2026版創(chuàng)新設(shè)計(jì)高考一輪復(fù)習(xí)物理第十五章近代物理第1講光電效應(yīng)波粒二象性學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，會(huì)利用光電效應(yīng)方程計(jì)算逸出功、最大初動(dòng)能、截止頻率等物理量。2.會(huì)分析光電效應(yīng)的圖像問題。3.理解物質(zhì)波的概念，理解光的波粒二象性。一、黑體輻射及實(shí)驗(yàn)規(guī)律1.熱輻射(1)定義:周圍的一切物體都在輻射電磁波，這種輻射與物體的溫度有關(guān)，所以叫熱輻射。(2)特點(diǎn):熱輻射強(qiáng)度按波長的分布情況隨物體溫度的不同而有所不同。2.黑體、黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律(1)黑體:能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射的物體。(2)黑體輻射的實(shí)驗(yàn):①對于一般材料的物體，輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類及表面狀況有關(guān)。②黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)。隨著溫度的升高，一方面，各種波長的輻射強(qiáng)度都有增加，另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)，如圖所示。3.能量子(1)定義:普朗克認(rèn)為，當(dāng)帶電微粒輻射或吸收能量時(shí)，只能輻射或吸收某個(gè)最小能量值ε的整數(shù)倍，這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫作能量子。(2)能量子大小:ε＝hν，其中ν是帶電微粒吸收或輻射電磁波的頻率，h稱為普朗克常量。h＝6.626×10－34J·s(一般取h＝6.63×10－34J·s)。二、光電效應(yīng)及其規(guī)律1.光電效應(yīng)現(xiàn)象照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從表面逸出的現(xiàn)象。發(fā)射出來的電子叫光電子。2.光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件入射光的頻率大于或等于金屬的截止頻率。3.光電效應(yīng)規(guī)律(1)每種金屬都有一個(gè)截止頻率，入射光的頻率必須大于或等于這個(gè)極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)。(2)光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大。(3)光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時(shí)的，一般不超過10－9s。(4)當(dāng)入射光的頻率大于截止頻率時(shí)，飽和光電流的大小與入射光的強(qiáng)度成正比。三、愛因斯坦光電效應(yīng)方程1.光子說:在空間傳播的光不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫作一個(gè)光子，光子的能量ε＝hν。2.逸出功W0:電子從金屬中逸出所需做功的最小值。3.最大初動(dòng)能:發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，金屬表面上的電子吸收光子后克服原子核的引力逸出時(shí)所具有的動(dòng)能的最大值。4.光電效應(yīng)方程:hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0。四、光的波粒二象性與物質(zhì)波1.光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性。(2)光電效應(yīng)說明光具有粒子性。(3)光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。2.物質(zhì)波:任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)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＝hp，p為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，h思考判斷1.黑體能夠反射各種波長的電磁波，但不會(huì)輻射電磁波。(×)2.微觀粒子的能量是量子化的，即微觀粒子的能量是分立的。(√)3.只要入射光的強(qiáng)度足夠大，就可以使金屬發(fā)生光電效應(yīng)。(×)4.要使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，入射光子的能量必須大于或等于該金屬的逸出功。(√)5.光電子的最大初動(dòng)能與入射光子的頻率成正比。(×)考點(diǎn)一黑體輻射能量子1.黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律(1)溫度一定時(shí)，黑體輻射強(qiáng)度隨波長的分布有一個(gè)極大值。(2)隨著溫度的升高各種波長的輻射強(qiáng)度都有增加，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)。2.能量子問題的求解方法(1)明確能量子公式ε＝hν，注意頻率、波長、波速的關(guān)系，即ν＝cλ(2)應(yīng)用ε＝hν＝hcλ(3)應(yīng)用λ＝hcε(4)應(yīng)用E總＝nε＝nhν＝nhcλ跟蹤訓(xùn)練1.(黑體輻射)(多選)關(guān)于黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖所示，下列說法正確的是()A.黑體能夠完全吸收照射到它上面的光波B.隨著溫度的降低，各種波長的光輻射強(qiáng)度都有所增加C.隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度極大值向波長較長的方向移動(dòng)D.黑體輻射的強(qiáng)度只與它的溫度有關(guān)，與形狀和黑體材料無關(guān)答案AD解析能完全吸收照射到它上面的各種頻率的電磁輻射的物體稱為黑體，故A正確;由題圖可知，隨溫度的降低，各種波長的光輻射強(qiáng)度都有所減小，故B錯(cuò)誤;隨著溫度的升高，黑體輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)，故C錯(cuò)誤;一般物體輻射電磁波的情況與溫度有關(guān)，還與材料的種類及表面情況有關(guān)，但黑體輻射電磁波的情況只與它的溫度有關(guān)，故D正確。2.(能量子)(2025·遼寧大連一模)智能手機(jī)的攝像頭光圈尺寸和曝光時(shí)間會(huì)影響照片的成像質(zhì)量。某智能手機(jī)的攝像頭光圈的面積為S，標(biāo)準(zhǔn)曝光時(shí)間為t，暗室中有一個(gè)黃色的點(diǎn)光源，發(fā)光功率為P，現(xiàn)用該手機(jī)在距離點(diǎn)光源r處正對光源拍照。已知黃光的波長為λ，真空中的光速為c。普朗克常量為h，不考慮空氣對光子的吸收，則單次拍照進(jìn)入手機(jī)攝像頭快門的光子個(gè)數(shù)為()A.PλSt4πr2hcC.PλSt2πr2答案A解析一個(gè)光子的能量為ε0＝hν＝hcλ，該光源在曝光時(shí)間t內(nèi)發(fā)出的光能為E＝Pt，在曝光時(shí)間t內(nèi)進(jìn)入手機(jī)攝像頭的光所具有的能量為E1，有E1E＝S4πr2，則曝光時(shí)間t考點(diǎn)二光電效應(yīng)規(guī)律的理解和應(yīng)用1.“四點(diǎn)”提醒(1)能否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光的強(qiáng)度而取決于光的頻率。(2)光電效應(yīng)中的“光”不是特指可見光，也包括不可見光。(3)逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無關(guān)。(4)光電子不是光子，而是電子。2.“兩條”關(guān)系(1)光的強(qiáng)度大→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→光電流大。(2)光子頻率高→光子能量大→產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能大→遏止電壓大。3.“三個(gè)”關(guān)系式(1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程:Ek＝hν－W0。(2)最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系:12mevc2＝(3)逸出功與極限頻率的關(guān)系:W0＝hνc。例1(2024·海南卷，8)利用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)，單刀雙擲開關(guān)S與1接通，用頻率為ν1的光照射光電管，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表的示數(shù)剛好為0，此時(shí)電壓表的示數(shù)為U1，已知電子電荷量絕對值為e，普朗克常量為h，下列說法正確的是()A.