2025年高考备考高中物理个性化分层教辅学困生篇《原子物理与核物理》

第1页（共1页）2025年高考备考高中物理个性化分层教辅学困生篇《原子物理与核物理》一．选择题（共10小题）1．（2024春•开封期末）下列事实与光的粒子性无关的是（）A．光电效应 B．康普顿效应 C．黑体辐射 D．α粒子散射实验2．（2024•衡水模拟）经研究证明，光子和电子相互作用发生光电效应还是康普顿效应，取决于电子的“自由”度。当光子能量和逸出功在同一数量级时，电子吸收光子，发生光电效应；当光子能量较大时，电子的逸出功几乎可以忽略，可看作是“自由”的，则发生康普顿效应，下列说法正确的是（）A．光电效应方程是从能量守恒的角度解释了光的粒子性 B．康普顿效应说明光具有波动性 C．光电效应说明了能量守恒，康普顿效应则解释了动量守恒，二者是矛盾的 D．金属只要被光照射的时间足够长，一定会发生光电效应3．（2024•鼓楼区校级二模）2023年6月7日，世界首台第四代核电技术钍基熔盐堆在我国甘肃并网发电。钍基熔盐堆用我国储量丰富的钍90232Th作为燃料，并使用熔盐冷却剂，避免了核污水排放，减少了核污染。如图所示是不易裂变的90A．中子轰击90232Th生成B．90233C．91233Pa的比结合能大于D．可以通过升温、加压的方式减小核废料的半衰期，从而减少核污染4．（2024春•济南期末）2024年，中国科学院青藏高原研究所的科研人员利用矿物原位锂同位素分析法，在地幔中发现了来自海洋的锂元素，为研究青藏高原地质历史时期不同圈层的相互作用提供了新思路。已知锂的一种同位素的衰变方程为3A．此核反应从外界吸收能量 B．此核反应向外界放出能量 C．48Be核比D．48Be5．（2024•辽宁一模）有一项理论认为所有比铁重的元素都是超新星爆炸时形成的。已知235U和236U的半衰期分别为0.704×109年和4.47×109年，若地球上的铀来自5.94×109年前的恒星爆炸，且爆炸时产生相同数量的235U和236U，则目前地球上两者的数量比235UA．(12)9 B．(126．（2024春•海淀区期末）一静止的92238UA． B． C． D．7．（2024春•江宁区期末）我国“北斗三号”全球组网卫星采用星载氢原子钟。如图为氢原子能级示意图的一部分，则下列说法中正确的是（）A．一个处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生2种谱线 B．从n＝4能级跃迁到n＝1能级比从n＝3能级跃迁到n＝1能级所辐射出电磁波的能量小 C．原子可吸收大于相邻两个能级差值的一切光子 D．氢原子核外的电子轨道半径可以是任意值8．（2024春•江宁区期末）如图所示，天然放射源放射出的射线从容器的小孔射出，经过垂直纸面向里的匀强磁场，射线分裂成a、b、c三束。三者对比后得出下列说法正确的是（）A．a称为α射线，电离作用最强，穿透能力最差 B．b称为β射线，电离作用较弱，穿透能力较强 C．c称为γ射线，电离作用最弱，穿透能力最强 D．电离作用最强的是a射线，电离作用最弱的是b射线9．（2024春•江宁区期末）下面是四个核反应的方程，下列说法正确的是（）①92235U+01n→②12H+X③1224Mg+24④92238U→A．①是核裂变，X1是01B．②是核聚变，X2是12C．③是原子核的人工转变，X3是01D．④是核裂变，X4是210．（2024春•江宁区期末）已知氘（12H）核的质量为mD，质子（11H）的质量为mp，中子（A．12(mpC．12mD二．多选题（共5小题）（多选）11．（2024春•锦江区校级期末）“中国环流三号”是我国自主设计研制的可控核聚变大科学装置，也被称为新一代“人造太阳”，其内部的一种核反应方程为1A．X粒子为中子 B．2个12H结合成C．23He的平均结合能比D．23He（多选）12．（2024春•道里区校级期末）伽马刀是一种特殊的治疗手段，主要是利用伽马射线对病变组织，进行大剂量聚集照射，使其产生局灶性的坏死或者是功能改变，因此达到理想的治疗目的。其原理是进入癌细胞内的硼核（510B）吸收慢中子，转变成锂核（37Li）和α粒子，释放出γ射线。已知硼核（510BA．硼核（510B）变成锂核（37LiB．γ射线带正电，有较强的电离作用 C．硼核（510B）的比结合能E1小于锂核（D．该核反应释放的核能为ΔE＝4E3+7E2﹣10E1（多选）13．（2024春•东莞市期末）“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。Pu238衰变时放出α粒子，生成X原子核，产生大量的γA．X原子核的质子数为90 B．γ射线的电离能力比α射线强 C．外界温度变化时，Pu238半衰期不变 D．Pu238原子核的结合能小于X原子核和α粒子的结合能之和（多选）14．（2024春•南开区期末）关于下列四幅图的说法正确的是（）A．图甲是α粒子散射实验，α粒子穿过金箔后，少数α粒子发生了大角度偏转 B．图乙是光电效应实验，张开的验电器指针和锌板都带负电 C．图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹，1为α射线 D．图丁是核反应堆示意图，它是利用铀核裂变反应释放能量的（多选）15．（2024春•中山市期末）光电管是一种将光信号转换为电信号的器件。将光电管接入图示电路中，用频率为ν的光照射K板，调节滑动变阻器的滑片P，当灵敏电流计G的示数为0时，电压表V的示数为U，此电压通常也称为遏止电压。已知普朗克常量为h，电子电荷量为e，下列说法正确的是（）A．遏止电压与光电子从K板逸出后的初动能成反比 B．若增大入射光的强度，遏止电压会增大 C．K板材料的逸出功为hν﹣eU D．仅增大入射光的频率，要使G的示数为0，则需向右调节滑片P三．填空题（共5小题）16．（2024•福州模拟）福建福清核电站采用我国完全自主研发的“华龙一号”反应堆技术，建设了安全级别世界最高的机组。机组利用铀235裂变释放的能量发电，那么，铀核（92235U）经过次α衰变和次β衰变变成铅核（82207Pb），关于该过程，铀核（9217．（2023•泉州模拟）如图为氢原子的能级图。一群处于n＝4能级的氢原子，自发跃迁到低能级的过程中最多能辐射出种频率不同的光子，其中从n＝4的能级直接跃迁到n＝2的能级，辐射出的光子能量为eV。18．（2023•福建）福建福清核电站采用我国完全自主研发的“华龙一号”反应堆技术，建设了安全级别世界最高的机组。机组利用235U核裂变释放的能量发电，典型的核反应方程为01n+92235U→Z14119．（2022秋•昌平区校级期末）白矮星是一种高密度的天体，它内部电子之间的平均距离为1×10﹣12m，如果将此平均距离视为电子位置的不确定度，则与此对应的电子动量的不确定度为kg•m•s﹣1。（普朗克常量h＝6.63×10﹣34J•s，约化普朗克常量ℏ＝1.05×10﹣34J•s）20．（2023•龙岩模拟）某同学用图所示的装置研究光电效应现象。闭合开关S，用频率为ν的单色光照射光电管时发生了光电效应。若断开开关S，电流表G的示数将变为（填“零”或“不为零”）；若仅减小照射光的强度，光电子的最大初动能将（填“增大”、“不变”或“减小”）。四．解答题（共5小题）21．（2024春•朝阳区校级期末）中子活化是指将样品用中子照射后，样品中的原子经中子俘获而变得具有放射性的过程。俘获中子后的原子核通常会立即衰变，释放出粒子同时生成新的活化产物。1224Mg经中子01n照射后发生反应，最终生成11（1）写出核反应方程；（2）求核反应过程中吸收的能量（单位用MeV表示）。22．（2024春•东城区校级期末）在如图所示的匀强磁场中，一个静止的氡原子核(86222Rn)发生了一次α衰变。向右放射出的（1）若新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方程。（2）图给出了衰变后α粒子在磁场中的运动轨迹，请计算α粒子与新核的轨道半径之比，并在图中画出新核运动轨迹的示意图。（3）求新核与α粒子的运动周期之比。23．（2023秋•苏州月考）某同学设计了一种利用光电效应的电池，如图所示。K、A电极分别加工成球形和透明导电的球壳。现用波长为λ的单色光照射K电极，其发射光电子的最大动能为Ek，电子电荷量为e。假定照射到K电极表面的光照条件不变，所有射出的电子都是沿着球形结构半径方向向外运动，且忽略电子重力及在球壳间电子之间的相互作用，已知光速为c，普朗克常量为h，求K电极的逸出功W0和A、K之间的最大电压U。24．（2023春•鄠邑区期末）已知14N质量是mN＝14.00753u，17O质量是mO＝17.00454u，4He质量是mHe＝4.00387u，1H质量是mH＝1.00815u，试判断核反应714N+24He→25．（2023春•孝感期末）在磁感应强度为B的匀强磁场内放置一极薄的金属片，其极限波长为λ0，实验证明，在某种特定条件下，金属内的电子能吸收n个光子，产生光电效应。现用某一频率的弱单色光照射，发现没有电子放出。若保持频率不变，逐渐增大光照强度，释放出的电子（质量为m，电荷的绝对值为e）能在垂直于磁场的平面内做圆周运动，最大半径为R。已知普朗克常量为h，光速为c，求：（1）遏止电压Uc；（2）此照射光光子的能量E；（3）单色光光子的动量p。

