專題十六　近代物理初步備考篇【考情探究】課標(biāo)解讀考情分析備考指導(dǎo)考點(diǎn)內(nèi)容光電效應(yīng)、波粒二象性1.了解光電效應(yīng)現(xiàn)象,知道光電效應(yīng)的條件2.了解光電管的作用,理解光電效應(yīng)方程3.知道光既有粒子性,又有波動(dòng)性1.從近幾年高考題來看,命題難度不大,但考點(diǎn)較多,主要包括光電效應(yīng)、氫原子能級(jí)、氫原子光譜、原子結(jié)構(gòu)和原子核2.高考對(duì)本專題的考查題型主要是選擇題,出現(xiàn)計(jì)算題的幾率極小3.本專題知識(shí)可以和動(dòng)量守恒、圓周運(yùn)動(dòng)、能量守恒等知識(shí)結(jié)合,考查學(xué)生綜合分析能力復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)注重四個(gè)問題:1.精讀教材,熟練掌握教材內(nèi)容,重視課后習(xí)題2.重視與現(xiàn)代科技相聯(lián)系的題目3.把重點(diǎn)放在光電效應(yīng)、氫原子能級(jí)躍遷規(guī)律、核反應(yīng)方程的書寫及結(jié)合能和質(zhì)量虧損的計(jì)算上4.動(dòng)量守恒定律在核反應(yīng)過程中的應(yīng)用原子的結(jié)構(gòu)、原子核1.知道原子的結(jié)構(gòu),了解原子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)過程2.理解氫原子光譜,知道原子躍遷的規(guī)律3.知道半衰期,會(huì)計(jì)算核能【真題探秘】命題立意本題有機(jī)地將原子核衰變和電流結(jié)合在一起形成新的物理情境,要求考生綜合利用衰變的特點(diǎn)、電流、元電荷的概念等知識(shí)綜合求解,考查了考生在新情境中對(duì)綜合性物理問題進(jìn)行分析和推理并得到正確結(jié)論的能力。原子核衰變多以選擇題的形式出現(xiàn)。解題指導(dǎo)首先寫出發(fā)生β衰變的衰變方程,可知一個(gè)氚核發(fā)生β衰變時(shí)產(chǎn)生一個(gè)電子,所以產(chǎn)生的電子數(shù)即發(fā)生β衰變的氚核個(gè)數(shù);由電流定義式求出產(chǎn)生的所有電子的總電荷量,再除以一個(gè)電子的電荷量,可得到電子的個(gè)數(shù)即氚核的個(gè)數(shù)。拓展延伸原子核的衰變有α衰變和β衰變,原子核發(fā)生β衰變時(shí)釋放出電子,原子核發(fā)生α衰變時(shí)釋放出氦核,原子核衰變遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒。[教師專用題組],1.真題多維細(xì)目表真題涉分考點(diǎn)題型設(shè)題情境學(xué)科素養(yǎng)光電效應(yīng)　波粒二象性原子、原子核2020課標(biāo)Ⅱ,186核能計(jì)算單選聚變反應(yīng)物理觀念、科學(xué)推理2020課標(biāo)Ⅰ,196核反應(yīng)方程多選衰變、裂變、聚變物理觀念、科學(xué)推理2020課標(biāo)Ⅲ,196核反應(yīng)方程多選人工核反應(yīng)物理觀念、科學(xué)推理2019課標(biāo)Ⅰ,146能級(jí)躍遷單選原子能級(jí)示意圖物理觀念、模型建構(gòu)2019課標(biāo)Ⅱ,156原子核單選太陽(yáng)內(nèi)部核反應(yīng)能量觀念、科學(xué)推理2018課標(biāo)Ⅱ,176光電效應(yīng)單選光照射鋅板運(yùn)動(dòng)觀念、科學(xué)推理2018課標(biāo)Ⅲ,146核反應(yīng)方程單選人工放射性物質(zhì)觀念、科學(xué)推理2017課標(biāo)Ⅰ,176核能計(jì)算單選聚變反應(yīng)能量觀念、科學(xué)推理2017課標(biāo)Ⅱ,156α衰變單選鈾核衰變模型建構(gòu)、科學(xué)論證2017課標(biāo)Ⅲ,196光電效應(yīng)多選兩種單色光照射金屬能量觀念、科學(xué)推理2016課標(biāo)Ⅰ,35(1)5光電效應(yīng)多選光電管物理觀念、科學(xué)推理2016課標(biāo)Ⅱ,35(1)5核反應(yīng)方程填空衰變、裂變、聚變物質(zhì)觀念、科學(xué)推理2016課標(biāo)Ⅲ,35(1)5原子核多選人工轉(zhuǎn)變能量觀念、科學(xué)論證2015山東理綜,39(1)3半衰期多選14C放射性衰變物質(zhì)觀念、科學(xué)推理2.命題規(guī)律與趨勢(shì)從全國(guó)各卷及各單獨(dú)命題的地方卷可看出,高考對(duì)本專題的考查呈現(xiàn)出如下特點(diǎn):1.