第3課時近代物理初步和物理學(xué)史專題復(fù)習(xí)定位解決問題本專題主要復(fù)習(xí)原子及原子核的結(jié)構(gòu)、光電效應(yīng)的規(guī)律和電路、能級和能級躍遷的規(guī)律、原子核的衰變和人工轉(zhuǎn)變以及核能的計算等知識。高考重點主要考查原子物理和能級躍遷；光電效應(yīng)規(guī)律和電路；核反應(yīng)和核能；物理學(xué)史和物理學(xué)思想方法等。題型難度本專題以選擇題形式命題，考查基本概念及規(guī)律，難度較小。1.光電效應(yīng)規(guī)律(1)任何一種金屬都有一個極限頻率，入射光的頻率低于這個頻率時不發(fā)生光電效應(yīng)。(2)光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大。(3)入射光照射到金屬板上時，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時的，一般不會超過10－9s。(4)入射光線越強單位時間內(nèi)發(fā)射的電子數(shù)越多。2.光電效應(yīng)方程(1)光電子的最大初動能Ek跟入射光子的能量hν和逸出功W0的關(guān)系為：Ek＝hν－W0。(2)極限頻率νc＝eq\f(W0,h)。3.氫原子能級圖(1)氫原子能級圖如圖1所示。圖1(2)一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時，最多可能輻射出的光譜線條數(shù)：N＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(n（n－1）,2)。4.原子核的衰變衰變類型α衰變β衰變衰變方程eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A,Z＋1)Y＋eq\o\al(0,－1)e衰變實質(zhì)2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合成一整體射出核內(nèi)的一個中子轉(zhuǎn)化成了一個質(zhì)子和一個電子2eq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(1,0)n→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(0,－1)e衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒5.核反應(yīng)和核能(1)原子核的結(jié)合能：克服核力做功，使原子核分解為單個核子時吸收的能量，或若干單個核子在核力的作用下結(jié)合成原子核時放出的能量。(2)質(zhì)量虧損：原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和的現(xiàn)象。注意質(zhì)量數(shù)與質(zhì)量是兩個不同的概念。(3)質(zhì)能方程：E＝mc2，即一定的能量和一定的質(zhì)量相聯(lián)系，物體的總能量與它的質(zhì)量成正比。高考題型1光電效應(yīng)規(guī)律的理解【例1】(2021·廣東六校第三次聯(lián)考)如圖2所示，甲圖為演示光電效應(yīng)的實驗裝置；乙圖為a、b、c三種光照射下得到的三條電流表與電壓表讀數(shù)之間的關(guān)系曲線。下列說法正確的是()圖2A.a、b、c三種光的頻率各不相同B.b、c兩種光的光強可能相同C.若b光為綠光，a光可能是紫光D.圖甲中的滑動變阻器的滑片向右滑動，電流表的讀數(shù)可能增大答案D解析由光電效應(yīng)方程及遏止電壓的關(guān)系可得eUc＝Ek＝hν－W，b、c兩種光的遏止電壓相同，故頻率相同，a光的遏止電壓較小，頻率較低，A錯誤；同一頻率光的最大光電流與光強成正比，對比乙圖可知，b光較強，B錯誤；由A的分析可知，a光頻率較低，若b光為綠光，a光不可能是紫光，C錯誤；圖甲中的滑動變阻器的滑片向右滑動，增大光電管兩端電壓，且為正向電壓，電流表的讀數(shù)可能增大，但不會超過飽和光電流，D正確?！就卣褂?xùn)練1】(2021·山東省第二次模擬)用如圖3所示的實驗裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。用光子能量為2.75eV的光照射到光電管上時發(fā)生了光電效應(yīng)，電流表G的示數(shù)不為零，移動變阻器的觸點c，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于1.7V時，電流表示數(shù)為零，則在該實驗中()圖3A.