屆高考物理二輪復習專題五近代物理初步學案

屆高考物理二輪復習專題五近代物理初步教學設計屆高考物理二輪復習專題五近代物理初步教學設計PAGE屆高考物理二輪復習專題五近代物理初步教學設計專題五近代物理初步[高考定位]1．察看內容(1)光電效應、方程、最大初動能、逸出功。(2)原子構造、氫原子光譜、氫原子能級躍遷。(3)天然放射現(xiàn)象、原子核的構成、衰變、半衰期、核反響方程、質能方程。2．題型、難度高考對本專題的察看形式為選擇題或填空題，且每年必考難度中檔。1．(多項選擇)在光電效應試驗中，分別用頻次為νa、νb的單色光a、b照耀到同種金屬上，測得相應的制止電壓分別為Ua和Ub光電子的最大初動能分別為Eka和Ekb。h為普朗克常量。以下說法正確是A．若νa＞νb，則必然有Ua＜UbB．若νa＞νb，則必然有Eka＞KkbC．若Ua＜Ub，則必然有Eka＜EkbD．若νa＞νb，則必然有hνa－Eka＞hνb－Ekb分析由愛因斯坦光電效應方程Ekm＝hν－W，由動能定理可得：Ekm＝eU，所以當νa＞νb時，Ua＞Ub，Eka＞Ekb。故A錯誤，B正確；若Ua＜Ub，則必然有Eka＜Ekb，故C正確；由光電效應方程可得：金屬的逸出功W＝hνa－Ekb，故D錯誤。答案BC2．如圖5－1所示，我國自主研發(fā)制造的國際熱核聚變核心零件在國際上搶先經過聲威機構認證，這是我國對國際熱核聚變項目的重要貢獻。以下核反響方程中屬于聚變反響的是圖5－1A.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nB.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)HC.eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)nD.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n分析eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n是一個氚核與一個氚核聯(lián)合成一個氚核，同時放出一此中子，屬于聚變反響，故A正確；eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質子的核反響，他用α粒子轟擊氮原子核，產生氧的同位素——氧17和一個質子，是人類第一次實現(xiàn)的原子核的人工轉變，屬于人工核反響，故B錯誤；eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n是小居里夫妻用α粒子轟擊鋁片刻發(fā)現(xiàn)了放射性磷(磷30)，屬于人工核反響，故C錯誤；eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,55)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n是一種典型的軸核裂變，屬于裂變反響，故D錯誤。答案A3．一靜止的鈾核放出一個α粒子衰變?yōu)殁Q核，衰變方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He，以下說法正確的選項是A．衰變后釷核的動能等于α粒子的動能B．衰變后釷核的動量大小等于α粒子的動量大小C．鈾核的半衰期等于其放出一個α粒子所經歷的時間D．衰變后α粒子與釷核的質量之和等于衰變前鈾核的質量分析依據動量守恒可知，生成的釷核的動量與α粒子的動量等大反向，選項B正確；依據Ek＝eq\f(P2,2m)可知，衰變后釷核的動能小于α粒子的動能，選項A錯誤；鈾核的半衰期等于一多半量的鈾核衰變需要的時間，而放出一個α粒子所經歷的時間是一個原子核衰變的時間，故二者不等，選項C錯誤；因為該反響放出能量，由質能方程可知，衰變后α粒子與釷核的質量之和小于衰變前鈾核的質量，選項D錯誤；應選B。答案B4．大科學工程“人造太陽”主假如將氘核聚變反響開釋的能量用來發(fā)電，氘核聚變反響方程是eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n，已知eq\o\al(2,1)H的質量為2.0136u，eq\o\al(3,2)He的質量為3.0150u，eq\o\al(1,0)n的質量為1.0087u,1u＝931MeV/c2。氚核聚變反響中開釋的核能約為A．3.7MeVB．3.3MeVC．2.7MeVD．0.93MeV分析依據質能方程，開釋的核能ΔE＝Δmc2，Δm＝2mH－mHe－mn＝0.0035u，則ΔE＝0.0035×931.5MeV＝326025MeV≈3.3MeV，故B正確，A、C、D錯誤。答案B考點一光電效應【必記重點】1．