【物理】2019届二轮复习波粒二象性　原子结构　原子核学案(浙江专用)

【物理】2019届二轮复习波粒二象性　原子结构　原子核学案(浙江专用)

第22讲　波粒二象性　原子结构　原子核 ‎[考试要求和考情分析]‎ 考试内容 选考要求 历次选考统计 命题角度 ‎2016/04‎ ‎2016/10‎ ‎2017/04‎ ‎2017/11‎ ‎2018/04‎ ‎2018/11‎ 从波动性、粒子性理解光、光电效应 波粒二象性 能量量子化 b ‎15‎ 光的粒子性 c ‎16‎ ‎15‎ ‎15‎ 粒子的波动性 c ‎16‎ 概率波 b 不确定关系 b ‎14‎ 原子结构 电子的发现 a 物理学史、原子模型、原子能级跃迁 原子的核式结构模型 b 氢原子光谱 b ‎15‎ ‎14‎ ‎15‎ 玻尔的原子模型 c ‎14‎ ‎15‎ ‎15‎ ‎14‎ 原子核 原子核的组成 a ‎14‎ ‎14‎ 三种射线、半衰期、质量亏损与质能方程、核裂变与核聚变 放射性元素的衰变 c ‎14‎ ‎14‎ ‎14‎ ‎15‎ 探测射线的方法 a 放射性的应用与防护 a 核力与结合能 c ‎16‎ ‎14‎ ‎14‎ 核裂变 c ‎16‎ ‎14‎ 核聚变 c ‎14‎ 粒子和宇宙 a ‎　光电效应方程及波粒二象性 ‎[要点总结]‎ ‎1．应用光电效应方程时应注意的问题 ‎(1)极限频率是发生光电效应的最小频率，对应着光的极限波长和金属的逸出功，即hν0＝h＝W0。‎ ‎(2)应用光电效应方程Ek＝hν－W0时，注意能量单位电子伏和焦耳的换算(1 eV＝1.6×10－19 J)。‎ ‎2．对波粒二象性的理解 波动性与粒子性是对立统一的，由光子的能量E＝hν和光子的动量p＝表达式也可以看出，表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——频率ν和波长λ。‎ ‎[典例分析]‎ ‎【例1】 (2018·浙江东阳市巍山高级中学高三月考)(多选)利用光电效应可以把光信号转变为电信号，动作迅速灵敏，因此利用光电效应制作的光电器件在工农生产、科学技术和文化生活领域内得到了广泛的应用，其中光电管就是应用最普遍的一种光电器件。把光电管接入如图1所示的电路中，闭合开关S，用波长为λ的单色光照射光电管时发生了光电效应，下列说法正确的是(　　)‎ 图1‎ A．照射的单色光越强，饱和光电流将越大 B．若用波长更长的单色光照射光电管，则光电管中金属的逸出功越大 C．若把滑片c向左滑动，电流表G的示数一定增大 D．若把电源正负极反接，电流表G的示数可能为零 解析　发生光电效应时，保持入射光的频率不变，饱和光电流随入射光强度的增大而增大，选项A正确；金属的逸出功与入射光的频率(波长)无关，由金属本身决定，选项B错误；若把滑片c向左滑动，当电流达到饱和电流后，电流不再随电压的增大而增大，选项C错误；若把电源正负极反接，则电压为遏止电压，当遏止电压与电子电量的乘积大于光电子的最大初动能时，光电子不能到达阳极，光电流为0，选项D正确。‎ 答案　AD ‎[精典题组]‎ ‎1．(2018·温岭市繁昌中学高三月考)(多选)普朗克说过：“科学的历史不仅是一连串事实、规则和随之而来的数学描述，它也是一部概念的历史。”下列表述中正确的是(　　)‎ A．黑体辐射的实验规律表明能量不是连续的，而是量子化的 B．紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的个数增加 C．光电效应表明了光具有粒子性，而康普顿效应则表明了光具有波动性 D．光具有波粒二象性，但当光表现出波动性时，就不具有粒子性；当光表现出粒子性时，就不具有波动性 解析　黑体辐射的实验规律表明能量不是连续的，而是量子化的，选项A正确；紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，即光子个数增多，所以从锌板表面逸出的光电子的个数越多，选项B正确；康普顿效应和光电效应表明光子有动量和能量，揭示了光的粒子性的一面，选项C错误；光子既有波动性又有粒子性，波粒二象性中所说的波是一种概率波，光表现出波动性时，同时具有粒子性；光表现出粒子性时，同时具有波动性，选项D错误。‎ 答案　AB ‎2．