專題18近代物理學(xué)初步

專題18近代物理學(xué)初步知識(shí)梳理考點(diǎn)一光電效應(yīng)1．研究光電效應(yīng)的兩條思路(1)兩條線索：(2)兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系：入射光強(qiáng)度大→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→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。2．光電效應(yīng)中三個(gè)重要關(guān)系(1)愛(ài)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與極限頻率νc的關(guān)系：W0＝hνc。例一（2021江蘇適應(yīng)性考試）.我國(guó)中微子探測(cè)實(shí)驗(yàn)利用光電管把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。如圖所示，A和K分別是光電管的陽(yáng)極和陰極，加在A、K之間的電壓為U?，F(xiàn)用發(fā)光功率為P的激光器發(fā)出頻率為v的光全部照射在K上，回路中形成電流。已知陰極K材料的逸出功為W0，普朗克常量為h，電子電荷量為e。(1)求光電子到達(dá)A時(shí)的最大動(dòng)能Ekm；(2)若每入射N個(gè)光子會(huì)產(chǎn)生1個(gè)光電子，所有的光電子都能到達(dá)A，求回路的電流強(qiáng)度I?！敬鸢浮?1)；(2)【解析】(1)根據(jù)光電效應(yīng)方程可知:逸出的電子在電場(chǎng)中加速向A運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理:聯(lián)立解得:(2)每秒鐘到達(dá)K極的光子數(shù)量為n，則:每秒鐘逸出電子個(gè)數(shù)為a個(gè)，則:回路的電流強(qiáng)度:聯(lián)立得:例二（2021江蘇卷）.如圖所示，分別用1、2兩種材料作K極進(jìn)行光電效應(yīng)探究，其截止頻率，保持入射光不變，則光電子到達(dá)A極時(shí)動(dòng)能的最大值隨電壓U變化關(guān)系的圖像是（）AB.C.D.【答案】C【解析】光電管所加電壓為正向電壓，則根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程可知光電子到達(dá)A極時(shí)動(dòng)能的最大值：可知圖像的斜率相同，均為e；截止頻率越大，則圖像在縱軸上的截距越小，因，則圖像C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C?？键c(diǎn)二波粒二象性1．對(duì)光的波粒二象性的理解從數(shù)量上看個(gè)別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性；大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動(dòng)性從頻率上看頻率越低波動(dòng)性越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象；頻率越高粒子性越顯著，越不容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象，貫穿本領(lǐng)越強(qiáng)從傳播與作用上看光在傳播過(guò)程中往往表現(xiàn)出波動(dòng)性；在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)往往表現(xiàn)出粒子性波動(dòng)性與粒子性的統(tǒng)一由光子的能量ε＝hν、光子的動(dòng)量表達(dá)式p＝eq\f(h,λ)也可以看出，光的波動(dòng)性和粒子性并不矛盾，表示粒子性的能量和動(dòng)量的計(jì)算式中都含有表示波的特征的物理量——頻率ν和波長(zhǎng)λ2．物質(zhì)波(1)定義：任何運(yùn)動(dòng)著的物體都有一種波與之對(duì)應(yīng)，這種波叫做物質(zhì)波，也叫德布羅意波。(2)物質(zhì)波的波長(zhǎng)：λ＝eq\f(h,p)＝eq\f(h,mv)，h是普朗克常量。例一3．（2021·浙江卷）已知普朗克常量，電子的質(zhì)量為，一個(gè)電子和一滴直徑約為的油滴具有相同動(dòng)能，則電子與油滴的德布羅意波長(zhǎng)之比的數(shù)量級(jí)為（）A． B． C． D．【答案】C【解析】根據(jù)德布羅意波長(zhǎng)公式：，解得：由題意可知，電子與油滴的動(dòng)能相同，則其波長(zhǎng)與質(zhì)量的二次方根成反比，所以有：代入數(shù)據(jù)解得：，所以C正確；ABD錯(cuò)誤；故選C。考點(diǎn)三原子結(jié)構(gòu)原子核一、原子結(jié)構(gòu)1.分析原子的核式結(jié)構(gòu)模型所用的規(guī)律(1)庫(kù)侖定律：F＝keq\f(q1q2,r2)，可以用來(lái)確定電子和原子核、α粒子和原子核間的相互作用力。