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1、秘籍秘籍 11 原子核和近代物理原子核和近代物理 高考预测高考预测概率预测 题型预测选择题 考向预测原子核和近代物理的综合应试秘籍应试秘籍原子核和近代物理是高中物理在经典物理学学习内容的拓展，高考中的考查分量比较少。高考中，应熟练掌握该部分的基础知识，能解决相关的实际问题。1从考点频率看，原子核的衰变、半衰期、核反应、黑体辐射、能级跃迁、光子的动量、光电效应是高频考点、必考点，所以必须完全掌握。2从题型角度看，选择题为主，分值 5 分左右，着实不少！一、一、原子结构和波粒二象性原子结构和波粒二象性1.黑体、黑体辐射的实验规律(1)黑体：能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体(2)
2、黑体辐射的实验规律对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，如图2.光电效应及其规律(1)光电效应现象照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出，这个现象称为光电效应，这种电子常称为光电子(2)光电效应的产生条件入射光的频率大于或等于金属的截止频率(3)光电效应规律秘籍11 原子核和近代物理-备战2023年高考物理抢分秘籍（全国通用）（解析版）每种金属都有一个截止频率 c，入射光的频率必须大于或等于这个截
3、止频率才能产生光电效应 光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大 光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过 109 s.当入射光的频率大于或等于截止频率时，在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，逸出的光电子数越多，逸出光电子的数目与入射光的强度成正比，饱和电流的大小与入射光的强度成正比 2爱因斯坦光电效应方程(1)光电效应方程 表达式：hEkW0或 EkhW0.物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是h，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能(2)逸出功 W0：电子从金属中逸出所需做功的最小值，W0hchcc.(3
4、)最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值 二、二、光的波粒二象性与物质波光的波粒二象性与物质波 1光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性(2)光电效应说明光具有粒子性(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性 2物质波(1)概率波：光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波(2)物质波：任何一个运动着的物体，小到微观粒子，大到宏观物体，都有一种波与它对应，其波长 hp，p 为运动物体的动量，h 为普朗克常量 三、三、玻尔
5、理论玻尔理论 能级跃迁能级跃迁 1玻尔理论(1)定态假设：电子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中电子绕核的运动是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不产生电磁辐射(2)跃迁假设：电子从能量较高的定态轨道(其能量记为 En)跃迁到能量较低的定态轨道(能量记为 Em，m。已知普朗克常量 h、电子质量 m和电子电荷量 e，电子的初速度不计，显微镜工作时的加速电压为 U，则该显微镜的观测线度为（）AnhUme B122323mU hn e C2nhmeU D2Uhnme 2（2023天津河东统考一模）如图所示，a、b 两束单色光分别沿不同方向射向横截面为半圆形玻璃砖的圆心 O，已知 a光刚好
