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1、“活学巧记”应对点散面广的原子物理学“活学巧记”应对点散面广的原子物理学 考法 学法 原子物理学部分知识点较多，需要学生强化对知识的理解和记忆。在高考试卷中， 对原子物理学的考查一般是一个选择题， 难度不大。 考查热点主要有 ： 光电效应、 波粒二象性；原子结构、氢原子能级跃迁；原子核的衰变规律、 三种射线的特点及应用；核反应方程的书写、质量亏损和核能的计算。由于本 讲内容琐碎，考查点多，因此复习时应抓住主干知识，梳理出关键点，进行理解 性记忆。 提能点一 光电效应 波粒二象性基础保分类考点 练练就能过关 知能全通 1爱因斯坦光电效应方程 EkhW0 2光电效应的两个图像 (1)光电子的最大初
2、动能随入射光频率变化而变化的图像如图所 示。 依据EkhW0hh0可知：当Ek0 时，0，即图线 在横轴上的截距在 数值上等于金属的极限频率。 斜率kh普朗克常量。 图线在纵轴上的截距的绝对值等于金属的逸出功：W0h0。 (2)光电流随外电压变化的规律如图所示。 图中纵轴表示光电流，横轴表示阴、阳两极处所加外电压。 当UU时，光电流恰好为零，此时能求出光电子的最大初 动能，即EkeU，此电压称为遏止电压。 当UU0时，光电流恰好达到饱和光电流，此时所有光电子都参与了导电，电流最大为 Imax。 3处理光电效应问题的两条线索 (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
3、量大产生光电子的最大初动能大。 4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。 (3)光子说并未否定波动说，Eh中，和就是波的概念。 hc (4)波动性和粒子性在宏观世界是不能统一的，而在微观世界却是统一的。 5物质波 (1)定义：任何一个运动着的物体，都有一种波与之对应，这种波称为物质波。 (2)公式：物质波的波长 ，p为运动物体的动量，h为普朗克常量。 h p 题点全练 1 (2018全国卷)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 1.281019 J。 已知
4、普朗克常量为 6.631034 Js， 真空中的光速为 3.00108 ms 1。能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为( ) A11014 Hz B81014 Hz C21015 Hz D81015 Hz 解析：选 B 设单色光的最低频率为0，由爱因斯坦光电效应方程得Ekh1W0,0 h0W0，又1，整理得0，代入数据解得081014 Hz，B 正确。 c c Ek h 2多选(2017全国卷)在光电效应实验中，分别用频率为a、b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Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka 和Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是( ) A若ab，
5、则一定有Uab，则一定有EkaEkb C若Uab，则一定有haEkahbEkb 解析：选 BC 设该金属的逸出功为W，根据爱因斯坦光电效应方程有EkhW，同 种金属的W不变，则逸出光电子的最大初动能随的增大而增大，B 项正确；又EkeU， 则最大初动能与遏止电压成正比，C 项正确；根据上述有eUhW，遏止电压U随增 大而增大，A 项错误；又有hEkW，W相同，D 项错误。 3表格所示为按照密立根的方法进行光电效应实验时，得到的某金属的遏止电压和入 射光的频率的几组数据。 Uc/V0.5410.6370.7140.8090.878 /1014H z 5.6445.8886.0986.3036.5
6、01 由以上数据应用 Excel 描点连线，可得直线方程，如图所示。 则这种金属的截止频率约为( ) A3.51014 Hz B4.31014 Hz C5.51014 Hz D6.01014 Hz 解析 ： 选 B 遏止电压为零时， 入射光的频率等于截止频率， 根据方程Uc0.397 3 1.702 4，代入Uc0，解得4.31014 Hz，B 正确。 1014 4.如图所示是实验室用来研究光电效应原理的装置图， 电表均为理 想电表， 当入射光的能量等于 9 eV 时， 灵敏电流表检测到有电流流过， 当 电压表示数等于 5. 5 V 时，灵敏电流表示数刚好为 0。则下列说法正确的 是( ) A
