專題28 近代物理-2025年高考物理熱點知識講練與題型歸納（全國通用）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

題型一光電效應(yīng)電路與光電效應(yīng)方程的應(yīng)用
1．光電效應(yīng)
在光的照射下金屬中的電子從金屬表面逸出的現(xiàn)象，叫做光電效應(yīng)，發(fā)射出來的電子叫做光電子．
2．實驗規(guī)律
(1)每種金屬都有一個極限頻率．
(2)光子的最大初動能與入射光的強度無關(guān)，只隨入射光的頻率增大而增大．
(3)光照射到金屬表面時，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時的．
(4)光電流的強度與入射光的強度成正比．
3．遏止電壓與截止頻率
(1)遏止電壓：使光電流減小到零的反向電壓Uc.
(2)截止頻率：能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的最小頻率叫做該種金屬的截止頻率(又叫極限頻率)．不同的金屬對應(yīng)著不同的極限頻率．
(3)逸出功：電子從金屬中逸出所需做功的最小值，叫做該金屬的逸出功．
4．光子說
愛因斯坦提出：空間傳播的光不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份稱為一個光子，光子具有的能量與光的頻率成正比，即：ε＝hν，其中h＝6.63×10－34 J·s.
5．光電效應(yīng)方程
(1)表達式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0.
(2)物理意義：金屬中的電子吸收一個光子獲得的能量是hν，這些能量的一部分用來克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的最大初動能Ek＝eq \f(1,2)mv2.
（2024?大連二模）在光的照射下物體表面能發(fā)射出電子的現(xiàn)象，叫做光電效應(yīng)。實驗發(fā)現(xiàn)，用紫外線照射金屬鋅能產(chǎn)生光電效應(yīng)，而可見光照射不能使鋅發(fā)生光電效應(yīng)，這是因為（）

A．可見光的頻率小于金屬鋅的截止頻率
B．可見光的波長小于金屬鋅的極限波長
C．可見光的波長小于紫外線的波長
D．可見光的強度小于紫外線的強度
【解答】解：AB、根據(jù)光電效應(yīng)方程，有Ek＝hν﹣W0＝hν﹣hνc，由此可知可見光的頻率小于金屬鋅的截止頻率，所以可見光照射不能使鋅發(fā)生光電效應(yīng)；
結(jié)合ν=cλ聯(lián)立，解得Ek=hcλ-hcλc，由此可知可見光的波長大于金屬鋅的極限波長，所以可見光照射不能使鋅發(fā)生光電效應(yīng)，故A正確，B錯誤；
C、可見光的波長大于紫外線的波長，故C錯誤；
D、根據(jù)AB選項分析可知，是否發(fā)生光電效應(yīng)與入射光的強度無關(guān)，故D錯誤。
故選：A。
（2024?濟寧三模）某興趣小組設(shè)計了一種光電煙霧報警器，其結(jié)構(gòu)和原理如圖所示。光源向外發(fā)射某一特定頻率的光，發(fā)生火情時有煙霧進入報警器內(nèi)，會使部分光改變傳播方向，繞過擋板進入光電管從而發(fā)生光電效應(yīng)，于是有電流輸入報警系統(tǒng)，電流大于I0就會觸發(fā)報警系統(tǒng)報警。某次實驗中，當滑動變阻器的滑片P處于圖示位置，煙霧濃度增大到n時恰好報警。假設(shè)煙霧濃度越大，單位時間內(nèi)光電管接收到的光子數(shù)越多。下列說法可能正確的是（）
A．光線繞過擋板進入光電管利用了光的折射
B．為提高光電煙霧報警器的靈敏度，可以將滑片P向右移動少許
C．僅將電源的正負極反接，在煙霧濃度為n時也可能觸發(fā)報警