其他條件不變，增大光強(qiáng)，電壓表示數(shù)增大B.改用比ν1更大頻率的光照射，調(diào)整電流表的示數(shù)為零，此時(shí)電壓表示數(shù)仍為U1C.其他條件不變，使開關(guān)S與2接通，電流表示數(shù)仍為零D.光電管陰極材料的截止頻率νc＝ν1－e答案D解析根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程有Ek＝hν－W0，根據(jù)動(dòng)能定理有－eUc＝0－Ek，聯(lián)立解得Uc＝heν－W0e，因此光強(qiáng)不會(huì)改變截止電壓的大小，由題意可知電壓表測量截止電壓，所以增大光強(qiáng)，電壓表示數(shù)不變，A錯(cuò)誤;根據(jù)A項(xiàng)表達(dá)式可知，若改用比ν1更大頻率的光照射，截止電壓增大，即此時(shí)電壓表示數(shù)大于U1，B錯(cuò)誤;當(dāng)僅將開關(guān)S與2接通，則光電管中的電壓變?yōu)檎螂妷海莩龅墓怆娮釉陔妶鲋屑铀?，一定能到達(dá)右極板，電流表一定有示數(shù)，C錯(cuò)誤;截止頻率與逸出功的關(guān)系為W0＝hνc，結(jié)合A項(xiàng)表達(dá)式并代入題干條件可得νc＝ν1－跟蹤訓(xùn)練3.(多選)(2024·黑吉遼卷，8)X射線光電子能譜儀是利用X光照射材料表面激發(fā)出光電子，并對光電子進(jìn)行分析的科研儀器。用某一頻率的X光照射某種金屬表面，逸出了光電子，若增加此X光的強(qiáng)度，則()A.該金屬的逸出功增大B.X光的光子能量不變C.逸出的光電子最大初動(dòng)能增大D.單位時(shí)間逸出的光電子數(shù)增多答案BD解析金屬的逸出功與金屬本身有關(guān)，與入射光無關(guān)，A錯(cuò)誤;光子的能量ε＝hν，與入射光強(qiáng)度無關(guān)，B正確;根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程hν＝Ek＋W0可知，逸出的光電子最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，C錯(cuò)誤;入射光的強(qiáng)度增加，可知單位時(shí)間內(nèi)入射光的總能量增加，每個(gè)光子的能量不變，故單位時(shí)間內(nèi)入射的光子數(shù)增多，則單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)增多，D正確。4.如圖所示為研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的電路圖。初始時(shí)刻，滑動(dòng)觸頭P在O點(diǎn)左側(cè)靠近a點(diǎn)某位置，用一定強(qiáng)度的綠光照射光電管K極，當(dāng)閉合開關(guān)后，微安表的示數(shù)不為0，則在P向b端移動(dòng)的過程中()A.微安表的示數(shù)不斷增大B.微安表的示數(shù)可能為零C.到達(dá)A極的光電子動(dòng)能不斷增大D.K極逸出的光電子的最大初動(dòng)能不斷增大答案C解析在P向b端移動(dòng)的過程中，在到達(dá)O點(diǎn)之前，A極電勢低于K極電勢，隨著P靠近O，靜電力對光電子做的負(fù)功越來越少，微安表的示數(shù)增大;過了O點(diǎn)之后，A極電勢高于K極電勢，靜電力對光電子做正功，微安表的示數(shù)增大，當(dāng)達(dá)到飽和電流后微安表的示數(shù)不再增大，A、B錯(cuò)誤;P到達(dá)O點(diǎn)前靜電力對光電子做的負(fù)功減小，過了O點(diǎn)后靜電力對光電子做的正功逐漸增大，根據(jù)動(dòng)能定理可知到達(dá)A極的光電子動(dòng)能不斷增大，C正確;根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，可知K極逸出的光電子的最大初動(dòng)能不變，D錯(cuò)誤。拓展將滑片P停在適當(dāng)位置不動(dòng)，若提高綠光強(qiáng)度，則金屬的逸出功，光電子的最大初動(dòng)能，飽和電流(均選填“增大”“減小”或“不變”)。

答案不變不變增大考點(diǎn)三光電效應(yīng)的四類圖像圖像名稱圖線形狀由圖線直接(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①極限頻率:圖線與ν軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)νc②逸出功:圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對值W0＝|－E|＝E③普朗克常量:圖線的斜率k＝h遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖線①極限頻率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)顏色相同、強(qiáng)度不同的光，光電流與電壓的關(guān)系圖線①遏止電壓Uc:圖線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)②飽和光電流Im: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)系圖線①遏止電壓Uc1、Uc2②飽和光電流Im1、Im2③最大初動(dòng)能:Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2例2(2025·河南部分名校聯(lián)考)研究某種金屬的光電效應(yīng)規(guī)律，所得相關(guān)圖像分別如圖甲、乙、丙、丁所示，Ek為光電子的最大初動(dòng)能、ν為入射光的頻率、I為光電流、U為兩極板間的電壓、Uc為遏止電壓。下列說法正確的是()A.由圖甲知，入射光的頻率為νc2B.由圖乙知，入射光的光照強(qiáng)度越大，光電子的最大初動(dòng)能越大C.由圖丙知，入射光2的頻率大于入射光1的頻率D.由圖丁知，入射光的頻率大于νc時(shí)，入射光的頻率越大，遏止電壓越大答案D解析根據(jù)Ek＝hν－W0，W0＝hνc，結(jié)合圖甲可知，νc為截止頻率，當(dāng)入射光的頻率為νc2時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)，不能產(chǎn)生光電子，故A錯(cuò)誤;光電子的最大初動(dòng)能由入射光的頻率與金屬的逸出功共同決定，與光照強(qiáng)度無關(guān)，故B錯(cuò)誤;根據(jù)圖丙可知Uc1>Uc2，根據(jù)eUc1＝Ek1＝hν1－W0，eUc2＝Ek2＝hν2－W0，則有ν1>ν2，即入射光2的頻率小于入射光1的頻率，故C錯(cuò)誤;由Uc＝heν－W0e可知入射光的頻率大于νc時(shí)，入射光的頻率越大，跟蹤訓(xùn)練5.(2025·四川精準(zhǔn)教學(xué)聯(lián)盟模擬)如圖甲，分別用a、b兩種材料作K極進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究，用頻率為ν的入射光照射K極，且保持入射光不變，則光電子到達(dá)A極時(shí)動(dòng)能的最大值Ekm隨電壓U變化關(guān)系圖像如圖乙所示，且兩線平行，已知普朗克常量h。則下列說法正確的是()A.圖線1、2斜率k是普朗克常量hB.圖線1、2斜率k是電子電荷量eC.材料a的逸出功W1＝hν＋E0D.材料a、b的逸出功之比為1∶2答案B解析根據(jù)光電效應(yīng)方程得Ek＝hν－W0，根據(jù)動(dòng)能定理得eU＝Ekm－Ek，聯(lián)立得Ekm＝eU＋hν－W0，可知圖線1、2斜率k是電子電荷量e，故A錯(cuò)誤，B正確;根據(jù)Ekm＝eU＋hν－W0，設(shè)材料a、b的逸出功分別為W1、W2，根據(jù)題圖乙可知E0＝hν－W1，2E0＝hν－W2，可得W1＝hν－E0，W2＝hν－2E0，則材料a、b的逸出功之比為W1W2＝hν-E0考點(diǎn)四光的波粒二象性物質(zhì)波1.對光的波粒二象性的理解從數(shù)量上看個(gè)別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性，大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動(dòng)性從頻率上看頻率越低波動(dòng)性越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象，頻率越高粒子性越顯著，越不容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象，貫穿本領(lǐng)越強(qiáng)從傳播與作用上看光在傳播過程中往往表現(xiàn)出波動(dòng)性，在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)往往表現(xiàn)出粒子性波動(dòng)性與粒子性的統(tǒng)一由光子的能量ε＝hν、光子的動(dòng)量表達(dá)式p＝hλ可以看出，光的波動(dòng)性和粒子性并不矛盾，表示粒子性的粒子能量和動(dòng)量的計(jì)算式中都含有表示波的特征的物理量——頻率ν和波長2.物質(zhì)波(1)任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體，無論大小，都有一種波與之對應(yīng)。(2)物質(zhì)波的波長:λ＝hp＝h例3(多選)(2023·浙江6月選考，15)有一種新型光電效應(yīng)量子材料，其逸出功為W0。