(2018·浙江名校协作体模拟)(多选)下面表格中给出了一些金属材料的逸出功：‎ 材料 铯 铍 钙 钛 逸出功(10－19 J)‎ ‎3.0‎ ‎6.2‎ ‎4.3‎ ‎6.6‎ 现用波长为330～400 nm(1 nm＝10－9 m)的紫外线光照射上述材料，能产生光电效应的材料是(普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，光速c＝3.0×108 m/s)(　　)‎ A．铯 B．铍 C．钙 D．钛 解析　一个光子的能量ε＝h＝6.63×10－34× J≈5×10－19 J，根据入射光的能量大于逸出功，才会发生光电效应，所以能发生光电效应的材料有铯和钙，选项A、C正确，B、C错误。‎ 答案　AC ‎3．(2018·浙江余杭高级中学模拟)(多选)1907年起，美国物理学家密里根开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量，检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。按照密里根的方法进行实验时得到了某金属的Uc和ν的几组数据，并作出了如图2所示的图线，电子的电量为e＝1.6×10－19 C，则由图线可知(　　)‎ 图2‎ A．该金属的极限频率约为4.27×1014 Hz B．该金属的逸出功约为0.48 eV C．可以求得普朗克常量h约为6.3×10－34 J·s D．若用波长为500 nm的紫光照射该金属，能使该金属发生光电效应 解析　根据光电效应方程可知 Ekm＝hν－W逸出功，而eUc＝Ekm，解得Uc＝ν－；由图象可知该金属的极限频率约为4.27×1014 Hz，选项A正确；由 W逸出功＝hνc＝1.7 eV，选项B错误；由图象可知＝，解得h≈6.3×‎ ‎10－34 J·s，选项C正确；根据E＝＝ J≈2.3 eV>1.72 eV，则用波长为500 nm的紫光照射该金属，能使该金属发生光电效应，选项D正确。‎ 答案　ACD ‎　玻尔原子理论及能级 ‎[要点总结]‎ ‎1．知识结构图 ‎2．两类能级跃迁 ‎(1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子。‎ 光子的频率ν＝＝。‎ ‎(2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量。‎ ‎①光照(吸收光子)：光子的能量必须恰等于能级差ΔE。‎ ‎②碰撞、加热等：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E外≥ΔE。‎ ‎③大于电离能的光子被吸收，原子被电离。‎ ‎3．谱线条数的确定方法 ‎(1)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n－1)。‎ ‎(2)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法。‎ ‎①用数学中的组合知识求解：N＝C＝。‎ ‎②利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出，然后相加。‎ ‎[典例分析]‎ ‎【例2】 (2018·浙江嘉兴第一中学高二期末)(多选)如图3是氢原子能级图，大量处在激发态n＝5能级的氢原子向低能级跃迁，a是从n＝4能级跃迁到n ‎＝2能级产生的光，b是从n＝5跃迁到n＝3能级产生的光。已知某金属的极限频率ν＝5.53×1014 Hz，普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，电子电荷量e＝1.6×10－19 C，则(　　)‎ 图3‎ A．在相同的双缝干涉实验装置中，a光产生的干涉条纹比b光更宽 B．a光和b光的光子动量之比为255∶97‎ C．用a光照射该金属时，能产生最大初动能为0.27 eV的光电子 D．在同样的玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度 解析　根据Em－En＝ΔE＝hν可知，氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级的能级差大于从n＝5的能级跃迁到n＝3的能级时的能级差，那么a光的频率大于b光的频率。