D．報警器恰好報警時，將滑片P向右移動后，警報有可能會被解除
【解答】解：A、光線繞過擋板進入光電管利用了光的散射，故A錯誤；
B、要提高光電煙霧報警器的靈敏度，就要在其他條件不變的情況下，光電流會變大，而將圖中的滑片P向右移動后，光電管所加的正向電壓將增大，根據(jù)光電流的變化特點，可知光電流增大，電流更容易大于I0就會觸發(fā)報警系統(tǒng)報警，故B正確；
C、僅將圖中電源的正負極反接，光電管所加電壓變?yōu)榉聪螂妷?，則光電流會減小，報警系統(tǒng)的電流會減小，不能觸發(fā)報警，故C錯誤；
D、報警器恰好報警時，將圖中的滑片P向右移動后，光電管所加的正向電壓將增大，根據(jù)光電流的變化特點，可知光電流增大或者處于飽和狀態(tài)而不變，報警系統(tǒng)的電流不會減小，則警報不能被解除，故D錯誤。
故選：B。
（2024?中山區(qū)校級模擬）波長為λ1和λ2的兩束可見光入射到雙縫，在光屏上觀察到干涉條紋，其中波長為λ1的光的條紋間距大于波長為λ2的條紋間距。則有（）
A．這兩束光的頻率f1＞f2
B．這兩束光的光子的動量p1＞p2
C．若波長為λ1的光可以使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則波長為λ2的光也可以使這種金屬發(fā)生光電效應(yīng)
D．若這兩束光都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則遏止電壓Uc1＞Uc2
【解答】解：AB、根據(jù)條紋間距公式Δx=Ldλ可知λ1＞λ2，根據(jù)波速公式c＝λf可知f1＜f2，根據(jù)光子動量公式p=hλ可知p1＜p2，故AB錯誤；
CD、根據(jù)動能定理結(jié)合光電效應(yīng)方程得：eUc=Ek=hν-W0=hcλ-W0
根據(jù)光電效應(yīng)的條件可知：若波長為λ1的光可以使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則波長為λ2的光一定可以使這種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，并且波長為λ1光對應(yīng)的遏止電壓Uc1小于波長為λ2光對應(yīng)的遏止電壓Uc2，故C正確，D錯誤。
故選：C。
題型二光電效應(yīng)圖像
四類圖象
（2024?江蘇模擬）圖甲為研究光電效應(yīng)的電路圖，其中光電管陰極K的材料的逸出功W0=3.6×10-19J。圖乙為實驗中用某一頻率的光照射光電管時，光電流隨電壓變化的曲線，當U＝﹣2.5V時，光電流剛好為0。已知普朗克常量h＝6.6×10﹣34J?s，電子電荷量e＝1.6×10﹣19C，質(zhì)量m＝9.1×10﹣31kg，下列說法正確的是（）
A．入射光的頻率為1.5×1016Hz
B．以最大初動能逸出的光電子的德布羅意波的波長約為7.7×10﹣10m
C．當電壓U＝2.5V時，光電子到達陽極A的最大動能為8.0×10﹣29J
D．每秒射到光電管陰極K的光子至少為1.2×1017個
【解答】解：A、由乙圖可知，遏止電壓Uc＝2.5V，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，Ek＝hν﹣W0，且﹣eUc＝0﹣Ek，聯(lián)立解得本次實驗入射光的頻率為ν＝1.2×1015Hz，故A錯誤；
B、以最大初動能逸出的光電子的德布羅意波的波長λ=hp，最大初動能Ek＝Uce＝2.5×1.6×10﹣19J＝4×10﹣19J，由p=2mEk可知，光電子的動量p=2×9.1×10-31×4×10-19kg?m/s＝8.5×10﹣25kg?m/s，聯(lián)立解得波長λ=6.63×10-348.5×10-25m≈7.7×10﹣10m，故B正確；