從近幾年高考試題來看:①高考中涉及的考點(diǎn)較多;②具有不確定性,考題可能只考查一個(gè)考點(diǎn)也可能同時(shí)涉及多個(gè)考點(diǎn);③題型多為選擇題,但有時(shí)也會(huì)與帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)相結(jié)合,形成一定難度的綜合題。2.在波粒二象性方面,主要考查波粒二象性的概念和相關(guān)物理量的計(jì)算或定性分析,主要涉及光電效應(yīng)中的光子能量與光電子的初動(dòng)能、德布羅意波波長(zhǎng)、不確定性關(guān)系等問題。主要體現(xiàn)在以下幾方面:(1)結(jié)合氫原子能級(jí)躍遷分析不同光子的能量,從而得出頻率大小,并綜合考查色散、衍射、干涉、光電效應(yīng)等相關(guān)問題;(2)圍繞光電效應(yīng)中的基本概念,涉及光電子的初動(dòng)能(最大初動(dòng)能)、電子衍射及不確定性關(guān)系等問題。3.在原子與原子核物理方面,主要考查原子結(jié)構(gòu)和原子核的相關(guān)知識(shí)及應(yīng)用,主要涉及玻爾模型及核裂變、聚變、衰變等核反應(yīng)方程。主要體現(xiàn)在以下幾方面:(1)利用玻爾模型計(jì)算可能的光子能量,再結(jié)合光電效應(yīng)或者色散、干涉、衍射等知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行考查;(2)以一個(gè)選項(xiàng)的形式考查核反應(yīng)方程的合理性,主要是幾個(gè)守恒量;(3)相關(guān)概念和細(xì)碎知識(shí)點(diǎn)的考查,比如結(jié)合能、核反應(yīng)堆等。3.備考方法與策略1.本專題涉及的知識(shí)點(diǎn)較多,但難度不大,多為直接考查理解和記憶能力,故在本專題復(fù)習(xí)過程中要加強(qiáng)對(duì)基本概念和規(guī)律的認(rèn)識(shí),不要有知識(shí)盲點(diǎn)。還要全面關(guān)注與其他知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián),關(guān)注其他知識(shí)(如動(dòng)量守恒)在本專題中的應(yīng)用。2.涉及物理學(xué)史的選擇題為易錯(cuò)題,在復(fù)習(xí)備考中,要將人和事的對(duì)應(yīng)關(guān)系規(guī)律化。3.在核心素養(yǎng)方面:要注意相關(guān)物理觀念的養(yǎng)成,相關(guān)模型的建構(gòu)能力和科學(xué)推理能力的培養(yǎng)。基礎(chǔ)篇【基礎(chǔ)集訓(xùn)】,考點(diǎn)一　光電效應(yīng)、波粒二象性1.(2020山東濟(jì)南萊蕪第一中學(xué)高三月考,4)用某種單色光照射某金屬表面,發(fā)生光電效應(yīng)?，F(xiàn)將該單色光的光強(qiáng)減弱,則(　　)A.可能不發(fā)生光電效應(yīng)B.光電子的最大初動(dòng)能減少C.單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)減少D.需要更長(zhǎng)的照射時(shí)間才能發(fā)生光電效應(yīng)答案　C　2.(2020山東菏澤一中高三下學(xué)期質(zhì)量檢測(cè),5)用頻率為ν0的單色光照射某金屬表面時(shí),產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為Ekm,已知普朗克常量為h,光速為c,要使此金屬發(fā)生光電效應(yīng),所用入射光的波長(zhǎng)應(yīng)不大于(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　A.　　B.C.　　D.-答案　A　3.(2020山東滕州第一中學(xué)高二月考,8)(多選)研究光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示,A、K為光電管的兩個(gè)電極。已知該光電管陰極K的極限頻率為ν0,元電荷為e,普朗克常量為h?，F(xiàn)用頻率為ν(ν>ν0)的光照射陰極K,則下列說法正確的是(　　)A.將滑片P向右滑動(dòng),可增大光電子的最大初動(dòng)能B.若兩電極間電壓為U,則到達(dá)陽(yáng)極A的光電子最大動(dòng)能為h(ν-ν0)+eUC.將滑片P向右滑動(dòng),則電流表的示數(shù)一定會(huì)不斷增大D.