專題十六近代物理初步目錄考法領(lǐng)航五年高考考點(diǎn)1光電效應(yīng)波粒二象性考點(diǎn)2原子結(jié)構(gòu)考點(diǎn)3原子核核反應(yīng)三年模擬基礎(chǔ)反饋練考法領(lǐng)航核心題

(2024廣東,2,4分)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

Am

X+

n產(chǎn)生該元素。關(guān)于原子核Y和質(zhì)量數(shù)A,下列選項(xiàng)正確的是

()A.Y為

Fe,A=299

B.Y為

Fe,A=301C.Y為

Cr,A=295

D.Y為

Cr,A=297

C

解析由電荷數(shù)守恒可知原子核Y的電荷數(shù)Z=119-95=24,分析選項(xiàng)可知Y為

Cr,由質(zhì)量數(shù)守恒可知A=243+54-2=295,C正確。

試題分析本題是以“119號”元素為素材,創(chuàng)設(shè)科學(xué)探究問題情境,主要考查核反應(yīng)

方程等知識(shí)點(diǎn),重點(diǎn)考查理解能力和推理論證能力。

關(guān)鍵能力

(1)理解能力概念理解應(yīng)用核反應(yīng)方程核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒(2)推理論證能力

A.頻率為ν31的光,其動(dòng)量為

B.頻率為ν31和ν21的兩種光分別射入同一光電效應(yīng)裝置,均產(chǎn)生光電子,其最大初動(dòng)能之差為hν32C.頻率為ν31和ν21的兩種光分別射入雙縫間距為d、雙縫到屏的距離為l的干涉裝置,產(chǎn)

生的干涉條紋間距之差為

D.若原子從n=3躍遷至n=4能級,入射光的頻率ν'34>

練習(xí)

(2024浙江6月,10,3分)玻爾氫原子電子軌道示意圖如圖所示,處于n=3能級的原

子向低能級躍遷,會(huì)產(chǎn)生三種頻率為ν31、ν32和ν21的光,下標(biāo)數(shù)字表示相應(yīng)的能級。已知

普朗克常量為h,光速為c。正確的是

()

B

解析由能量關(guān)系可得E3-E1=hν31,光的波長λ31=

,對應(yīng)光子的動(dòng)量p=

,聯(lián)立以上關(guān)系式可得p=

,A錯(cuò)誤。同一光電效應(yīng)裝置對應(yīng)的逸出功W0相同,光電子的最大初動(dòng)能Ekm=hν-W0,由E31=E32+E21可得hν31=hν32+hν21,所以兩種光電子最大初動(dòng)能之差ΔEkm=hν31

-hν21=hν32,B正確。頻率為ν31的光的波長為λ31=

,頻率為ν21的光的波長為λ21=

,由Δx=

λ,可得產(chǎn)生的干涉條紋間距之差為

(λ21-λ31)=

,C錯(cuò)誤。由E4-E3=hν34可知,若原子從n=3躍遷到n=4能級,入射光的頻率ν'34=ν34=

(點(diǎn)撥:電子吸收光子只能是整份的,所以光的頻率是定值),D錯(cuò)誤。

特色考法·命題分析①廣東對近代物理初步知識(shí)的考查主要以科技情境作為載體進(jìn)行命題,以選擇題形式

出現(xiàn),考查注重基礎(chǔ)性。2025廣東,3,光電效應(yīng)2024廣東,6,探尋神秘的“119號”元素,核反應(yīng)方程2023廣東,1,恒星塌縮成黑洞的過程,核反應(yīng)方程,三種射線2022廣東,5,量子數(shù)n較大的氫原子,氫原子電磁波譜2021廣東,1,放射性同位素鋁26,衰變方程、半衰期②核反應(yīng)方程是廣東命題的熱點(diǎn),根據(jù)核反應(yīng)時(shí)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒對原子核或

粒子進(jìn)行判斷,考查推理論證能力。

風(fēng)向展望·考法變式知識(shí)變,從對核反應(yīng)方程的考查轉(zhuǎn)變?yōu)閷怆娦?yīng)、原子結(jié)構(gòu)等知識(shí)的考查。見練習(xí)

考點(diǎn)1光電效應(yīng)波粒二象性五年高考1.

