2022年高考物理題型講義（新高考）專題6 第21課時(shí)　近代物理

第21課時(shí)近代物理命題規(guī)律1.命題角度：(1)光電效應(yīng)、能級(jí)躍遷；(2)原子核.2.?？碱}型：選擇題．高考題型1光電效應(yīng)能級(jí)躍遷1．光電效應(yīng)兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系(1)光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動(dòng)能大；(2)光照強(qiáng)度大(同種頻率的光)→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→光電流大．2．定量分析時(shí)應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)系式愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系Ek＝eUc逸出功與截止頻率的關(guān)系W0＝hνc3.光電效應(yīng)的四類圖像分析圖像名稱圖線形狀由圖線直接(或間接)得到的物理量最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖線Ek＝hν－h(huán)νc(1)截止頻率：圖線與ν軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)νc(2)逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對(duì)值W0＝|－E|＝E(3)普朗克常量：圖線的斜率k＝h顏色相同、強(qiáng)度不同的光，光電流與電壓的關(guān)系(1)遏止電壓Uc：圖線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)(2)飽和光電流Im1、Im2：光電流的最大值(3)最大初動(dòng)能：Ek＝eUc顏色不同時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系(1)遏止電壓Uc1>Uc2，則ν1>ν2(2)最大初動(dòng)能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖線(1)截止頻率νc：圖線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)(2)遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大，Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)(3)普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電荷量的乘積，即h＝ke(注：此時(shí)兩極之間接反向電壓)4.解決氫原子能級(jí)躍遷問題的三點(diǎn)技巧(1)原子躍遷時(shí)，所吸收或輻射的光子能量只能等于兩能級(jí)的能量差．(2)原子電離時(shí)，所吸收的能量可以大于或等于某一能級(jí)能量的絕對(duì)值，剩余能量為自由電子的動(dòng)能．(3)一個(gè)氫原子躍遷發(fā)出的可能光譜線條數(shù)最多為(n－1)，而一群氫原子躍遷發(fā)出的可能光譜線條數(shù)可用N＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(nn－1,2)求解．考向一光電效應(yīng)例1(2021·河南南陽市高三期末)利用如圖1所示的裝置觀察光電效應(yīng)現(xiàn)象，將光束照射在金屬板上，發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針沒有張開．欲使指針張開，可()圖1A．改用逸出功更大的金屬板材料B．改用頻率更高的入射光束C．增加該光束的照射時(shí)間D．增大該光束的強(qiáng)度答案B解析改用逸出功更大的金屬板材料，更不可能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，指針不能張開，所以A錯(cuò)誤；發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象的條件是入射光的頻率要大于金屬的截止頻率，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，與入射光的照射時(shí)間也無關(guān)，則改用頻率更高的入射光束，可以使指針張開，所以B正確；C、D錯(cuò)誤．例2(2019·北京卷·19)光電管是一種利用光照射產(chǎn)生電流的裝置，當(dāng)入射光照在管中金屬板上時(shí)，可能形成光電流．表中給出了6次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果．