易錯(cuò)點(diǎn)16對(duì)光電效應(yīng)、核能認(rèn)識(shí)不清

目錄

01易錯(cuò)陷阱

易錯(cuò)陷阱1：不理解光電效應(yīng)規(guī)律

易錯(cuò)陷阱2：不能明確氫原子躍遷問(wèn)題

易錯(cuò)陷阱3：躍遷中兩個(gè)易混問(wèn)題

易錯(cuò)陷阱4：不理解半衰期，求半衰期出現(xiàn)錯(cuò)誤

易錯(cuò)陷阱5：衰變方程及核反應(yīng)方程的理解

02易錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)

知識(shí)點(diǎn)一、對(duì)光電效應(yīng)規(guī)律的解釋

知識(shí)點(diǎn)二、光電效應(yīng)的圖像分析

知識(shí)點(diǎn)三、光的波粒二象性與物質(zhì)波

知識(shí)點(diǎn)四、氫原子的能級(jí)躍遷

知識(shí)點(diǎn)五、α衰變、β衰變和γ輻射的實(shí)質(zhì)

知識(shí)點(diǎn)六、結(jié)合能比結(jié)合能質(zhì)能方程

03舉一反三——易錯(cuò)題型

題型一：光電效應(yīng)的電路分析圖像分析

題型二：氫原子與能級(jí)躍遷

題型三：結(jié)合能比結(jié)合能的分析

題型四：核反應(yīng)的計(jì)算

04易錯(cuò)題通關(guān)

易錯(cuò)陷阱1：不理解光電效應(yīng)規(guī)律

光電效應(yīng)規(guī)律的四點(diǎn)理解

“”

①放不放光電子，看入射光的頻率。

②放多少光電子，看光的強(qiáng)度。

③光電子的最大初動(dòng)能大小，看入射光的頻率。

④要放光電子，瞬時(shí)放。.

易錯(cuò)陷阱2：不能明確氫原子躍遷問(wèn)題

原子躍遷的頻率條件hν＝En－Em只適用于原子在各定態(tài)之間躍遷的情況。

①當(dāng)光子能量大于或等于13.6eV(或|En|)時(shí)，也可以被處于基態(tài)(或n能級(jí))的氫原子吸收，使氫原子

②電離；當(dāng)處于基態(tài)(或n能級(jí))的氫原子吸收的光子能量大于13.6eV(或|En|)時(shí)，氫原子電離后，電子

具有一定的初動(dòng)能。

原子還可吸收外來(lái)實(shí)物粒子(例如自由電子)的能量而被激發(fā)。由于實(shí)物粒子的動(dòng)能可全部或部分

③被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于兩能級(jí)的能量差值(E≥En－Em)，均可使原子發(fā)生

能級(jí)躍遷。

易錯(cuò)陷阱3：躍遷中兩個(gè)易混問(wèn)題

一群原子和一個(gè)原子

①氫原子核外只有一個(gè)電子，這個(gè)電子在某個(gè)時(shí)刻只能處在某一個(gè)可能的軌道上，在某段時(shí)間內(nèi)，

由某一軌道發(fā)生躍遷時(shí)，可能的情況最多有n-1種，但是如果有大量的氫原子，這些原子的核外電

子躍遷時(shí)就會(huì)有2。

Cn

直接躍遷與間接躍遷

②原子從一種能量狀態(tài)躍遷到另一種能量狀態(tài)時(shí)，有時(shí)可能是直接躍遷，有時(shí)可能是間接躍遷。

兩種情況下輻射(或吸收)光子的能量是不同的。直接躍遷時(shí)輻射(或吸收)光子的能量等于間接躍遷時(shí)

輻射(或吸收)的所有光子的能量和。

易錯(cuò)陷阱4：不理解半衰期，求半衰期出現(xiàn)錯(cuò)誤

半衰期由放射性元素的核內(nèi)部本身的因素決定的。跟原子所處的物理（如壓強(qiáng)、溫度等）或化學(xué)（如

單質(zhì)或化合物）狀態(tài)無(wú)關(guān)．（半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，只對(duì)大量原子核適用，對(duì)于少數(shù)個(gè)別的原子核，

其衰變毫無(wú)規(guī)律，何時(shí)衰變，不可預(yù)知．衰變速度越快的元素，半衰期越短;不同的放射性元素，半

衰期不同，甚至差別十分懸殊．

若半衰期一般用表示，表示衰變時(shí)間，表示放射性元素的初始原子核個(gè)數(shù)，為經(jīng)歷了個(gè)半衰

期后所剩余放射性?元素的?原子核個(gè)數(shù)，?表0示已衰變的放射性元素原子核個(gè)數(shù)；?表示放射?性元素

的初始質(zhì)量，為經(jīng)歷了個(gè)半衰斯所剩?余?放射性元素的質(zhì)量，表示已衰變的放?射0性元素的質(zhì)量。

則有如下4個(gè)?公式：???

