高考一輪專題復(fù)習(xí)：第11章 近代物理初步

第1課時光電效應(yīng)光的波粒二象性考點考級命題點考查頻率光電效應(yīng)的實驗規(guī)律(Ⅰ)命題點：光電效應(yīng)的規(guī)律2016·課標(biāo)卷Ⅰ，35(1)光電效應(yīng)方程及光電效應(yīng)圖象(Ⅰ)命題點1：光電效應(yīng)方程及應(yīng)用命題點2：光電效應(yīng)中的Uc-ν圖象命題點3：光電效應(yīng)中的Ek-ν圖象命題點4：光電效應(yīng)中的I-U圖象2017·課標(biāo)卷Ⅲ，192015·課標(biāo)卷Ⅰ，35(1)2017·海南卷，72017·北京卷，18光的波粒二象性物質(zhì)波(Ⅰ)命題點1：對光的波粒二象性的理解命題點2：物質(zhì)波2015·課標(biāo)卷Ⅱ，35(1)考點一光電效應(yīng)的實驗規(guī)律(高頻62)1.eq\x(\a\al(光,電,效,應(yīng)))—eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(—\x(概念)—在光的照射下，金屬中的電子從表面逸出的,現(xiàn)象，發(fā)射出的電子叫光電子,—\x(條件)—入射光的頻率大于金屬的極限頻率,—\x(規(guī)律)—\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(—每種金屬都有一個極限頻率,—光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大,而增大,—光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時的，一般不超,過10－9s,—飽和光電流與入射光的強度成正比)),—\x(解釋)—\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(—光子說→空間傳播的光是不連續(xù)的，一份一,份的，每一份為一個光子，能量ε＝hν,—光電效應(yīng)方程→Ek＝hν－W0))))2．光電效應(yīng)的研究思路(1)兩條線索：(2)兩條對應(yīng)關(guān)系：eq\x(光強大)→eq\x(光子數(shù)目多)→eq\x(發(fā)射光電子多)→eq\x(光電流大)eq\x(光子頻率高)→eq\x(光子能量大)→eq\x(光電子的最大初動能大)[診斷小練](1)只要有光照射在金屬表面上就有光電子從金屬表面逸出．()(2)只要入射光的頻率大于極限頻率，就有光電子從金屬表面逸出．()(3)只要入射光的強度足夠大，光照時間足夠長，入射光照射金屬時就一定能發(fā)生光電效應(yīng)．()(4)從金屬表面逸出光電子的數(shù)目跟照射光的強度成正比．()(5)光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，跟光的強度無關(guān)．()【答案】(1)×(2)√(3)×(4)√(5)√命題點光電效應(yīng)的規(guī)律1．(2016·課標(biāo)卷Ⅰ，35(1))現(xiàn)用某一光電管進行光電效應(yīng)實驗，當(dāng)用某一頻率的光入射時，有光電流產(chǎn)生．下列說法正確的是________.A．保持入射光的頻率不變，入射光的光強變大，飽和光電流變大B．入射光的頻率變高，飽和光電流變大C．入射光的頻率變高，光電子的最大初動能變大D．保持入射光的光強不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生E．遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強無關(guān)【解析】根據(jù)光電效應(yīng)實驗得出的結(jié)論：保持入射光的頻率不變，入射光的光強變大，飽和光電流變大，故A正確、B錯誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得入射光的頻率變高，光電子的最大初動能變大，故C正確；遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強無關(guān)，保持入射光的光強不變，若低于極限頻率，則沒有光電流產(chǎn)生，故D錯誤、E正確．【答案】ACE2．如圖所示為光電管的工作電路圖，分別用波長為λ0、λ1、λ2的單色光做實驗，已知λ1＞λ0＞λ2.當(dāng)開關(guān)閉合后，用波長為λ0的單色光照射光電管的陰極K時，電流表有示數(shù)，則下列說法正確的是()A．光電管陰極材料的逸出功與入射光無關(guān)B．若用波長為λ1的單色光進行實驗，則電流表的示數(shù)一定為零C．若僅增大電源的電動勢，則電流表的示數(shù)一定增大D．若僅將電源的正負(fù)極對調(diào)，則電流表的示數(shù)可能為零【解析】光電管陰極材料的逸出功只與材料有關(guān)．而與入射光的頻率、入射光的強度無關(guān)，A正確．用波長為λ0的光照射陰極K時，電路中有光電流，可知波長為λ0的光照射陰極K時，發(fā)生了光電效應(yīng)；若用波長為λ1(λ1>λ0)的光照射陰極K時，雖然入射光的頻率變小，但仍可能大于陰極的極限頻率，仍可能發(fā)生光電效應(yīng)，因此電流表的示數(shù)可能不為零，B錯誤．僅增大電路中電源的電動勢，光電管兩端電壓增大，當(dāng)達到飽和電流后，電流表的示數(shù)不再增大，C錯誤．將電路中電源的正負(fù)極對調(diào)，光電子做減速運動，還可能到達陽極，所以還可能有光電流；若電源電動勢大于光電管的遏止電壓，電子到達不了陽極，則此時電流表的示數(shù)可以為零，D正確．【答案】AD考點二光電效應(yīng)方程及光電效應(yīng)圖象(高頻63)1．三個關(guān)系(1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0.(2)光電子的最大初動能Ek可以利用光電管實驗的方法測得，即Ek＝eUc，其中Uc是遏止電壓．(3)光電效應(yīng)方程中的W0為逸出功，它與極限頻率νc的關(guān)系是W0＝hνc.2．四類圖象[診斷小練](1)只要光照射的時間足夠長，任何金屬都能發(fā)生光電效應(yīng)．()(2)光電子就是光子．()(3)極限頻率越大的金屬材料逸出功越大．()(4)從金屬表面出來的光電子的最大初動能越大，這種金屬的逸出功越?。?)(5)入射光的頻率越大，逸出功越大．()【答案】(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×命題點1光電效應(yīng)方程及應(yīng)用3．(2017·課標(biāo)卷Ⅲ，19)在光電效應(yīng)實驗中，分別用頻率為νa、νb的單色光a、b照射到同種金屬上，測得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub、光電子的最大初動能分別為Eka和Ekb.h為普朗克常量．下列說法正確的是()A．若νa>νb，則一定有Ua＜UbB．若νa>νb，則一定有Eka＞EkbC．若Ua＜Ub，則一定有Eka＜EkbD．若νa>νb，則一定有hνa－Eka＞hνb－Ekb【解析】光電效應(yīng)中遏止電壓與最大初動能之間的關(guān)系為eU＝Ek，根據(jù)光電效應(yīng)方程可知Ek＝hν－W0，若νa＞νb，則Eka＞Ekb，Ua＞Ub，選項A錯誤，選項B正確；若Ua＜Ub，則Eka＜Ekb，選項C正確；由光電效應(yīng)方程可得W0＝hν－Ek，則hνa－Eka＝hνb－Ekb，選項D錯誤．【答案】BC4．(2017·海南卷，7)三束單色光1、2和3的波長分別為λ1、λ2和λ3(λ1>λ2>λ3)．分別用這三束光照射同一種金屬．已知用光束2照射時，恰能產(chǎn)生光電子，下列說法正確的是()A．用光束1照射時，不能產(chǎn)生光電子B．用光束3照射時，不能產(chǎn)生光電子C．用光束2照射時，光越強，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)目越多D．用光束2照射時，光越強，產(chǎn)生的光電子最大初動能越大【解析】依據(jù)波長與頻率的關(guān)系：λ＝eq\f(c,ν)，因λ1>λ2>λ3，那么ν1<ν2<ν3；由于用光束2照射時，恰能產(chǎn)生光電子，因此用光束1照射時，不能產(chǎn)生光電子，而光束3照射時，一定能產(chǎn)生光電子，故A正確，B錯誤；用光束2照射時，光越強，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)目越多，而由光電效應(yīng)方程：Ekm＝hν－W，可知，光電子的最大初動能與光的強弱無關(guān)，故C正確，D錯誤．【答案】AC命題點2光電效應(yīng)中的Uc-ν圖象5．(2015·課標(biāo)卷Ⅰ，35(1))在某次光電效應(yīng)實驗中，得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν的關(guān)系如圖所示．若該直線的斜率和截距分別為k和b，電子電荷量的絕對值為e，則普朗克常量可表示為________，所用材料的逸出功可表示為________.【解析】光電效應(yīng)中，入射光子能量hν，克服逸出功W0后多余的能量轉(zhuǎn)換為電子動能，反向遏止電壓eUc＝hν－W0，整理得Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，斜率即eq\f(h,e)＝k，所以普朗克常量h＝ek，截距為b，即eb＝－W0，所以逸出功W0＝－eb.【答案】ek－eb6．(2018·河南鶴壁模擬)利用圖甲所示的實驗裝置觀測光電效應(yīng)，已知實驗中測得某種金屬的遏止電壓Uc與入射頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示，電子的電荷量為e＝1.6×10－19C，則()A．普朗克常量為eq\f(eν1,U1)B．該金屬的逸出功為eU1C．