高考物理总复习《近代物理》专项测试卷含答案

第第页高考物理总复习《近代物理》专项测试卷含答案学校:___________班级：___________姓名：___________考号：___________目标要求1.理解光电效应的规律并能应用其计算逸出功、截止频率、最大初动能等物理量。2.理解玻尔理论及能级跃迁规律。3.理解原子核的衰变、人工转变以及核能计算的知识。考点一光子的能量粒子的波动性1．光子的能量ε＝hν2．粒子的波动性：实物粒子也具有波动性，每一个运动着的粒子都有一种波与它对应，其波长λ＝eq\f(h,p)，p为运动粒子的动量，h为普朗克常量，这种波被称为德布罗意波，也叫物质波。例1(吉林长春市东北师大附中模拟预测)物理学中有很多关于“通量”的概念，如磁通量、辐射通量等，其中辐射通量Φ表示单位时间内通过某一截面的辐射能，其单位为J/s，波长为λ的平行光垂直照射在面积为S的纸板上，已知该束光单位体积内的光子数为n，光速为c，普朗克常量为h，则该束光的辐射通量为()A.eq\f(hc2nS,λ) B.eq\f(hc2nλ3,S)C.eq\f(hc2,nSλ3) D.eq\f(hc2,nS2λ)答案A解析设时间t内，照射在纸板上的光子数为N＝nctS，辐射能为E＝Nhν＝Nheq\f(c,λ)，则该束光的辐射通量为Φ＝eq\f(E,t)＝eq\f(hc2nS,λ)，故选A。例2(多选)(浙江6月选考·15)有一种新型光电效应量子材料，其逸出功为W0。当紫外光照射该材料时，只产生动能和动量单一的相干光电子束。用该电子束照射间距为d的双缝，在与缝相距为L的观测屏上形成干涉条纹，测得条纹间距为Δx。已知电子质量为m，普朗克常量为h，光速为c，则()A．电子的动量pe＝eq\f(hL,dΔx)B．电子的动能Ek＝eq\f(hL2,2md2Δx2)C．光子的能量E＝W0＋eq\f(chL,dΔx)D．光子的动量p＝eq\f(W0,c)＋eq\f(h2L2,2cmd2Δx2)答案AD解析根据条纹间距公式Δx＝eq\f(L,d)λ，可得λ＝eq\f(Δxd,L)。根据pe＝eq\f(h,λ)，可得pe＝eq\f(hL,dΔx)，故A正确；根据动能和动量的关系Ek＝eq\f(p2,2m)，结合A选项可得Ek＝eq\f(h2L2,2md2Δx2)，故B错误；光子的能量E＝W0＋Ek＝W0＋eq\f(h2L2,2md2Δx2)，故C错误；光子的动量p＝mc，光子的能量E＝mc2，联立可得p＝eq\f(E,c)，则光子的动量p＝eq\f(W0,c)＋eq\f(h2L2,2cmd2Δx2)，故D正确。考点二光电效应1．光电效应两条对应关系(1)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大；(2)光照强度大(同种频率的光)→光子数目多→发射光电子多→光电流大。2．定量分析时应抓住三个关系式爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0最大初动能与遏止电压的关系Ek＝eUc逸出功与截止频率的关系W0＝hνc3．光电效应的四类图像分析图像名称图线形状由图线直接(或间接)得到的物理量最大初动能Ek与入射光频率ν的关系Ek＝hν－hνc(1)截止频率：图线与ν轴交点的横坐标νc(2)逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值W0＝|－E|＝E(3)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：图线与横轴交点的横坐标(2)饱和光电流Im1、Im2：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>Uc2，则ν1>ν2(2)最大初动能：Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2遏止电压Uc与入射光频率ν的关系Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)(1)截止频率νc：图线与横轴的交点的横坐标(2)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)例3(贵州毕节市二诊)某实验小组利用图甲探究光电效应的规律。在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Uc与入射光的频率ν的关系如图乙所示。若该直线的斜率和横截距分别为k和ν0，电子电荷量的绝对值为e。则普朗克常量h和所用材料的逸出功W0分别为()A．h＝ek，W0＝ekν0 B．h＝eq\f(k,e)，W0＝eq\f(ek,ν0)C．h＝ek，W0＝eν0 D．h＝eq\f(k,e)，W0＝eq\f(e,ν0)答案A解析由光电效应方程有Ekm＝hν－W0，其中Ekm＝eUc，变形得Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)根据图像得k＝eq\f(h,e)，解得h＝ek，横截距ν0＝eq\f(W0,h)，解得逸出功为W0＝ekν0，故选A。例4(江苏南京汉开书院模拟)如图所示为某学习小组的同学在研究光电效应现象时，通过实验数据描绘的光电流与光电管两端电压的关系图像，已知图线甲、乙所对应的光的频率分别为ν1、ν2，逸出的光电子的最大速度之比为2∶1，则下列说法正确的是()A．ν1∶ν2＝4∶1B．