；

11?11

???

?=?0(2)=?0(2)???=?0??=?0(1?2)=?0(1?2?)

；

11?11

???

?=?0(2)=?0(2)???=?0??=?0(1?2)=?0(1?2?)

易錯(cuò)陷阱5：衰變方程及核反應(yīng)方程的理解

(1)衰變及核反應(yīng)過(guò)程一般都是不可逆的，所以衰變及核反應(yīng)方程只能用單向箭頭“→”連接并表示反

應(yīng)方向，不能用等號(hào)連接。

(2)衰變及核反應(yīng)的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能憑空只依據(jù)兩個(gè)守恒規(guī)律杜撰出生成物來(lái)寫(xiě)衰

變及核反應(yīng)方程。

(3)衰變及核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，衰變及核反應(yīng)過(guò)程中總質(zhì)量一般會(huì)發(fā)生變化。

(4)衰變及核反應(yīng)遵循電荷數(shù)守恒。

知識(shí)點(diǎn)一、對(duì)光電效應(yīng)規(guī)律的解釋

對(duì)應(yīng)規(guī)律對(duì)規(guī)律的解釋

電子從金屬表面逸出，必須克服金屬的逸出功W0，則入射光子的

存在截止頻率

νcW0

能量不能小于W0，對(duì)應(yīng)的頻率必須不小于νc＝，即截止頻率

h

電子吸收光子能量后，一部分用來(lái)克服金屬的逸出功，剩余部分表

光電子的最大初動(dòng)能隨著入射

現(xiàn)為光電子的初動(dòng)能，只有直接從金屬表面飛出的光電子才具有最

光頻率的增大而增大，與入射光

大初動(dòng)能。對(duì)于確定的金屬，W0是一定的，故光電子的最大初動(dòng)

的強(qiáng)度無(wú)關(guān)

能只隨入射光頻率的增大而增大，和光強(qiáng)無(wú)關(guān)

光照射金屬時(shí)，電子一次性吸收光子的全部能量，不需要積累能量

光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性

的時(shí)間

對(duì)于同種頻率的光，光較強(qiáng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)照射到金屬表面的光子

光較強(qiáng)時(shí)飽和電流較大

數(shù)較多，照射金屬時(shí)產(chǎn)生的10光電子較多，因而飽和電流較大

1、三個(gè)關(guān)系式

愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0。

最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：Ek＝eUc。

逸出功與極限頻率的關(guān)系：W0＝hνc。

2、兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系

光強(qiáng)大(頻率一定時(shí))→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→飽和光電流大。

光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動(dòng)能大。

知識(shí)點(diǎn)二、光電效應(yīng)的圖像分析

由圖線可直接(或

圖像名稱(chēng)圖線形狀

間接)得到的物理量

極限頻率νc：圖線與ν軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)

光電子的最大初動(dòng)能Ek

①逸出功W0：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)

與入射光的頻率ν的關(guān)系

②的絕對(duì)值，W0＝|－E|＝E

圖線

普朗克常量h：圖線的斜率k＝h

③遏止電壓Uc：圖線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐

顏色相同、強(qiáng)度不同的

①標(biāo)的值

光，光電流與電壓的關(guān)系

飽和光電流Im：電流的最大值

圖線

②最大初動(dòng)能：Ekm＝eUc

顏色不同、強(qiáng)度相同的③遏止電壓Uc1、Uc2

光，光電流與電壓的關(guān)系①飽和光電流

圖線②最大初動(dòng)能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2

③截止頻率νc：圖線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐

①標(biāo)的值

遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增

遏止電壓Uc與入射光的

②大

頻率ν的關(guān)系圖線

普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子

③電荷量的乘積，即h＝ke(注：此時(shí)兩極之

間接反向電壓)