當(dāng)紫外光照射該材料時(shí)，只產(chǎn)生動(dòng)能和動(dòng)量單一的相干光電子束。用該電子束照射間距為d的雙縫，在與縫相距為L的觀測屏上形成干涉條紋，測得條紋間距為Δx，已知電子質(zhì)量為m，普朗克常量為h，光速為c，則()A.電子的動(dòng)量pe＝hLdΔx B.電子的動(dòng)能EC.光子的能量E＝W0＋chLdΔx D.光子的動(dòng)量答案AD解析由雙縫干涉條紋間距Δx＝Ldλ、電子動(dòng)量pe＝hλ聯(lián)立解得pe＝hLdΔx，A正確;電子的動(dòng)能Ek＝12mv2＝pe22m，解得Ek＝12mhLdΔx2，B錯(cuò)誤;根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，光子的能量E＝W0＋Ek，故E＝W跟蹤訓(xùn)練6.(多選)電子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)是近代證實(shí)物質(zhì)波存在的實(shí)驗(yàn)。如圖所示，電子槍持續(xù)發(fā)射的電子動(dòng)量為1.2×10－23kg·m/s，然后讓它們通過雙縫打到屏上。已知電子質(zhì)量取9.1×10－31kg，普朗克常量取6.6×10－34J·s，下列說法正確的是()A.發(fā)射電子的動(dòng)能約為8.0×10－15JB.發(fā)射電子的物質(zhì)波波長約為5.5×10－11mC.只有成對電子分別同時(shí)通過雙縫才能發(fā)生干涉D.如果電子是一個(gè)一個(gè)發(fā)射的，仍能得到干涉圖樣答案BD解析根據(jù)p2＝2mEk可知，電子的動(dòng)能為Ek＝p22m≈7.9×10－17J，故A錯(cuò)誤;根據(jù)德布羅意波長公式λ＝hp可得，發(fā)射出的電子的物質(zhì)波波長約為λ＝5.5×10－11m，故B正確;物質(zhì)波也具有波粒二象性，電子的波動(dòng)性是每個(gè)電子本身的性質(zhì)，即使電子依次通過雙縫也能發(fā)生干涉現(xiàn)象，只是需要大量電子才能顯示出干涉圖樣，故A級基礎(chǔ)對點(diǎn)練對點(diǎn)練1黑體輻射能量子1.(2024·湖南卷，1)量子技術(shù)是當(dāng)前物理學(xué)應(yīng)用研究的熱點(diǎn)，下列關(guān)于量子論的說法正確的是()A.普朗克認(rèn)為黑體輻射的能量是連續(xù)的B.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，紅光照射可以讓電子從某金屬表面逸出，若改用紫光照射也可以讓電子從該金屬表面逸出C.康普頓研究石墨對X射線散射時(shí)，發(fā)現(xiàn)散射后僅有波長小于原波長的射線成分D.德布羅意認(rèn)為質(zhì)子具有波動(dòng)性，而電子不具有波動(dòng)性答案B解析普朗克認(rèn)為黑體輻射的能量是量子化的，A錯(cuò)誤;紫光的頻率大于紅光的頻率，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，若改用紫光照射此金屬表面，一定能發(fā)生光電效應(yīng)，即電子從金屬表面逸出，B正確;康普頓散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，X射線被較輕物質(zhì)(石墨、石蠟)等散射后除了有波長與原波長相同的成分外還有波長較長的成分，C錯(cuò)誤;德布羅意認(rèn)為實(shí)物粒子具有波粒二象性，D錯(cuò)誤。2.(2025·陜西榆林模擬)阿秒激光脈沖是目前人類所能控制的最短時(shí)間過程，可用來測量原子內(nèi)繞核運(yùn)動(dòng)電子的動(dòng)態(tài)行為等超快物理現(xiàn)象。若實(shí)驗(yàn)室中產(chǎn)生了1個(gè)阿秒激光脈沖，該激光在真空中的波長λ＝50nm，真空中的光速c＝3.0×108m/s，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，則該阿秒激光脈沖的光子的能量約為()A.3.98×10－17J B.3.98×10－18JC.3.98×10－19J D.3.98×10－20J答案B解析由光子的能量公式有E＝hν＝hcλ，代入數(shù)據(jù)得E＝3.98×10－18J，故B3.(多選)(2024·貴州卷，8)我國在貴州平塘建成了世界最大單口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST，其科學(xué)目標(biāo)之一是搜索地外文明。在宇宙中，波長位于搜索地外文明的射電波段的輻射中存在兩處較強(qiáng)的輻射，一處是波長為21cm的中性氫輻射，另一處是波長為18cm的羥基輻射。在真空中，這兩種波長的輻射相比，中性氫輻射的光子()A.頻率更大 B.能量更小C.動(dòng)量更小 D.傳播速度更大答案BC解析在真空中光的傳播速度均為c，又c＝λν，且中性氫輻射的波長較長，則中性氫輻射的光子頻率更小，A、D錯(cuò)誤;由ε＝hν可知中性氫輻射的光子能量更小，B正確;由德布羅意波長公式可知p＝hλ，則波長較長的中性氫輻射的光子動(dòng)量更小，C對點(diǎn)練2光電效應(yīng)規(guī)律的理解和應(yīng)用4.表中給出了鋁和鈣的截止頻率和逸出功，已知普朗克常量與光速的乘積為1240eV·nm，若用200nm的光分別照射兩種金屬，下列選項(xiàng)正確的是()金屬鋁鈣νc/(×1014Hz)10.17.73W0/eV4.23.2A.只有金屬鈣能發(fā)生光電效應(yīng)B.若增大入射光的波長，則截止頻率減小C.金屬鋁和鈣對應(yīng)遏止電壓之比為2∶3D.金屬鋁和鈣對應(yīng)遏止電壓之比為21∶16答案C解析由題意可知，光子能量E＝hcλ＝1240200eV＝6.2eV，光子能量大于兩種金屬的逸出功，故均能發(fā)生光電效應(yīng)，A錯(cuò)誤;截止頻率只與金屬自身的性質(zhì)有關(guān)，與入射光的頻率無關(guān)，B錯(cuò)誤;由愛因斯坦光電效應(yīng)方程有Ek＝E－W0，結(jié)合動(dòng)能定理eUc＝Ek得，鋁的遏止電壓為2V，鈣的遏止電壓為3V，則金屬鋁和金屬鈣的遏止電壓之比為2∶5.如圖所示，在研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，保持P的位置不變，用單色光a照射陰極K，電流計(jì)G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn);改用另一頻率的單色光b照射K，電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么()A.增加a光的強(qiáng)度一定能使電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)B.用b光照射時(shí)通過電流計(jì)的電流由d到cC.增加b光的強(qiáng)度能使通過電流計(jì)的電流增大D.a光的波長一定小于b光的波長答案C解析用單色光a照射陰極K，電流計(jì)G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明a光的頻率小于陰極K的截止頻率，增加a光的強(qiáng)度也無法使電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故A錯(cuò)誤;電子運(yùn)動(dòng)方向從d到c，電流方向從c到d，故B錯(cuò)誤;只增加b光的強(qiáng)度可以使光電流增大，使通過電流計(jì)的電流增大，故C正確;b光能使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)，b光的頻率大于陰極K的截止頻率，也就大于a光的頻率，b光的波長一定小于a光的波長，故D錯(cuò)誤。對點(diǎn)練3光電效應(yīng)的四類圖像6.如圖是密立根于1916年發(fā)表的鈉金屬光電效應(yīng)的遏止電壓Uc與入射光頻率ν的實(shí)驗(yàn)曲線，該實(shí)驗(yàn)直接證明了愛因斯坦光電效應(yīng)方程，并且第一次利用光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測定了普朗克常量h。由圖像可知()A.鈉的逸出功為hνcB.鈉的截止頻率為8.5×1014HzC.圖中直線的斜率為普朗克常量hD.遏止電壓Uc與入射光頻率ν成正比答案A解析根據(jù)遏止電壓與最大初動(dòng)能的關(guān)系有eUc＝Ek，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，結(jié)合圖像可知，當(dāng)Uc為0時(shí)，W0＝hνc，A正確;鈉的截止頻率為νc，根據(jù)圖像可知，截止頻率為5.5×1014Hz，B錯(cuò)誤;結(jié)合遏止電壓與光電效應(yīng)方程可得Uc＝heν－W0e，可知圖中直線的斜率表示he，C錯(cuò)誤;根據(jù)Uc＝heν－W0e可知，遏止電壓Uc7.(多選)用如圖甲所示的電路研究電子逸出的情況，陰極K在受到光照時(shí)能夠逸出電子，陽極A吸收陰極K逸出的電子，在電路中形成光電流。在光照條件不變的情況下改變光電管兩端的電壓得到圖乙。斷開開關(guān)換用不同頻率的單色光照射陰極K，得到電子最大初動(dòng)能與入射光波長倒數(shù)的關(guān)系圖像如圖丙所示。下列說法正確的是()A.由丙圖可知普朗克常量h＝EB.丙圖中的λ0是產(chǎn)生光電效應(yīng)的最小波長C.乙圖中遏止電壓的存在意味著光電子具有一定的初動(dòng)能，且有最大值D.