命題點(diǎn)一 放射性元素的衰變
(2)影響因素:放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部自身因素決定的,跟原子所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強(qiáng))和化學(xué)狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無關(guān)。
2.核反應(yīng)方程遵循的兩個主要規(guī)律(1)質(zhì)量數(shù)守恒:核反應(yīng)前后,質(zhì)量數(shù)守恒。(2)電荷數(shù)守恒:核反應(yīng)前后,電荷數(shù)守恒。3.確定衰變次數(shù)的方法因?yàn)棣滤プ儗|(zhì)量數(shù)無影響,所以先由質(zhì)量數(shù)的改變確定α衰變的次數(shù),然后再由電荷數(shù)變化確定β衰變的次數(shù)。
1.(2022·山東卷)碘125衰變時產(chǎn)生γ射線,醫(yī)學(xué)上利用此特性可治療某些疾病。碘125的半衰期為60天,若將一定質(zhì)量的碘125植入患者病灶組織,經(jīng)過180天剩余碘125的質(zhì)量為剛植入時的(  )
A. 衰變方程中的X是電子
A. β衰變產(chǎn)生的電子來自銫原子的核外電子B. 鋇核的比結(jié)合能比銫核小C. 鋇原子核內(nèi)有81個中子D. 容器中有1 kg的銫,經(jīng)過60年后,容器中物質(zhì)的質(zhì)量變成250 g
(2023·山東卷)“夢天號”實(shí)驗(yàn)艙攜帶世界首套可相互比對的冷原子鐘組發(fā)射升空,對提升我國導(dǎo)航定位、深空探測等技術(shù)具有重要意義。如圖所示為某原子鐘工作的四能級體系,原子吸收頻率為ν0的光子從基態(tài)能級Ⅰ躍遷至激發(fā)態(tài)能級Ⅱ,然后自發(fā)輻射出頻率為ν1的光子,躍遷到鐘躍遷的上能級2,并在一定條件下可躍遷到鐘躍遷的下能級1,實(shí)現(xiàn)受激輻射,發(fā)出鐘激光,最后輻射出頻率為ν3的光子回到基態(tài)。該原子鐘產(chǎn)生的鐘激光的頻率ν2為(  )
命題點(diǎn)二 玻爾的氫原子模型
A. ν0+ν1+ν3 B.ν0+ν1-ν3C. ν0-ν1+ν3 D.ν0-ν1-ν3
D 解析:原子吸收頻率為ν0的光子從基態(tài)能級Ⅰ躍遷至激發(fā)態(tài)能級Ⅱ時有EⅡ-EⅠ=hν0,且從激發(fā)態(tài)能級Ⅱ向下躍遷到基態(tài)Ⅰ的過程有EⅡ-EⅠ=hν1+hν2+hν3,聯(lián)立解得ν2=ν0-ν1-ν3,故選D。
(2)受激躍遷:低能級→高能級,吸收能量。①光照(吸收光子):光子的能量必須恰好等于能級差,即hν=ΔE。②碰撞、加熱等:只要入射粒子能量大于或等于能級差即可,即E外≥ΔE。③大于電離能的光子被吸收,將原子電離。
3.光譜線條數(shù)的確定方法(1)一個處于n能級的氫原子躍遷可能發(fā)出的光譜線條數(shù)最多為N=n-1。
A. n=2和n=1能級之間的躍遷B. n=3和n=1能級之間的躍遷C. n=3和n=2能級之間的躍遷D. n=4和n=2能級之間的躍遷
1.(2023·湖北卷)2022年10月,我國自主研發(fā)的“夸父一號”太陽探測衛(wèi)星成功發(fā)射。該衛(wèi)星搭載的賴曼阿爾法太陽望遠(yuǎn)鏡可用于探測波長為121.6 nm的氫原子譜線(對應(yīng)的光子能量為10.2 eV)。根據(jù)如圖所示的氫原子能級圖,可知此譜線來源于太陽中氫原子(  )
A 解析:由題圖可知n=2和n=1的能級之間的能量差值為ΔE=E2-E1=-3.4 eV-(-13.6 eV)=10.2 eV,與探測器探測的光子能量相等,故可知此譜線來源于太陽中氫原子n=2和n=1能級之間的躍遷。
A. ①和③的能量相等B. ②的頻率大于④的頻率C. 用②照射該金屬一定能發(fā)生光電效應(yīng)D. 用④照射該金屬逸出光電子的最大初動能小于Ek
2.(2023·遼寧卷)原子處于磁場中,某些能級會發(fā)生劈裂。某種原子能級劈裂前后的部分能級圖如圖所示,相應(yīng)能級躍遷放出的光子分別設(shè)為①②③④。若用①照射某金屬表面時能發(fā)生光電效應(yīng),且逸出光電子的最大初動能為Ek,則(  )
A 解析:由題圖可知①和③對應(yīng)的躍遷能級差相同,可知①和③的能量相等,選項(xiàng)A正確;由于②對應(yīng)的躍遷能級差小于④對應(yīng)的躍遷能級差,可知②的能量小于④的能量,根據(jù)E=hν可知②的頻率小于④的頻率,選項(xiàng)B錯誤;由于②對應(yīng)的能級差小于①對應(yīng)的躍遷能級差,可知②的能量小于①的,②的頻率小于①的,若用①照射某金屬表面時能發(fā)生光電效應(yīng),則用②照射該金屬不一定能發(fā)生光電效應(yīng),選項(xiàng)C錯誤;由于④對應(yīng)的躍遷能級差大于①對應(yīng)的能級差,可知④的能量大于①的,即④的頻率大于①的,已知用①照射某金屬表面時能逸出光電子的最大初動能為Ek,根據(jù)Ek=hν-W0,可知用④照射該金屬逸出光電子的最大初動能大于Ek,選項(xiàng)D錯誤。