知識(shí)點(diǎn)三、光的波粒二象性與物質(zhì)波

1、波粒二象性

(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性。

(2)光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)說(shuō)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。

h

(4)光子的能量ε＝hν，光子的動(dòng)量p＝。

λ

2、物質(zhì)波

(1)1924年，法國(guó)物理學(xué)家德布羅意提出：實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，即每一個(gè)運(yùn)動(dòng)的粒子都與一

個(gè)對(duì)應(yīng)的波相聯(lián)系，這種波叫作物質(zhì)波，也叫德布羅意波。所以實(shí)物粒子也具有波粒二象性。

εh

(2)粒子的能量ε和動(dòng)量p跟它所對(duì)應(yīng)的波的頻率ν和波長(zhǎng)λ之間，遵從的關(guān)系為：ν＝；λ＝。

hp

知識(shí)點(diǎn)四、氫原子的能級(jí)躍遷

(1)玻爾理論

軌道量子化與定態(tài)：電子的軌道是量子化的。電子在這些軌道上繞核的運(yùn)動(dòng)是穩(wěn)定的，不產(chǎn)

生電①磁輻射。因此，原子的能量也只能取一系列特定的值，這些量子化的能量值叫作能級(jí)。原子中

這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)，稱(chēng)為定態(tài)。能量最低的狀態(tài)叫作基態(tài)，其他的狀態(tài)叫作激發(fā)態(tài)。

頻率條件：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能

－34

量由這②兩個(gè)定態(tài)的能量差決定，即hν＝En－Em(m＜n，h是普朗克常量，h＝6.63×10J·s)。

(2)氫原子的能級(jí)圖

(3)電子動(dòng)能變化規(guī)律

e2v2ke2

從公式上判斷，電子繞氫原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)靜電力提供向心力，即＝，所以kn＝，隨

k2mEr

rr2rn

增大而①減小。

從庫(kù)侖力做功上判斷，當(dāng)軌道半徑增大時(shí)，庫(kù)侖引力做負(fù)功，故電子的動(dòng)能減小。反之，當(dāng)

軌道半②徑減小時(shí)，庫(kù)侖引力做正功，電子的動(dòng)能增大。

(4)原子的電勢(shì)能的變化規(guī)律

通過(guò)庫(kù)侖力做功判斷，當(dāng)軌道半徑增大時(shí)，庫(kù)侖引力做負(fù)功，原子的電勢(shì)能增大。反之，當(dāng)

軌道半①?gòu)綔p小時(shí)，庫(kù)侖引力做正功，原子的電勢(shì)能減小。

利用原子能量公式En＝Ekn＋Epn判斷，當(dāng)軌道半徑增大時(shí)，原子能量增大，電子動(dòng)能減小，

原子的②電勢(shì)能增大。反之，當(dāng)軌道半徑減小時(shí)，原子能量減小，電子動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能減小。

知識(shí)點(diǎn)五、α衰變、β衰變和γ輻射的實(shí)質(zhì)

(1)α衰變：原子核中的兩個(gè)中子和兩個(gè)質(zhì)子結(jié)合起來(lái)形成α粒子，并被釋放出來(lái)。

(2)β衰變：核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，電子發(fā)射到核外。

(3)γ輻射：原子核的能量不能連續(xù)變化，存在著能級(jí)。放射性的原子核在發(fā)生α衰變、β衰變時(shí)產(chǎn)

生的新核處于高能級(jí)，這時(shí)它要向低能級(jí)躍遷，并放出γ光子。因此，γ射線經(jīng)常是伴隨α射線和β射

線產(chǎn)生的。

(4)原子核衰變過(guò)程中，α粒子、β粒子和新原子核在磁場(chǎng)中的軌跡

靜止的原子核在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中自發(fā)衰變，其軌跡為兩相切圓，α衰變時(shí)兩圓外切，β衰變時(shí)兩圓內(nèi)

mv

切，根據(jù)動(dòng)量守恒定律m1v1＝m2v2和r＝知，半徑小的為新核，半徑大的為α粒子或β粒子，其特

qB

點(diǎn)對(duì)比如下表：

衰變類(lèi)型衰變方程勻強(qiáng)磁場(chǎng)中軌跡特點(diǎn)

AA－44

α衰變ZX→Z－2Y＋2He

兩圓外切，α粒子軌跡半徑大

AA0

β衰變ZX→Z＋1Y＋－1e

兩圓內(nèi)切，β粒子軌跡半徑大

知識(shí)點(diǎn)六、結(jié)合能比結(jié)合能質(zhì)能方程

1．結(jié)合能

原子核是核子憑借核力結(jié)合在一起構(gòu)成的，要把它們分開(kāi)，也需要能量，這就是原子核的結(jié)合

能。

2．比結(jié)合能

(1)定義：原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比，叫作比結(jié)合能，也叫作平均結(jié)合能。