光電效應的實驗規(guī)律(1)每種金屬都有一個極限頻次，入射光的頻次必然大于這個極限頻次才能產生光電效應。(2)光電子的最大初動能與入射光的強度沒關，只隨入射光頻次的增大而增大。(3)光電效應的發(fā)生幾乎是剎時的，一般不超出10－9s。(4)當入射光的頻次大于極限頻次時，飽和光電流的強度與入射光的強度成正比。2．光電效應方程(1)表達式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0。(2)物理意義：金屬中的電子汲取一個光子獲取的能量是hν，這些能量的一部分用來戰(zhàn)勝金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的最大初動能Ek＝eq\f(1,2)mv2。3．由Ek－ν圖象(如圖5－2)能夠獲取的信息圖5－2(1)極限頻次：圖線與ν軸交點的橫坐標νc。(2)逸出功：圖線與Ek軸交點的縱坐標的絕對值E＝W0。(3)普朗克常量：圖線的斜率k＝h。4．由I－U圖象(如圖5－3)能夠獲取的信息圖5－3(1)制止電壓Uc：圖線與橫軸的交點的絕對值。(2)飽和光電流Im∶電流的最大值。(3)最大初動能：Ek＝eUc。[例1](多項選擇)(2018·安徽江淮十校聯(lián)考)如圖5－4所示，將鋅板與一驗電器相連，用頻次為ν的紫外線照耀鋅板，去掉光源后，驗電器指針保持必然偏角，以下判斷中正確的選項是圖5－4A．用一帶負電(帶電荷量較少)的金屬小球與鋅板接觸，則驗電器指針偏角將減小B．使驗電器指針回到零后，改用強度更大的紫外線照耀鋅板，驗電器指針偏角將比本來大C．使驗電器指針回到零后，改用紅外線照耀鋅板，只需強度足夠大，驗電器指針也會偏轉D．若用頻次為ν的紫外線照耀鋅板，產生的光電子最大初動能為Ek，則改以頻次為2ν的紫外線照耀，光電子的最大初動能為2Ek[審題研究](1)驗電器與鋅板所帶電荷的電性同樣。(2)光電子的最大初動能隨入射光頻次的增大而增大，但其實不是成正比。[分析]用紫外線照耀鋅板，鋅板產生光電效應，光電子射出后，鋅板帶正電，用一帶負電的金屬小球與鋅板接觸，則驗電器指針偏角將減小，應選項A正確；紫外線的光強度越大，單位時間從鋅板發(fā)射的光電子數(shù)越多，鋅板和驗電器所帶正電荷越多，驗電器指針偏角越大，應選項B正確；紅外線的頻次小于鋅板極限頻次，不論紅外線光強多大，鋅板都不會發(fā)生光電效應，應選項C錯誤；由愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W0，Ek2＝2hν－W0，則Ek2≠2Ek，Ek2＝Ek＋hν，應選項D錯誤。[答案]AB【題組訓練】1．(光電效應產生的條件)用一束紫外線照耀某金屬時不可以夠產生光電效應，可能使該金屬發(fā)生光電效應的舉措是A．改用頻次更小的紫外線照耀B．改用X射線照耀C．改用強度更大的原紫外線照耀D．延伸原紫外線的照耀時間分析某種金屬可否發(fā)生光電效應取決于入射光的頻次，與入射光的強度和照耀時間沒關，不可以夠發(fā)生光電效應，說明入射光的頻次小于金屬的極限頻次，所以要使金屬發(fā)生光電效應，應增大入射光的頻次，X射線的頻次比紫外線頻次高，所以此題答案為B。答案B2．(多項選擇)(光電效應的規(guī)律)現(xiàn)用某一光電管進行光電效應實驗，當用某一頻次的光入射時，有光電流產生。以下說法正確的選項是A．保持入射光的頻次不變，入射光的光強變大，飽和光電流變大B．入射光的頻次變高，飽和光電流變大C．入射光的頻次變高，光電子的最大初動能變大D．保持入射光的光強不變，不停減小入射光的頻次，素來有光電流產生E．制止電壓的大小與入射光的頻次有關，與入射光的光強沒關分析依據光電效應實驗得出的結論：保持入射光的頻次不變，入射光的光強變大，飽和光電流變大；故A正確、B錯誤；依據愛因斯坦光電效應方程得：入射光的頻次變高，光電子的最大初動能變大，故C正確；制止電壓的大小與入射光的頻次有關，與入射光的光強沒關，保持入射光的光強不變，不停減小入射光的頻次，若低于截止頻次，則沒有光電流產生，故D錯誤、E正確。答案ACE3．(多項選擇)(光電效應方程的應用)用如圖5－5所示的裝置研究光電效應現(xiàn)象，所用光子能量為2.75eV的光照耀到光電管上時發(fā)生了光電效應，電流表G的示數(shù)不為零；挪動變阻器的觸頭c，發(fā)現(xiàn)當電壓表的示數(shù)大于或等于1.7V時，電流表示數(shù)為0，則以下說法正確的選項是圖5－5A．光電子的最大初動能素來為1.05eVB．開關S斷開后，電流表G中有電流流過C．當滑動觸頭向a端滑動時，反向電壓增大，電流增大D．