C、由動能定理可知，當電壓U＝2.5V時，光電子到達陽極A的最大動能為EK1＝Ek+Ue＝2.5×1.6×10﹣19J+4×10﹣19J＝8.0×10﹣19J，故C錯誤；
D、由題意可知，飽和電流Im＝35.0μA，則1s時間內(nèi)到達A極的電子數(shù)n=Imte=35.0×10-61.6×10-19個＝2.2×1014個，即每秒射到光電管陰極K的光子至少為2.2×1014個，故D錯誤。
故選：B。
（2024?長安區(qū)二模）如圖甲所示，是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率變化的圖像，其中直線與橫軸交點的坐標為4.29，與縱軸交點的坐標為0.5，如圖乙所示是氫原子的能級圖，下列說法正確的是（）
A．該金屬的逸出功為0.5eV
B．根據(jù)該圖像能求出普朗克常量
C．該金屬的極限頻率為5.50×1014Hz
D．用n＝4能級的氫原子躍遷到n＝3能級時所輻射的光照射該金屬能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)
【解答】解：B、由Ek＝hν﹣W得知，該圖線的斜率表示普朗克常量h，故B正確；
A、當Ek＝hν﹣W＝0時，逸出功為
W=hv0=6.63×10-34×4.29×1014J=2.84×10-19J≈1.78eV，故A錯誤；
C、根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν﹣W可知Ek﹣ν圖象的橫軸的截距大小等于截止頻率，由圖知該金屬的截止頻率為4.29×1014 Hz，故C錯誤；
D、用n＝4能級的氫原子躍遷到n＝3能級時所輻射的光能量為
ΔE＝E4﹣E3＝﹣0.85eV﹣（﹣1.51）eV＝0.66eV＜1.78eV，故不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯誤。
故選：B。
（2024?湖北三模）愛因斯坦光電效應(yīng)方程成功解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象。下圖中①、②兩直線分別是金屬A、B發(fā)生光電效應(yīng)時的遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖像，則下列說法正確的是（）
A．金屬B的逸出功比金屬A的小
B．①、②兩直線的斜率均為he
C．當用頻率為9×1014Hz的光分別照射兩金屬A、B時，A中發(fā)出光電子的最大初動能較小
D．當入射光頻率ν不變時，增大入射光的光強，則遏止電壓Uc增大
【解答】解：AB、由EK＝?ν﹣W0，Uce＝EK得Uc=hνe-W0e，可知①、②兩直線的斜率均為he；當Uc＝0時，圖像②對應(yīng)的截止頻率ν大，則金屬B的逸出功大，故A錯誤，B正確；
C、當用頻率為9×1014Hz的光分別照射兩金屬A、B時，圖像①對應(yīng)的遏止電壓Uc大，則A中飛出光電子的最大初動能較大，故C錯誤；
D當入射光頻率ν不變時，增大入射光的光強，遏止電壓Uc不變，飽和電流增大，故D錯誤。
故選：B。
題型三光的波粒二象性和物質(zhì)波
1．光的波粒二象性
(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有波動性．
(2)光電效應(yīng)說明光具有粒子性．
(3)光既具有波動性，又具有粒子性，稱為光的波粒二象性．
2．物質(zhì)波
(1)概率波
光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運動遵守波動規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子到達概率大的地方，暗條紋是光子到達概率小的地方，因此光波又叫概率波．
(2)物質(zhì)波