(2)特點(diǎn)：不同原子核的比結(jié)合能不同，原子核的比結(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。

3．質(zhì)能方程、質(zhì)量虧損

愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程E＝mc2。原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和，這就是質(zhì)量虧損。質(zhì)

量虧損表明，的確存在著原子核的結(jié)合能。

4．重核裂變

(1)定義：質(zhì)量數(shù)較大的原子核受到高能粒子的轟擊而分裂成幾個(gè)質(zhì)量數(shù)較小的原子核的過(guò)程。

(2)特點(diǎn)

核裂變過(guò)程中能夠放出巨大的能量。

①核裂變的同時(shí)能夠放出2或3個(gè)中子。

②核裂變的產(chǎn)物不是唯一的。對(duì)于鈾核裂變，有二分裂、三分裂和四分裂形式，但三分裂和四

分裂概③率非常小。

(3)典型的核裂變反應(yīng)方程

2351891441

92U＋0n→36Kr＋56Ba＋30n。

(4)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過(guò)程。

(5)臨界體積和臨界質(zhì)量：核裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積叫作它的臨界體積，相應(yīng)的

質(zhì)量叫作臨界質(zhì)量。

(6)核裂變的應(yīng)用：原子彈、核反應(yīng)堆。

(7)反應(yīng)堆構(gòu)造：核燃料、慢化劑(如重水、石墨)、鎘棒(也叫控制棒，它可以吸收中子，用于調(diào)

節(jié)中子數(shù)目以控制反應(yīng)速度)、防護(hù)層。

5．輕核聚變

(1)定義

兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的核反應(yīng)。輕核聚變反應(yīng)必須在高溫下進(jìn)行，因此又叫熱核反應(yīng)。

(2)特點(diǎn)

核聚變過(guò)程放出大量的能量，平均每個(gè)核子放出的能量，比核裂變反應(yīng)中平均每個(gè)核子放出

的能量①大3～4倍。

核聚變反應(yīng)比核裂變反應(yīng)更劇烈。

②核聚變反應(yīng)比核裂變反應(yīng)更安全、清潔。

③自然界中核聚變反應(yīng)原料豐富。

④(3)典型的核聚變反應(yīng)方程

2341

1H＋1H→2He＋0n＋17.6MeV。

題型一：光電效應(yīng)的電路分析圖像分析

【例1】（2024?如皋市模擬）氫原子能級(jí)如圖甲所示，一群處于高能級(jí)的氫原子，向低能級(jí)躍遷時(shí)

發(fā)出多種可見(jiàn)光，分別用這些可見(jiàn)光照射圖乙電路的陰極K，其中3條光電流I隨電壓U變化的

圖線如圖丙所示，已知可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍約為400nm到760nm之間，a光的光子能量為2.86eV。

則（）

A．氫原子從n＝4能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)能輻射出6種頻率的可見(jiàn)光

B．當(dāng)滑片P向a端移動(dòng)時(shí)，光電流I將增大

C．a(chǎn)光照射得到的光電流最弱，所以a光光子動(dòng)量最小

D．圖丙中3條圖線對(duì)應(yīng)的遏止電壓，一定有|Ub﹣Uc|≤0.97V

【變式1-1】（2024?江寧區(qū)校級(jí)模擬）如圖所示是研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)原理圖，某實(shí)驗(yàn)小組用光強(qiáng)相

同（即單位時(shí)間照射到單位面積的光的能量相等）的紅光和紫光分別照射陰極K，移動(dòng)滑片P分

別得到紅光和紫光照射時(shí)，光電管的光電流I與電勢(shì)差UKA的關(guān)系圖像可能正確的是（）

A．B．

C．D．

【變式1-2】（2024?廣東一模）圖甲為研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，用不同頻率的單色光照射陰極K，

正確操作下，記錄相應(yīng)電表示數(shù)并繪制如圖乙所示的Uc﹣ν圖像，當(dāng)頻率為ν1時(shí)繪制了如圖丙

所示的I﹣U圖像，圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)均為已知量，則下列說(shuō)法正確的是（）

A．飽和電流與K、A之間的電壓有關(guān)

B．測(cè)量遏止電壓Uc時(shí)，滑片P應(yīng)向b移動(dòng)

C．陰極K的逸出功

??1??2???2??1

?0=

．普朗克常量?2??1

D?