電源的右端為正極D．若電流表的示數(shù)為10μA，則每秒內(nèi)從陰極發(fā)出的光電子數(shù)的最小值為6.25×1012【解析】由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)，知題圖乙圖線的斜率eq\f(U1,ν1)＝eq\f(h,e)，則普朗克常量h＝eq\f(eU1,ν1)，該金屬的逸出功為W0＝hν1＝eU1，A錯誤，B正確；電源左端為正極，右端為負(fù)極，C錯誤；每秒內(nèi)發(fā)出的光電子的電荷量為q＝It＝10×10－6×1C＝10－5C，而n＝eq\f(q,e)，故每秒內(nèi)至少發(fā)出6.25×1013個光電子，D錯誤．【答案】B命題點3光電效應(yīng)中的Ek-ν圖象7．愛因斯坦因提出了光量子概念并成功地解釋光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得1921年諾貝爾物理學(xué)獎．某種金屬逸出光電子的最大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系如圖所示，其中νc為極限頻率．從圖中可以確定的是()A．逸出功與ν有關(guān) B．Ek與入射光強度成正比C．當(dāng)ν＜νc時，會逸出光電子 D．圖中直線的斜率與普朗克常量有關(guān)【解析】由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0和W0＝hνc(W0為金屬的逸出功)可得，Ek＝hν－h(huán)νc，可見圖象的斜率表示普朗克常量，D正確；只有ν≥νc時才會發(fā)生光電效應(yīng)，C錯；金屬的逸出功只和金屬的極限頻率有關(guān)，與入射光的頻率無關(guān)，A錯；最大初動能取決于入射光的頻率，而與入射光的強度無關(guān)，B錯．【答案】D命題點4光電效應(yīng)中的I-U圖象8．如圖所示為用某金屬研究光電效應(yīng)規(guī)律得到的光電流隨電壓變化關(guān)系的圖象，用單色光1和單色光2分別照射該金屬時，逸出的光電子的最大初動能分別為Ek1和Ek2，普朗克常量為h，則下列說法正確的是()A．Ek1>Ek2 B．單色光1的頻率比單色光2的頻率高C．增大單色光1的強度，其遏止電壓會增大 D．單色光1和單色光2的頻率之差為eq\f(Ek1－Ek2,h)【解析】由于Ek1＝e|Uc1|，Ek2＝e|Uc2|，所以Ek1<Ek2，A錯誤；由Ek＝hν－W0可知，單色光1的頻率比單色光2的頻率低，B錯誤；只增大照射光的強度，光電子的最大初動能不變，因此遏止電壓不變，C錯誤；Ek1＝hν1－W0，Ek2＝hν2－W0，得ν1－ν2＝eq\f(Ek1－Ek2,h)，D正確．【答案】D考點三光的波粒二象性物質(zhì)波(高頻64)1．光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有波動性．(2)光電效應(yīng)說明光具有粒子性．(3)光既具有波動性，又具有粒子性，稱為光的波粒二象性．2．物質(zhì)波(1)概率波光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運動遵守波動規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子到達概率大的地方，暗條紋是光子到達概率小的地方，因此光波又叫概率波．(2)物質(zhì)波任何一個運動著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種波與它對應(yīng)，其波長λ＝eq\f(h,p)，p為運動物體的動量，h為普朗克常量．3．光既具有粒子性，又具有波動性，對光的波粒二象性的理解項目內(nèi)容說明光的粒子性(1)當(dāng)光同物質(zhì)發(fā)生作用時，這種作用是“一份一份”進行的，表現(xiàn)出粒子性(2)少量或個別光子容易顯示出光的粒子性粒子的含義是“不連續(xù)的”、“一份一份的”，光的粒子即光子光的波動性(1)足夠多的光在傳播時，表現(xiàn)出波動的性質(zhì)(2)光是一種概率波，即光子在空間各點出現(xiàn)的可能性大小(概率)可用波動規(guī)律來描述光的波動性是光子本身的一種屬性，不是光子之間相互作用產(chǎn)生的，光的波動性不同于宏觀概念的波波和粒子的對立與統(tǒng)一宏觀世界：波和粒子是相互對立的概念微觀世界：波和粒子是統(tǒng)一的．光子說并未否定波動性，光子能量E＝hν＝eq\f(hc,λ)，其中，ν和λ就是描述波的兩個物理量[診斷小練](1)少量或個別光子的行為顯示出光的粒子性．()(2)光電效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有粒子性．()(3)光的波動性和粒子性是相互矛盾的，有光波動性就沒有粒子性，有粒子性就沒有波動性．()(4)光的波動性是光子本身的一種屬性，是由光子之間的相互作用產(chǎn)生的．()【答案】(1)√(2)√(3)×(4)×命題點1對光的波粒二象性的理解9．(2015·課標(biāo)卷Ⅱ，35(1))實物粒子和光都具有波粒二象性．下列事實中突出體現(xiàn)波動性的是________.A．電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣B．β射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡C．人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)D．人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)E．光電效應(yīng)實驗中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強度無關(guān)【解析】電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣，可以說明電子是一種波，故A正確；β射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡，可以說明β射線是一種粒子，故B錯誤；人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)，中子衍射說明中子是一種波，故C正確；人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，利用了電子束的衍射現(xiàn)象，說明電子束是一種波，故D正確；光電效應(yīng)實驗中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強度無關(guān)，說明光是一種粒子，故E錯誤．【答案】ACD10．(2018·湖南確山期末)對光的認(rèn)識，下列說法錯誤的是()A．個別光子的行為表現(xiàn)出粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)出波動性B．光的波動是光子本身的一種屬性，不是光子之間的相互作用引起的C．光表現(xiàn)出波動性時，就不具有粒子性了；光表現(xiàn)出粒子性時，就不再具有波動性了D．光的波動二象性應(yīng)理解為：在某種場合下光的波動性表現(xiàn)得明顯，在另外的某種場合下，光的粒子性表現(xiàn)得明顯【解析】根據(jù)波粒二象性可知個別光子的行為表現(xiàn)出粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)出波動性，光的波動性是光子本身的一種屬性，不是光子之間的相互作用引起的，光的波粒二象性可理解為：在某種場合下光的波動性表現(xiàn)得明顯，在另外的某種場合下，光的粒子性表現(xiàn)得明顯，但兩者不矛盾，不能說光表現(xiàn)出波動性時，就不具有粒子性了；光表現(xiàn)出粒子性時，就不再具有波動性了，C錯誤．【答案】C命題點2物質(zhì)波11．(2015·江蘇卷，12C(1))波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的有________.A．光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性B．熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性C．黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的波動性解釋D．動能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長也相等【解析】光電效應(yīng)說明光的粒子性，所以A正確；熱中子束在晶體上產(chǎn)生衍射圖樣，即運動的實物粒子具有波的特性，即說明中子具有波動性，所以B正確；黑體輻射的實驗規(guī)律說明電磁輻射具有量子化，即黑體輻射是不連續(xù)的、一份一份的，所以黑體輻射用光的粒子性解釋，即C錯誤；根據(jù)德布羅意波長公式λ＝eq\f(h,p)，p2＝2mEk，又質(zhì)子的質(zhì)量大于電子的質(zhì)量，所以動能相等的質(zhì)子和電子，質(zhì)子的德布羅意波長較短，所以D錯誤．【答案】AB波粒二象性的“三個易錯”(1)光子表現(xiàn)為波動性，并不否認(rèn)光子具有粒子性．(2)宏觀物體也具有波動性．(3)微觀粒子的波動性與機械波不同，微觀粒子的波是概率波.[高考真題]1．(2017·北京卷，18)2017年年初，我國研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長在100nm(1nm＝10－9m)附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強的極紫外激光脈沖，“大連光源”因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮重要作用．