(2)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律：可以用來(lái)分析電子繞原子核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。(3)功能關(guān)系及能量守恒定律：可以分析由于庫(kù)侖力做功引起的帶電粒子在原子核周圍運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)能、電勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)化問(wèn)題。2．兩類能級(jí)躍遷(1)自發(fā)躍遷：高能級(jí)(m)eq\o(→,\s\up7(躍遷),\s\do5())低能級(jí)(n)→放出能量；發(fā)射光子：hν＝Em－En。(2)受激躍遷：低能級(jí)(n)eq\o(→,\s\up7(躍遷),\s\do5())高能級(jí)(m)→吸收能量。①光照(吸收光子)：光子的能量必須恰好等于能級(jí)差hν＝Em－En。②碰撞、加熱等：只要入射粒子能量大于或等于能級(jí)差即可，E外≥Em－En。③大于電離能的光子被吸收，將原子電離。3．電離(1)電離態(tài)：n＝∞，E＝0。(2)電離能：指原子從基態(tài)或某一激發(fā)態(tài)躍遷到電離態(tài)所需要吸收的最小能量。例如：氫原子：①基態(tài)→電離態(tài)：E吸＝0－(－13.6eV)＝13.6eV，即為基態(tài)的電離能。②n＝2→電離態(tài)：E吸＝0－E2＝3.4eV，即為n＝2激發(fā)態(tài)的電離能。二、原子核核反應(yīng)1．三種射線的成分和性質(zhì)名稱構(gòu)成符號(hào)電荷量質(zhì)量電離作用穿透能力α射線氦核eq\o\al(4,2)He＋2e4u最強(qiáng)最弱β射線電子eq\o\al(0,－1)e－eeq\f(1,1836)u較強(qiáng)較強(qiáng)γ射線光子γ00最弱最強(qiáng)2．對(duì)半衰期的理解(1)半衰期是大量原子核衰變時(shí)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)個(gè)別或少量原子核，無(wú)半衰期可言。(2)根據(jù)半衰期的概念，可總結(jié)出公式N余＝N原eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up6(\f())，m余＝m原eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up6(\f())。式中N原、m原表示衰變前的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，N余、m余表示衰變后尚未發(fā)生衰變的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，t表示衰變時(shí)間，τ表示半衰期。3．衰變次數(shù)的計(jì)算方法確定衰變次數(shù)的方法是依據(jù)兩個(gè)守恒規(guī)律，設(shè)放射性元素eq\o\al(A,Z)X經(jīng)過(guò)n次α衰變和m次β衰變后，變成穩(wěn)定的新元素eq\o\al(A′,Z′)Y，則表示該核反應(yīng)的方程為eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A′,Z′)Y＋neq\o\al(4,2)He＋meq\o\al(0,－1)e。根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可列方程A＝A′＋4nZ＝Z′＋2n－m由以上兩式聯(lián)立解得n＝eq\f(A－A′,4)，m＝eq\f(A－A′,2)＋Z′－Z由此可見(jiàn)確定衰變次數(shù)可歸結(jié)為求解一個(gè)二元一次方程組。4．核反應(yīng)的四種類型類型可控性核反應(yīng)方程典例衰變?chǔ)了プ冏园l(fā)eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)Heβ衰變自發(fā)eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂芿q\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)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(查德威克發(fā)現(xiàn)中子)eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n約里奧·居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時(shí)發(fā)現(xiàn)正電子eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,＋1)e重核裂變比較容易進(jìn)行人工控制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)neq\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輕核聚變很難控制eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n5．