7、若增大入射光的强度，光电子的最大初动能将增大 B 若入射光的能量小于 3.5 eV， 改变电源的正负极方向， 则灵敏电流表示数可能不为 0 C光电管材料的逸出功等于 3.5 eV D增大入射光的波长，在电压表示数不变的情况下，灵敏电流表示数会变大 解析：选 C 根据光电效应方程EkhW0，可知光电子的最大初动能与入射光的强 度无关，故 A 错误；题图所示装置所加的电压为反向电压，由电压表的示数等于 5.5 V 时， 灵敏电流表示数为 0，可知光电子的最大初动能为 5.5 eV，根据光电效应方程EkhW0， 可得W03.5 eV，若入射光的能量小于 3.5 eV，则不能发生光电效应，灵敏电流表示
8、数一定 为0， 故B错误， C正确 ； 增大入射光的波长， 则光的频率减小， 根据光电效应方程EkhW0， 知光电子的最大初动能减小，在电压表示数不变的情况下，灵敏电流表示数可能会变小， 故 D 错误。 提能点二 原子结构、氢原子的能级跃迁基础保分类考点 练练就能过关 知能全通 1原子结构与原子光谱 2氢原子能级图与原子跃迁问题的解答技巧 (1)能级之间跃迁时放出的光子频率是不连续的。 (2)能级之间发生跃迁时放出(吸收)光子的频率可由hEmEn求得。若求波长可由 公式c求得。 (3)一个氢原子跃迁放出可能的光谱线条数最多为(n1)条。 (4)一群氢原子跃迁放出可能的光谱线条数有两种求解方法。
9、 用数学中的组合知识求解：NCn2。 nn1 2 利用能级图求解 ： 在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出，然后相 加。 题点全练 1.(2018重庆学业质量调研)如图所示为氢原子能级示意图的一 部分， 关于氢原子， 下列说法正确的是( ) A一个氢原子从n3 能级跃迁到n1 能级，可能放出 3 种不 同频率的光子 B从n4 能级跃迁到n3 能级，氢原子会吸收光子，能级升 高 C从n4 能级跃迁到n3 能级，氢原子会向外放出光子，能级降低 D处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的 解析：选 C 一个氢原子从n3 能级跃迁到n1 能级，最多可能放出 2 种不同频率的 光子
10、，故 A 错误 ； 从n4 能级跃迁到n3 能级，是从高能级向低级跃迁，氢原子会放出光 子，能级降低，故 B 错误，C 正确；处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是不一样 的，故 D 错误。 2多选(2019 届高三豫南九校联考)如图为氢原子的能级图，已知可见光光子的能 量范围为 1.623.11 eV， 锌板的逸出功为 3.34 eV， 那么对氢原子在能级跃迁的过程中放出 或吸收光子的特征认识正确的是( ) A用氢原子从高能级向基态跃迁时放出的光照射锌板，一定不能产生光电效应现象 B用能量为 11.0 eV 的自由电子轰击，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 C处于n2 能级的氢原子能吸收
11、任意频率的紫外线 D处于n3 能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离 解析：选 BD 氢原子从高能级向基态跃迁时放出的光子的最小能量为 10.2 eV3.34 eV，照 射锌板一定能产生光电效应现象，故 A 错误 ； 用能量为 11.0 eV 的电子轰击，基态的氢原子 吸收的能量可以等于 10.2 eV，可以使处于基态的氢原子跃迁到n2 能级，故 B 正确 ； 紫外 线光子的最小能量为 3.11 eV， 处于n2 能级的氢原子的电离能为 3.4 eV， 故n2 能级的 氢原子不能吸收任意频率的紫外线，故 C 错误；处于n3 能级的氢原子的电离能为 1.51 eV， 故处于n3
12、能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离，故 D 正确。 3氢原子的基态能级E113.6 eV，第n能级En，若氢原子从n3能级跃迁到n2 E1 n2 能级时发出的光能使某金属发生光电效应， 则以下跃迁中发出的光也一定能使此金属发生光 电效应的是( ) A从n2 能级跃迁到n1 能级 B从n4 能级跃迁到n3 能级 C从n5 能级跃迁到n3 能级 D从n6 能级跃迁到n5 能级 解析：选 A 从n2 能级跃迁到n1 能级辐射的光子能量大于从n3 能级跃迁到 n2 能级辐射的光子能量，根据光电效应产生的条件知，一定能使该金属发生光电效应， 故 A 正确；从n4 能级跃迁到n3 能级