6、发生全反射，b光的折射光线（反射光线未画出）刚好与 a 光的反射光线重叠，且，则可判断（）A若将 b 光沿 a光的光路射向 O点，b 光也能发生全反射 B用 a、b 单色光分别检查同一光学平面的平整度时，a 光呈现的明暗相间的条纹要宽些 C用 a、b 单色光分别以相同入射角斜射入同一平行玻璃砖，a光发生的侧移小 D用 a、b 单色光分别照射同一光电管阴极并都能发生光电效应时，如果光电管两端施加反向电压，用 b光照射时的遏制电压小 3（2023四川成都石室中学校考三模）氢原子的能级图如图甲所示，一群处于4n=能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中发出的光照射图乙电路中的阴极 K，其中只有 a、b两
7、种频率的光能使之发生光电效应。分别用这两种频率的光照射阴极 K，测得图乙中电流表随电压表读数变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（）A题中的氢原子跃迁共能发出 3 种不同频率的光子 Ba 光是从4n=能级向1n=能级跃迁产生的 Ca光的波长大于 b光的波长 Db光照射阴极 K 时逸出的光电子的最大初动能比 a 光照射时的小 4（2023北京丰台统考二模）如图是研究光电效应的实验装置，开始时滑列变阻器的滑片 P与固定点 O正对。用频率为 的光照射光电管的阴极 K，观察到微安表指针偏转，不计光电子间的相互作用。下列说法正确的是（）A仅减小照射光频率，微安表指针一定不偏转 B仅减小照射光强度，微安
8、表指针一定不偏转 C仅将滑片 P向 a端移动，微安表示数变大 D仅将滑片 P 向 b 端移动，光电子向 A 板运动的过程中动能变大 5（2023辽宁阜新统考模拟预测）下列说法正确的是（）A核反应14140671CNe+属于衰变且能自发发生 B核反应32411120HHHen+属于核聚变且能自发发生 C查德威克通过核反应491212460HeBeCn+发现了中子 D普朗克发现了电子 6（2023河北校联考模拟预测）为了解释氢原子的发光现象，玻尔于 1913 年提出了原子假说。如图所示，一电子绕氢原子核做匀速圆周运动，基态的轨道半径为1r，电子在该轨道上运动的动能为k1E，基态原子的能量为1E，某
9、激发态的轨道半径为2r，电子在该轨道上运动的动能为k2E，该激发态原子的能量为2E。下列说法中正确的是（）Ak2k1EE B电子可以在1r和2r之间的任意轨道上稳定运动 C处于该激发态的原子向基态跃迁时释放的光子频率为21EEh D氢原子的上述能级跃迁释放能量的方式和氢弹释放能量的相同 7（2023广西统考三模）如图所示，图甲用于研究光电效应的实验装置，图乙是氢原子的能级结构。实验发现4n=直接跃迁到2n=时发出的光照射图实验装置的阴极时，发现电流表示数不为零，慢慢移动滑动变阻器触点 c，发现电压表读数等于 0.8V 时，电流表读数恰好为零，电子的电荷量为 e，下列说法正确的是（）A4n=跃迁
10、到2n=的光电子最大初动能为 2.55eV B滑动变阻器触点 c向 b侧缓慢移动，电流表读数逐渐减小为零 C其他条件不变，一群氢原子处于4n=能级跃迁发出的光，总共有 3 种光可以发生光电效应 D用不同频率的光子照射该实验装置，记录电流表恰好读数为零的电压表读数，根据以上频率和电压可以精确测量普朗克常数 8（2023辽宁校联考二模）放射性材料2PuO可以作为火星探测车的燃料，2PuO中的Pu元素是23894Pu，已知23894Pu发生衰变的核反应方程为2382349492PuUXm+，已知23894Pu的半衰期为 87.7 年。下列说法正确的是（）A方程中2m=，X 是21H B20 个2Pu
11、O经过 87.7 年后还剩 10 个 C23894Pu的比结合能小于23492U的比结合能 D在火星上23894Pu的半衰期与在地球上不同 二、多选题二、多选题 9（2023甘肃统考二模）核电池是利用放射性同位素衰变放出载能粒子（如粒子、粒子和射线）并将其能量转换为电能的装置。人造心脏的放射性同位素动力源用的燃料是钋23894Pu，其衰变方程为2382349492PuUX+。下列说法正确的是（）A23492U不具有放射性 B该衰变为衰变 C原子核 X 和射线均属于实物粒子 D23894Pu的比结合能比23492U的比结合能小 10（2023云南曲靖校考模拟预测）下列说法正确的是（）A射线与射线
