2025版《新亮剑》高中物理：第十六章 原子结构和波粒二象性 原子核含答案

2025版《新亮剑》高中物理：第十六章原子结构和波粒二象性原子核第十六章原子结构和波粒二象性原子核核心素养考点内容高考真题备考建议物理观念原子核的组成、光电效应、放射性同位素、氢原子能级、核能、结合能、核力2021全国甲T17(原子核的衰变)2021全国乙T17(半衰期)2022全国甲T17(原子核的衰变)2023全国新课标T16(能级跃迁)2023全国乙T16(核反应、核能)2023全国甲T15(核反应、核能)2023浙江1月选考T15(光电效应)2023浙江6月选考T15(能级跃迁)2023辽宁T6(光电效应)2023山东T1(能级跃迁)2023湖北T1(能级跃迁)2023海南T1(衰变、半衰期)2021河北T1(衰变、半衰期)2023浙江1月选考T9(衰变、半衰期)2022广东T5(能级)2022湖南T1(原子结构、波粒二象性)2022河北T1(光电效应)2022湖北T1(核反应)2022辽宁T2(核反应、核能)本章内容属于高考考查的热点,题型一般为选择题,也可能与其他知识结合出计算题。考查的具体内容主要包括:①原子的能级跃迁;②原子核的衰变规律;③核反应方程的书写;④质量亏损和核能的计算;⑤三种射线的特点及应用;⑥光电效应的规律及应用等。由于考查范围和题型相对稳定,联系最新情境成了该部分考题的最大特点。应注意这部分知识与生产、生活以及高科技相联系的问题科学思维卢瑟福的核式结构、能级模型、衰变规律、质量亏损科学探究光电效应产生的条件与规律科学态度与责任核能的和平利用、利用半衰期鉴定文物年代第1讲光电效应波粒二象性对应学生用书P352考点一光电效应1.光电效应现象照射到金属表面的光,能使金属中的①从表面逸出,这个现象称为光电效应,这种电子常被称为②。

2.光电效应的产生条件入射光的频率③金属的截止频率。

3.光电效应规律(1)每种金属都有一个截止频率νc,入射光的频率必须④这个截止频率才能产生光电效应。

(2)光电子的最大初动能与入射光的强度⑤,只随入射光⑥的增大而增大。

(3)光电效应的发生几乎是瞬时的,一般不超过10-9s。(4)当入射光的频率大于或等于截止频率时,在光的频率不变的情况下,入射光越强,饱和电流越⑦,逸出的光电子数越⑧。