2025年高考备考高中物理个性化分层教辅学困生篇《原子物理与核物理》参考答案与试题解析一．选择题（共10小题）1．（2024春•开封期末）下列事实与光的粒子性无关的是（）A．光电效应 B．康普顿效应 C．黑体辐射 D．α粒子散射实验【考点】光具有粒子性；卢瑟福α粒子散射实验；热辐射、黑体和黑体辐射现象；光电效应现象及其物理物理意义；康普顿效应的现象及解释．【专题】定性思想；推理法；光电效应专题；光的波粒二象性和物质波专题；理解能力．【答案】D【分析】根据各个现象背后的物理意义分析哪一个现象与光的粒子性无关。【解答】解：光具有波粒二象性，能证明光具有粒子性的实验有：光电效应、康普顿效应、黑体辐射；α粒子的散射实验说明了原子的核式结构，不能证明光具有粒子性，故ABC错误，D正确。故选：D。【点评】本题考查光的粒子性的代表性实验，光电效应、康普顿效应、黑体辐射都是典型的例子能够说明光具有粒子性，牢记即可，难度不大。2．（2024•衡水模拟）经研究证明，光子和电子相互作用发生光电效应还是康普顿效应，取决于电子的“自由”度。当光子能量和逸出功在同一数量级时，电子吸收光子，发生光电效应；当光子能量较大时，电子的逸出功几乎可以忽略，可看作是“自由”的，则发生康普顿效应，下列说法正确的是（）A．光电效应方程是从能量守恒的角度解释了光的粒子性 B．康普顿效应说明光具有波动性 C．光电效应说明了能量守恒，康普顿效应则解释了动量守恒，二者是矛盾的 D．金属只要被光照射的时间足够长，一定会发生光电效应【考点】光具有波粒二象性；判断能否发生光电效应．【专题】定性思想；推理法；光电效应专题；理解能力．【答案】A【分析】光电效应方程是爱因斯坦根据光量子假说和能量守恒定律得到的；康普顿效应是光子与电子的碰撞，体现了光的粒子性；光电效应和康普顿效应均遵循动量守恒和能量守恒；根据发生光电效应的条件分析。【解答】解：A.光电效应方程是爱因斯坦根据光量子假说和能量守恒定律得到的，光电效应方程从能量守恒的角度解释了光的粒子性，故A正确；B.康普顿效应是光子与电子的碰撞，体现了光的粒子性，但并未说明光子的波动性，故B错误；C.光电效应是在电子自由度较小的情况下，表现出的吸收特性，光电效应说明了能量守恒，而动量并不是不守恒，是表现不出来，而康普顿效应是基于能量较大的光子与电子的碰撞，既体现动量守恒又体现能量守恒，二者并不矛盾，故C错误；D.电子对光子的吸收并不能累积，一次只能吸收一个光子，若吸收的光子能量小于金属逸出功，即不能发生光电效应，故D错误。故选：A。【点评】本题考查了光电效应和康普顿效应的知识，知道光电效应和康普顿效应遵循相同的规律，知道光电效应发生的条件。3．（2024•鼓楼区校级二模）2023年6月7日，世界首台第四代核电技术钍基熔盐堆在我国甘肃并网发电。钍基熔盐堆用我国储量丰富的钍90232Th作为燃料，并使用熔盐冷却剂，避免了核污水排放，减少了核污染。如图所示是不易裂变的90A．中子轰击90232Th生成B．90233C．91233Pa的比结合能大于D．可以通过升温、加压的方式减小核废料的半衰期，从而减少核污染【考点】重核的裂变及反应条件；结合能与比结合能的概念及简单计算．【专题】定性思想；推理法；衰变和半衰期专题；推理能力．【答案】B【分析】聚变是质量数较小的核聚变生成质量数较大的核，因为有质量亏损会释放出大量的能量。比结合能越大核越稳定，半衰期由原子核内部因素决定，与所处的物理环境和化学状态无关。【解答】解：A、聚变是质量数较小的核聚变生成质量数较大的核，中子轰击90232TℎB、90233TℎC、整个过程中释放能量，91233PaD、放射性元素的半衰期由原子核决定，与外界的温度、压强无关，与化学状态也无关，故D错误。故选：B。【点评】本题主要考查了原子核的衰变，明确核反应过程中，电荷数和质量数守恒，知道结合能的概念。4．（2024春•济南期末）2024年，中国科学院青藏高原研究所的科研人员利用矿物原位锂同位素分析法，在地幔中发现了来自海洋的锂元素，为研究青藏高原地质历史时期不同圈层的相互作用提供了新思路。已知锂的一种同位素的衰变方程为3A．此核反应从外界吸收能量 B．此核反应向外界放出能量 C．48Be核比D．48Be【考点】β衰变的特点、本质及方程．【专题】计算题；方程法；爱因斯坦的质能方程应用专题；理解能力．【答案】B【分析】核反应过程发生质量亏损，则该部分质量转化为了能量，即可判断是吸收还是释放能量；根据核反应方程式的写法可知，元素左上角的角标为核子数，可判断两种核素的核子是否相同。【解答】解：AB.核反应过程发生质量亏损，根据质能方程E＝mc2可知，该部分亏损的质量转化为了能量，则该核反应会向外放出能量，故B正确，A错误；CD.由表达式可知，两种核素的核子均为8，故CD错误。故选：B。【点评】此题需要掌握质能方程以及质量能量之间的互相转化。5．（2024•辽宁一模）有一项理论认为所有比铁重的元素都是超新星爆炸时形成的。已知235U和236U的半衰期分别为0.704×109年和4.47×109年，若地球上的铀来自5.94×109年前的恒星爆炸，且爆炸时产生相同数量的235U和236U，则目前地球上两者的数量比235UA．(12)9 B．(12【考点】α衰变的特点、本质及方程．【专题】定量思想；方程法；衰变和半衰期专题；理解能力．【答案】见试题解答内容【分析】如果放射性元素初始时刻的质量为m0，它的半衰期是T，则经过时间t，剩下的放射性元素的质量m=(1【解答】解：设235U和236U爆炸时质量为m，则剩余的235U的质量为：m235=(剩余的236U的质量为：m236=(则：m235m故选：B。【点评】该题考查半衰期的应用，知道剩余质量与开始时质量的关系即可正确解答。6．（2024春•海淀区期末）一静止的92238UA． B． C． D．【考点】α衰变的特点、本质及方程；带电粒子在匀强磁场中的圆周运动．【专题】定量思想；推理法；带电粒子在磁场中的运动专题；推理能力．【答案】A【分析】根据动量守恒定律结合牛顿第二定律、左手定则进行综合分析，判定可能的轨迹图。【解答】解：根据动量守恒定律可知，生成的两粒子动量等大反向，设动量大小为p，则根据洛伦兹力提供向心力有qvB=mv解得r=可知电荷量较大的在磁场中的运动半径较小，即Th核的运转半径小于X。因两粒子均带正电，速度反向，可知运动轨迹为外切圆，同时结合左手定则，Th粒子和X粒子都只能沿逆时针方向作匀速圆周运动，则故A正确，BCD错误。故选：A。【点评】考查动量守恒和洛伦兹力提供向心力以及左手定则等问题，会根据题意进行综合分析判断。7．（2024春•江宁区期末）我国“北斗三号”全球组网卫星采用星载氢原子钟。如图为氢原子能级示意图的一部分，则下列说法中正确的是（）A．一个处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生2种谱线 B．从n＝4能级跃迁到n＝1能级比从n＝3能级跃迁到n＝1能级所辐射出电磁波的能量小 C．原子可吸收大于相邻两个能级差值的一切光子 D．氢原子核外的电子轨道半径可以是任意值【考点】分析能量跃迁过程中的能量变化（吸收或释放光子）；计算能级跃迁过程吸收或释放的能量；氢原子能级图．【专题】定性思想；推理法；原子的能级结构专题；理解能力．【答案】A【分析】根据原子跃迁以及玻尔理论进行分析即可。