考點(diǎn)一
光電效應(yīng)及其規(guī)律
1.[考查光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律]
關(guān)于光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律,下列說法正確的是(  )
A.所有的光照射金屬都能發(fā)生光電效應(yīng)
B.發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),對于一定顏色的光,入射光越強(qiáng),單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)就越多
C.發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),增大入射光的頻率,單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)增多
D.光照在某金屬表面,不發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),只要增加入射光的強(qiáng)度,就會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)
解析:選B 光電效應(yīng)存在極限頻率,只有入射光的頻率高于金屬的極限頻率時(shí)才能發(fā)生光電效應(yīng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知,當(dāng)發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),入射光的強(qiáng)度越強(qiáng),飽和電流越大,單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)就越多,選項(xiàng)B正確;增大入射光的頻率,會(huì)增大光電子的最大初動(dòng)能,但不會(huì)改變單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;光照在某金屬表面,不發(fā)生光電效應(yīng),說明入射光的頻率低于該金屬的極限頻率,由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知,即使再增加入射光的強(qiáng)度,也不能發(fā)生光電效應(yīng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
2.[考查愛因斯坦光電效應(yīng)方程]
[多選]某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。某單色光照射光電管的陰極K時(shí),會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象。閉合開關(guān)S,在陽極A和陰極K之間加反向電壓,通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片逐漸增大電壓,直至電流計(jì)中的電流剛好為零,此時(shí)電壓表顯示的電壓值U稱為遏止電壓。根據(jù)遏止電壓,可以計(jì)算出光電子的最大初動(dòng)能Ekm?,F(xiàn)分別用頻率為ν1和ν2的單色光照射陰極K,測到的遏止電壓分別為U1和U2,設(shè)光電子質(zhì)量為m,電荷量為e,下列說法正確的是(  )
A.頻率為ν1的單色光照射陰極K時(shí)光電子的最大初速度為v1m=
B.陰極K金屬的逸出功為W0=hν1-eU1
C.普朗克常量h=
D.陰極K金屬的極限頻率為νc=
解析:選ABC 當(dāng)加上遏止電壓U1時(shí),有mv1m2=eU1,所以v1m= ,選項(xiàng)A正確;聯(lián)立mv1m2=eU1和mv1m2=hν1-W0,可得W0=hν1-eU1 ①,選項(xiàng)B正確;當(dāng)用頻率為ν2的光照射時(shí),同理有W0=hν2-eU2?、?,聯(lián)立①②兩式可得普朗克常量h=,選項(xiàng)C正確;當(dāng)用頻率等于極限頻率的光照射陰極K時(shí),產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為零,則由光電效應(yīng)方程可得hνc-W0=0,又因?yàn)閔=,W0=hν1-eU1,聯(lián)立可得νc=,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
3.[考查光電效應(yīng)圖像]