將電源正負(fù)極對(duì)調(diào),當(dāng)兩電極間的電壓大于時(shí),電流表的示數(shù)為0答案　BD　考點(diǎn)二　原子的結(jié)構(gòu)、原子核　　　　　　　　　　　　　　　　　　1.(2020山東菏澤第一中學(xué)高三下學(xué)期月考,6)下列說法正確的是　(　　)A.β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶訒r(shí)產(chǎn)生的B.鈾核U)衰變?yōu)殂U核Pb)的過程中,要經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變CBi的半衰期是5天,100克Bi經(jīng)過10天后還剩下50克D.密立根油滴實(shí)驗(yàn)表明核外電子的軌道是不連續(xù)的答案　B　2.(2020山東棗莊模擬,1)氫原子的能級(jí)圖如圖所示。用氫原子從n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑,下列說法正確的是(　　),A.產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為6.41eVB.產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為12.75eVC.氫原子從n=2能級(jí)向n=1能級(jí)躍遷時(shí)輻射的光不能使金屬鉑發(fā)生光電效應(yīng)D.氫原子從n=6能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷時(shí)輻射的光也能使金屬鉑發(fā)生光電效應(yīng)答案　A　3.某靜止的原子核發(fā)生核反應(yīng)且釋放出能量Q,其方程為XYZ,并假設(shè)釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為新核Y和Z的動(dòng)能,測(cè)得其中Z的速度為v,以下結(jié)論正確的是(　　)A.Y原子核的速度大小為vB.Y原子核的動(dòng)能是Z原子核的動(dòng)能的倍C.Y原子核和Z原子核的質(zhì)量之和比X原子核的質(zhì)量大(c為光速)D.Y和Z的結(jié)合能之和一定大于X的結(jié)合能答案　D　4.(多選)關(guān)于原子核的結(jié)合能,下列說法正確的是(　　)A.原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B.一重原子核衰變成α粒子和另一原子核,衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的結(jié)合能C.銫原子核Cs)的結(jié)合能小于鉛原子核Pb)的結(jié)合能D.平均結(jié)合能越大,原子核越不穩(wěn)定答案　ABC　綜合篇【綜合集訓(xùn)】拓展一　對(duì)光電效應(yīng)規(guī)律的理解1.(2020四川內(nèi)江威遠(yuǎn)中學(xué)高三月考,1)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,用同一種單色光,先后照射鋅和銀的表面,都能發(fā)生光電效應(yīng)。對(duì)于這兩個(gè)過程,下列四個(gè)物理過程中,一定相同的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　A.遏止電壓　　B.飽和光電流C.光電子的最大初動(dòng)能　　D.逸出功答案　B　2.(2020山東臨沂第一中學(xué)高二階段檢測(cè),7)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,飛飛同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光),如圖所示。則可判斷出(　　),A.甲光的頻率大于乙光的頻率B.乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng)C.乙光對(duì)應(yīng)的截止頻率大于丙光對(duì)應(yīng)的截止頻率D.甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能答案　B　3.(多選)美國(guó)物理學(xué)家密立根利用圖示的電路研究金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系,描繪出圖乙中的圖像,由此算出普朗克常量h,電子電荷量用e表示,下列說法正確的是(　　)A.入射光的頻率增大,測(cè)遏止電壓時(shí),應(yīng)使滑動(dòng)變阻器的滑片P向M端移動(dòng)B.增大入射光的強(qiáng)度,光電子的最大初動(dòng)能也增大C.