12、一样都是电磁波，但射线的穿透本领远比射线弱 B玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征 C气体压强是由于气体分子受到重力作用而产生的 D一定质量的理想气体，如果等压膨胀，则一定吸热 11（2023天津河西统考二模）我国在研究原子物理领域虽然起步较晚，但是近年对核能的开发与利用却走在了世界的前列，有关原子的相关知识，下列说法正确的是（）A查德威克发现中子的核反应方程为491212460HeBeCn+，这是个聚变反应 B原子核发生衰变时，产生的射线本质是高速电子流，因核内没有电子，所以射线是核外电子逸出原子形成的 C光电效应和康普顿效应都能说明光子具有粒子性，且前者可说明光子具有
13、能量，后者除证明光子具有能量，还可证明光子具有动量 D氢原子的部分能级结构如图，一群处于4n=能级的氢原子向低能级跃迁时，发出的光照射钾板（逸出功为 2.25eV），钾板表面所发出的光电子的最大初动能为 10.5eV 12（2023河北张家口统考一模）如图所示为光照射到钠金属板上时，遏止电压 U与入射光频率 v 的函数关系图线，已知元电荷191.6 10Ce=。昔朗克常量346.63 10J sh=，由图中信息可知（）A遏止电压与入射光的频率成正比 B图像的斜率为he C钠的逸出功约为 2.3eV D用 81014Hz 的光照射钠金属板时，光电子的最大初动能约为192.9 10J 13（202
14、3新疆统考二模）下列四幅示意图中说法正确的是（）A卢瑟福通过分析图 粒子散射实验的结果，发现了质子 B图是链式反应示意图，原子弹就是利用重核裂变的链式反应制成的 C图是电子束穿过铝箔后的衍射图样，证实了电子的波动性 D图中一群处于4n=能级的氢原子向1n=能级跃迁过程，最多放出 3 种不同频率的光子 14（2023浙江宁波统考二模）图甲和图乙分别是可见光谱图和氢原子的能级图，某个处于5n=能级的氢原子，向低能级跃迁过程中，共发出 3 不同频率的光，其中 1 种是可见光a：另一个处于4n=能级的氢原子，向低能级跃迁过程中，共发出 2 种不同频率的光，其中 1 种是可见光b，已知a、b是不同频率的
15、可见光，普朗克常量346.63 10h=J/s，元电荷量191.6 10e=C，下列说法正确的是（）Aa光子比b光子动量更大 B用a光和b光分别入射到水中，在水中a光的传播速度更大 C用a光和b光分别照射某一光电管，a光更可能发生光电效应 D用a光和b光分别做相同的双缝干涉实验，a光的干涉条纹间距更大 15（2023浙江绍兴统考二模）如图所示是一颗人造地球卫星，它的主体表面上镀有一层铂（铂逸出功为5.32eV），两翼的太阳能电池板（面积为23.0m）在绕地球轨道运行时，始终保持正面垂直于太阳光的照射方向。若太阳光为波长 550nm 的单色光，照射到电池表面的太阳光被全部吸收且单位面积的接收功率
16、为1.4kW，已知普朗克常量346.63 10J sh=，1 摩尔粒子约为236.0 10个。下列正确的是（）A每个光子的能量约为403.3 10J B到达电池表面太阳光的功率为 4.2kW C电池表面吸收 1 摩尔光子的时间约为 51s D太阳光照射到卫星主体上会有光电子从表面逸出 16（2023辽宁辽阳统考二模）辽宁红沿河核电站核能供暖示范项目于 2022 年 11 月 1 日正式投运供热，该项目是我国东北地区首个核能供暖项目。重核裂变是核反应堆的主要反应，23592U 是常用的一种核反应原料。关于23592U 的裂变，下列说法正确的是（）A裂变方程可能为23511448919205636
17、0U+nBa+Kr+3 nB裂变方程可能为2351448919256360UBa+Kr+2 nC14456Ba的比结合能比23592U 的比结合能大 D14456Ba的比结合能比23592U 的比结合能小 秘籍秘籍 11 原子核和近代物理原子核和近代物理 高考预测高考预测 概率预测 题型预测 选择题 考向预测 原子核和近代物理的综合 应试秘籍应试秘籍 原子核和近代物理是高中物理在经典物理学学习内容的拓展，高考中的考查分量比较少。高考中，应熟练掌握该部分的基础知识，能解决相关的实际问题。1从考点频率看，原子核的衰变、半衰期、核反应、黑体辐射、能级跃迁、光子的动量、光电效应是高频考点、必考点，所以