組次入射光子的能量/eV相對(duì)光強(qiáng)光電流大小/mA逸出光電子的最大動(dòng)能/eV第一組1234.04.04.0弱中強(qiáng)2943600.90.90.9第二組4566.06.06.0弱中強(qiáng)2740552.92.92.9由表中數(shù)據(jù)得出的論斷中不正確的是()A．兩組實(shí)驗(yàn)采用了不同頻率的入射光B．兩組實(shí)驗(yàn)所用的金屬板材質(zhì)不同C．若入射光子的能量為5.0eV，逸出光電子的最大動(dòng)能為1.9eVD．若入射光子的能量為5.0eV，相對(duì)光強(qiáng)越強(qiáng)，光電流越大答案B解析由于光子的能量ε＝hν，又入射光子的能量不同，故入射光子的頻率不同，A項(xiàng)正確；由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得hν＝W0＋Ek，可求出兩組實(shí)驗(yàn)的逸出功均為3.1eV，故兩組實(shí)驗(yàn)所用的金屬板材質(zhì)相同，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由hν＝W0＋Ek，逸出功W0＝3.1eV可知，若入射光子能量為5.0eV，則逸出光電子的最大動(dòng)能為1.9eV，C項(xiàng)正確；相對(duì)光強(qiáng)越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)射出的光子數(shù)越多，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)越多，形成的光電流越大，故D項(xiàng)正確．考向二愛因斯坦光電效應(yīng)方程例3(2018·全國卷Ⅱ·17)用波長為300nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動(dòng)能為1.28×10－19J．已知普朗克常量為6.63×10－34J·s，真空中的光速為3.00×108m·s－1.能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為()A．1×1014Hz B．8×1014HzC．2×1015Hz D．8×1015Hz答案B解析設(shè)單色光的最低頻率為ν0，由Ek＝hν－W0知Ek＝hν1－W0，0＝hν0－W0，又知ν1＝eq\f(c,λ)整理得ν0＝eq\f(c,λ)－eq\f(Ek,h)，解得ν0≈8×1014Hz.考向三圖像問題例4(多選)對(duì)于鈉和鈣兩種金屬，其遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系如圖2所示．用h、e分別表示普朗克常量和電子電荷量，則()圖2A．鈉的逸出功小于鈣的逸出功B．圖中直線的斜率為eq\f(h,e)C．在得到這兩條直線時(shí)，必須保證入射光的光強(qiáng)相同D．若這兩種金屬產(chǎn)生的光電子具有相同的最大初動(dòng)能，則照射到鈉的光頻率較高答案AB解析根據(jù)Uce＝Ek＝hν－W0，可得Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，則由題圖可知鈉的逸出功小于鈣的逸出功，選項(xiàng)A正確；題圖中直線的斜率為eq\f(h,e)，選項(xiàng)B正確；在得到這兩條直線時(shí)，與入射光的光強(qiáng)無關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)Ek＝hν－W0，若這兩種金屬產(chǎn)生的光電子具有相同的最大初動(dòng)能，則照射到鈉的光頻率較低，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．考向四能級(jí)躍遷例5(2019·全國卷Ⅰ·14)氫原子能級(jí)示意圖如圖3所示．光子能量在1.63eV～3.10eV的光為可見光．要使處于基態(tài)(n＝1)的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見光光子，最少應(yīng)給氫原子提供的能量為()圖3A．12.09eV B．10.20eVC．1.89eV D．1.51eV答案A解析因?yàn)榭梢姽夤庾拥哪芰糠秶?.63eV～3.10eV，所以處于基態(tài)的氫原子至少要被激發(fā)到n＝3能級(jí)，要給氫原子提供的能量最少為E＝(－1.51＋13.60)eV＝12.09eV，故選項(xiàng)A正確．例6(多選)(2021·山東濱州市高三期末)如圖4所示，大量處于激發(fā)態(tài)(n＝4)的氫原子，向較低能級(jí)躍遷時(shí)，下列說法正確的是()圖4A．最多只能放出6種不同頻率的光子B．從n＝4能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)氫原子的能量變大C．