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新高考版高考物理二轮复习（新高考版） 第1部分 专题6 第15讲 近代物理课件PPT
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这是一份新高考版高考物理二轮复习（新高考版） 第1部分 专题6 第15讲 近代物理课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了高考物理二轮复习策略，第15讲近代物理，内容索引，考点二核反应核能，高考预测，专题强化练，光电效应能级跃迁，核反应核能等内容，欢迎下载使用。
高考备考一轮复习已接近尾声，即将迎来二轮复习。一轮复习注重知识的理解与基础的夯实，二轮复习注重知识的综合运用与能力的提高，是高考复习中的重要阶段。二轮复习要注意以下几个方面：一、以核心和主干知识为重点。构建知识结构体系，确定每一个专题的内容，在教学中突出知识的内在联系与综合。二、注重情景与过程的理解与分析。善于构建物理模型，明确题目考查的目的，恰当运用所学知识解决问题：情景是考查物理知识的载体。三、加强能力的提升与解题技巧的归纳总结。学生能力的提升要通过对知识的不同角度、不同层面的训练来实现。四、精选训练题目，使训练具有实效性、针对性。五、把握高考热点、重点和难点。充分研究近5年全国和各省市考题的结构特点，把握命题的趋势和方向，确定本轮复习的热点与重点，使本轮复习更具有针对性、方向性。对重点题型要强化训练，举一反三、触类旁通，注重解题技巧的提炼，充分提高学生的应试能力。
专题六 热学 近代物理
1.命题角度：(1)光电效应、能级跃迁；(2)核反应、核能.2.常用方法：图像法.3.常考题型：选择题.
考点一 光电效应 能级跃迁
1.光电效应两条对应关系(1)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大；(2)光照强度大(同种频率的光)→光子数目多→发射光电子多→光电流大.2.定量分析时应抓住三个关系式
3.光电效应的四类图像分析
4.解决氢原子能级跃迁问题的三点技巧(1)原子跃迁时，所吸收或辐射的光子能量只能等于两能级的能量差.(2)原子从某一能级电离时，所吸收的能量可以大于或等于这一能级能量的绝对值，剩余能量为自由电子的动能.(3)一个氢原子跃迁发出的可能光谱线条数最多为(n－1)，而一群氢原子跃迁发出的可能光谱线条数可用N＝ 求解.
例1 (2022·山东济南市一模)光电管是一种利用光照产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可以形成光电流.表中记录了某同学进行光电管实验时的数据.
由表中数据得出的以下论断中正确的是A.三次实验采用了不同频率的入射光B.三次实验光电管中的金属板材质不同C.若入射光子的能量为5.0 eV，不论光强多大，饱和光电流一定大于60 mAD.若入射光子的能量为5.0 eV，逸出光电子的最大初动能为1.8 eV
入射光子的能量相同，根据ε＝hν可知，三次实验采用了相同频率的入射光，故A错误；根据Ek＝hν－W0可知，最大初动能相同，则逸出功相同，因此金属板材质相同，故B错误；对于不同频率的光子，饱和光电流的大小还与光照强度有关，当入射光子的能量为5 eV，若光照强度弱，饱和光电流大小不一定大于60 mA，故C错误；根据Ek1＝ε1－W0，Ek2＝ε2－W0，代入数据解得Ek2＝1.8 eV，故D正确.
例2 (2022·江苏常州市期末)如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率ν1<ν2，保持入射光不变，则光电子到达A极时动能的最大值Ekm随电压U变化关系的图像是
光电管所加电压为正向电压，则根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电子到达A极时动能的最大值为Ekm＝Ue＋hν－hν截止，可知Ekm－U图像的斜率相同，均为e；截止频率越大，则图像在纵轴上的截距越小，因ν1<ν2，则选项C正确，A、B、D错误.