根据c＝λν，a光的波长小于b光的波长，根据干涉条纹公式Δx＝λ知，a光产生的干涉条纹比b光更窄，选项A错误； 根据光的能量公式E＝hν＝h与动量公式P＝mv＝可知，a光和b光的光子动量之比等于a光和b光的光子能量之比为255∶97，选项B正确； 根据Em－En＝ΔE，那么a光的能量为Ea＝(3.4－0.85) eV＝2.55 eV。某金属的极限频率ν＝5.53×1014 Hz，则逸出功为W0＝hν＝ eV＝2.28 eV，用a光照射该金属时，能产生最大初动能为Ea－W0＝2.55 eV－2.28 eV＝0.27 eV，选项C正确；在同样的玻璃中，a光的频率高，折射率大。根据v＝可知，a光的传播速度小于b光的传播速度，选项D错误。‎ 答案　BC ‎[精典题组]‎ ‎4．(多选)关于玻尔的原子模型理论，下列说法正确的是(　　)‎ A．原子可以处于连续的能量状态中 B．原子的能量状态不可能是连续的 C．原子的核外电子在轨道上运动时，要向外辐射能量 D．原子的核外电子在轨道上运动时，不向外辐射能量 解析　由玻尔的原子模型知原子的能量是不连续的，是量子化的，电子在定态轨道上绕核运动时，不向外辐射能量，处于定态，只有从高能级轨道向低能级轨道跃迁时，才向外辐射能量，选项B、D正确，A、C错误。‎ 答案　BD ‎5.(2018·浙江嘉兴秀州中学高三月考)(多选)如图4所示为氢原子的能级图，一群处于n＝4的激发态的氢原子向低能级跃迁时可以辐射出多种不同频率的光子，其中两次跃迁分别辐射出a、b两种光子，若用a光照射x金属刚好能发生光电效应，则下列说法正确的是(　　)‎ 图4‎ A．氢原子辐射出a光子后，氢原子的能量减小了3.4 eV B．a光子的波长比b光子的波长短 C．x金属的逸出功为2.55 eV D．用b光光子照射x金属，打出的光电子的最大初动能为9.54 eV 解析　氢原子从n＝4跃迁到n＝2放出光子a，所以氢原子减小的能量为ΔE＝E4－E2＝－0.85 eV－(－3.4) eV＝2.55 eV，选项A错误，C正确；a光子是氢原子从n＝4跃迁到n＝2放出的，放出的能量为ΔE＝2.55 eV，b光子是氢原子从n＝3跃迁到n＝1放出的，放出的能量为ΔE＝－1.51 eV－(－13.6) eV＝12.09 eV，根据光子的能量为E＝hν＝h可知，能量越大的光子，波长越小，所以a光子的波长比b光子的波长长，选项B错误；由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0＝(12.09－2.55) eV＝9.54 eV，选项D正确。‎ 答案　CD ‎　核反应与核能 ‎[要点总结]‎ ‎1．核反应的四种类型 类　型 可控性 核反应方程典例 衰变 α衰变 自发 U→Th＋He β衰变 自发 Th→Pa＋e 人工转变 人工控制 N＋He→O＋H ‎(卢瑟福发现质子)‎ He＋Be→C＋n ‎(查德威克发现中子)‎ Al＋He→P＋n 约里奥·居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子 P→Si＋e 重核裂变 比较容易 进行人工 控制 U＋n→Ba＋Kr＋3n U＋n→Xe＋Sr＋10n 轻核聚变 很难控制 H＋H→He＋n ‎2.对质能方程的理解 ‎(1)物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系，物体的能量增大，质量也增大；物体的能量减少，质量也减少。‎ ‎(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量也要相应减少，即ΔE＝Δmc2。‎ ‎(3)原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收的能量为ΔE＝Δmc2。‎ ‎[典例分析]‎ ‎【例3】 (2018·浙江杭州四中高三模拟)(多选)日本福岛核电站发生核泄漏危机引起世界对安全利用核能的关注，泄漏的污染物中含有131I和137Cs 。131I发生衰变时会释放β 射线，137‎ Cs发生衰变时会释放γ射线，过量的射线对人体组织有破坏作用。核泄露一旦发生，应尽量避免污染物的扩散。下列说法正确的是(　　)‎ A．