從n＝4能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)放出的光子波長最長D．從n＝4能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)放出的光子能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則從n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)放出的光子，也一定能使該種金屬發(fā)生光電效應(yīng)答案AD解析最多只能放出Ceq\o\al(2,4)＝6種不同頻率的光子，選項(xiàng)A正確；從n＝4能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)氫原子的能級(jí)變低，能量變小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；從n＝4能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)，能級(jí)差最大，放出的光子頻率最高，波長最短，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；從4→2的能級(jí)差小于從2→1的能級(jí)差，則從4→2輻射出的光子的能量小于從2→1躍遷輻射出的光子的能量，則從n＝4能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)放出的光子能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則從n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)放出的光子，也一定能使該種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)D正確．高考題型2原子核1．核衰變問題(1)核衰變規(guī)律：m＝m0，N＝N0.(2)α衰變和β衰變次數(shù)的確定方法①方法一：由于β衰變不改變質(zhì)量數(shù)，故可以先由質(zhì)量數(shù)改變確定α衰變的次數(shù)，再根據(jù)電荷數(shù)守恒確定β衰變的次數(shù)．②方法二：設(shè)α衰變次數(shù)為x，β衰變次數(shù)為y，根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒列方程組求解．2．核能的計(jì)算方法(1)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，用核反應(yīng)虧損的質(zhì)量乘真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2(J)．(2)根據(jù)1u(原子質(zhì)量單位)相當(dāng)于931.5MeV的能量，用核反應(yīng)的質(zhì)量虧損的原子質(zhì)量單位數(shù)乘931.5MeV，即ΔE＝Δm×931.5(MeV)．3．核反應(yīng)方程中電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，有質(zhì)量虧損．例7(多選)(2020·全國卷Ⅲ·19)1934年，約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔，首次產(chǎn)生了人工放射性同位素X，反應(yīng)方程為：eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→X＋eq\o\al(1,0)n.X會(huì)衰變成原子核Y，衰變方程為X→Y＋eq\o\al(0,1)e，則()A．X的質(zhì)量數(shù)與Y的質(zhì)量數(shù)相等B．X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)少1C．X的電荷數(shù)比eq\o\al(27,13)Al的電荷數(shù)多2D．X的質(zhì)量數(shù)與eq\o\al(27,13)Al的質(zhì)量數(shù)相等答案AC解析發(fā)生核反應(yīng)前后滿足質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒，則可判斷X的質(zhì)量數(shù)與Y的質(zhì)量數(shù)相等，X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)多1，A正確，B錯(cuò)誤．X的電荷數(shù)比eq\o\al(27,13)Al的電荷數(shù)多2，X的質(zhì)量數(shù)比eq\o\al(27,13)Al的質(zhì)量數(shù)多3，C正確，D錯(cuò)誤．例8(2021·全國乙卷·17)醫(yī)學(xué)治療中常用放射性核素113In產(chǎn)生γ射線，而113In是由半衰期相對(duì)較長的113Sn衰變產(chǎn)生的．