18、必须完全掌握。2从题型角度看，选择题为主，分值 5 分左右，着实不少！一、一、原子结构和波粒二象性原子结构和波粒二象性 1.黑体、黑体辐射的实验规律(1)黑体：能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体(2)黑体辐射的实验规律 对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，如图 2.光电效应及其规律(1)光电效应现象 照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出，这个现象称为光电效应，这种电子常称为
19、光电子(2)光电效应的产生条件 入射光的频率大于或等于金属的截止频率(3)光电效应规律 每种金属都有一个截止频率 c，入射光的频率必须大于或等于这个截止频率才能产生光电效应 光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大 光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过 109 s.当入射光的频率大于或等于截止频率时，在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，逸出的光电子数越多，逸出光电子的数目与入射光的强度成正比，饱和电流的大小与入射光的强度成正比 2爱因斯坦光电效应方程(1)光电效应方程 表达式：hEkW0或 EkhW0.物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是h，
20、这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能(2)逸出功 W0：电子从金属中逸出所需做功的最小值，W0hchcc.(3)最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值 二、二、光的波粒二象性与物质波光的波粒二象性与物质波 1光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性(2)光电效应说明光具有粒子性(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性 2物质波(1)概率波：光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波
21、(2)物质波：任何一个运动着的物体，小到微观粒子，大到宏观物体，都有一种波与它对应，其波长 hp，p 为运动物体的动量，h 为普朗克常量 三、三、玻尔理论玻尔理论 能级跃迁能级跃迁 1玻尔理论(1)定态假设：电子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中电子绕核的运动是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不产生电磁辐射(2)跃迁假设：电子从能量较高的定态轨道(其能量记为 En)跃迁到能量较低的定态轨道(能量记为 Em，m。已知普朗克常量 h、电子质量 m和电子电荷量 e，电子的初速度不计，显微镜工作时的加速电压为 U，则该显微镜的观测线度为（）AnhUme B122323mU hn e C2
22、nhmeU D2Uhnme【答案】C【解析】电子被加速，由动能定理 keUE=又 2kpmE=，hp=，L=n 可得=2nhLmeU 故选 C。2（2023天津河东统考一模）如图所示，a、b 两束单色光分别沿不同方向射向横截面为半圆形玻璃砖的圆心 O，已知 a光刚好发生全反射，b光的折射光线（反射光线未画出）刚好与 a 光的反射光线重叠，且，则可判断（）A若将 b 光沿 a光的光路射向 O点，b 光也能发生全反射 B用 a、b 单色光分别检查同一光学平面的平整度时，a 光呈现的明暗相间的条纹要宽些 C用 a、b 单色光分别以相同入射角斜射入同一平行玻璃砖，a光发生的侧移小 D用 a、b 单色光