任何一個運動著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種波與它對應(yīng)，其波長λ＝eq \f(h,p)，p為運動物體的動量，h為普朗克常量．
（2024?煙臺一模）某電子的質(zhì)量為me、德布羅意波長為λ，一質(zhì)量為m的油滴與該電子具有相同的動能，則該油滴的德布羅意波長為（）
A．memλB．mmeλC．memλD．mmeλ
【解答】解：由題意可知12meve2=12mv2
p=hλ=mv
解得該油滴的德布羅意波長為λ'=memλ
故A正確，BCD錯誤；
故選：A。
（2024?江蘇模擬）初速度為0的電子束通過電場加速后，照射到金屬晶格上，得到如圖所示的電子衍射圖樣．已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，加速電壓為U，普朗克常量為h，則（）
A．該實驗說明電子具有粒子性
B．電子離開電場時的物質(zhì)波波長為h2meU
C．加速電壓U越小，電子的衍射現(xiàn)象越不明顯
D．若用相同動能的質(zhì)子替代電子，衍射現(xiàn)象將更加明顯
【解答】解：A．衍射是波的特性，電子衍射實驗說明電子具有波動性，故A錯誤；
B．電子離開電場時的速度為v，由動能定理得：
Ue=12mv2
解得：v=2Uem
電子離開電場時的動量大小為：p＝mv
物質(zhì)波波長為：λ=hp
聯(lián)立解得：λ=h2meU，故B正確；
C．波的波長越大，衍射現(xiàn)象越明顯，由電子的物質(zhì)波波長可得，U越大，波長越小，衍射現(xiàn)象越不明顯，故C錯誤；
D．若用相同動能的質(zhì)子替代電子，質(zhì)量增大，物質(zhì)波波長減小，衍射現(xiàn)象越不明顯，故D錯誤。
故選：B。
（多選）（2024?太原一模）用紫外光照射一種新型材料時，只產(chǎn)生動能和動量單一的相干電子束。用該電子束照射間距為d的雙縫，觀測到相鄰明條紋間距為Δx的干涉現(xiàn)象，普朗克常量為h，雙縫到屏的距離為L。下列說法正確的是（）
A．電子束的波長λ=LdΔx
B．電子的動量p=hLdΔx
C．僅減小照射光的波長，電子束形成的干涉條紋間距將變大
D．與實物粒子相聯(lián)系的波被稱為德布羅意波，也叫做物質(zhì)波
【解答】解：A、根據(jù)雙縫干涉實驗的條紋間距公式Δx=Ldλ
可得電子束的波長λ=dΔxL，故A錯誤；
B、根據(jù)德布羅意波波長的公式λ=hp
可得電子的動量p=hλ=hLdΔx，故B正確；
C、根據(jù)題意，紫外光照射材料只產(chǎn)生動能和動量單一的相干電子束，可知減小照射光的波長，產(chǎn)生的電子束動量是不變的，所以電子束形成的干涉條紋間距不變，故C錯誤；
D、根據(jù)物質(zhì)波的定義可知，與實物粒子相聯(lián)系的波被稱為德布羅意波，也叫做物質(zhì)波，故D正確。
故選：BD。
題型四玻爾理論的理解與計算
1．定態(tài)：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運動，但并不向外輻射能量．
2．躍遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩個定態(tài)的能量差決定，即hν＝Em－En.(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s)
3．軌道：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運動相對應(yīng)．原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的．
4．氫原子的能級、能級公式
(1)氫原子的能級圖(如圖所示)
(2)氫原子的能級和軌道半徑
①氫原子的能級公式：En＝eq \f(1,n2)E1(n＝1,2,3，…)，其中E1為基態(tài)能量，其數(shù)值為E1＝－13.6 eV.