對(duì)于質(zhì)量為m0的113Sn，經(jīng)過時(shí)間t后剩余的113Sn質(zhì)量為m，其eq\f(m,m0)－t圖線如圖5所示．從圖中可以得到113Sn的半衰期為()圖5A．67.3d B．101.0dC．115.1d D．124.9d答案C解析由題圖可知從eq\f(m,m0)＝eq\f(2,3)到eq\f(m,m0)＝eq\f(1,3)，113Sn恰好衰變了一半，根據(jù)半衰期的定義可知113Sn的半衰期為T1/2＝182.4d－67.3d＝115.1d，故選C.例9(2020·全國卷Ⅱ·18)氘核eq\o\al(2,1)H可通過一系列聚變反應(yīng)釋放能量，其總效果可用反應(yīng)式6eq\o\al(2,1)H→2eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)n＋43.15MeV表示．海水中富含氘，已知1kg海水中含有的氘核約為1.0×1022個(gè)，若全都發(fā)生聚變反應(yīng)，其釋放的能量與質(zhì)量為M的標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒時(shí)釋放的熱量相等；已知1kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒釋放的熱量約為2.9×107J，1MeV＝1.6×10－13J，則M約為()A．40kgB．100kgC．400kgD．1000kg答案C解析根據(jù)核反應(yīng)方程式，6個(gè)氘核聚變反應(yīng)可釋放出43.15MeV的能量，1kg海水中的氘核反應(yīng)釋放的能量為E＝eq\f(1.0×1022,6)×43.15MeV≈7.19×1022MeV≈1.15×1010J，則相當(dāng)于燃燒的標(biāo)準(zhǔn)煤的質(zhì)量為M＝eq\f(1.15×1010,2.9×107)kg≈400kg.1．(2021·天津市南開區(qū)高三期末)在人類對(duì)微觀世界進(jìn)行探索的過程中，科學(xué)實(shí)驗(yàn)起到了非常重要的作用．下列說法符合歷史事實(shí)的是()A．玻爾原子理論證實(shí)了原子的核式結(jié)構(gòu)模型B．盧瑟福通過α粒子轟擊氮核的實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了在原子核內(nèi)部存在中子C．貝克勒爾通過對(duì)天然放射現(xiàn)象的研究，確定了原子核的存在D．湯姆孫通過對(duì)陰極射線的研究，發(fā)現(xiàn)了原子內(nèi)部存在電子答案D解析玻爾原子理論成功地解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，得到了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故A錯(cuò)誤；盧瑟福通過α粒子轟擊氮核實(shí)驗(yàn)的研究，實(shí)現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，預(yù)言了中子的存在，故B錯(cuò)誤；貝克勒爾通過對(duì)天然放射現(xiàn)象的研究，提出了原子內(nèi)部有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，故C錯(cuò)誤；湯姆孫通過陰極射線在電場和在磁場中的偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子(即電子)組成，并測出了該粒子的比荷，故D正確．2．(2021·遼寧撫順市六校高三期末聯(lián)考)用波長為λ的黃色光照射逸出功為W的銫原子，使之發(fā)生光電效應(yīng)．已知普朗克常量為h，光在真空中的速度為c，電子所帶電荷量為e，則對(duì)應(yīng)的遏止電壓為()A.eq\f(hc,λe) B.eq\f(hc,λe)－eq\f(W,e)C.eq\f(hλ,ce)－eq\f(W,e) D.eq\f(hλ,ce)答案B解析由光電效應(yīng)方程可知Ek＝hν－W，ν＝eq\f(c,λ)，Ek＝Uce，解得Uc＝eq\f(hc,λe)－eq\f(W,e)，故選B.3．(2021·廣東東莞市高三期末)下列說法正確的是()A．大量氫原子從n＝4激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)最多能發(fā)出6種不同頻率的光B．通過加壓或降溫的方法，可以改變放射性元素的半衰期C．根據(jù)玻爾理論可知，電子可以繞原子核沿任意軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D.eq\o\al(234,

90)Th的半衰期是24天，32個(gè)eq\o\al(234,