γ射线穿透作用很强 B．β射线是高速电子流 C．目前世界上运行的核电站均采用轻核聚变 D．可以通过降低温度减小污染物的半衰期，从而减小危害 解析　三种射线中，γ射线的电离作用最弱，穿透能力最强，选项A正确；β射线是高速的电子流，选项B正确；目前世界上运行的核电站均采用核裂变，选项C错误；半衰期的大小与温度、压强等因素无关，由原子核内部因素决定，选项D错误。‎ 答案　AB ‎[精典题组]‎ ‎6．(2018·湖州选考模拟)(多选)太阳内部持续不断地发生着4个质子(H)聚变为1个氦核(He)的热核反应，核反应方程是4H→He＋2X，这个核反应释放出大量核能。已知质子、氦核、X的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c。下列说法正确的是(　　)‎ A．方程中的X表示中子(n)‎ B．方程中的X表示正电子(e)‎ C．这个核反应中质量亏损Δm＝4m1－m2‎ D．这个核反应中释放的核能ΔE＝(4m1－m2－2m3)c2‎ 解析　根据核电荷数守恒和质量数守恒可知，X的核电荷数为＝1，质量数为4×1－4＝0，则X是e，选项A错误，B正确；核反应过程中的质量亏损Δm＝4m1－m2－2m3，选项C错误；这个核反应中释放的核能为ΔE＝Δmc2＝(4m1－m2－2m3)c2，选项D正确。‎ 答案　BD ‎7．(2018·温州市滨海高级中学高三月考)(多选)静止在匀强磁场中的U核发生α衰变后生成Th核，衰变后α粒子的速度方向垂直于磁场方向，则以下结论中正确的是(　　)‎ A．衰变方程可表示为U＝Th＋He B．衰变后的Th核和α粒子的轨迹是两个内切圆，轨道半径之比为1∶45‎ C．Th核和α粒子的动能之比为2∶117‎ D．若α粒子转了117圈，则Th核转了90圈 解析　根据电荷数守恒、质量数守恒 U→Th＋He，中间不是等于号，选项A错误；根据动量守恒定律得，Th核和α粒子的动量大小相等，方向相反，则r＝，知轨道半径等于两粒子的电荷量之反比，为1∶45，因为两粒子电性相同，速度方向相反，轨迹为两个外切圆，选项B错误；根据动量守恒定律知，Th核和α粒子的动量大小相等，则动能Ek＝，所以动能之比等于质量之反比，为2∶117，选项C正确；根据周期T＝，知周期比等于质量和电荷量比值之比，所以Th核和α粒子的周期之比为117∶90，所以α粒子转了117圈，则Th核转了90圈，选项D正确。‎ 答案　CD 能级跃迁问题易错分析 ‎【例】 用光子能量为E的一束单色光照射处于基态的一群氢原子，这群氢原子吸收光子后能发出6种不同频率的光，在这6种光中(h是普朗克常数，c是真空中光速)，下列说法正确的是(　　)‎ A．频率最低的光，频率是　　　　　 B．光子能量最小的光，频率是 C．在真空中波长最大的光，波长是 D．频率为的光在水中的折射率最大 ‎[错因分析]‎ 错解1　实际上频率最高的光的频率为，误认为是频率最低的光而错选A项。‎ 错解2　误认为从n＝4能级跃迁到n＝1能级发出的光子能量最小而错选B项。‎ 错解3　‎ ‎[正解展示]　氢原子能发出6种不同频率的光，说明氢原子处于n＝4的激发态，由玻尔理论可知：E4－E1＝E，频率最低的光是氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级发出的，由玻尔理论可知：E4－E3＝hν，由于E4－E3νb，故选项C错误；同种介质中a、b光的折射率na>nb，设玻璃砖的厚度为d，入射角为i，折射角为r，则n＝，a、b 光以相同的入射角入射时，折射角rayb，选项A错误；波长λa<λb，单缝衍射时中央亮纹a光比b光小，选项B正确；光子的动量为p＝，所以a光子的动量大于b光子的动量，选项D正确。‎ 答案　BD ‎10.(2018·11月浙江选考)(多选)一个铍原子核(Be )俘获一个核外电子(通常是最靠近原子核的K壳层的电子)后发生衰变，生成一个锂核(Li )，并放出一个不带电的质量接近零的中微子νe，人们把这种衰变称为“K俘获”，静止的铍核发生了“K俘获”，其核反应方程为Be＋e→Li＋νe 。已知铍原子的质量为MBe＝7.016 929 u ，锂原子的质量为MLi＝7.016 004 u，1u相当于931 MeV，下列说法正确的是(　　)‎ A.