②氫原子的半徑公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1為基態(tài)半徑
（2024?泰安三模）氫原子的能級圖如圖所示，現(xiàn)有大量處于n＝3能級的氫原子向n＝1能級躍遷，用產(chǎn)生的光子照射某金屬材料，其中能量最低的光子剛好能使該金屬材料發(fā)生光電效應(yīng)，則逸出的光電子的最大初動能為（）
A．13.6eVB．10.2eVC．3.4eVD．1.89eV
【解答】解：大量處于n＝3能級的氫原子向n＝1能級躍遷可以產(chǎn)生3種能量的光子，從高到低分別是ΔE1＝E3﹣E1＝﹣1.51eV+13.6eV＝12.09eV、ΔE2＝E2﹣E1＝﹣3.4eV+13.6eV＝10.2eV、ΔE3＝E3﹣E2＝﹣1.51eV+3.4eV＝1.89eV，能量最低的光子剛好能使該金屬逸出光電子，說明該金屬材料的逸出功為W＝ΔE3＝1.89eV
所以能量最高的光子照射該金屬產(chǎn)生的光電子初動能最大，則有Ek＝ΔE1﹣W＝12.09eV﹣1.89eV＝10.2eV
故ACD錯誤，B正確。
故選：B。
（2024?昆明一模）如圖所示為氫原子的能級圖，氫原子在能級3、2、1之間躍遷時輻射出a、b、c三種光。下列說法正確的是（）
A．b光頻率最高
B．c光光子的能量最大
C．在真空中，a光波長最短
D．在真空中，b光的傳播速度最大
【解答】解：AB、從n＝3的能級躍遷到n＝2的能級時輻射出的光子能量是E1＝﹣1.51eV﹣（﹣3.40eV）＝1.89eV，從n＝2能級躍遷到n＝1的能級時輻射出的光子能量是E2＝﹣3.40eV﹣（﹣13.60eV）＝10.20eV，從n＝3能級躍遷到n＝1的能級時輻射出的光子能量是E3＝﹣1.51eV﹣（﹣13.60eV）＝12.09eV，則b光的能量最高，頻率最高，故A正確，B錯誤；
CD、真空中光速相等，根據(jù)λ=cf，a光的頻率最小，可知波長最長，故CD錯誤；
故選：A。
（2024?河南模擬）氫原子能級圖如圖所示，大量處于n＝3的激發(fā)態(tài)氫原子向低能級躍遷時，會輻射出不同頻率的光，用這些光照射金屬錫，已知金屬錫的逸出功為4.42eV，關(guān)于這些輻射出的光，下列說法正確的是（）
A．躍遷中有6種不同頻率的光
B．只有1種頻率的光能使錫發(fā)生光電效應(yīng)
C．對同一種介質(zhì)，a光的臨界角小于b光的臨界角
D．用同一裝置進行雙縫實驗，a光干涉條紋的寬度大于b光干涉條紋的寬度
【解答】解：A．大量處于n＝3氫原子躍遷中可以釋放光的種類數(shù)為N=C32=3種，故A錯誤；
B．根據(jù)玻爾理論，躍遷中釋放的3種光子的能量分別為
Ea＝﹣1.51eV﹣（﹣13.6）eV＝12.09eV
Eb＝﹣3.4eV﹣（﹣13.6）eV＝10.2eV
Ec＝﹣1.51eV﹣（﹣3.4）eV＝1.89eV
由光電效應(yīng)可知，若要使錫發(fā)生光電效應(yīng)，則光子的能量應(yīng)該大于逸出功，則有兩種光可以使錫發(fā)生光電效應(yīng)，故B錯誤；
C．由于光子的能量為E＝hν。a光的能量大于b光的能量，所以a光的頻率大于b光的頻率。即a光的折射率大于b光的折射率，由于臨界角滿足sinC=1n
所以b光的臨界角大于a光的臨界角，故C正確；
D．由于a光的頻率大，所以a光的波長小，干涉的條紋間距為Δx=ldλ
所以a光的條紋間距小，故D錯誤。
故選：C。
題型五原子核的衰變及半衰期
1．原子核的衰變
(1)原子核放出α粒子或β粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變．
(2)分類
α衰變：eq \\al(A,Z)X→eq \\al(A－4,Z－2)Y＋eq \\al(4,2)He
β衰變：eq \\al(A,Z)X→eq \\al( A,Z＋1)Y＋eq \\al( 0,－1)e
2．三種射線的成分和性質(zhì)
3.對半衰期的理解
(1)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\c1(\f(1,2)))eq \f(t,τ)，m余＝m原eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \f(t,τ)
式中N原、m原表示衰變前的放射性元素的原子核數(shù)和質(zhì)量，N余、m余表示衰變后的放射性元素的原子核數(shù)和質(zhì)量，t表示衰變時間，τ表示半衰期．
