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1、第 1 页 共 20 页 第第 13 课时 波粒二象性 原子与原子核课时 波粒二象性 原子与原子核 考点考点 光电效应 波粒二象性 光电效应 波粒二象性 1光电效应方程 (1)光子： 频率为 的光的能量子为 h. (2)方程表达式：hEkW0或 EkhW0. 2三个关系式 (1)爱因斯坦光电效应方程：EkhW0 (2)最大初动能与遏止电压：EkeUc (3)逸出功与截止频率：W0hc 3两个图象 (1)光电流与电压的关系，如图 1 所示 图 1 Im为饱和光电流，由光照强度决定 Uc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 第 2 页 共
2、 20 页 图 2 截止频率：图线与 轴的交点的横坐标 c 逸出功：图线与 Ek轴交点的纵坐标的绝对值 W0 普朗克常量：图线的斜率 kh. 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
3、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 EkhW0可知，用同一种频 第 3 页 共 20 页 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
4、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
5、 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 Uc与入射光频率 之间的关系如 图乙所示，已知普朗克常量 h6.631034Js.则( ) 第 4 页 共 20 页 图 3 A图甲中电极 A
6、为光电管的阳极 B探究遏止电压 Uc与入射光频率 关系时，电源的左侧是正极 C该金属的截止频率 c为 5.151014 Hz D该金属的逸出功为 3.411019 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 Uc 与入射光频率 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 EkhW0和 eUcEk知，当 Uc0 时，hcW0.据题图乙知截止频率 c5.151014Hz， 故选项 C 正确；W0hc6.6310345.151014 J3.411019 J，故 D 错误 变式训练 2(2019福建福
7、州市期末质量检测)研究光电效应现象的实验装置示意图如图 4(a)所示，用光 强相同的黄光和蓝光照射光电管阴极 K 时，测得相应的遏止电压分别为 U1和 U2，产生的光 电流 I 随光电管两端电压 U 的变化规律如图(b)所示已知电子的质量为 m，电荷量为e， 黄光和蓝光的频率分别为 1和 2，且 1U2 B图(b)中的乙线是对应黄光照射 C根据题述条件无法算出阴极 K 金属的极限频率 D用蓝光照射时，光电子的最大初动能为 eU2 第 5 页 共 20 页 答案 D 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
8、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 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 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 W0为逸出功， h 为普朗克常量， e 为电子电荷量)( ) 图 5 A
9、U BU h e W0 e 2h e W0 e CU2hW0 DU 5h 2e W0 e 答案 B 解析 发生光电效应时有 EknhW0(n2,3,4)， 在 K、 A 间逐渐增大 U， 当光电流为零时， 由eU0Ek得 U(n2,3,4)，故 B 项正确 nh e W0 e 考点考点 氢原子模型与原子结构 氢原子模型与原子结构 1.玻尔理论的基本内容 第 6 页 共 20 页 (1)能级假设：氢原子 En(n 为量子数) E1 n2 (2)跃迁假设：吸收或释放的能量 hEmEn(mn) (3)轨道假设：氢原子 rnn2r1(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
10、量，发出光子 光子的频率 . E h E高E低 h (2)受激跃迁：低能级高能级，吸收能量 光照(吸收光子)：光子的能量必须恰好等于能级差 E. 碰撞：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E外E. 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 NC . 2 n nn1 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
11、模拟)HeNe 激光器产生的波长为 6.33107 m 的谱线是 Ne 原子从激发态能级(用 E1表示)向能量较低的激发态能级(用 E2表示)跃迁时发生的；波长为 3.39106 m 的谱线是 Ne 原子从激发态能级 E1向能量较低的激发态能级(用 E3表示)跃迁时 发生的 已知普朗克常量h与光速c的乘积hc1.24106 meV.由此可知Ne的激发态能级E2 与 E3的能量差为(结果保留两位有效数字)( ) A1.6 eV B2.6 eV 第 7 页 共 20 页 C3.6 eV D4.0 eV 答案 A 解析 由 EmEn， hc 有 E2E1， hc 1 E3E1， hc 2 则 EE2
12、E3 hc 1 hc 2 代入数值得 E1.6 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 n3 能级的氢原子向低能级跃迁下列说法正确的是( ) 图 6 A这些氢原子总共可辐射出三种不同频率的光 B氢原子由 n3 能级跃迁到 n2 能级产生的光频率最大 C氢原子由 n3 能级跃迁到 n1 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 A 第 8 页 共 20 页 5(2019全国卷14)氢原子能级示意图如图 7 所示光子能量在 1.63 eV3.10 eV 的光为
13、 可见光要使处于基态(n1)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 7 A12.09 eV B10.20 eV C1.89 eV D1.51 eV 答案 A 解析 因为可见光光子的能量范围是 1.63 eV3.10 eV，所以处于基态的氢原子至少要被激 发到 n3 能级，要给氢原子提供的能量最少为 E(1.5113.60) eV12.09 eV，故选项 A 正确 考点考点 核反应与核能 核反应与核能 1核反应的四种类型 类型可控性核反应方程典例 衰变 衰 变 衰变 自发 UTh He 23892234904 2 ThPae 234902349101 N He