甲光与乙光的波长之比为1∶4C．|U1|∶|U2|＝2∶1D．用乙光实验时，单位时间内从阴极表面逸出的光电子数较多答案D解析由于光电子的最大速度之比为2∶1，由Ekm＝eq\f(1,2)mv2，可得最大初动能之比为4∶1，由爱因斯坦光电效应方程Ekm＝hν－W0可知，甲、乙两种光的频率之比不等于4∶1，又由c＝λν可知，甲、乙两种光的波长之比不等于1∶4，故A、B错误；又因Ekm＝eUc，则遏止电压之比为|U1|∶|U2|＝4∶1，故C错误；由以上分析可知乙光的频率比甲光的频率小，又由图像可知乙的饱和光电流比甲的大，所以在单位时间内照射到阴极的光子数多，从阴极表面逸出的光电子数较多，故D正确。考点三能级跃迁解决氢原子能级跃迁问题的三点技巧(1)原子跃迁时，所吸收或辐射的光子能量只能等于两能级的能量差。(2)原子从某一能级电离时，所吸收的能量可以大于或等于这一能级能量的绝对值，剩余能量为自由电子的动能。(3)一个氢原子跃迁发出的可能光谱线条数最多为n－1，而一群氢原子跃迁发出的可能光谱线条数可用N＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(nn－1,2)求解。例5(湖北卷·1)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解析由题图可知n＝2和n＝1能级之间的能量差值为ΔE＝E2－E1＝－3.4eV－(－13.6eV)＝10.2eV，与探测器探测到的谱线能量相等，故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。故选A。例6(多选)(浙江1月选考·15)氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图甲所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光Ⅰ，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图乙和图丙所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图丁所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是()A．图甲中的Hα对应的是ⅠB．图乙中的干涉条纹对应的是ⅡC．Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量D．P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大答案CD解析根据题意，氢原子发生能级跃迁时，由公式可得Em－En＝hν＝eq\f(hc,λ)，可知可见光Ⅰ的频率大，波长小，可见光Ⅱ的频率小，波长大。题图甲中的Hα对应的是可见光Ⅱ，故A错误；干涉条纹间距Δx＝λeq\f(l,d)，题图乙中条纹间距较小，则波长较小，对应的是可见光Ⅰ，故B错误；根据题意，由公式可得光子动量为p＝eq\f(h,λ)，可知Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量，故C正确；根据光电效应方程及动能定理可得eUc＝hν－W0，可知频率越大，遏止电压越大，则P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大，故D正确。考点四核反应核能1．核衰变问题(1)半衰期：(2)α衰变和β衰变次数的确定方法①方法一：由于β衰变不改变质量数，故可以先由质量数改变确定α衰变的次数，再根据电荷数守恒确定β衰变的次数。②方法二：设α衰变次数为x，β衰变次数为y，根据质量数和电荷数守恒列方程组求解。2．核能的计算方法(1)根据爱因斯坦质能方程，用核反应亏损的质量乘真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2。(2)根据1u(原子质量单位)相当于931.5MeV的能量，用核反应质量亏损的原子质量单位数乘931.5MeV，即ΔE＝Δm×931.5(MeV)。3．核反应方程中电荷数守恒，质量数守恒，有质量亏损。例7(山东泰安市统考二模)质量为m0的某放射性元素原子核发生衰变，经过时间t，该元素原子核剩余的质量为m，其eq\f(m,m0)－t关系如图所示。该元素的半衰期约为()A．41.5d B．100dC．141.5d D．183d答案B解析半衰期代表元素衰变一半所用的时间，由题可知从eq\f(m,m0)＝eq\f(3,4)到eq\f(m,m0)＝eq\f(3,8)，即衰变一半所用时间为100d，所以半衰期约为100d。故选B。例8(浙江6月选考·5)“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将eq\o\ar(238,94)Pu衰变释放的核能一部分转换成电能。eq\o\ar(238,94)Pu的衰变方程为eq\o\ar(238,94)Pu→eq\o\ar(X,92)U＋eq\o\ar(4,2)He，则()A．衰变方程中的X等于233B.eq\o\al(4,2)He的穿透能力比γ射线强C.eq\o\ar(238,94)Pu比eq\o\ar(X,92)U的比结合能小D．