[多選]用如圖甲所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。閉合開關(guān)S,用頻率為ν的光照射光電管時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)。圖乙是該光電管發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖像,圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(a,0),與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0,-b),下列說法正確的是(  )

A.普朗克常量為h=
B.?dāng)嚅_開關(guān)S后,電流表G的示數(shù)不為零
C.僅增加照射光的強(qiáng)度,光電子的最大初動(dòng)能將增大
D.保持照射光強(qiáng)度不變,僅提高照射光頻率,電流表G的示數(shù)保持不變
解析:選AB 由公式Ek=hν-W0,可知圖線的斜率為普朗克常量,即h=,故A正確;斷開開關(guān)S后,初動(dòng)能大的光電子,也可能到達(dá)陽極,所以電流表G的示數(shù)不為零,故B正確;只有增大入射光的頻率,才能增大光電子的最大初動(dòng)能,與光的強(qiáng)度無關(guān),故C錯(cuò)誤;保持照射光強(qiáng)度不變,僅提高照射光頻率,單個(gè)光子的能量增大,而光的強(qiáng)度不變,那么光子數(shù)一定減少,發(fā)出的光電子數(shù)也減少,電流表G的示數(shù)要減小,故D錯(cuò)誤。
4.[考查對波粒二象性的理解]
[多選]關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性,下列說法正確的是(  )
A.不僅光子具有波粒二象性,一切運(yùn)動(dòng)的微粒都具有波粒二象性
B.運(yùn)動(dòng)的微觀粒子與光子一樣,當(dāng)它們通過一個(gè)小孔時(shí),都沒有特定的運(yùn)動(dòng)軌道
C.波動(dòng)性和粒子性,在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對立的,但在微觀高速運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的
D.實(shí)物的運(yùn)動(dòng)有特定的軌道,所以實(shí)物不具有波粒二象性
解析:選ABC 由德布羅意波可知A、C正確;運(yùn)動(dòng)的微觀粒子,達(dá)到的位置具有隨機(jī)性,而沒有特定的運(yùn)動(dòng)軌道,B正確;由德布羅意理論知,宏觀物體的德布羅意波的波長太小,實(shí)際很難觀察到波動(dòng)性,不是不具有波粒二象性,D錯(cuò)誤。
考點(diǎn)二
原子結(jié)構(gòu)與波爾理論
5.[考查對玻爾理論的理解]
[多選]氫原子的核外電子由離原子核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離原子核較近的軌道上,下列說法正確的是(  )
A.核外電子受力變小
B.原子的能量減少
C.氫原子要吸收一定頻率的光子
D.氫原子要放出一定頻率的光子
解析:選BD 根據(jù)F=k得,軌道半徑減小,則核外電子受力變大,故A錯(cuò)誤;核外電子由離原子核較遠(yuǎn)軌道躍遷到離原子核較近軌道,原子能量減少,故B正確;因?yàn)樵幽芰繙p少,可知?dú)湓臃懦鲆欢l率的光子,故C錯(cuò)誤,D正確。
6.[考查氫原子能級(jí)躍遷理論]如圖所示為氫原子的部分能級(jí)圖,以下判斷正確的是(  )
A.處于n=3能級(jí)的氫原子可以吸收任意頻率的光子
B.欲使處于基態(tài)的氫原子被激發(fā),可用12.09 eV的光子照射
C.一個(gè)氫原子從n=4的能級(jí)躍遷到基態(tài)時(shí),最多可以輻射出6種不同頻率的光子
D.用從n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光照射金屬鉑(逸出功為6.34 eV)時(shí)不能發(fā)生光電效應(yīng)
解析:選B 要使n=3能級(jí)的氫原子發(fā)生躍遷,吸收的光子能量必須等于兩能級(jí)間的能級(jí)差,或大于1.51 eV能量的任意頻率的光子,故A錯(cuò)誤;根據(jù)玻爾理論,用12.09 eV的光子照射時(shí),吸收光子后氫原子的能量為12.09 eV+(-13.6) eV=-1.51 eV,所以能從基態(tài)發(fā)生躍遷,躍遷到第3能級(jí),故B正確;一個(gè)氫原子從n=4的能級(jí)躍遷到基態(tài)時(shí),最多可以輻射出3種不同頻率的光子,故C錯(cuò)誤;從n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光子的能量E=E2-E1=-3.4 eV-(-13.6) eV=10.2 eV>6.34 eV,故可以發(fā)生光電效應(yīng),故D錯(cuò)誤。