核能的計(jì)算方法(1)根據(jù)ΔE＝Δmc2計(jì)算時(shí)，Δm的單位是“kg”，c的單位是“m/s”，ΔE的單位是“J”。(2)根據(jù)ΔE＝Δm×931.5MeV計(jì)算時(shí)，Δm的單位是“u”，ΔE的單位是“MeV”。(3)根據(jù)核子比結(jié)合能來(lái)計(jì)算核能：原子核的結(jié)合能＝核子比結(jié)合能×核子數(shù)。例一．（2021·浙江卷）對(duì)四個(gè)核反應(yīng)方程（1）；（2）；（3）；（4）。下列說(shuō)法正確的是（）A．（1）（2）式核反應(yīng)沒(méi)有釋放能量B．（1）（2）（3）式均是原子核衰變方程C．（3）式是人類第一次實(shí)現(xiàn)原子核轉(zhuǎn)變的方程D．利用激光引發(fā)可控的（4）式核聚變是正在嘗試的技術(shù)之一【答案】CD【解析】A．（1）是衰變，（2）是衰變，均有能量放出，故A錯(cuò)誤；B．（3）是人工核轉(zhuǎn)變，故B錯(cuò)誤；C．（3）式是人類第一次實(shí)現(xiàn)原子核轉(zhuǎn)變的方程，故C正確；D．利用激光引發(fā)可控的（4）式核聚變是正在嘗試的技術(shù)之一，故D正確。故選CD。例二．（2021·河北卷）銀河系中存在大量的鋁同位素，核衰變的衰變方程為，測(cè)得核的半衰期為72萬(wàn)年，下列說(shuō)法正確的是（）A．核的質(zhì)量等于核的質(zhì)量B．核的中子數(shù)大于核的中子數(shù)C．將鋁同位素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)有的鋁同位素將在144萬(wàn)年后全部衰變?yōu)椤敬鸢浮緾【解析】A．和的質(zhì)量數(shù)均為相等，但是二者原子核中的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)不同，所以質(zhì)量不同，A錯(cuò)誤；B．核的中子數(shù)為個(gè)，核的中子數(shù)為個(gè)，B錯(cuò)誤；C．半衰期是原子核固有的屬性，與外界條件無(wú)關(guān)，C正確；D．質(zhì)量為的的半衰期為萬(wàn)年，經(jīng)過(guò)萬(wàn)年為個(gè)半衰期，剩余質(zhì)量為，不會(huì)全部衰變?yōu)?，D錯(cuò)誤。故選C。能力訓(xùn)練1.（2021·北京市海淀區(qū)一模）下列說(shuō)法中正確的是A．湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子，表明原子核是可分的B．盧瑟福通過(guò)粒子散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在原子核內(nèi)部存在質(zhì)子C．在核反應(yīng)方程中，X表示的是質(zhì)子D．質(zhì)子與中子結(jié)合成氘核的過(guò)程中會(huì)釋放能量【答案】D【解析】湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子，表明原子是可再分的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，并不說(shuō)明原子核內(nèi)存在質(zhì)子，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在核反應(yīng)方程中，根據(jù)荷電荷數(shù)、核子數(shù)守恒的規(guī)律可知，X表示中子，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；原子與中止結(jié)合成氘核的過(guò)程中會(huì)釋放能量，存在質(zhì)量虧損，選項(xiàng)D正確。2.（2021·天津市紅橋區(qū)二檢）光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，下列表述正確的是（）A.光照時(shí)間越長(zhǎng)光電子最大初動(dòng)能越大B.入射光足夠強(qiáng)就可以有光電流導(dǎo)出C.遏止電壓與入射光的強(qiáng)度有關(guān)D.入射光頻率小于極限頻率時(shí)，不論光照時(shí)間多長(zhǎng)，都不能發(fā)生光電效應(yīng)【答案】D【解析】A．光電子最大初動(dòng)能與光照時(shí)間無(wú)光，與光的頻率有關(guān)。故A錯(cuò)誤。B．發(fā)生光電效應(yīng)條件是入射光頻率大于極限頻率，入射光強(qiáng)，不一定能發(fā)生光電效應(yīng)。故B錯(cuò)誤。C．根據(jù)光電效應(yīng)方程：，知遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)，與強(qiáng)度無(wú)關(guān)。故C錯(cuò)誤。D．入射光頻率小于極限頻率時(shí)，不論光照時(shí)間多長(zhǎng)，都不能發(fā)生光電效應(yīng)，故D正確。故選D。3.我國(guó)自主研發(fā)制造的國(guó)際熱核聚變核心部件在國(guó)際上率先通過(guò)權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證，這是我國(guó)對(duì)國(guó)際熱核聚變項(xiàng)目的重大貢獻(xiàn)。