答案①电子②光电子③大于或等于④大于或等于⑤无关⑥频率⑦大⑧多(1)如图1,光电管加正向电压,当光照不变,增大UAK,表中电流达到某一值后不再增大,即达到饱和值。增大入射光的强度,有何现象?(2)如图2,光电管加反向电压,用某一频率的光照射,调节UKA,表中电流刚好为零,此时的电压为遏止电压,改变入射光的频率,有何现象?答案(1)入射光越强,饱和电流越大;(2)入射光频率越大,遏止电压越大。1.研究光电效应的两条思路(1)两条线索(2)两条对应关系(能发生光电效应时)入射光强度大→光子数目多→发射光电子数目多→光电流大。光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。2.光电效应中三个重要关系(1)爱因斯坦光电效应方程:Ek=hν-W0。(2)最大初动能与遏止电压的关系:Ek=eUc。(3)逸出功与极限频率的关系:W0=hν0。角度1对光电效应现象的理解(2024届南通二模)如图所示,把一块锌板连接在验电器上,并使锌板带负电,验电器指针张开。用紫外线灯照射锌板,则()。A.指针张角变小的过程中有电子离开锌板B.锌板所带的电荷量一直变大C.改用红光照射,指针张角也一定会变化D.用其他金属板替换锌板,一定会发生光电效应答案A解析用紫外线灯照射锌板时,锌板发生光电效应,逸出电子,验电器所带负电荷逐渐被中和,因此验电器带电荷量先减小,故验电器指针张角逐渐减小直至闭合,此时负电荷被完全中和,继续用紫外线照射锌板,验电器开始带上正电,随着照射时间的增加,锌板逸出的电子增加,锌板所带正电荷增加,带电荷量增加,验电器张角逐渐增大,A项正确,B项错误;紫外线的频率大于红光的频率,根据光电效应产生的条件,入射光的频率必须大于金属的截止频率才能发生光电效应,可知频率大的光照射金属能够发生光电效应时,频率小的光不一定能使该金属发生光电效应,若不能发生光电效应,则验电器指针的张角不会发生变化,C、D两项错误。(2024届湖北调研)如图所示,一束单色光入射到极限频率为ν0的金属板K上,发射的光电子可沿垂直于平行板电容器极板的方向从左极板上的小孔进入电场,均不能到达右极板,则()。A.该单色光的波长为cB.若仅增大该单色光的强度,则将有电子到达右极板C.若仅换用频率更大的单色光,则一定没有电子到达右极板D.若仅将电容器右极板右移一小段距离,电子仍然不能到达右极板答案D解析由题可知,单色光的波长应小于cν0,A项错误;若仅增大该单色光的强度,由于入射光的频率不变,光电子逸出的最大初动能不变,则电子仍然不能到达右极板,B项错误;若仅换用频率更大的单色光,逸出的光电子的初动能增大,则可能有电子到达右极板,C项错误;若仅将电容器右极板右移一小段距离,由于两板间的电压不变,电子仍然不能到达右极板,角度2光电效应方程的应用(2024届云南质检)(多选)现用某一频率为ν的光照射在阴极K上,阴极材料极限频率为ν0,如图所示,调节滑动变阻器滑片的位置,当电压表示数为U时,电流表示数恰好为零。电子电荷量的大小为e,普朗克常量为h,下列说法正确的是()。A.若入射光频率变为原来的2倍,则遏止电压为2U+ℎB.若入射光频率变为原来的3倍,则光电子的最大初动能为2hνC.保持滑动变阻器滑片位置不变,若入射光频率变为原来的3倍,则电子到达A极的最大动能为2hνD.入射光频率为ν,若改变电路,加大小为U的正向电压,电子到达A极的最大动能为2eU答案ACD解析根据光电效应方程可得Ekm=hν-hν0,当电压表示数为U时,电流表示数恰好为零,根据动能定理可得eU=Ekm,若入射光频率变为原来的2倍,则有Ekm'=2hν-hν0,设遏止电压变为U',则有eU'=Ekm',联立解得U'=2U+ℎν0e,A项正确;若入射光频率变为原来的3倍,则有Ekm″=3hν-hν0=2hν+eU,B项错误;保持滑动变阻器滑片位置不变,若入射光频率变为原来的3倍,则电子到达A极的最大动能Ek=Ekm″-eU=2hν+eU-eU=2hν,C项正确;入射光频率为ν,若改变电路,加大小为U的正向电压,电子到达A极的最大动能Ek'=Ekm+eU=2eU,D爱因斯坦光电效应方程1.光电效应方程:Ek=hν-W0。2.逸出功W0:电子从金属中逸出所需做功的最小值,W0=hνc=hcλ3.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。光电效应四类图像对比图像类型图线形状由图线直接(间接)得到的物理量最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线①截止频率:图线与ν轴交点的横坐标νc②逸出功:图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值W0=|-E|=E③普朗克常量:图线的斜率k=h颜色相同、强度不同的光,光电流与电压的关系①遏止电压Uc:图线与横轴的交点②饱和光电流Im:光电流的最大值③最大初动能:Ek=eUc颜色不同时,光电流与电压的关系①遏止电压Uc1、Uc2②饱和光电流③最大初动能Ek1=eUc1,Ek2=eUc2遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线①截止频率νc:图线与横轴的交点②遏止电压Uc:随入射光频率的增大而增大③普朗克常量h:等于图线的斜率与电子电荷量的乘积,即h=ke(注:此时两极之间接反向电压)(2024届南平三模)在研究光电效应中,当不同频率的光照射某种金属时,以遏止电压Uc为纵坐标,入射光波长的倒数1λ为横坐标,作出Uc-1λ图像如图所示。其横轴截距为a,纵轴截距为-b,元电荷电荷量为e。则()A.普朗克常量为beB.该金属的截止频率为1C.该金属的逸出功为beD.遏止电压Uc与入射光波长的倒数1λ答案C解析根据爱因斯坦光电效应方程可知Uc=ℎeν-W0e=ℎce·1λ-W0e,图线不过原点,不成正比关系,D项错误;由题可知ℎce=ba、W0e=b,解得h=beac、W0=be,截止频率νc=(2024届张掖一诊)(多选)某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像如图所示,由图像可知()。A.该金属的逸出功等于EB.普朗克常量等于EC.入射光的频率为2ν0时,产生的光电子的最大初动能为2ED.入射光的频率为ν02时,答案AB解析根据光电效应方程Ek=hν-W0,结合图像可知该金属的逸出功W0=E,A项正确;该图像的斜率为普朗克常量,故h=Eν0,B项正确;由图像可知,当入射光的频率为2ν0时,产生的光电子的最大初动能为E,C项错误;当入射光的频率为ν02时,小于极限频率,(2024届江苏二模)在探究光电效应现象时,某同学分别用频率为ν1、ν2的两单色光照射密封真空管的钠阴极,钠阴极发射出的光电子被阳极A吸收,在电路中形成光电流,实验得到了两条光电流与电压之间的关系曲线(甲、乙),如图所示,已知U1=2U2,ν1>ν2,普朗克常量用h表示。则以下说法正确的是()。A.曲线甲为频率为ν1的光照射时的I-U图像B.频率为ν1的光在单位时间内照射到钠阴极的光子数多C.两单色光的频率之比为2∶1D.该金属的逸出功为h(2ν2-ν1)答案D解析根据光电效应方程hν-W0=Ekm,遏止电压与光电子最大初动能的关系为eUc=Ek,联立可得hν-W0=eUc,入射光的频率越大,遏止电压越大,所以曲线乙为频率为ν1的光照射时的图像,A项错误;由图像可知,甲的饱和光电流比乙的大,甲的频率又比乙的频率小,所以频率为ν2的光在单位时间内照射到钠阴极的光子数多,B项错误;由于hν1-W0=eU1,hν2-W0=eU2,U1=2U2,联立解得W0=h(2ν2-ν1),ν1ν2=eU1+W0eU考点二波粒二象性、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①。