(2)影響因素：放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部因素決定的，與原子所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強)或化學(xué)狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無關(guān)．
（2024?歷下區(qū)校級模擬）2024年1月天津大學(xué)科研團隊攻克了長期以來阻礙石墨烯電子學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)難題，打開了石墨烯帶隙，開啟了石墨烯芯片制造領(lǐng)域“大門”。石墨烯是C的同素異形體，目前已知C的同位素共有15種，其中14C是一種放射性的元素，可衰變?yōu)?4N，圖中包含14C衰變相關(guān)信息，下列說法正確的是（）
A．當環(huán)境溫度變化時，14C的半衰期會發(fā)生改變
B．14C轉(zhuǎn)變?yōu)?4N，衰變方式為α衰變
C．32個14C原子核在經(jīng)過22920年后還剩2個
D．當14N數(shù)量是14C數(shù)量的3倍時，14C衰變經(jīng)歷的時間為11460年
【解答】解：A.放射性元素的半衰期是由原子核自身的因素決定，與外部影響無關(guān)，故A錯誤；
B.根據(jù)核反應(yīng)方程的書寫規(guī)則，該反應(yīng)為 614C→ 714N+ -10e，發(fā)生的是β衰變，故B錯誤；
C.半衰期是統(tǒng)計規(guī)律，是針對數(shù)量足夠多的原子核的一個規(guī)律，32各碳原子數(shù)量太少，不符合該規(guī)律，故C錯誤；
D.由圖中數(shù)據(jù)可知，14C的半衰期是5730年，經(jīng)過11460年，沒有發(fā)生衰變的數(shù)量是原總數(shù)的14，發(fā)生衰變是數(shù)量是34，故14N數(shù)量是14C數(shù)量的3倍，故D正確。
故選：D。
（2024?荊州區(qū)校級四模）心臟起搏器中的微型核電池以鉭鉑合金作外殼，內(nèi)裝有钚238，可在患者胸內(nèi)連續(xù)安全使用10年以上?，F(xiàn)有某型號核電池，只有160g重，體積僅18mm3，內(nèi)裝150mg钚（ 94238Pu）。已知钚的半衰期為87.7年，钚衰變時會放出α射線和γ光子，生成新核X。下列說法正確的是（）
A．新核X的中子數(shù)為142
B．該核電池中的核反應(yīng)屬于核裂變
C．溫度升高，钚的半衰期將小于87.7年
D．經(jīng)43.85年，150mg的钚還剩余75mg
【解答】解：A、钚的α衰變方程為： 94238Pu→92234X+24He，所以新核X的中子數(shù)234﹣92＝142，故A正確；
B、核電池中的核反應(yīng)屬于α衰變，不是裂變，故B錯誤；
C、半衰期與環(huán)境無關(guān)，所以溫度升高，钚的半衰期不變，故C錯誤；
D、已知钚的半衰期為87.7年，經(jīng)87.7年，150mg的钚還剩余75mg，故D錯誤。
故選：A。
（2024?廈門三模）2024年4月20日我國首次實現(xiàn)核電商用堆批量生產(chǎn)碳14（ 614C）同位素。 614C具有放射性，會自發(fā)衰變成氮14（ 714N），它的半衰期為5730年，則（）
A．該衰變需要吸收能量
B．該衰變發(fā)生后原子核內(nèi)的中子數(shù)減少
C．升高溫度能減小 614C的半衰期
D．20個 614C經(jīng)過11460年后剩下5個
【解答】解：A、衰變過程中釋放能量，故A錯誤；
B、β射線是原子核中的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時產(chǎn)生的，衰變發(fā)生后原子核內(nèi)的中子數(shù)減少，故B正確；
C、放射性元素的半衰期是由原子核內(nèi)部自身因素決定的，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系，故C錯誤；
D、半衰期是大量原子核的統(tǒng)計學(xué)規(guī)律，對于少量原子核不成立，故D錯誤。
故選：B。
題型六核反應(yīng)及核反應(yīng)類型
注意：