考點(diǎn)三
原子核及其衰變
7.[考查三種射線的特征]
某一放射性物質(zhì)發(fā)生衰變時(shí)放出α、β、γ三種射線,讓這三種射線進(jìn)入磁場,運(yùn)動(dòng)情況如圖所示,下列說法正確的是(  )
A.該放射性物質(zhì)的半衰期隨溫度的升高會(huì)增大
B.射線C中的粒子是原子核的重要組成部分
C.射線A中的粒子一定帶正電
D.射線B中的粒子的穿透性最弱
解析:選C 半衰期由原子核本身決定,與外界因素?zé)o關(guān),故A錯(cuò)誤;由題圖可知射線C中的粒子為電子,而原子核帶正電,故B錯(cuò)誤;由左手定則可知,射線A中的粒子一定帶正電,故C正確;射線B為γ射線,穿透性最強(qiáng),故D錯(cuò)誤。
8.[考查α、β衰變次數(shù)的計(jì)算]
在一個(gè)U原子核衰變?yōu)橐粋€(gè)Pb原子核的過程中,發(fā)生β衰變的次數(shù)為(  )
A.6次          B.10次
C.22次 D.32次
解析:選A 一個(gè)U原子核衰變?yōu)橐粋€(gè)Pb原子核的過程中,發(fā)生α衰變的次數(shù)為(238-206)÷4=8次,發(fā)生β衰變的次數(shù)為2×8-(92-82)=6次,選項(xiàng)A正確。
9.[考查對半衰期的理解與計(jì)算]
14C是碳的一種半衰期為5 730年的放射性同位素,2010年2月科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了曹操墓,若考古工作者探測到其棺木中14C的含量約為原來的,則該古木死亡的時(shí)間距今大約為 (  )
A.22 900年 B.11 400年
C.5 700年 D.1 900年
解析:選D 假設(shè)古木死亡時(shí)14C的質(zhì)量為m0,現(xiàn)在的質(zhì)量為m,從古木死亡到現(xiàn)在所含14C經(jīng)過了n個(gè)半衰期,由題意可知:=n=,所以n=,即古木死亡的時(shí)間距今約為5 730×年=1 910年,D正確。
10.[考查原子核的人工轉(zhuǎn)變]
[多選]盧瑟福通過用α粒子(He)轟擊氮核(N)的實(shí)驗(yàn),首次實(shí)現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變,則下列有關(guān)的說法中正確的是(  )
A.該核反應(yīng)的方程為
B.通過此實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子
C.原子核在人工轉(zhuǎn)變的過程中,電荷數(shù)可以不守恒
D.在此實(shí)驗(yàn)中,核子反應(yīng)前的總質(zhì)量一定等于反應(yīng)后的總質(zhì)量
解析:選AB 由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,即可寫出核反應(yīng)方程:,選項(xiàng)A正確;在這個(gè)核反應(yīng)中產(chǎn)生了質(zhì)子,選項(xiàng)B正確;在原子核的人工轉(zhuǎn)變過程中,其電荷數(shù)守恒,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由于在核反應(yīng)中是質(zhì)量數(shù)守恒,而非質(zhì)量守恒,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
11.[考查物理學(xué)史]
關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)歷程,下列說法正確的有(  )
A.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子后猜想出原子內(nèi)的正電荷集中在很小的核內(nèi)
B.α粒子散射實(shí)驗(yàn)中少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)是盧瑟福猜想原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù)
C.盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型能夠很好地解釋光譜的分立特征和原子的穩(wěn)定性
D.玻爾原子理論無法解釋較復(fù)雜原子的光譜現(xiàn)象,說明玻爾提出的原子定態(tài)概念是錯(cuò)誤的
