1、第 6 讲 Error!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Ekh W02光电效应的两个图像(1)光电子的最大初动能随入射光频率变化而变化的
2、图像如图所示。依据 Ekh W0hh 0 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：W 0h 0。(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 UU 0 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)光子频率高光子能量大产生光电子的最大初动能
3、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。hp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。已知普朗克常量为 6.631034 Js，真空中
4、的光速为 3.00108 ms1 。能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为( )A110 14 Hz B810 14 HzC210 15 Hz D810 15 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 Ekh 1W 0,0h0W 0，又 1 ，整理得 0 ，代入数据解得 0810 14 Hz，B 正确。c c Ekh2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，则一定有 U
5、ab，则一定有 EkaEkbC若 Uab，则一定有 haE kahbE kb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 eUh W，遏止电压U 随 增大而增大，A 项错误；又有 hE kW，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/V 0.541 0.637 0.714 0.809 0.878/1014Hz 5.644 5.888 6.
6、098 6.303 6.501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( )A3.510 14 Hz B4.310 14 HzC5.510 14 Hz D6.010 14 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 31.702 4，代入 Uc0，解得 4.310 14 Hz，B 正确。10144.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 0C光电管材料的逸出功等于 3.5 eVD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 Ekh W 0，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Ekh W0，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，灵敏电流表示数一定为
8、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 Ekh W 0，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 hE mE n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
9、迁放出可能的光谱线条数有两种求解方法。用数学中的组合知识求解：NC n2 。nn 12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
10、 2 种不同频率的光子，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
11、子能吸收任意频率的紫外线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
12、eV，故处于 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，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E1n2到 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
13、正确；从 n4 能级跃迁到 n3 能级、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。
14、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，衰变方程为U Th He。下列说法正确的是 ( )23892 23490 42A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2mEk误；根据半衰期的定义可知，C 项错
15、误；由于衰变过程释放能量，根据爱因斯坦质能方程可知，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 Th23892 23490B由核反应方程 Cs BaX，可以判断 X 为电子13755 13756C核反应方程 He N O H 为轻核聚变42 147 178 1D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 C U 经过一次 衰变后，电荷数少 2，质量数少 4，变为 Th，A 正确；23892 23490根据电荷数守恒、质量数守恒知，X 的电荷数为1，质量数为
16、 0，可知 X 为电子，B 正确；轻核聚变反应为 H H He n，C 错误；根据 mm 0 ，可得 ，解得21 31 42 10 12tT15T18T5 天，D 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 Be146 01 145 146 42 104C. C H B D. C e N146 21 125 146 0 1 147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向相反，由题图
17、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 N e，根据动量守恒定律和带电粒子在匀强磁场中做圆周运146 147 0 1动的半径公式 r ，可知此衰变方程满足题意，故 D 正确。mvqB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( n)、 粒子( He)、 粒子( e)、正电子( e)、氘核( H)、氚核( H)等。10 42 0 1 0 1 21 31(2)
18、熟悉核反应的四种基本类型衰变、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 Emc 2(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 Em 931.5(MeV)。(3)如果核反应时释放的核能是以动能形式呈现
19、，则核反应过程中系统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，产生了第一2713个人工放射性核素 X： AlnX 。X 的原子序数和质量数分别为( )2713A15 和 28 B15 和 30C16 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42 2713 10恒知，X 应为 X，B 对。30152(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 的
20、质量21 21 32 10 21 32为3.015 0 u， n 的质量为 1.008 7 u,1 u931 MeV/c 2。氘核聚变反应中释放的核能约为 ( )10A3.7 MeV B3.3 MeVC2.7 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 Emc 20.003 5931 MeV/c 2c23.3 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 n Nd Zr xy，设 U 核质量为
21、m1，中子23592 10 14360 904质量为 m2，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 10 e1 0 1Bx 可能是 3 n，y 可能是 8 e10 0 1C释放的核能为(m 1m 2m 3m 4m 5m 6)c2D释放的核能为(m 3m 4m 5m 6m 1m 2)c2解析：选 BC 如果 x 是 3 H，y 是 10 e，则核反应过程电荷数不守恒，则不可能，1 0 1故 A 错误；如果 x 是 3 n，y 是 8 e，则核反应过程质量数守恒、电荷数守恒，故 B 正10 0
22、1确；质量亏损：mm 1m 2m 3m 4m 5m 6，由质能方程可知，释放的核能为：E mc2(m1m 2m 3m 4m 5m 6)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21 63C. U 核裂变成两个中等质量的核时释放能量23592D. Kr 核的比结合能比 U 核的小8936 23592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，