月夜的寒冷导致eq\o\ar(238,94)Pu的半衰期变大答案C解析根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程为eq\o\ar(238,94)Pu→eq\o\ar(234,92)U＋eq\o\ar(4,2)He，即衰变方程中的X＝234，故A错误；eq\o\ar(4,2)He是α粒子，穿透能力比γ射线弱，故B错误；比结合能越大越稳定，由于eq\o\ar(238,94)Pu衰变成为了eq\o\ar(234,92)U，故eq\o\ar(234,92)U比eq\o\ar(238,94)Pu稳定，即eq\o\ar(238,94)Pu比eq\o\ar(234,92)U的比结合能小，故C正确；半衰期由原子本身的特点决定，与温度等外部因素无关，故D错误。例9(贵州铜仁市二模)原子核的比结合能是原子核稳定程度的量度，原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列说法正确的是()A．原子核的结合能越大，原子核就越稳定B.eq\o\al(4,2)He核的结合能约为14MeVC．一个重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能D.eq\o\al(89,36)Kr核中核子的比结合能比eq\o\ar(144,56)Ba核中核子的比结合能小答案C解析原子核的比结合能越大，原子核就越稳定，A错误；eq\o\al(4,2)He核的结合能约为4×7MeV＝28MeV，B错误；一个重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，C正确；由原子核的比结合能曲线可知，eq\o\al(89,36)Kr核中核子的比结合能比eq\o\ar(144,56)Ba核中核子的比结合能大，D错误。例10(多选)(2022·湖南常德市模拟)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(eq\o\al(A,Z)X)发生了一次α衰变。放射出的α粒子(eq\o\al(4,2)He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量，生成的新核用Y表示。下面说法正确的是()A．发生衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中运动的轨迹正确的是图丙B．新核Y在磁场中做圆周运动的半径为RY＝eq\f(2,Z－2)RC．α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，且电流大小为I＝eq\f(Bq2,2πm)D．若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为Δm＝eq\f(AqBR2,2mA－4c2)解题指导关键表述解读静止放射性原子核总动量为零发生一次α衰变eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)He推理论证依据(1)动量守恒：pα＝pY(2)左手定则(3)带电粒子在磁场中运动的半径和周期公式：r＝eq\f(mv,qB)，T＝eq\f(2πm,qB)(4)电流的定义式：I＝eq\f(q,t)答案BCD解析由动量守恒可知，衰变后α粒子与新核Y运动方向相反，所以轨迹圆应外切，由圆周运动的半径R＝eq\f(mv,qB)可知，α粒子半径大，由左手定则可知两粒子圆周运动方向相同，丁图正确，A错误；由R＝eq\f(mv,qB)可知，eq\f(RY,R)＝eq\f(2,Z－2)，则RY＝eq\f(2,Z－2)R，B正确；圆周运动周期T＝eq\f(2πR,v)＝eq\f(2πm,qB)，环形电流I＝eq\f(q,T)＝eq\f(Bq2,2πm)，C正确；对α粒子，由洛伦兹力提供向心力qvB＝meq\f(v2,R)，可得v＝eq\f(BqR,m)，由质量关系可知，衰变后新核Y质量为M＝eq\f(A－4,4)m，由衰变过程动量守恒可得Mv′－mv＝0，v′＝eq\f(m,M)v，系统增加的能量为ΔE＝eq\f(1,2)Mv′2＋eq\f(1,2)mv2，由质能方程得ΔE＝Δmc2，联立得Δm＝eq\f(AqBR2,2mA－4c2)，D正确。1．(江苏省苏锡常镇四市一模)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.eq\f(h,λ)＋eq\f(h,Δλ) B.eq\f(h,λ)＋eq\f(h,λ＋Δλ)C.eq\f(h,λ)－eq\f(h,Δλ) D．－eq\f(h,λ)－eq\f(h,λ＋Δλ)答案B解析根据动量和波长的关系λ＝eq\f(h,p)，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eq\f(h,λ)＝－eq\f(h,λ＋Δλ)＋p0，解得p0＝eq\f(h,λ)＋eq\f(h,λ＋Δλ)，故A、C、D错误，B正确。2．(多选)(渝琼辽名校联考)氢原子的能级示意图如图甲所示，现有大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁共发出三种光子(a、b、c)，用这三种光分别照射如图乙所示的实验装置，只有a、b两种光照射能引起电流计的指针偏转，其饱和电流与电压的变化关系如图丙所示。则下列说法正确的是()A．实验装置中阴极材料的逸出功可能为1.80eVB．a为氢原子从n＝3跃迁到n＝1能级释放的光子C．光电效应的实验中，b光的光照强度比a光的强D．