3.(2024·益陽三模)我國自主研發(fā)的氫原子鐘現(xiàn)已運(yùn)用于中國的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中,高性能的原子鐘對導(dǎo)航精度的提高起到了很大的作用,同時原子鐘具有體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn),原子鐘通過氫原子能級躍遷而產(chǎn)生的電磁波校準(zhǔn)時鐘,氫原子能級示意圖如圖,則下列說法正確的是(  )
A. 用11.5 eV的光子照射處于基態(tài)的氫原子可以使處于基態(tài)的氫原子發(fā)生躍遷B. 一個處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時可輻射出6種不同頻率的光子C. 用12.09 eV的光子照射一群處于基態(tài)的氫原子后,最多可輻射出4種不同頻率的光子D. 氫原子從n=4能級躍遷到n=1能級輻射出的光照射逸出功為6.12 eV的某種金屬所產(chǎn)生的光電子的最大初動能為6.63 eV
D 解析:用11.5 eV的光子照射處于基態(tài)的氫原子,氫原子吸收光子后能量值為E=-13.6 eV+11.5 eV=-2.1 eV,由能級圖可知?dú)湓硬]有該能級,所以11.5 eV的光子不能使處于基態(tài)的氫原子發(fā)生躍遷,選項(xiàng)A錯誤;一個處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時最多可輻射出3種不同頻率的光子,選項(xiàng)B錯誤;用12.09 eV的光子照射一群處于基態(tài)的氫原子后,其能量將達(dá)到E=-13.6 eV+12.09 eV=-1.51 eV,即氫原子將躍遷到n=3的能級上,這群氫原子在向基態(tài)躍遷的過程中,最多可輻射出3種不同頻率的光子,選項(xiàng)C錯誤;氫原子從n=4能級躍遷到n=1能級輻射出的光子能量為E=-0.85 eV-(-13.6 eV)=12.75 eV,用此光照射逸出功為6.12 eV的金屬,根據(jù)光電效應(yīng)方程可得光電子的最大初動能為Ek=hν-W0=12.75 eV-6.12 eV=6.63 eV,選項(xiàng)D正確。
(2024·宜賓模擬)某科技小組用如圖所示的電路研究“光電效應(yīng)”現(xiàn)象,現(xiàn)用頻率為ν的紅光照射光電管,有光電子從K極逸出。下列說法正確的是(  )
命題點(diǎn)一 光電效應(yīng)的規(guī)律
A. 使用藍(lán)光照射比紅光照射需要克服的逸出功更大B. 僅增大入射光的強(qiáng)度,從K極逃逸出的電子的最大初動能可能增大C. 當(dāng)滑動變阻器的滑片從左向右滑動時,電流表示數(shù)可能先增大后保持不變D. 將電源正負(fù)極反接后,當(dāng)滑動變阻器的滑片從左向右滑動時,電流表示數(shù)不變
C 解析:逸出功由金屬材料本身決定,金屬一定,逸出功一定,可知使用藍(lán)光照射與紅光照射需要克服的逸出功相等,故A錯誤;根據(jù)光電效應(yīng)方程可知,光電子的最大初動能由入射光的頻率與逸出功共同決定,僅增大入射光的強(qiáng)度,從K極逃逸出的電子的最大初動能不變,故B錯誤;題圖中電壓為加速電壓,當(dāng)滑動變阻器的滑片從左向右滑動時,加速電壓逐漸增大,電流逐漸增大,當(dāng)達(dá)到飽和電流后,電流保持不變,即電流表示數(shù)可能先增大后保持不變,故C正確;將電源正負(fù)極反接后,所加電壓為減速電壓,當(dāng)滑動變阻器的滑片從左向右滑動時,電流先減小,當(dāng)電壓達(dá)到遏止電壓后,電流為0,即電流表示數(shù)先減小后不變,故D錯誤。
1.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置圖甲是光電管正常工作的電路圖,圖乙是光電管加反向電壓的電路圖。
2.光電效應(yīng)的概念和規(guī)律(1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0。(2)光電子的最大初動能Ek可以利用光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的方法測得,即Ek=eUc,其中Uc是遏止電壓。(3)光電效應(yīng)方程中的W0為逸出功,它與極限頻率νc的關(guān)系是W0=hνc。
3.光電效應(yīng)的研究思路
1.(2023·濰坊模擬)(多選)研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,某同學(xué)進(jìn)行了如下操作:(1)用頻率為ν1的光照射光電管,此時微安表有示數(shù),調(diào)節(jié)滑動變阻器,使微安表示數(shù)恰好變?yōu)?,記下此時電壓表的示數(shù)U1;(2)用頻率為ν2的光照射光電管,重復(fù)步驟(1),記下電壓表的示數(shù)U2。已知電子的電荷量為e,普朗克常量為h,光電管陰極K材料的逸出功為W0,下列說法正確的是(  )
A. 要使微安表的示數(shù)變?yōu)?,應(yīng)將滑片P向右移動B. 若U1

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