中微子的质量数和电荷数均为零 B.锂核(Li)获得的动能约为0.86 MeV C.中微子与锂核(Li)的动量之和等于反应前电子的动量 D.中微子与锂核(Li)的能量之和等于反应前电子的能量 解析　中微子是不带电的，且质量接近于零，根据质量数的确定法，可知中微子的质量数和电荷数均为零，选项A正确；Li核获得的动能约为由于核衰变时的质量亏损放出的能量E＝Δmc2＝9.31×102(MBe＋Me－MLi)>0.86 MeV，选项B错误；根据动量守恒定律可知中微子与锂核(Li)的动量之和等于反应前电子的动量，但能量不等，选项C正确，D错误。‎ 答案　AC 选择题(在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的)‎ ‎1．中微子与水中的H发生核反应，产生中子(n)和正电子(e)，即中微子＋H→‎ n＋e，可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是(　　)‎ A．0和0 B．0和1‎ C．1和0 D．1和1‎ 解析　反应方程为中微子＋H→n＋e，质量数和电荷数都守恒，所以中微子的质量数是0，电荷数是0，故选项A正确，B、C、D错误。‎ 答案　A ‎2．(2018·浙江诸暨荣怀学校模拟)有关原子核，下列说法错误的是(　　)‎ A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下1个氡原子核 B．原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子 C．比结合能越小，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定 D．在α、β、γ这三种射线中，α射线的穿透能力最强，γ射线的电离能力最强 解析　半衰期是统计学概念，对少数原子核无效，选项A错误；β衰变时，原子核中的一个中子，转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，选项B正确；比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项C错误；α射线的穿透能力最弱，γ射线的电离能力最弱，选项D错误。‎ 答案　ACD ‎3．(2018·浙江宁波市四明中学高三月考)关于下列四幅图说法正确的是(　　)‎ A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的 B．光电效应实验说明了光具有粒子性 C．电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性 D．发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围 解析　根据玻尔理论知道，电子的轨道不是任意的，电子有确定的轨道，且轨道是量子化的，选项A错误；光电效应实验说明了光具有粒子性，选项B正确；电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性，选项C正确；发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围，实验说明了原子的核式结构，选项D正确。‎ 答案　BCD ‎4．关于近代物理学，下列说法正确的是(　　)‎ A．β射线与γ射线都是电磁波，但γ射线的穿透本领远比β射线强 B．放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间叫半衰期 C．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定 D．氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离原子核较近的轨道上时，氢原子的能量增大 解析　γ射线是电磁波，β射线不是电磁波，γ射线的穿透本领远比β射线强，选项A错误；放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间叫半衰期，选项B正确；比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项C错误；氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离原子核较近的轨道上时，原子的电势能减小，电子的动能变大，氢原子的总能量减小，选项D错误。