光電子的最大初動能為1.05eVB.光電管陰極的逸出功為1.7eVC.開關(guān)S斷開，電流表G示數(shù)為零D.當(dāng)滑動觸頭向a端滑動時，電壓表示數(shù)增大答案D解析由題目可知，遏止電壓Uc＝1.7V，最大初動能Ek＝eUc＝1.7eV，A錯誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，逸出功W0＝hν－Ek＝1.05eV，B錯誤；斷開開關(guān)S，光電效應(yīng)依然發(fā)生，有光電流，光電管、電流表、滑動變速器構(gòu)成閉合回路，電流表中電流不為零，C錯誤；電源電壓為反向電壓，當(dāng)滑動觸頭向a端滑動時，反向電壓增大，電壓表示數(shù)增大，電流表中電流減小，D正確?！就卣褂?xùn)練2】(2021·湖南懷化市一模)甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時，光電子的最大初動能與入射光頻率間的關(guān)系分別如圖4中的a、b所示。下列判斷正確的是()圖4A.圖線a與b不一定平行B.圖線a與b的斜率是定值，與入射光和金屬材料均無關(guān)系C.乙金屬的極限頻率小于甲金屬的極限頻率D.甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時，若光電子的最大初動能相同，甲金屬的入射光頻率大答案B解析根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，圖線的斜率代表普朗克常量，兩直線一定平行，A錯誤；普朗克常量與入射光和金屬材料均無關(guān)系，B正確；橫軸截距表示最大初動能為零時的入射光頻率，也就是金屬的極限頻率，故乙金屬的極限頻率大于甲金屬的極限頻率，C錯誤；甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時，若光電子的最大初動能相同，甲金屬的入射光頻率小，D錯誤。高考題型2玻爾理論和能級躍遷【例2】(2021·1月廣東學(xué)業(yè)水平選擇考適應(yīng)性測試，1)原子從高能級向低能級躍遷產(chǎn)生光子，將頻率相同的光子匯聚可形成激光。下列說法正確的是()A.頻率相同的光子能量相同B.原子躍遷發(fā)射的光子頻率連續(xù)C.原子躍遷只產(chǎn)生單一頻率的光子D.激光照射金屬板不可能發(fā)生光電效應(yīng)答案A解析根據(jù)E＝hν可知，頻率相同的光子能量相同，故A正確；原子從一個定態(tài)躍遷到另一個定態(tài)時，原子輻射一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定，光子的頻率是不連續(xù)的，故B錯誤；原子在不同的軌道之間躍遷產(chǎn)生不同頻率的光子，故C錯誤；根據(jù)Ek＝hν－W0可知，當(dāng)激光光子的能量大于金屬板的逸出功時，照射金屬板即可發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯誤?！就卣褂?xùn)練3】(2021·廣東深圳市高三下4月第二次調(diào)研)氫原子能級如圖5甲所示，一群處于n＝3能級的氫原子向低能級躍遷，產(chǎn)生的光照射到圖乙所示的真空管。陰極K材料為鈉，其逸出功為2.29eV，發(fā)射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流，則()圖5A.躍遷產(chǎn)生的光中，由n＝3能級躍遷到n＝2能級產(chǎn)生的光子頻率最大B.躍遷產(chǎn)生的光中，只有一種頻率的光可以使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)C.當(dāng)滑片P調(diào)至最左端時，電流表的示數(shù)不為0D.當(dāng)電源a端為負極，無論滑片P調(diào)至何位置，電流表的示數(shù)均為0答案C解析躍遷產(chǎn)生的光中，由n＝3能級躍遷到n＝1能級產(chǎn)生的光子能量最大，頻率最大，故A錯誤；躍遷產(chǎn)生的光中，能量大于鈉逸出功的有兩種光子，則有兩種頻率的光可以使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)，故B錯誤；當(dāng)滑片P調(diào)至最左端時，雖然光電管兩端電壓為零，但由于有光電子逸出，電路中有光電流，故電流表的示數(shù)不為0，故C正確；當(dāng)電源a端為負極，只要反向電壓不超過遏止電壓，電路中就有光電流，電流表示數(shù)就不為0，故D錯誤?！