14、 O H(卢瑟福发现质子) 14 74 217 81 1 He Be C n(查德威克发现中子) 4 29 412 61 0 人工转变人工控制 Al He P n 27134 230151 0 约里奥居里夫妇发现放射 第 9 页 共 20 页 P Sie 301530140 + 1 性同位素，同时发现正电子 重核裂变 比较容易进 行人工控制 U nBa Kr3 n 235921 01445689361 0 U nXe Sr10 n 235921 01365490381 0 轻核聚变很难控制H H He n 2 13 14 21 0 2.原子核的衰变 (1)衰变的实质： 衰变为 2 H2 n H
15、e，即放出 射线； 衰变为 n He，即放出 1 11 04 21 01 101 射线，在 衰变或 衰变过程中放出 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( H)、中子( n)、 粒 1 11 0 子( He)、 粒子(e)、正电子(e)、氘核( H)、氚核( H)等 4 2010 + 12 13 1 (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)
16、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 Emc2计算时，m 的单位是“kg” ，c 的单位是“m/s” ，E 的单位是“J” (2)根据 Em931.5 MeV 计算时，m 的单位是“u” ，E 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U Th He， 其中 X 为 Th 原子核的 23892X904 2 第 10 页 共 20 页 质量数，则下列说法正确的是( ) A该反应属于 衰变 B. Th 中含有 148 个中
17、子 X90 C.U 的平均结合能比Th 大 23892X90 D该反应新生成的粒子Th 具有放射性 X90 答案 D 解析 该反应放出 粒子， 属于 衰变， 选项 A 错误 ； 根据电荷数守恒可知 X2384234， 则Th 中含有 23490144 个中子， 选项 B 错误 ； 核电荷数越小的平均结合能越大， 则U X9023892 的平均结合能比Th 小，选项 C 错误；该反应新生成的粒子Th 原子序数大于 83，具有放 X90X90 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
18、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 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 射线的贯穿作用很强，可用来进行金属探伤 答案 C 解析 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 ； 衰变是原子核自发放射 粒子的核衰变过程 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； 射线的贯穿作用很强，可用来进行金属探伤， 射线的电离本
19、领最强，D 错误 第 11 页 共 20 页 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 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Th 有 90 个中子，142 个质子 23290 B铀核裂变的核反应方程为U nBa Kr3 n 233921 01425689361 0 C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Th 有 9
20、0 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 23290 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 4 H He2 e2，已知 H 和 He 的质量分别为 mp1.007 8 u 和 m4.002 6 u,1 1 14 20 11 1
21、4 2 u931 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( ) 1 14 2 A8 MeV B16 MeV C26 MeV D52 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 m41.007 8 u4.002 6 u0.028 6 u，释放的能量 E0.028 6931 MeV26.6 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，
22、下列说法正确的是( ) A核裂变的反应方程为U nBa Kr2 n 235921 01445689361 0 第 12 页 共 20 页 B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 1.11020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U nBa Kr3 n，由于释 235921 01445689361 0 放核能，据 Emc2，总质量一定减小 ； 发电效率 100%32%； 由 PtnE， 1 100 MW 3 400 MW 每秒发生裂变的铀核 n1.11020 个 3 400 106 W 1 s 200 106 1.6
23、 1019J 专题突破练专题突破练 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 eUchW0可知，入
24、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 EkhW0，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 第 13 页 共 20 页 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 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 1 A照射的单色光越强，饱和光电流将越大 B若用波长
25、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
26、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 Uc与入射光频率 的关系图象则由图象可知( ) 图 2 A遏止电压与入射光的频率无关 B该金属的逸出功等于 h0 第 14 页 共 20 页 C图象的斜率表示普朗克常量 h D入射光的频率为 30时，产生的光电子的最大初动能为 2h0 答案 BD 4(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 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