‎ 答案　B ‎5．(2017·浙江宁波诺丁汉大学附属中学高二期末)云室能显示射线的径迹，把云室放在磁场中，从带电粒子运动轨迹的弯曲方向和半径大小就能判断粒子的属性，放射性元素A的原子核静止放在磁感应强度B＝2.5 T的匀强磁场中发生衰变，放射出粒子并变成新原子核B，放射出的粒子与新核运动轨迹如图1所示，测得两圆的半径之比R1∶R2＝42∶1，且R1＝0.2 m，已知α粒子质量6.64×10－27 kg，β粒子质量mβ＝9.1×10－31 kg，普朗克常量取h＝6.6×10－34 J·s，下列说法正确的是(　　)‎ 图1‎ A．新原子核B的核电荷数为84‎ B．放射性元素A原子核发生的是β衰变 C．衰变放射出的粒子的速度大小为2.4×107 m/s D．如果A原子核衰变时释放出一种频率为1.2×1015 Hz的光子，那么这种光子能使逸出功为4.54 eV的金属钨发生光电效应 解析　由动量守恒0＝mv－mαvα，粒子做圆周运动向心力等于洛伦兹力qvB＝，又qα＝2e，R1∶R2＝42∶1，由以上关系得该放射性元素的电荷量q＝84e，即衰变后原子核的电荷数为84，选项A正确；衰变过程中动量守恒，因初动量为零，故衰变后两粒子动量大小相等，方向相反。粒子轨迹为外切圆，说明两粒子所受的洛伦兹力方向相反，均带正电，故发生的是α衰变，选项B错误；因R1＝ ，得vα＝＝ m/s≈2.4×107 m/s，选项C正确；A原子核衰变时释放出一种频率为1.2×1015 Hz的光子，依据E＝hν＝6.6×‎ ‎10－34×1.2×1015 J＝7.92×10－19 J＝4.95 eV＞4.54 eV，因此能使金属钨发生光电效应，选项D正确。‎ 答案　ACD ‎6．(2018·浙江温岭模拟)1916年，美国著名实验物理学家密立根，完全肯定了爱因斯坦光电效应方程，并且测出了当时最精确的普朗克常量h的值，从而赢得1923年度诺贝尔物理学奖。若用如图2甲所示的实验装置测量某金属的遏止电压Uc与入射光频率ν，作出如图乙所示的Uc－ν的图象，电子电荷量e＝1.6×10－19 C，则下列说法正确的是(　　)‎ 图2‎ A．图甲中电极A连接电源的负极 B．普朗克常量约为6.64×10－34 J·s C．该金属的极限频率为5.0×1014 Hz D．该金属的逸出功约为6.61×10－19 J 解析　电子从K极出射，在电场力的作用下做匀减速运动，故电场力方向向右，则电场强度的方向向左，即电极A的电势更低，即A接电源的负极，选项A正确；由爱因斯坦光电效应方程得hν＝W＋Ek，粒子在电场中做减速运动，由动能定理得－eUc＝0－Ek，联立解得hν＝hν0＋eUc，变形得Uc＝ν－，由题图可知，Uc＝0对应的频率即为极限频率，则有ν0＝5.0×1014 Hz，则图线的斜率为k＝＝，解得h＝6.61×10－34 J·s，故该金属的逸出功W＝hν0＝3.31×‎ ‎10－19 J，选项B、D错误，C正确。‎ 答案　AC ‎7．(2018·衢州选考模拟)在下列叙述正确的是(　　)‎ A．光电效应现象说明光具有粒子性 B．重核裂变和轻核聚变都会产生质量亏损 C．若黄光照射某金属能发生光电效应，用紫光照射该金属一定能发生光电效应 D．根据玻尔理论，氢原子从高能态跃迁到低能态时，原子向外释放光子，原子电势能和核外电子的动能均减小 解析　光电效应是金属中的电子吸收能量后，飞出金属表面的现象，说明光具有粒子性，选项A正确；重核裂变和轻核聚变都会产生质量亏损，选项B正确；因紫光的频率高于黄光的频率，故若黄光照射某金属能发生光电效应，用紫光照射该金属一定能发生光电效应，选项 C正确；氢原子辐射出一个光子后，原子能量减小，轨道半径减小，根据k＝m知，核外电子的动能增大，原子能量等于动能和电势能之和，则电势能减小，选项D错误。‎ 答案　ABC ‎8．芯片制作工艺非常复杂，光刻机是制作芯片的关键设备，其曝光系统最核心的部件之一是紫外光源。