一個處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個分子，但又不會把分子打碎．據(jù)此判斷，能夠電離一個分子的能量約為(取普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，真空光速c＝3×108m/s)()A．10－21J B．10－18JC．10－15J D．10－12J【解析】一個處于極紫外波段的光子所具有的能量E＝hν＝heq\f(c,λ)＝6.6×10－34×eq\f(3×108,10－7)J≈10－18J，選項B正確．【答案】B2．(2015·上海卷，11)某光源發(fā)出的光由不同波長的光組成，不同波長的光的強度如圖所示，表中給出了一些材料的極限波長，用該光源發(fā)出的光照射表中材料()材料鈉銅鉑極限波長(nm)541268196A.僅鈉能產(chǎn)生光電子B．僅鈉、銅能產(chǎn)生光電子C．僅銅、鉑能產(chǎn)生光電子D．都能產(chǎn)生光電子【解析】根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，只要光源的波長小于某金屬的極限波長，就有光電子逸出，該光源發(fā)出的光的波長有的小于100nm，即小于鈉、銅、鉑三種金屬的極限波長，故都能產(chǎn)生光電子，故D正確，A、B、C錯誤．【答案】D3．(2014·海南卷，17(1))在光電效應(yīng)實驗中，用同一種單色光，先后照射鋅和銀的表面，都能產(chǎn)生光電效應(yīng)．對于這兩個過程，下列四個物理量中，一定不同的是________.A．遏止電壓 B．飽和光電流C．光電子的最大初動能 D．逸出功【解析】同一束光照射不同的金屬，一定相同的是入射光的光子能量，不同的金屬，逸出功不同，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0知，最大初動能不同，則遏止電壓不同；同一束光照射，光中的光子數(shù)目相等，所以飽和光電流是相同的．【答案】ACD[名校模擬]4．(2018·邢臺市高三上學(xué)期高三初考)研究光電效應(yīng)的電路如圖所示．用頻率相同、強度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K)，鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流．下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關(guān)系圖象中，正確的是()【解析】由于光的頻率相同，所以對應(yīng)的反向遏止電壓相同，選項A、B錯誤；發(fā)生光電效應(yīng)時，在同樣的加速電壓下，光強度越大，逸出的光電子數(shù)目越多，形成的光電流越大，所以C正確，D錯誤．【答案】C5．(2018·江西南昌模擬)如圖所示為研究光電效應(yīng)現(xiàn)象的裝置，陰極K與滑動變阻器的中心抽頭c相連，當(dāng)滑動觸頭P從a移到c的過程中，光電流始終為零，為了產(chǎn)生光電流，可采取的措施是()A．增大入射光的強度 B．增大入射光的頻率C．將P從c向a移動 D．將P從c向b移動【解析】能否產(chǎn)生光電效應(yīng)與入射光的強度無關(guān)，故A錯誤；增大入射光的頻率，當(dāng)入射光的頻率大于金屬的極限頻率時，產(chǎn)生光電效應(yīng)，金屬中有光電子逸出，電路中能產(chǎn)生光電流，故B正確；將P從c向a移動，P點電勢大于c點的電勢，光電管加上正向電壓，但不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，沒有光電流形成，故C錯誤；將P從c向b移動，不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，沒有光電流形成，故D錯誤．【答案】B6．(2018·保定市高三第一學(xué)期月考)如圖所示，當(dāng)弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后，在鋅板上形成明暗相間的條紋，同時與鋅板相連的驗電器鋁箔有張角，則該實驗()A．只能證明光具有波動性B．只能證明光具有粒子性C．只能證明光能夠發(fā)生衍射D．證明光具有波粒二象性【解析】弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后，在鋅板上形成明暗相間的條紋，這是光的衍射，證明了光具有波動性．驗電器鋁箔有張角，說明鋅板發(fā)生了光電效應(yīng)，則證明了光具有粒子性，所以該實驗證明了光具有波粒二象性，D正確．【答案】D課時作業(yè)(三十四)[基礎(chǔ)小題練]1．根據(jù)愛因斯坦光子說，光子能量E等于(h為普朗克常量，c、λ為真空中的光速和波長)()A．heq\f(c,λ) B．heq\f(λ,c)C.hλ D．eq\f(h,λ)【解析】根據(jù)E＝hν，ν＝eq\f(c,λ)得：E＝heq\f(c,λ)，故A對．【答案】A2．在光電效應(yīng)實驗中，用單色光照射某種金屬表面，有光電子逸出，則光電子的最大初動能取決于入射光的()A．頻率 B．強度C．照射時間 D．光子數(shù)目【解析】由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，Ek只與頻率ν有關(guān)，故選項B、C、D錯，選項A正確．【答案】A3．頻率為ν的光照射某金屬時，產(chǎn)生光電子的最大初動能為Ekm.改為頻率為2ν的光照射同一金屬，所產(chǎn)生光電子的最大初動能為(h為普朗克常量)()A．Ekm－h(huán)ν B．2EkmC．Ekm＋hν D．Ekm＋2hν【解析】根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得：Ekm＝hν－W0，若入射光頻率變?yōu)?ν，則Ekm′＝h·2ν－W0＝2hν－(hν－Ekm)＝hν＋Ekm，故選C.【答案】C4．三種不同的入射光A、B、C分別射在三種不同的金屬a、b、c表面，均恰能使金屬中逸出光電子，若三種入射光的波長λA>λB>λC，則()A．用入射光A照射金屬b和c，金屬b和c均可發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象B．用入射光A和B照射金屬c，均可使金屬c發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象C．用入射光C照射金屬a和b，金屬a、b均可發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象D．用入射光B和C照射金屬a，均可使金屬a發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象【解析】恰能使金屬逸出光電子，說明入射光的頻率恰好等于金屬的截止頻率，由題意知入射光的頻率νA<νB<νC，A的頻率最小，用入射光A照射金屬b和c，金屬b和c均不能發(fā)生光電效應(yīng)，A錯誤；A、B光的頻率都小于C的頻率，用入射光A和B照射金屬c，金屬c不能發(fā)生光電效應(yīng)，B錯誤；C的頻率比A、B的頻率都大，所以用入射光C照射金屬a和b，金屬a、b均可發(fā)生光電效應(yīng)，C正確；A的頻率小于B、C的頻率，所以用入射光B、C照射金屬a，均可使金屬a發(fā)生光電效應(yīng)，D正確．【答案】CD5.某金屬在光的照射下發(fā)生光電效應(yīng)，光電子的最大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系如圖所示，則()A．普朗克常量為eq\f(νc,E)B．入射光的頻率為3νc時，逸出的光電子的最大初動能為2EC．頻率大于2νc的入射光照射該金屬時才會發(fā)生光電效應(yīng)D．若光在真空中的速度為c，則波長大于eq\f(c,νc)的光照射該金屬時才會發(fā)生光電效應(yīng)【解析】由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，結(jié)合圖象可知金屬的逸出功W0＝E，極限頻率為νc，所以hνc－W0＝0，解得h＝eq\f(E,νc)，A錯誤；由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，則Ek′＝h·3νc－W0＝2E，B正確；由題圖可知頻率不低于νc的入射光照射該金屬時會發(fā)生光電效應(yīng)，即波長不大于eq\f(c,νc)的光照射該金屬時才會發(fā)生光電效應(yīng)，C、D錯誤．【答案】B6．如圖甲所示為某實驗小組成員研究某金屬發(fā)生光電效應(yīng)的遏止電壓隨照射光頻率變化關(guān)系的實驗裝置，圖乙為實驗得到的遏止電壓隨照射光頻率變化的關(guān)系圖象，電子的電荷量e＝1.6×10－19C，則下列說法正確的是()A．圖甲中滑動變阻器的滑片移到最左端，電流計G的示數(shù)為零B．由圖乙得普朗克常量為6.4×10－33J·sC．由圖乙可知，該金屬的極限頻率為5.0×1014HzD．當(dāng)照射光的頻率為17.5×1014Hz時，逸出的光電子的最大初動能為3.2×10－19J【解析】當(dāng)題圖甲中滑動變阻器的滑片移到最左端，光照射金屬發(fā)生光電效應(yīng)，回路中仍有光電流，電流計的示數(shù)不為零，A項錯誤；由Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(h,e)v0可知，圖象的斜率eq\f(h,e)＝eq\f(2,5×1014)V·s，得h＝6.4×10－34J·s，B項錯誤；當(dāng)Uc＝0時，ν＝ν0＝5.0×1014Hz，C項正確；當(dāng)照射光的頻率為17.5×1014Hz時，逸出的光電子的最大初動能為Ek＝eUc＝8.0×10－19J，D項錯誤．【答案】C[創(chuàng)新導(dǎo)向練]7．