解析:選B 湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子后,猜想出原子內(nèi)的正電荷均勻分布在原子內(nèi),提出了棗糕式原子模型,故A錯(cuò)誤;盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)中少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn),提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型,故B正確;盧瑟福提出的原子核式結(jié)構(gòu)模型,無法解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征,故C錯(cuò)誤;玻爾原子理論無法解釋較復(fù)雜原子的光譜現(xiàn)象,由于原子是穩(wěn)定的,故玻爾提出的原子定態(tài)概念是正確的,故D錯(cuò)誤。
考點(diǎn)四
愛因斯坦質(zhì)能方程 核能的計(jì)算
12.[考查核反應(yīng)類型]
對下列各原子核變化的方程,表述正確的是(  )
A.H+H→He+n是核聚變反應(yīng)
B.H+H→He+n是α衰變
C.Se→Kr+2e是核裂變反應(yīng)
D.U+n→Xe+Sr+2n是β衰變
解析:選A H+H→He+n,屬于核聚變反應(yīng),A正確,B錯(cuò)誤;Se→Kr+2e是β衰變,C錯(cuò)誤;U+n→Xe+Sr+2n是核裂變反應(yīng),D錯(cuò)誤。
13.[考查核反應(yīng)方程、質(zhì)能方程的應(yīng)用]
在核反應(yīng)方程H+H→He+X中,已知H的質(zhì)量為2.013 6 u,H的質(zhì)量為3.018 0 u,He的質(zhì)量為4.002 6 u,X的質(zhì)量為1.008 7 u。則下列說法中正確是(  )
A.X是中子,該反應(yīng)釋放能量
B.X是質(zhì)子,該反應(yīng)釋放能量
C.X是中子,該反應(yīng)吸收能量
D.X是質(zhì)子,該反應(yīng)吸收能量
解析:選A 根據(jù)核反應(yīng)方程質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒得:X的質(zhì)量數(shù)為1,核電荷數(shù)為0,所以X是中子;反應(yīng)前質(zhì)量為2.013 6 u+3.018 0 u=5.031 6 u,反應(yīng)后質(zhì)量為4.002 6 u+1.008 7 u=5.011 3 u,即得核反應(yīng)后質(zhì)量虧損,所以該反應(yīng)釋放能量。故A正確。
14.[考查重核裂變反應(yīng)]
[多選]核電站中采用反應(yīng)堆使重核裂變,將釋放出的巨大能量轉(zhuǎn)換成電能。反應(yīng)堆中一種可能的核反應(yīng)方程式是U+n→Nd+Zr+x+y,設(shè)U核質(zhì)量為m1,中子質(zhì)量為m2,Nd核質(zhì)量為m3,Zr核質(zhì)量為m4,x質(zhì)量為m5,y質(zhì)量為m6,那么,在所給的核反應(yīng)中(  )
A.x可能是3H,y可能是11e
B.x可能是3n,y可能是8e
C.釋放的核能為(m1+m2-m3-m4-m5-m6)c2
D.釋放的核能為(m3+m4+m5+m6-m1-m2)c2
解析:選BC 根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒,若x是3H,y是11e,則質(zhì)量數(shù)不守恒,若x是3n,y是8e,則滿足質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒,故A錯(cuò)誤、B正確;根據(jù)能量轉(zhuǎn)化可知反應(yīng)前的質(zhì)量大于反應(yīng)后的質(zhì)量,因?yàn)榉磻?yīng)時(shí)一部分質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量釋放出去了,故C正確、D錯(cuò)誤。
15.[考查輕核聚變反應(yīng)]
[多選]太陽能量的來源是輕核的聚變,太陽中存在的主要元素是氫,核聚變反應(yīng)可以看作是4個(gè)氫核(H)結(jié)合成1個(gè)氦核同時(shí)放出2個(gè)正電子。下表中列出了部分粒子的質(zhì)量
粒子名稱
質(zhì)子(p)
α粒子
正電子(e)
中子(n)
質(zhì)量/u
1.007 3
4.001 5
0.000 55
1.008 7
以下說法正確的是(  )
A.核反應(yīng)方程為4H→He+2e
B.4個(gè)氫核結(jié)合成1個(gè)氦核時(shí)的質(zhì)量虧損約為0.026 6 kg
C.4個(gè)氫核結(jié)合成1個(gè)氦核時(shí)的質(zhì)量虧損約為4.43×10-29 kg
D.聚變反應(yīng)過程中釋放的能量約為4.0×10-12 J