27、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 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 H H He n， He 与 n 的质量和一定小于 H 与 H 的质量和 2 13 14 21 04 21 02
28、13 1 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 第 15 页 共 20 页 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
29、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 n3 能级跃迁到 n2 能级，该氢原子吸收光子，能量增加 C根据 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 n3 能级跃迁到 n2 能级，
30、该氢原子释放光子，能量减小，选项 B 错误；根据 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 (2019辽宁沈阳市第一次质检)贝可勒尔在 120 年前首先发现了天然放射现象， 如今原子核 的放射性在众多领域中有着重要作用，下列属于放射性元素衰变的是( ) A.UTh He 23892234904 2 B.U nIY2 n 235921 013153103391 0 C. H H He n 2 13 14 21 0 D. He Al P n 4 2271330151 0 答案
31、 A 解析 A 选项的反应释放出 粒子，属于 衰变，故A 正确 ； B 选项属于重核裂变，故B 错误 ； C 选项属于轻核聚变，故C 错误；D 选项是原子核的人工转变，不是放射性衰变，故D 错误 第 16 页 共 20 页 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 色光红橙黄绿蓝靛紫 光子能量 范围(eV) 1.61 2.00 2.00 2.07 2.07 2.14 2.14 2.53 2.53 2.76 2.76 3.10 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
32、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
33、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( ) 第 17 页 共 20 页 图 4 A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， Li 原子核中的平均核子质量比O 的要小 6 316 8 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 AC 10(2019山东
34、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；
35、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 第 18 页 共 20 页 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 a、b、c，下列关系式正确的是( ) 图 5 Abac Ba bc bc Cb ac ac Dc ba ab 答案 A 解析 因为 EmEnh，知 EbEaEc，即 hbhahc，解得 bac，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
36、群处于 n4 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 6.631034 Js)( ) 图 6 A3.081014 Hz B3.081015 Hz 第 19 页 共 20 页 C1.931014 Hz D1.931015 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：E4E1h，解得 Hz3.081015 Hz，故选 B. 0.8513.6 1.6 1019 6.63 1034 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，
37、一种典型的铀核裂变方程：U nBa Kr3 n，用重水做慢化剂可 235921 01445689361 0 使快中子减速，假设中子与重水中的氘核( H)每次碰撞都是弹性正碰，而且认为碰撞前氘核 2 1 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 7 A钡核的比结合能比铀核的大 B若碰撞前中子的动能为 E0，经过一次弹性碰撞后中子动能变成 E0 1 9 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 ABD 14 (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U nXe Sr 235921 0136549038 n，已知U
38、、Xe、 Sr 的平均结合能分别为 7.6 MeV、8.4 MeV、8.7 MeV，则( ) 1 023592136549038 A该核反应方程中 x10 B.U 的中子数为 92 23592 C该核反应中质量增加 第 20 页 共 20 页 D.U 的平均结合能比Xe 小，U 比Xe 更稳定 23592136542359213654 答案 A 解析 根据质量数和电荷数守恒可知， x10， 故 A 正确 ；U 的质子数为 92， 质量数为 235， 23592 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
39、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Pu 的半衰期为 24 100 年，其衰变 23994 方程为PuX He，则下列说法中正确的是( ) 239944 2 A衰变发出的 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 C. 8 个Pu 经过 24 100 年后一定还剩余 4 个 23994 D衰变过程中总质量不变 答案 AB 解析 衰变发出的 射线是频率很大的电磁波，具有很强的穿透能力，不带电，故 A 正确； 根据电荷数守恒和质量数守恒得，X 的质量数为 2394235，质子数为 94292，则中子 数为 23592143，故 B 正确；半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，故 C 错误；在衰 变的过程中，根据质能方程知，有能量产生，则有质量亏损，不过质量数不变，故 D 错误