13、、从n5 能级跃迁到n3 能级、从n6 能级跃 迁到n5 能级辐射的光子能量均小于从n3 能级跃迁到n2 能级辐射的光子能量，都不 一定能使该金属发生光电效应，故 B、C、D 错误。 提能点三 原子核的衰变及半衰期基础保分类考点 练练就能过关 知能全通 1衰变次数的确定方法 先由质量数的改变确定 衰变的次数，然后根据衰变规律确定 衰变的次数。 2对半衰期的理解 (1)半衰期公式： (2)半衰期的适用条件： 半衰期是一个统计规律， 是对大量的原子核衰变规律的总结， 对于较少特定个数的原子 核，无法确定会有多少个发生衰变。 题点全练 1 (2017全国卷)一静止的铀核放出一个 粒子衰变成钍核， 衰
14、变方程为UTh 2389223490 He。下列说法正确的是( ) 4 2 A衰变后钍核的动能等于 粒子的动能 B衰变后钍核的动量大小等于 粒子的动量大小 C铀核的半衰期等于其放出一个 粒子所经历的时间 D衰变后 粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量 解析：选 B 静止的铀核在衰变过程中遵循动量守恒，由于系统的总动量为零，因此衰 变后产生的钍核和 粒子的动量等大反向，即pThp，B 项正确；因此有2mThEkTh ， 由于钍核和 粒子的质量不等， 因此衰变后钍核和 粒子的动能不等， A 项错误 ；2mEk 根据半衰期的定义可知，C 项错误；由于衰变过程释放能量，根据爱因斯坦质能方程可知，
15、衰变过程有质量亏损，D 项错误。 2(2018石家庄高三模拟)下列说法不正确的是( ) A. U 经过一次 衰变后变为Th 2389223490 B由核反应方程CsBaX，可以判断 X 为电子 1375513756 C核反应方程 He N O H 为轻核聚变 4 214 717 81 1 D若 16 g 铋 210 经过 15 天时间，还剩 2 g 未衰变，则铋 210 的半衰期为 5 天 解析：选 CU 经过一次 衰变后，电荷数少 2，质量数少 4，变为Th，A 正确；根 2389223490 据电荷数守恒、质量数守恒知，X 的电荷数为1，质量数为 0，可知 X 为电子，B 正确；轻 核聚变
16、反应为 H H He n， C 错误 ； 根据mm0， 可得 ， 解得T5 天， D 2 13 14 21 0 1 2 t T 15 1 2 T1 8 正确。 3 (2018江西师大附中月考)匀强磁场中有一个原来静止的碳 14 原 子核， 它放射出的粒子与反冲核的径迹是两个内切的圆， 两圆的直径之比 为 71， 如图所示， 那么碳 14 的衰变方程为( ) A. C e B B. C He Be 14 60 114 514 64 210 4 C. C H B D. Ce N 14 62 112 514 60114 7 解析 ： 选 D 原子核的衰变过程满足动量守恒，放射出的粒子与反冲核的速度方
17、向相反， 由题图根据左手定则判断得知，该粒子与反冲核的电性相反，可知碳 14 发生的是 衰变， 衰变方程为C Ne，根据动量守恒定律和带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径 14 614 701 公式r，可知此衰变方程满足题意，故 D 正确。 mv qB 提能点四 核反应方程与核能的计算基础保分类考点 练练就能过关 知能全通 1解答有关核反应方程问题的技巧 (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 1 1 ( n)、 粒子( He)、 粒子(e)、正电子(e)、氘核( H)、氚核( H)等。 1 04 201012 13 1 (2)熟悉核反应的四种基本类型衰变
18、、人工转变、裂变和聚变。 (3)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。 (4)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。 2核能的计算方法 (1)根据爱因斯坦质能方程，用核反应的质量亏损的千克数乘以真空中光速c的平方， 即 Emc2(J)。 (2)根据 1 原子质量单位(u)相当于 931.5 兆电子伏(MeV)能量，用核反应的质量亏损的 原子质量单位数乘以 931.5 MeV，即 Em931.5(MeV)。 (3)如果核反应时释放的核能是以动能形式呈现，则核反应过程中系统