就卣褂?xùn)練4】(2021·河北“五個一名校聯(lián)盟”二模)氫原子能級圖如圖6所示，大量處于n＝4能級上的氫原子向低能級躍遷時會發(fā)出不同頻率的光。下列說法正確的是()圖6A.這些光中波長最長的光對應(yīng)的光子能量為10.2eVB.這些光中頻率最高的光對應(yīng)的光子能量為12.75eVC.用這些光照射逸出功為3.20eV的鈣金屬表面，能照射出光電子的光最多有4種D.用這些光照射逸出功為3.20eV的鈣金屬表面，出射光電子初動能的最大值為8.19eV答案B解析這些光中波長最長的光，頻率最小，能量最小，對應(yīng)的光子能量為1.51eV－0.85eV＝0.66eV，故A錯誤；這些光中頻率最高的光對應(yīng)的光子能量為13.6eV－0.85eV＝12.75eV，故B正確；用這些光照射逸出功為3.20eV的鈣金屬表面，能照射出光電子的光最多有3種，故C錯誤；用這些光照射逸出功為3.20eV的鈣金屬表面，出射光電子的最大初動能為Ek＝hν－W0＝12.75eV－3.20eV＝9.55eV，故D錯誤。高考題型3核反應(yīng)和核能【例3】(2021·山東省普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試，1)在測定年代較近的湖泊沉積物形成年份時，常利用沉積物中半衰期較短的eq\a\vs4\al(eq\o\al(210,82)Pb)，其衰變方程為eq\o\al(210,82)Pb→eq\o\al(210,83)Bi＋X。以下說法正確的是()A.衰變方程中的X是電子B.升高溫度可以加快eq\o\al(210,82)Pb的衰變C.eq\o\al(210,82)Pb與eq\o\al(210,83)Bi的質(zhì)量差等于衰變的質(zhì)量虧損D.方程中的X來自于eq\o\al(210,82)Pb內(nèi)質(zhì)子向中子的轉(zhuǎn)化答案A解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X是電子，A正確；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)和外部條件無關(guān)，B錯誤；eq\o\al(210,82)Pb與eq\o\al(210,83)Bi和電子X的質(zhì)量差等于衰變的質(zhì)量虧損，C錯誤；方程中的X來自于eq\o\al(210,82)Pb內(nèi)中子向質(zhì)子的轉(zhuǎn)化，D錯誤?！纠?】(2021·河北省普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試，1)銀河系中存在大量的鋁同位素26Al。26Al核β＋衰變的衰變方程為eq\o\al(26,13)Al→eq\o\al(26,12)Mg＋eq\o\al(0,1)e，測得26Al核的半衰期為72萬年。下列說法正確的是()A.26Al核的質(zhì)量等于26Mg核的質(zhì)量B.26Al核的中子數(shù)大于26Mg核的中子數(shù)C.將鋁同位素26Al放置在低溫低壓的環(huán)境中，其半衰期不變D.銀河系中現(xiàn)有的鋁同位素26Al將在144萬年后全部衰變?yōu)?6Mg答案C解析26Al發(fā)生衰變的過程中釋放正電子的同時還有核能釋放，發(fā)生質(zhì)量虧損，所以26Al核的質(zhì)量大于26Mg核與正電子的質(zhì)量之和，故A錯誤；26Al核的中子數(shù)n1＝26－13＝13，而26Mg核的中子數(shù)n2＝26－12＝14，所以26Al核的中子數(shù)小于26Mg核的中子數(shù)，故B錯誤；半衰期是原子核固有的屬性，與物理環(huán)境和化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，故C正確；鋁同位素26Al的半衰期為72萬年，所以經(jīng)過144萬年也就是兩個半衰期后還剩下eq\f(1,4)沒有衰變，故D錯誤?！