改用能量為2.5eV的光子照耀，挪動變阻器的觸頭c，電流表G中也可能有電流分析該裝置所加的電壓為反向電壓，發(fā)現(xiàn)當電壓表的示數(shù)大于或等于1.7V時，電流表示數(shù)為0，可知光電子的最大初動能為1.7eV，依據光電效應方程Ekm＝hν－W0，得W0＝1.05eV，應選項A錯誤；開關S斷開后，用光子能量為2.75eV的光照耀到光電管上時發(fā)生了光電效應，有光電子逸出，則有電流流過電流表，應選項B正確；當滑動觸頭向a端滑動時，反向電壓增大，則抵達中心電極的電子的數(shù)目減少，電流減小，應選項C錯誤；改用能量為2.5eV的光子照耀，2.5eV大于1.05eV，仍舊能夠發(fā)生光電效應，挪動變阻器的觸頭c，電流表G中可能有電流，應選項D正確。答案BD考點二原子的核式構造、玻爾理論【必記重點】1．α粒子散射實驗：絕大部分α粒子穿過金箔后，基本上仍沿本來的方向行進，但有少量α粒子發(fā)生了大角度偏轉，偏轉的α粒子散射實驗的分析圖角度甚至大于90°，也就是說它們幾乎被“撞了回來”，如圖5－6所示。圖5－62．原子的核式構造模型：原子中帶正電部分的體積很小，但幾乎據有所有質量，電子在正電體的外面運動。3．氫原子光譜(1)光譜分類圖5－7(2)氫原子光譜的實驗規(guī)律：巴耳末系是氫光譜在可見光區(qū)的譜線，其波長公式eq\f(1,λ)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))(n＝3,4,5，…，R是里德伯常量，R＝1.10×107m－1)。4．氫原子的能級構造，能級公式(1)玻爾理論①定態(tài)：原子只好處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中。②躍遷：原子從一種定態(tài)向另一種定態(tài)躍遷時放出(或汲取)光子的能量hν＝Em－En。(2)氫原子的能級公式：En＝eq\f(1,n2)E1(n＝1,2,3?！?，此中E1為基態(tài)能量，其數(shù)值為E1＝－13.6eV。(3)氫原子的半徑公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，此中r1為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，其數(shù)值為r1＝0.53×10－10m。5．氫原子的能級圖能級圖如圖5－8所示圖5－8【題組訓練】1．(多項選擇)(α粒子散射實驗)如圖5－9所示為盧瑟福和他的同事們做α粒子散射實驗裝置的表示圖，熒光屏和顯微鏡一同分別放在圖中的A、B、C、D四個地點時察看到的現(xiàn)象，下陳述法中正確的選項是圖5－9A．放在A地點時，同樣時間內察看到屏上的閃光次數(shù)最多B．放在B地點時，同樣時間內察看到屏上的閃光次數(shù)只比A地點時稍少些C．放在C、D地點時，屏上察看不到閃光D．放在D地點時，屏上還能夠察看到一些閃光，但次數(shù)很少答案AD2．氫原子從能級m躍遷到能級n時輻射紅光的頻次為ν1，從能級n躍遷到能級k時汲取紫光的頻次為ν2，已知普朗克常量為h，若氫原子從能級k躍遷到能級m，則A．汲取光子的能量為hν1＋hν2B．輻射光子的能量為hν1＋hν2C．汲取光子的能量為hν2－h(huán)ν1D．輻射光子的能量為hν2－h(huán)ν1分析由題意可知：Em－En＝hν1，Ek－En＝hν2。因為紫光的頻次大于紅光的頻次，所以ν2＞ν1，即k能級的能量大于m能級的能量，氫原子從能級k躍遷到能級m時向外輻射能量，其值為Ek－Em＝hν2－h(huán)ν1，故只有D項正確。答案D3．(多項選擇)氫原子能級如圖5－10，當氫原子從n＝3躍遷到n＝2的能級時，輻射光的波長為656nm。以下判斷正確的選項是圖5－10A．氫原子從n＝2躍遷到n＝1的能級時，輻射光的波長大于656nmB．用波長為325nm的光照耀，可使氫原子從n＝1躍遷到n＝2的能級C．一群處于n＝3能級上的氫原子向低能級躍遷時最多產生3種譜線D．用波長為633nm的光照耀，不可以夠使氫原子從n＝2躍遷到n＝3的能級分析能級間躍遷輻射的光子能量等于兩能級間的能級差，能級差越大，輻射的光子頻次越大，波長越小，A錯誤；由Em－En＝hν可知，B錯誤，D正確；依據Ceq\o\al(2,3)＝3可知，輻射的光子頻次最多有3種，C正確。答案CD4．(多項選擇)(氫原子的能級躍遷)如圖5－11所示，為氫原子的能級圖，現(xiàn)有大批處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷。以下說法正確的選項是圖5－11A．這些氫原子總合可輻射出三種不同樣頻次的光B．氫原子由n＝3躍遷到n＝2產生的光頻次最大C．這些氫原子躍遷時輻射出光子能量的最大值為10.2eVD．