解析:選ACD 由核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)守恒及電荷數(shù)守恒得4H→He+2e,故A正確。反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為Δm=4mp-mα-2me=(4×1.007 3-4.001 5-2×0.000 55)u=0.026 6 u=4.43×10-29 kg,故C正確,B錯(cuò)誤。由質(zhì)能方程得ΔE=Δmc2=4.43×10-29×(3×108)2 J≈4.0×10-12 J,故D正確。


釋疑4大考點(diǎn)
考點(diǎn)一 光電效應(yīng)及其規(guī)律
高考對光電效應(yīng)及其規(guī)律的考查經(jīng)常從三個(gè)方面進(jìn)行,即光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律、愛因斯坦對光電效應(yīng)現(xiàn)象的解釋、光電效應(yīng)方程的應(yīng)用及其圖像。對于光電效應(yīng)現(xiàn)象的解釋問題,要注意飽和電流、遏止電壓和截止頻率產(chǎn)生的原因;對于光電效應(yīng)方程及其應(yīng)用問題,則要注意如何根據(jù)光電效應(yīng)方程求解金屬的逸出功W、截止頻率ν以及普朗克常量h等。建議對本考點(diǎn)多加關(guān)注。
(一)理清知識(shí)體系

(二)深化規(guī)律內(nèi)涵
1.理解光電效應(yīng)現(xiàn)象。如診斷卷第1題,光電效應(yīng)存在極限頻率,發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),增大入射光的強(qiáng)度,單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)將增加,但不會(huì)增大光電子的最大初動(dòng)能;只有增大入射光的頻率,才會(huì)增大光電子的最大初動(dòng)能。
2.掌握光電效應(yīng)現(xiàn)象的兩個(gè)重要關(guān)系
(1)遏止電壓Uc與入射光頻率ν、逸出功W0間的關(guān)系:Uc=ν-;
(2)截止頻率νc與逸出功W0的關(guān)系:hνc=W0,據(jù)此求出截止頻率νc。
在分析診斷卷第2題應(yīng)明確以下兩點(diǎn):①當(dāng)加上遏止電壓時(shí),具有最大初動(dòng)能的光電子剛好到達(dá)陽極A,此時(shí)光電子克服電場力做的功剛好等于光電子的最大初動(dòng)能;②當(dāng)用頻率等于極限頻率的光照射陰極K時(shí),光電子的最大初動(dòng)能為零。
3.Ek-ν圖線是一條傾斜直線,但不過原點(diǎn),其與橫軸、縱軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值(絕對值)分別表示極限頻率和金屬逸出功。如診斷卷第3題,由題圖可知,W0=b,νc=a,由W0=hνc可得h=,A正確。
[題點(diǎn)全練]
1.[多選](2018·濰坊二模)2017年度中國10項(xiàng)重大科學(xué)進(jìn)展中,位列榜首的是實(shí)現(xiàn)千公里級(jí)量子糾纏和密鑰分發(fā),創(chuàng)新性地突破了多項(xiàng)國際領(lǐng)先的關(guān)鍵技術(shù)。下列與量子理論有關(guān)的說法正確的是(  )
A.德布羅意首先提出了量子理論
B.玻爾在研究氫原子結(jié)構(gòu)時(shí)引入了量子理論
C.愛因斯坦認(rèn)為光子能量是量子化的,光子能量E=hν
D.根據(jù)量子理論,增大光的照射強(qiáng)度光電子的最大初動(dòng)能增加
解析:選BC 普朗克首先提出了量子理論,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;玻爾在研究氫原子結(jié)構(gòu)時(shí)引入了量子理論,成功揭示了氫原子光譜,選項(xiàng)B正確;愛因斯坦認(rèn)為光子能量是量子化的,光子能量E=hν,選項(xiàng)C正確;根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)理論,增大光的頻率光電子的最大初動(dòng)能增加,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
2.(2018·新鄉(xiāng)模擬)如圖甲所示,用頻率為ν0的光照射某種金屬發(fā)生光電效應(yīng),測出光電流i隨電壓表示數(shù)U的變化圖像如圖乙所示,已知普朗克常量為h,光電子帶電荷量為e。下列說法中正確的是(  )

A.入射光越強(qiáng),光電子的能量越高