由Uc-ν圖像可知,這種金屬截止頻率為νcD.由Uc-ν圖像可求普朗克常量表達(dá)式為h=答案　CD　拓展二　對(duì)波粒二象性的理解　(2020山東棗莊第三中學(xué)高二月考,12)(多選)下列說法正確的是(　　)A.普朗克為了解釋黑體輻射現(xiàn)象,第一次提出了能量量子化理論B.大量的電子通過雙縫后在屏上能形成明暗相間的條紋,這表明所有的電子都落在明條紋處C.電子和其他微觀粒子都具有波粒二象性D.光波是一種概率波,光的波動(dòng)性是由于光子之間的相互作用引起的,這是光子自身的固有性質(zhì)　答案　AC　拓展三　對(duì)原子的躍遷和電離的理解　(2020山東濟(jì)南章丘第四中學(xué)高二質(zhì)量檢測(cè),8)如圖所示為氫原子能級(jí)的示意圖,現(xiàn)有大量的氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài),當(dāng)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出若干種不同頻率的光。關(guān)于這些光,下列說法正確的是(　　)A.波長(zhǎng)最大的光是由n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)產(chǎn)生的B.頻率最小的光是由n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)產(chǎn)生的C.這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光D.從n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)電子動(dòng)能增加　答案　D　拓展四　原子核的衰變、放射性同位素　(2020山東濟(jì)南歷城第二中學(xué)高三月考,3)以前,在居家裝修中,經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝修材料,這些巖石都不同程度地含有放射性元素,比如有些含有鈾釷的花崗巖巖石都會(huì)釋放出放射性惰性氣體氡,而氡會(huì)發(fā)生放,射性衰變,放出α、β、γ射線,這些射線會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變及呼吸道方面的疾病,根據(jù)有關(guān)放射性知識(shí)可知,下列說法正確的是(　　)A.β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生并發(fā)射出來的B.放射性衰變放出的β射線是原子核外電子電離形成的電子流C.已知氡的半衰期為3.8天,若取1g氡放在天平左盤上,砝碼放于右盤,左右兩邊恰好平衡,則3.8天后,需取走0.5g砝碼天平才能再次平衡D.發(fā)生α衰變時(shí),生成核與原來的原子核相比,中子數(shù)減少了4　答案　A　拓展五　核能的計(jì)算　(多選)核反應(yīng)堆是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng),釋放出大量核能。Un→Ba+Kr+aX是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種,X是某種粒子,a是X粒子的個(gè)數(shù),用mU、mBa、mKr分別表示U、Ba、Kr核的質(zhì)量,mX表示X粒子的質(zhì)量,c為真空中的光速,以下說法正確的是(　　)A.X為中子,a=2B.X為中子,a=3C.上述核反應(yīng)中放出的核能ΔE=(mU-mBa-mKr-3mX)c2D.只有鈾塊體積達(dá)到臨界體積才可能發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)　答案　BD　[教師專用題組]【綜合集訓(xùn)】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1.(多選)實(shí)物粒子和光都具有波粒二象性。下列事實(shí)中突出體現(xiàn)波動(dòng)性的是(　　)A.電子束通過雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣B.β射線在云室中穿過會(huì)留下清晰的徑跡C.人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)D.