科學(xué)探究——利用光電管探究光電效應(yīng)的規(guī)律如圖為一真空光電管的應(yīng)用電路，其陰極金屬材料的極限頻率為4.5×1014Hz，則以下判斷中正確的是()A．發(fā)生光電效應(yīng)時，電路中光電流的飽和值取決于入射光的頻率B．發(fā)生光電效應(yīng)時，電路中光電流的飽和值取決于入射光的強度C．用λ＝0.5μm的光照射光電管時，電路中有光電流產(chǎn)生D．光照射時間越長，電路中的電流越大【解析】在光電管中若發(fā)生了光電效應(yīng)，單位時間內(nèi)發(fā)射光電子的數(shù)目只與入射光的強度有關(guān)，光電流的飽和值只與單位時間內(nèi)發(fā)射光電子的數(shù)目有關(guān)．據(jù)此可判斷A、D錯誤，B正確．波長λ＝0.5μm的光子的頻率ν＝eq\f(c,λ)＝eq\f(3×108,0.5×10－6)Hz＝6×1014Hz＞4.5×1014Hz，可發(fā)生光電效應(yīng)，所以C正確．【答案】BC8．科學(xué)探究——用圖象法研究光電效應(yīng)的規(guī)律如圖所示是某金屬在光的照射下，光電子的最大初動能Ek與入射光的波長的倒數(shù)(eq\f(1,λ))的關(guān)系圖象，由圖象可知()A．圖象中的λ0是產(chǎn)生光電效應(yīng)的最小波長B．普朗克常量和光速的乘積hc＝Eλ0C．該金屬的逸出功等于－ED．若入射光的波長為eq\f(λ0,3)，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為2E【解析】圖象中的λ0是產(chǎn)生光電效應(yīng)的最大波長，選項A錯誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，光電子的最大初動能Ek與入射光的波長的倒數(shù)eq\f(1,λ)的關(guān)系圖象對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式為Ek＝hceq\f(1,λ)－W，由圖象可知Ek＝0時，hc＝Eλ0，選項B正確；由Ek＝hceq\f(1,λ)－W，并結(jié)合關(guān)系圖象可得該金屬的逸出功W＝E，選項C錯誤；若入射光的波長為eq\f(λ0,3)，由Ek＝hceq\f(1,λ)－W，解得Ek＝hceq\f(1,λ)－W＝3E－E＝2E，即產(chǎn)生的光電子的最大初動能為2E，選項D正確．【答案】BD9．生活科技——光的粒子性在激光器原理中的體現(xiàn)某半導(dǎo)體激光器發(fā)射波長為1.5×10－6m，功率為5.0×10－3W的連續(xù)激光．已知可見光波長的數(shù)量級為10－7m，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，該激光器發(fā)出的()A．是紫外線B．是紅外線C．光子能量約為1.3×10－18JD．光子數(shù)約為每秒3.8×1016個【解析】由于該激光器發(fā)出的光波波長比可見光長，所以發(fā)出的是紅外線，A錯誤，B正確．光子能量E＝hν＝heq\f(c,λ)≈1.3×10－19J，C錯誤．每秒發(fā)射的光子數(shù)n＝eq\f(P×1,E)≈3.8×1016個，D正確．【答案】BD10．實驗探索——用雙縫干涉實驗探究光的波粒二象性用很弱的光做雙縫干涉實驗，把入射光減弱到可以認(rèn)為光源和感光膠片之間不可能同時有兩個光子存在，如圖所示是不同數(shù)量的光子照射到感光膠片上得到的照片．這些照片說明()A．光只有粒子性沒有波動性B．光只有波動性沒有粒子性C．少量光子的運動顯示波動性，大量光子的運動顯示粒子性D．少量光子的運動顯示粒子性，大量光子的運動顯示波動性【解析】光具有波粒二象性，這些照片說明少量光子的運動顯示粒子性，大量光子的運動顯示波動性，故D正確．【答案】D[綜合提升練]11．紫光在真空中的波長為4.5×10－7m，問：(h＝6.63×10－34J·s，c＝3×108m/s)(1)紫光光子的能量是多少？(2)用它照射極限頻率υc＝4.62×1014Hz的金屬鉀能否產(chǎn)生光電效應(yīng)？(3)若(2)能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則光電子的最大初動能為多少？【解析】(1)E＝hν＝heq\f(c,λ)＝4.42×10－19J.(2)ν＝eq\f(c,λ)≈6.67×1014Hz，因為ν＞νc，所以能產(chǎn)生光電效應(yīng)．(3)光電子的最大初動能Ek＝hν－W0＝h(ν－νc)≈1.36×10－19J.【答案】(1)4.42×10－19J(2)能(3)1.36×10－19J12．如圖所示，當(dāng)開關(guān)S斷開時，用光子能量為2.5eV的一束光照射陰極P，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零．合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60V時，電流表讀數(shù)仍不為零；當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.60V時，電流表讀數(shù)為零．(1)求此時光電子的最大初動能的大??；(2)求該陰極材料的逸出功．【解析】設(shè)用光子能量為2.5eV的光照射時，光電子的最大初動能為Ek，陰極材料逸出功為W0.反向電壓達到U＝0.60V時，具有最大初動能的光電子到不了陽極，因此eU＝Ek由光電效應(yīng)方程得Ek＝hν－W0由以上兩式得Ek＝0.6eV，W0＝1.9eV.【答案】(1)0.6eV(2)1.9eV第2課時原子結(jié)構(gòu)與原子核考點考級命題點考查頻率原子的核式結(jié)構(gòu)(Ⅰ)命題點1：α粒子散射實驗現(xiàn)象及分析命題點2：科學(xué)實驗與物理學(xué)史2014·課標(biāo)卷Ⅱ，35(1)玻爾理論(Ⅰ)命題點1：玻爾理論命題點2：能級躍遷————原子核及核反應(yīng)(Ⅰ)命題點1：衰變命題點2：放射現(xiàn)象命題點3：核反應(yīng)方程2016·課標(biāo)卷Ⅱ，35(1)2016·課標(biāo)卷Ⅲ，35(1)2014·課標(biāo)卷Ⅰ，35(1)2013·課標(biāo)卷Ⅰ，35(1)2013·課標(biāo)卷Ⅱ，35(1)2017·天津卷，1核力與核能(Ⅰ)命題點1：對核能的理解命題點2：核能的計算及綜合應(yīng)用2017·課標(biāo)卷Ⅰ，172017·課標(biāo)卷Ⅱ，152017·江蘇卷，12C(1)2017·北京卷，23考點一原子的核式結(jié)構(gòu)(高頻65)1．電子的發(fā)現(xiàn)英國物理學(xué)家湯姆孫在研究陰極射線時發(fā)現(xiàn)了電子，提出了原子的“棗糕模型”．2．原子的核式結(jié)構(gòu)(1)1909～1911年，英籍物理學(xué)家盧瑟福進行了α粒子散射實驗，提出了核式結(jié)構(gòu)模型．(2)α粒子散射實驗的結(jié)果：絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進，但有少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90°，也就是說它們幾乎被“撞了回來”，如圖所示．(3)原子的核式結(jié)構(gòu)模型：原子中帶正電的原子核的體積很小，但幾乎占有全部質(zhì)量，電子在原子核的外面運動．[診斷小練](1)最早發(fā)現(xiàn)電子的是法國物理學(xué)家湯姆遜．()(2)英國物理學(xué)家盧瑟福用α粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)并提出了核式結(jié)構(gòu)模型．()(3)在α粒子散射實驗中，偏轉(zhuǎn)角度最大的說明靠近原子核最近．()(4)在α粒子散射實驗中，用鋁片做實驗材料最好．()【答案】(1)×(2)×(3)√(4)×命題點1α粒子散射實驗現(xiàn)象及分析1．在盧瑟福α粒子散射實驗中，有少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，其原因是()A．原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個很小的核上B．正電荷在原子內(nèi)是均勻分布的C．原子中存在著帶負(fù)電的電子D．原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中【解析】盧瑟福α粒子散射實驗中使盧瑟福驚奇的就是α粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)，這是由于α粒子帶正電，而原子核極小，且原子核帶正電，A正確，B錯誤；α粒子能接近原子核的機會很小，大多數(shù)α粒子都從核外的空間穿過，而與電子碰撞時如同子彈碰到塵埃一樣，運動方向不會發(fā)生改變．C、D的說法沒錯，但與題意不符．【答案】A命題點2科學(xué)實驗與物理學(xué)史2．(2014·課標(biāo)卷Ⅱ，35(1))在人類對微觀世界進行探索的過程中，科學(xué)實驗起到了非常重要的作用．下列說法符合歷史事實的是________.A．密立根通過油滴實驗測出了基本電荷的數(shù)值B．貝克勒爾通過對天然放射現(xiàn)象的研究，發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核C．居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素D．盧瑟福通過α粒子散射實驗證實了在原子核內(nèi)部存在質(zhì)子E．