处于n＝3能级的氢原子至少需要吸收1.51eV的能量才能电离答案BCD解析大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁产生的3种光子能量分别为由n＝3跃迁到n＝1的光子能量ΔE31＝E3－E1＝12.09eV，由n＝3跃迁到n＝2的光子能量ΔE32＝E3－E2＝1.89eV，由n＝2跃迁到n＝1的光子能量，ΔE21＝E2－E1＝10.2eV，由于只有两种光照能引<W0<10.2eV，故A错误；由图丙可知a光的遏止电压大于b光的遏止电压，根据光电效应方程Ekm＝hν－W0及遏止电压与最大初动能的关系eUc＝Ekm可知a为氢原子从n＝3跃迁到n＝1能级释放的光子，故B正确；由于b光的饱和光电流大于a光，因此b光的光照强度比a光的强，故C正确；要使处于n＝3能级的氢原子电离，则氢原子吸收的能量E≥0－E3＝1.51eV，故D正确。专项训练[保分基础练]1．(北京卷·3)下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是()A.eq\o\ar(235,92)U＋eq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(144,56)Ba＋eq\o\ar(89,36)Kr＋()B.eq\o\ar(238,92)U→eq\o\ar(234,90)Th＋()C.eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(17,8)O＋()D.eq\o\ar(14,6)C→eq\o\ar(14,7)N＋()2．(浙江1月选考·9)宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(14,6)C＋eq\o\ar(1,1)H，产生的eq\o\ar(14,6)C能自发进行β衰变，其半衰期为5730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代。下列说法正确的是()A.eq\o\ar(14,6)C发生β衰变的产物是eq\o\ar(15,7)NB．β衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子C．近年来由于地球的温室效应，引起eq\o\ar(14,6)C的半衰期发生微小变化D．若测得一古木样品的eq\o\ar(14,6)C含量为活体植物的eq\f(1,4)，则该古木距今约为11460年3．(湖南卷·1)2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置(EAST)创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，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eq\o\ar(2,1)H＋eq\o\ar(3,1)H→eq\o\ar(4,2)He＋eq\o\ar(0,－1)eC．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4．(多选)(福建莆田市质量检测)根据玻尔理论，氢原子从激发态跃迁到基态()A．电子的动能变小B．电子的电势能变小C．氢原子总能量变小D．氢原子吸收能量5．(辽宁卷·6)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Ek6．(全国乙卷·16)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于物质质量的减少，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．1034kg7．(江西赣州市二模)图甲为氢原子能级图，图乙为氢原子光谱，其中Hα、Hβ、Hγ、Hδ是氢原子在可见光区的四条谱线，这四条谱线是氢原子从高能级跃迁到n＝2能级辐射产生的，称为巴尔末系，下列说法正确的是()A．氢原子的发射光谱属于连续光谱B．这四条谱线中，Hα谱线光子动量最大C．Hδ可能是氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时产生的D．若用Hγ照射某种金属能发生光电效应，则Hδ也一定能[争分提能练]8．(山东青岛市一模)氢原子第n能级的能量为En＝eq\f(E1,n2)，其中E1是基态能量，n＝1,2,3…。若某一氢原子辐射出能量为－eq\f(3,16)E1的光子后，氢原子处于比基态高出－eq\f(3,4)E1的激发态，则氢原子辐射光子前处于()A．第2能级 B．第3能级C．第4能级 D．第6能级9．(江苏苏北地区一模)如图所示，假设入射光子的动量为p0，光子与静止的电子发生弹性碰撞。碰后光子的动量大小为p1，传播方向与入射方向夹角为α；碰后电子的动量大小为p2，出射方向与光子入射方向夹角为β。已知光速为c，普朗克常量为h，下列说法正确的是()A．碰前入射光的波长为eq\f(p0,h)B．碰后电子的能量为p2cC．p0＝p1cosα＋p2cosβD．p0＝p1＋p210．(多选)(四川成都市第七中学二诊)如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是()A．光电管阴极K金属材料的逸出功为5.75eVB．这些氢原子跃迁时最多发出6种频率的光C．若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源右侧为正极D．