【解答】解：A、一个处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生2种谱线，故A正确；B、从n＝4能级跃迁到n＝1能级比从n＝3能级跃迁到n＝1能级所辐射出电磁波的能量大，故B错误；C、由于能量是量子化的，则只能吸收或辐射特定频率的光子，故C错误；D、根据玻尔理论，原子中电子绕核运动的轨道半径是量子化的，故D错误。故选：A。【点评】解决本题的关键知道能级间跃迁以及玻尔理论，属于基础题，学生需要熟练掌握相关理论。8．（2024春•江宁区期末）如图所示，天然放射源放射出的射线从容器的小孔射出，经过垂直纸面向里的匀强磁场，射线分裂成a、b、c三束。三者对比后得出下列说法正确的是（）A．a称为α射线，电离作用最强，穿透能力最差 B．b称为β射线，电离作用较弱，穿透能力较强 C．c称为γ射线，电离作用最弱，穿透能力最强 D．电离作用最强的是a射线，电离作用最弱的是b射线【考点】α、β、γ射线的本质及特点．【专题】定性思想；推理法；原子的核式结构及其组成；推理能力．【答案】C【分析】根据运动轨迹结合左手定则分析求解。【解答】解：根据运动轨迹结合左手定则可知，a是β射线，b是α射线，c是γ射线，电离能力α＞β＞γ，穿透能力α＜β＜γ。故ABD错误，C正确。故选：C。【点评】本题考查了三种射线的基本性质，理解电离能力和穿透能力的强弱是解决此类问题的关键。9．（2024春•江宁区期末）下面是四个核反应的方程，下列说法正确的是（）①92235U+01n→②12H+X③1224Mg+24④92238U→A．①是核裂变，X1是01B．②是核聚变，X2是12C．③是原子核的人工转变，X3是01D．④是核裂变，X4是2【考点】核聚变的反应方程；人工核反应方程式；核裂变的反应方程．【专题】定量思想；归纳法；重核的裂变和轻核的聚变专题；理解能力．【答案】A【分析】聚变：较轻的核生成较重的核；裂变是指较重的核分裂成几种较轻的核，但不会自发进行，衰变是需要自发进行的，结合质量数守恒与核电荷数守恒进行分析。【解答】解；①是中子被铀核俘获后，发生了裂变反应，发生核反应时，满足核子数守恒，所以X1的质量数为A=235+1−95−1383=1②属于轻核聚变，X2的质量数A＝4+1﹣2＝3，核电荷数Z＝2﹣1＝1，所以X2为1③属于原子核的人工转变，X3的质量数A＝24+4﹣27＝1，核电荷数Z＝12+2﹣13＝1，所以X3为1④为原子核的衰变，X4的质量数A＝238﹣234＝4，核电荷数Z＝92﹣90＝2，所以X4为2故A正确；BCD错误。故选：A。【点评】本题考查核反应的分类，注意要理解，不要死记硬背。10．（2024春•江宁区期末）已知氘（12H）核的质量为mD，质子（11H）的质量为mp，中子（A．12(mpC．12mD【考点】结合能与比结合能的概念及简单计算．【专题】定量思想；推理法；爱因斯坦的质能方程应用专题；理解能力．【答案】A【分析】根据核聚变的特点写出核聚变方程，根据爱因斯坦质能方程求出核反应过程放出能量，再由比结合能定义求出氘的比结合能。【解答】解：一个质子和一个中子结合成一个氘核，其方程为：11H+01n→12H，由题意可知，其质量亏损Δm＝（mp+mn﹣mD），则该反应释放的总能量ΔE＝Δm•c2故选：A。【点评】本题考查核聚变过程，需要注意核反应过程质量数守恒，核电荷数守恒，掌握质能方程的应用。二．多选题（共5小题）（多选）11．（2024春•锦江区校级期末）“中国环流三号”是我国自主设计研制的可控核聚变大科学装置，也被称为新一代“人造太阳”，其内部的一种核反应方程为1A．X粒子为中子 B．2个12H结合成C．23He的平均结合能比D．23He【考点】结合能与比结合能的概念及简单计算；核聚变的反应方程；核反应方程式的书写或判断核反应方程式中的粒子．【专题】定性思想；推理法；重核的裂变和轻核的聚变专题；理解能力．【答案】AC【分析】根据核反应前后质子数守恒和电荷数守恒求出X的表达式，即可得出X是什么粒子；根据核聚变释放能量分析解答；根据平均结合能的物理意义分析解答；根据核子平均质量的定义分析解答。【解答】解：A、根据核反应前后质量数守恒和电荷数守恒可得X为0B、核聚变反应会释放大量的能量，故B错误；C、因为该聚变反应释放了能量，生成的23HeD、因为核反应前后会有质量亏损，所以反应物原子核的总质量大于生成物原子核的总质量，核反应前后核子数不变，所以反应物的核子平均质量大于生成物的核子平均质量，即23He故选：AC。【点评】本题考查核聚变反应的相关知识，解题的突破点在于根据核反应前后质子数守恒和电荷数守恒正确的写出核反应方程式，难度不大。（多选）12．（2024春•道里区校级期末）伽马刀是一种特殊的治疗手段，主要是利用伽马射线对病变组织，进行大剂量聚集照射，使其产生局灶性的坏死或者是功能改变，因此达到理想的治疗目的。其原理是进入癌细胞内的硼核（510B）吸收慢中子，转变成锂核（37Li）和α粒子，释放出γ射线。已知硼核（510BA．硼核（510B）变成锂核（37LiB．γ射线带正电，有较强的电离作用 C．硼核（510B）的比结合能E1小于锂核（D．该核反应释放的核能为ΔE＝4E3+7E2﹣10E1【考点】用爱因斯坦质能方程计算核反应的核能；α、β、γ射线的本质及特点；α衰变的特点、本质及方程；结合能与比结合能的概念及简单计算．【专题】定量思想；推理法；重核的裂变和轻核的聚变专题；推理能力．【答案】CD【分析】根据核反应过程遵守质量数和电荷数守恒写出核反应方程判断；根据γ射线带电性质、穿透能力和电离能力判断；根据比结合能越大原子核越稳定判断；根据生成物的结合能等于反应结合能与释放能量之和判断。【解答】解：A．根据核反应过程遵守质量数和电荷数守恒，写出核反应方程为5可知该核反应不是α衰变，故A错误；B．γ射线不带电，为频率极高的电磁波，有较强的穿透能力，电离作用较弱，故B错误；C．比结合能越大原子核越稳定，锂核（37Li）比硼核（510B）稳定，则硼核（5D．根据生成物的结合能等于反应结合能与释放能量之和，可知该核反应释放的核能为ΔE＝7E2+4E3﹣10E1故D正确。故选：CD。【点评】本题关键掌握核反应过程遵守规律、γ射线特点、比结合能概念。（多选）13．（2024春•东莞市期末）“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。Pu238衰变时放出α粒子，生成X原子核，产生大量的γA．X原子核的质子数为90 B．γ射线的电离能力比α射线强 C．外界温度变化时，Pu238半衰期不变 D．Pu238原子核的结合能小于X原子核和α粒子的结合能之和【考点】结合能与比结合能的概念及简单计算；α、β、γ射线的本质及特点；质量数、质子数、中子数、核子数等参数的关系；原子核的半衰期及影响因素．【专题】定量思想；推理法；衰变和半衰期专题；推理能力．【答案】CD【分析】根据核反应前后的质量数守恒和电荷数守恒的特点得出X原子核的质子数；理解不同射线的电离能力强弱；根据半衰期的影响因素完成分析；衰变过程中释放能量，生成物比反应物更稳定，由此得出结合能的大小关系。【解答】解：A、根据题意可知，核反应式为：94则X原子核的质子数为92，故A错误；B、γ射线的电离能力比α射线弱，故B错误；C、半衰期不随着外界温度的变化而变化，故C正确；D、衰变过程中释放能量，所以生成物比反应物更稳定，可知Pu238原子核的结合能小于X原子核和α粒子的结合能之和，故D正确；故选：CD。【点评】本题主要考查了衰变的相关应用，理解半衰期的概念，结合核反应前后的特点即可完成分析。（多选）14．（2024春•南开区期末）关于下列四幅图的说法正确的是（）A．图甲是α粒子散射实验，α粒子穿过金箔后，少数α粒子发生了大角度偏转 B．图乙是光电效应实验，张开的验电器指针和锌板都带负电 C．图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹，1为α射线 D．图丁是核反应堆示意图，它是利用铀核裂变反应释放能量的【考点】重核裂变的应用（核电站与反应堆）；光电效应现象及其物理物理意义；卢瑟福α粒子散射实验；α、β、γ射线的本质及特点．【专题】定性思想；推理法；带电粒子在磁场中的运动专题；光电效应专题；原子的核式结构及其组成；重核的裂变和轻核的聚变专题；理解能力．【答案】AD【分析】根据α粒子散射实验的现象分析解答；根据光电效应的实验现象分析解答；根据左手定则判断粒子的带电情况从而确定射线类型；核反应堆是利用核裂变反应释放能量的。