湯姆遜通過陰極射線在電場和磁場中偏轉(zhuǎn)的實驗，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子組成的，并測出了該粒子的比荷【解析】密立根通過油滴實驗測出了基本電荷的數(shù)值為1.6×10－19C，選項A正確；貝克勒爾通過對天然放射性研究發(fā)現(xiàn)了放射性元素，選項B錯誤；居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素，選項C正確；盧瑟福通過α粒子散射實驗，得出了原子的核式結(jié)構(gòu)理論，選項D錯誤；湯姆遜通過對陰極射線在電場及在磁場中偏轉(zhuǎn)的實驗，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子組成，并測定了粒子的比荷，選項E正確．【答案】ACE3．(2016·海南卷，17(1))下列說法正確的是________.A．愛因斯坦在光的粒子性的基礎(chǔ)上，建立了光電效應(yīng)方程B．康普頓效應(yīng)表明光子只具有能量，不具有動量C．玻爾的原子理論成功地解釋了氫原子光譜的實驗規(guī)律D．盧瑟福根據(jù)α粒子散射實驗提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型E．德布羅意指出微觀粒子的動量越大，其對應(yīng)的波長就越長【解析】愛因斯坦提出了光子假說，建立了光電效應(yīng)方程，故A正確；康普頓效應(yīng)表明光不僅具有能量，還具有動量，故B錯誤；玻爾的原子理論成功地解釋了氫原子光譜的實驗規(guī)律，故C正確；盧瑟福根據(jù)α粒子散射實驗提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，故D正確；微觀粒子的德布羅意波長為λ＝eq\f(h,p)，其中p為微觀粒子的動量，故動量越大，則對應(yīng)的波長就越短，故E錯誤．【答案】ACD考點二玻爾理論1．對氫原子能級圖的理解(1)能級圖如圖所示．(2)能級圖中相關(guān)量意義的說明相關(guān)量意義能級圖中的橫線表示氫原子可能的能量狀態(tài)——定態(tài)橫線左端的數(shù)字“1,2,3…”表示量子數(shù)橫線右端的數(shù)字“－13.6，－3.4…”表示氫原子的能量相鄰橫線間的距離表示相鄰的能量差，量子數(shù)越大相鄰的能量差越小，距離越小帶箭頭的豎線表示原子由較高能級向較低能級躍遷，原子躍遷的條件為hν＝Em－En2.兩類能級躍遷(1)自發(fā)躍遷：高能級→低能級，釋放能量，發(fā)出光子．光子的頻率ν＝eq\f(ΔE,h)＝eq\f(E高－E低,h).(2)受激躍遷：低能級→高能級，吸收能量．①光照(吸收光子)：光子的能量必須恰等于能級差hν＝ΔE.②碰撞、加熱等：只要入射粒子能量大于或等于能級差即可，E外≥ΔE.③大于電離能的光子被吸收，將原子電離．3．譜線條數(shù)的確定方法(1)一個氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為(n－1)．(2)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)中的組合知識求解：N＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(nn－1,2).②利用能級圖求解：在氫原子能級圖中將氫原子躍遷的各種可能情況一一畫出，然后相加．[診斷小練](1)原子光譜是不連續(xù)的，是由若干頻率的光組成的．()(2)電子躍遷時輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運動的頻率．()(3)氫原子吸收光子后，將從高能級向低能級躍遷．()(4)原子的能量量子化現(xiàn)象是指原子在不同定態(tài)中具有不連續(xù)的能量．()【答案】(1)√(2)×(3)×(4)√命題點1玻爾理論4．一個氫原子從n＝3能級躍遷到n＝2能級，該氫原子()A．放出光子，能量增加B．放出光子，能量減少C．吸收光子，能量增加D．吸收光子，能量減少【解析】氫原子從高能級向低能級躍遷時，放出光子，能量減少，故選項B正確，選項A、C、D錯誤．【答案】B命題點2能級躍遷5．(2018·江西贛中南五校高三第一次聯(lián)考)中國“北斗三號”全球組網(wǎng)衛(wèi)星計劃將在2017年7月左右進行首次發(fā)射．“北斗三號”采用星載氫原子鐘，其精度將比“北斗二號”的星載銣原子鐘提高一個數(shù)量級．如圖所示為氫原子的能級圖，以下判斷正確的是()A．處于n＝3能級的氫原子可以吸收任意頻率的光子B．欲使處于基態(tài)的氫原子被激發(fā)，可用12.09eV的光子照射C．當(dāng)氫原子從n＝5的狀態(tài)躍遷到n＝3的狀態(tài)時，要吸收光子D．用n＝2能級躍遷到n＝1能級輻射出的光照射金屬鉑(逸出功為6.34eV)時不能發(fā)生光電效應(yīng)【解析】根據(jù)玻爾理論，處于n＝3能級的氫原子只可以吸收能量值等于某兩個能級之差的光子，選項A錯誤；n＝1能級的能量與n＝3能級的能量之差ΔE＝－1.51eV－(－13.6eV)＝12.09eV，用12.09eV的光子照射，根據(jù)玻爾理論，可以使處于基態(tài)的氫原子被激發(fā)，選項B正確；氫原子從高能級躍遷到低能級時輻射出光子，選項C錯誤；從n＝2能級躍遷到n＝1能級輻射出的光子的能量E＝E2－E1＝－3.40eV－(－13.6)eV＝10.2eV，大于金屬鉑的逸出功6.34eV，根據(jù)金屬發(fā)生光電效應(yīng)的條件(入射光光子的能量大于金屬的逸出功)，可以發(fā)生光電效應(yīng)，選項D錯誤．【答案】B考點三原子核及核反應(yīng)(高頻66)1．原子核的組成(1)原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子.質(zhì)子帶正電，中子不帶電．(2)基本關(guān)系①核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＝元素的原子序數(shù)＝核外電子數(shù).②質(zhì)量數(shù)(A)＝核子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)．(3)X元素的原子核的符號為eq\o\al(A,Z)X，其中A表示質(zhì)量數(shù)，Z表示核電荷數(shù)．2．天然放射現(xiàn)象(1)天然放射現(xiàn)象元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象，首先由貝可勒爾發(fā)現(xiàn)．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)．(2)三種射線名稱構(gòu)成符號電荷量質(zhì)量電離能力貫穿本領(lǐng)α射線氦核eq\o\al(4,2)He＋2e4u最強最弱β射線電子－eq\o\al(0,1)e－eeq\f(1,1840)u較強較強γ射線光子γ00最弱最強(3)放射性同位素的應(yīng)用與防護①放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素兩類，放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同．②應(yīng)用：消除靜電、工業(yè)探傷、做示蹤原子等．③防護：防止放射性對人體組織的傷害．3．原子核的衰變、半衰期(1)原子核的衰變①原子核放出α粒子或β粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變．②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→eq\o\al(A,Z＋1)Y＋__0－1eγ衰變：當(dāng)放射性物質(zhì)連續(xù)發(fā)生衰變時，原子核中有的發(fā)生α衰變，有的發(fā)生β衰變，同時伴隨著γ輻射．③兩個典型的衰變方程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半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間．②影響因素：放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部自身的因素決定的，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系．(3)公式：N余＝N原·(eq\f(1,2))eq\f(t,τ)m余＝m原·(eq\f(1,2))eq\f(t,τ)t表示衰變時間τ表示半衰期．4．裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、裂變反應(yīng)堆核反應(yīng)方程(1)重核裂變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)n.(2)輕核聚變eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n＋17.6MeV(3)人工轉(zhuǎn)變盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子：eq\o\al(14,)7N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,)8O＋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,)6C＋eq\o\al(1,0)n居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素、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[診斷小練](1)原子核由核外電子、質(zhì)子和中子組成．()(2)天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，證明了原子具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)．