(2025山東,1,3分)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,用頻率和強(qiáng)度都相同的單色光分別照射編號為1、2、3的金屬,所得遏止電壓如圖所示,關(guān)于光電子最大初動(dòng)能Ek的大小關(guān)系正確的

是

()A.Ek1>Ek2>Ek3

B.Ek2>Ek3>Ek1C.Ek3>Ek2>Ek1

D.Ek3>Ek1>Ek2

B

解析光電子的最大初動(dòng)能Ek與遏止電壓Uc的關(guān)系為Ek=eUc,若使用頻率相同的單色

光照射不同種類的金屬,遏止電壓越大,說明逸出的光電子最大初動(dòng)能Ek也越大,根據(jù)圖

示可知Uc2>Uc3>Uc1,則Ek2>Ek3>Ek1,B正確,A、C、D錯(cuò)誤。

方法技巧

光電效應(yīng)的三個(gè)重要關(guān)系式(1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程:Ek=hν-W0。(2)光電子的最大初動(dòng)能Ek與遏止電壓Uc的關(guān)系:Ek=eUc。(3)逸出功W0與截止頻率νc的關(guān)系:W0=hνc。2.

(2024湖南,1,4分)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

B

解析普朗克認(rèn)為黑體輻射的能量是不連續(xù)的,這個(gè)不可再分的最小能量值叫作能量

子,A錯(cuò)誤;紫光的光子頻率更高,光子能量更大,如果紅光可以使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),

則紫光一定也可以使該金屬發(fā)生光電效應(yīng),B正確;康普頓在研究石墨對X射線的散射

時(shí),發(fā)現(xiàn)在散射的X射線中,除了與入射波長λ0相同的成分外,還有波長大于λ0的成分,這

個(gè)現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng),C錯(cuò)誤;德布羅意認(rèn)為實(shí)物粒子也具有波粒二象性,質(zhì)子、電子

等都具有波動(dòng)性,D錯(cuò)誤。3.

(2025廣東,3,4分)有甲、乙兩種金屬,甲的逸出功小于乙的逸出功。使用某頻率的光分別照射這兩種金屬,只有甲發(fā)射光電子,其最大初動(dòng)能為Ek。下列說法正確的是

()A.使用頻率更小的光,可能使乙也發(fā)射光電子B.使用頻率更小的光,若仍能使甲發(fā)射光電子,則其最大初動(dòng)能小于EkC.頻率不變,減弱光強(qiáng),可能使乙也發(fā)射光電子D.頻率不變,減弱光強(qiáng),若仍能使甲發(fā)射光電子,則其最大初動(dòng)能小于Ek

B

解析只有甲發(fā)射光電子,說明甲發(fā)生了光電效應(yīng),乙沒有發(fā)生光電效應(yīng),滿足ν>ν甲且ν<

ν乙,則若使用頻率更小的光,乙更不可能發(fā)生光電效應(yīng),乙更不可能發(fā)射光電子,A錯(cuò)誤;

根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程有Ek=hν-W0,若使用頻率更小的光,甲射出的光電子最大初

動(dòng)能會(huì)變小,即小于Ek,而若頻率不變,光強(qiáng)無論增強(qiáng)還是減弱,甲射出的光電子最大初

動(dòng)能均不變,B正確,D錯(cuò)誤;金屬乙要發(fā)生光電效應(yīng),需滿足入射光頻率ν>ν乙,而與入射光

光強(qiáng)無關(guān),C錯(cuò)誤。4.

(2022河北,4,4分)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

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

解析由光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0和eUc=Ek可知Uc=

ν-

,當(dāng)Uc=0時(shí),ν=

=νc,即圖線在橫軸上的截距在數(shù)值上等于鈉的截止頻率,從圖中可以讀出νc=5.5×1014Hz,B錯(cuò)誤;鈉的

逸出功W0=hνc,A正確;圖線的斜率在數(shù)值上等于

,C錯(cuò)誤;遏止電壓Uc隨入射光的頻率ν的增大而增大,但不是正比關(guān)系,D錯(cuò)誤。5.