乙圖中電壓由0到U1，光電流越來越大，說明單位時(shí)間內(nèi)逸出光電子的個(gè)數(shù)越來越多答案AC解析由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0＝hc1λ－W0，由丙圖可知斜率hc＝E1λ0，解得普朗克常量h＝Eλ0c，A正確;由丙圖可知，入射光波長的倒數(shù)越大，即入射光波長越小，電子最大初動(dòng)能越大，則λ0是產(chǎn)生光電效應(yīng)的最大波長，B錯(cuò)誤;遏止電壓滿足eUc＝12mvm2，它的存在意味著光電子具有一定的初動(dòng)能，且有最大值，即光電子有最大初動(dòng)能，C正確;單位時(shí)間內(nèi)逸出光電子的個(gè)數(shù)是由入射光的強(qiáng)度決定的，當(dāng)入射光的強(qiáng)度一定時(shí)對點(diǎn)練4光的波粒二象性物質(zhì)波8.(2024·山東菏澤模擬)英國物理學(xué)家G.P.湯姆孫在實(shí)驗(yàn)中讓靜止的電子束通過電場加速后，通過多晶薄膜得到了如圖所示的衍射圖樣，該實(shí)驗(yàn)說明了實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，運(yùn)動(dòng)的實(shí)物粒子對應(yīng)的波稱為物質(zhì)波。已知電子的比荷k，普朗克常量h，若加速電壓為U，被加速后電子的物質(zhì)波波長為λ，則電子的質(zhì)量為()A.hλ2kU C.2hλkU答案A解析電子經(jīng)過加速后，根據(jù)動(dòng)能定理可得eU＝12mv2，可得v＝2eUm＝2kU，電子的動(dòng)量為p＝mv＝m2kU，被加速后電子的物質(zhì)波波長為λ＝hp，9.(2024·遼寧大連模擬)大量電子經(jīng)過同一電場加速后通過兩個(gè)相互平行的狹縫，在接收屏上得到圖示的干涉條紋，要使條紋間距增加，下列方法可行的是()A.減小電場的電壓 B.增大電場的電壓C.增大兩狹縫中心間的距離 D.減小狹縫到接收屏的距離答案A解析電子經(jīng)過同一電場加速過程，根據(jù)動(dòng)能定理eU＝12mv2，電子的動(dòng)量p＝mv，電子的德布羅意波長λ＝hp，聯(lián)立解得λ＝h2emU，故加速電壓越大，電子的德布羅意波長越短，加速電壓越小，電子的德布羅意波長越長，由雙縫干涉公式Δx＝ldλ可知，要使條紋間距增加，可以減小電場的電壓，故A正確，B錯(cuò)誤;增大兩狹縫中心間的距離時(shí)，條紋間距減小，故C錯(cuò)誤;減小狹縫到接收屏的距離時(shí)，B級綜合提升練10.(2025·山東青島高三月考)從1907年起，美國物理學(xué)家密立根用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測量光電效應(yīng)中幾個(gè)重要的物理量。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，若先后用頻率為ν1、ν2的單色光照射陰極K均可產(chǎn)生光電流。調(diào)節(jié)滑片P，當(dāng)電壓表示數(shù)分別為U1、U2時(shí)，ν1、ν2的光電流恰減小到零。已知U1>U2，電子電荷量為e，下列說法正確的是()A.兩種單色光光子的動(dòng)量p1<p2 B.光電子的最大初動(dòng)能Ek1<Ek2C.普朗克常量為e(U1答案C解析根據(jù)公式eU＝hν－W0＝hcλ－W0，因?yàn)閁1>U2，所以λ1<λ2，光子動(dòng)量p＝hλ，故p1>p2，光子最大初動(dòng)能Ek＝eU，故Ek1>Ek2，故A、B錯(cuò)誤;根據(jù)光電效應(yīng)方程得hν1＝eU1＋W0，hν2＝eU2＋W0，解得h＝e(U1-U2)ν1-11.(2023·江蘇卷，14)“夸父一號”太陽探測衛(wèi)星可以觀測太陽輻射的硬X射線。硬X射線是波長很短的光子，設(shè)波長為λ。若太陽均勻地向各個(gè)方向輻射硬X射線，衛(wèi)星探測儀鏡頭正對著太陽，每秒接收到N個(gè)該種光子。已知探測儀鏡頭面積為S，衛(wèi)星離太陽中心的距離為R，普朗克常量為h，光速為c，求:(1)每個(gè)光子的動(dòng)量p和能量E;(2)太陽輻射硬X射線的總功率P。答案(1)hλhcλ解析(1)根據(jù)德布羅意波長公式，可得每個(gè)光子的動(dòng)量為p＝h每個(gè)光子的頻率為ν＝c每個(gè)光子的能量為E＝hν故每個(gè)光子的能量為E＝hcλ(2)衛(wèi)星離太陽中心的距離為R，離太陽中心距離為R的球面的表面積為S球＝4πR2單位面積上的功率為P0＝NE太陽輻射硬X射線的總功率P＝S球P0聯(lián)立解得P＝4πRC級培優(yōu)加強(qiáng)練12.為了研究大量處于n＝3能級的氫原子躍遷時(shí)的發(fā)光特點(diǎn)，現(xiàn)利用氫原子躍遷時(shí)產(chǎn)生的三種單色光照射同一個(gè)光電管，如圖甲所示，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)節(jié)光電管兩端電壓，分別得到三種光照射時(shí)光電流與光電管兩端電壓的關(guān)系，如圖乙所示，則對于a、b、c三種光，下列說法正確的是()A.a、b、c光子的動(dòng)量大小關(guān)系為pa<pc<pbB.a、b、c三種光從真空中進(jìn)入同一介質(zhì)后，在介質(zhì)中的波長滿足以下關(guān)系1C.用a光照射時(shí)逸出的光電子最大初動(dòng)能最小D.通過同一個(gè)單縫裝置進(jìn)行單縫衍射實(shí)驗(yàn)，中央亮條紋寬度c光最寬答案C解析根據(jù)題圖乙可知，a、b、c三種光的遏止電壓關(guān)系為Uc>Ub>Ua，根據(jù)eUc＝hν－W0，可知νc>νb>νa，由ν＝cλ知λa>λb>λc，單縫衍射時(shí)，a光中央亮條紋最寬，D錯(cuò)誤;由p＝hλ知pa<pb<pc，A錯(cuò)誤;若這三種光是原子從能級n＝3躍遷到較低能級時(shí)發(fā)出的光，根據(jù)躍遷原理可得hcλc＝hcλb＋hcλa，整理得1λc＝1λa＋1λb，進(jìn)入同一種介質(zhì)后，由于介質(zhì)對三種光的折射率不一樣，造成波長發(fā)生變化，所以不再滿足上述關(guān)系，B學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解原子的核式結(jié)構(gòu)，了解氫原子光譜，理解玻爾原子結(jié)構(gòu)理論，會(huì)分析能級躍遷問題。2.理解原子核的衰變，會(huì)計(jì)算原子核的半衰期。3.理解原子核的人工轉(zhuǎn)變、重核的裂變、輕核的聚變，會(huì)書寫核反應(yīng)方程，會(huì)計(jì)算核反應(yīng)過程的核能。1.原子核式結(jié)構(gòu)(1)電子的發(fā)現(xiàn):英國物理學(xué)家湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子。(2)α粒子散射實(shí)驗(yàn)1909年，英國物理學(xué)家盧瑟福和他的助手進(jìn)行了用α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后基本上仍沿原來方向前進(jìn)，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”。(3)原子的核式結(jié)構(gòu)模型在原子中心有一個(gè)很小的核，原子全部的正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)。2.氫原子光譜(1)光譜分類(2)氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律:巴耳末系是氫光譜在可見光區(qū)的譜線，其波長公式1λ＝R∞122-1n2(n＝3，4，5，…，R∞是里德伯常量，R∞3.玻爾三條假設(shè)(1)定態(tài)假設(shè):原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量。(2)躍遷假設(shè):電子從能量較高的定態(tài)軌道躍遷到能量較低的定態(tài)軌道時(shí)，會(huì)放出能量為hν的光子，這個(gè)光子的能量由前后兩個(gè)能級的能量差決定，即hν＝En－Em(m<n，h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s)。(3)軌道假設(shè):原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對應(yīng)。原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的。4.氫原子能級和能級公式(1)氫原子的能級公式和軌道半徑公式①能級公式:En＝1n2E1(n＝1，2，3，…)，其中基態(tài)的能量E1最低，其數(shù)值為E②半徑公式:rn＝n2r1(n＝1，2，3，…)，其中r1為基態(tài)半徑，其數(shù)值為r1＝0.53×10－10m。(2)氫原子的能級圖(如圖所示)5.原子核(1)原子核的組成:原子核是由質(zhì)子和中子組成的，原子核的電荷數(shù)等于核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)。(2)天然放射現(xiàn)象①放射性元素自發(fā)地發(fā)出射線的現(xiàn)象，首先由貝克勒爾發(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放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù)應(yīng)用:消除靜電、工業(yè)探傷、作為示蹤原子、培養(yǎng)優(yōu)良品種。