例3 (2022·江苏扬州市期末)如图所示为氢原子的能级图，现有大量的氢原子处于n＝3的激发态，当氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级时，辐射出光子a；当氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级时，辐射出光子b，下列说法正确的是A.由于跃迁所发射的光谱线仅有2条B.光子a的能量大于光子b的能量C.光子a的动量小于光子b的动量D.用光子能量为0.7 eV的光照射可被吸收
因为有大量处于n＝3激发态的氢原子，跃迁时能释放 ＝3种不同频率的光子，则跃迁所发射的光谱线有3条，故A错误；由题意知，当氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级时，
辐射出光子a的能量为ε＝E3－E2＝1.89 eV，当氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级时，辐射出光子b的能量为ε′＝E3－E1＝12.09 eV，所以光子a的能量小于光子b的能量，故B错误；
因为氢原子向高能级跃迁时吸收能量为两能级之差，经分析知用光子能量为0.7 eV的光照射不能被吸收，故D错误.
1.核衰变问题(1)核衰变规律：m＝ m0，N＝ N0.(2)α衰变和β衰变次数的确定方法①方法一：由于β衰变不改变质量数，故可以先由质量数改变确定α衰变的次数，再根据电荷数守恒确定β衰变的次数.②方法二：设α衰变次数为x，β衰变次数为y，根据质量数和电荷数守恒列方程组求解.
2.核能的计算方法(1)根据爱因斯坦质能方程，用核反应亏损的质量乘真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2.(2)根据1 u(原子质量单位)相当于931.5 MeV的能量，用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5 (MeV).3.核反应方程中电荷数守恒，质量数守恒，有质量亏损.
例5 (2022·河南开封市二模)在匀强磁场中，有一个原来静止的C原子核发生衰变，它放出的粒子与反冲核的径迹是两个相内切的圆，两圆的直径之比为7∶1，那么C的衰变方程为
例6 (2022·陕西西安市一模)2020年3月15日中国散裂中子源(CSNS)利用中子成像技术帮助中国科技大学进行了考古方面的研究.散裂中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置.下列关于中子研究的说法正确的是
经过4次α衰变，2次β衰变，新核质量数为222，电荷数为86，中子数为136，原来的原子核中子数为238－92＝146，则新核与原来的原子核相比，中子数少了10个，选项B错误；放射性β射线其实质是高速电子流，选项C错误；核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度，选项D正确.
例7 (2020·全国卷Ⅱ·18)氘核 可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式 表示.海水中富含氘，已知1 kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个，若全都发生聚变反应，其释放的能量与质量为M的标准煤燃烧时释放的热量相等；已知1 kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107 J，1 MeV＝1.6×10－13 J，则M约为A.40 kg B.100 kgC.400 kg D.1 000 kg
1.(2022·江苏如皋市期末)图甲中给出了氢原子光谱中4种可见光谱线对应的波长，这4种光的光子能量由大到小排列依次为3.02 eV、2.86 eV、2.55 eV和1.89 eV，氢原子能级图如图乙所示，则A.遇同一个障碍物，Hα比Hδ更易发生 明显衍射现象B.Hγ光能使处于n＝2能级的氢原子电离C.Hδ光是由处于n＝5能级的氢原子向 低能级跃迁的过程中产生的D.若4种光均能使某金属发生光电效应，则Hα光对应的光电子的最大初动能 最大
因为Hα比Hδ的波长更大，则遇同一个障碍物，Hα比Hδ更易发生明显衍射现象，选项A正确；Hγ光的光子能量为2.86 eV，而使处于n＝2能级的氢原子电离需要的
能量至少为3.4 eV，则Hγ光不能使处于n＝2能级的氢原子电离，选项B错误；
Hδ光的光子能量为3.02 eV，是由处于n＝6能级的氢原子向n＝2能级跃迁的过程中产生的，选项C错误；Hα光的波长最长，光子能量最小，则
若4种光均能使某金属发生光电效应，则Hα光对应的光电子的最大初动能最小，选项D错误.
