种( )A.1种 B ．5．目前科学家已经能够制备出能量量子数n 较大的氢原子．氢原子第n 能级的能量为E n ＝E 1n2 ，其中E 1＝－13.6 eV .如图是按能量排列的电磁波谱，要使n ＝20的氢原子吸收一个光子后，恰好失去一个电子变成氢离子，被吸收的光子是( )A．红外线波段的光子B．可见光波段的光子C．紫外线波段的光子D．X射线波段的光子6．[2024·江苏扬州一模]正电子发射型计算机断层显像(PET)的基本原理：将放射性同位素158O注入人体，158O在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇而湮灭转化为一对γ光子，光子被探测器探测后经计算机处理产生清晰图像，下列说法正确的是() A．158O在人体内衰变的方程是158O―→157N＋01nB．正负电子湮灭的方程式是01e＋0－1e―→2γC．正负电子相遇而湮灭违背了能量守恒定律D．在PET中，158O的主要用途是参与人体的代谢过程7．下列四幅图的有关说法正确的是()A．图1中的人用大锤连续敲打，小车能在光滑的水平面上持续向右运动B．图2中若改用绿光照射，验电器金属箔一定不张开C．图3为氢原子能级示意图，一群氢原子处于n＝4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，能使逸出功为2.21 eV的金属钾发生光电效应的光谱线有4条D．图4可以得知原子核F的比结合能小于原子核E的比结合能，原子核D和E聚成原子核F时会有质量亏损，要释放能量二、多项选择题(本题共3小题，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求)8．[2024·福建福州2月检测]下列关于原子物理相关知识说法正确的是()A．在裂变反应235 92U＋10n―→8936Kr＋144 56Ba＋310n中，钡核的平均结合能比铀核的平均结合能大B．放射性元素铀的半衰期为138天，100 g的铀经过276天，还剩有25 g的铀未衰变C．β衰变中产生的β射线是原子核外电子挣脱原子核束缚后形成的D．核反应147N＋42He―→178O＋11H属于α衰变9．[2024·福建厦门一模]关于下列四幅图的说法正确的是()A．图甲中，使摆球A先摆动，摆球B、C接着摆动起来，B摆的振动周期最大B．图乙为某金属在光的照射下，光电子最大初动能E k与入射光频率ν的关系图像．若用频率分别为0.6ν0和0.8ν0的两种单色光同时照射该金属，能使该金属发生光电效应C．图丙是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a光束在水珠中传播的速度一定大于b光束在水珠中传播的速度D．图丁所示为双缝干涉示意图，挡板到屏的间距越大，相邻亮条纹间距越大10．[2024·广西南宁联考模拟]氢原子能级如图甲所示，一群处于n＝5能级的氢原子，向低能级跃迁时发出多种频率的光，分别用这些光照射图乙电路的阴极K，其中3条光电流I 随电压U变化的图线如图丙所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62 eV到3.11 eV之间．则()A．氢原子从n＝5能级向低能级跃迁时能辐射出4种不同频率的可见光B．图乙中当滑片P从a端移向c端的过程中，光电流I不断减小C．a光的频率比b光大一些D．在a光和c光强度相同的情况下，电路中c光的饱和光电流值大一些三、非选择题(本题共2小题，按要求答题)11．[2024·广东广州模拟]如图，等腰直角三角形ABC玻璃砖固定，ab两束单色光垂直AC入射，其中a光刚好不能从AB面射出，而b光穿过AB面后进入光电管，并使G表产生电流(未饱和).请回答下列问题：(1)玻璃砖对a光的折射率n为多少？不改变光的频率，如何增大G表电流？(2)若将图中电源反向，滑片P向右滑动过程中，发现电压表示数为U0时，G表示数刚好为零．已知光电管内金属材料的逸出功为W0，电子电量为e，则光电管的入射光的能量是多少？12．在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家们用放射性材料——PuO2作为发电能源为火星车供电(PuO2中的Pu是238 94Pu).已知238 94Pu衰变后变为234 92U和α粒子．若静止的238 94Pu在匀强磁场中发生衰变，α粒子的动能为E，α粒子的速度方向与匀强磁场的方向垂直，在磁场中做匀速圆周运动的周期为T0，衰变放出的光子的动量可忽略，衰变释放的核能全部转化为234 92U和α粒子的动能．已知光在真空中的传播速度c.求：(1)238 94Pu衰变过程中的质量亏损Δm；(2)从开始衰变到234 92U和α粒子再次相遇的最短时间t.。

【2017年高考考点定位】作为选择题和填空题，本考点的涉及面广，选项可能涉及近代物理学史，波尔模型，光电效应和原子核结构，而填空题可能涉及衰变、核反应方程的书写、光电效应的极限频率和最大初动能等，既是备考的重点也是命题的热门选项。

【考点pk 】名师考点透析考点一、波粒二象性【名师点睛】1. 量子论：①普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的，其最小的、不可分的能量单元即“能量子”或称“量子”，也就是说组成能量的单元是量子。

每一份电磁波的能量νεh =②物质的辐射能量不是连续的，而是以量子的整数倍跳跃式变化的○31905年，爱因斯坦奖量子概念推广到光的传播中，提出了光量子论。

即：νεh =. 其中ν是电磁波的频率，h 为普朗克恒量：×10－34s J ⋅2.黑体和黑体辐射：○1任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波，并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。

○2随着温度的升高，黑体的辐射强度都有增加； ○3随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动。

3.光电效应：在光的照射下，金属中的电子从表面逸出，发射出来的电子就叫光电子，①任何一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发生光电效应，低于极限频率的光不能发生光电效应。

②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，光随入射光频率的增大而增大。

③大于极限频率的光照射金属时，光电流强度（反映单位时间发射出的光电子数的多少），与入射光强度成正比。

④ 金属受到光照，光电子的发射一般不超过10－9秒。

波动说认为：光的能量即光的强度是由光波的振幅决定的与光的频率无关。

所以波动说对解释上述实验规律中的①②④条都遇到困难考点二、原子结构【名师点睛】1. 汤姆生原子结构模型：1897年英国物理学家汤姆生发现了电子，从而打破了原子不可再分的观念，揭示出原子也有复杂的结构。

汤姆生的原子模型：1903年汤姆生设想原子是一个带电小球，它的正电荷均匀分布在整个球体内，而带负电的电子镶嵌在正电荷中。