23、故 H 核比 Li 核更不稳定，故 B21 63 21 63错误；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8936比 U 核的大，故 D 错误。23592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；
24、由德布罗意波波长公式 和 p22mE k 知，动能相等的质子和电子动量不同，德布罗意hp波波长不相等，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 是基E1n2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536态能量高 E1，则( )34Ak3，p2 Bk 4，p3Ck 5，p 3 Dk6，p2解析：选 A 根据玻尔理论，氢原子辐射光子能量 E E1， E 1E1k2 E1p2 536 E1p2 E1，联立解得：k 3，p2，故 A 正确。343(2019 届高三北京海淀区检测)下列说法
25、正确的是( )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 原子核，某时刻
26、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 B146 42 104 146 01 145C. C e N D. C H B146 0 1 147 146 21 125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、v 2，由动量守恒有 m1v1m 2v2
27、，结合题图有 bv 1t，av 2t，4b t2,2aq1E2m1t2，解得 ，比较选项 A、B、D 可得，A 正确。q2E2m2 q2q1 125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21183示，大、小圆半径分别为 R1、R 2；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. Bi Tl He B. Bi Po e21183 20781 42 21183 21184 0 1CR 1R 2841 DR 1R 22074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，根据左手定则可以得知，衰变后的两
28、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：Bi Po e，故 A 错误，B 正确；根据 R 且两粒子动量等大，可得21183 21184 0 1mvqBR1R2q 2q1 841，故 C 正确，D 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 Pb23290 20882B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，会改变该放射性元素的半衰期解析：选 AB
29、发生 衰变是放出 He，发生 衰变是放出 e，设发生了 x 次 衰42 0 1变和 y 次 衰变，则根据质量数守恒和电荷数守恒有 2x y8290,4x208232，解得x6，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)下列描述中正确的是 ( )A质子与中子结合成氘核的过程中吸收能量
30、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23892 22286D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23892Rn(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 22286衰变，选项 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
31、 hW 逸出功E k，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 eVC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 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
32、 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 eV2.6 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
33、列说法中正确的是( )A普朗克常量为 hbaB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 EkhW 0，可知题图乙中图线的斜率为普朗克常量，即 h ，故baA 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
34、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经过一次碰撞，中子失去的动能为 E048169D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 AC
35、D 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 mv0mv 112m v2，根据能量守恒定律有 mv02 mv12 12 12 1212mv22，联立可得 v1 v0，解得中子损失的动能为 E0，选项 C 正确；水泥防护层1113 48169的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 1907 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
36、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 HzB该金属的截止频率约为 5.501014 HzC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 W0h c。光电子的最大初动能 Ek 与遏止电压 Uc 的关系是 EkeU c，光电效应方程为 Ekh W 0，联立两式可得：Uc ，故 Uc 图像的斜率为 ，C、D 错误；
37、当 Uc0 时，可解得： c，由题图he W0e he W0h乙可知， c4.3010 14 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 n
38、2 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： E1 E2 E1 3.4 eV ( 13.6 eV)10.2 eV，从 n3 能级跃迁到 n2 能级 释 放 光 子 的 能 量 ：E2 E3 E2 1.5
39、1 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 2eU1mB频率为 2 的光照射时，光电子的最大初速度为 eU22mC阴极 K 的逸出功为eU
40、12 U211 2D阴极 K 的极限频率为U12 U21U1 U2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eU0 mvm2，解得光电子的最大初速度为 vmax 12，所以频率为 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，2eUm 2eU1m光电子的最大初速度为 ，A 正确，B 错误；根据光电效应方程可得2eU2mh1eU 1W，h 2eU2W ，联立可得 W ，h ，阴极 K 的极限频率 0 eU12 U211 2 eU1 U21 2 Wh，C、D 正确。U12 U21U1 U214多选 (2018焦
41、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、B 2 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 原子核，裂变后的微粒速度方向均垂直于42B1、B 2 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 B1 B2 为 1112B两磁场的磁感应强度 B1 B2 为 111141C氦原子核和 Rg 原子核各自旋转第一个半圆的时间比为 2141D氦原子核和 Rg 原子核各自旋转第一个半圆的时间比为 1
42、11141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282111变过程系统动量守恒，以氦原子核的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：m1v1m 2v20，即 p1p 2，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由题意可知粒子轨道半径：r1r 2 ，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB ，解得：B ，则：l2 mv2r mvqr pqr ，A 正确，B 错误；粒子在磁场中做圆周运动的周期：T ，粒子旋转第B1B2 q2q1 1112 2mqB一个半圆需要的时间：t T ，时间之比：12 mqB ，C 正确，D 错误。t1t2m1q1B1m2q2B2 m1q2B2m2q1B1 4282 1112 2111 2141