氫原子由n＝3躍遷到n＝1產生的光照耀逸出功為6.34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應E．氫原子由n＝3躍遷到n＝1產生的光波長最短分析大批處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷，總合可輻射出三種不同樣頻次的光，氫原子由n＝3躍遷到n＝2產生的光頻次最小，躍遷到n＝1產生的光頻次最大，波長最短，選項A、E正確，B錯誤；當從n＝3能級躍遷到n＝1能級時輻射出光子能量最大，這些氫原子躍遷時輻射出光子能量的最大值為(－1.51eV)－(－13.6eV)＝12.09eV，照耀逸出功為6.34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應，選項C錯誤、D正確。答案ADE規(guī)律總結解答氫原子能級圖與原子躍遷問題的注意事項1．能級之間躍遷時放出的光子頻次是不連續(xù)的。2．能級之間發(fā)生躍遷時放出(汲取)光子的頻次由hν＝Em－En，求得。若求波長可由公式c＝λν求得。3．一個氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為n－1。4．一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)的兩種求解方法：①用數(shù)學中的組合知識求解：N＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(n(n－1),2)。②利用能級圖求解：在氫原子能級圖中將氫原子躍遷的各樣可能狀況一一畫出，此后相加?？键c三原子核的衰變、核反響方程【必記重點】1．原子核的衰變(1)衰變的分類α衰變：eq\o\al(A,z)X→eq\o\al(A－4,z－2)Y＋eq\o\al(4,2)Heβ衰變：eq\o\al(A,z)X→Az＋1Y＋eq\o\al(0,－1)eγ衰變：當放射性物質連續(xù)發(fā)生衰變時，原子核中有的發(fā)生α衰變，有的發(fā)生β衰變，同時陪伴著γ輻射．(2)兩個典型的衰變方程α衰變：eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)Heβ衰變：eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋0－1e。2．半衰期(1)定義：放射性元素的原子核有多半發(fā)生衰變所需的時間。(2)影響要素：放射性元素衰變的快慢是由核內部自己的要素決定的，跟原子所處的化學狀態(tài)和外面條件沒有關系。(3)公式：N余＝N原·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(t,τ)m余＝m原·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(t,τ)t表示衰變時間τ表示半衰期。3．典型裂變、聚變反響eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(89,36)Kr＋eq\o\al(144,56)Ba＋3eq\o\al(1,0)neq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n＋17.6Mev4．人工轉變盧瑟福發(fā)現(xiàn)質子：eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H查德威克發(fā)現(xiàn)中子eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(9,4)Be→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n約里奧居里夫妻發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時發(fā)現(xiàn)正電子eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)neq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,＋1)e?！绢}組訓練】1．(衰變)以下核反響方程中，屬于α衰變的是A.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)HB.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)HeC.