19、动能的增量即为 释放的核能。 题点全练 1(2018全国卷)1934 年，约里奥居里夫妇用 粒子轰击铝核Al，产生了第 2713 一个人工放射性核素 X： AlnX。X 的原子序数和质量数分别为( ) 2713 A15 和 28 B15 和 30 C16 和 30 D17 和 31 解析 ： 选 B 将核反应方程式改写成 He Al nX， 由电荷数守恒和质量数守恒知， X 4 227131 0 应为X，B 对。 3015 2(2017全国卷)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： H H He n。已知 H 的质量为 2.013 6 u， He
20、的质量为 2 12 13 21 02 13 2 3.015 0 u， n 的质量为 1.008 7 u,1 u931 MeV/c2。氘核聚变反应中释放的核能约为 1 0 ( ) A3.7 MeV B3.3 MeV C2.7 MeV D0.93 MeV 解析 ： 选 B 氘核聚变反应的质量亏损为 m22.013 6 u(3.015 0 u1.008 7 u) 0.003 5 u，释放的核能为 Emc20.003 5931 MeV/c2c23.3 MeV，选项 B 正确。 3多选核电站中采用反应堆使重核裂变，将释放出的巨大能量转换成电能。反应堆 中一种可能的核反应方程式是U nNd Zrxy， 设
21、 U 核质量为m1， 中子质量为m2， 235921 0143609040 Nd 核质量为m3，Zr 核质量为m4，x质量为m5，y质量为m6，那么，在所给的核反应中( ) Ax可能是 3 H，y可能是 10e 1 101 Bx可能是 3 n，y可能是 8e 1 001 C释放的核能为(m1m2m3m4m5m6)c2 D释放的核能为(m3m4m5m6m1m2)c2 解析 ： 选 BC 如果x是 3 H，y是 10e，则核反应过程电荷数不守恒，则不可能，故 A 1 101 错误；如果x是 3 n，y 是 8e，则核反应过程质量数守恒、电荷数守恒，故 B 正确；质量 1 001 亏损：mm1m2m
22、3m4m5m6，由质能方程可知，释放的核能为：Emc2 (m1m2m3m4m5m6)c2，故 C 正确，D 错误。 4多选(2018云南高三检测)原子核的比结合能随质量数的变化图像如图所示，根 据该曲线，下列判断正确的是( ) A中等质量核的比结合能大，这些核较稳定 B. H 核比 Li 核更稳定 2 16 3 C.U 核裂变成两个中等质量的核时释放能量 23592 D. Kr 核的比结合能比U 核的小 893623592 解析：选 AC 由题图可知，中等质量的原子核的比结合能较大，所以中等质量的原子 核较稳定，故 A 正确； H 核的比结合能比 Li 核小，故 H 核比 Li 核更不稳定，故
23、 B 错误； 2 16 32 16 3 重核裂变成中等质量的核，有质量亏损，释放能量，故 C 正确 ； Kr 核的比结合能比U 核 893623592 的大，故 D 错误。 专题强训提能 1多选波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有( ) A光电效应现象揭示了光的粒子性 B热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性 C黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释 D动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波波长也相等 解析：选 AB 光电效应现象、黑体辐射的实验规律都可以用光的粒子性解释，选项 A 正确，C 错误；热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性，选项 B 正确；由德 布罗
24、意波波长公式 和p22mEk知，动能相等的质子和电子动量不同，德布罗意波波长 h p 不相等，选项 D 错误。 2(2018广州高三检测)氢原子第n能级的能量为En(n1,2,3，)，其中E1是 E1 n2 基态能量。若氢原子从第k能级跃迁到第p能级，辐射的光子能量为E1，第p能级比基 5 36 态能量高E1，则( ) 3 4 Ak3，p2 Bk4，p3 Ck5，p3 Dk6，p2 解析：选 A 根据玻尔理论，氢原子辐射光子能量 EE1，E1 E1 k2 E1 p2 5 36 E1 p2 E1，联立解得：k3，p2，故 A 正确。 3 4 3(2019 届高三北京海淀区检测)下列说法正确的是(