(2024海南,8,3分)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

()

D

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-

解析開關(guān)S接1時(shí),根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程有Ek=hν1-W0,根據(jù)動(dòng)能定理有-eUc=0-

Ek,聯(lián)立解得Uc=

ν1-

,由題意可知電壓表測得的電壓U1即遏止電壓Uc,故僅增大光強(qiáng),電壓表示數(shù)不變,A錯(cuò)誤。改用比ν1更大頻率的光照射,遏止電壓增大,調(diào)整滑動(dòng)變阻器

滑片使電流表的示數(shù)為零,此時(shí)電壓表示數(shù)大于U1,B錯(cuò)誤。僅將開關(guān)S與2接通,光電管

兩端所加電壓變成正向電壓,逸出的光電子在電場中加速,一定能到達(dá)右極板,回路中形

成電流,電流表示數(shù)不為零,C錯(cuò)誤。截止頻率與逸出功的關(guān)系為hνc=W0,又W0=hν1-eU1,

解得νc=ν1-

,D正確。考點(diǎn)2原子結(jié)構(gòu)1.

(2024江西,2,4分)近年來,江西省科學(xué)家發(fā)明硅襯底氮化鎵基系列發(fā)光二極管(LED),開創(chuàng)了國際上第三條LED技術(shù)路線。某氮化鎵基LED材料的簡化能級如圖所示,若能

級差為2.20eV(約3.52×10-19J),普朗克常量h=6.63×10-34J·s,則發(fā)光頻率約為

()A.6.38×1014Hz

B.5.67×1014HzC.5.31×1014Hz

D.4.67×1014Hz

C

解析兩能級差ΔE=2.20eV≈3.52×10-19J,根據(jù)ΔE=hν得,發(fā)光頻率ν=

=

Hz≈5.31×1014Hz,C正確。2.

(2022廣東,5,4分)目前科學(xué)家已經(jīng)能夠制備出能量量子數(shù)n較大的氫原子。氫原子第n能級的能量為En=

,其中E1=-13.6eV。如圖是按能量排列的電磁波譜,要使n=20的氫原子吸收一個(gè)光子后,恰好失去一個(gè)電子變成氫離子,被吸收的光子是

()A.紅外線波段的光子B.可見光波段的光子

A

C.紫外線波段的光子D.X射線波段的光子

解析由氫原子能級公式En=

知,E20=

eV=-3.4×10-2eV,要使該能級的氫原子電離,要吸收的光子能量為3.4×10-2eV,屬于紅外線波段的光子,A正確。3.

(2023遼寧,6,4分)原子處于磁場中,某些能級會(huì)發(fā)生劈裂。某種原子能級劈裂前后的部分能級圖如圖所示,相應(yīng)能級躍遷放出的光子分別設(shè)為①②③④。若用①照射某

金屬表面時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng),且逸出光電子的最大初動(dòng)能為Ek,則

()A.①和③的能量相等B.②的頻率大于④的頻率

A

C.用②照射該金屬一定能發(fā)生光電效應(yīng)D.用④照射該金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能小于Ek

解析根據(jù)該原子能級劈裂前后的部分能級圖知,相應(yīng)能級躍遷放出的光子①和③的

能量相等,A正確。②的能量小于④的,由ε=hν可知②的頻率小于④的頻率,B錯(cuò)誤。用

①照射某金屬表面時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng),而②的頻率小于①的,則用②照射該金屬時(shí)不一

定能發(fā)生光電效應(yīng),C錯(cuò)誤。④的頻率大于①的頻率,由愛因斯坦光電效應(yīng)方程知,用④

照射該金屬時(shí)逸出光電子的最大初動(dòng)能大于Ek,D錯(cuò)誤。4.

(2024重慶,8,5分)(多選)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),則

()A.Hα的波長比Hβ的小B.Hα的頻率比Hβ的小

BD

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)

解析

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,Hα的能量低、波長

大、頻率小,A錯(cuò)誤,B正確;Hβ對應(yīng)的光子能量為E=(-0.85)eV-(-3.40)eV=2.55eV,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Emin=(-3.40)eV-(-13.60)eV=10.2eV,故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),D正確。5.

(2024浙江1月,12,3分)氫原子光譜按頻率展開的譜線如圖所示,此四條譜線滿足巴耳末公式

=R∞

,n=3,4,5,6。用Hδ和Hγ光進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)研究,則

()

A.照射同一單縫衍射裝置,Hδ光的中央明條紋寬度寬B.以相同的入射角斜射入同一平行玻璃磚,Hδ光的側(cè)移量小C.以相同功率發(fā)射的細(xì)光束,真空中單位長度上Hγ光的平均光子數(shù)多D.相同光強(qiáng)的光分別照射同一光電效應(yīng)裝置,Hγ光的飽和電流小