就卣褂?xùn)練5】(2021·全國甲卷，17)如圖7所示，一個原子核X經(jīng)圖中所示的一系列α、β衰變后，生成穩(wěn)定的原子核Y，在此過程中放射出電子的總個數(shù)為()圖7A.6 B.8C.10 D.14答案A解析X的中子數(shù)為146，質(zhì)子數(shù)為92，質(zhì)量數(shù)為146＋92＝238，Y的中子數(shù)為124，質(zhì)子數(shù)為82，質(zhì)量數(shù)為124＋82＝206，質(zhì)量數(shù)減少238－206＝32，發(fā)生α衰變的次數(shù)為32÷4＝8，發(fā)生β衰變的次數(shù)為82－(92－2×8)＝6，即在此過程中放射出電子的總個數(shù)為6，A正確。【拓展訓(xùn)練6】(2021·山東臨沂市等級考試模擬)2021年2月13日晚間，日本福島附近海域發(fā)生里氏7.3級地震，福島有兩座核電站均發(fā)生輕微泄露，核泄漏對環(huán)境和人體的危害主要是放射性物質(zhì)的衰變。若eq\o\al(232,90)Th(釷)原子核靜止在勻強磁場中，當(dāng)它在垂直磁場的平面內(nèi)發(fā)生α衰變時，生成的新原子核和α粒子的運動軌跡如圖8所示，則新原子核和α粒子在磁場中做圓周運動的周期之比為()圖8A.44∶1 B.57∶44C.57∶22 D.57∶1答案B解析α衰變方程為eq\o\al(232,90)Th→eq\o\al(228,88)X＋eq\o\al(4,2)He，根據(jù)周期公式T＝eq\f(2πm,qB)，可知新原子核和α粒子在磁場中做圓周運動周期之比為eq\f(TX,Tα)＝eq\f(mXqα,qXmα)＝eq\f(228×2,88×4)＝eq\f(57,44)，故選B。高考題型4物理學(xué)史和物理學(xué)思想方法【例5】(2021·廣東珠海市高三下二模)下列說法正確的是()A.牛頓用實驗證明了牛頓第一定律B.愛因斯坦通過解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象，得出光具有波動性C.盧瑟福通過α粒子散射實驗，發(fā)現(xiàn)了衰變現(xiàn)象D.卡文迪許通過扭秤實驗測出了萬有引力常量答案D解析牛頓第一定律為理想實驗定律，牛頓總結(jié)了前人的經(jīng)驗，包括伽利略的斜面實驗，指出了物體運動的原因，即牛頓第一定律，故A錯誤；愛因斯坦通過解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象，得出光具有粒子性，故B錯誤；盧瑟福通過α粒子散射實驗，發(fā)現(xiàn)了核式結(jié)構(gòu)模型，故C錯誤；卡文迪許通過扭秤實驗測出了萬有引力常量，故D正確?！就卣褂?xùn)練7】(2021·新高考八省大聯(lián)考廣東區(qū)熱身模擬)在物理學(xué)的研究及應(yīng)用過程中所用思想方法的敘述正確的是()圖9A.在不需要考慮物體本身的大小和形狀時，用質(zhì)點來代替物體的方法是猜想法B.速度的定義式v＝eq\f(Δx,Δt)，采用的是比值法；當(dāng)Δt趨近于零時，eq\f(Δx,Δt)就可以表示物體在t時刻的瞬時速度，該定義應(yīng)用了理想模型法C.在探究加速度與力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系時，先保持質(zhì)量不變研究加速度與力的關(guān)系，再保持力不變研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，該實驗應(yīng)用了類比法D.如圖9是三個實驗裝置，這三個實驗都體現(xiàn)了放大的思想答案D解析在不需要考慮物體本身的大小和形狀時，用質(zhì)點來代替物體的方法是理想模型法，選項A錯誤；速度的定義式v＝eq\f(Δx,Δt)，采用的是比值法；當(dāng)Δt趨近于零時，eq\f(Δx,Δt)就可以表示物體在t時刻的瞬時速度，該定義應(yīng)用了極限法，選項B錯誤；在探究加速度與力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系時，先保持質(zhì)量不變研究加速度與力的關(guān)系，再保持力不變研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，該實驗應(yīng)用了控制變量法，選項C錯誤；用力向下壓，使桌面產(chǎn)生微小形變，使平面鏡M逆時針方向微小旋轉(zhuǎn)，若使法線轉(zhuǎn)過θ角，則M反射的光線旋轉(zhuǎn)的角度為2θ，N反射的光線就旋轉(zhuǎn)了4θ，那么投射到標尺上的光斑走過的距離就更大，故該實驗觀察測量結(jié)果采用的是微小變量放大法；用擠壓玻璃瓶時微小的變化不易觀察，但通過細管中水位的變化能夠觀察出來，是一種放大的思想；第三個裝置都是球m，受到m對它的引力會使豎直懸線發(fā)生扭轉(zhuǎn)，從而使鏡面M的法線轉(zhuǎn)過微小角度，從而電光源的投影會在標尺上移動一定距離，從而將微小形變放大，故都是利用放大的思想方法。