25、 ) A爱因斯坦提出的光子说，成功解释了光电效应现象 B氢原子的电子由激发态向基态跃迁时，向外辐射光子，原子能量增加 C卢瑟福通过 粒子的散射实验发现了质子并预言了中子的存在 D汤姆孙发现了电子并提出了原子核式结构模型 解析 ： 选 A 根据光学发展的历程可知，1905 年，爱因斯坦提出的光子说很好地解释了 光电效应现象，故 A 正确 ； 氢原子的电子由激发态向基态跃迁时，向外辐射光子，原子能量 减小，故 B 错误；汤姆孙通过阴极射线的研究发现了电子，卢瑟福通过对 粒子散射实验 的研究提出了原子的核式结构模型，此实验不能说明原子核内存在质子，故 C、D 错误。 4.静止在匀强电场中的碳 14
26、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. C He Be B. C e B 14 64 210 414 60 114 5 C. Ce N D. C H B 14 60114 714 62 112 5 解析：选 A 由轨迹弯曲方向可以看出，反冲核与放出的粒子的受力方向均与电场强度 方向相同，均带正电，C 错误 ； 反冲核、粒子在电场中偏转时，竖直方向上做匀速直线运动， 水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动， 发生核反应时反冲核、 粒子的速度大小分别为 v1、v2，
27、由动量守恒有m1v1m2v2，结合题图有bv1t，av2t，4bt2,2at2，解得 q1E 2m1 q2E 2m2 ，比较选项 A、B、D 可得，A 正确。 q2 q1 1 2 5 多选静止的Bi 原子核在磁场中发生衰变后运动轨迹如图所示， 21183 大、 小圆半径分别为R1、R2；则下列关于此核衰变方程和两圆轨迹半径比值 判断正确的是 ( ) A.BiTl He B.BiPoe 21183207814 2211832118401 CR1R2841 DR1R22074 解析：选 BC 原子核发生衰变时，根据动量守恒可知两粒子的速度方向相反，由题图 可知两粒子的运动轨迹为内切圆，根据左手定则
28、可以得知，衰变后的两粒子带的电性相反， 所以释放的粒子应该是电子， 原子核发生的应该是 衰变， 衰变方程为 ：BiPoe， 211832118401 故 A 错误， B 正确 ； 根据R且两粒子动量等大， 可得R1R2q2q1841， 故 C 正确， D mv qB 错误。 6多选下列说法正确的是( ) A.Th 经过 6 次 衰变和 4 次 衰变后成为Pb 2329020882 B在核反应堆中，为使快中子减速，在铀棒周围要放“慢化剂” ，常用的慢化剂有石墨、 重水和普通水 C当用蓝光照射某金属表面时有电子逸出，则改用红光照射也一定会有电子逸出 D将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变
29、该放射性元素的半衰期 解析：选 AB 发生 衰变是放出 He，发生 衰变是放出e，设发生了x次 衰 4 201 变和y次衰变， 则根据质量数守恒和电荷数守恒有2xy8290,4x208232， 解得x 6，y4，故衰变过程中共发生 6 次 衰变和 4 次 衰变，A 正确；在核反应堆中，为使 快中子减速，在铀棒周围要放“慢化剂” ，常用的慢化剂有石墨、重水和普通水，B 正确； 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， 红光的频率小于蓝光， 不一定能 发生光电效应，C 错误 ； 放射性元素的半衰期只由自身性质决定，与外界条件无关，D 错误。 7(2018桂林、崇左调研)下列描述中正确的
30、是( ) A质子与中子结合成氘核的过程中吸收能量 B某原子核经过一次 衰变和两次 衰变后，核内中子数减少 2 个 C.U(铀核)衰变为Rn(氡核)要经过 3 次 衰变和 4 次 衰变 2389222286 D发生光电效应时入射光波长相同，从金属表面逸出的光电子最大初动能越大，这种 金属的逸出功越小 解析：选 D 中子和质子结合成氘核有质量亏损，释放能量，选项 A 错误；某原子核经 过一次 衰变和两次 衰变后，核内中子数减少 4 个，选项 B 错误；U(铀核)衰变为 2389222286 Rn(氡核)质量数减小 16， 故要经过 4 次 衰变， 根据电荷数守恒， 则应该经过 2 次 衰变， 选项