【解答】解：A、图甲是α粒子散射实验，因为金原子内部有大量的空隙，绝大部分粒子可以穿过金箔，少数α粒子由于金原子核的斥力发生了大角度偏转，故A正确；B、图乙是光电效应实验，锌板失去电子带正电，验电器与锌板接触会带上相同电荷，所以张开的验电器指针和锌板都带正电，故B错误；C、图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹，根据左手定则可知1带负电，所以1不是α射线，故C错误；D、图丁是核反应堆示意图，它是利用铀核裂变反应释放能量的，故D正确。故选：AD。【点评】本题考查物理学的一些实验现象和左手定则的应用，牢记基础知识即可，难度不大。（多选）15．（2024春•中山市期末）光电管是一种将光信号转换为电信号的器件。将光电管接入图示电路中，用频率为ν的光照射K板，调节滑动变阻器的滑片P，当灵敏电流计G的示数为0时，电压表V的示数为U，此电压通常也称为遏止电压。已知普朗克常量为h，电子电荷量为e，下列说法正确的是（）A．遏止电压与光电子从K板逸出后的初动能成反比 B．若增大入射光的强度，遏止电压会增大 C．K板材料的逸出功为hν﹣eU D．仅增大入射光的频率，要使G的示数为0，则需向右调节滑片P【考点】爱因斯坦光电效应方程；光电流及其影响因素；遏止电压及其影响因素．【专题】定量思想；推理法；爱因斯坦的质能方程应用专题；推理能力．【答案】CD【分析】根据动能定理推导；根据爱因斯坦光电效应方程和动能定理推导；根据推导出的表达式分析判断。【解答】解：A．当灵敏电流计G的示数为0时，根据动能定理有Ekm＝eU解得U=E所以遏止电压与光电子从K板逸出后的最大初动能成正比，故A错误；BC．根据爱因斯坦光电效应方程有Ekm＝hν﹣W0根据动能定理Ekm＝eU可得K板材料的逸出功为W0＝hν﹣eU遏止电压为U=ℎν−可知遏止电压与入射光的强度无关，故B错误，C正确；D．仅增大入射光的频率，遏止电压增大，要使G的示数为0，则需向右调节滑片P，故D正确。故选：CD。【点评】本题关键掌握爱因斯坦光电效应的实质和规律。三．填空题（共5小题）16．（2024•福州模拟）福建福清核电站采用我国完全自主研发的“华龙一号”反应堆技术，建设了安全级别世界最高的机组。机组利用铀235裂变释放的能量发电，那么，铀核（92235U）经过7次α衰变和4次β衰变变成铅核（82207Pb），关于该过程，铀核（92【考点】β衰变的特点、本质及方程；计算α和β衰变的次数；结合能与比结合能的概念及简单计算．【专题】定量思想；推理法；衰变和半衰期专题；分析综合能力．【答案】7，4，小。【分析】本题利用核反应的质量数和电荷数守恒求得衰变次数；比结合能越大原子核越稳定。【解答】解：设经过x次α衰变，y次β衰变，根据核反应的质量数和电荷数守恒可知：235＝207+4x，92＝82+2x﹣y，解得：x＝7，y＝4在释放能量的核反应中，生成物比反应物更稳定，其比结合能也更大，所以铀核（92235U）的比结合能比铅核（故答案为：7，4，小。【点评】本题考查了核反应方程等基础知识点，熟悉基础方程并学会电荷数守恒和质量数守恒相关计算，难度不大。17．（2023•泉州模拟）如图为氢原子的能级图。一群处于n＝4能级的氢原子，自发跃迁到低能级的过程中最多能辐射出6种频率不同的光子，其中从n＝4的能级直接跃迁到n＝2的能级，辐射出的光子能量为2.55eV。【考点】氢原子能级图．【专题】定量思想；推理法；原子的能级结构专题；理解能力．【答案】6，2.55。【分析】根据数学组合公式Cn【解答】解：这群处于n＝4能级的氢原子自发跃迁时能发出光子频率的种类为C42=4×32故答案为：6，2.55。【点评】解决本题的关键知道能级间跃迁时辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，掌握辐射光子的种类计算方法．18．（2023•福建）福建福清核电站采用我国完全自主研发的“华龙一号”反应堆技术，建设了安全级别世界最高的机组。机组利用235U核裂变释放的能量发电，典型的核反应方程为01n+92235U→Z141Ba+【考点】重核的裂变及反应条件；用爱因斯坦质能方程计算核反应的核能．【专题】计算题；定量思想；推理法；爱因斯坦的质能方程应用专题；推理能力．【答案】92；56；9×1013。【分析】本题利用核反应的质量数和电荷数守恒求得质量数和电荷数，再根据质能方程求解释放的能量。【解答】解：根据核反应的质量数和电荷数守恒可知：0+92＝Z+36+3×0，1+235＝141+A+3×1；解得：A＝92，Z＝56根据质能方程ΔE＝Δmc2可得释放的能量ΔE＝0.001kg×（3×108）2J＝9×1013J。故答案为：92；56；9×1013。【点评】本题考查了质量亏损、核反应方程等基础知识点，熟悉基础方程并学会质能方程相关计算，难度不大。19．（2022秋•昌平区校级期末）白矮星是一种高密度的天体，它内部电子之间的平均距离为1×10﹣12m，如果将此平均距离视为电子位置的不确定度，则与此对应的电子动量的不确定度为5.3×10﹣23kg•m•s﹣1。（普朗克常量h＝6.63×10﹣34J•s，约化普朗克常量ℏ＝1.05×10﹣34J•s）【考点】不确定性关系．【专题】定量思想；推理法；原子的核式结构及其组成；推理能力．【答案】5.3×10﹣23。【分析】直接利用海森伯测不准原理，列式求解即可。【解答】解：根据海森伯测不准原理Δp⋅Δx=ℎ4π=ℏ2故答案为：5.3×10﹣23。【点评】本题考查学生对海森伯测不准原理的理解和运用，需要注意公式的对应的字母代表的含义。20．（2023•龙岩模拟）某同学用图所示的装置研究光电效应现象。闭合开关S，用频率为ν的单色光照射光电管时发生了光电效应。若断开开关S，电流表G的示数将变为不为零（填“零”或“不为零”）；若仅减小照射光的强度，光电子的最大初动能将不变（填“增大”、“不变”或“减小”）。【考点】爱因斯坦光电效应方程；光电效应现象及其物理物理意义．【专题】定性思想；推理法；光电效应专题；理解能力．【答案】不为零，不变。【分析】电子有初动能，断开开关S，电流表和变阻器的右部分电阻形成通路；根据光电效应方程得出最大初动能与入射光频率的关系，然后判断。【解答】解：根据题意可知，用频率为ν的单色光照射光电管时发生了光电效应，电子有初动能，断开开关S，电流表和变阻器的右部分电阻形成通路，电流表G的示数不为零。由光电效应方程Ek＝hν﹣W0，可知光电子的最大初动能与光照强度无关，则仅减小照射光的强度，光电子的最大初动能不变。故答案为：不为零，不变。【点评】解决本题的关键掌握光电效应方程，知道最大初动能与入射光频率的关系。四．解答题（共5小题）21．（2024春•朝阳区校级期末）中子活化是指将样品用中子照射后，样品中的原子经中子俘获而变得具有放射性的过程。俘获中子后的原子核通常会立即衰变，释放出粒子同时生成新的活化产物。1224Mg经中子01n照射后发生反应，最终生成11（1）写出核反应方程；（2）求核反应过程中吸收的能量（单位用MeV表示）。【考点】核反应前后的质量亏损；人工核反应方程式．【专题】计算题；定量思想；推理法；重核的裂变和轻核的聚变专题；推理能力．【答案】（1）核反应方程为12（2）核反应过程中吸收的能量为4.75065MeV。【分析】（1）根据质量数、电荷数守恒写出核反应方程；（2）根据爱因斯坦质能方程计算。【解答】解：（1）根据质量数、电荷数守恒可得反应方程式为12（2）由于反应后生成物的质量大于反应物的质量，则核反应过程中吸收能量，且ΔE＝23.9910u+1.0078u﹣（1.0087+23.9850）u＝23.9910×931.5MeV+1.0078×931.5MeV﹣（1.0087+23.9850）×931.5MeV＝4.75065MeV答：（1）核反应方程为12（2）核反应过程中吸收的能量为4.75065MeV。【点评】本题关键掌握核反应过程遵循的规律和爱因斯坦质能方程。22．（2024春•东城区校级期末）在如图所示的匀强磁场中，一个静止的氡原子核(86222Rn)发生了一次α衰变。向右放射出的（1）若新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方程。（2）图给出了衰变后α粒子在磁场中的运动轨迹，请计算α粒子与新核的轨道半径之比，并在图中画出新核运动轨迹的示意图。（3）求新核与α粒子的运动周期之比。