氢原子从n＝4能级跃迁到n＝2能级时，氢原子能量减小，核外电子动能增加11.(黑龙江齐齐哈尔市一模)用同一个光电效应实验装置，分别用a、b两种单色光进行光电效应实验，得到光电流与光电管两极间电压的关系图像如图所示。下列说法正确的是()A．a光光子的能量大于b光光子的能量B．b光的波长比a光的长C．两种单色光从同一介质射入空气时，b光的全反射临界角大D．若两种单色光分别照射基态氢原子时都能使其能级跃迁，则b光使其跃迁能级更高12．(江苏卷·14)“夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线。硬X射线是波长很短的光子，设波长为λ。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，卫星探测仪镜头正对着太阳，每秒接收到N个该种光子。已知探测仪镜头面积为S，卫星离太阳中心的距离为R，普朗克常量为h，光速为c，求：(1)每个光子的动量p和能量E；(2)太阳辐射硬X射线的总功率P。[尖子生选练]13．(贵州省六校联盟联考)如图甲所示为某实验小组成员研究某金属发生光电效应的遏止电压随照射光频率变化关系的实验原理图，图乙为实验得到的遏止电压随照射光频率变化的关系图像，电子的电荷量e＝1.6×10－19C，则下列说法正确的是()A．由图乙可得普朗克常量为6.6×10－33J·sB．由图乙可知该金属的极限频率为4.0×1014HzC．图甲中入射光的频率为4.8×1014Hz时，逸出的光电子的最大初动能为1.056×10－19JD．图甲中入射光的频率为3.5×1014Hz时，滑动变阻器的滑片移到最左端，电流计G的示数为零参考答案[保分基础练]1．(北京卷·3)下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是()A.eq\o\ar(235,92)U＋eq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(144,56)Ba＋eq\o\ar(89,36)Kr＋()B.eq\o\ar(238,92)U→eq\o\ar(234,90)Th＋()C.eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(17,8)O＋()D.eq\o\ar(14,6)C→eq\o\ar(14,7)N＋()答案A解析根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为eq\o\ar(235,92)U＋eq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(144,56)Ba＋eq\o\ar(89,36)Kr＋3(eq\o\ar(1,0)n)，故A符合题意；根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为eq\o\ar(238,92)U→eq\o\ar(234,90)Th＋(eq\o\ar(4,2)He)，故B不符合题意；根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(17,8)O＋(eq\o\ar(1,1)H)，故C不符合题意；根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为eq\o\ar(14,6)C→eq\o\ar(14,7)N＋(eq\o\ar(0,－1)e)，故D不符合题意。2．(浙江1月选考·9)宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(14,6)C＋eq\o\ar(1,1)H，产生的eq\o\ar(14,6)C能自发进行β衰变，其半衰期为5730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代。下列说法正确的是()A.eq\o\ar(14,6)C发生β衰变的产物是eq\o\ar(15,7)NB．β衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子C．近年来由于地球的温室效应，引起eq\o\ar(14,6)C的半衰期发生微小变化D．若测得一古木样品的eq\o\ar(14,6)C含量为活体植物的eq\f(1,4)，则该古木距今约为11460年答案D解析根据eq\o\ar(14,6)C→eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(0,－1)e，即eq\o\ar(14,6)C发生β衰变的产物是eq\o\ar(14,7)N，选项A错误；β衰变辐射出的电子来自于原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项B错误；半衰期是放射性物质的固有属性，由原子核本身决定，与外界环境无关，选项C错误；若测得一古木样品的eq\o\ar(14,6)C含量为活体植物的eq\f(1,4)，可知经过了2个半衰期，则该古木距今约为5730×2年＝11460年，选项D正确。3．