(1)核反應(yīng)過程一般都是不可逆的，所以核反應(yīng)方程只能用單向箭頭表示反應(yīng)方向，不能用等號連接．
(2)核反應(yīng)的生成物一定要以實驗為基礎(chǔ)，不能憑空只依據(jù)兩個守恒規(guī)律杜撰出生成物來寫核反應(yīng)方程．
(3)核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒；遵循電荷數(shù)守恒．
題型七質(zhì)量虧損及核能的計算
1．應(yīng)用質(zhì)能方程解題的流程圖
書寫核反應(yīng)方程→計算質(zhì)量虧損Δm→利用ΔE＝Δmc2計算釋放的核能
(1)根據(jù)ΔE＝Δmc2計算，計算時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×931.5 MeV計算．因1原子質(zhì)量單位(u)相當于931.5 MeV的能量，所以計算時Δm的單位是“u”，ΔE的單位是“MeV”．
2．利用質(zhì)能方程計算核能時，不能用質(zhì)量數(shù)代替質(zhì)量進行計算．
（2024?山東模擬）釙是地球上最稀有的元素之一。若一個靜止的釙核 84210P放出一個α粒子（ 24He）后變成鉛核 82206Pb，α粒子的動能為Eα，衰變放出的能量全部變?yōu)樾潞撕挺亮Ｗ拥膭幽?，真空中的光速為c，則該核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為（）
A．4Eα210c2B．4Eα206c2
C．206Eα210c2D．210Eα206c2
【解答】解：衰變后α粒子與鉛核的質(zhì)量之比m1m2=4206
根據(jù)動量守恒結(jié)合動能和動量關(guān)系Ek=p22m可得二者的動能之比等于其質(zhì)量的反比，即EαEPb=m2m1=2064
故衰變生成的鉛核的動能EPb=4206Eα
根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程有Δmc2＝Eα+E鉛
聯(lián)立解得Δm=210Eα206c2，故D正確，ABC錯誤。
故選：D。
（2024?沙坪壩區(qū)校級模擬）硼中子俘獲療法是腫瘤治療的新技術(shù)，其原理是進入癌細胞內(nèi)的硼核 510B吸收慢中子，轉(zhuǎn)變成鋰核 37Li和α粒子，釋放出光子，核反應(yīng)方程為 510B+ 01n→ 37Li+ 24He。已知硼核的比結(jié)合能為E1，鋰核的比結(jié)合能為E2，氦核的比結(jié)合能為E3，則一個硼核與一個中子發(fā)生上述核反應(yīng)釋放的能量為（）
A．E1﹣E2﹣E3B．E2+E3﹣E1
C．10E1﹣7E2﹣4E3D．7E2+4E3﹣10E1
【解答】解：根據(jù)比結(jié)合能等于結(jié)合能與核子數(shù)的比值可得該反應(yīng)解放能量：ΔE＝7E2+4E3﹣10E1，故ABC錯誤，D正確。
故選：D。
（2024?浙江模擬）在火星上太陽能電池板發(fā)電能力有限，因此科學(xué)家用放射性材料——PuO2作為發(fā)電能源為火星車供電。PuO2中的Pu元素是 94238Pu。發(fā)生α衰變后生成新原子核X，衰變的半衰期為87.7年，則（）
A．衰變的核反應(yīng)方程為 94238Pu→ 95238X+ -10e
B．原子核X的比結(jié)合能比 94238Pu小
C．α衰變時Pu原子核會向低能級躍遷，并放出y光子
D．大約要經(jīng)過263年會有87.5%的Pu原子核發(fā)生衰變
【解答】解：A、根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒，該衰變方程為 94238Pu→ 92234X+ 24He，故A錯誤；
B、該衰變釋放能量，生成物比反應(yīng)物更穩(wěn)定，比結(jié)合能越大原子核越穩(wěn)定，所以原子核X的比結(jié)合能比 94238Pu大，故B錯誤；
C、α衰變時生成的新原子核X會向低能級躍遷，并放出γ光子，故C錯誤；
D、有87.5%的原子核發(fā)生衰變，根據(jù)半衰期公式得：m余m=1-87.5%=(12)n，解得：n＝3
即該過程需要經(jīng)過三個半衰期，即為t＝3T＝3×87.7年≈263年，故D正確。
故選：D。考點
考情
命題方向
考點1 光電效應(yīng)及其圖像
考點2光的波粒二象性