防護(hù):防止放射線對人體組織的傷害。(3)原子核的衰變①衰變:原子核自發(fā)地放出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:ZAX→Zβ衰變:ZAX→Zγ輻射:當(dāng)放射性物質(zhì)連續(xù)發(fā)生衰變時(shí)，原子核中有的發(fā)生α衰變，有的發(fā)生β衰變，同時(shí)伴隨γ輻射。③兩個(gè)典型的衰變方程α衰變:92238U→90β衰變:90234Th→91(4)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(shí)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12tτ，m余＝m(5)核力與結(jié)合能①核力:原子核內(nèi)部，核子間所特有的相互作用力。②質(zhì)能方程:核子在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量虧損Δm，其對應(yīng)的能量ΔE＝Δmc2。③結(jié)合能:核子結(jié)合為原子核時(shí)釋放的能量或原子核分解為核子時(shí)吸收的能量，叫作原子核的結(jié)合能，亦稱核能。④比結(jié)合能:原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱作比結(jié)合能，也叫平均結(jié)合能。比結(jié)合能越大，原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。(6)裂變反應(yīng)與聚變反應(yīng)①重核裂變典型方程:92235U＋01n→36鏈?zhǔn)椒磻?yīng)條件:鈾塊的體積大于臨界體積。②輕核聚變典型方程:12H＋13H→聚變反應(yīng)為熱核反應(yīng)?？键c(diǎn)一原子的核式結(jié)構(gòu)例1α粒子散射實(shí)驗(yàn)的示意圖如圖所示，放射源發(fā)出α射線打到金箔上，帶有熒光屏的放大鏡轉(zhuǎn)到不同位置進(jìn)行觀察，圖中1、2、3為其中的三個(gè)位置。下列對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的敘述或依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出的推理正確的是()A.在位置2接收到的α粒子最多B.在位置1接收到α粒子說明正電荷不可能均勻分布在原子內(nèi)C.位置2接收到的α粒子一定比位置1接收到的α粒子所受金原子核斥力的沖量更大D.若正電荷均勻分布在原子內(nèi)，則1、2、3三個(gè)位置接收到α粒子的比例應(yīng)相差不多答案B解析由于原子中大部分是空的，故大部分α粒子會(huì)沿直線通過，所以在位置3接收到的α粒子最多，故A錯(cuò)誤;在位置1接收到α粒子，說明α粒子發(fā)生了大角度偏折，可以推出正電荷不可能均勻分布在原子內(nèi)，故B正確;由題圖看出，位置2接收到的α粒子偏折程度沒有位置1的大，所以位置1接收到的α粒子比位置2接收到的α粒子所受金原子核斥力的沖量大，故C錯(cuò)誤;若正電荷均勻分布在原子內(nèi)，則1、2位置幾乎接收不到α粒子，3位置接收得最多，故D錯(cuò)誤。跟蹤訓(xùn)練1.(多選)根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。如圖所示是α粒子散射實(shí)驗(yàn)的圖景。圖中實(shí)線表示α粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。其中沿軌跡2運(yùn)動(dòng)的α粒子在b點(diǎn)時(shí)距原子核最近。下列說法中正確的是()A.絕大多數(shù)α粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡類似軌跡3，說明原子中心存在原子核B.發(fā)生超過90°大角度偏轉(zhuǎn)的α粒子是極少數(shù)的C.沿軌跡2運(yùn)動(dòng)的α粒子的加速度先增大后減小D.沿軌跡2運(yùn)動(dòng)的α粒子的電勢能先減小后增大答案BC解析在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原來方向前進(jìn)，運(yùn)動(dòng)軌跡如軌跡1所示，說明原子中絕大部分是空的，A項(xiàng)錯(cuò)誤;極少數(shù)粒子發(fā)生超過90°的大角度偏轉(zhuǎn)，B項(xiàng)正確;根據(jù)點(diǎn)電荷周圍電場分布情況可知，距離原子核近的地方電場強(qiáng)度大，故越靠近原子核α粒子的加速度越大，因此沿軌跡2運(yùn)動(dòng)的α粒子的加速度先增大后減小，C項(xiàng)正確;沿軌跡2運(yùn)動(dòng)的α粒子從a運(yùn)動(dòng)到b過程中受到斥力作用，根據(jù)電場力做功特點(diǎn)可知，電場力做負(fù)功，電勢能增大，從b運(yùn)動(dòng)到c過程中，電場力做正功，電勢能減小，D項(xiàng)錯(cuò)誤?？键c(diǎn)二玻爾理論與能級躍遷氫原子光譜1.兩類能級躍遷(1)自發(fā)躍遷:高能級(n)低能級(m)→放出能量，輻射光子，hν＝En－Em。(2)受激躍遷:低能級(m)高能級(n)→吸收能量。①光照(吸收光子):光子的能量必須恰好等于能級差，hν＝En－Em。②碰撞、加熱等:只要入射粒子的能量大于或等于能級差即可，E外≥En－Em。③大于電離能的光子被吸收，原子將電離。2.電離電離態(tài):n＝∞，E＝0基態(tài)→電離態(tài):E吸＝0－(－13.6eV)＝13.6eV。激發(fā)態(tài)→電離態(tài):E吸>0－En＝|En|。若吸收能量足夠大，克服電離能后，獲得自由的電子還攜帶動(dòng)能。3.原子輻射光譜線數(shù)量的確定方法(1)一個(gè)氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為(n－1)條。(2)一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為N＝Cn例2(多選)(2025·八省聯(lián)考山陜青寧卷，9)氫原子能級圖如圖所示，若大量氫原子處于n＝1，2，3，4的能級狀態(tài)，已知普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，1eV＝1.6×10－19J，某銻銫化合物的逸出功為2.0eV，則()A.這些氫原子躍遷過程中最多可發(fā)出3種頻率的光B.這些氫原子躍遷過程中產(chǎn)生光子的最小頻率為1.6×1014HzC.這些氫原子躍遷過程中有4種頻率的光照射該銻銫化合物可使其電子逸出D.一個(gè)動(dòng)能為12.5eV的電子碰撞一個(gè)基態(tài)氫原子不能使其躍遷到激發(fā)態(tài)答案BC解析這些氫原子躍遷過程中最多可發(fā)出C42＝6種頻率的光，故A錯(cuò)誤;氫原子從n＝4能級躍遷到n＝3能級發(fā)出的光子的能量最小，為E＝E4－E3＝0.66eV，這些氫原子躍遷過程中產(chǎn)生光子的最小頻率為νmin＝Eh＝0.66×1.6×10-196.6××10-34Hz＝1.6×1014Hz，故B正確;某銻銫化合物的逸出功為2.0eV，則這些氫原子躍遷過程中有4種頻率的光照射該銻銫化合物可使其電子逸出，分別是從n＝4→1，n＝3→1，n＝2→1，n＝4→2能級躍遷發(fā)出的光子，故C正確;一個(gè)基態(tài)氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)所需的最小能量為Emin＝E2－E1＝10.2eV，一個(gè)動(dòng)能為12.5eV的電子跟蹤訓(xùn)練2.(2024·安徽卷，1)大連相干光源是我國第一臺(tái)高增益自由電子激光用戶裝置，其激光輻射所應(yīng)用的玻爾原子理論很好地解釋了氫原子的光譜特征。圖為氫原子的能級示意圖，已知紫外光的光子能量大于3.11eV，當(dāng)大量處于n＝3能級的氫原子向低能級躍遷時(shí)，輻射不同頻率的紫外光有()A.1種 B.2種 C.3種 D.4種答案B解析大量處于n＝3能級的氫原子向低能級躍遷時(shí)，能夠輻射出不同頻率的光的種類為C32＝3種。輻射出光子的能量分別為ΔE1＝E3－E1＝－1.51eV－(－13.6eV)＝12.09eV，ΔE2＝E3－E2＝－1.51eV－(－3.4eV)＝1.89eV，ΔE3＝E2－E1＝－3.4eV－(－13.6eV)＝10.2eV，其中ΔE1>3.11eV，ΔE2<3.11eV，ΔE3>3.11eV，所以輻射不同頻率的紫外光有2種，故3.(多選)(2024·重慶卷，8)我國太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“羲和號”在國際上首次成功實(shí)現(xiàn)空間太陽Hα波段光譜掃描成像。Hα和Hβ分別為氫原子由n＝3和n＝4能級向n＝2能級躍遷產(chǎn)生的譜線，如圖所示，則()A.Hα的波長比Hβ的小B.Hα的頻率比Hβ的小C.Hβ對應(yīng)的光子能量為3.4eVD.Hβ對應(yīng)的光子不能使氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)答案BD解析氫原子n＝3與n＝2的能級差小于n＝4與n＝2的能級差，則Hα與Hβ相比，由E＝hν＝hcλ知λα>λβ，να<νβ，故A錯(cuò)誤，B正確;Hβ對應(yīng)的光子能量為Eβ＝(－0.85)eV－(－3.40)eV＝2.55eV，故C錯(cuò)誤;氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)至少需要能量ΔE＝(－3.40)eV－(－13.60)eV＝10.2eV>Eβ，則Hβ對應(yīng)的光子不能使氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，故D正確。