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nD.eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e分析A項屬于原子核的人工轉變，B項屬于α衰變，C項屬于聚變反響，D項屬于β衰變。答案B2．(多項選擇)(半衰期的理解與計算)靜止的鐳原子核eq\o\al(228,88)Ra經一次α衰變后變?yōu)橐粋€新核Rn，則以下有關說法正確的選項是A．該衰變方程為eq\o\al(228,88)Ra→eq\o\al(224,86)Rn＋eq\o\al(4,2)HeB．若該元素的半衰期為τ，則經過2τ的時間，2kg的eq\o\al(228,88)Ra中有1.5kg已經發(fā)生了衰變C．跟著該元素樣品的不停衰變，剩下未衰變的原子核eq\o\al(228,88)Ra愈來愈少，其半衰期也變短D．若把該元素放到密閉的容器中，則能夠減慢它的衰變速度E．該元素的半衰期不會隨它所處的物理環(huán)境、化學狀態(tài)的變化而變化分析由鐳的α衰變方程eq\o\al(228,88)Ra→eq\o\al(224,86)Rn＋eq\o\al(4,2)He，可判斷A正確。由m＝m0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(t,τ)，可知，t＝2τ時，m＝0.5kg，則已衰變的鐳為m衰＝2kg－0.5kg＝1.5kg，B正確。放射性元素衰變的快慢是由原子核內部自己要素決定的，跟原子所處的化學狀態(tài)和外面條件沒有關系，C、D錯誤，E正確。選A、B、E。答案ABE3．(核反響方程)核反響方程eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋X中的X表示A．質子B．電子C．光子D．中子分析設X的質子數(shù)為m，質量數(shù)為n，則有4＋2＝m＋6,9＋4＝12＋n，所以m＝0，n＝1，即X為中子，故A、B、C錯誤，D正確。答案D4．(核反響方程的書寫與反響種類的判斷)在以下描繪核過程的方程中，屬于α衰變的是________，屬于β衰變的是________，屬于裂變的是________，屬于聚變的是________。(填正確答案標號)A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)eB.eq\o\al(32,15)P→eq\o\al(32,16)S＋eq\o\al(0,－1)eC.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)HeD.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)HE.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(140,54)Xe＋eq\o\al(94,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)nF.eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n分析α衰變是原子核自覺地放射出α粒子的核衰變過程，選C；β衰變是原子核自覺地放射出β粒子的核衰變過程，選A、B；重核裂變選E；輕核聚變選F。答案CABEF考點四核能【必記重點】核能的理解與計算1．比聯(lián)合能越大，原子核聯(lián)合的越堅固。2．到當前為止，核能發(fā)電還只逗留在利用裂變核能發(fā)電。3．核能的計算方法：(1)依據愛因斯坦質能方程，用核反響的質量損失的千克數(shù)乘以真空中光速c的平方。即ΔE＝Δmc2(J)。(2)依據1原子質量單位(u)相當于931.5兆電子伏(MeV)能量，用核反響的質量損失的原子質量單位數(shù)乘以931.5MeV，即ΔE＝Δm×931.5(MeV)。(3)假如核反響時開釋的核能是以動能形式表現(xiàn)，則核反響過程中系統(tǒng)動能的增量即為開釋的核能。[例2]現(xiàn)有的核電站常用的核反響之一是：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(143,60)Nd＋Zr＋3eq\o\al(1,0)n＋8eq\o\al(0,－1)e＋eq\x\to(v)(1)核反響方程中的eq\x\to(v)是反中微子，它不帶電，質量數(shù)為零，試確立生成物鋯(Zr)的電荷數(shù)與質量數(shù)。(2)已知鈾核的質量為235.0439u，中子的質量為1.0087u，釹(Nd)核的質量為142.9098u，鋯核的質量為89.9047u，試計算1kg鈾235裂變開釋的能量為多少？(已知1u質量相當于931.5MeV的能量，且1u＝1.6606×10－27kg)[分析](1)鋯的電荷數(shù)Z＝92－60＋8＝40，質量數(shù)A＝236－146＝90。