C

解析由題圖可知Hδ波長最短,根據(jù)單縫衍射的特點(diǎn)可知,其中央亮紋最窄,A錯(cuò)誤;Hδ的

頻率最大,同一介質(zhì)對其折射率最大,所以其側(cè)移量最大,B錯(cuò)誤;以相同功率發(fā)射的細(xì)光

束,真空中單位長度的光能量相同,頻率越大,光子數(shù)越少,所以Hδ光的單位長度光子數(shù)

要少,Hγ光的單位長度光子數(shù)要多,C正確;同樣的光強(qiáng),由于頻率不同,光子個(gè)數(shù)不同,通

過同一個(gè)光電效應(yīng)裝置,Hγ光的頻率低,產(chǎn)生的光電子個(gè)數(shù)多,飽和電流大,D錯(cuò)誤。考點(diǎn)3原子核核反應(yīng)1.

(2025安徽,1,4分)2025年4月,位于我國甘肅省武威市的釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,標(biāo)志著人類在第四代核電技術(shù)上邁出關(guān)鍵一步。該技術(shù)利用釷核

Th)俘獲x個(gè)中子

n),并發(fā)生y次β衰變,轉(zhuǎn)化為易裂變的鈾核

U),則

()A.x=1,y=1

B.x=1,y=2C.x=2,y=1

D.x=2,y=2

B

解析核反應(yīng)方程可表示為

Th+

n

U+

e,可得232+x=233、90=92-y,解得釷核俘獲中子的數(shù)目x=1、β衰變的次數(shù)y=2,B正確。

知識(shí)拓展原子核中不存在電子,原子核發(fā)生β衰變時(shí),一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一

個(gè)電子,釋放出電子。2.

(2025湖北,1,4分)PET(正電子發(fā)射斷層成像)是核醫(yī)學(xué)科重要的影像學(xué)診斷工具,其檢查原理是將含放射性同位素(如

F)的物質(zhì)注入人體參與人體代謝,從而達(dá)到診斷的目的

F的衰變方程為

F→X

e

ν,其中

ν是中微子。已知

F的半衰期是110分鐘。下列說法正確的是

()A.X為

OB.該反應(yīng)為核聚變反應(yīng)C.1克

F經(jīng)110分鐘剩下0.5克

FD.該反應(yīng)產(chǎn)生的

ν在磁場中會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)

C

解析根據(jù)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒及電荷數(shù)守恒,可知X為

O,A錯(cuò)誤。該衰變過程不屬于核聚變反應(yīng),B錯(cuò)誤。半衰期是指放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的

時(shí)間,C正確

ν是一種電中性粒子,不帶電,所以不會(huì)受到洛倫茲力,也就不會(huì)在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn),D錯(cuò)誤。3.

(2025湖南,1,4分)關(guān)于原子核衰變,下列說法正確的是

()A.原子核衰變后生成新核并釋放能量,新核總質(zhì)量等于原核質(zhì)量B.大量某放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需時(shí)間,為該元素的半衰期C.放射性元素的半衰期隨環(huán)境溫度升高而變長D.采用化學(xué)方法可以有效改變放射性元素的半衰期

B

解析原子核衰變釋放能量,有質(zhì)量虧損,新核總質(zhì)量小于原核總質(zhì)量,A錯(cuò)誤;大量放射

性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間為元素的半衰期,必須是大量原子核的統(tǒng)

計(jì)規(guī)律,B正確;放射性元素的半衰期由原子核本身的性質(zhì)決定,與溫度、壓強(qiáng)等物理?xiàng)l

件無關(guān),也與原子核所處的化學(xué)狀態(tài)(如單質(zhì)態(tài)或化合態(tài))無關(guān),C、D錯(cuò)誤。4.

(2023廣東,1,4分)理論認(rèn)為,大質(zhì)量恒星塌縮成黑洞的過程,受核反應(yīng)

C+Y

O的影響。下列說法正確的是

()A.Y是β粒子,β射線穿透能力比γ射線強(qiáng)B.Y是β粒子,β射線電離能力比γ射線強(qiáng)C.Y是α粒子,α射線穿透能力比γ射線強(qiáng)D.Y是α粒子,α射線電離能力比γ射線強(qiáng)

D

解析由電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知Y的電荷數(shù)為2,質(zhì)量數(shù)為4,所以Y是α粒子,A、

B錯(cuò)誤。α射線的穿透能力較弱、電離能力較強(qiáng),C錯(cuò)誤,D正確。5.