31、 C 错误；发生光电效应时入射光波长相同，即光的频率相同，根据hW逸出功Ek， 从金属表面逸出的光电子最大初动能越大，这种金属的逸出功越小，选项 D 正确。 8(2018龙岩模拟)1995 年科学家“制成”了反氢原子，它是 由一个反质子和一个围绕它运动的正电子组成的。 反质子和质子有 相同的质量， 带有等量异种电荷。 反氢原子和氢原子有相同的能级分 布，氢原子能级如图所示。下列说法中正确的是( ) A反氢原子光谱与氢原子光谱不同 B基态反氢原子的电离能是 13.6 eV C基态反氢原子能吸收 11 eV 的光子发生跃迁 D在反氢原子谱线中，从n2 能级跃迁到基态时放出光子的波长最长 解析：选
32、B 反氢原子和氢原子有相同的能级分布，所以反氢原子光谱与氢原子光谱相 同，故 A 错误；由题图知，处于基态的氢原子的电离能是 13.6 eV，则基态反氢原子的电离 能也是 13.6 eV，故 B 正确；基态的反氢原子吸收 11 eV 光子，能量为13.6 eV11 eV 2.6 eV，不能发生跃迁，所以该光子不能被吸收，故 C 错误 ； 在反氢原子谱线中，从n2 能级跃迁到基态时放出光子的能量不是最小，故对应波长不是最长，故 D 错误。 9多选用如图甲所示的装置研究光电效应现象。闭合开关 S，用频率为的光照射 光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射 光
33、频率的关系图像，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，b)，下 列说法中正确的是( ) A普朗克常量为hb a B断开开关 S 后，电流表 G 的示数不为零 C仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大 D保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表 G 的示数保持不变 解析：选 AB 由EkhW0，可知题图乙中图线的斜率为普朗克常量，即h ，故 A b a 正确；断开开关 S 后，初动能大的光电子也可能到达阳极，所以电流表 G 的示数不为零， 故 B 正确 ； 只有增大照射光的频率，才能增大光电子的最大初动能，与光的强度无关，故 C 错误；保持照射光强度不变，仅提高照射
34、光频率，单个光子的能量增大，而光的强度不变， 那么光子数一定减少，发出的光电子数也减少，电流表 G 的示数要减小，故 D 错误。 10.多选“核反应堆”是通过可控的链式反应实现核能的释放 的装置(如图所示)，核燃料是铀棒，在铀棒周围要放“慢化剂” ，快中 子和慢化剂中的碳原 子核碰撞后， 中子能量减少变为慢中子， 碳核的质 量是中子的 12 倍， 假设中子与碳核发生弹性正碰，而且认为碰撞前中 子动能是E0，碳核都是静止的，则( ) A链式反应是指由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程 B镉棒的作用是与铀棒发生化学反应，消耗多余的铀原子核，从而达到控制链式反应 速度的目的 C经过
35、一次碰撞，中子失去的动能为E0 48 169 D在反应堆的外面修建很厚的水泥防护层是用来屏蔽裂变产物放出的各种射线 解析：选 ACD 链式反应是指由重核裂变产生的中子使裂变反应一代又一代继续下去的 过程，选项 A 正确 ； 核反应堆中，镉棒的作用是吸收中子，以控制链式反应速度，选项 B 错 误；根据动量守恒定律有mv0mv112mv2，根据能量守恒定律有mv02mv12 1 2 1 2 1 2 12mv22，联立可得v1v0，解得中子损失的动能为E0，选项 C 正确；水泥防护层的 11 13 48 169 作用是屏蔽裂变产物放出的射线，选项 D 正确。 11(2018北京朝阳区模拟)从 190
36、7 年起，密立根就开始测量金属的遏止电压Uc(即 图甲所示的电路中电流表 G 的读数减小到零时， 加在电极 K、 A 之间的反向电压)与入射光的 频率，由此算出普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较，以检验爱因斯 坦光电效应方程的正确性。按照密立根的方法，某实验小组利用图示装置进行实验，得到了 某金属的Uc图像如图乙所示。下列说法正确的是( ) A该金属的截止频率约为 4.301014 Hz B该金属的截止频率约为 5.501014 Hz C该图线的斜率为普朗克常量 D该图线的斜率为这种金属的逸出功 解析：选 A 设金属的逸出功为W0，截止频率为c，则W0hc。光电子的最大初动 能