90)Th核經(jīng)過72天后一定剩下4個(gè)eq\o\al(234,

90)Th核答案A解析大量氫原子從n＝4激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)最多能發(fā)出Ceq\o\al(2,4)＝6種不同頻率的光，故A選項(xiàng)正確；放射性元素的半衰期是由核內(nèi)部自身的因素決定的，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān)，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)玻爾理論，核外電子只能在某些特定的圓形軌道運(yùn)動(dòng)，并不是任意的，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤；半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)概念，是對(duì)大量原子而言的，對(duì)單個(gè)、少量的原子核而言，半衰期是無意義的，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤．4．(2021·山東菏澤市期末)我國可控核聚變技術(shù)已經(jīng)走在了世界前列，“東方超環(huán)”是全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置，又被稱為“人造太陽”，如圖6所示．其原理是讓海水中大量存在的氘和氚原子在高溫高密度條件下，像太陽一樣發(fā)生核聚變，為人類提供源源不斷的能源．氘核(eq\o\al(2,1)H)和氚核(eq\o\al(3,1)H)結(jié)合成氦核(eq\o\al(4,2)He)時(shí)，要放出某種質(zhì)量m＝1.0087u的粒子，同時(shí)釋放出能量．已知氘核質(zhì)量m氘＝2.0141u，氚核質(zhì)量m氚＝3.0160u，氦核質(zhì)量m氦＝4.0026u，根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程可知1u相當(dāng)于931.5MeV＝1.49×10－10J，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol－1，氘核的摩爾質(zhì)量M氘＝2g·mol－1.圖6(1)寫出該核聚變反應(yīng)的核反應(yīng)方程式，并計(jì)算一次核聚變反應(yīng)中釋放的核能；(保留2位有效數(shù)字)(2)未來建設(shè)一座應(yīng)用此反應(yīng)的熱核發(fā)電站，若該發(fā)電站的功率P＝50萬千瓦，計(jì)算理論上該發(fā)電站一年(3.15×107s)，大約需要多少千克的氘？答案(1)eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n2.8×10－12J(2)18.75kg解析(1)該核反應(yīng)方程式為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為Δm＝m氘＋m氚－(m氦＋m)＝0.0188u1u相當(dāng)于1.49×10－10J則釋放的核能ΔE＝2.8×10－12J(2)該發(fā)電站一年產(chǎn)生的電能E＝Pt代入數(shù)據(jù)求得E＝1.575×1016J理論上該發(fā)電站一年需要的氘的質(zhì)量mH＝eq\f(EM氘,NAΔE)×10－3代入數(shù)據(jù)解得mH＝18.75kg.專題強(qiáng)化練[保分基礎(chǔ)練]1．(2021·廣西柳州市第一次調(diào)研)2020年1月10日，工程院院士黃旭華獲得國家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)，他為核潛艇研制和跨越式發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)，下列說法正確的是()A．核潛艇的核反應(yīng)也叫熱核反應(yīng)B．原子彈中鈾或钚的質(zhì)量可小于臨界質(zhì)量C．核潛艇的核反應(yīng)堆是利用鎘棒控制核反應(yīng)速度D．核裂變比核聚變更為安全、清潔答案C解析核潛艇是利用重核裂變釋放的核能來發(fā)電的，不屬于熱核反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件是裂變物質(zhì)的體積必須大于或等于臨界體積，或裂變物質(zhì)的質(zhì)量必須大于或等于臨界質(zhì)量，故原子彈中鈾或钚的質(zhì)量必須大于或等于臨界質(zhì)量，故B錯(cuò)誤；核潛艇是利用重核裂變釋放的核能來發(fā)電的，故核潛艇的核反應(yīng)堆是利用鎘棒控制核反應(yīng)速度，故C正確；核聚變比核裂變更為安全、清潔，故D錯(cuò)誤．2.