康普頓研究石墨對(duì)X射線的散射答案　AC　電子束通過雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣,說明電子具有波動(dòng)性,故A正確;β射線在云室中穿過會(huì)留下清晰的徑跡,體現(xiàn)的是β射線的粒子性,故B錯(cuò)誤;人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu),中子衍射說明中子具有波動(dòng)性,故C正確;康普頓效應(yīng)揭示了光的粒子性的一面,故D錯(cuò)誤。2.光子有能量,也有動(dòng)量(p=),它也遵循有關(guān)動(dòng)量的規(guī)律,真空中有一如圖所示裝置可繞通過橫桿中點(diǎn)的豎直軸OO'在水平面內(nèi)靈活地轉(zhuǎn)動(dòng),其中左邊是圓形黑紙片,右邊是和左邊大小、質(zhì)量均相同的圓形白紙片。當(dāng)用平行白光垂直照射這兩個(gè)圓面時(shí),關(guān)于此裝置開始時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)情況(俯視)的下列說法中正確的是(　　)A.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)B.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)C.都有可能D.不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),答案　B　光照射到黑紙片上時(shí)被吸收,照射到白紙片上時(shí)被反射,因此白紙片受到的沖量大,裝置逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),故正確選項(xiàng)為B。3.(2020安徽蚌埠三檢,1)頻率為ν的入射光照射某金屬時(shí)發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象。已知該金屬的逸出功為W,普朗克常量為h,電子電荷量大小為e,下列說法正確的是(　　)A.該金屬的截止頻率為B.該金屬的遏止電壓為C.增大入射光的強(qiáng)度,單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)不變D.增大入射光的頻率,光電子的最大初動(dòng)能不變答案　B　金屬的逸出功大小和截止頻率都取決于金屬材料本身,用光照射某種金屬,要想發(fā)生光電效應(yīng),要求入射光的頻率大于金屬的截止頻率,入射光子的能量為hν,只有滿足hν>W,才能發(fā)生光電效應(yīng)。金屬的逸出功為W=hν0,即金屬的截止頻率為ν0=,所以A錯(cuò)誤;使光電流減小到0的反向電壓Uc稱為遏止電壓,則Uc=,再根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程,可得光電子的最大初動(dòng)能Ek=hν-W,所以該金屬的遏止電壓為Uc=,所以B正確;增大入射光的強(qiáng)度,單位時(shí)間內(nèi)照到金屬上的光子數(shù)會(huì)增大,發(fā)生了光電效應(yīng)后,單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)將增大,所以C錯(cuò)誤;由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知,增大入射光的頻率,光電子的最大初動(dòng)能將增大,所以D錯(cuò)誤。思路總結(jié)　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。4.(2020湖北武漢線上模擬)用如圖甲所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。閉合開關(guān)S,用頻率為ν的光照射光電管時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)。圖乙是該光電管發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖像,圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(a,0),與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0,-b)。下列說法正確的是(　　)A.普朗克常量為h=B.斷開開關(guān)S后,電流表G的示數(shù)不為零C.僅增加照射光的強(qiáng)度,光電子的最大初動(dòng)能將增大D.