【考点】α衰变的特点、本质及方程；带电粒子在匀强磁场中的圆周运动．【专题】计算题；定量思想；推理法；带电粒子在磁场中的运动专题；衰变和半衰期专题；推理能力．【答案】答：（1）该α衰变的核反应方程为86222Rn（3）新核与α粒子的运动周期之比为109：84。【分析】（1）根据核反应过程遵循质量数和电荷数守恒分析；（2）根据动量守恒和牛顿第二定律推导计算；（3）根据向心力公式和周期公式计算。【解答】解：（1）根据核反应过程遵循质量数和电荷数守恒，氡原子核(8622286（2）在衰变瞬间，粒子与反冲核的速度方向相反，根据题意，α粒子向右射出，新核向左运动，衰变过程动量守恒，而系统初动量为零，则根据反冲运动规律可知反冲核和粒子动量大小相等，由Bqv=mv得R=mv得α粒子与新核的轨道半径之比为R1结合左手定则判断画出新核运动轨迹的如图所示（3）由洛伦兹力提供向心力Bqv=mv而做圆周运动的周期为T=2πR联立解得T=2πm得新核与α粒子的运动周期之比为TY答：（1）该α衰变的核反应方程为86222Rn（3）新核与α粒子的运动周期之比为109：84。【点评】本题关键掌握衰变瞬间动量守恒、核反应过程遵循质量数和电荷数守恒和洛伦兹力提供向心力。23．（2023秋•苏州月考）某同学设计了一种利用光电效应的电池，如图所示。K、A电极分别加工成球形和透明导电的球壳。现用波长为λ的单色光照射K电极，其发射光电子的最大动能为Ek，电子电荷量为e。假定照射到K电极表面的光照条件不变，所有射出的电子都是沿着球形结构半径方向向外运动，且忽略电子重力及在球壳间电子之间的相互作用，已知光速为c，普朗克常量为h，求K电极的逸出功W0和A、K之间的最大电压U。【考点】爱因斯坦光电效应方程．【专题】计算题；定量思想；推理法；光电效应专题；推理能力．【答案】K电极的逸出功W0为ℎcλ−【分析】利用光电效应方程结合遏止电压的概念，再根据动能定理即可解题。【解答】解：光子能量：ε=ℎc光电效应方程：Ek＝ε﹣W0或E解得：W0电子聚集在A电极后，使A极带负电，因此会在球内部建立一个从K指向A的反向电场，阻碍电子继续往A聚集。当A、K之间达到最大压U，最大动能为Ek的电子都无法到达A极。根据动能定理有：﹣eU＝0﹣Ek可得：U=E答：K电极的逸出功W0为ℎcλ−【点评】本题考查了光电效应方程的应用，这类题需要联想到常见的模板上，找到原理相同的概念。本题较为简单，属于基础题。24．（2023春•鄠邑区期末）已知14N质量是mN＝14.00753u，17O质量是mO＝17.00454u，4He质量是mHe＝4.00387u，1H质量是mH＝1.00815u，试判断核反应714N+24He→【考点】用爱因斯坦质能方程计算核反应的核能．【专题】信息给予题；定量思想；推理法；爱因斯坦的质能方程应用专题；理解能力．【答案】该核反应是吸能反应；能量的变化为1.2MeV。【分析】根据题意，分别求解核反应前、后的总质量，再结合爱因斯坦质能方程分析作答。【解答】解：反应前总质量为mN+mHe＝14.00753u+4.00387u＝18.01140u反应后总质量为mO+mH＝17.00454u+1.00815u＝18.01269u则Δm＝（mO+mH）﹣（mN+mHe）＝18.01269u﹣18.01140u＝0.00129u可见，该核反应过程质量增加了，故是吸能反应；根据爱因斯坦质能方程，吸收能量为ΔE＝931.5Δm＝0.00129×931.5MeV＝1.2MeV答：该核反应是吸能反应；能量的变化为1.2MeV。【点评】本题考查了核反应前后的质量变化以及质能方程的应用，属于基础题目。25．（2023春•孝感期末）在磁感应强度为B的匀强磁场内放置一极薄的金属片，其极限波长为λ0，实验证明，在某种特定条件下，金属内的电子能吸收n个光子，产生光电效应。现用某一频率的弱单色光照射，发现没有电子放出。若保持频率不变，逐渐增大光照强度，释放出的电子（质量为m，电荷的绝对值为e）能在垂直于磁场的平面内做圆周运动，最大半径为R。已知普朗克常量为h，光速为c，求：（1）遏止电压Uc；（2）此照射光光子的能量E；（3）单色光光子的动量p。【考点】爱因斯坦光电效应方程；带电粒子在匀强磁场中的圆周运动；光电效应现象及其物理物理意义．【专题】计算题；学科综合题；定量思想；方程法；光电效应专题；推理能力．【答案】（1）遏止电压为B2（2）此照射光光子的能量为ℎcn（3）单色光光子的动量为ℎn【分析】（1）根据光电子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，解得速度，进而根据动能定理求得遏制电压；（2）根据光电效应方程求得此照射光光子的能量；（3）根据光的动量与动能的关系可求得动量大小。【解答】解：（1）由题意知电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力B得v由e得U（2）电子吸收n个光子的能量，产生光电效应，由光电效应方程有nhν＝W0+Ekm又：W得：E=ℎν=（3）由p=Ec答：（1）遏止电压为B2（2）此照射光光子的能量为ℎcn（3）单色光光子的动量为ℎn【点评】本题考查电子在磁场中的运动以及光电效应和光的动量的求解。注意光子的动量p＝mc，结合E＝hν＝mc2，可解得p=ℎν

考点卡片1．带电粒子在匀强磁场中的圆周运动【知识点的认识】带电粒子在匀强磁场中的运动1．若v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做匀速直线运动．2．若v⊥B，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动．3．半径和周期公式：（v⊥B）【命题方向】常考题型：带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动如图，半径为R的圆柱形匀强磁场区域的横截面（纸面），磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外．一电荷量为q（q＞0）、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，射入点与ab的距离为R2A.qBR2mB.qBRmC.3qBR【分析】由题意利用几何关系可得出粒子的转动半径，由洛仑兹力充当向心力可得出粒子速度的大小；解：由题，射入点与ab的距离为R2粒子的偏转角是60°，即它的轨迹圆弧对应的圆心角是60，所以入射点、出射点和圆心构成等边三角形，所以，它的轨迹的半径与圆形磁场的半径相等，即r＝R．轨迹如图：洛伦兹力提供向心力：qvB=mv2故选：B．【点评】在磁场中做圆周运动，确定圆心和半径为解题的关键．【解题方法点拨】带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动的分析方法．2．热辐射、黑体和黑体辐射现象3．光电效应现象及其物理物理意义【知识点的认识】1．光电效应现象光电效应：在光的照射下金属中的电子从表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子．特别提醒：（1）光电效应的实质是光现象转化为电现象．（2）定义中的光包括可见光和不可见光．2．几个名词解释（1）遏止电压：使光电流减小到零时的最小反向电压UC．（2）截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率（又叫极限频率）．不同的金属对应着不同的截止频率．（3）逸出功：电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属的逸出功．3．光电效应规律（1）每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于极限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无关，只随入射光频率的增大而增大．（3）只要入射光的频率大于金属的极限频率，照到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10﹣9s，与光的强度无关．（4）当入射光的频率大于金属的极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比．