2.(2022·湖北省荆州中学期末)原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正确的有
3.如图所示，已知用光子能量为2.82 eV的紫光照射光电管中K极板的金属涂层时，毫安表的指针发生了偏转.若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，此时电压表读数为1.00 V(e＝1.60×10－19 C)，则K极板的金属涂层的逸出功约为A.6.1×10－19 JB.4.5×10－19 JC.2.9×10－19 JD.1.6×10－19J
由题述“将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，此时电压表读数为1.00 V”，可知遏止电压为Uc＝1.00 V，光电子的最大初动能为Ek＝eUc＝1 eV，
根据爱因斯坦光电效应方程可知K极板的金属涂层的逸出功为，W0＝hν－Ek＝2.82 eV－1 eV＝1.82 eV＝1.82×1.6×10－19 J≈2.9×10－19 J，C正确.
1.(2022·安徽蚌埠市期末)下列说法正确的是A.光电效应现象说明光具有波动性B.氢原子从激发态跃迁到基态要辐射出光子C.通过化学的方法可以改变放射性物质的半衰期D.原子核衰变辐射出的射线在电场或磁场中都会发生偏转
光电效应现象说明光具有粒子性，故A错误；氢原子从激发态跃迁到基态时要释放能量，即辐射出光子，故B正确；放射性物质的半衰期由物质本身决定，与外部的状态或环境无关，所以采用化学的方法不可以改变放射性物质的半衰期，故C错误；在原子核衰变辐射出的射线中，γ射线是一种波长很短的电磁波，它在电场或磁场中均不会发生偏转，故D错误.
2.(2022·贵州贵阳市五校联考)用光电管研究光电效应，按如图的方式连接电路，当用黄光照射阴极K时，电路中的电流表有示数，则下列说法正确的是A.仅将黄光的光强减弱一些，则不能产生光电效应B.仅将电源的正负极对调，则电流表不可能有示数C.若改用紫光照射阴极，其他条件不变，则电流表 仍然有示数D.仅将滑动变阻器的触头向右滑动一些，则电流表的示数一定增大
仅将黄光的光强减弱一些，仍能发生光电效应，故A错误；将电路中电源的极性反接后，即加上反向电压，若光电子的动能足够大，电路中还会有光电流，电流表仍可能有示数，故B错误；
紫光的频率大于黄光的频率，所以改用紫光照射阴极，其他条件不变，则电流表仍然有示数，故C正确；饱和光电流与入射光的强度有关，仅将滑动变阻器的触头向右滑动一些，不改变光的强度，电流表的示数不一定增大，故D错误.
3.(2022·黑龙江齐齐哈尔市一模)2022年1月3日，联合国安理会5个常任理事国发表联合声明，表达防止核武器扩散的决心.有关核反应和核能，下列说法正确的是A.原子弹是利用核聚变释放出核能，氢弹是利用核裂变的链式反应原理B.目前人类获得核能有两条途径，即裂变和聚变C.当铀块的体积小于临界体积时就会发生链式反应放出巨大能量D.原子核必须在超高温下才能发生聚变，说明核聚变过程只能吸收能量
氢弹是核聚变原理，原子弹是利用核裂变原理释放出巨大的能量，故A错误；目前核能是通过核裂变或核聚变获取能量的，故B正确；当铀块的体积大于等于临界体积，并有慢中子能够被俘获时，就会发生链式反应，瞬时放出巨大能量，故C错误；氘或氚，在一定条件下(如超高温和高压)，发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，发生核聚变，核聚变过程要释放能量，故D错误.
4.宇宙射线进入地球大气层时，与大气作用会产生中子，中子撞击大气中的粒子X引发核反应产生粒子Y，核反应方程为X＋ →Y＋Z；Y具有放射性，能够自发地进行β衰变而变成X，核反应方程为Y→X＋ ，则其中Z为A.质子 B.α粒子 C.中子 D.电子
5.(2022·山东淄博市一模)某光源发出的光由不同频率的光组成，不同频率的光的强度如图所示，表中给出了某些材料的截止频率，用该光源发出的光照射表中材料，下列说法正确的是
A.仅钾能产生光电子 B.仅钨、钙能产生光电子C.仅钙、钾能产生光电子 D.钨、钙、钾都能产生光电子
由题图可知，该光源发出的光的频率大约在6×1014 Hz 到14×1014 Hz之间，而三种材料中，截止频率最大的钨的截止频率为10.95×1014 Hz，小于14×1014 Hz，所以该光源能使三种材料都发生光电效应，产生光电子，故选D.