考點3玻爾模型
考點4核反應(yīng)及其計算
2024全國
2024北京
2024·1月浙江
2023全國
2024·6月浙江
2024安徽
2024江蘇
2023河北
2024湖南
2024海南
2024廣東
1.光電效應(yīng)?？碱}型：愛因斯坦光電效應(yīng)方程；光電效應(yīng)的截止頻率．
2.玻爾模型?？碱}型：原子能級躍遷與光電效應(yīng)的結(jié)合；光的波長與干涉條紋間距的關(guān)系；愛因斯坦光電效應(yīng)方程．
3、核反應(yīng)?？碱}型：核反應(yīng)方程式的書寫或判斷核反應(yīng)方程式中的粒子．
人工轉(zhuǎn)變實例：質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)、中子的發(fā)現(xiàn)、正電子的發(fā)現(xiàn)
圖象名稱
圖線形狀
由圖線直接(間接)得到的物理量
最大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖線
①極限頻率：圖線與ν軸交點的橫坐標νc
②逸出功：圖線與Ek軸交點的縱坐標的值W0＝|－E|＝E
③普朗克常量：圖線的斜率k＝h
顏色相同、強度不同的光，光電流與電壓的關(guān)系
①遏止電壓Uc：圖線與橫軸的交點
②飽和光電流Im：電流的最大值
③最大初動能：Ekm＝eUc
顏色不同時，光電流與電壓的關(guān)系
①遏止電壓Uc1、Uc2
②飽和光電流
③最大初動能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2
遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖線
①截止頻率νc：圖線與橫軸的交點
②遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大
③普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電量的乘積，即h＝ke.(注：此時兩極之間接反向電壓)
名稱
構(gòu)成
符號
電荷量
質(zhì)量
電離
能力
貫穿
本領(lǐng)
α射線
氦核
eq \\al(4,2) He
＋2 e
4 u
最強
最弱
β射線
電子
eq \\al( 0,－1)e
－e
eq \f(1,1 837) u
較強
較強
γ射線
光子
γ
0
0
最弱
最強
類型
可控性
核反應(yīng)方程典例
衰變
α衰變
自發(fā)
eq \\al(238, )92U→eq \\al(234, )90Th＋eq \\al(4,2)He
β衰變
自發(fā)
eq \\al(234, )90Th→eq \\al(234, )91Pa＋eq \\al(0,－1)e
人工轉(zhuǎn)變
人工控制
eq \\al(14, )7N＋eq \\al(4,2)He→eq \\al(17, )8O＋eq \\al(1,1)H(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子)
eq \\al(4,2)He＋eq \\al(9,4)Be→eq \\al(12, )6C＋eq \\al(1,0)n(查德威克發(fā)現(xiàn)中子)
eq \\al(27,)13Al＋eq \\al(4,2)He→eq \\al(30,15)P＋eq \\al(1,0)n
約里奧－居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時發(fā)現(xiàn)正電子
eq \\al(30,15)P→eq \\al(30,14)Si＋eq \\al( 0,＋1)e
重核裂變
比較容易進行人工控制
eq \\al(235, )92U＋eq \\al(1,0)n→eq \\al(144, )56Ba＋eq \\al(89,36)Kr＋3eq \\al(1,0)n
eq \\al(235, )92U＋eq \\al(1,0)n→eq \\al(136, )54Xe＋eq \\al(90,38)Sr＋10eq \\al(1,0)n
輕核聚變
目前無法控制
eq \\al(2,1)H＋eq \\al(3,1)H→eq \\al(4,2)He＋eq \\al(1,0)n

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