(2)光电效应说明光具有②。

(3)光既具有波动性,又具有粒子性,称为光的③。

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④的地方,暗条纹是光子到达概率⑤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λ=ℎp,p为运动物体的动量,h答案①波动性②粒子性③波粒二象性④大⑤小角度1光的波粒二象性及其表现项目实验基础表现说明光的波动性干涉和衍射(1)光是一种概率波,即光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可用波动规律来描述(2)大量的光子在传播时,表现出波的性质(1)光的波动性是光子本身的一种属性,不是光子之间相互作用产生的(2)光的波动性不同于宏观观念的波光的粒子性光电效应、康普顿效应(1)当光与物质发生作用时,这种作用是“一份一份”进行的,表现出粒子的性质(2)少量或个别光子清楚地显示出光的粒子性(1)粒子的含义是“不连续”“一份一份”的(2)光子不同于宏观观念的粒子波动性和粒子性的对立、统一—(1)大量光子易显示出波动性,而少量光子易显示出粒子性(2)波长长(频率低)的光波动性强,而波长短(频率高)的光粒子性强(1)光子说并未否定波动说,E=hν=hcλ中,ν和λ(2)波和粒子在宏观世界是不能统一的,而在微观世界却是统一的(2024届上海师大附中期中)用极微弱的可见光做双缝干涉实验,随着时间的增加,在屏上先后出现如图1、2、3所示的图像,则()。A.图像1表明光具有波动性B.图像3表明光具有粒子性C.用紫外线观察不到类似的图像D.实验表明光是一种概率波答案D解析题图1只有分散的亮点,表明光具有粒子性,题图3呈现干涉条纹,表明光具有波动性,A、B两项错误;紫外线也具有波粒二象性,也可以观察到类似的图像,C项错误;实验表明光是一种概率波,D项正确。(2024届绍兴二模)(多选)某颗人造地球卫星如图所示,它的主体表面上镀有一层铂(铂的逸出功为5.32eV),两翼的太阳能电池板(面积为3.0m2)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,照射到电池板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h=6.63×10-34J·s,阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol-1,真空中的光速c=3.0×108m/s。下列说法正确的是()。A.每个光子的能量约为3.6×10-40JB.到达电池表面太阳光的功率为4.2kWC.电池表面吸收1mol光子的时间约为51sD.太阳光照射到卫星主体上会有光电子从表面逸出答案BC解析每个光子的能量约为E0=ℎcλ=6.63×10-34×3×108550×10-9J=3.6×10-19J,A项错误;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3×1.4kW=4.2kW,B项正确;电池表面吸收1mol光子的时间t=6.0×1023×3.6×10-194.2×103s≈51s,C项正确;铂的逸出功W0=5.32eV=8角度2物质波(2024届淄博二模)电子显微镜的工作原理是用高电压使电子束加速,最后打在感光胶片上,观察显微图像。现用电子显微镜观测某生物大分子的结构,为满足测量要求,将显微镜工作时观测线度设定为电子的德布罗意波长的n倍,其中n>1。已知普朗克常量为h,电子的质量与电荷量分别为m和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()。A.nℎUme BC.nh2meU D答案C解析电子被加速,由动能定理有eU=Ek,又p=2mEk,λ=hp,L=nλ,可得L=见《高效训练》P1231.(2024届武昌质检)如图所示,把一块锌板连接在验电器上,并使锌板带上负电,验电器指针会张开一个角度θ。接着,用高频短波紫外线灯(波长范围为280nm~100nm)持续照射锌板,已知锌的极限频率为8.06×1014Hz,真空中光速为3.0×108m/s,观察验电器指针的变化,则()。A.验电器指针张开的角度θ会一直变大B.验电器指针张开的角度θ先变大后变小C.验电器指针张开的角度θ先变小后变大D.验电器指针张开的角度θ不会发生变化答案C解析锌的极限频率对应的光波的波长λ=cf≈0.372×10-6m=372nm,用高频短波紫外线灯(波长范围为280nm~100nm)持续照射锌板,锌板会发生光电效应,逸出光电子,由于锌板原来带负电,可知验电器指针张开的角度θ逐渐变小,足够长时间后,锌板开始带正电且电荷量持续增加,故验电器指针张开的角度θ逐渐变大,即整个过程中验电器指针张开的角度θ先变小后变大,C2.(2024届江西联考)小华家里装修,爸爸在网上购买了一条蓝光LED灯带,该灯带的发光功率为10W。已知蓝光光子的能量范围为4.0×10-19J~5.0×10-19J,则1s内该灯带发出的蓝光光子数的数量级为()。A.1013 B.1016 C.1019 D.1021答案C解析根据Pt=nE0,可得n=2×1019~2.5×1019,C项正确。3.(2024届江苏一模)波长为λ的光子与一静止电子发生正碰,测得反弹后的光子波长增大了Δλ。普朗克常量为h,不考虑相对论效应,碰后电子的动量为()。A.ℎλ+ℎΔλ B.C.ℎλ-ℎΔλ D.-答案B解析动量和波长的关系为λ=ℎp,设碰后电子的动量为p0,光子与电子碰撞过程满足动量守恒,因为光子碰后反弹,所以ℎλ=-ℎλ+Δλ+p0,解得p0=4.(2024届丰台二模)研究光电效应的实验装置如图所示,开始时滑动变阻器的滑片P与固定点O正对。用频率为ν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,光电子向阳极A运动的过程中动能变大答案D解析仅减小照射光频率,仍可能发生光电效应,微安表指针可能偏转,A项错误;能否发生光电效应由入射光的频率决定,与入射光的强度无关,B项错误;将滑片P向a端移动,光电管所加的电压为反向电压,所以光电流会减小,C项错误;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,D项正确。5.(改编)人眼对绿光最为敏感,如果每秒有6个绿光的光子射入瞳孔,眼睛就能察觉。现有一个光源以10W的功率均匀地向各个方向发射波长为5.3×10-7m的绿光,已知瞳孔的直径为4mm,普朗克常量h=6.63×10-34J·s,光速为3×108m/s,不计空气对光的吸收,则眼睛能够看到这个光源的最远距离约为()。