(湖南卷·1)2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置(EAST)创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，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eq\o\ar(2,1)H＋eq\o\ar(3,1)H→eq\o\ar(4,2)He＋eq\o\ar(0,－1)eC．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正确；根据质量数守恒和电荷数守恒可知，氘氚核聚变的核反应方程为eq\o\ar(2,1)H＋eq\o\ar(3,1)H→eq\o\ar(4,2)He＋eq\o\ar(1,0)n，B错误；核聚变的核反应燃料主要是氘核和氚核，C错误；核聚变反应过程中放出大量能量，有质量亏损，D错误。4．(多选)(福建莆田市质量检测)根据玻尔理论，氢原子从激发态跃迁到基态()A．电子的动能变小B．电子的电势能变小C．氢原子总能量变小D．氢原子吸收能量答案BC解析根据玻尔理论，氢原子从激发态跃迁到基态，氢原子总能量变小，氢原子释放能量，C正确，D错误；电子从高轨道跃迁到低轨道，可知电子的电势能变小，电子的动能变大，A错误，B正确。5．(辽宁卷·6)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，选项A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，选项B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，选项C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，则用④照射该金属，逸出光电子的最大初动能大于Ek，选项D错误。6．(全国乙卷·16)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于物质质量的减少，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为Δm＝eq\f(E0,60c2)＝eq\f(1048,60×3×1082)kg＝eq\f(1030,5.4)kg，则每秒钟平均减少的质量量级为1029kg，故选C。7．(江西赣州市二模)图甲为氢原子能级图，图乙为氢原子光谱，其中Hα、Hβ、Hγ、Hδ是氢原子在可见光区的四条谱线，这四条谱线是氢原子从高能级跃迁到n＝2能级辐射产生的，称为巴尔末系，下列说法正确的是()A．氢原子的发射光谱属于连续光谱B．这四条谱线中，Hα谱线光子动量最大C．Hδ可能是氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时产生的D．若用Hγ照射某种金属能发生光电效应，则Hδ也一定能答案D解析氢原子的发射光谱属于线状谱，故A错误；由题图乙可知，四条谱线中，Hα谱线光子波长最大，根据p＝eq\f(h,λ)可知Hα谱线光子动量最小，故B错误；四条谱线中，Hδ谱线光子波长最小，光子频率最大，光子能量最大，则Hδ不可能是氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时辐射产生的，故C错误；若用Hγ照射某种金属能发生光电效应，由于Hδ对应的光子能量大于Hγ对应的光子能量，则用Hδ照射该金属也一定能发生光电效应，故D正确。[争分提能练]8．(山东青岛市一模)氢原子第n能级的能量为En＝eq\f(E1,n2)，其中E1是基态能量，n＝1,2,3…。若某一氢原子辐射出能量为－eq\f(3,16)E1的光子后，氢原子处于比基态高出－eq\f(3,4)E1的激发态，则氢原子辐射光子前处于()A．第2能级 B．第3能级C．第4能级 D．第6能级答案C解析由eq\f(E1,n2)－(－eq\f(3,16)E1)＝E1＋(－eq\f(3,4)E1)，解得n＝4，故选C。9．(江苏苏北地区一模)如图所示，假设入射光子的动量为p0，光子与静止的电子发生弹性碰撞。碰后光子的动量大小为p1，传播方向与入射方向夹角为α；碰后电子的动量大小为p2，出射方向与光子入射方向夹角为β。已知光速为c，普朗克常量为h，下列说法正确的是()A．碰前入射光的波长为eq\f(p0,h)B．碰后电子的能量为p2cC．p0＝p1cosα＋p2cosβD．p0＝p1＋p2答案C解析根据德布罗意公式p＝eq\f(h,λ)可知，碰前入射光子的波长为λ0＝eq\f(h,p0)，选项A错误；设电子的质量为m，则碰后电子的能量为E＝eq\f(p22,2m)，选项B错误；沿光子入射方向的动量守恒，根据动量守恒定律可知p0＝p1cosα＋p2cosβ，选项C正确，D错误。10．(多选)(四川成都市第七中学二诊)如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是()A．光电管阴极K金属材料的逸出功为5.75eVB．这些氢原子跃迁时最多发出6种频率的光C．若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源右侧为正极D．氢原子从n＝4能级跃迁到n＝2能级时，氢原子能量减小，核外电子动能增加答案ABD解析由题图甲可知光子的能量为E＝－0.85eV－(－13.6eV)＝12.75eV，由题图丙可知遏止电压为7V，所以光电子的初动能为Ek＝eUc＝7eV，所以金属材料的逸出功为W0＝E－Ek＝5.75eV，故A正确；这些氢原子跃迁时最多发出Ceq\o\ar(2,4)＝6种频率的光，故