(2021·山東濟(jì)南市高三一模)1896年法國科學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了放射性元素能夠自發(fā)地發(fā)出射線的現(xiàn)象，即天然放射現(xiàn)象．讓放射性元素鐳衰變過程中釋放出的α、β、γ三種射線，經(jīng)小孔垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場中，如圖1所示．下列說法正確的是()圖1A．③是α射線，α粒子的電離能力最強(qiáng)，穿透能力也最強(qiáng)B．①是β射線，是高速電子流，來自于原子的核外電子C．原子核發(fā)生一次衰變的過程中，不可能同時(shí)產(chǎn)生α、β兩種射線D．原子序數(shù)大于83的元素，都具有放射性，原子序數(shù)小于或等于83的元素，都不具有放射性答案C解析由射線的帶電性質(zhì)可知，①是β射線，②是γ射線，③是α射線，α粒子的電離能力最強(qiáng)，穿透能力最弱，A錯(cuò)誤；β射線是原子核發(fā)生β衰變時(shí)產(chǎn)生的，是高速電子流，來自于原子核，B錯(cuò)誤；原子核發(fā)生一次衰變的過程中，只能發(fā)生α衰變或β衰變，不能同時(shí)發(fā)生α衰變和β衰變，故不可能同時(shí)產(chǎn)生α、β兩種射線，C正確；原子序數(shù)大于83的元素，都具有放射性，原子序數(shù)小于或等于83的元素，有的也具有放射性，D錯(cuò)誤．3．(2021·河北唐山市一模)氫原子吸收一個(gè)光子后，根據(jù)玻爾理論，下列判斷正確的是()A．電子繞核旋轉(zhuǎn)的軌道半徑增大B．電子的動(dòng)能會(huì)增大C．氫原子的電勢能減小D．氫原子的能級(jí)減小答案A解析氫原子吸收一個(gè)光子后，由玻爾理論可知，由低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，電子繞核旋轉(zhuǎn)的軌道半徑增大，電子的動(dòng)能減小，氫原子的電勢能增大，氫原子的能級(jí)增大．故選A.4．(2021·全國甲卷·17)如圖2，一個(gè)原子核X經(jīng)圖中所示的一系列α、β衰變后，生成穩(wěn)定的原子核Y，在此過程中放射出電子的總個(gè)數(shù)為()圖2A．6 B．8C．10 D．14答案A解析由題圖分析可知，核反應(yīng)方程為eq\o\al(238,

92)X→eq\o\al(206,

82)Y＋aeq\o\al(4,2)He＋beq\o\al(0,－1)e，經(jīng)過a次α衰變，b次β衰變，由電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)守恒可得238＝206＋4a；92＝82＋2a－b，解得a＝8，b＝6，故放出6個(gè)電子，故選A.5．(2019·全國卷Ⅱ·15)太陽內(nèi)部核反應(yīng)的主要模式之一是質(zhì)子－質(zhì)子循環(huán)，循環(huán)的結(jié)果可表示為4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(0,1)e＋2γ，已知eq\o\al(1,1)H和eq\o\al(4,2)He的質(zhì)量分別為mp＝1.0078u和mα＝4.0026u,1u＝931MeV/c2，c為光速．在4個(gè)eq\o\al(1,1)H轉(zhuǎn)變成1個(gè)eq\o\al(4,2)He的過程中，釋放的能量約為()A．8MeVB．16MeVC．26MeVD．52MeV答案C解析核反應(yīng)質(zhì)量虧損Δm＝4×1.0078u－4.0026u＝0.0286u，釋放的能量ΔE＝0.0286×931MeV≈26.6MeV，選項(xiàng)C正確．6.(2019·天津卷·5)如圖3為a、b、c三種光在同一光電效應(yīng)裝置中測得的光電流和電壓的關(guān)系．由a、b、c組成的復(fù)色光通過三棱鏡時(shí)，下述光路圖中正確的是()圖3答案C解析由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知Ek＝hν－W0，又eUc＝Ek，則eUc＝hν－W0，結(jié)合圖像可知同種介質(zhì)對(duì)三種光的折射率大小關(guān)系為nb＞nc＞na，a、b、c組成的復(fù)色光通過三棱鏡時(shí)，折射率越大，偏射角度越大，則C正確，A、B、D錯(cuò)誤．7．(2021·浙江6月選考·13)已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，電子的質(zhì)量為9.11×10－31kg，一個(gè)電子和一滴直徑約為4μm的油滴具有相同動(dòng)能，則電子與油滴的德布羅意波長之比的數(shù)量級(jí)為(ρ油＝0.8×103kg/m3)()A．10－8B．106C．108D．