保持照射光強(qiáng)度不變,僅提高照射光頻率,電流表G的示數(shù)保持不變答案　B　由Ek=hν-W0,可知圖線的斜率為普朗克常量,即h=,故A錯(cuò)誤;斷開開關(guān)S后,仍有光電子產(chǎn)生,所以電流表G的示數(shù)不為零,故B正確;只有增大入射光的頻率,才能增大光電子的最大初動(dòng)能,光電子的最大初動(dòng)能與光的強(qiáng)度無關(guān),故C錯(cuò)誤;保持照射光強(qiáng)度不變,僅提高照射光頻率,單個(gè)光子的能量增大,而光的強(qiáng)度不變,那么光子數(shù)一定減少,發(fā)出的光電子數(shù)也減少,電流表G的示數(shù)要減小,故D錯(cuò)誤。5.根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn),盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。如圖所示為原子核式結(jié)構(gòu)模型的α粒子散射圖景。圖中實(shí)線表示α粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。則關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是(　　),A.圖中大角度偏轉(zhuǎn)的α粒子的電勢(shì)能先減小后增大B.圖中的α粒子反彈是因?yàn)?alpha;粒子與金原子核發(fā)生了碰撞C.絕大多數(shù)α粒子沿原方向繼續(xù)前進(jìn)說明了帶正電的原子核占據(jù)原子的空間很小D.根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估算原子大小答案　C　題圖中大角度偏轉(zhuǎn)的α粒子所受的電場(chǎng)力先做負(fù)功,后做正功,則其電勢(shì)能先增大后減小,故A錯(cuò)誤;題圖中的α粒子反彈是因?yàn)?alpha;粒子與金原子核之間的庫(kù)侖力作用,并沒有發(fā)生碰撞,B錯(cuò)誤;絕大多數(shù)α粒子沿原方向繼續(xù)前進(jìn)說明了帶正電的原子核占據(jù)原子的空間很小,C正確;根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估算原子核大小,D錯(cuò)誤。6.如圖所示,a、b、c、d分別表示氫原子在不同能級(jí)間的四種躍遷,輻射光子頻率最高的是(　　)A.a　　B.b　　C.c　　D.d答案　B　hνa=E2-E1=10.2eV,hνb=E3-E1=12.09eV,hνc=E3-E2=1.89eV,hνd=E4-E3=0.66eV,故輻射光子頻率最高的是b,選項(xiàng)B正確。7.(多選)月球土壤里大量存在著一種叫作“氦3He)”的化學(xué)元素,這是熱核聚變的重要原料。關(guān)于“氦3He)”與氘核的聚變,下列說法正確的是(　　)A.核反應(yīng)方程為HeHHeHB.核反應(yīng)生成物的質(zhì)量將大于反應(yīng)物的質(zhì)量C.“氦3He)”一個(gè)核子的結(jié)合能小于氦4He)一個(gè)核子的結(jié)合能D.“氦3He)”的原子核與一個(gè)氘核發(fā)生聚變將放出能量答案　ACD　選項(xiàng)A中的核反應(yīng)方程就是He和H發(fā)生核聚變的方程,在生成He和H的同時(shí)釋放大量的能量,A、D正確;由于核反應(yīng)的過程中釋放大量的能量,根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程ΔE=Δmc2,可知生成物的質(zhì)量小于反應(yīng)物的質(zhì)量,B錯(cuò)誤;輕核聚變放出能量,結(jié)合成的新核更穩(wěn)定,比結(jié)合能更大,即He一個(gè)核子的結(jié)合能小于He一個(gè)核子的結(jié)合能,C正確。8.(2020湖北宜昌模擬)氫原子的能級(jí)公式為En=E1(n=1,2,3,…),其中基態(tài)能量E1=-13.6eV,能級(jí)圖如圖所示。大量氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài),在這些氫原子可能發(fā)出的所有光子中,頻率最大的光子能量為-0.96E1,則n和可能發(fā)出的頻率最小的光子能量分別為(　　)A.n=5,0.54eV　　B.n=5,0.31eVC.n=4,0.85eV　　D.n=4,0.66eV,答案　B　在這些氫原子可能發(fā)出的所有光子中,頻率最高的光子能量為-0.96E1,則ΔE=-0.96E1=En-E1,所以處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)氫原子的能量為En=0.04E1=E1,即處在n=5能級(jí);大量處于n=5能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí),可能發(fā)出的所有光子中,頻率最小的光子的能量為ΔE'=-0.54eV-(-0.85eV)=0.31eV,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。