【命题方向】题型一：光电效应规律的理解关于光电效应的规律，下面说法中正确的是（）A．当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，则入射光的频率越高，产生的光电子的最大初动能也就越大B．当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，如果入射光的强度减弱，从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加C．对某金属来说，入射光波长必须大于一极限值，才能产生光电效应D．同一频率的光照射不同金属，如果都能产生光电效应，则所有金属产生的光电子的最大初动能一定相同分析：光电效应具有瞬时性，根据光电效应方程判断光电子的最大初动能与什么因素有关．解答：A、根据光电效应方程Ekm＝hv﹣W0，知入射光的频率越高，产生的光电子的最大初动能越大．故A正确．B、光电效应具有瞬时性，入射光的强度不影响发出光电子的时间间隔．故B错误．C、发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，即入射光的波长小于金属的极限波长．故C错误．D、不同的金属逸出功不同，根据光电效应方程Ekm＝hv﹣W0，知同一频率的光照射不同金属，如果都能产生光电效应，光电子的最大初动能不同．故D错误．故选A．点评：解决本题的关键掌握光电效应的条件，以及掌握光电效应方程．【解题方法点拨】光电效应规律的解释存在极限频率电子从金属表面逸出，首先须克服金属原子核的引力做功W0，入射光子能量不能小于W0，对应的最小频率ν0=W光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而增大，与入射光强度无关电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用做功，剩余部分转化为光电子的初动能，只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能，对于确定的金属，W0是一定的，故光电子的最大初动能只随入射光的频率增大而增大，一个电子只能吸收一个光子，故光电子最大初动能与光照强度无关效应具有瞬时性（10﹣9s）光照射金属时，电子吸收一个光子的能量后，动能立即增大，不需要能量积累的过程4．判断能否发生光电效应5．光电流及其影响因素6．遏止电压及其影响因素7．爱因斯坦光电效应方程【知识点的认识】1．爱因斯坦光电效应方程（1）光子说：空间传播的光是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子．光子的能量为E＝hν，其中h是普朗克常量，其值为6.63×10﹣34J•s，ν是光的频率．（2）光电效应方程：Ek＝hν﹣W，其中hν为入射光子的能量，Ek为光电子的最大初动能，W是金属的逸出功．【命题方向】题型一：光电效应方程的应用如图，当电键S断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零．（1）求此时光电子的最大初动能的大小．（2）求该阴极材料的逸出功．分析：光电子射出后，有一定的动能，若能够到达另一极板则电流表有示数，当恰好不能达到时，说明电子射出的初动能恰好克服电场力做功，然后根据爱因斯坦光电效应方程即可正确解答．解答：设用光子能量为2.5eV的光照射时，光电子的最大初动能为Ekm，阴极材料逸出功为W0，当反向电压达到U＝0.60V以后，具有最大初动能的光电子也达不到阳极，因此eU＝Ekm由光电效应方程：Ekm＝hν﹣W0由以上二式：Ekm＝0.6eV，W0＝1.9eV．所以此时最大初动能为0.6eV，该材料的逸出功为1.9eV．答：（1）求此时光电子的最大初动能的大小是0.6eV．（2）求该阴极材料的逸出功是1.9eV．点评：正确理解该实验的原理和光电效应方程中各个物理量的含义是解答本题的关键．【解题方法点拨】1．光电效应现象中射出的光电子具有一定动能，因此易与电场、磁场相结合命制综合性较强的试题．射出的光电子的动能是解决这类问题的重要条件，可由爱因斯坦光电效应方程求得．2．由爱因斯坦光电效应方程可得Ekm﹣ν曲线（如图）由图象可以得到的物理量：①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标ν0．②逸出功：图线与Ekm轴交点的纵坐标的绝对值E＝W0．③普朗克常量：图线的斜率k＝h．8．康普顿效应的现象及解释【知识点的认识】1.康普顿效应：美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长小于λ0的成分，这个现象称为康普顿效应。2.康普顿效应与经典物理理论的矛盾（1）按照经典物理学的理论，入射光引起物质内部带电微粒的受迫振动，振动着的带电微粒从入射光吸收能量，并向四周辐射，这就是散射光。（2）散射光的频率应该等于带电微粒受迫振动的频率（即入射光的频率）。因此散射光的波长与入射光的波长应该相同，不应该出现波长变长的散射光。（3）经典物理理论无法解释波长改变与散射角的关系。2.康普顿效应的理解假定X射线光子与电子发生完全弹性碰撞，这种碰撞跟台球比赛中的两球碰撞很相似，按照爱因斯坦的光子说，一个X射线光子不仅具有能量E＝hv，而且还有动量。如图所示，这个光子与静止的电子发生弹性斜碰，光子把部分能量转移给了电子，能量由hv减小为hv'，因此频率减小，波长增大。同时，光子还使电子获得一定的动量。这样就圆满地解释了康普顿效应。3.光子动量的理解由E＝hν和p=ℎ【命题方向】美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分，这个现象称为康普顿效应。关于康普顿效应，以下说法正确的是（）A.康普顿效应现象说明光具有波动性B.康普顿效应现象说明光具有粒子性C.当光子与晶体中的电子碰撞后，其能量增加D.当光子与晶体中的电子碰撞后，其能量减少分析：在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分，根据λ=ℎP判断动量的变化，根据P＝mc判断质量m的变化，根据E＝mc解答：AB、康普顿效应现象说明光子具有动量，即具有粒子性，故A错误，B正确；CD、在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分，根据λ=ℎP，动量变小，根据P＝mc，光子质量减小，根据E＝mc故C错误，D正确；故选：BD。点评：本题关键记住光电效应表明光具有粒子性，光子具有能量；康普顿效应进一步表面光子具有动量，进一步证明了光具有粒子性。【解题思路点拨】对康普顿效应的三点认识（1）光电效应应用于电子吸收光子的问题；而康普顿效应应用于讨论光子与电子碰撞且没有被电子吸收的问题。（2）假定X射线光子与电子发生弹性碰撞，光子和电子相碰撞时，光子有一部分能量转移给电子，散射光子的能量减少，于是散射光的波长大于入射光的波长。（3）康普顿效应进一步揭示了光的粒子性，也再次证明了爱因斯坦光子说的正确性。9．光具有粒子性10．光具有波粒二象性【知识点的认识】一、光的波粒二象性1．光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性．2．光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性．3．光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性．【命题方向】题型一：光的波粒二象性的理解关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是（）A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性分析：一切物质都具有波粒二象性，波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的；它们没有特定的运动轨道．解答：光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性．光的波长越长，波动性越明显，光的频率越高，粒子性越明显．而宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，不是不具有波粒二象性．故D选项是错误，ABC正确；本题选择错误的，故选：D．点评：考查波粒二象性基本知识，掌握宏观与微观的区别及分析的思维不同．【解题方法点拨】1．对光的波粒二象性的理解光既有波动性，又有粒子性，两者不是孤立的，而是有机的统一体，其表现规律为：（1）个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性．（2）频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，越不容易看到光的干涉和衍射现象，贯穿本领越强．（3）光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时，往往表现为粒子性．2．德布罗意波假说是光的波粒二象性的一种推广，使之包含了物质粒子，即光子和实物粒子都具有粒子性，又都具有波动性，与光子对应的波是电磁波，与实物粒子对应的波是德布罗意波．11．不确定性关系【知识点的认识】不确定性关系（又叫不确定性原理）是物理学中的一个基本概念，它表示我们无法同时精确测量微观粒子在位置和动量两个方向上的量。具体来说，不确定性关系公式为：ΔxΔp≥ℎ其中，Δx表示粒子位置的不确定量，Δp表示粒子在x方向上的动量的不确定量，h为普朗克常量。这个公式表明，当粒子的位置测量得越准确时，其动量就越不确定，反之亦然。这是因为测量位置的过程会干扰粒子的动量，而测量动量的过程则会干扰粒子的位置。不确定性关系是德国理论物理学家海森堡于1927年提出的，它是量子力学的基本原理之一，也是量子力学与经典物理学的根本区别之一。12．卢瑟福α粒子散射实验【知识点的认识】α粒子散射实验1.α粒子从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，质量为氢原子质量的4倍、电子质量的7300倍。2.装置如图所示，整个装置处于真空中。3.实验结果：大量α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子（约占180004.实验意义：卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了原子的核式模型。13．氢原子能级图14．分析能量跃迁过程中的能量变化（吸收或释放光子）15．计算能级跃迁过程吸收或释放的能量16．α、β、γ射线的本质及特点【知识点的认识】1.α，β、γ射线的本质分别是高速氦核流、高速电子流和高速光子流。2.α，β、γ射线的区别如下表种类α射线β射线γ射线组成高速氦核流高速电子流光子流（高频电磁波）带电荷量2e﹣e0质量4mp静止质量为零符号2−1γ速度0.1c0.99cc贯穿本领最弱较强最强贯穿实例用纸能挡住穿透几毫米的铝板穿透几厘米的铅板对空气的电离作用很强较弱很弱【解题思路点拨】一、射线本身的性质天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示，由此可推知（）A、②来自于原子核外的电子B、①的电离作用最强，是一种电磁波C、③的电离作用较强，是一种电磁波D、③的电离作用最弱，是一种电磁波分析：α射线贯穿能力很弱，电离作用很强，一张纸就能把它挡住，α射线是高速氦核流；β射线能贯穿几毫米厚的铝板，电离作用较强，是原子核中的一个中子转化成一个质子，同时释放出β射线；γ射线穿透本领最强，甚至能穿透几厘米厚的铅板，是原子核发生衰变时释放的能量以γ光子的形式辐射出来的。解答：A、天然放射性元素放出的三种射线都是原子核发生衰变造成的，β射线能贯穿几毫米厚的铝板，电离作用较强，故②是β射线。β射线是原子核中的一个中子转化成一个质子，同时释放出一个高速电子，该电子即β射线，故β射线来自原子核，故A错误。B、α射线贯穿能力很弱，电离作用很强，一张纸就能把它挡住，故①是α射线。α射线是高速氦核流，是实物粒子，不是电磁波。故B错误。CD、γ射线穿透本领最强，甚至能穿透几厘米厚的铅板，故③是γ射线，但γ射线电离本领很弱，它是一种光子，是一种电磁波。故C错误，D正确。故选：D。点评：本题考查天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力比较，熟悉课本基本知识就能顺利解决此类问题，故要加强基础知识的积累。多记。二、结合磁场考查射线的性质如图所示，放射性元素镭放出α、β、γ三种射线，它们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射线的运动径迹，③表示α射线的运动径迹B、②表示β射线的运动径迹，③表示α射线的运动径迹C、④表示α射线的运动径迹，⑤表示γ射线的运动径迹D、⑤表示β射线的运动径迹，⑥表示α射线的运动径迹分析：根据α、β、γ三种射线的带电性质和本质以及带电粒子在电场中受力特点可正确判断。本题应抓住：①三种射线的成分主要是指所带电性：α射线是高速氦核流带正电，β射线是高速电子流，带负电，γ射线是γ光子，是中性的。②洛伦兹力方向的判定，左手定则：张开左手，拇指与四指垂直，让磁感线穿入手心，四指的方向是正电荷运动的方向，拇指的指向就是洛伦兹力的方向。解答：AB、α射线实质为氦核，带正电，β射线为电子流，带负电，γ射线为高频电磁波，根据电荷所受电场力特点可知：①为β射线，②为γ射线，③为α射线，故AB错误；CD、α射线是高速氦核流，一个α粒子带两个正电荷。根据左手定则，α射线受到的洛伦兹力向左，故④是α射线；β射线是高速电子流，带负电荷。根据左手定则，β射线受到的洛伦兹力向右，故⑥是β射线；γ射线是γ光子，是中性的，故在磁场中不受磁场的作用力，轨迹不会发生偏转。故⑤是γ射线。故C正确，D错误。故选：C。点评：熟练掌握α、β两种衰变实质以及衰变方程的书写，同时明确α、β、γ三种射线性质及应用，本题综合性较强，主要考查两个方面的问题：①三种射线的成分主要是所带电性。②洛伦兹力的方向的判定。只有基础扎实，此类题目才能顺利解决，故要重视基础知识的学习。【解题思路点拨】1.α，β射线的本质都是实物粒子，γ射线的本质是光子。2.α射线是α衰变时产生的，β射线是β衰变时产生的，产生α射线和β射线时会伴生γ射线。17．质量数、质子数、中子数、核子数等参数的关系【知识点的认识】1.核反应前后质量数守恒，电荷数（核电荷数）守恒。2.各参数之间的关系如下：质量数＝质子数+中子数＝核子数核电荷数＝质子数＝原子序数＝核外电子数【命题方向】某原子核的衰变过程是A→βB→αC，符号→β表示放出一个A、核C比核B的中子数少2B、核C比核A的质量数少5C、原子核为A的中性原子的电子数比原子核为B的中性原子的电子数多1D、核C比核A的质子数少1分析：发生一次α衰变，电荷数少2，质量数少4，发生一次β衰变，电荷数多1，质量数不变．解答：A、B到C，电荷数少2，质量数少4，因为电荷数等于质子数，质量数等于质子数加上中子数，所以核C比核B中子数少2．故A正确。B、A到B，质量数不变，B到C质量数少4，则核C比核A质量数少4．故B错误。C、中性原子的电子数等于质子数，核B比核A电荷数多1，则核A的中性原子的电子数比核B中性原子的电子数少1．故C错误。D、A到B电荷数多1，B到C电荷数少2，则A到C电荷数少1，则核C比核A质子数少1．故D正确。故选：AD。点评：解决本题的关键知道α衰变和β衰变的实质，以及知道质量数等于质子数加中子数，质子数等于电荷数．【解题思路点拨】核反应前的质量数之和等于核反应后的质量数之和；核反应前的电荷数之和等于核反应后的电荷数之和。18．α衰变的特点、本质及方程【知识点的认识】1.衰变的定义：原子核自发地放α粒子或β粒子，由于核电荷数变了，它在元素周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变。2.α衰变的定义：原子核释放出一个α粒子变成一个新的原子核的过程。3.α衰变的本质：原子核内部两个质子和两个中子结合在一起从从内射出。4.α衰变的特点：发生α衰变后，原子核的质量数减4，电荷数减2。5.α衰变的方程（举例）：6.α衰变前的质量数等于衰变后的质量数之和，衰变前的电荷数等于衰变后的电荷数之和，所以α衰变时电荷数和质量数都守恒。