考點(diǎn)三原子核的衰變及半衰期1.α衰變和β衰變的比較衰變類型α衰變?chǔ)滤プ兯プ兎匠蘘AX→Z-2ZAX→Z+1衰變實(shí)質(zhì)2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)241個(gè)中子轉(zhuǎn)化為1個(gè)質(zhì)子和1個(gè)電子211H＋2001n→1勻強(qiáng)磁場中軌跡形狀衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、動(dòng)量守恒2.三種射線的比較名稱構(gòu)成符號電荷量質(zhì)量電離能力貫穿本領(lǐng)α射線氦核2＋2e4u較強(qiáng)較弱β射線電子-1－e11837較弱較強(qiáng)γ射線光子γ00更弱更強(qiáng)3.對半衰期的理解(1)半衰期是大量原子核衰變時(shí)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對個(gè)別或少量原子核沒有意義。(2)根據(jù)半衰期的概念，可總結(jié)出公式N余＝N原12tT，m余＝m4.衰變次數(shù)的計(jì)算方法先根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒確定α衰變次數(shù)，再根據(jù)電荷數(shù)守恒確定β衰變次數(shù)。例3(2024·山東卷，1)2024年是中國航天大年，神舟十八號、嫦娥六號等已陸續(xù)飛天，部分航天器裝載了具有抗干擾性強(qiáng)的核電池。已知3890Sr衰變?yōu)?990Y的半衰期約為29年;94238Pu衰變?yōu)锳.3890Sr衰變?yōu)锽.94238Pu衰變?yōu)镃.50年后，剩余的3890Sr數(shù)目大于D.87年后，剩余的3890Sr數(shù)目小于答案D解析質(zhì)量數(shù)守恒電荷數(shù)守恒T3890Sr<T94238Pu跟蹤訓(xùn)練4.(2024·北京卷，1)已知釷234的半衰期是24天，則1g釷234經(jīng)過48天后，剩余釷234的質(zhì)量為()A.0g B.0.25g C.0.5g D.0.75g答案B解析48天為2個(gè)半衰期，則釷234經(jīng)過48天后剩余質(zhì)量為m＝m012tτ＝1×122g＝0.25g，B正確，A考點(diǎn)四核反應(yīng)及核能的計(jì)算角度核反應(yīng)方程的書寫1.核反應(yīng)的四種類型類型可控性核反應(yīng)方程典例α衰變自發(fā)92238UTh+β衰變自發(fā)90234ThPa+人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂?14N+24He(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子)24He+49Be(查德威克發(fā)現(xiàn)中子)1327Al+1530P約里奧·居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時(shí)發(fā)現(xiàn)正電子1530P1430重核裂變比較容易進(jìn)行人工控制01n+92235UBa+01n+92235UXe+輕核聚變很難控制12H+13HHe+012.核反應(yīng)方程式的書寫(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(11H)、中子(01n)、α粒子(24He)、β粒子(-10e)、正電子((2)掌握核反應(yīng)方程遵循的規(guī)律:質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒。(3)由于核反應(yīng)不可逆，所以書寫核反應(yīng)方程式時(shí)只能用“→”表示反應(yīng)方向。例4(2024·廣東卷，2)我國正在建設(shè)的大科學(xué)裝置——“強(qiáng)流重離子加速器”。其科學(xué)目標(biāo)之一是探尋神秘的“119號”元素，科學(xué)家嘗試使用核反應(yīng)Y+95243Am→119AX+A.Y為2658Fe，A=299 B.Y為26C.Y為2454Cr，A=295 D.Y為24答案C解析核反應(yīng)方程為Y+95243Am→119AX+201n，設(shè)Y的電荷數(shù)為y，根據(jù)電荷數(shù)守恒有y+95=119+0，可得y=24，即Y為2454Cr;根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒有54+243=跟蹤訓(xùn)練5.(2024·甘肅卷，1)2024年2月，我國科學(xué)家在蘭州重離子加速器國家大科學(xué)裝置上成功合成了新核素7648106Cd＋28該方程中X是()A.質(zhì)子 B.中子 C.電子 D.α粒子答案B解析→A＝1，Z＝0?X為01n，B角度核能的計(jì)算1.核能的計(jì)算方法(1)根據(jù)ΔE＝Δmc2計(jì)算，計(jì)算時(shí)Δm的單位是“kg”，c的單位是“m/s”，ΔE的單位是“J”。(2)根據(jù)ΔE＝Δm×931.5MeV計(jì)算。因1原子質(zhì)量單位(1u)相當(dāng)于931.5MeV，所以計(jì)算時(shí)Δm的單位是“u”，ΔE的單位是“MeV”。(3)根據(jù)核子比結(jié)合能來計(jì)算核能原子核的結(jié)合能＝核子比結(jié)合能×核子數(shù)。2.對質(zhì)能方程的理解(1)一定的能量和一定的質(zhì)量相聯(lián)系，物體的總能量和它的質(zhì)量成正比，即E＝mc2。(2)核子在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量虧損Δm，其能量也要相應(yīng)減少，即ΔE＝Δmc2。(3)原子核分解成核子時(shí)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。例5(2024·浙江1月選考，7)已知氘核質(zhì)量為2.0141u，氚核質(zhì)量為3.0161u，氦核質(zhì)量為4.0026u，中子質(zhì)量為1.0087u，阿伏加德羅常數(shù)NA取6.0×1023mol－1，氘核摩爾質(zhì)量為2g·mol－1，1u相當(dāng)于931.5MeV。關(guān)于氘與氚聚變成氦，下列說法正確的是()A.核反應(yīng)方程式為12H++13HB.氘核的比結(jié)合能比氦核的大C.氘核與氚核的間距達(dá)到10－10m就能發(fā)生核聚變D.4g氘完全參與聚變釋放出能量的數(shù)量級為1025MeV答案D解析核反應(yīng)方程式為12H+13H→24He+01n，故A錯(cuò)誤;氘核的比結(jié)合能比氦核的小，故B錯(cuò)誤;氘核若與氚核發(fā)生核聚變，它們間的距離必達(dá)到10－15m以內(nèi)，故C錯(cuò)誤;一個(gè)氘核與一個(gè)氚核聚變反應(yīng)的質(zhì)量虧損Δm=(2.0141+3.0161－4.0026－1.0087)u=0.0189u，聚變反應(yīng)釋放的能量ΔE=Δm×931.5MeV≈17.6MeV，4g氘完全參與聚變釋放出能量E=42×6.0×1023×ΔE≈2.11×1025例6(多選)原來靜止在勻強(qiáng)磁場中的某種放射性元素的原子核，衰變后產(chǎn)生的新核Y和α粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)徑跡如圖所示，假定原子核ZAX衰變時(shí)釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為Y核和α粒子的動(dòng)能，已知Y核的動(dòng)能為E0，光速為A.衰變方程為ZAX→2B.Y核和α粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)方向都為逆時(shí)針方向C.該反應(yīng)中質(zhì)量虧損為AD.Y核和α粒子運(yùn)動(dòng)的半徑之比為(Z－2)∶2答案ABC解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，衰變方程為ZAX→24He+Z-2A-4Y，其中α粒子由X核中兩個(gè)中子和兩個(gè)質(zhì)子結(jié)合而成，故A正確;根據(jù)左手定則，Y核和α粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)方向都為逆時(shí)針方向，故B正確;根據(jù)Ek＝12mv2，p＝mv，可得p＝2mEk，衰變后產(chǎn)生的Y核和α粒子動(dòng)量大小相等，有p1＝p2，解得α粒子的動(dòng)能E'＝m1m2E0＝A-44E0，衰變后產(chǎn)生的Y核和α粒子總動(dòng)能為E＝E0＋E'＝A4E0，根據(jù)質(zhì)能方程有A4E0＝Δmc2，解得質(zhì)量虧損Δm＝AE04c2，故C正確;粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r＝mvqB，因?yàn)閅核和跟蹤訓(xùn)練6.(2025·江蘇名校聯(lián)盟聯(lián)考)我國自主三代核電技術(shù)“華龍一號”全球首堆示范工程—福清核電5、6號機(jī)組正式通過竣工驗(yàn)收，設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到90%，反映了我國建立起了更加成熟完備的核科技工業(yè)體系。