(2025黑吉遼蒙,8,6分)(多選)某理論研究認(rèn)為

Mo原子核可能發(fā)生雙β衰變,衰變方程為

Mo

Ru+

e。處于第二激發(fā)態(tài)的

Ru原子核先后輻射能量分別為0.5908MeV和0.5395MeV的γ1、γ2兩光子后回到基態(tài)。下列說法正確的是

()A.A=100B.y=2C.γ1的頻率比γ2的大D.γ1的波長比γ2的大

ABC

解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,可知A=100,y=2,A、B正確;根據(jù)ε=hν可知,γ1比γ2

能量大,所以γ1的頻率比γ2的頻率大,C正確;根據(jù)c=λν可知,波長與頻率成反比,γ1的波長

比γ2的波長小,D錯(cuò)誤。6.

(2024浙江6月,4,3分)發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為

He

Be→X

n,“玉兔二號”巡視器的核電池中钚238的衰變方程為

Pu→

U+Y,正確的是

()A.核反應(yīng)方程中的X為

CB.衰變方程中的Y為

HeC.中子

n的質(zhì)量數(shù)為零D.钚238的衰變吸收能量

A

解析根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒,可得X是

C,A正確;衰變方程中的Y是

He,B錯(cuò)誤;中子的質(zhì)量數(shù)為1,電荷數(shù)為0,C錯(cuò)誤;钚238發(fā)生α衰變,釋放核能,實(shí)現(xiàn)核能向電能的轉(zhuǎn)化,D錯(cuò)誤。7.

(2024浙江1月,7,3分)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

H

H

He

nB.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

D

解析根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知,A錯(cuò)誤;發(fā)生輕核聚變的條件是原

子核之間的距離小于10-15m,C錯(cuò)誤;氦核較穩(wěn)定,氦核的比結(jié)合能比氘核的大,B錯(cuò)誤;一

個(gè)氘核參與聚變反應(yīng)質(zhì)量虧損為0.0189u,4g氘完全參與反應(yīng),質(zhì)量虧損產(chǎn)生的核能為

ΔE=

×6×1023×0.0189×931.5MeV≈2.1×1025MeV,D正確。8.

(2025河南,6,4分)由于宇宙射線的作用,在地球大氣層產(chǎn)生有鈹?shù)膬煞N放射性同位素

Be和

Be。測定不同高度大氣中單位體積內(nèi)二者的原子個(gè)數(shù)比,可以研究大氣環(huán)境的變化。已知

Be和

Be的半衰期分別約為53天和139萬年。在大氣層某高度采集的樣品中,研究人員發(fā)現(xiàn)

Be和

Be的總原子個(gè)數(shù)經(jīng)過106天后變?yōu)樵瓉淼?/p>

,則采集時(shí)該高度的大氣中

Be和

Be的原子個(gè)數(shù)比約為

()A.1∶4

B.1∶2

C.3∶4

D.1∶1

B

解析由題意知

Be和

Be的半衰期分別約為53天和139萬天

Be和

Be的總原子個(gè)數(shù)經(jīng)過106天后變?yōu)樵瓉淼?/p>

,假設(shè)衰變前

Be和

Be的原子個(gè)數(shù)比為k∶1,衰變前

Be的原子個(gè)數(shù)為x

Be的原子個(gè)數(shù)為kx,經(jīng)過106天后

Be的原子個(gè)數(shù)為kx×

=

kx

Be的原子個(gè)數(shù)約為x(關(guān)鍵點(diǎn)撥

Be的半衰期為139萬天,106天遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于139萬天,所以經(jīng)過106天后

Be的原子個(gè)數(shù)近似沒變),根據(jù)題意得x+

kx=

(x+kx),解得k=

,B正確?；A(chǔ)反饋練三年模擬1.

(2025惠州三模)量子力學(xué)已經(jīng)對多個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響,已成為當(dāng)今科學(xué)的重要基石之一。下列說法中正確的是

()A.光電效應(yīng)現(xiàn)象表明光具有波動(dòng)性B.實(shí)物粒子只具有粒子性而不具有波動(dòng)性C.玻爾的原子理論成功解釋了氫原子的光譜現(xiàn)象D.愛因斯坦的光子假說認(rèn)為光的能量是可以連續(xù)變化的

C

解析光電效應(yīng)現(xiàn)象表明光具有粒子性,A錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)的實(shí)物粒子具有波粒二象性,B錯(cuò)

誤;玻爾的原子理論成功解釋了氫原子的光譜現(xiàn)象,C正確;愛因斯坦的光子假說認(rèn)為光

的能量是一份一份的,不是連續(xù)變化的,D錯(cuò)誤。2.