23、分别照射同一光电管阴极并都能发生光电效应时，如果光电管两端施加反向电压，用 b 光照射时的遏制电压小【答案】D【解析】根据题意，由折射定律有 sin90sinan=sinsinbn=可知 abnn A由公式1sinCn=可知，由于 abnn 则b光的临界角大于a光的临界角，由于 a光刚好发生全反射，则将 b 光沿 a 光的光路射向 O 点，b光不能发生全反射，故 A 错误；B由于 abnn 则a光和b光的波长大小关系为 ab 用 a、b单色光分别以相同入射角斜射入同一平行玻璃砖，a光发生的侧移大，故 C 错误；D由于 abnn 则a光和b光的频率大小关系为 abff 根据题意，由光电效应方程和
24、动能定理有 km0CeUEhW=由于a光的频率大于b光的频率，则用 b 光照射时的遇止电压小，故 D 正确。故选 D。3（2023四川成都石室中学校考三模）氢原子的能级图如图甲所示，一群处于4n=能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中发出的光照射图乙电路中的阴极 K，其中只有 a、b两种频率的光能使之发生光电效应。分别用这两种频率的光照射阴极 K，测得图乙中电流表随电压表读数变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（）A题中的氢原子跃迁共能发出 3 种不同频率的光子 Ba 光是从4n=能级向1n=能级跃迁产生的 Ca光的波长大于 b光的波长 Db光照射阴极 K 时逸出的光电子的最大初动能比 a 光
25、照射时的小【答案】C【解析】A一群处于4n=能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中，辐射出的光子的种类()44 162=A 错误；B根据上述，6 种光之中，只有 2 种能够使阴极 K 发生光电效应，可知这两种光在 6 种光之中的光子能量最大，即这两种是3n=能级向1n=能级跃迁与4n=能级向1n=能级跃迁产生的，根据图丙可知，a光的遏止电压小，则 a光是从3n=能级向1n=能级跃迁产生的，B 错误；C根据上述，a 光的光子能量小于 b 光的光子能量，根据 cEhh=可知，a光的波长大于 b 光的波长，C 正确；D根据 kmax0EhW=由于 a 光的光子能量小于 b 光的光子能量，则 a光照射阴
26、极 K 时逸出的光电子的最大初动能比 b光照射时的小，D 错误。故选 C。4（2023北京丰台统考二模）如图是研究光电效应的实验装置，开始时滑列变阻器的滑片 P与固定点 O正对。用频率为 的光照射光电管的阴极 K，观察到微安表指针偏转，不计光电子间的相互作用。下列说法正确的是（）A仅减小照射光频率，微安表指针一定不偏转 B仅减小照射光强度，微安表指针一定不偏转 C仅将滑片 P向 a端移动，微安表示数变大 D仅将滑片 P 向 b 端移动，光电子向 A 板运动的过程中动能变大【答案】D【解析】A仅减小照射光频率，仍可能发生光电效应，微安表指针可能偏转，故 A 错误；B能否发生光电效应是由入射光的频
27、率决定，与入射光的强度无关，故 B 错误；C将滑片 P向 a 端移动，光电管所加的电压为反向电压，所以光电流会一直减小，故 C 错误；D仅将滑片 P 向 b 端移动，光电管所加的电压为正向电压，管中电场向左，电子从 K 向右逸出所受电场力向右，光电子向 A板运动的过程中动能变大，故 D 正确。故选 D。5（2023辽宁阜新统考模拟预测）下列说法正确的是（）A核反应14140671CNe+属于衰变且能自发发生 B核反应32411120HHHen+属于核聚变且能自发发生 C查德威克通过核反应491212460HeBeCn+发现了中子 D普朗克发现了电子 【答案】C【解析】A146C自发地放射出粒子
28、且形成147N，这个过程属于衰变且能自发形成，故 A 错误；B核反应 32411120HHHen+属于核聚变但不能自发进行，故 B 错误；C查德威克用粒子轰击Be原子核发现中子，其核反应方程为 491212460HeBeCn+故 C 正确；D电子是在 1897 年由汤姆孙在研究阴极射线时发现的，故 D 错误。故选 C。6（2023河北校联考模拟预测）为了解释氢原子的发光现象，玻尔于 1913 年提出了原子假说。如图所示，一电子绕氢原子核做匀速圆周运动，基态的轨道半径为1r，电子在该轨道上运动的动能为k1E，基态原子的能量为1E，某激发态的轨道半径为2r，电子在该轨道上运动的动能为k2E，该激发