下列核反應(yīng)方程中屬于聚變反應(yīng)的是()A.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【答案】選A【解析】A項(xiàng)是氫元素的兩種同位素氘和氚聚變成氦元素的核反應(yīng)方程，B項(xiàng)是用α粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程，C項(xiàng)屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變，D項(xiàng)屬于重核的裂變，因此只有A項(xiàng)符合要求。4．[粵教版選修3－5P97T2]用哪種方法可以減緩放射性元素的衰變速率？()A．把該元素放在低溫陰涼處B．把該元素密封在很厚的鉛盒子里C．把該元素同其他的穩(wěn)定元素結(jié)合成化合物D．上述各種方法都無(wú)法減緩放射性元素的衰變速率【答案】選D【解析】半衰期由原子核內(nèi)部的因素決定，跟原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)，故D正確。5．(多選)α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖如圖所示，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個(gè)位置時(shí)，觀察到的現(xiàn)象正確的是()A．放在A位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多B．放在B位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)只比A位置時(shí)稍少些C．放在C、D位置時(shí)，屏上觀察不到閃光D．放在D位置時(shí)，屏上仍能觀察到一些閃光，但次數(shù)極少【答案】選ABD【解析】根據(jù)α粒子散射現(xiàn)象，絕大多數(shù)α粒子沿原方向前進(jìn)，少數(shù)α粒子發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，故少數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)超過(guò)90°。故A、B、D正確，C錯(cuò)誤。6.(多選)(2020·全國(guó)卷Ⅰ)下列核反應(yīng)方程中，X1、X2、X3、X4代表α粒子的有()A.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(1,0)n＋X1B.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(1,0)n＋X2C.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3X3D.eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(6,3)Li→eq\o\al(3,1)H＋X4【答案】BD【解析】根據(jù)核反應(yīng)方程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可知選項(xiàng)B中的X2質(zhì)量數(shù)是4，電荷數(shù)是2，代表α粒子，B項(xiàng)正確；選項(xiàng)D中的X4質(zhì)量數(shù)是4，電荷數(shù)是2，代表α粒子，D項(xiàng)正確。7．人眼對(duì)綠光最為敏感，正常人的眼睛接收到波長(zhǎng)為530nm的綠光時(shí)，只要所接收到的功率不低于2.3×10－18W，眼睛就能察覺(jué)。已知普朗克常量為6.63×10－34J·s，光速為3×108m/s，人眼能察覺(jué)到綠光時(shí)，每秒至少接收到的綠光光子數(shù)為()A．6 B．60C．600 D．6000【答案】選A【解析】綠光光子能量E＝hν＝heq\f(c,λ)≈3.8×10－19J，所以每秒內(nèi)最少接收光子數(shù)n＝eq\f(Pt,E)＝eq\f(2.3×10－18×1,3.8×10－19)個(gè)≈6個(gè)，B、C、D錯(cuò)誤，A正確。8.（2021·河南省洛陽(yáng)市三模）在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為v的A光和頻率為v的B光分別照射同一金屬，A光照射時(shí)的遏止電壓是B光照射時(shí)遏止電壓的2倍，則該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的截止頻率為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】根據(jù)光電效應(yīng)方程，有聯(lián)立，可得故選B。9、（2021·北京市朝陽(yáng)區(qū)二模）利用如圖所示裝置做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，用單色光照射某種金屬表面，有光電子逸出。若要使光電子的最大初動(dòng)能增大，下列選項(xiàng)正確的是（）A.