??2???1

=

【變式1-3】（2024?包河區(qū)?2校??級(jí)1模擬）以下說(shuō)法正確的是（）

﹣

A．由甲圖中的粒子散射的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以估計(jì)出原子核半徑的數(shù)量級(jí)是1010m

α

B．由乙圖的氫原子能級(jí)圖可知，一個(gè)處于n＝3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷可能發(fā)出3種不同頻

率的光

C．a(chǎn)、b、c三束單色光照射同一光電管得到光電流I與光電管兩極間的電壓U的關(guān)系曲線如丙圖，

則a、b、c光的頻率關(guān)系為νa＝νc＜νb

D．由圖丁可知核的結(jié)合能比核的大

89235

36??92?

題型二：氫原子與能級(jí)躍遷

【例2】（2024?荔灣區(qū)校級(jí)三模）1885年，瑞士科學(xué)家巴爾末對(duì)當(dāng)時(shí)已知的氫原子在可見(jiàn)光區(qū)的4

條譜線（記作H、H、H和Hδ）作了分析，發(fā)現(xiàn)這些譜線的波長(zhǎng)滿(mǎn)足一個(gè)簡(jiǎn)單的公式，稱(chēng)為巴

爾末公式。這4α條特征β譜線γ是玻爾理論的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。如圖所示，這4條特征譜線分別對(duì)應(yīng)氫原子

從n＝3、4、5、6能級(jí)向n＝2能級(jí)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，刻度們從左至右增大）（）

A．B．

C．D．

【變式2-1】（2024?濰坊三模）如圖所示為氫原子能級(jí)圖，用頻率為ν的單色光照射大量處于基態(tài)的

氫原子，氫原子輻射出頻率分別為的ν1、ν2、ν3三種光子，且ν1＜ν2＜ν3。用該單色光照射

到某新型材料上，逸出光電子的最大初動(dòng)能與頻率為ν2光子的能量相等。下列說(shuō)法正確的是

（）

A．ν3＞ν1+ν2

B．ν＝ν1+ν2+ν3

C．該單色光光子的能量為12.75ev

D．該新型材料的逸出功為1.89ev

【變式2-2】（2024?湖北三模）如圖甲所示為氫原子的能級(jí)圖，大量處于n＝4能級(jí)的氫原子向基態(tài)

躍遷時(shí)，放出頻率不同的光子。其中頻率最高的光照射圖乙電路中光電管陰極K時(shí)，電路中電流

隨電壓變化的圖像如圖丙所示。已知可見(jiàn)光光子的能量范圍為1.62～3.11eV，電子的電荷量大小

為e，質(zhì)量為m，則下列說(shuō)法正確的是（）

A．這群氫原子躍遷時(shí)最多可放出6種可見(jiàn)光

B．用圖乙實(shí)驗(yàn)電路研究光電效應(yīng)，要測(cè)遏止電壓，滑片P應(yīng)向a端滑動(dòng)

C．若頻率最高的光子能量為E0，可求出光電管陰極K的逸出功為（E0﹣eU2）

D．1.62eV的光子比3.11eV的光子照射同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置形成的干涉條紋間距窄

【變式2-3】（2024?岳麓區(qū)校級(jí)模擬）一群處于基態(tài)的氫原子，在大量電子的碰撞下躍遷至n＝4的

能級(jí)，然后從n＝4能級(jí)向低能級(jí)躍遷。如圖甲，氫原子從能級(jí)n＝4躍遷到能級(jí)n＝2產(chǎn)生可見(jiàn)

光Ⅰ，從能級(jí)n＝3躍遷到能級(jí)n＝2產(chǎn)生可見(jiàn)光Ⅱ。圖乙是光Ⅰ、光Ⅱ?qū)νN材料照射時(shí)產(chǎn)生的

光電流與電壓圖線。已知普朗克常量h，電子質(zhì)量為me、電荷量為e，光在真空中的速度為c，

下列說(shuō)法正確的是（）

A．使處于基態(tài)的氫原子躍遷至n＝4能級(jí)的電子動(dòng)能Ek＝E4﹣E1

B．圖乙的圖線a對(duì)應(yīng)光Ⅰ

C．圖乙中的U1、U2滿(mǎn)足關(guān)系e（U2﹣U1）＝E4﹣E3

D．使處于基態(tài)的氫原子躍遷至n＝4能級(jí)的電子德布羅意波長(zhǎng)＜

??