29、态原子的能量为2E。下列说法中正确的是（）Ak2k1EE B电子可以在1r和2r之间的任意轨道上稳定运动 C处于该激发态的原子向基态跃迁时释放的光子频率为21EEh D氢原子的上述能级跃迁释放能量的方式和氢弹释放能量的相同【答案】C【解析】A电子绕原子核做圆周运动，由库仑力提供向心力得 222evkmrr=可得电子的动能为 22k1122keEmvrr=由于12rr，故 A 错误；B根据玻尔的电子轨道量子化假设，可知电子不可以在1r和2r之间的任意轨道上稳定运动，故 B 错误；C处于该激发态的原子向基态跃迁时释放的光子能量为 21hEE=可得释放的光子频率为 21EEh=故 C 正确；D氢原子
30、的上述能级跃迁释放能量的方式和氢弹释放能量的不相同，氢弹是通过轻核聚变释放能量，故D 错误。故选 C。7（2023广西统考三模）如图所示，图甲用于研究光电效应的实验装置，图乙是氢原子的能级结构。实验发现4n=直接跃迁到2n=时发出的光照射图实验装置的阴极时，发现电流表示数不为零，慢慢移动滑动变阻器触点 c，发现电压表读数等于 0.8V 时，电流表读数恰好为零，电子的电荷量为 e，下列说法正确的是（）A4n=跃迁到2n=的光电子最大初动能为 2.55eV B滑动变阻器触点 c向 b侧缓慢移动，电流表读数逐渐减小为零 C其他条件不变，一群氢原子处于4n=能级跃迁发出的光，总共有 3 种光可以发生光
31、电效应 D用不同频率的光子照射该实验装置，记录电流表恰好读数为零的电压表读数，根据以上频率和电压可以精确测量普朗克常数 【答案】D【解析】A4n=跃迁到2n=的光子能量为 2.55eV，当电压大于等于 0.8V 时，溢出来最大动能的光电子被截止，说明光电子最大初动能为 0.8eV。根据光电效应方程 0hWU=可知，该材料的逸出功01.75eV=W，故 A 错误；B滑动变阻器触点 c慢慢向 a端移动，增加反向截止电压，有可能出现电流读数为零，故 B 错误；C从4n=向下跃迁，一共可以发射出246C=种光，其中4n=跃迁到3n=的光子能量小于逸出功，所以总共 5 种光可以发生光电效应，故 C 错误
32、；D根据光电效应方程 0hWU=可知，只要记录光子频率、截止电压就能精确测量普朗克常数，故 D 正确。故选 D。8（2023辽宁校联考二模）放射性材料2PuO可以作为火星探测车的燃料，2PuO中的Pu元素是23894Pu，已知23894Pu发生衰变的核反应方程为2382349492PuUXm+，已知23894Pu的半衰期为 87.7 年。下列说法正确的是（）A方程中2m=，X 是21H B20 个2PuO经过 87.7 年后还剩 10 个 C23894Pu的比结合能小于23492U的比结合能 D在火星上23894Pu的半衰期与在地球上不同【答案】C【解析】A根据衰变过程满足质量数和电荷数守恒，
33、可知该衰变为衰变，则方程中1m=，X 是42He，故 A 错误；B半衰期是统计规律，对于少数原子核衰变不适用，故 20 个2PuO经过 87.7 年后不一定还剩 10 个，故 B错误；C衰变过程释放能量，反应后的23492U比23894Pu更稳定，则23894Pu的比结合能小于23492U的比结合能，故 C 正确；D半衰期只由原子核内部决定，在火星上23894Pu的半衰期与在地球上相同，故 D 错误。故选 C。二、多选题二、多选题 9（2023甘肃统考二模）核电池是利用放射性同位素衰变放出载能粒子（如粒子、粒子和射线）并将其能量转换为电能的装置。人造心脏的放射性同位素动力源用的燃料是钋2389
34、4Pu，其衰变方程为2382349492PuUX+。下列说法正确的是（）A23492U不具有放射性 B该衰变为衰变 C原子核 X 和射线均属于实物粒子 D23894Pu的比结合能比23492U的比结合能小【答案】BD【解析】A根据题意可知人造心脏的放射性同位素是23492U，所以23492U具有放射性，A 错误；B核反应中质量数与电荷数均守恒，可得原子核 X 为粒子42He，因此该衰变为衰变，B 正确；C原子核 X 是实物粒子，射线是电磁波，不是实物粒子，C 错误；D自发衰变时，生成物的比结合能比反应物的比结合能大，所以23894Pu的比结合能比23492U的比结合能小，D 正确。故选 BD。