(2025深圳中學(xué)一摸)下列說法正確的是

()

C

A.圖甲是α粒子散射實(shí)驗(yàn),α粒子穿過金箔后,多數(shù)α粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)B.圖乙是光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn),此時(shí)張開的驗(yàn)電器金屬箔帶負(fù)電,鋅板帶正電C.圖丙是放射源放出三種射線在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡,其中1為β射線D.圖丁是核反應(yīng)堆示意圖,其中石墨作為慢化劑的作用是吸收中子

解析題圖甲是α粒子散射實(shí)驗(yàn),α粒子穿過金箔后,少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn),A錯(cuò)

誤;題圖乙是光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn),鋅板失去電子,驗(yàn)電器金屬箔和鋅板都帶正電,B錯(cuò)誤;題圖

丙是放射源放出三種射線在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡,由左手定則知,1帶負(fù)電,為β射線,C正

確;核反應(yīng)堆中的石墨為慢化劑,使中子減速(拓展:核反應(yīng)堆中鎘棒的作用是吸收中子),

D錯(cuò)誤。3.

(2025深圳一模)2024年2月,復(fù)旦大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)了新型鈣基電池,其特點(diǎn)是成本低、更環(huán)保。圖甲是研究光電效應(yīng)的電路圖,光電管陰極K為金屬鈣,逸出功為

3.2eV,圖乙是氫原子的能級圖。若用大量處于n=4能級的氫原子發(fā)出的光照射陰極K,

下列躍遷過程不能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象的是

()

B

A.從n=4能級躍遷到n=1能級B.從n=4能級躍遷到n=3能級C.從n=3能級躍遷到n=1能級D.從n=2能級躍遷到n=1能級

解析

(點(diǎn)撥:入射光的頻率大于或等于截止頻率時(shí),才能發(fā)生光電效應(yīng),即入射光的光

子能量必須大于或等于被照射金屬的逸出功才能發(fā)生光電效應(yīng))氫原子從n=4能級躍

遷到n=3能級發(fā)出的光子的能量為0.66eV,小于金屬鈣的逸出功,則不能使金屬鈣發(fā)生

光電效應(yīng),分別從n=4、n=3、n=2能級躍遷到n=1能級發(fā)出的光子的能量均大于陰極K

中金屬鈣的逸出功,均能使金屬鈣發(fā)生光電效應(yīng),B正確。4.

(2025深圳二模)2025年3月,全球首款基于碳14同位素的核電池“燭龍一號”工程樣機(jī)橫空出世,標(biāo)志著我國在核能技術(shù)與微電池領(lǐng)域取得了重大突破。碳14的核反應(yīng)

方程為

C

N

e,其半衰期約5730年。正確的說法是

()A.該衰變過程吸收能量B.增加碳14濃度可以縮短半衰期C.碳14可做示蹤原子來斷定地質(zhì)年代D.衰變產(chǎn)生的電子是碳原子外層電子電離產(chǎn)生的

C

解析放射性元素衰變過程放出能量,A錯(cuò)誤;碳14衰變的半衰期與物理化學(xué)性質(zhì)無關(guān),

增加其濃度,半衰期不變,B錯(cuò)誤;通過碳14的衰變,可做示蹤原子來斷定地質(zhì)年代,C正

確;該衰變中的電子由中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子的過程產(chǎn)生,D錯(cuò)誤。

規(guī)律總結(jié)

α衰變、β衰變的比較

α衰變?chǔ)滤プ兯プ兎匠?/p>

X

Y

He

X

Y

e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)整體

射出1個(gè)中子轉(zhuǎn)化為1個(gè)質(zhì)子和1個(gè)電子

H+

n

He

n

H

e衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、動(dòng)量守恒5.