??4??1

題型三：結(jié)合能比結(jié)合能的分析

【例3】（2024?遼寧三模）中國(guó)的新一代人造太陽(yáng)“中國(guó)環(huán)流三號(hào)”已經(jīng)實(shí)現(xiàn)100萬(wàn)安培等離子體

電流下的高約束模式運(yùn)行，為可控核聚變的最終實(shí)現(xiàn)又向前邁出了重要一步。發(fā)生核聚變的一種

核反應(yīng)方程為HHHe+X，關(guān)于該核反應(yīng)下列說(shuō)法正確的是（）

234

A．X為電子1+1→2

B．該核反應(yīng)可以在常溫下進(jìn)行

C．該核反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有質(zhì)量虧損

D．He的比結(jié)合能大于H的比結(jié)合能

42

【變式32-1】（2024?徐州三模1）原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示。根據(jù)該曲線，判斷下列說(shuō)法正確的

是（）

A．O比He更穩(wěn)定

164

B．8U的2比結(jié)合能比Kr大

23589

9236

C．兩個(gè)H結(jié)合成He時(shí)需要吸收能量

24

D．Li的1結(jié)合能約為25MeV

6

【變式3-2】（2024?浙江模擬）釷基熔鹽核反應(yīng)堆不僅發(fā)電效率高，而且核廢料污染小，具有廣闊的

應(yīng)用前景。本身不能直接使用，需經(jīng)過(guò)一系列核反應(yīng)后先生成，再衰變生成，

232233233233

利用中子轟9擊0??發(fā)生裂變后釋放核能，其典型產(chǎn)物是和91，??已知91??的半衰期為922?7

23314289233

天，則（）92?56??36??91??

A．裂變反應(yīng)的方程為

233233142891

B．92?的結(jié)合能大于的92結(jié)?→合5能6??+36??+20?

89233

C．大36量??的經(jīng)過(guò)5492天?后有四分之一發(fā)生了衰變

233

D．發(fā)91生?的?是衰變

233

【變式391-3?】（?2024?長(zhǎng)安β區(qū)一模）本地時(shí)間2023年8月24日下午1點(diǎn)，日本政府正式開(kāi)始向太平洋

排放處理過(guò)的福島第一核電站“核污水”。“核污水”中含有大量的氚以及鋇141、氪92、鍶90

等幾十種放射性元素，其中的半衰期為28年，衰變方程為。下列說(shuō)法正確的

9090900

是（）38??38??→39?+?1?

A．衰變方程中釋放出電子，說(shuō)明原子核中存在電子

90

B．100個(gè)原子核經(jīng)過(guò)56年，3還8?將?剩余25個(gè)原子核未衰變

9090

C．隨著海水38?溫?度的變化，原子核的半衰期會(huì)發(fā)38?生?變化

90

D．的比結(jié)合能比的38比??結(jié)合能小

9090

38??39?

題型四：核反應(yīng)的計(jì)算

【例4】（2025?邯鄲一模）核電站鈾核裂變的產(chǎn)物是多樣的。有一種典型的鈾核裂變是生成鋇和氪，

核反應(yīng)方程是，已知鈾核的質(zhì)量為m1，鋇核的質(zhì)量為m2，氪

2351144891

92056360

核的質(zhì)量為m3，中?+子?的→質(zhì)量?為?+m4?，?以+下(?說(shuō))法?+正?確的是（）

A．核反應(yīng)方程中的x＝2

B．該核反應(yīng)釋放的核能是

2

C．的比結(jié)合能大于(?1（?或?2??）3?的2比?結(jié)4)?合能

23514489

D．目92前?部分高科技核電站56已?經(jīng)?實(shí)現(xiàn)可36?控?核聚變發(fā)電

【變式4-1】（2024?金東區(qū)校級(jí)模擬）2023年4月13日，中國(guó)“人造太陽(yáng)”反應(yīng)堆中科院環(huán)流器裝

置（EAST）創(chuàng)下新紀(jì)錄，實(shí)現(xiàn)403秒穩(wěn)態(tài)長(zhǎng)脈沖高約束模等離子體運(yùn)行，為可控核聚變的最終