35、10（2023云南曲靖校考模拟预测）下列说法正确的是（）A射线与射线一样都是电磁波，但射线的穿透本领远比射线弱 B玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征 C气体压强是由于气体分子受到重力作用而产生的 D一定质量的理想气体，如果等压膨胀，则一定吸热【答案】BD【解析】A射线是粒子流，射线是电磁波，但射线的穿透本领远比射线弱，故 A 错误；B玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征，故 B 正确；C大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强，与重力无关，故 C 错误；D一定质量的理想气体等压膨胀，体积增大，温度升高，则气体内能增加，此过程气
36、体对外做功，根据 热力学第一定律可知，气体一定从外界吸热，故 D 正确。故选 BD。11（2023天津河西统考二模）我国在研究原子物理领域虽然起步较晚，但是近年对核能的开发与利用却走在了世界的前列，有关原子的相关知识，下列说法正确的是（）A查德威克发现中子的核反应方程为491212460HeBeCn+，这是个聚变反应 B原子核发生衰变时，产生的射线本质是高速电子流，因核内没有电子，所以射线是核外电子逸出原子形成的 C光电效应和康普顿效应都能说明光子具有粒子性，且前者可说明光子具有能量，后者除证明光子具有能量，还可证明光子具有动量 D氢原子的部分能级结构如图，一群处于4n=能级的氢原子向低能级跃
37、迁时，发出的光照射钾板（逸出功为 2.25eV），钾板表面所发出的光电子的最大初动能为 10.5eV【答案】CD【解析】A查德威克用粒子轰击铍核发现了中子，核反应方程为 491212460HeBeCn+属于原子核的人工转变，故 A 错误；B原子核发生 衰变时，产生的 射线本质是高速电子流，其本质是原子核内一个中子变成一个质子和一个电子，电子被释放出来，故 B 错误；C光电效应和康普顿效应都能说明光子具有粒子性，且前者可说明光子具有能量，后者除证明光子具有能量，还可证明光子具有动量，故 C 正确；D4n=能级跃迁到1n=能级释放的光子的能量最大为 4112.75eVEEE=钾板表面所发出的光电子
38、的最大初动能 k010.5eVEEW=故 D 正确。故选 CD。12（2023河北张家口统考一模）如图所示为光照射到钠金属板上时，遏止电压 U与入射光频率 v 的函数关系图线，已知元电荷191.6 10Ce=。昔朗克常量346.63 10J sh=，由图中信息可知（）A遏止电压与入射光的频率成正比 B图像的斜率为he C钠的逸出功约为 2.3eV D用 81014Hz 的光照射钠金属板时，光电子的最大初动能约为192.9 10J【答案】BC【解析】A遏止电压与入射光的频率成线性关系不是正比关系，A 错误；B根据 0CeUhvW=可知图线斜率为he，B 正确；C由图可知截止频率0为145.5 1
39、0Hz，逸出功00Whv=，可计算出钠的逸出功约为 2.3eV，C 正确；D用148 10Hz 的光照射钠金属板时，光电子的最大初动能 019k01.66 10EhWhh=J D 错误。故选 BC。13（2023新疆统考二模）下列四幅示意图中说法正确的是（）A卢瑟福通过分析图 粒子散射实验的结果，发现了质子 B图是链式反应示意图，原子弹就是利用重核裂变的链式反应制成的 C图是电子束穿过铝箔后的衍射图样，证实了电子的波动性 D图中一群处于4n=能级的氢原子向1n=能级跃迁过程，最多放出 3 种不同频率的光子【答案】BC【解析】A卢瑟福通过分析图的 粒子散射实验结果，提出了原子核式结构模型，A 错
40、误；B图是链式反应示意图，原子弹就是利用重核裂变的链式反应制成的，B 正确；C图是电子束穿过铝箔后的衍射图样，证实了电子的波动性，C 正确；D图中一群处于4n=能级的氢原子向1n=能级跃迁过程，最多放出24C6=种不同频率的光子，D 错误。故选 BC。14（2023浙江宁波统考二模）图甲和图乙分别是可见光谱图和氢原子的能级图，某个处于5n=能级的氢原子，向低能级跃迁过程中，共发出 3 不同频率的光，其中 1 种是可见光a：另一个处于4n=能级的氢原子，向低能级跃迁过程中，共发出 2 种不同频率的光，其中 1 种是可见光b，已知a、b是不同频率的可见光，普朗克常量346.63 10h=J/s，元