(2024廣東二模)2023年12月,某公司正式發(fā)布全球首型、世界最大核動(dòng)力集裝箱船船型設(shè)計(jì),它采用了第四代釷基堆型熔鹽反應(yīng)堆,具有更高的安全性、更少的核廢

料、更長的使用壽命和更廣泛的能源應(yīng)用前景。在該反應(yīng)堆中,釷核

Th)經(jīng)過一系列的衰變最終變成了鉛核

Pb),下列說法正確的是

()A.釷核包含有90個(gè)質(zhì)子和140個(gè)中子B.釷核的結(jié)合能小于鉛核的結(jié)合能C.釷核衰變?yōu)殂U核經(jīng)歷了6次α衰變和4次β衰變D.釷核衰變?yōu)殂U核需要吸收能量

C

解析釷核包含有90個(gè)質(zhì)子,其質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和,其中子數(shù)為232-90=1

42,A錯(cuò)誤。雖然釷核的比結(jié)合能稍小于鉛核的比結(jié)合能,但釷核的核子數(shù)多于鉛核的,

則釷核的結(jié)合能大于鉛核的結(jié)合能(原子核的結(jié)合能=原子核的比結(jié)合能×核子數(shù)),B錯(cuò)

誤(結(jié)合能大的原子核比結(jié)合能不一定大)。釷核變?yōu)殂U核,質(zhì)量數(shù)減少了24,說明發(fā)生

了6次α衰變,同時(shí)將導(dǎo)致質(zhì)子數(shù)減少12,但實(shí)際質(zhì)子數(shù)減少了8,說明還發(fā)生了4次β衰變,

C正確。釷為天然放射性元素,能自發(fā)地進(jìn)行衰變,而自發(fā)進(jìn)行的衰變反應(yīng)都釋放能量,

D錯(cuò)誤。

知識(shí)拓展衰變次數(shù)的計(jì)算方法(1)衰變特點(diǎn)法由于β衰變不改變質(zhì)量數(shù),首先由質(zhì)量數(shù)的改變確定α衰變次數(shù),再由電荷數(shù)守恒確定β

衰變次數(shù)。(2)方程式法設(shè)放射性元素

X經(jīng)過n次α衰變和m次β衰變后,變成穩(wěn)定的新元素

Y,則表示核反應(yīng)的方程為

X→

Y+

He+

e。根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可列等式有A=A'+4n,Z=Z'+2n-m,聯(lián)立以上兩式解得n=

,m=

+Z'-Z。6.

(2025江西重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)如圖1所示是一款光電煙霧探測器的原理圖。當(dāng)有煙霧進(jìn)入時(shí),來自光源S的光被煙霧散射后進(jìn)入光電管C,光射到光電管中的鈉表面時(shí)會(huì)產(chǎn)

生光電流。如果產(chǎn)生的光電流大于等于10-8A,便會(huì)觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)。已知普朗克常量h=

6.6×10-34J·s,真空中的光速c=3×108m/s,元電荷e=1.6×10-19C。金屬鈉的遏止電壓Uc隨入

射光頻率ν的變化規(guī)律如圖2所示,則

()

A

A.觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)時(shí)鈉表面每秒釋放出的光電子數(shù)至少是6.25×1010B.圖2中圖線斜率表示普朗克常量hC.要使該探測器正常工作,光源S發(fā)出的光的波長不能小于5.0×10-7mD.通過調(diào)節(jié)光源發(fā)光強(qiáng)度來調(diào)整光電煙霧探測器的靈敏度是不可行的解題指導(dǎo)第一步:尋找光電流與光電子數(shù)之間的關(guān)系I=

。第二步:找到Uc與ν之間的關(guān)系,根據(jù)函數(shù)關(guān)系式確定圖線斜率的物理意義。第三步:尋找光源光照強(qiáng)度與光電流之間的關(guān)系。

解析由題意可知,產(chǎn)生的光電流大于等于10-8A,便會(huì)觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng),根據(jù)I=

,解得N=6.25×1010,A正確。根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得eUc=Ek=hν-W0,故有Uc=

ν-

,題圖2中圖線斜率k=

,B錯(cuò)誤。根據(jù)以上分析可知

=2.5V,可得W0=4×10-19J,要使該探測器正常工作,光源S發(fā)出的光子能量應(yīng)滿足hν0≥W0,即h

≥W0,故波長應(yīng)滿足λ≤4.95×10-7

m,C錯(cuò)誤。若發(fā)光強(qiáng)度增大,則單位時(shí)間入射光的光子數(shù)增加,單位時(shí)間發(fā)生光電效應(yīng)

產(chǎn)生的光電子數(shù)增多,光電流增大,更容易觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng),所以通過調(diào)節(jié)光源發(fā)光強(qiáng)