根據(jù)圖示的原子核的比結(jié)合能曲線，以下判斷中正確的是()A.兩個(gè)12H核結(jié)合成B.兩個(gè)12H結(jié)合成C.我國核電站發(fā)電就是利用輕核聚變釋放能量D.92235U中核子的平均質(zhì)量比答案A解析兩個(gè)12H核聚變結(jié)合成24He核時(shí)，有質(zhì)量虧損，由質(zhì)能方程可知，兩個(gè)12H核結(jié)合成24He時(shí)要釋放能量，故A正確;能量和質(zhì)量之間只是相差一個(gè)系數(shù)，兩者都反映物體的屬性，彼此之間不存在轉(zhuǎn)化關(guān)系，故B錯(cuò)誤;我國核電站發(fā)電是利用重核裂變釋放能量，故C錯(cuò)誤;由題圖可知,92235U核的比結(jié)合能比56144Ba核的比結(jié)合能小，由于平均質(zhì)量越小的原子核，7.(多選)太陽輻射的總功率約為4×1026W，其輻射的能量來自聚變反應(yīng)。在聚變反應(yīng)中，一個(gè)質(zhì)量為1876.1MeV/c2(c為真空中的光速)的氘核(12H)和一個(gè)質(zhì)量為2809.5MeV/c2的氚核(13H)結(jié)合為一個(gè)質(zhì)量為3728.4MeV/cA.X粒子是質(zhì)子B.X粒子的質(zhì)量為939.6MeV/c2C.太陽每秒因?yàn)檩椛鋼p失的質(zhì)量約為4.4×109kgD.太陽每秒因?yàn)檩椛鋼p失的質(zhì)量約為17.6MeV/c2答案BC解析由題中信息知核反應(yīng)方程為12H+13H→24He+01n，X粒子為中子，A錯(cuò)誤;由質(zhì)量守恒可知，X粒子的質(zhì)量m＝(1876.1＋2809.5－3728.4－17.6)MeV/c2＝939.6MeV/c2，B正確;由質(zhì)能方程可知，太陽每秒因輻射損失的質(zhì)量Δm＝Ptc2＝4×1026×1(3×108)2kg＝4.4×109kg，C正確;太陽每秒放出的能量ΔE＝Pt＝4×1026×1J＝4×1026A級基礎(chǔ)對點(diǎn)練對點(diǎn)練1原子的核式結(jié)構(gòu)1.(多選)關(guān)于盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)，下列敘述正確的是()A.原子是一個(gè)質(zhì)量分布均勻的球體B.原子的質(zhì)量幾乎全部集中在原子核內(nèi)C.原子的正電荷和負(fù)電荷全部集中在一個(gè)很小的核內(nèi)D.原子直徑的數(shù)量級大約是10－10m，原子核直徑的數(shù)量級是10－15m答案BD解析原子的質(zhì)量幾乎全部集中在原子核內(nèi)，A錯(cuò)誤，B正確;原子中，原子核帶正電，核外電子帶負(fù)電，C錯(cuò)誤;原子直徑的數(shù)量級是10－10m，原子核直徑的數(shù)量級是10－15m，D正確。對點(diǎn)練2玻爾理論與能級躍遷氫原子光譜2.(2024·江蘇卷，5)在某原子發(fā)生的躍遷中，輻射如圖所示的4種光子，其中只有一種光子可使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，是()A.λ1 B.λ2 C.λ3 D.λ4答案C解析結(jié)合愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，若只有一種光子可以使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則該光子的能量最大，又由題圖可知輻射的λ3光子的能量最大，所以只有λ3光子可以使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，C正確。3.(2025·貴州黔東南模擬)如圖所示，氫原子在可見光區(qū)的4條譜線(記作Hα、Hβ、Hγ和Hδ)分別對應(yīng)氫原子從n＝3、4、5、6能級向n＝2能級的躍遷，下面4幅光譜圖中，合理的是(選項(xiàng)圖中標(biāo)尺的刻度均勻分布，刻度尺從左至右增大)()答案D解析光譜圖中譜線位置表示相應(yīng)光子的波長，氫原子從n＝3、4、5、6能級分別向n＝2能級躍遷時(shí)，發(fā)射的光子能量增大，所以光子頻率增大，光子波長減小，在標(biāo)尺上Hα、Hβ、Hγ和Hδ譜線應(yīng)從右向左排列。由于氫原子從n＝3、4、5、6能級分別向n＝2能級躍遷釋放光子能量的差值越來越小，所以從右向左4條譜線排列越來越緊密，故D正確。對點(diǎn)練3原子核的衰變及半衰期4.(2025·黑龍江哈爾濱模擬)關(guān)于原子核衰變，下列說法正確的是()A.100個(gè)鈾核(92238U)經(jīng)一個(gè)半衰期后一定剩50個(gè)鈾核B.原子核的半衰期在高溫高壓下會(huì)變短C.放射性元素發(fā)生β衰變時(shí)所放出的電子來源于原子核外D.一個(gè)鈾核(92238U)衰變?yōu)殂U核答案D解析放射性元素的半衰期是大量的放射性元素的原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對個(gè)別的原子核沒有意義，故A錯(cuò)誤;放射性元素的半衰期由原子核內(nèi)部自身的因素決定，與外界的溫度無關(guān)，與化學(xué)狀態(tài)也無關(guān)，故B錯(cuò)誤;放射性元素發(fā)生β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的，故C錯(cuò)誤;令鈾核(92238U)衰變?yōu)殂U核(82206Pb)的核反應(yīng)方程為92238U→82206Pb+m24He+n-10e，根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得238=206+4m5.(2025·山東濟(jì)南模擬)2024年1月天津大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)攻克了長期以來阻礙石墨烯電子學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)難題，打開了石墨烯帶隙，開啟了石墨烯芯片制造領(lǐng)域“大門”。石墨烯是C的同素異形體，目前已知C的同位素共有15種，其中14C是一種放射性的元素，可衰變?yōu)?4N，如圖所示為包含14C衰變相關(guān)信息，下列說法正確的是()A.當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，14C的半衰期會(huì)發(fā)生改變B.14C轉(zhuǎn)變?yōu)?4N，衰變方式為α衰變C.32個(gè)14C原子核在經(jīng)過22920年后還剩2個(gè)D.當(dāng)14N數(shù)量是14C數(shù)量的3倍時(shí)，14C衰變經(jīng)歷的時(shí)間為11460年答案D解析放射性元素的半衰期是由原子核內(nèi)部自身因素決定的，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系，故A錯(cuò)誤;根據(jù)衰變過程中電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，可得其衰變方程為614C→714N+-10e，則可知其為β衰變，故B錯(cuò)誤;衰變服從量子統(tǒng)計(jì)規(guī)律，只對大量的原子才有意義，故C錯(cuò)誤;由題圖可知14C的衰變周期T為5730年，當(dāng)14N數(shù)量是14C數(shù)量的3倍時(shí)，根據(jù)N余＝N原12tT知tT＝2，對點(diǎn)練4核反應(yīng)及核能的計(jì)算6.(2024·河北卷，1)鋰是新能源汽車、儲(chǔ)能和信息通信等新興產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵材料。研究表明，鋰元素主要來自宇宙高能粒子與星際物質(zhì)的原子核產(chǎn)生的散裂反應(yīng)，其中一種核反應(yīng)方程為612C＋11HA.01n B.C.10e D答案D解析設(shè)X的質(zhì)量數(shù)為A，電荷數(shù)為Z，根據(jù)核反應(yīng)前、后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得A＝12＋1－7－2×1＝4，Z＝6＋1－3－2×1＝2，則X為247.(2024·江蘇卷，3)用粒子X轟擊氮核從原子核中打出了質(zhì)子，該實(shí)驗(yàn)的核反應(yīng)方程式是X＋714NA.正電子10e B.中子C.氘核12H D.氦核答案B解析8.(2024·湖北卷，2)硼中子俘獲療法是目前治療癌癥最先進(jìn)的手段之一，510B+01n→A.a＝7，b＝1 B.a＝7，b＝2C.a＝6，b＝1 D.a＝6，b＝2答案B解析9.(2024·浙江6月選考，4)發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為24He+49Be→X+01n，“玉兔二號A.核反應(yīng)方程中的X為612C B.衰變方程中的Y為C.中子01n的質(zhì)量數(shù)為零答案A解析根據(jù)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知X的質(zhì)量數(shù)為12，電荷數(shù)為6，故X為612C，Y的質(zhì)量數(shù)為4，電荷數(shù)為2，故Y為24He，A正確，B錯(cuò)誤;中子01n的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為1，C錯(cuò)誤B級綜合提升練10.