僅延長(zhǎng)光照時(shí)間 B.僅換用頻率更大的光C.僅增大入射光的強(qiáng)度 D.僅增大A、K極板間電壓【答案】B【解析】由光電效應(yīng)光電子最大初動(dòng)能公式得出光電子的最大初動(dòng)能與照射光的頻率和逸出功有關(guān)，同種金屬的逸出功不變，所以只能增大照射光的頻率，所以B對(duì),ACD錯(cuò)。故選B。10．(多選)圖中有四幅圖片，涉及有關(guān)物理學(xué)發(fā)展歷史的四個(gè)重大發(fā)現(xiàn)，則下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．甲圖片與居里夫人有關(guān)B．乙圖片所反映的現(xiàn)象是貝克勒爾最先發(fā)現(xiàn)的C．丙圖片是法拉第研究陰極射線并發(fā)現(xiàn)電子的裝置D．丁圖片與愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程有關(guān)【答案】選BD【解析】：結(jié)合教材史料，應(yīng)用物理規(guī)律。甲圖為倫琴發(fā)現(xiàn)X射線后，照射的倫琴夫人手的照片，與居里夫人無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；乙圖中反映的天然放射性現(xiàn)象是貝克勒爾最先發(fā)現(xiàn)的，故選項(xiàng)B正確；丙圖的現(xiàn)象是法拉第研究電磁感應(yīng)規(guī)律時(shí)的裝置，與陰極射線及電子的發(fā)現(xiàn)無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；原子彈的能量來(lái)于核能，與愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2有關(guān)，故選項(xiàng)D正確。11．如圖所示，放射性元素鐳衰變過(guò)程中釋放出α、β、γ三種射線，分別進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，下列說(shuō)法正確的是()A．①表示γ射線，③表示α射線B．②表示β射線，③表示α射線C．④表示α射線，⑤表示γ射線D．⑤表示β射線，⑥表示α射線【答案】選C【解析】：γ射線為電磁波，在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中均不偏轉(zhuǎn)，故②和⑤表示γ射線，A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤；α射線中的α粒子為氦的原子核，帶正電，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿電場(chǎng)方向偏轉(zhuǎn)，故③表示α射線，由左手定則可知在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中α射線向左偏，故④表示α射線，C項(xiàng)正確。12、（2021·河北省實(shí)驗(yàn)中學(xué)學(xué)期調(diào)研）近代物理和相應(yīng)技術(shù)的發(fā)展，極大地改變了人類的生產(chǎn)和生活方式，推動(dòng)了人類文明與進(jìn)步。關(guān)于近代物理知識(shí)下列說(shuō)法正確的是（）A.用光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，分別用頻率不同單色光照射到同種金屬上，入射光的強(qiáng)度越大，光電子的最大初動(dòng)能就越大B.查德威克預(yù)言了中子的存在，盧瑟福通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了中子C.玻爾理論成功解釋了大量原子光譜規(guī)律，其局限性在于保留了經(jīng)典粒子的觀念D.釙是氡的衰變產(chǎn)物之一，故釙的比結(jié)合能大于氡的比結(jié)合能【答案】D【解析】A．用光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hvW0，可知光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；B．盧瑟福預(yù)言了中子的存在，查德威克通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了中子，故B錯(cuò)誤；C．玻爾理論只成功解釋了氫原子光譜規(guī)律，其局限性在于保留了經(jīng)典粒子的觀念，故C錯(cuò)誤；D．衰變產(chǎn)物的新核更穩(wěn)定，比結(jié)合能更大，故D正確。