常见光源分为：可见光：436 nm；紫外光(UV)：365 nm；深紫外光(DUV)：KrF准分子激光：248 nm，ArF准分子激光：193 nm；极紫外光(EUV)：10 ～ 15 nm。下列说法正确的是(　　)‎ A．波长越短，可曝光的特征尺寸就越小，就表示光刻的刀锋越锋利，刻蚀对于精度控制要求越高 B．光源波长越长，能量越大，曝光时间就越短 C．如果紫外光不能让某金属发生光电效应，极紫外光也一定不能 D．由康普顿效应可知深紫外光通过实物物质发生散射时会出现波长更短的成分 解析　波长越短，可曝光的特征尺寸就越小，就表示光刻的刀锋越锋利，刻蚀对于精度控制要求越高，选项A正确；光源波长越长，则频率就越小，能量越小，选项B错误；极紫外光的波长小于紫外光的波长，则频率较大，如果紫外光不能让某金属发生光电效应，极紫外光不一定不能使该金属发生光电效应，选项C错误；由康普顿效应可知深紫外光通过实物物质发生散射时能量变小，频率变小，则会出现波长更长的成分，选项D错误。‎ 答案　A ‎9．(2018·江山选考模拟)以下关于玻尔原子理论的说法正确的是(　　)‎ A．电子绕原子核做圆周运动的轨道半径不是任意的 B．电子在绕原子核做圆周运动时，稳定地产生电磁辐射 C．电子从量子数为2的能级跃迁到量子数为3的能级时要辐射光子 D．不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只有某些频率的光可以被氢原子吸收 解析　由于氢原子的轨道是不连续的，而氢原子在不同的轨道上的能量En＝E1‎ ‎，故氢原子的能级是不连续的，即是分立的，选项A正确；电子在绕原子核做圆周运动时，不会产生电磁辐射，只有跃迁时才会出现，选项B错误；氢原子在不同的轨道上的能量En＝E1，电子从量子数为2的能级跃迁到量子数为3的能级时要吸收光子，选项C错误；由于氢原子发射的光子的能量E＝Em－En＝E1－E1＝hν，不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只有某些频率的光可以被氢原子吸收，选项D正确。‎ 答案　AD ‎10．(2018·浙江台州中学模拟)下列有关说法正确的是(　　)‎ A．铀核发生α衰变时，释放出α粒子和一定的能量，目前核电站利用的就是这一自发释放的能量 B．如果利用紫光照射某种金属可以发生光电效应，改用红光一定不能发生光电效应 C．氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，会释放出一定频率的光子 D．机械波和电磁波都具有干涉、衍射的特性 解析　核电站利用的是铀核的裂变反应释放的能量，选项A错误；紫光的频率大于红光，如果利用紫光照射某种金属可以发生光电效应，改用红光不一定能发生光电效应，选项B错误；氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，会释放出一定频率的光子，选项C正确；机械波和电磁波都具有干涉、衍射的特性，选项D正确。‎ 答案　CD ‎11．(2018·舟山选考模拟)下列说法中正确的是(　　)‎ A．无论入射光的频率多么低，只要该入射光照射金属的时间足够长，也能产生光电效应 B．氢原子的核外电子，在由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道的过程中，放出光子，电子动能增加，原子的电势能减小 C．在用气垫导轨和光电门做验证动量守恒定律的实验中，在两滑块相碰的端面上装不装上弹性碰撞架，不会影响动量是否守恒 D．质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2‎ 解析　根据光电效应方程Ekm＝hν－W0‎ ‎，可知，只有当入射光的频率大于极限频率时，才能发生光电效应，与照射的时间无关，故A错误；氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，轨道半径变小，根据k＝知，半径减小，速度增大，动能增大，能量减小，则电势能减小，故B正确；在两滑块相碰的端面装上弹性碰撞架，是缓冲碰撞作用力，但它是系统内力，装不装弹性碰撞架，不会影响动量是否守恒，C正确；质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2，故D正确。