B.光電子的最大初動(dòng)能為hν0
C.該金屬的逸出功為hν0—eUc
D.用頻率為的光照射該金屬時(shí)不可能發(fā)生光電效應(yīng)
解析:選C 根據(jù)光電效應(yīng)的規(guī)律可知,入射光的頻率越大,則逸出光電子的能量越大,與光強(qiáng)無關(guān),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)光電效應(yīng)的規(guī)律,光電子的最大初動(dòng)能為Ekm=hν0-W逸出功,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由題圖乙可知Ekm=eUc,則該金屬的逸出功為hν0-eUc,選項(xiàng)C正確;頻率為的光的能量為hν=eUc,當(dāng)大于金屬的逸出功(hν0-eUc)時(shí),同樣可發(fā)生光電效應(yīng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
3.(2019屆高三·宜昌第二次聯(lián)考)愛因斯坦提出了光量子概念并成功地解釋光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得1921年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。某種金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能Ekm與入射光頻率ν的關(guān)系如圖所示,其中ν0為極限頻率。從圖中可以確定的是(  )
A.當(dāng)入射光頻率ν10.2 eV,若用12.7 eV的電子撞擊氫原子,可將部分能量傳給氫原子使之躍遷,它在輻射時(shí)產(chǎn)生的光可使該金屬發(fā)生光電效應(yīng),故D項(xiàng)正確。
12.(2018·西安八校聯(lián)考)能源是社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ),發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一,核能作為一種新能源在現(xiàn)代社會(huì)中已不可缺少,我國在完善核電安全基礎(chǔ)上將加大核電站建設(shè)規(guī)模。核泄漏中的钚(Pu)是一種具有放射性的超鈾元素,它可破壞細(xì)胞基因,提高罹患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。已知钚的一種同位素Pu的半衰期為24 100年,其衰變方程為Pu→X+He+γ,下列有關(guān)說法正確的是(  )
A.X原子核中含有92個(gè)中子
B.100個(gè)Pu經(jīng)過24 100年后一定還剩余50個(gè)
C.由于衰變時(shí)釋放巨大的能量,根據(jù)E=mc2,衰變過程總質(zhì)量增加
D.衰變發(fā)出的γ射線是波長很短的光子,具有很強(qiáng)的穿透能力
解析:選D 由方程式可計(jì)算X原子核為U,原子核含質(zhì)子92個(gè),中子143個(gè),故A項(xiàng)錯(cuò)誤;放射性元素的衰變規(guī)律是統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對大量的原子核衰變才有意義,100個(gè)原子核過少,不一定在半衰期后只剩余一半,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;衰變時(shí)釋放巨大能量,即有能量損失,根據(jù)E=mc2,應(yīng)有質(zhì)量虧損,總質(zhì)量減少,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;射線γ是光子流,穿透能力很強(qiáng),能穿透幾厘米厚的鉛板,故D項(xiàng)正確。
13.(2018·衡水中學(xué)模擬)用圖甲所示的電路研究光電效應(yīng)中電子發(fā)射的情況與照射光的強(qiáng)弱、光的顏色(頻率)等物理量間的關(guān)系,電流計(jì)G測得的光電流I隨光電管兩端電壓U的變化如圖乙所示,則(  )

A.通過電流計(jì)G的電流方向由d到c
B.電壓U增大,光電流I一定增大
C.用同頻率的光照射K極,光電子的最大初動(dòng)能與光的強(qiáng)弱無關(guān)
D.光電管兩端電壓U為零時(shí)一定不發(fā)生光電效應(yīng)
解析:選C 電流方向與逃逸出來的電子運(yùn)動(dòng)方向相反,所以通過電流計(jì)G的電流方向由c到d,故A錯(cuò)誤;由題圖乙可知,當(dāng)U增大到一定程度后,光電流不再隨U的增大而增大(即達(dá)到飽和電流),故B錯(cuò)誤;用同頻率的光照射K極,根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W,光電子的最大初動(dòng)能與光的頻率有關(guān),與光的強(qiáng)弱無關(guān),故C正確;光電管兩端電壓U為零時(shí),光電效應(yīng)照樣發(fā)生,故D錯(cuò)誤。