這三個裝置都是將微小形變進行放大，故都是利用放大的思想方法。故D正確。專題限時訓(xùn)練(限時：30分鐘)1.(2021·新高考八省大聯(lián)考廣東區(qū)模擬熱身)下列有關(guān)說法正確的是()A.庫侖總結(jié)出庫侖定律并首先準確測出了靜電力常量B.牛頓總結(jié)出萬有引力定律并首先測出了萬有引力常量C.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象并總結(jié)出法拉第電磁感應(yīng)定律D.伽利略根據(jù)理想斜面實驗指出物體的運動不需要力來維持答案D解析庫侖通過庫侖扭秤實驗總結(jié)得出庫侖定律，靜電力常量不是庫侖測出，故A錯誤；牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)和總結(jié)出萬有引力定律，引力常量是后來卡文迪許通過實驗測出的，故B錯誤；法拉第研究了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，紐曼和韋伯先后總結(jié)出法拉第電磁感應(yīng)定律，故C錯誤；伽利略根據(jù)理想斜面實驗指出物體的運動不需要力來維持，故D正確。2.(2021·廣東省普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試，1)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)銀河系中存在大量的放射性同位素鋁26。鋁26的半衰期為72萬年，其衰變方程為eq\o\al(26,13)Al→eq\o\al(26,12)Mg＋Y。下列說法正確的是()A.Y是氦核B.Y是質(zhì)子C.再經(jīng)過72萬年，現(xiàn)有的鋁26衰變一半D.再經(jīng)過144萬年，現(xiàn)有的鋁26全部衰變答案C解析根據(jù)電荷數(shù)守恒與質(zhì)量數(shù)守恒可知Y為正電子eq\o\al(0,1)e，A、B錯誤；經(jīng)過一個半衰期，鋁26衰變一半，經(jīng)過兩個半衰期，鋁26還剩下四分之一，C正確，D錯誤。3.(2021·重慶市高考模擬預(yù)熱)由于放射性元素eq\o\al(237,93)Np的半衰期很短，所以在自然界中一直未被發(fā)現(xiàn)，只是在使用人工的方法制造后才被發(fā)現(xiàn)。已知一個eq\o\al(237,93)Np原子核經(jīng)過一系列α衰變和β衰變后變成eq\o\al(209,83)Bi，下列說法正確的是()A.衰變過程中共發(fā)生了7次α衰變和6次β衰變B.一次衰變過程可以同時放出α粒子、β粒子和γ粒子C.eq\o\al(237,93)Np的半衰期與任意一個eq\o\al(237,93)3Np原子核發(fā)生衰變的時間相等D.eq\o\al(237,93)Np的人工放射性同位素比天然放射性物質(zhì)半衰期更短，放射性廢料更容易處理答案D解析根據(jù)衰變的過程中質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒，衰變過程中發(fā)生α衰變的次數(shù)為eq\f(237－209,4)＝7(次)，β衰變的次數(shù)為2×7－(93－83)＝4(次)，A錯誤；一個原子核在一次衰變中要么是α衰變、要么是β衰變，同時伴隨γ射線的產(chǎn)生，可以同時放出α粒子和γ射線或者β粒子和γ射線，不能同時放出三種粒子，B錯誤；半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對少數(shù)原子核不適用，C錯誤；與天然放射性物質(zhì)相比，eq\o\al(237,93)Np的人工放射性同位素的放射強度容易控制，還可以制成各種所需的形狀，特別是它的半衰期比天然放射性物質(zhì)短得多，因此放射性廢料更容易處理，D正確。4.(2021·湖南省普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試，1)核廢料具有很強的放射性，需要妥善處理。下列說法正確的是()A.放射性元素經(jīng)過兩個完整的半衰期后，將完全衰變殆盡B.原子核衰變時電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)不守恒C.改變壓力、溫度或濃度，將改變放射性元素的半衰期D.