A.2×107m B.2×106mC.2×105m D.2×104m答案B解析一个光子的能量E=hν,ν为光的频率,光的波长与频率的关系为c=λν,光源每秒发出的光子个数n=Pℎν=Pλℎc,P为光源的功率,光子以球面波的形式传播,那么以光源为原点的球面上的光子数相同,人眼瞳孔面积S=πd24,其中d为瞳孔直径,由题意,如果每秒有6个绿光的光子射入瞳孔,眼睛就能察觉到,设人距光源的距离为r,那么人眼所处的球面的表面积S'=4πr2,所以须满足nS'·S≥6,联立解得r≤2×6.(2024届洛阳联考)利用如图1所示电路研究光电效应,光电子的最大初动能随入射光频率变化的关系如图2所示。下列说法正确的是()。A.为测量电子的最大初动能,电源左侧应是正极B.若增大入射光的强度或增大电源电压,则光电子的最大初动能增大C.当入射光的频率为ν03时,D.当入射光的频率为3ν0时,逸出光电子的最大初动能为7Ek1答案D解析当电子到达A极,速度恰好为零时,从K极逸出的光电子动能最大,根据动能定理有e(φK-φA)=0-Ekm,则有φK>φA,故为测量光电子的最大初动能,电源左侧应是负极,A项错误。根据爱因斯坦光电效应方程Ekm=hν-W0可知,最大初动能与入射光的频率有关,与入射光的强度无关,与电源电压也无关,B项错误。当ν=ν0时,Ek1=hν0-W0;当ν=2ν0时,4Ek1=2hν0-W0,解得hν0=3Ek1,W0=2Ek1。当ν=ν03时,Ek2=ℎν03-W0=-Ek1,说明ν03小于极限频率,电子不能逸出,C项错误。当ν=3ν0时,Ek3=3hν0-W07.(2024届重庆二调)某新型火灾报警装置的核心部件紫外线光电管如图所示,该装置所接电源电压为U,火灾时产生的波长为λ的光照射到逸出功为W0的阴极材料K上产生光电子,且光电子能全部到达阳极A,回路中形成电流I,从而触发火灾报警器。已知普朗克常量为h,电子的电荷量为e,真空中的光速为c。下列说法正确的是()。A.火灾中激发出光电子的光的频率为λB.阴极K上每秒钟逸出的光电子数为IeC.光电管阴极接收到光用于激发光电子的功率为IℎcD.光电子经电场加速后到达阳极A时的最大动能为ℎcλ-W答案C解析根据c=λν,解得ν=cλ,A项错误;根据I=qt,n=qe,解得每秒逸出的光电子数n'=nt=Ie,B项错误;光电管阴极接收到光用于激发光电子的功率P=n'hν,由于ν=cλ,结合上述解得P=Iℎceλ,C项正确;光电子逸出阴极K时的最大动能Ekmax1=hν-W0,电场加速后到达A极时,有eU=Ekmax2-Ekmax1,联立解得Ekmax28.(2024届张家口一模)(多选)当光照射到钠金属板上时,遏止电压Uc与入射光频率ν的函数关系图线如图所示,已知元电荷e=1.6×10-19C,普朗克常量h=6.63×10-34J·s,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ℎC.钠的逸出功约为2.3eVD.用8×1014Hz的光照射钠金属板时,光电子的最大初动能约为2.9×10-19J答案BC解析遏止电压与入射光的频率呈线性关系不是正比关系,A项错误;根据eUc=hν-W0,可知图线斜率为ℎe,B项正确;由图可知截止频率ν0=5.5×1014Hz,逸出功W0=hν0≈2.3eV,C项正确;用8×1014Hz的光照射钠金属板时,光电子的最大初动能Ek=hν-W0=hν-hν0=1.66×10-19J,D9.(2024届杭州期末)某实验小组要测量金属铝的逸出功,经讨论设计出如图所示实验装置,实验方法是:把铝板放置在水平桌面上,刻度尺紧挨着铝板垂直桌面放置,灵敏度足够高的荧光板与铝板平行,并使整个装置处于竖直向上、电场强度为E的匀强电场中;让波长为λ的单色光持续照射铝板表面,将荧光板向下移动,发现荧光板与铝板距离为d时,荧光板上刚好出现辉光。已知普朗克常量为h,光在真空中传播的速度为c,电子的电荷量为e、质量为m。下列说法正确的是()。A.金属铝的逸出功为ℎcB.从铝板逸出的光电子的初动能均为EedC.将荧光板继续向下移动,荧光板上的辉光强度会增强D.将荧光板固定在某一位置,增大入射光波长,板上的辉光强度一定增强答案C解析由题意可得12mvm2=Eed,12mvm2=ℎcλ-W0,解得金属铝的逸出功W0=ℎcλ-Eed,从铝板逸出的光电子的最大初动能为Eed,A、B两项错误;将荧光板继续向下移动,则达到荧光板的光电子会增加,荧光板上的辉光强度会增强,C项正确;将荧光板固定在某一位置,增大入射光波长,10.(多选)以下各图均与光电效应有关,其中有关说法正确的是()。A.若图1中的锌板最初带正电,则在紫外线灯的持续照射下验电器的指针张角会先变小后变大B.若先后使用强度不同的同种紫外线照射锌板,则强光照射时光电流图像为图2中的aC.若使用频率可调的光源照射锌板,则图3中的ν2为金属锌的截止频率D.若使用频率可调的光源照射锌板,则图4中图线的斜率为普朗克常量h答案BCD解析图1中,先让锌板带正电,再用紫外线灯照射锌板,由于光电效应,锌板放出电子,锌板电荷量增加,所以验电器的张角会一直增大,A项错误;用同频率的光照射时,光照越强,饱和光电流越大,即图像a对应的光照强,B项正确;根据光电效应方程可得Ek=hν-W0,根据动能定理可得-eUc=0-Ek,联立解得Uc=ℎνe-ℎν0e=ℎ(ν-ν0)e,可知Uc-ν图像中的ν2为金属锌的截止频率,C项正确;根据光电效应方程可得Ek=hν-W11.(2024届徐州一模)如图所示,光电管的阴极K用某种金属制成,闭合开关S,用发光功率为P的激光光源直接照射阴极K时,产生了光电流。移动滑动变阻器的滑片,当光电流恰为零时,电压表的示数为U。已知该金属的逸出功为W0,普朗克常量为h,电子电荷量为e,真空中的光速为c,求:(1)该激光在真空中的波长λ。(2)该激光光源单位时间内产生的光子数N。解析(1)由光电效应方程有Ek=hν-W0又ν=c由动能定理有-eU=0-Ek联立解得λ=ℎceU(2)由题意可知,N=Ptεt=其中ε=ℎcλ(或者写成ε=eU+W0解得N=PeU第2讲原子结构原子核对应学生用书P356考点一原子结构和氢原子光谱1.玻尔理论(1)定态假设:电子只能处于一系列①的能量状态中,在这些能量状态中电子绕核的运动是②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<n)时,会放出能量为hν的光子,这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定,即hν=③。(h是普朗克常量,h=6.63×10-34J·s)