‎ 答案　BCD ‎12．(2018·浙江名校协作体模拟)下列说法正确的是(　　)‎ A．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越小 B．γ射线是频率极高的电磁波，其在云室中穿过会留下清晰的径迹 C．根据玻尔原子模型，氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能将增大 D．太阳辐射能量的主要来源与核电站发生的核反应一样都是重核裂变 解析　依据德布罗意波长公式λ＝，可知，微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短，选项A正确；γ射线是频率极高的电磁波，在云室中穿过不会留下清晰的径迹，选项B错误；根据玻尔原子模型，氢原子辐射光子后，原子的能级降低，电子的轨道半径减小，则电子绕核运动的电子动能将增大，选项C正确；太阳辐射能量的主要来源是轻核聚变，而核电站发生的是重核裂变，选项D错误。‎ 答案　AC ‎13．(2018·温岭选考模拟)如图3为氢原子的能级示意图，假设氢原子从n能级向较低的各能级跃迁的概率均为。则对300个处于n＝4能级的氢原子，下列说法正确的是(　　)‎ 图3‎ A．向低能级跃迁时，向外辐射的光子的能量可以是任意值 B．向低能级跃迁时，向外辐射的光子能量的最大值为12.75 eV C．辐射的光子的总数为550个 D．吸收大于1 eV的光子时不能电离 解析　向低能级跃迁时，向外辐射的光子的能量一定等于两能级的能量差，选项A错误；当氢原子由第4能级跃迁到第1能级时，向外辐射的光子能量最大，其值为12.75 eV，选项B正确；这300个氢原子向低能级跃迁时，分别向第3、2、1能级跃迁100个，第3能级的100个氢原子分别向第2、1能级跃迁50个，第2能级的150个氢原子直接跃迁到第1能级，因此总共向外辐射550个光子，选项C正确；只要吸收的光子具有的能量大于等于0.85 eV就能使氢原子电离，选项D错误。‎ 答案　BC ‎14．(2018·绍兴选考模拟)关于核反应方程Th→Pa＋X＋ΔE(ΔE为释放出的核能，X为新生成粒子)，已知Th的半衰期为T，则下列说法正确的是(　　)‎ A.Pa没有放射性 B．X粒子是从原子核中射出的，此核反应为β衰变 C．N0个Th经2T时间因发生上述核反应而放出的核能为N0ΔE(N0数值很大)‎ D.Th的比结合能为 解析　Pa具有放射性，选项A错误；由电荷数和质量数守恒可以判断X为β粒子，选项B正确；经过2T时间，核反应释放的核能为N0ΔE，选项C正确；比结合能中的ΔE应为核子结合为原子核时释放的核能，而不是衰变释放的核能，选项D错误。‎ 答案　BC ‎15．(2018·浙江绍兴新昌中学适应性考试)小宇同学参加学校科技嘉年华，设计了一个光电烟雾探测器，如图4，S为光源，有一束光束，当有烟雾进入探测器时，来自S的光会被烟雾散射进入光电管C，当光射到光电管中的钠表面(钠的极限频率为6.00×1014 Hz)，会产生光电子，当光电流大于10－8 A时，便会触发报警系统报警。下列说法正确的是(　　)‎ 图4‎ A．要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能小于0.5 μm B．光源S发出的光波能使光电管发生光电效应，那么光源越强，光电烟雾探测器灵敏度越高 C．光束遇到烟雾发生散射是一种折射现象 D．若5%射向光电管C的光子会产生光电子，当报警器报警时，每秒射向C钠表面的光子最少数目是1.25×1012个 解析　根据Ekm＝hν－W0＝－hν0，光源S发出的光波最大波长λmax＝＝ m＝5×10－7 m＝0.5 μm，即要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能大于0.5 μm，选项A错误；光源S发出的光波能使光电管发生光电效应，那么光源越强，被烟雾散射进入光电管 C的光越多，越容易探测到烟雾，即光电烟雾探测器灵敏度越高，选项B正确；光束遇到烟雾发生散射是一种反射现象，选项C错误；光电流等于10－8 A时，每秒产生的光电子的个数n＝＝＝6.25×1010个，每秒射向C钠表面的光子最少数目N＝＝个＝1.25×1012个，选项D正确。‎ 答案　BD