過量放射性輻射對人體組織有破壞作用，但輻射強度在安全劑量內(nèi)則沒有傷害答案D解析根據(jù)半衰期的定義可知，放射性元素經(jīng)過兩個完整的半衰期后，還剩原來的eq\f(1,4)未衰變，A錯誤；原子核衰變時電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒，B錯誤；放射性元素的半衰期由原子核內(nèi)部自身的因素決定，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系，因此改變壓力、溫度或濃度，放射性元素的半衰期不變，C錯誤；過量放射性輻射對人體組織有破壞作用，若輻射強度在安全劑量內(nèi)則不會對人體組織造成傷害，D正確。5.(2021·全國乙卷，17)醫(yī)學(xué)治療中常用放射性核素113In產(chǎn)生γ射線，而113In是由半衰期相對較長的113Sn衰變產(chǎn)生的。對于質(zhì)量為m0的113Sn，經(jīng)過時間t后剩余的113Sn質(zhì)量為m，其eq\f(m,m0)－t圖線如圖1所示。從圖中可以得到113Sn的半衰期為()圖1A.67.3d B.101.0dC.115.1d D.124.9d答案C解析縱坐標由eq\f(2,3)變?yōu)閑q\f(1,3)，說明這eq\f(2,3)m0的113Sn中正好有一半的113Sn發(fā)生了衰變，經(jīng)過的時間為一個半衰期，因此半衰期T＝t2－t1＝115.1d，C正確。6.(2021·廣東肇慶市高三下第三次統(tǒng)一測試)2020年12月4日，中國新一代“人造太陽裝置”——“中國環(huán)流器二號M”裝置在四川成都建成并實現(xiàn)首次放電，這為中國核聚變反應(yīng)堆的自主設(shè)計與建造打下了堅實基礎(chǔ)。已知氘、氚的核聚變反應(yīng)方程式為：eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X＋17.6MeV，下列說法正確的是()圖2A.X是中子B.該核反應(yīng)中反應(yīng)前核子的總質(zhì)量等于反應(yīng)后核子的總質(zhì)量C.該核反應(yīng)中反應(yīng)前的總結(jié)合能大于反應(yīng)后的總結(jié)合能D.該核反應(yīng)放出的能量來源于氘、氚原子中電子從高能級向低能級躍遷產(chǎn)生的答案A解析在eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X＋17.6MeV反應(yīng)中，根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒可知，X的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為1，所以X是中子，故A正確；該核反應(yīng)方程釋放能量，因此有質(zhì)量虧損，反應(yīng)后的核子總質(zhì)量小于反應(yīng)前的核子總質(zhì)量，故B錯誤；由結(jié)合能的概念和核聚變是放能反應(yīng)可知，反應(yīng)前的總結(jié)合能小于反應(yīng)后的總結(jié)合能，故C錯誤；該核反應(yīng)放出的能量來源于原子核聚變反應(yīng)質(zhì)量虧損，而不是核外電子的躍遷，故D錯誤。7.(2021·廣東深圳市高三下第一次調(diào)研)核電池又稱“放射性同位素電池”，利用衰變放出的射線能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芏瞥伞？茖W(xué)家利用eq\o\al(147,61)Pm→eq\o\al(147,62)Sm＋x衰變反應(yīng)制成核電池，已知eq\o\al(147,61)Pm的半衰期約為2.6年，eq\o\al(147,61)Pm、eq\o\al(147,62)Sm原子核及x粒子的質(zhì)量分別為m1、m2、m，真空中的光速為c，則()A.射線粒子x的符號是eq\o\al(0,1)eB.5.2年后所有eq\o\al(147,61)Pm原子核均已衰變C.每個eq\o\al(147,61)Pm原子核衰變放出的能量為(m1－m2－m)c2D.