(2025·四川綿陽一模)嫦娥五號帶回的月壤中蘊(yùn)藏著非常稀有的能源物質(zhì)23He，23He是一種清潔的可控核聚變?nèi)剂稀Ｒ阎?3He與12H聚變時(shí)的核反應(yīng)方程為:12H＋2A.3.3MeV B.4.0MeV C.17.6MeV D.18.4MeV答案D解析聚變反應(yīng)前12H的比結(jié)合能為E1＝1.09MeV×2＝2.18MeV，聚變反應(yīng)前23He的比結(jié)合能為E2＝2.57MeV×3＝7.71MeV，聚變反應(yīng)后24He的比結(jié)合能為E3＝7.07MeV×4＝28.28MeV，聚變過程釋放出的能量為ΔE＝E3－E1－E2＝18.3911.2023年4月12日21時(shí)，中國有“人造太陽”之稱的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置(EAST)創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄，成功實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模式等離子體運(yùn)行403秒。其運(yùn)行原理就是在裝置的真空室內(nèi)加入少量氫的同位素氘或氚，通過某種方法產(chǎn)生等離子體，等離子體滿足一定條件就會(huì)發(fā)生聚變反應(yīng)，反應(yīng)過程中會(huì)產(chǎn)生巨大的能量。關(guān)于氫的同位素氘或氚的核聚變，其核反應(yīng)方程為12H＋13H→24He＋X＋17.6MeV，光速A.13H的比結(jié)合能大于B.粒子X具有較強(qiáng)的電離能力C.一個(gè)氘核和一個(gè)氚核發(fā)生核聚變，質(zhì)量虧損約為3.1×10－29kgD.提升等離子體的密度，在常溫常壓下也能發(fā)生聚變反應(yīng)答案C解析12H和13H聚變?yōu)?4He會(huì)放出能量，可知生成物比反應(yīng)物更加穩(wěn)定，即13H的比結(jié)合能小于24He的比結(jié)合能，故A錯(cuò)誤;根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知，此反應(yīng)中的X電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為1，即粒子是中子，中子的穿透能力強(qiáng)，電離能力弱，故B錯(cuò)誤;根據(jù)質(zhì)能方程有ΔE＝Δmc2，則一個(gè)氘核和一個(gè)氚核發(fā)生核聚變，質(zhì)量虧損為Δm＝17.6×106×1.6×10-193×12.(2025·湖南永州模擬)氫原子從高能級向低能級躍遷時(shí)，會(huì)產(chǎn)生四種頻率的可見光，其光譜如圖甲所示。氫原子從能級6躍遷到能級2產(chǎn)生可見光Ⅰ，從能級3躍遷到能級2產(chǎn)生可見光Ⅱ，用同一雙縫干涉裝置研究這兩種光的干涉現(xiàn)象，得到如圖乙和圖丙所示的干涉條紋，用這兩種光分別照射如圖丁所示的實(shí)驗(yàn)裝置，都能產(chǎn)生光電效應(yīng)。下列說法正確的是()A.圖甲中的Hα對應(yīng)的是ⅡB.圖乙中的干涉條紋對應(yīng)的是ⅡC.Ⅰ的光子動(dòng)量小于Ⅱ的光子動(dòng)量D.P向a移動(dòng)，電流表示數(shù)為零時(shí)Ⅰ對應(yīng)的電壓表示數(shù)比Ⅱ的小答案A解析由題意可知，氫原子從能級6躍遷到能級2產(chǎn)生可見光Ⅰ，從能級3躍遷到能級2產(chǎn)生可見光Ⅱ，故可見光Ⅰ的能量大于可見光Ⅱ的能量，可見光Ⅰ的頻率大于可見光Ⅱ的頻率，故可見光Ⅰ是紫光，可見光Ⅱ是紅光，題圖甲中的Hα對應(yīng)的是Ⅱ，故A正確;因可見光Ⅱ的頻率小，故可見光Ⅱ的波長大，其條紋間距較大，根據(jù)Δx＝ldλ可知題圖丙中的干涉條紋對應(yīng)的是Ⅱ，故B錯(cuò)誤;根據(jù)p＝hλ可知Ⅰ的光子動(dòng)量大于Ⅱ的光子動(dòng)量，故C錯(cuò)誤;根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，－eUc＝0－Ek，可得eUc＝hν－W0，可知發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)Ⅰ對應(yīng)的遏止電壓大，則P向a移動(dòng)，電流表示數(shù)為零時(shí)Ⅰ對應(yīng)的電壓表示數(shù)比Ⅱ的大，故C級培優(yōu)加強(qiáng)練13.掌握并采用核聚變產(chǎn)生能源是核物理中最具有前景的研究方向之一。太陽上的一種核反應(yīng)為兩個(gè)氘核(12H)聚變成一個(gè)2(1)寫出該核反應(yīng)方程;(2)計(jì)算上述核反應(yīng)中釋放的核能ΔE(保留3位有效數(shù)字);(3)若兩個(gè)氘核以相等的動(dòng)能0.45MeV做對心碰撞即可發(fā)生上述核反應(yīng)，且釋放的核能全部轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，則反應(yīng)中生成的2答案(1)12H＋12H(3)1.04MeV3.12MeV解析(1)由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可知核反應(yīng)方程為12H＋12H→(2)設(shè)核反應(yīng)的質(zhì)量虧損為Δm，則有Δm＝2.0136u×2－(3.0150＋1.0087)u＝0.0035u釋放的核能ΔE＝0.0035×931.5MeV≈3.26MeV。(3)設(shè)核反應(yīng)后23He核和中子的動(dòng)量分別為p1、p2，動(dòng)能分別為Ek1、Ek2，則根據(jù)動(dòng)量守恒定律有p1＋pEk1＝p126m，根據(jù)能量守恒定律有2Ek0＋ΔE＝Ek1＋Ek2解得Ek1＝1.04MeV，Ek2＝3.12MeV。階段復(fù)習(xí)(六)熱、光、原(限時(shí):50分鐘)1.(2025·八省聯(lián)考河南卷，2)核電池是利用放射性同位素衰變釋放能量發(fā)電的裝置，并應(yīng)用在“嫦娥四號”的著陸器和月球車上。某種核電池原料為钚(94238Pu)的氧化物，核反應(yīng)方程為94A.-10e B.C.11H D.答案D解析設(shè)X為ZAX，根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒有238＝234＋A，94＝92＋Z，解得A＝4，Z＝2，則X為242.根據(jù)高中物理所學(xué)知識(shí)，分析下列生活中的物理現(xiàn)象:①聞其聲而不見其人②夏天雷雨后路面上油膜呈現(xiàn)彩色③當(dāng)正在鳴笛的火車向著我們疾馳而來時(shí)，我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高④觀眾在看立體電影時(shí)要戴上特制的眼鏡，這樣看到電影畫面的效果和眼睛直接觀看物體的效果一樣具有立體感這些物理現(xiàn)象分別屬于波的()A.折射、干涉、多普勒效率、偏振B.干涉、衍射、偏振、多普勒效應(yīng)C.衍射、偏振、折射、多普勒效應(yīng)D.衍射、干涉、多普勒效應(yīng)、偏振答案D解析①“聞其聲而不見其人”，聽到聲音，卻看不見人，這是聲音的衍射;②雨后路面上的油膜呈現(xiàn)彩色是由光的干涉形成的;③當(dāng)正在鳴笛的火車向著我們疾馳而來時(shí)，我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高。音調(diào)變高就是頻率變大，這是多普勒效應(yīng)現(xiàn)象;④觀眾用偏振眼鏡觀看電影時(shí)，每只眼睛只看到相應(yīng)的偏振光圖像，即左眼只能看到左機(jī)映出的畫面，右眼只能看到右機(jī)映出的畫面，這樣就會(huì)像直接觀看那樣產(chǎn)生立體感覺，這就是立體電影的原理，綜上可知，D正確。3.如圖所示，玻璃棱鏡的截面為等腰三角形，頂角a為30°。一束光線垂直于ab面射入棱鏡，又從ac面射出。出射光線與入射光線之間的夾角為30°，則此棱鏡材料的折射率是()A.32 B.3C.33 D.答案D解析光線在ac界面上發(fā)生折射，由幾何關(guān)系知，入射角為30°，折射角為60°，根據(jù)光的折射定律得n＝sin60°sin30°＝3，4.(2025·江西南昌模擬)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的電路如圖甲所示，光電子的遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系如圖乙所示，則用頻率為2ν0的紫外線照射陰極K時(shí)產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為()A.eU12 B.C.2eU1 D.3eU1答案A解析由題圖可知，光電管兩側(cè)的電壓為反向電壓，當(dāng)入射光的頻率為ν0時(shí)，遏止電壓為零，當(dāng)入射光的頻率為3ν0時(shí)，遏止電壓為U1，所以當(dāng)入射光的頻率為2ν0時(shí)，遏止電壓為U12，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為Ek＝12mvm5.(2025·八省聯(lián)考河南卷，5)汽車輪胎壓力表的示數(shù)為輪胎內(nèi)部氣體壓強(qiáng)與外部大氣壓強(qiáng)的差值。一汽車在平原地區(qū)行駛時(shí)，壓力表示數(shù)為2.6p0(p0是1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)，輪胎內(nèi)部