(2)1kg鈾235中鈾核的個數(shù)為n＝eq\f(1,235.0439×1.6606×10－27)≈2.56×1024(個)不考慮核反響中生成的電子質量，1個軸235核裂變產生的質量損失為Δm＝0.212u，開釋的能量為ΔE＝0.212×931.5MeV≈197.5MeV則1kg鈾235完滿裂變開釋的能量為E＝nΔE＝2.56×1024×197.5MeV≈8.1×1013J。[答案](1)4090(2)8.1×1013J【題組訓練】1．(多項選擇)(質量損失與質能方程)下邊是鈾核裂變反響中的一個：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(136,54)Xe＋eq\o\al(90,38)Sr＋10eq\o\al(1,0)n已知eq\o\al(235,92)U的質量為235.0439u，中子質量為1.0087u，鍶90的質量為89.9077u，氙136的質量為135.9072u，則此核反響中A．質量損失為Δm＝(235.0439＋1.0087－89.9077－135.9072)uB．質量損失為Δm＝(235.0439＋1.0087－89.9077－135.9072－10×1.0087)uC．開釋的總能量為ΔE＝(235.0439＋1.0087－89.9077－135.9072－10×1.0087)×(3×108)2JD．開釋的總能量為ΔE＝(235.0439＋1.0087－89.9077－135.9072－10×1.0087)×931.5MeV分析計算損失質量時要用反響前的總質量減去反響后的總質量，二者之差可用u或kg作單位，故A錯，B對；質量單位為u時，可直接用“1u的損失放出能量931.5MeV”計算總能量，故D對；當質量單位為kg時，直接乘以(3.0×108)2，總能量單位才是J，故C錯。答案BD2．(多項選擇)(聯(lián)合能)如圖5－12所示是原子核的核子均勻質量與原子序數(shù)Z的關系圖象，以下說法中正確的選項是圖5－12A．若原子核D和E聯(lián)合成F，聯(lián)合過程必然會汲取核能B．若原子核D和E聯(lián)合成F，聯(lián)合過程必然會開釋核能C．若原子核A分裂成B和C，分裂過程必然會汲取核能D．在核反響堆的鈾棒之間插入鎘棒是為了控制核反響速度分析原子核D和E聯(lián)合成F，有質量損失，依據愛因斯坦質能方程，有能量開釋，應選項A錯誤，B正確；若原子核A分裂成B和C，也有質量損失，依據愛因斯坦質能方程，有能量開釋，應選項C錯誤；在核反響堆的鈾棒之間插入鎘棒，用鎘棒來汲取中子控制核反響速度，選項D正確。答案BD3．(多項選擇)(重核裂變)核電站的核能根源于eq\o\al(235,92)U核的裂變，以下說法中正確的選項是A．反響后的核廢料已不擁有放射性，不需要進一步辦理B.eq\o\al(235,92)U的一種可能的裂變是變?yōu)閮纱酥械荣|量的原子核，如eq\o\al(139,54)Xe和eq\o\al(95,38)Sr，反響方程為eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,54)Xe＋eq\o\al(95,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(235,92)U是天然放射性元素，常溫下它的半衰期約為45億年，高升溫度半衰期縮短D．一個eq\o\al(235,92)U核裂變的質量損失為Δm＝0.2155u，則開釋的核能約201MeV分析反響后的核廢料仍舊擁有放射性，需要進一步辦理，故A錯誤；發(fā)生核反響的過程知足電荷數(shù)和質量數(shù)守恒，故反響方程為eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,54)Xe＋eq\o\al(95,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n，故B正確；半衰期的大小由原子核內部要素決定，與外面環(huán)境沒關，即高升溫度其實不可以夠使半衰期縮短，故C錯誤；依據質能方程ΔE＝0.2155×931MeV≈201MeV，故D正確。答案BD[限時45分鐘；滿分100分]選擇題(1～6題每題6分，7～14題每題8分)1．以下說法正確的選項是A．洛倫茲發(fā)了然盤旋加快器B．光電效應現(xiàn)象說明光擁有粒子性C．密立根經過油滴實驗測出了電子的質量D．盧瑟福經過α粒子散射實驗得出了原子核是由質子和中子構成的分析勞倫斯發(fā)了然盤旋加快器，A錯誤；光電效應現(xiàn)象以及康普頓效應均表示光擁有粒子性，B正確；密立根經過油滴實驗測出了元電荷的數(shù)值，C錯誤；盧瑟福經過α粒子散射實驗提出了原子的核式構造模型，D錯誤。