9.(2020湖南長(zhǎng)沙模擬)(多選)近幾年一些國(guó)家積極發(fā)展“月球探測(cè)計(jì)劃”,該計(jì)劃中的科研任務(wù)之一是探測(cè)月球上氦3的含量。氦3是一種清潔、安全和高效的核發(fā)電燃料,可以采用在高溫高壓下用氘和氦3進(jìn)行核聚變反應(yīng)發(fā)電。若已知氘核的質(zhì)量為2.0136u,氦3的質(zhì)量為3.0150u,氦核的質(zhì)量為4.00151u,質(zhì)子質(zhì)量為1.00783u,中子質(zhì)量為1.008665u,1u相當(dāng)于931.5MeV。則下列說法正確的是(　　)A.一個(gè)氘和一個(gè)氦3的核聚變反應(yīng)釋放的核能約為17.9MeVB.氘和氦3的核聚變反應(yīng)方程式HHeHe+X,其中X是質(zhì)子C.因?yàn)榫圩儠r(shí)釋放能量,出現(xiàn)質(zhì)量虧損,所以生成物的總質(zhì)量數(shù)減少D.目前我國(guó)的秦山、大亞灣等核電站廣泛使用氦3進(jìn)行核聚變反應(yīng)發(fā)電答案　AB　根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒知X為質(zhì)子,故B正確。根據(jù)質(zhì)能方程知ΔE=Δmc2=(2.0136u+3.0150u-4.00151u-1.00783u)×931.5MeV/u≈17.9MeV,故A正確。因?yàn)榫圩儠r(shí)釋放能量,出現(xiàn)質(zhì)量虧損,所以生成物的總質(zhì)量減小,但是其總質(zhì)量數(shù)不變,C錯(cuò)誤。目前我國(guó)的秦山、大亞灣等核電站廣泛使用重核裂變反應(yīng)發(fā)電,D錯(cuò)誤。故選A、B。方法總結(jié)　計(jì)算核能的幾種方法(1)根據(jù)ΔE=Δmc2計(jì)算。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/u計(jì)算。因1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5MeV的能量,所以計(jì)算時(shí)Δm的單位是“u”,ΔE的單位是“MeV”。(3)根據(jù)平均結(jié)合能來計(jì)算核能原子核的結(jié)合能=平均結(jié)合能×核子數(shù)。反應(yīng)前后原子核的結(jié)合能之差即釋放(吸收)的核能。(4)有時(shí)可結(jié)合動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律進(jìn)行分析計(jì)算。10.(2020天津,1)在物理學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中,人們通過對(duì)某些重要物理實(shí)驗(yàn)的深入觀察和研究,獲得正確的理論認(rèn)識(shí)。下列圖示的實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)原子具有核式結(jié)構(gòu)的是(　　)答案　D　A項(xiàng)是雙縫干涉實(shí)驗(yàn),說明光具有波動(dòng)性;B項(xiàng)是光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn),說明光具有粒子性;C項(xiàng)是電磁波的發(fā)射與接收;導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)原子具有核式結(jié)構(gòu)的是盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn),D正確。故選D。11.[2017江蘇單科,12C(1)](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(　　),AHe核的結(jié)合能約為14MeVBHe核比Li核更穩(wěn)定C.兩個(gè)H核結(jié)合成He核時(shí)釋放能量DU核中核子的平均結(jié)合能比Kr核中的大答案　BC　由圖像可知He的比結(jié)合能約為7MeV,其結(jié)合能應(yīng)為28MeV,故A錯(cuò)誤。比結(jié)合能較大的核較穩(wěn)定,故B正確。比結(jié)合能較小的核結(jié)合成比結(jié)合能較大的核時(shí)釋放能量,故C正確。比結(jié)合能就是平均結(jié)合能,故由圖可知D錯(cuò)誤。