()(3)放射性元素的半衰期是由原子核內(nèi)部因素決定的，跟外在條件沒有關(guān)系．()(4)德國物理學(xué)家查德威克用α粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子．()【答案】(1)×(2)√(2)√(4)×命題點1衰變6．(2016·課標(biāo)卷Ⅱ，35(1))在下列描述核過程的方程中，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________.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【解析】天然放射性元素自發(fā)地放出α粒子(即氦核eq\o\al(4,2)He)的衰變屬于α衰變；放出β粒子的衰變屬于β衰變；重核分裂成幾個中等質(zhì)量原子核的現(xiàn)象為核裂變；輕原子核聚合成較重原子核的反應(yīng)為核聚變．【答案】CABEF1．α衰變和β衰變的比較衰變類型α衰變β衰變衰變方程eq\o\al(M,Z)X→eq\o\al(M－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(M,Z)X→MZ＋1Y＋0－1e衰變實質(zhì)2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合成一個整體射出1個中子轉(zhuǎn)化為1個質(zhì)子和1個電子2eq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(1,0)n→eq\o\al(1,1)H＋0－1e衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒2．確定衰變次數(shù)的方法因為β衰變對質(zhì)量數(shù)無影響，先由質(zhì)量數(shù)的改變確定α衰變的次數(shù)，然后再根據(jù)衰變規(guī)律確定β衰變的次數(shù).7.eq\o\al(232,90)Th(釷)經(jīng)過一系列α和β衰變，變成eq\o\al(208,82)Pb(鉛)，下列說法錯誤的是()A．鉛核比釷核少8個質(zhì)子B．鉛核比釷核少16個中子C．共經(jīng)過4次α衰變和6次β衰變D．共經(jīng)過6次α衰變和4次β衰變【解析】由于β衰變不會引起質(zhì)量數(shù)的減少，故可根據(jù)質(zhì)量數(shù)的減少確定α衰變的次數(shù)為x＝eq\f(232－208,4)＝6.再結(jié)合電荷數(shù)的變化情況和衰變規(guī)律來判定β衰變的次數(shù)y，應(yīng)滿足：2x－y＝90－82＝8，所以y＝2x－8＝4.【答案】C命題點2放射現(xiàn)象8．(2014·課標(biāo)卷Ⅰ，35(1))關(guān)于天然放射性，下列說法正確的是________.A．所有元素都可能發(fā)生衰變B．放射性元素的半衰期與外界的溫度無關(guān)C．放射性元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性D．α、β和γ三種射線中，γ射線的穿透能力最強E．一個原子核在一次衰變中可同時放出α、β和γ三種射線【解析】只有原子序數(shù)大于或等于83的元素才能發(fā)生衰變，選項A錯．半衰期由原子核內(nèi)部的結(jié)構(gòu)決定，與外界溫度無關(guān)，選項B對．放射性來自于原子核內(nèi)部，與其形成的化合物無關(guān)，選項C對．α、β、γ三種射線中，γ射線能量最高，穿透能力最強，選項D對．一個原子核在一次衰變中要么是α衰變、要么是β衰變，同時伴隨γ射線的產(chǎn)生，選項E錯．【答案】BCD半衰期的三點提醒(1)半衰期是一個統(tǒng)計規(guī)律，對少數(shù)原子核不適用；(2)原子核質(zhì)量減少一半與原子核有半數(shù)發(fā)生衰變概念不同；(3)半衰期的大小是由原子核內(nèi)部自身因素決定的，與外部條件無關(guān).9．(2015·福建卷，30(1))下列有關(guān)原子結(jié)構(gòu)和原子核的認(rèn)識，其中正確的是________.A．γ射線是高速運動的電子流B．氫原子輻射光子后，其繞核運動的電子動能增大C．太陽輻射能量的主要來源是太陽中發(fā)生的重核裂變D.eq\o\al(210,)83Bi的半衰期是5天，100克eq\o\al(210,)83Bi經(jīng)過10天后還剩下50克【解析】β射線是高速電子流，而γ射線是一種電磁波，選項A錯誤．氫原子輻射光子后，繞核運動的電子距核更近，動能增大，選項B正確．太陽輻射能量的主要來源是太陽內(nèi)部氫核的聚變，選項C錯誤.10天為兩個半衰期，剩余的eq\o\al(210,)83Bi為100×(eq\f(1,2))eq\f(t,τ)g＝100×(eq\f(1,2))2g＝25g，選項D錯誤．【答案】B命題點3核反應(yīng)方程10.(2017·天津卷，1)我國自主研發(fā)制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先通過權(quán)威機構(gòu)認(rèn)證，這是我國對國際熱核聚變項目的重大貢獻．下列核反應(yīng)方程中屬于聚變反應(yīng)的是()A.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,)7N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,)8O＋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,)92U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,)56Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n【解析】A對：兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核．B錯：原子核的人工轉(zhuǎn)變．C錯：原子核的人工轉(zhuǎn)變．D錯：重核裂變．【答案】A1．核反應(yīng)方程的書寫方法(1)熟記常見基本粒子的符號是正確書寫核反應(yīng)方程的基礎(chǔ)，如質(zhì)子(eq\o\al(1,1)H)、中子(eq\o\al(1,0)n)、α粒子(eq\o\al(4,2)He)、β粒子(0－1e)、正電子(eq\o\al(0,1)e)、氘核(eq\o\al(2,1)H)、氚核(eq\o\al(3,1)H)等.(2)掌握核反應(yīng)方程遵循的規(guī)律是正確書寫核反應(yīng)方程或判斷某個核反應(yīng)方程是否正確的依據(jù)．2．書寫核反應(yīng)方程的注意事項(1)必須遵循電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒規(guī)律，有的核反應(yīng)方程還要考慮能量守恒定律(例如裂變和聚變方程常含能量項)．(2)方程中的箭頭(→)表示核反應(yīng)進行的方向，不要把箭頭寫成等號．(3)寫核反應(yīng)方程必須有實驗依據(jù)，決不能毫無根據(jù)地編造.11．關(guān)于核衰變和核反應(yīng)的類型，下列表述正確的有()A.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是α衰變B.eq\o\al(14,)7N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,)8O＋eq\o\al(1,1)H是β衰變C.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n是輕核聚變D.eq\o\al(82,34)Se→eq\o\al(82,36)Kr＋2eq\o\al(0,－1)e是重核聚變【解析】A項表示α衰變，C項表示輕核聚變，D項不是重核裂變，而是β衰變，選項A、C正確，D錯誤．B項中核反應(yīng)為原子核的人工轉(zhuǎn)變，選項B錯誤．【答案】AC考點四核力與核能(高頻67)1．核力原子核內(nèi)部，核子間所特有的相互作用力．2．核能(1)核子在結(jié)合成原子核時出現(xiàn)質(zhì)量虧損Δm，其對應(yīng)的能量ΔE＝Δmc2.(2)原子核分解成核子時要吸收一定的能量，相應(yīng)的質(zhì)量增加Δm，吸收的能量為ΔE＝Δmc2.3．核能釋放的兩種途徑的理解(1)使較重的核分裂成中等大小的核；(2)較小的核結(jié)合成中等大小的核．核子的比結(jié)合能都會增大，都可以釋放能量．4．核能的計算是高考的重點，利用質(zhì)能方程解題的流程為：eq\x(\a\al(書寫核反,應(yīng)方程))→eq\x(\a\al(計算質(zhì)量,虧損Δm))→eq\x(\a\al(利用ΔE＝Δmc2,計算釋放的核能))5．對質(zhì)能方程的理解(1)物體的質(zhì)量包括靜止質(zhì)量和運動質(zhì)量，質(zhì)量虧損指的是靜止質(zhì)量的減小，減小的靜止質(zhì)量轉(zhuǎn)化為和輻射能量有關(guān)的運動質(zhì)量．(2)質(zhì)量虧損并不是這部分質(zhì)量消失或轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?，只是靜止質(zhì)量的減小．(3)在核反應(yīng)中仍然遵循質(zhì)量數(shù)守恒和能量守恒定律．(4)質(zhì)量只是物體具有能量多少及能量轉(zhuǎn)變多少的一種量度．6．原子質(zhì)量單位：在原子核物理學(xué)中，核子與核的質(zhì)量通常都是用原子質(zhì)量單位(u)表示，1u＝1.660566×10－27kg，而核能通常用兆電子伏表示．按質(zhì)能方程可以求出1u的質(zhì)量虧損釋放的能量為ΔE＝Δmc2＝931.5MeV.[診斷小練](1)如果某放射性元素的原子核有100個，經(jīng)過一個半衰期后還剩50個．