實(shí)現(xiàn)又向前邁出了重要的一步，下列關(guān)于核反應(yīng)的說(shuō)法正確的是（）

A．核聚變的核反應(yīng)燃料主要是鈾235

B．核聚變反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有質(zhì)量虧損

C．氘氚核聚變的核反應(yīng)方程為

2341

D．相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變1?比+重1?核→裂2?變?+釋0?放的核能少

【變式4-2】（2024?成都模擬）歷史上第一次利用加速器實(shí)現(xiàn)的核反應(yīng)，是利用加速后動(dòng)能為Ek1的

質(zhì)子H轟擊靜止的Li核，生成兩個(gè)動(dòng)能均為Ek2的He核，已知光速為c，則此核反應(yīng)中的質(zhì)

174

量虧損1為（）32

A．B．

??22??2

22

C．?D．?

??2???12??2???1

22

【變式4-3?】（2024?涪陵區(qū)校級(jí)模擬）如圖所示，將裝有?的鉛制容器放在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)

238

中的P點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，在距P點(diǎn)L處的位置放置熒9光2屏?，屏的下沿與P點(diǎn)等高，鈾發(fā)生衰變

后從鉛制容器中豎直向上釋放出兩束射線，射線M打在屏上，在屏上距下沿L處形成寬的光帶，

?

N射線豎直向上。已知釷核（Th）質(zhì)量為M，粒子的質(zhì)量m，電荷量為q，普朗克常2量h，不計(jì)

速度對(duì)質(zhì)量的影響，不計(jì)粒子重力且每個(gè)α原子核只發(fā)生一次衰變，求：（用題目所給符號(hào)表

238

示）92?

（1）射線M和射線N的成分及衰變核反應(yīng)方程式；

（2）M射線的速度范圍；

（3）若認(rèn)為衰變后的原子核不穩(wěn)定，將動(dòng)能一次性全部轉(zhuǎn)為光子釋放，求光子的最大頻率。

1.（2024?龍崗區(qū)校級(jí)模擬）下列四幅圖涉及不同的物理知識(shí)，其中說(shuō)法正確的是（）

A．圖甲中P射線粒子流帶負(fù)電

B．圖乙中實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)

C．圖丙中的玻爾能級(jí)理論可以解釋衰變現(xiàn)象

D．圖丁中用中子轟擊鈾核使其發(fā)生β裂變，方程式為U→ThHe

2382344

2.（2024?溫州一模）“核鉆石”電池是一種依靠核反9應(yīng)2發(fā)電的90新型+電2池，該電池中的衰變釋

14

放出射線。下列說(shuō)法正確的是（）6?

A．β的衰變產(chǎn)物為

1414

B．6?的比結(jié)合能大于7衰?變產(chǎn)物的比結(jié)合能

14

C．升6高?溫度會(huì)使的半衰期變短

14

D．衰變放出的電6子?來(lái)自碳原子的核外電子

β

3.（2024?浙江二模）氫原子光譜按波長(zhǎng)展開(kāi)的譜線如圖甲所示，此譜線滿(mǎn)足巴耳末公式

1

﹣=

，n＝3，4，5，6，7…，圖乙為氫原子能級(jí)圖。普朗克常量約為6.63×1034J??s，

11

?∞(2?2)

則（2）?

A．垂直入射到同一單縫衍射裝置，H光的衍射中央亮條紋寬度小于H

βγ

B．氫原子從n＝3躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)會(huì)輻射出射線

C．氫原子從n＝5躍遷到n＝2與n＝4躍遷到nγ＝2產(chǎn)生光子的動(dòng)量之比為286：255

D．在同一光電效應(yīng)裝置中，H光照射產(chǎn)生的光電子初動(dòng)能都大于H光照射產(chǎn)生的光電子

4.（2024?江漢區(qū)模擬）1977年γ發(fā)射的旅行者探測(cè)器到現(xiàn)在還可以與地α球保持聯(lián)絡(luò)，該探測(cè)器使

用了Pu元素制造的核動(dòng)力電池。據(jù)悉，的半衰期約為88年，其衰變方程為X，

238238234

則（）94??94??→92?+

A．宇宙寒冷的溫度會(huì)使的半衰期變長(zhǎng)

238

B．發(fā)生的是衰變，94?射?線具有極強(qiáng)的穿透能力，可用于金屬探傷

238

C．29g4的??核經(jīng)α過(guò)264年α，還剩余約0.5g沒(méi)有衰變

238

D．的94比?結(jié)?合能大于的比結(jié)合