(3)轨道量子化假设:原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。原子的定态是④的,因此电子的可能轨道也是⑤的。

2.氢原子的能量和能级跃迁(1)能级和半径公式①能级公式:En=1n2E1(n=1,2,3,…),其中E1为基态能量,其数值为E1=⑥②半径公式:rn=n2r1(n=1,2,3,…),其中r1为基态轨道半径,其数值为r1=0.53×10-10m。(2)氢原子的能级图,如图所示。答案①不连续②稳定③En-Em④不连续⑤不连续⑥-13.6如图,发现:绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,少数α粒子发生了较大的偏转,并有极少数的α粒子偏转角超过了90°,有些甚至被弹回,偏转角几乎达到180°。(均选填“极少数”、“少数”或“绝大多数”)

角度1α粒子散射实验(2024届吉林期末)(多选)1909年,物理学家卢瑟福和他的学生用α粒子轰击金箔,研究α粒子被散射的情况,其实验装置如图所示。关于α粒子散射实验,下列说法正确的是()。A.少数α粒子发生了大角度的偏转,极少数α粒子偏转的角度大于90°B.α粒子大角度散射是由于它跟电子发生了碰撞C.α粒子散射实验证明了汤姆孙的枣糕模型是正确的D.α粒子散射实验说明原子中有一个带正电的核几乎占有原子的全部质量答案AD解析当α粒子穿过原子时,电子对α粒子的影响很小,影响α粒子运动的主要是原子核,离核远则α粒子受到的库仑斥力很小,运动方向改变小。只有当α粒子与核十分接近时,才会受到很大库仑斥力,而原子核很小,α粒子接近它的机会很少,所以只有少数α粒子发生大角度的偏转,极少数α粒子偏转的角度大于90°,而绝大多数α粒子基本按直线方向前进,A项正确。α粒子大角度散射是由于它受到原子核库仑斥力的作用,而不是与电子发生碰撞,B项错误。α粒子散射实验证明了汤姆孙的枣糕模型是错误的,C项错误。从绝大多数α粒子几乎不发生偏转,可以推测使粒子受到排斥力的核体积极小,实验表明原子中心的核带有原子的全部正电和几乎全部质量,D项正确。角度2玻尔理论与原子跃迁1.两类能级跃迁(1)自发跃迁:高能级→低能级,释放能量,发射光子。光子的频率ν=ΔEℎ=(2)受激跃迁:低能级→高能级,吸收能量。吸收光子的能量必须恰好等于能级差,即hν=ΔE。2.光谱线条数的确定方法(1)一个氢原子跃迁发出的光谱线条数最多为n-1。(2)一群氢原子跃迁发出的光谱线条数最多为N=Cn2=3.电离(1)电离态:n=∞,E=0。(2)电离能:指原子从基态或某一激发态跃迁到电离态所需要吸收的最小能量。例如:氢原子从基态→电离态有E吸=0-(-13.6eV)=13.6eV。(3)若吸收能量足够大,克服电离能后,获得自由的电子还具有动能。(2023年山东卷)“梦天号”实验舱携带世界首套可相互对比的冷原子钟组发射升空,对提升我国导航定位、深空探测等技术具有重要意义。某原子钟工作的四能级体系如图所示,原子吸收频率为ν0的光子从基态能级Ⅰ跃迁至激发态能级Ⅱ,然后自发辐射出频率为ν1的光子,跃迁到钟跃迁的上能级2,并在一定条件下可跃迁到钟跃迁的下能级1,实现受激辐射,发出钟激光,最后辐射出频率为ν3的光子回到基态。该原子钟产生的钟激光的频率ν2为()。A.ν0+ν1+ν3 B.ν0+ν1-ν3C.ν0-ν1+ν3 D.ν0-ν1-ν3答案D解析原子吸收频率为ν0的光子从基态能级Ⅰ跃迁至激发态能级Ⅱ时有EⅡ-EⅠ=hν0,且从激发态能级Ⅱ向下跃迁到基态Ⅰ的过程有EⅡ-EⅠ=hν1+hν2+hν3,联立解得ν2=ν0-ν1-ν3,D项正确。(2023年辽宁卷)原子处于磁场中,某些能级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示,相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用①照射某金属表面时能发生光电效应,且逸出光电子的最大初动能为Ek,则()。A.①和③的能量相等B.②的频率大于④的频率C.用②照射该金属一定能发生光电效应D.用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于Ek答案A解析由题图可知①和③对应的跃迁能级差相同,可知①和③的能量相等,A项正确;因②对应的能级差小于④对应的能级差,可知②的能量小于④的能量,根据E=hν可知②的频率小于④的频率,B项错误;因②对应的能级差小于①对应的能级差,可知②的能量小于①的能量,②的频率小于①的频率,则若用①照射某金属表面时能发生光电效应,用②照射该金属不一定能发生光电效应,C项错误;因④对应的能级差大于①对应的能级差,可知④的能量大于①的能量,即④的频率大于①的频率,因用①照射某金属表面时能逸出光电子的最大初动能为Ek,根据Ek=hν-W逸出功,可知用④照射该金属逸出光电子的最大初动能大于Ek,D项错误。角度3氢原子光谱(改编)氢原子光谱除了巴耳末系外,还有赖曼系、帕邢系等,其中帕邢系的公式为1λ=R∞132-1n2(n=4,5,6,…),R∞=1.10×107m-1。电磁波谱如图所示,其中可见光的波长范围是400nm~760nm,帕邢系中A.可见光B.红外线C.紫外线 D.X射线答案B解析由题给公式可知,在帕邢系中,当n=4时,氢原子发出电磁波的波长最长,即λmax=1R∞19-116≈1.87×10-6m=1870nm,当n趋于无穷大时,氢原子发出电磁波的波长最短,即λmin=1R∞19-0≈8.18×10-7m=818nm,根据电磁波谱可知选项中四种电磁波按波长由小到大排列为:X射线、紫外线、可见光、红外线,(2023年湖北卷)2022年10月,我国自主研发的“夸父一号”太阳探测卫星成功发射。该卫星搭载的莱曼阿尔法太阳望远镜可用于探测波长为121.6nm的氢原子谱线(对应的光子能量为10.2eV)。根据如图所示的氢原子能级图,可知此谱线来源于太阳中氢原子()。A.n=2和n=1能级之间的跃迁B.n=3和n=1能级之间的跃迁C.n=3和n=2能级之间的跃迁D.n=4和n=2能级之间的跃迁答案A解析由能级图可知n=2和n=1能级之间的能量差值ΔE=E2-E1=-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV,与探测谱线对应的光子能量相等,可知此谱线来源于太阳中氢原子n=2和n=1能级之间的跃迁,A项正确。氢原子能级图与氢原子跃迁问题的解答技巧(1)能级之间发生跃迁时放出的光子频率是不连续的。(2)能级之间发生跃迁时放出(吸收)光子的频率由hν=Em-En求得,而波长可由公式λ=cν(3)一个氢原子跃迁发出的光谱线条数最多为(n-1)条。(4)一群氢原子跃迁最多可发出的光谱线条数的两种求解方法①用数学中的组合知识求解:N=Cn2=②利用能级图求解:在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出,然后相加。考点二原子核的衰变半衰期1.原子核的组成原子核是由①和中子组成的,原子核的电荷数等于核内的②。

2.天然放射现象放射性元素③地发出射线的现象,首先由④发现。天然放射现象的发现,说明⑤具有复杂的结构。

3.三种射线的比较名称构成符号电荷量质量电离能力贯穿本领α射线⑥核

2+2e4u最⑦

最⑧

β射线⑨

--e11837较强较强γ射线光子γ00最⑩

最

4.原子核的衰变(1)衰变:原子核自发地放出α粒子或β粒子,变成另一种的变化称为原子核的衰变。

(2)α衰变、β衰变衰变类型α衰变β衰变衰变方程

ZAXY+

ZAXY+衰变实质2个质子和2个中子结合成一个整体射出中子转化为质子和电子211H+20

01nH+衰变规律守恒、质量数守恒

(3)γ射线:γ射线经常伴随着α衰变或β衰变产生。其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变的过程中,产生的新核由于具有过多的能量(原子核处于激发态)而辐射出光子。5.半衰期(1)定义:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。(2)衰变规律:N=N012

tτ、m=m012

t(3)影响因素:由原子核内部因素决定,跟原子所处的物理、化学状态无关。6.放射性同位素的应用与防护(1)放射性同位素:有放射性同位素和放射性同位素两类,放射性同位素的化学性质相同。