()(2)質(zhì)能方程表明在一定條件下，質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化為能量．()(3)氡的半衰期為3.8天，若取4個氡原子核，經(jīng)7.6天后就剩下一個原子核了．()(4)只有重核裂變時才會釋放出核能．()(5)輕核聚變過程中平均每個核子放出的能量比裂變中每個核子放出的能量大3至4倍．()【答案】(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√命題點1對核能的理解12．(2017·江蘇卷，12C(1))原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示．根據(jù)該曲線，下列判斷正確的有________.A.eq\o\al(4,2)He核的結(jié)合能約為14MeVB.eq\o\al(4,2)He核比eq\o\al(6,3)Li核更穩(wěn)定C．兩個eq\o\al(2,1)H核結(jié)合成eq\o\al(4,2)He核時釋放能量D.eq\o\al(235,)92U核中核子的平均結(jié)合能比eq\o\al(89,36)Kr核中的大【解析】A錯：eq\o\al(4,2)He核有4個核子，由比結(jié)合能圖線可知，eq\o\al(4,2)He核的結(jié)合能約為28MeV.B對：比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定．C對：兩個eq\o\al(2,1)H核結(jié)合成eq\o\al(4,2)He核時，核子的比結(jié)合能變大，結(jié)合時要放出能量．D錯：由比結(jié)合能圖線知，eq\o\al(235,)92U核中核子平均結(jié)合能比eq\o\al(89,36)Kr核中的?。敬鸢浮緽C命題點2核能的計算及綜合應(yīng)用13．(2017·課標(biāo)卷Ⅰ，17)大科學(xué)工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應(yīng)釋放的能量用來發(fā)電．氘核聚變反應(yīng)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.氘核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為()A．3.7MeV B．3.3MeVC．2.7MeV D．0.93MeV【解析】在核反應(yīng)方程eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n中，反應(yīng)前物質(zhì)的質(zhì)量m1＝2×2.0136u＝4.0272u，反應(yīng)后物質(zhì)的質(zhì)量m2＝3.0150u＋1.0087u＝4.0237u，質(zhì)量虧損Δm＝m1－m2＝0.0035u.則氘核聚變釋放的核能為E＝931×0.0035MeV≈3.3MeV，選項B正確．【答案】B14．(2017·北京卷，23)在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，一個靜止的放射性原子核發(fā)生了一次α衰變．放射出的α粒子(eq\o\al(4,2)He)在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運動，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．(1)放射性原子核用eq\o\al(A,Z)X表示，新核的元素符號用Y表示，寫出該α衰變的核反應(yīng)方程．(2)α粒子的圓周運動可以等效成一個環(huán)形電流，求圓周運動的周期和環(huán)形電流大?。?3)設(shè)該衰變過程釋放的核能都轉(zhuǎn)化為α粒子和新核的動能，新核的質(zhì)量為M，求衰變過程的質(zhì)量虧損Δm.【解析】(1)eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)He.(2)設(shè)α粒子的速度大小為v，由qvB＝meq\f(v2,R)，T＝eq\f(2πR,v)，得α粒子在磁場中運動周期T＝eq\f(2πm,qB)環(huán)形電流大小I＝eq\f(q,T)＝eq\f(q2B,2πm).(3)由qvB＝meq\f(v2,R)，得v＝eq\f(qBR,m)設(shè)衰變后新核Y的速度大小為v′，系統(tǒng)動量守恒Mv′－mv＝0v′＝eq\f(mv,M)＝eq\f(qBR,M)由Δmc2＝eq\f(1,2)Mv′2＋eq\f(1,2)mv2得Δm＝eq\f(M＋mqBR2,2mMc2).【答案】(1)eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)He(2)eq\f(2πm,qB)eq\f(q2B,2πm)(3)eq\f(M＋mqBR2,2mMc2)物理建模系列(十三)兩類核衰變在磁場中的徑跡靜止核在磁場中自發(fā)衰變，其軌跡為兩相切圓，α衰變時兩圓外切，β衰變時兩圓內(nèi)切，根據(jù)動量守恒m1v1＝m2v2和r＝eq\f(mv,qB)知，半徑小的為新核，半徑大的為α粒子或β粒子，其特點對比如下表：α衰變eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)He勻強磁場中軌跡兩圓外切，α粒子半徑大β衰變eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A,Z＋1)Y＋eq\o\al(0,－1)e勻強磁場中軌跡兩圓內(nèi)切，β粒子半徑大(一)相外切圓的徑跡例1在勻強磁場中，一個原來靜止的原子核，由于放出一個α粒子，結(jié)果得到一張兩個相切圓的徑跡照片(如圖所示)，今測得兩個相切圓半徑之比r1∶r2＝1∶44.則：(1)圖中哪一個圓是α粒子的徑跡？(說明理由)(2)這個原子核原來所含的質(zhì)子數(shù)是多少？【解析】(1)因為動量守恒，所以軌道半徑與粒子的電荷量成反比，所以圓軌道2是α粒子的徑跡，圓軌道1是新生核的徑跡，兩者電性相同，運動方向相反．(2)設(shè)衰變后新生核的電荷量為q1，α粒子的電荷量為q2＝2e，它們的質(zhì)量分別為m1和m2，衰變后的速度分別為v1和v2，所以原來原子核的電荷量q＝q1＋q2.根據(jù)軌道半徑公式有eq\f(r1,r2)＝eq\f(\f(m1v1,Bq1),\f(m2v2,Bq2))＝eq\f(m1v1q2,m2v2q1)，又由于衰變過程中遵循動量守恒定律，則m1v1＝m2v2，以上三式聯(lián)立解得q＝90e.即這個原子核原來所含的質(zhì)子數(shù)為90.【答案】(1)圓軌道2是α粒子的徑跡，理由見解析(2)90(二)相內(nèi)切圓的徑跡例2在垂直于紙面的勻強磁場中，有一原來靜止的原子核，該核衰變后，放出的帶電粒子和反沖核的運動軌跡分別如圖中a、b所示，由圖可以判定()A．該核發(fā)生的是α衰變B．該核發(fā)生的是β衰變C．磁場方向一定垂直紙面向里D．磁場方向一定垂直紙面向外【解析】本題考查對α粒子及β粒子的性質(zhì)的了解，對動量守恒定律以及左手定則的應(yīng)用能力．原來靜止的核，放出粒子后，總動量守恒，所以粒子和反沖核的速度方向一定相反，根據(jù)圖示，它們在同一磁場中是向同一側(cè)偏轉(zhuǎn)的，由左手定則可知它們必帶異種電荷，故應(yīng)為β衰變；由于不知它們的旋轉(zhuǎn)方向，因而無法判定磁場是向里還是向外，即都有可能．【答案】B由以上兩例解答過程可知，當(dāng)靜止的原子核在勻強磁場中發(fā)生衰變時，大圓軌道一定是帶電粒子(α粒子或β粒子)的，小圓軌道一定是反沖核的．α衰變時兩圓外切，β衰變時兩圓內(nèi)切．如果已知磁場方向，還可根據(jù)左手定則判斷繞行方向是順時針還是逆時針．[高考真題]1．(2016·課標(biāo)卷Ⅲ，35(1))一靜止的鋁原子核eq\o\al(27,13)Al俘獲一速度為1.0×107m/s的質(zhì)子p后，變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核eq\o\al(28,14)Si*.下列說法正確的是________.A．核反應(yīng)方程為p＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(28,14)Si*B．核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動量守恒C．核反應(yīng)過程中系統(tǒng)能量不守恒D．核反應(yīng)前后核子數(shù)相等，所以生成物的質(zhì)量等于反應(yīng)物的質(zhì)量之和E．硅原子核速度的數(shù)量級為105m/s，方向與質(zhì)子初速度的方向一致【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得，核反應(yīng)方程為p＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(28,14)Si*，A正確；核反應(yīng)過程中釋放的核力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力，故系統(tǒng)動量守恒，B正確；核反應(yīng)過程中系統(tǒng)能量守恒，C錯誤；由于反應(yīng)過程中，要釋放大量的能量，伴隨著質(zhì)量虧損，所以生成物的質(zhì)量小于反應(yīng)物的質(zhì)量之和，D錯誤；由動量守恒可知，mv＝28mv′，解得v′≈3.6×105m/s，硅原子核速度的數(shù)量級為105m/s，方向與質(zhì)子初速度的方向一致，故E正確．【答案】ABE2．(2012·大綱卷)eq\o\al(235,92)U經(jīng)過m次α衰變和n次β衰變，變成eq\o\al(207,82)Pb，則()A．m＝7，n＝3 B．m＝7，n＝4C．m＝14，n＝9 D．