單位時間內(nèi)該電池因衰變而放出的核能一直保持不變答案C解析根據(jù)核反應(yīng)過程電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒可知射線粒子x的符號是eq\o\al(0,－1)e，所以A錯誤；5.2年后經(jīng)過了2個半衰期，所以有eq\f(3,4)的eq\o\al(147,61)Pm原子核已衰變，則B錯誤；由愛因斯坦的質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2可得，每個eq\o\al(147,61)Pm原子核衰變放出的能量為(m1－m2－m)c2，所以C正確；由能量守恒定律可知核電池衰變后，單位時間內(nèi)該電池因衰變而放出的核能會逐漸減小，所以D錯誤。8.(2021·廣東肇慶市第二次統(tǒng)一測試)關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是()A.只要入射光的強度足夠強，就可以使金屬發(fā)生光電效應(yīng)B.光子的能量大于金屬的逸出功就可以使金屬發(fā)生光電效應(yīng)C.照射時間越長光電子的最大初動能越大D.光電子的最大初動能與入射光子的頻率成正比答案B解析根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律，只有入射光的頻率大于金屬的截止頻率，才可以使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，A錯誤；光子的能量大于金屬的逸出功就可以使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，B正確；光電子的最大初動能與照射時間無關(guān)，C錯誤；由Ek＝hν－W0知，光電子的最大初動能隨入射光子的頻率增大而增大，但不是成正比，D錯誤。9.(2020·安徽淮北市一模)圖3甲為研究光電效應(yīng)的電路圖，當(dāng)用頻率為ν的光照射金屬陰極K時，通過調(diào)節(jié)光電管兩端電壓U，測量對應(yīng)的光電流I，繪制了如圖乙所示的I－U圖像。已知電子所帶電荷量為e，圖像中遏止電壓Uc、飽和光電流Im及入射光的頻率ν、普朗克常量h均為已知量。下列說法正確的是()圖3A.光電子的最大初動能為hν－eUcB.陰極金屬的逸出功為eUcC.若增大原入射光的強度，則Uc和Im均會變化D.陰極金屬的截止頻率為eq\f(hν－eUc,h)答案D解析光電子的最大初動能為Ek＝eUc，選項A錯誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0＝eUc，則陰極金屬的逸出功為W0＝hν－eUc，選項B錯誤；若增大原入射光的強度，則最大初動能不變，遏止電壓Uc不變，但是飽和光電流Im會變化，選項C錯誤；根據(jù)W0＝hνc＝hν－eUc可得，陰極金屬的截止頻率為νc＝eq\f(hν－eUc,h)，選項D正確。10.(2021·河北省高考模擬)用頻率分別為ν和2ν的光照射某種金屬材料，兩種情況下測得的該金屬材料發(fā)生光電效應(yīng)的遏止電壓之比為1∶3，已知普朗克常量為h，則該金屬的逸出功為()A.hν B.eq\f(1,2)hνC.eq\f(1,3)hν D.eq\f(1,4)hν答案B解析設(shè)用頻率分別為ν和2ν的光照射時，逸出的光電子的最大初動能分別為Ek1和Ek2，則由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得Ek1＝hν－W0，Ek2＝2hν－W0，又因為Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2，eq\f(Uc1,Uc2)＝eq\f(1,3)，以上各式聯(lián)立可解得W0＝eq\f(1,2)hν，故選項B正確。11.(2021·天津市等級性考試模擬)下列說法正確的是()A.圖甲中，當(dāng)弧光燈發(fā)出的光照射到鋅板上時，與鋅板相連的驗電器鋁箔有張角，發(fā)生光電效應(yīng)，證明光具有粒子性B.如圖乙所示為某金屬在光的照射下，光電子最大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖像，當(dāng)入射光的頻率為2ν0時，光電子逸出的初動能一定等于hν0C.圖丙中，用從n＝2能級躍遷到n＝1能級輻射出的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑，不能發(fā)生光電效應(yīng)D.圖丁是放射性元素發(fā)出的射線在垂直于紙面向里的磁場中偏轉(zhuǎn)示意圖，射線c是β粒子流，它產(chǎn)生的機理是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的答案A解析與鋅板相連的驗電器的鋁箔相互張開，說明光照射到鋅