14.[多選](2018·武漢質(zhì)檢)我國自主研發(fā)的釷基熔鹽是瞄準(zhǔn)未來20~30年后核能產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的第四代核反應(yīng)堆,是一種液態(tài)燃料堆,使用釷鈾核燃料循環(huán),以氧化鹽為冷卻劑,將天然核燃料和可轉(zhuǎn)化核燃料熔融于高溫氯化鹽中,攜帶核燃料在反應(yīng)堆內(nèi)部和外部進(jìn)行循環(huán)。釷232不能直接使用,需要俘獲一個(gè)中子后經(jīng)過2次β衰變轉(zhuǎn)化成鈾233再使用,鈾233的一種典型裂變方程是U+n→Ba+Kr+3n。已知鈾233的結(jié)合能為E1、鋇142的結(jié)合能為E2、氪89的結(jié)合能為E3,則(  )
A.鈾233比釷232少一個(gè)中子
B.鈾233、鋇142、氪89三個(gè)核中氪89的結(jié)合能最小,比結(jié)合能卻最大
C.鈾233、鋇142、氪89三個(gè)核中鈾233的結(jié)合能最大,比結(jié)合能也最大
D.鈾233的裂變反應(yīng)釋放的能量為ΔE=E1-E2-E3
解析:選AB 設(shè)釷核的電荷數(shù)為a,則釷232俘獲一個(gè)中子后經(jīng)過2次β衰變轉(zhuǎn)化成鈾233,則a=92-2=90,則釷232中含有中子數(shù)為232-90=142,鈾233含有中子數(shù)為233-92=141,則鈾233比釷232少一個(gè)中子,選項(xiàng)A正確;鈾233、鋇142、氪89三個(gè)核中氪89質(zhì)量數(shù)最小,結(jié)合能最小,因核子數(shù)較小,則比結(jié)合能卻最大,選項(xiàng)B正確,C錯(cuò)誤;鈾233的裂變反應(yīng)中釋放的能量等于生成物的結(jié)合能減去反應(yīng)物的結(jié)合能,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
15.正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描(PET CT),其原理是借助于示蹤劑(正電子放射線藥物)可以聚集到病變部位的特點(diǎn)來發(fā)現(xiàn)疾病的。PET CT常用核素氧15標(biāo)記,其半衰期僅有2分鐘。對含氧元素的物質(zhì)照射20 MeV~50 MeV的X射線,激發(fā)原子核邊緣的中子,可以產(chǎn)生氧15正電子核素。下列說法正確的是(  )
A.用30 MeV的X射線照射氧16時(shí),生成氧15的同時(shí)釋放出中子
B.氧15發(fā)生正電子衰變時(shí),生成的新核含有9個(gè)中子
C.經(jīng)過10分鐘,氧15的含量減小為原來的
D.將氧15置于回旋加速器中,其半衰期可能發(fā)生變化
解析:選A 用30 MeV的X射線照射氧16時(shí),生成氧15的同時(shí)釋放出中子,故A正確。氧15產(chǎn)生正電子衰變,O→e+N,生成的新核有8個(gè)中子,故B錯(cuò)誤。經(jīng)過10分鐘,即經(jīng)過5個(gè)半衰期,剩余氧15的含量m=m05=m0,故C錯(cuò)誤。改變元素所處的物理環(huán)境和化學(xué)狀態(tài),不改變半衰期,故D錯(cuò)誤。
16.(2018·湖南師大附中大聯(lián)考)某靜止的原子核發(fā)生核反應(yīng)且釋放出能量Q。其方程為X→Y+Z,并假設(shè)釋放的能量全都轉(zhuǎn)化為新核Y和Z的動(dòng)能,其中Z的速度為v,以下結(jié)論正確的是(  )
A.Y原子核的速度大小為v
B.Y原子核的動(dòng)能是Z原子核的動(dòng)能的倍
C.Y原子核和Z原子核的質(zhì)量之和比X原子核的質(zhì)量大(c為光速)
D.Y和Z的結(jié)合能之和一定大于X的結(jié)合能
解析:選D 設(shè)Y原子核的速度大小為v′,由動(dòng)量守恒有:0=Dv′-Fv,所以v′=v,所以A錯(cuò)誤;Y原子核的動(dòng)能為EkY=v2,Z原子核的動(dòng)能為EkZ=Fv2,動(dòng)能之比為,所以B錯(cuò)誤;因?yàn)榉懦瞿芰?,有質(zhì)量虧損,所以Y原子核和Z原子核的質(zhì)量之和比X原子核的質(zhì)量小,結(jié)合能之和比X的大,故C錯(cuò)誤,D正確。


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