m＝14，n＝18【解析】衰變過程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒．寫出核反應(yīng)方程：eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(207,82)Pb＋meq\o\al(4,2)He＋n0－1e根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒列出方程235＝207＋4m92＝82＋2m－n解得m＝7，n＝4，故選項B正確，選項A、C、D錯誤．【答案】B3．(2017·課標(biāo)卷Ⅱ，15)一靜止的鈾核放出一個α粒子衰變成釷核，衰變方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He.下列說法正確的是()A．衰變后釷核的動能等于α粒子的動能B．衰變后釷核的動量大小等于α粒子的動量大小C．鈾核的半衰期等于其放出一個α粒子所經(jīng)歷的時間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【解析】衰變過程遵守動量守恒定律，故選項A錯，選項B對．根據(jù)半衰期的定義，可知選項C錯．α衰變釋放核能，有質(zhì)量虧損，故選項D錯．【答案】B[名校模擬]4．(2018·湖北重點中學(xué)高三上學(xué)期起點考試)下列說法正確的是()A．只要照射到金屬表面上的光足夠強，金屬就一定會發(fā)出光電子B.eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(16,8)O＋eq\o\al(1,1)H是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程C．放射性物質(zhì)的半衰期不會隨溫度的升高而變短D．一個處于n＝4能級的氫原子，最多可輻射出6種不同頻率的光子【解析】光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，與入射光的強度無關(guān)，A錯誤；eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程，B錯誤；放射性物質(zhì)的半衰期與物質(zhì)的狀態(tài)、所處的環(huán)境等無關(guān)，C正確；一個處于n＝4能級的氫原子會自發(fā)地向低能級躍遷，躍遷時最多能發(fā)出3個光子，即從n＝4能級躍遷到n＝3能級發(fā)出的光子，從n＝3能級躍遷到n＝2能級發(fā)出的光子，從n＝2能級躍遷到n＝1能級發(fā)出的光子，D錯誤．【答案】C5.(2018·陜西部分中學(xué)高三第一學(xué)期摸底)靜止在勻強磁場中的eq\o\al(238,92)U發(fā)生α衰變，產(chǎn)生一個未知粒子x，它們在磁場中的運動徑跡如圖所示．下列說法正確的是()A．該核反應(yīng)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x粒子在磁場中做圓周運動時轉(zhuǎn)動方向相同C．軌跡1、2分別是α粒子、x粒子的運動徑跡D．α粒子、x粒子運動徑跡半徑之比為45∶1【解析】根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知核反應(yīng)方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)x＋eq\o\al(4,2)He，選項A正確；由于eq\o\al(238,92)U核衰變后α粒子和x粒子的動量等大反向，兩粒子的電性相同，速度方向相反，由左手定則知兩粒子轉(zhuǎn)動方向相同，選項B正確；由r＝eq\f(mv,qB)可知，軌跡1、2分別是x粒子、α粒子的運動徑跡，選項C錯誤；α粒子與x粒子的動量等大，所在磁場相同，eq\f(rx,rα)＝eq\f(qα,qx)，運動徑跡半徑之比為45∶1，選項D正確．【答案】ABD6．(2018·惠州市高三第一次調(diào)研)下列與α粒子相關(guān)的說法中正確的是()A．天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的α射線速度與光速相當(dāng)，貫穿能力很強B.eq\o\al(238,92)U(鈾238)核放出一個α粒子后就變?yōu)閑q\o\al(234,90)Th(釷234)C．高速α粒子轟擊氮核可從氮核中打出中子，核反應(yīng)方程為eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(16,8)O＋eq\o\al(1,0)nD．丹麥物理學(xué)家玻爾進行了α粒子散射實驗并首先提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型【解析】天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的α射線的速度約為光速的eq\f(1,10)，穿透能力不強，A錯誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，eq\o\al(238,92)U(鈾238)核放出一個α粒子后就變?yōu)閑q\o\al(234,90)Th(釷234)，B正確；高速α粒子轟擊氮核可從氮核中打出質(zhì)子，核反應(yīng)方程為eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H，C錯誤；盧瑟福進行了α粒子散射實驗并首先提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，D錯誤．【答案】B課時作業(yè)(三十五)[基礎(chǔ)小題練]1．(2018·四川五校高三上學(xué)期聯(lián)考)下列敘述中符合史實的是()A．玻爾理論很好地解釋了氫原子的光譜B．湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，提出了原子具有核式結(jié)構(gòu)C．盧瑟福根據(jù)α粒子散射實驗的現(xiàn)象，提出了原子的能級假設(shè)D．貝可勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，并提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型【解析】玻爾理論很好地解釋了氫原子的光譜，選項A正確；湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，提出了原子具有“西瓜模型”結(jié)構(gòu)，選項B錯誤；盧瑟福根據(jù)α粒子散射實驗的現(xiàn)象，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，選項C錯誤；貝可勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，選項D錯誤．【答案】A2．(2018·長郡中學(xué)高三實驗班選撥考試)根據(jù)所給圖片結(jié)合課本相關(guān)知識，下列說法正確的是()A．圖甲是電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣，證明電子具有粒子性B．圖乙是利用不同氣體制成的五顏六色的霓虹燈，原因是各種氣體原子的能級不同，躍遷時發(fā)射光子的能量不同，光子的頻率不同C．圖丙是工業(yè)上使用的用射線檢測金屬板厚度的裝置，在α、β、γ三種射線中，最有可能使用的射線是β射線D．圖丁是原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)A的關(guān)系圖象，由圖可知中等大小的核的比結(jié)合能最大，即(核反應(yīng)中)平均每個核子的質(zhì)量虧損最小【解析】題圖甲是電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣，證明電子具有波動性，選項A錯誤；題圖乙是利用不同氣體制成的五顏六色的霓虹燈，原因是各種氣體原子的能級不同，躍遷時發(fā)射光子的能量不同，光子的頻率不同，選項B正確；題圖丙是工業(yè)上使用的用射線檢測金屬板厚度的裝置，在α、β、γ三種射線中，由于γ射線穿透能力最強，最有可能使用的射線是γ射線，選項C錯誤；題圖丁是原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)A的關(guān)系圖象，可知中等大小的核的比結(jié)合能最大，即在核子結(jié)合成原子核時平均每個核子釋放的能量最大，平均每個核子的質(zhì)量虧損最大，選項D錯誤．【答案】B3．碘131的半衰期約為8天，若某藥物含有質(zhì)量為m的碘131，經(jīng)過32天后，該藥物中碘131的含量大約還有()A.eq\f(m,4) B．eq\f(m,8)C.eq\f(m,16) D．eq\f(m,32)【解析】由半衰期公式m′＝m(eq\f(1,2))eq\f(t,T)可知，m′＝m(eq\f(1,2))eq\f(32,8)＝eq\f(1,16)m，故選項C正確．【答案】C4．下列核反應(yīng)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)H B．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)n D．eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e【解析】α衰變是重核自發(fā)的發(fā)出α粒子的天然放射現(xiàn)象，其中α粒子是eq\o\al(4,2)He，所以B正確；A為人工轉(zhuǎn)變，C為輕核的聚變，D是β衰變，故A、C、D皆錯誤．【答案】B5．質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3.當(dāng)一個質(zhì)子和一個中子結(jié)合成氘核時，釋放的能量是(c表