37、Ek与遏止电压Uc的关系是EkeUc，光电效应方程为EkhW0，联立两式可得：Uc ，故Uc图像的斜率为 ，C、D 错误；当Uc0 时，可解得：c，由题图 h e W0 e h e W0 h 乙可知，c4.301014 Hz，即金属的截止频率约为 4.301014 Hz，A 正确，B 错误。 12多选(2018湖北七市联考)如图所示是氢原子的能级 图，大量处于n5激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以放出 10种不同频率的光子。其中莱曼系是指氢原子由高能级向n1 能 级跃迁时放出的光子，则( ) A10 种光子中波长最短的是n5 激发态跃迁到基态时产生的 B10 种光子中有 4 种属于莱曼系
38、C使n5 能级的氢原子电离至少要 0.85 eV 的能量 D 从n2 能级跃迁到基态释放光子的能量等于从n3 能级跃迁到n2 能级释放光子 的能量 解析 ： 选 AB 由题图可知，10 种光子中，从n5 激发态跃迁到基态放出的光子能量最 大，频率最大，波长最短，故 A 正确；10 种光子中，包括从n5、n4、n3 和n2 能 级向n1 能级跃迁时放出的 4 种光子，这 4 种属于莱曼系，故 B 正确 ；n5 能级的氢原子 具有的能量为0.54 eV，故要使其发生电离，至少需要 0.54 eV 的能量，故 C 错误 ； 根据玻 尔理论，从n2 能级跃迁到基态释放光子的能量：E1E2E13.4 e
39、V(13.6 eV) 10.2 eV，从n3 能级跃迁到n2 能级释放光子的能量：E2E3E21.51 eV(3.4 eV)1.89 eV，二者不相等，故 D 错误。 13多选(2018西工大附中模拟)如图所示，用某单色光照射 光电管的阴板 K，会发生光电效应。在阳极 A 和阴极 K 之间加上反向 电压，通过调节滑动变阻器的滑片，逐渐增大加在光电管上的电压， 直至电流表中电流恰为零， 此时电压表的电压值U称为遏止电压。 现分 别用频率为1和2的单色光照射阴极， 测得遏止电压分别为U1和U2， 设电子的质量为m、 电荷量为e，下列说法正确的是( ) A频率为1的光照射时，光电子的最大初速度为 2
40、eU1 m B频率为2的光照射时，光电子的最大初速度为 eU2 2m C阴极 K 的逸出功为eU 12U21 12 D阴极 K 的极限频率为U 12U21 U1U2 解析：选 ACD 在阳极 A 和阴极 K 之间加上反向电压，逸出的光电子在反向电场中做减 速运动，根据动能定理可得eU0mvm2，解得光电子的最大初速度为vmax ，所以 1 2 2eU m 频率为1的光照射时，光电子的最大初速度为 ，频率为2的光照射时，光电子的 2eU1 m 最大初速度为 ，A 正确，B 错误；根据光电效应方程可得h1eU1W，h2 2eU2 m eU2W，联立可得W，h，阴极 K 的极限频率0 eU12U21
41、 12 eU1U2 12 W h ，C、D 正确。 U12U21 U1U2 14多选(2018焦作模拟)如图所示，人工元素原子核Nh 开 286113 始静止在匀强磁场B1、B2的边界MN上，某时刻发生裂变生成一个氦原子核 He 和一个 Rg 原 4 2 子核， 裂变后的微粒速度方向均垂直于B1、B2的边界MN。 氦原子核通过B1区域第一次经过MN 边界时，距出发点的距离为l，Rg 原子核第一次经过MN边界距出发点的距离也为l。则下 列有关说法正确的是( ) A两磁场的磁感应强度B1B2为 1112 B两磁场的磁感应强度B1B2为 111141 C氦原子核和 Rg 原子核各自旋转第一个半圆的时
42、间比为 2141 D氦原子核和 Rg 原子核各自旋转第一个半圆的时间比为 111141 解析：选 AC 由核反应过程中电荷数守恒、质量数守恒知，Rg 即Rg。原子核裂变 282111 过程系统动量守恒，以氦原子核的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：m1v1m2v20， 即p1p2，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由题意可知粒子轨道半径：r1r2 ，洛伦兹 l 2 力提供向心力， 由牛顿第二定律得 ：qvB， 解得 ：B， 则 ：， A 正确， B mv2 r mv qr p qr B1 B2 q2 q1 111 2 错误 ； 粒子在磁场中做圆周运动的周期 ：T，粒子旋转第一个半圆需要的时间 ：tT 2m qB 1 2 ，时间之比：，C 正确，D 错误。 m qB t1 t2 m1 q1B1 m2 q2B2 m1q2B2 m2q1B1 4 282 111 2 2 111 2 141