答案B2．(2018·陜西質檢)一單色光照到某金屬表面時，有光電子從金屬表面逸出，以下說法中正確的選項是A．只增大入射光的頻次，金屬逸出功將變大B．只延伸入射光的照耀時間，光電子的最大初動能將增大C．只增大入射光的頻次，光電子的最大初動能將增大D．只增大入射光的強度，光電子的最大初動能將增大分析依據光電效應規(guī)律，金屬逸出功是金屬自己的特點量，與入射光頻次沒關。只增大入射光的頻次，依據愛因斯坦光電效應方程，逸出的光電子的最大初動能增大，選項A錯誤，C正確。只延伸入射光的照耀時間，不可以夠增大逸出的光電子的最大初動能，選項B錯誤。只增大入射光的強度，能夠增大逸出的光電子數(shù)目，不可以夠增大逸出的光電子的最大初動能，選項D錯誤。答案C3．(2018·武昌調研)以下說法正確的選項是A．放射性元素的半衰期跟原子所處的化學狀態(tài)沒關，但與外面條件有關B．某種頻次的紫外線照耀到金屬鋅板表面時能夠發(fā)生光電效應，若增大該種紫外線照耀的強度，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能其實不改變C．依據玻爾的原子理論，氫原子的核外電子由能量較高的定態(tài)軌道躍遷到能量較低的定態(tài)軌道時，會輻射必然頻次的光子，同時核外電子的動能變小D．用一光電管進行光電效應實驗時，當用某一頻次的光入射，有光電流產生，若保持入射光的總能量不變而不停減小入射光的頻次，則素來有光電流產生分析放射性元素的半衰期跟原子所處的化學狀態(tài)沒關，與外面條件也沒關，選項A錯誤；某種頻次的紫外線照耀到金屬鋅板表面時能夠發(fā)生光電效應，若增大該種紫外線照耀的強度，依據愛因斯坦光電效應方程，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能其實不改變，選項B正確；依據玻爾的原子理論，氫原子的核外電子由能量較高的定態(tài)軌道躍遷到能量較低的定態(tài)軌道時，會輻射必然頻次的光子，同時核外電子的勢能減小，動能變大，總能量減小，選項C錯誤；用一光電管進行光電效應實驗時，當用某一頻次的光入射，有光電流產生，若保持入射光的總能量不變而不停減小入射光的頻次，當入射光的頻次小于金屬的極限頻次時，則不可以夠發(fā)生光電效應，就沒有光電流產生，選項D錯誤。答案B4．(2018·廣西三市聯(lián)合調研)以下核反響方程及其表述完滿正確的選項是A.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(92,36)Kr＋eq\o\al(141,56)Ba＋3eq\o\al(1,0)n是裂變反響B(tài).eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,1)H是裂變反響C.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是人工核轉變D.eq\o\al(24,11)Na→eq\o\al(24,12)Mg＋eq\o\al(0,－1)e是聚變反響分析依據核反響的質量數(shù)以及電荷數(shù)守恒可知，各選項的核反響方程式均正確，而B屬于輕核聚變、C屬于α衰變、D屬于β衰變，A正確。答案A5．(多項選擇)(2018·開封一模)以下說法正確的選項是A．β衰變現(xiàn)象說明電子是原子核的構成部分B．α粒子散射實驗揭示了原子擁有核式構造C．氫原子核外電子軌道半徑越大，其能量越高D．原子從a能級狀態(tài)躍遷到b能級狀態(tài)時發(fā)射波長為λ1的光子，原子從b能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時汲取波長為λ2的光子，已知λ1＞λ2，那么原子從a能級躍遷到c能級狀態(tài)時將要汲取波長為eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)的光子分析β衰變現(xiàn)象說明原子核有復雜的構造，原子核由質子和中子構成，A項錯誤；α粒子散射實驗說明原子擁有核式構造，B項正確；氫原子核外電子軌道半徑越大，其能量越高，C項正確；由E＝hν及ν＝eq\f(c,λ)，可知原子從a能級狀態(tài)躍遷到b能級狀態(tài)發(fā)射光子的能量E1＝eq\f(hc,λ1)，原子從b能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時汲取光子的能量E2＝eq\f(hc,λ2)，則原子從a能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時要汲取光子的能量E3＝E2－E1＝eq\f(hc(λ1－λ2),λ2λ1)，波長為eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)，D項正確。