(2)应用:消除静电、工业探伤、做元素等。

(3)防护:防止放射性对人体组织的伤害。答案①质子②质子数③自发④贝克勒尔⑤原子核⑥氦⑦强⑧弱⑨电子⑩弱强原子核电荷数天然人工示踪衰变可以看成反冲运动,静止的原子核衰变放出α、β粒子后,新核会向相反方向运动,如果把它们放在磁场中,轨迹出现外切圆和内切圆两种情况,如图所示。请思考:哪种是α衰变和β衰变?两圆的半径之比由什么决定?答案衰变后,粒子与新核的运动方向相反,结合左手定则,可知外切圆为α衰变,内切圆为β衰变;由r=mvqB可知,角度1天然放射现象及射线的本质原子核的组成(2024届云南模拟)(多选)如图所示,放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线,让三种射线分别进入匀强电场和匀强磁场中,下列说法正确的是()。A.①表示γ射线,②表示β射线,③表示α射线B.④表示α射线,⑤表示γ射线,⑥表示β射线C.射线①的电离本领最强,射线③的贯穿本领最强D.射线④的电离本领最强,射线⑤的贯穿本领最强答案BD解析α射线带正电,β射线带负电,γ射线不带电。在匀强电场中,α射线与β射线分别在电场力的作用下发生偏转,α射线偏向负极板,β射线偏向正极板,γ射线不受电场力,不发生偏转,A项错误;在磁场中,由左手定则可以判断α射线向左偏,β射线向右偏,γ射线不受洛伦兹力,不发生偏转,B项正确;三种射线中α射线的电离本领最强,γ射线的贯穿本领最强,C项错误,D项正确。角度2原子核的衰变及其规律半衰期(2023年浙江6月卷)“玉兔二号”装有核电池,不惧漫长寒冷的月夜。核电池将

94238Pu衰变释放的一部分核能转换成电能。94238Pu的衰变方程为

94238PuU+24HeA.衰变方程中的X等于233B.24He的穿透能力比C.94238Pu比

D.月夜的寒冷导致

94238答案C解析根据质量数和电荷数守恒可知,衰变方程为

94238PuU+24He,即衰变方程中的X=234,A项错误;24He是α粒子,穿透能力比γ射线弱,B项错误;原子核的比结合能越大,原子核越稳定,由于

94238Pu衰变成了92234U,故

92234U比

94238Pu稳定,即

94238(改编)质量为m0的放射性元素p,经过时间t后剩余p的质量为m,其mm0-t图线如图所示。从图中可以得到p的半衰期为()A.0.6dB.2.2dC.3.0dD.3.6d答案C解析由图像可知,放射性元素的质量从23m0变为13m0,刚好衰变了一半,经历的时间为一个半衰期,则有T=5.5d-2.5d=3.0d,考点三核反应方程1.核反应的四种类型类型可控性核反应方程典例衰变α衰变自发

92238UTh+β衰变自发

90234ThPa+人工转变人工控制

714N+24HeO+1

24He+49BeC+0

1327Al+24He约里奥·居里夫妇发现放射性同位素,同时发现正电子

1530PSi+重核裂变比较容易进行人工控制

92235U+01nBa+

92235U+01nXe+轻核聚变很难控制

12H+13H2.核反应方程的书写(1)掌握核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒的规律。(2)由于核反应不可逆,所以书写核反应方程式时只能用“”表示反应方向。(3)熟记常见的基本粒子的符号,如质子(11H)、中子(01n)、α粒子(24He)、β粒子(-10e)、正电子(10e角度1四类核反应(2024届潮州二模)下列方程中,是核聚变反应方程的是()。A.12H+13HB.92238UTh+C.92235U+01nBa+36D.24He+1327Al答案A解析12H+13HHe+01n是轻核的聚变,A项正确;92238UTh+24He是α衰变,B项错误;92235U+01nBa+3689Kr+301n是重核裂变角度2核反应方程(2023年湖南卷)2023年4月12日,中国“人造太阳”反应堆全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)创下新纪录,实现403秒稳态长脉冲高约束模式等离子体运行,为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步。下列关于核反应的说法正确的是()。A.相同质量的核燃料,轻核聚变比重核裂变释放的核能更多B.氘氚核聚变的核反应方程为

12H+13HC.核聚变的核反应燃料主要是铀235D.核聚变反应过程中没有质量亏损答案A解析相同质量的核燃料,轻核聚变比重核裂变释放的核能更多,A项正确;根据质量数守恒和核电荷数守恒可知,氘氚核聚变的核反应方程为

12H+13HHe+01n,B项错误;核聚变的核反应燃料主要是氘核和氚核,C项错误;核聚变反应过程中放出大量能量考点四核力与核能1.核力:原子核内部,①间所特有的相互作用力。

2.结合能:原子核是核子凭借核力结合在一起构成的,要把它们②需要的能量,叫作原子的结合能,也叫核能。

3.比结合能:原子核的结合能与③之比,叫作比结合能,也叫平均结合能。比结合能④,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定。

4.核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm,其对应的能量ΔE=⑤。原子核分解成核子时要吸收一定的能量,相应的质量增加Δm,吸收的能量ΔE=⑥。

答案①核子②分开③核子数④越大⑤Δmc2⑥Δmc2不同原子核的比结合能是不一样的,下图是按照实际测量结果画的图线。由图可知,中等大小的核的比结合能最大(选填“大”或“小”),这些核最稳定(选填“稳定”或“不稳定”)。

角度1核力与结合能(2024届周口联考)月球蕴含丰富而地球却十分匮乏的氦3是一种非常理想的核聚变材料,月球氦3的开发对解决能源危机有着积极的意义。氦3与氘核的核反应方程为