1016答案C解析根據(jù)德布羅意波長公式λ＝eq\f(h,p)p＝eq\r(2mEk)解得λ＝eq\f(h,\r(2mEk))由題意可知，電子與油滴的動(dòng)能相同，則其波長與質(zhì)量的二次方根成反比，所以有eq\f(λ電,λ油)＝eq\f(\r(m油),\r(m電))m油＝ρ·eq\f(1,6)πd3＝0.8×103×eq\f(1,6)×3.14×(4×10－6)3≈2.7×10－14kg代入數(shù)據(jù)解得eq\f(λ電,λ油)＝eq\r(\f(2.7×10－14,9.11×10－31))≈1.7×108所以C正確，A、B、D錯(cuò)誤．8．(2021·安徽省江南十校高三3月一模聯(lián)考)氫原子能級(jí)示意圖如圖4所示，下列說法正確的是()圖4A．氫原子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，電勢能增大，其核外電子的動(dòng)能減小B．當(dāng)氫原子從n＝4能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)，輻射出的光不能使逸出功為2.25eV的鉀發(fā)生光電效應(yīng)C．一群處于n＝4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射出的光頻率最多有6種答案C解析氫原子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，電勢能減小，其核外電子的動(dòng)能增大，故A錯(cuò)誤；當(dāng)氫原子從n＝4能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)，輻射出的光子能量為2.55eV，能使逸出功為2.25eV的鉀發(fā)生光電效應(yīng)，故B錯(cuò)誤；一群處于n＝4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可知最多輻射出Ceq\o\al(2,4)＝6種頻率的光子，故C正確；要使處于基態(tài)的氫原子電離，入射光子的能量必須大于或等于13.6eV，故D錯(cuò)誤．[爭分提能練]9．(2021·黑龍江齊齊哈爾市高三一模)2020年5月12日消息，中國“人造太陽”取得重大突破，溫度可達(dá)2億度．人造太陽中的核反應(yīng)方程：eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X.下列說法正確的是()A．該核反應(yīng)方程中的X是電子，核反應(yīng)是核裂變反應(yīng)B．該核反應(yīng)是核聚變反應(yīng)，核聚變?cè)诟邷馗邏合虏拍馨l(fā)生，此過程需要吸收能量C．人造太陽釋放的能量大小的計(jì)算公式是ΔE＝Δmc2D．核反應(yīng)表明，原子核越重，比結(jié)合能越大答案C解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒可知，X為中子，該核反應(yīng)是核聚變反應(yīng)，A錯(cuò)誤；盡管核聚變?cè)诟邷馗邏合虏拍馨l(fā)生，但聚變過程會(huì)放出能量，B錯(cuò)誤；由于核聚變過程放出能量，有質(zhì)量虧損，釋放的能量ΔE＝Δmc2，C正確；中等質(zhì)量的原子核比結(jié)合能較大，D錯(cuò)誤．10．(2021·山東德州市一模)下表為四種金屬逸出功的值金屬鎢鈣鉀銣逸出功W0/eV4.543.202.252.13已知普朗克常量為h＝6.6×10－34J·s，e＝1.6×10－19C，如圖5所示為某金屬的遏止電壓Uc隨入射光頻率ν變化的圖像，該金屬為()圖5A．鎢B．鈣C．鉀D．銣答案A解析根據(jù)光電效應(yīng)方程知Ek＝hν－W0＝h(ν－νc)，對(duì)照題圖可知，金屬發(fā)生光電效應(yīng)的截止頻率為νc＝1.1×1015Hz，則該金屬的逸出功等于W0＝hνc＝eq\f(6.6×10－34×1.1×1015,1.6×10－19)eV≈4.54eV，對(duì)照表格可知該金屬為鎢，故選A.11．(2021·山東青島市一模)大量處于n＝5能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的a、b兩種單色光照射某光電管的陰極時(shí)，測得遏止電壓之比為2∶1，根據(jù)該信息下列說法正確的是()A．在同種介質(zhì)中，b光的傳播速度是a光的兩倍B．若b光是躍遷到n＝3能級(jí)產(chǎn)生的，則a光可能是躍遷到n＝4能級(jí)產(chǎn)生的C．用同樣的裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，b光束的條紋間距是a光束的兩倍D．當(dāng)兩種光從水中射向空氣時(shí)，a光的臨界角小于b光的臨界角答案D12．原子核的平均結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)之間的關(guān)系圖線如圖6所示．下列說法正確的是()圖6A.eq\o\al(4,2)He核的結(jié)合能約為14MeVB.eq\o\al(89,36)Kr核比eq\o\a