故選D。13、（2021·北京市海淀區(qū)期末）氫原子的能級(jí)圖如圖甲所示，一群處于第4能級(jí)的氫原子，向低能級(jí)躍遷過(guò)程中能發(fā)出6種不同頻率的光，其中只有頻率為兩種光可讓圖乙所示的光電管陰極K發(fā)生光電效應(yīng)。分別用頻率為的兩個(gè)光照射光電管陰極K，測(cè)得電流隨電壓變化的圖像如圖丙所示。下列說(shuō)法中正確的是（）A.處于第4能級(jí)的氫原子可以吸收一個(gè)能量為的光子并電離B.圖丙中的圖線a所表示的光是氫原子由第4能級(jí)向基態(tài)躍遷發(fā)出的C.圖丙中的圖線b所表示的光的光子能量為12.75eVD.用圖丙中的圖線a所表示的光照射陰極K時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能比用圖線b所表示的光照射時(shí)更大【答案】C【解析】A．處于第4能級(jí)的氫原子電離需要的能量為，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；BC．由圖丙可知，圖線b對(duì)應(yīng)的遏止電壓大于圖線a，根據(jù)光電效應(yīng)方程，及知b光的最大，能量最大，因此圖線b所表示的光是氫原子由第4能級(jí)向基態(tài)躍遷發(fā)出的，且選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；D．圖丙中的圖線a所表示的光能量低，用它照射陰極K時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能比用圖線b所表示的光照射時(shí)要小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。14.（2021·福建省龍巖市三模）圖示是氫原子能級(jí)示意圖，一群氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài)，若它們自發(fā)地躍遷到n=2的激發(fā)態(tài)時(shí)，核外電子的動(dòng)能______（填“增大”或“減小”）；若這一群氫原子都躍遷到基態(tài)，則放出的光子中有______種光子能使金屬鉀（逸出功為）發(fā)生光電效應(yīng)?！敬鸢浮?1).增加(2).4【解析】[1]電子從躍遷到，軌道半徑變小，由庫(kù)侖力提供向心力得解得，由于r變小，故動(dòng)能變大；[2]能發(fā)生光電效應(yīng)的條件為：其中從躍遷到釋放的光子能量：從躍遷到釋放的光子能量：從躍遷到釋放的光子能量：從躍遷到釋放的光子能量：從躍遷到釋放的光子能量：從躍遷到釋放的光子能量：故有4種光子可以使鉀發(fā)生光電效應(yīng)。15.（2021·北京市東城區(qū)一模）原子核的天然放射現(xiàn)象稱為衰變，一靜止的鈾核放出一個(gè)粒子衰變成釷核，衰變方程為。下列說(shuō)法正確的是A．衰變后釷核的動(dòng)能等于粒子的動(dòng)能B．衰變后釷核的動(dòng)量大小等于粒子的動(dòng)量大小C．衰變過(guò)程的能量變化不滿足愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程D．衰變后粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量【答案】B【解析】由于原來(lái)的鈾核是靜止的，總動(dòng)量為0，故它衰變后的釷核的動(dòng)量等于粒子的動(dòng)量大小，但是二者的質(zhì)量不相等，故它們的動(dòng)能不相等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；衰變過(guò)程的能量變化仍然滿足愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于衰變存在質(zhì)量虧損，故衰變后粒子與釷核的質(zhì)量之和小于衰變前鈾核的質(zhì)量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。16.（2021·北京市門頭溝區(qū)高三下學(xué)期4月一模）關(guān)于放射性元素的衰變，以下說(shuō)法正確的是（）A.原子核發(fā)生衰變所釋放的射線中一定有高速運(yùn)動(dòng)的電子B.原子核發(fā)生衰變所釋放的射線中一定有高速運(yùn)動(dòng)的氦原子核C.衰變成經(jīng)過(guò)了2次衰變和4次衰變D.衰變成經(jīng)過(guò)了4次衰變和2次衰變【答案】D【解析】原子核發(fā)生衰變所釋放的射線中是氦原子核，它是帶正電的，所以沒(méi)有高速運(yùn)動(dòng)的電子，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；原子核發(fā)生衰變所釋放的射線中是電子流，所以它其中沒(méi)有高速運(yùn)動(dòng)的氦原子核，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；其實(shí)AB選項(xiàng)的內(nèi)容顛倒一了下；衰變成時(shí)，質(zhì)子數(shù)少了9286=6，質(zhì)量數(shù)少238222=16，故它一琮是經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)了4次衰變和2次衰變形成的，因?yàn)?+2正好滿足上述要求，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。17．(多選)原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示。根據(jù)該曲線，下列判斷正確的有()A.eq\o\al(4,2)He核的結(jié)合能約為14MeVB.eq\o\al(4,2)He核比eq\o\al(6,3