23He+12HHe+X+ΔE,其中ΔE为释放的核能。已知氘核的比结合能为E1,氦核(24He)的比结合能为E2,则下列说法中正确的是A.X为中子B.氦3的比结合能比氦核的比结合能大C.氦3的比结合能为4D.氦3的比结合能为4答案C解析根据质量数和电荷数守恒可得核反应方程为

23He+12HHe+11H+ΔE,可知X为质子,A项错误;核反应放出能量,可知氦3的比结合能比氦核的比结合能小,B项错误;根据3E+2E1+ΔE=4E2,可得氦3的比结合能E=4E角度2核能及其计算(2023年全国乙卷)2022年10月,全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴,其中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜等装置在该事件观测中作出重要贡献。由观测结果推断,该伽马射线暴在1分钟内释放的能量量级为1048J。假设释放的能量来自物质质量的减少,则每秒钟平均减少的质量量级为()。(光速为3×108m/s)A.1019kg B.1024kgC.1029kg D.1034kg答案C解析根据质能方程E=mc2可知,每秒钟平均减少的质量Δm=E060c2=104860×(3×108)2kg=1.85×1029(2024届南京三模)用中子轰击静止的锂核,核反应方程为

01n+36Li→24He+X+γ。已知光子的频率为ν,锂核的比结合能为E1,氦核的比结合能为E2,X核的比结合能为E3,普朗克常量为h,真空中光速为c,A.X核为

12B.γ光子的动量p=ℎcC.释放的核能ΔE=4E2+3E3-6E1D.质量亏损Δm=4答案C解析根据质量数和电荷数守恒可知X核为

13H核,A项错误;光子的频率为ν,可知γ光子的动量p=ℎλ=ℎνc,B项错误;由比结合能的概念可知,该核反应释放的核能ΔE=4E2+3E3-6E1,C项正确;质量亏损Δm=1.应用质能方程解题的流程图(1)根据ΔE=Δmc2计算时,Δm的单位是“kg”,c的单位是“m/s”,ΔE的单位是“J”。(2)根据ΔE=Δm×931.5MeV计算时,Δm的单位是“u”,ΔE的单位是“MeV”。2.根据核子比结合能计算核能:原子核的结合能=核子比结合能×核子数。注意:利用质能方程计算核能时,不能用质量数代替质量进行计算。核反应与能量、动量的结合1.核反应过程遵循能量守恒定律:在无光子辐射的情况下,核反应中释放的核能将转化为生成的新核和新粒子的动能;有光子辐射的情况下,核反应中释放的核能将转化为生成的新核和新粒子的动能及光子的能量。一般认为核反应放出的能量与反应前原子核的动能之和等于反应后原子核的总动能。2.核反应过程遵循动量守恒定律:反应前所有粒子的总动量等于反应后所有粒子的总动量。3.解决核反应与动量及能量守恒定律综合问题时,首先应用质能方程求出核反应释放出的核能,其次根据动量守恒定律和能量守恒定律列出相应的方程,最后联立求解。(2024届湖南模拟)在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个静止的放射性原子核

ZAX(Z>4)发生了一次α衰变。放射出的α粒子(24He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动,其轨道半径为r,衰变后新核Y和α粒子的轨迹如图所示,且原子核衰变时其能量都以α粒子和新核的动能形式释放。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量,下列说法正确的是(A.图中α粒子的轨迹为1B.衰变后新核的速度大小为AqBrC.α粒子的圆周运动可以形成一个环形电流,该环形电流的大小为qD.衰变时释放的核能为A答案D解析原子核衰变时动量守恒,根据

ZAXY+24He和粒子在磁场中做圆周运动半径r=mvBq可知,新核的电荷量比α粒子的电荷量大,新核做圆周运动的轨道半径小,所以α粒子的轨迹为2,A项错误;根据动量守恒有0=mvα-mYvY,又mY=A-44m,r=mvαBq,联立解得衰变后新核的速度大小vY=4qBr(A-4)m,B项错误;根据电流的定义可得I=qT=qvα2πr=q2B2πm,C项错误;原子核衰变时其能量都以α静止原子核在匀强磁场中自发衰变,如果产生的新核和放出的粒子的速度方向与磁场方向垂直,则它们的运动轨迹为两相切圆,α衰变时两圆外切,β衰变时两圆内切,根据动量守恒定律有m1v1=m2v2,又r=mvqB,则半径小的为新核,半径大的为α粒子或β粒子,其特点对比如下表α衰变XYHe匀强磁场中轨迹:两圆外切,α粒子半径大β衰变XYe匀强磁场中轨迹:两圆内切,β粒子半径大1.(改编)2023年4月12日,中国“人造太阳”反应堆全超导托卡马克核聚变实验装置EAST创下新纪录,实现403秒稳态长脉冲高约束模式等离子体运行,为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步。核聚变实验的核反应方程为

12H+13HHe+01n。已知α粒子的质量为4.0026u,氘核的质量为2.0141u,氚核的质量为3.0161u,中子的质量为1.0087u,1u相当于931.5MeV,A.12H和