41、电荷量191.6 10e=C，下列说法正确的是（）Aa光子比b光子动量更大 B用a光和b光分别入射到水中，在水中a光的传播速度更大 C用a光和b光分别照射某一光电管，a光更可能发生光电效应 D用a光和b光分别做相同的双缝干涉实验，a光的干涉条纹间距更大【答案】BD【解析】A根据题意分析可知，从5n=能级的氢原子跃迁时发出的第一种光为从5n=跃迁到3n=能级 19141340.97eV 1.6 102.34 10 Hz6.63 10=第二种光为从3n=跃迁到2n=能级 19142341.89eV 1.6 104.56 10 Hz6.63 10=第三种光为从2n=跃迁到1n=能级 19153341
42、0.2eV 1.6 102.46 10 Hz6.63 10=所以，可见光 a 光为第二种，属于红光；从4n=能级的氢原子跃迁时发出的第一种光为从4n=跃迁到2n=能级 19144342.55eV 1.6 106.15 10 Hz6.63 10=第二种光为从2n=跃迁到1n=能级 191553410.2eV 1.6 102.46 10 Hz6.63 10=所以，可见光 b 光为第一种，属于蓝光；由 c=可知 ab 由康普顿效应 hp=可知 abpp 故 A 错误；B由于 a 光波长大于 b 光波长，所以水对 a光的折射率小于对 b光的折射率，由光在介质中传播的速度 cvn=可知，在水中a光的传播
43、速度更大，故 B 正确；C由 A 选项可知 ab 频率越大，越容易发生光电效应，所以，b光更容易发生光电效应，故 C 错误；D双缝干涉中，相邻两个亮条纹或暗条纹的间距 lxd=因为 a 光波长大于 b光波长，所以 a 光的干涉条纹间距更大,故 D 正确。故选 BD。15（2023浙江绍兴统考二模）如图所示是一颗人造地球卫星，它的主体表面上镀有一层铂（铂逸出功为5.32eV），两翼的太阳能电池板（面积为23.0m）在绕地球轨道运行时，始终保持正面垂直于太阳光的照射方向。若太阳光为波长 550nm 的单色光，照射到电池表面的太阳光被全部吸收且单位面积的接收功率为1.4kW，已知普朗克常量346.6
44、3 10J sh=，1 摩尔粒子约为236.0 10个。下列正确的是（）A每个光子的能量约为403.3 10J B到达电池表面太阳光的功率为 4.2kW C电池表面吸收 1 摩尔光子的时间约为 51s D太阳光照射到卫星主体上会有光电子从表面逸出【答案】BC【解析】A每个光子的能量约为 93481903 10J3.6 10J653506.1010hcE=选项 A 错误；B照射到电池表面的太阳光被全部吸收且单位面积的接收功率为 1.4kW，则到达电池表面太阳光的功率为31.4kW=4.2kW，选项 B 正确；C电池表面吸收 1 摩尔光子的时间约为 319233.6 10s51s.4.26 0 1
45、010t=选项 C 正确；D铂逸出功为 W=5.32eV=8.510-19J 大于光子的能量，则不能发生光电效应，即太阳光照射到卫星主体上不会有光电子从表面逸出，选项 D 错误。故选 BC。16（2023辽宁辽阳统考二模）辽宁红沿河核电站核能供暖示范项目于 2022 年 11 月 1 日正式投运供热，该项目是我国东北地区首个核能供暖项目。重核裂变是核反应堆的主要反应，23592U 是常用的一种核反应原 料。关于23592U 的裂变，下列说法正确的是（）A裂变方程可能为235114489192056360U+nBa+Kr+3 n B裂变方程可能为2351448919256360UBa+Kr+2 n C14456Ba的比结合能比23592U 的比结合能大 D14456Ba的比结合能比23592U 的比结合能小【答案】AC【解析】AB23592U 的裂变方程为 235114489192056360U+nBa+Kr+3 n 故 A 正确，B 错误；CD因为中等质量的原子核比结合能最大，质量数越大，比结合能越小，所以14456Ba的比结合能比23592U 的大，故 C 正确，D 错误。故选 AC。