答案BCD6．(2018·沈陽月考)如圖5－13所示，依據氫原子的能級圖，現(xiàn)讓一束單色光照耀到一群處于基態(tài)(量子數(shù)n＝1)的氫原子上，受激的氫原子能自覺地發(fā)出6種不同樣頻次的光，則照耀氫原子的單色光的光子能量為圖5－13A．13.6eVB．3.4eVC．12.75eVD．12.09eV分析依據受激的氫原子能發(fā)出6種不同樣頻次的色光，有6＝eq\f(n(n－1),2)，解得n＝4，即能發(fā)出6種不同樣頻次的光的受激氫原子必然是在n＝4能級，則照耀處于基態(tài)的氫原子的單色光的光子能量為－0.85eV－(－13.6eV)＝12.75eV，C正確。答案C7．(多項選擇)金屬鈣的逸出功為4.3×10－19J，普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，光速c＝3.0×108m/s，以下說法正確的選項是A．用波長為400nm的單色光照耀金屬鈣，其表面有光電子逸出B．用波長為400nm的單色光照耀金屬鈣，不可以夠產生光電效應現(xiàn)象C．若某波長的單色光能使金屬鈣產生光電效應現(xiàn)象，則增大光的強度將會使光電子的最大初動能增大D．若某波長的單色光能使金屬鈣產生光電效應現(xiàn)象，則減小光的強度將會使單位時間內發(fā)射的光電子數(shù)減少分析波長為400nm的單色光的光子能量為E＝heq\f(c,λ)＝4.95×10－19J，大于鈣的逸出功，能夠產生光電效應現(xiàn)象。依據光電效應規(guī)律，光電子的最大初動能決定于入射光的頻次而與其強度沒關，但強度決定了單位時間內發(fā)射的光電子數(shù)的多少，正確選項為AD。答案AD8．(多項選擇)(2018·濰坊統(tǒng)考)以下說法正確的選項是A．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，證了然原子擁有能級構造B．氘核的質量嚴格等于一個獨立質子的質量和一個獨立中子質量的和C．頻次為ν的光能夠使某金屬發(fā)生光電效應，那么頻次大于ν的光也必然能使該金屬發(fā)生光電效應D．氫原子只好汲取某些頻次的光子，證了然氫原子的能級是不連續(xù)的分析天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，證明原子核擁有復雜的構造，A錯誤；一個質子和一此中子聚變?yōu)橐粋€氘核時，開釋出能量，有質量損失，B錯誤；產生光電效應的條件是入射光的頻次大于金屬的極限頻次，所以假如頻次為ν的光能使某金屬產生光電效應現(xiàn)象，則頻次大于ν的光也必然能使該金屬產生光電效應現(xiàn)象，C正確；氫原子只好汲取某些頻次的光子，且該光子的能量必然等于兩能級之間的能量差，證明氫原子的能級是不連續(xù)的，D正確。答案CD9．(多項選擇)(2018·洛陽調研)靜止在勻強磁場中的eq\o\al(238,92)U核發(fā)生α衰變，產生一個未知粒子x，它們在磁場中的運動徑跡如圖5－14所示，以下說法正確的選項是圖5－14A．該核反響方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)x＋eq\o\al(4,2)HeB．α粒子和粒子x在磁場中做圓周運動時轉動方向同樣C．軌跡1、2分別是α粒子、x粒子的運動徑跡D．α粒子、x粒子運動徑跡半徑之比為45∶1分析明顯選項A中核反響方程正確，A對；eq\o\al(238,92)U核靜止，依據動量守恒可知α粒子和x新核速度方向相反，又都帶正電，則轉動方向同樣，選項B對；依據動量守恒可知α粒子和x新核的動量大小p相等，由帶電粒子在磁場中運動半徑公式R＝eq\f(p,qB)可知軌道半徑R與其所帶電荷量成反比，半徑之比為45∶1，選項C錯，D對。答案ABD10．(多項選擇)圖5－15為一真空光電管的應用電路，其陰極金屬資料的極限頻次為4.5×1014Hz，則以下判斷中正確的選項是圖5－15A．發(fā)生光電效應時，電路中光電流的飽和值取決于入射光的頻次B．發(fā)生光電效應時，電路中光電流的飽和值取決于入射光的強度C．用λ＝0.5μm的光照耀光電管時，電路中有光電流產生D．光照耀時間越長，電路中的電流越大分析在光電管中若發(fā)生了光電效應，單位時間內發(fā)射光電子的數(shù)目只與入射光的強度有關，光電流的飽和值只與單位時間內發(fā)射光電子的數(shù)目有關。據此可判斷A、D錯誤，B正確。波長λ＝0.5μm的光子的頻次ν＝eq\f(c,λ)＝eq\f(3×1