B.一个氘核与一个氚核聚变反应释放的能量约为17.6MeVC.核裂变反应会产生质量亏损,核聚变反应不会D.该反应堆中需要镉棒来控制反应速度答案B解析12H比

13H少一个中子,A项错误;根据题意可知,该反应的质量亏损Δm=2.0141u+3.0161u-4.0026u-1.0087u=0.0189u,则聚变反应释放的能量ΔE=Δm·931.5MeV≈17.6MeV,B项正确;核裂变和核聚变都会产生质量亏损,C项错误;2.(多选)氢原子能级示意图如图。现有大量氢原子处于n能级上,吸收一定能量ΔE后跃迁到m能级,处于m能级的大量原子跃迁过程比n能级多辐射出5种不同频率的光子。根据氢原子的能级图可以判断,Δn=m-n和ΔE的可能值为()。A.Δn=1,ΔE=2.55eVB.Δn=2,ΔE=2.55eVC.Δn=1,ΔE=0.16eVD.Δn=2,ΔE=0.16eV答案BC解析依据N=Cn2=n(n-1)2可知,n=2能级跃迁最多可辐射1种频率的光子,n=4能级跃迁最多可辐射6种不同频率的光子,相差5种,符合条件,故可能Δn=m-n=2,ΔE=-0.85eV-(-3.4eV)=2.55eV,B项符合题意;n=5能级跃迁最多可辐射10种不同频率的光子,n=6能级跃迁最多可辐射15种不同频率的光子,也相差5种,符合条件,故可能Δn=m-n=1,ΔE=-0.38eV-(-0.54eV)=0.3.受激辐射是产生激光的基本原理,即处于激发态的某原子在外加光子的作用下,向低能态或基态跃迁时,辐射光子(与外加光子完全一致)的现象。某受激辐射过程如图所示,则下列说法中正确的是()。A.外加光子的波长为EB.在该过程中原子的能量降低C.在该过程中原子核与核外电子组成的系统动量守恒D.γ射线可能诱发该过程答案B解析特定光子的能量等于该原子从高能级跃迁到低能级过程释放光子的能量,结合能量子定义可知,外加光子的频率为Em-Enℎ,A项错误;受激辐射过程原子向外放出能量,原子的能量降低,B项正确;受激辐射过程,光子与原子组成的整个系统动量守恒,单独原子的动量不守恒,C项错误;γ射线常是伴随α衰变和β衰变产生的,核外电子跃迁过程不会放出γ射线,则引起受激辐射的光子不可能是见《高效训练》P1251.(2024届郸城期中)如图所示,放射源发出α射线打到金箔上,将带有荧光屏的放大镜转到不同位置进行观察,图中①②③为其中的三个位置。下列对该实验结果的叙述或依据实验结果做出的推理正确的是()。A.在位置②接收到的α粒子最多B.在位置①接收到α粒子说明正电荷不可能均匀分布在原子内C.位置②接收到的α粒子一定比位置①接收到的α粒子所受金原子核斥力的冲量更大D.J.J.汤姆孙提出的“枣糕模型”可以解释该实验的所有现象答案B解析原子的内部是很空旷的,原子核非常小,所以绝大多数α粒子的运动轨迹没有发生偏转,则在位置③接收到的α粒子最多,A项错误;在位置①接收到α粒子说明正电荷不可能均匀分布在原子内,即J.J.汤姆孙提出的“枣糕模型”不可以解释该实验的所有现象,B项正确,D项错误;位置②接收到的α粒子一定比位置①接收到的α粒子所受金原子核斥力的冲量更小,因为在位置①接收到的α粒子反向运动,则动量的变化量更大,所受冲量更大,C项错误。2.(改编)有些金属原子受激后,从某激发态跃迁回基态时,会发出特定颜色的光。图1为钠原子和锂原子分别从激发态跃迁回基态的能级差值,钠原子发出频率为5.09×1014Hz的黄光,可见光谱如图2所示。锂原子从激发态跃迁回基态发出光的颜色为()。A.红色B.橙色C.绿色D.青色答案A解析由玻尔理论结合普朗克的量子假说,即E=hν,根据图1可得ENa=hνNa,ELi=hνLi,代入数据可得νLi≈4.41×1014Hz,对照图2可知,锂原子从激发态跃迁回基态发出光的颜色为红色,A项正确。3.(2024届莆田四模)(多选)下列说法正确的是()。A.核反应

614CN+-10eB.核反应

13H+12HHeC.查德威克通过核反应

24He+49BeCD.普朗克发现了电子答案AC解析614C自发地放射出β粒子且形成

714N,这个过程属于β衰变且能自发进行,A项正确;核反应

13H+12HHe+01n属于核聚变,但不能自发进行,B项错误;查德威克用α粒子轰击Be原子核发现了中子,其核反应方程为

24He+49BeC4.(2024届茂名一模)太阳内部时时刻刻都在进行剧烈的热核反应,太阳内部其中一种热核反应方程为

12H+13HHe+A1X+γ,A.X为质子B.12H的比结合能比

C.γ射线电离能力比α射线的弱D.该核反应需在高温下进行,所以吸收能量答案C解析根据质量数守恒和电荷数守恒可知,A=0,所以X为中子,A项错误;因为生成物更稳定,所以生成物

24He的比结合能大,B项错误;γ射线的电离能力比α射线的弱,C项正确;该反应存在质量亏损,释放能量,5.(2024届湛江二模)已知氢的同位素氚(13H)的原子能级分布与氢(11H)的原子能级分布相同,用光子能量为12.75eV的光束照射大量处于基态的氚(13H)原子,再用氚原子跃迁时辐射的光照射逸出功为2.25eV的金属板。已知氢原子能级分布如图所示,氚(13H)的原子核发生β衰变的半衰期约为12.A.这些氚原子跃迁时,最多能发出6种不同频率的光子B.从金属板上逸出的粒子的最大初动能为9.84eVC.光束照射氚(13H)原子时能使氚核衰变的半衰期缩短为D.从金属板上逸出的粒子是中子答案A解析用光子能量为12.75eV的光束照射大量处于基态的氚(13H)原子,氚原子会跃迁到n=4的激发态,因此当氚原子向基态跃迁时,最多能发出C42=6种不同频率的光子,A项正确;光子照射到金属上时,根据光电效应方程可知,从金属板上逸出的粒子的最大初动能Ekm=hν-W逸=12.75eV-2.25eV=10.5eV,B项错误;物质的半衰期不会因为光束的照射而发生变化,所以氚核的半衰期不变,C项错误;光子照射到金属上,6.(改编)“玉兔二号”月球车在太阳光照射不到时,由同位素94238Pu电池为其保暖供电。94238Pu衰变时生成92234U原子核,同时产生γ射线,已知

94238Pu半衰期为88年A.这个衰变是α衰变B.γ射线是94238PuC.92234U原子核的比结合能小于94D.16个94238Pu原子核经过176年后,一定生成12个92234答案A解析根据质量数守恒及电荷数守恒可知,94238Pu衰变时放出的粒子为24He,则这个衰变是α衰变,A项正确;原子核在发生α衰变时产生的能量以光子的形式释放出γ射线,B项错误;衰变过程释放能量,生成物比反应物稳定,92234U的比结合能大于94238Pu的比结合能,C项错误;半衰期是大量统计数据,7.(2024届江门一模)图1是氢原子能级图,图2是氢原子的光谱,Hα、Hβ、Hγ、Hδ是可见光区的四条谱线,其中Hβ谱线是氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级辐射产生的。下列说法正确的是()。A.这四条谱线中,Hα谱线光子的频率最大B.氢原子的发射光谱属于连续光谱C.用能量为3.5eV的光子照射处于n=2激发态的氢原子,氢原