【命题方向】下列衰变中，属于α衰变的是（）A、B、C、D、分析：α衰变生成氦原子核，β衰变生成电子，据此判断即可找出属于α衰变．解答；AB是β衰变，生成粒子为负电子；C是α衰变，生成粒子为氦原子核；D是核反应生成正电子。故C正确。故选：C。点评：本题比较简单，只要记住衰变生成的是何种粒子即可解决此类问题．【解题思路点拨】1.α衰变的本质是原子核释放出一个α粒子变成新核的过程，衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒。2.α衰变前后，质量数减4，核电荷数减2。3.α衰变释放的高速粒子流就是α射线。4.放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，并放出γ光子。因此，γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的。当放射性物质连续衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ射线辐射。这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有α、β、γ三种射线。19．β衰变的特点、本质及方程【知识点的认识】1.衰变的定义：原子核自发地放α粒子或β粒子，由于核电荷数变了，它在元素周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变。2.β衰变的定义：原子核释放出一个β粒子变成一个新的原子核的过程。3.β衰变的本质：原子核内部的一个中子转化成一个质子和一个β粒子（电子），并将β粒子射出。4.β衰变的特点：发生β衰变后，原子核的质量数不变，电荷数加1。5.β衰变的方程（举例）：6.β衰变前的质量数等于衰变后的质量数之和，衰变前的电荷数等于衰变后的电荷数之和，所以β衰变时电荷数和质量数都守恒。【命题方向】一个放射性原子核，发生一次β衰变，则它的（）A、质子数减少一个，中子数不变B、质子数增加一个，中子数不变C、质子数减少一个，中子数减少一个D、质子数增加一个，中子数增加一个分析：根据β衰变的特点以及衰变过程中质量数和电荷数守恒即可正确解答本题．解答：β衰变实质上是原子核内的一个中子变为一个质子，同时释放出一个电子的过程，因此发生一次β衰变，质子数增加一个，中子数减少一个，故ABD错误，C正确。故选：C。点评：本题属于基础简单题目，考查了β衰变的特点，对于基础知识，平时不能放松，要加强基础知识的理解和应用．【解题思路点拨】1.β衰变的本质是原子核内的一个中子转化成一个质子和一个电子，并将电子射出的过程，衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒。2.β衰变前后，质量数不变，核电荷数加1。3.β衰变释放的高速粒子流就是β射线。4.放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，并放出γ光子。因此，γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的。当放射性物质连续衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ射线辐射。这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有α、β、γ三种射线。20．计算α和β衰变的次数【知识点的认识】1.每发生一次α衰变，质量数减4，电荷数减2；每发生一次β衰变，质量数不变，电荷数加2.如果只发生α衰变，则根据质量数之差除以4或电荷数之差除以2即可求出衰变次数。如果只发生β衰变，则根据电荷数之差即可求出衰变次数。3.如果同时存在α衰变和β衰变，先根据质量数之差求出α衰变的次数，再根据α衰变和β衰变引起的电荷数变化求出β衰变的次数。【命题方向】某放射性元素的原子核发生两次α衰变和六次β衰变，关于它的原子核的变化，下列说法中正确的是（）A、中子数减小10B、质子数减小2C、质子数增加2D、核子数减小10分析：明确α衰变和β衰变的实质，根据衰变过程中质量数和电荷数守恒可正确解答。解答：设该原子核的质量数（核子数）为m，电荷数（质子数）为n，衰变后的质量数为x，电荷数为y，则有：m＝x+8；n＝﹣6+4+y由此可知衰变后核子数减小8，质子数增加2，中子数减小10，故BD错误，AC正确。故选：AC。点评：本题考查了衰变过程中的质量数和电荷数守恒的应用，同时要明确质量数、电荷数、中子数之间关系。【解题思路点拨】1．原子核衰变规律衰变类型α衰变β衰变衰变方程ZAX→Z−2ZAX→Z+1衰变实质2个质子和2个中子结合成一个整体射出一个中子转化为一个质子和一个电子211H+201n→1衰变规律电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒2.确定衰变次数的方法（1）设放射性元素ZAX经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素Z′A′Y，则表示该核反应的方程为ZAX根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程A＝A′+4n，Z＝Z′+2n﹣m（2）确定衰变次数，因为β衰变对质量数无影响，先由质量数的改变确定α衰变的次数，然后再根据β衰变规律确定β衰变的次数．21．原子核的半衰期及影响因素【知识点的认识】1.半衰期的定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，叫作这种元素的半衰期。2.氡的半衰期：氡222经过α衰变成为钋218。如图，横坐标表示时间，纵坐标表示任意时刻氡的质量m与t＝0时的质量m0的比值。如果隔一段时间测量一次剩余氡的数量就会发现，每过3.8d就有一半的氡发生了衰变。也就是说，经过第一个3.8d，剩有一半的氡；经过第二个3.8d，剩有的氡；再经过3.8d，剩有的氡……因此，我们可以用“半衰期”来表示放射性元素衰变的快慢。放射性元素的原子核有半数发生衰变3.半衰期的影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。例如，一种放射性元素，不管它是以单质的形式存在，还是与其他元素形成化合物，或者对它施加压力、提高温度，都不能改变它的半衰期。这是因为压力、温度或与其他元素的化合等，都不会影响原子核的结构。4.半衰期的统计性意义：①不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差别非常大例如，氡222衰变为钋218的半衰期是3.8d，镭226衰变为氡222的半衰期是1620年，铀238衰变为钍234的半衰期竞长达4.5x109年。②以氡核为例，对于一个特定的氡原子，我们只知道它发生衰变的概率，而不知道它将何时发生衰变。一个特定的氡核可能在下1s就衰变，也可能在10min之内衰变，也可能在200万年之后再衰变。然而，量子理论可以对大量原子核的行为作出统计预测。例如，对于大量氡核，可以准确地预言在1s后、10min后，或200万年后，各会剩下百分之几没有衰变。放射性元素的半衰期，描述的就是这样的统计规律。【命题方向】放射性同位素热电发生器（简称RTG）是利用钚238（94238Pu）发生A、一定量的钚238经过176年后，钚238的衰变将停止B、在恶劣的火星环境下，钚238的半衰期将变短C、钚238衰变后产生的新原子核的比结合能比反应核大D、钚238衰变后产生的新原子核内有234个中子分析：放射性元素的半衰期由原子核内部本身因数决定，与所处环境无关。钚238衰变存在质量亏损，会释放能量，则新核的比结合能比反应核大。钚238发生α衰变后，质量数减少4，核电荷数减少2。解答：A、一定量的钚238经过176＝2×88年后，还有(1B、放射性元素的半衰期由原子核内部本身因数决定，与所处环境无关，即在恶劣的火星环境下，钚238的半衰期不变，故B错误；C、钚238衰变存在质量亏损，会释放能量，则新核的比结合能比反应核大，故C正确；D、钚238发生α衰变后，质量数减少4，核电荷数减少2，则新原子核的质量数为238﹣4＝234，核电荷数即质子数为94﹣2＝92，新核的中子数为234﹣92＝142，故D错误。故选：C。点评：本题解题关键是放射性元素的半衰