6.(2019·全国卷Ⅰ·14)氢原子能级示意图如图所示.光子能量在1.63 eV～3.10 eV的光为可见光.要使处于基态(n＝1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为 eV eV eV
因为可见光光子的能量范围是1.63 eV～3.10 eV，所以处于基态的氢原子至少要被激发到n＝3能级，要给氢原子提供的能量最少为E＝(－1.51＋13.60) eV＝12.09 eV，故选项A正确.
7.(2022·山东泰安市一模)已知氢原子基态的能量为E1＝－13.6 eV，大量氢原子处于某一激发态.由这些氢原子可能发出的所有光子中，频率最高的光子能量为－0.937 5E1(激发态能量En＝ ，其中n＝2,3，…)，则下列说法正确的是A.这些氢原子中最高能级为5能级B.这些氢原子中最高能级为6能级C.这些光子可具有6种不同的频率D.这些光子可具有4种不同的频率
8.(2018·全国卷Ⅱ·17)用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10－19 J.已知普朗克常量为6.63×10－34 J·s，真空中的光速为3.00×108 m·s－1.能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为A.1×1014 Hz B.8×1014 HzC.2×1015 Hz D.8×1015 Hz
9.(2022·辽宁铁岭市六校期末)太阳内部的核聚变可以释放出大量的能，这些能以电磁辐射的形式向四面八方辐射出去，其总功率达到P0＝3.8×1026 W.设太阳上的热核反应是4个质子聚合成1个氦核同时放出2个中微子(质量远小于电子质量，穿透能力极强的中性粒子，可用υ表示)和另一种带电粒子(用 表示)，且知每一次这样的核反应质量亏损为5.0×10－29 kg，已知真空中的光速c＝3×108 m/s，电子的电荷量e＝1.6×10－19 C.则每秒钟太阳产生中微子的个数约为A.8×1037个 B.8×1038个C.2×1037个 D.2×1038个
10.(2021·浙江6月选考·13)已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，电子的质量为9.11×10－31 kg，一个电子和一滴直径约为4 μm的油滴具有相同动能，则电子与油滴的德布罗意波长之比的数量级为(ρ油＝0.8×103 kg/m3)A.10－8 D.1016
所以C正确，A、B、D错误.
11.(2022·山东淄博市一模)人眼对绿光最为敏感，如果每秒有6 个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉.现有一个光源以10 W的功率均匀地向各个方向发射波长为5.3×10－7 m的绿光，已知瞳孔的直径为4 mm，普朗克常量为h＝6.63×10－34 J·s，光速为3×108 m/s，不计空气对光的吸收，则眼睛能够看到这个光源的最远距离约为A.2×107 m B.2×106 mC.2×105 m D.2×104 m
一个光子的能量为E＝hν，ν为光的频率，光的波长与频率的关系为c＝λν，光源每秒发出的光子的个数为n＝ ，P为光源的功率，光子以球面波的形式传播，那么以光源为原点的球面上的光子数相同，人眼瞳孔面积S＝ ，其中d为瞳孔直径，由题意，如果每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼镜就能察觉到，也就是说在瞳孔所处的球面上能保证每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，设人与光源的距离为r，那么人眼所处的球面的表面积为S′＝4πr2，所以 ·S≥6，联立以上各式解得r≤2×106 m，B正确，A、C、D错误.
12.(多选)(2022·湖北武汉市质检)氢原子光谱在可见光部分只有四条谱线，它们分别从n为3、4、5、6的能级直接向n＝2能级跃迁时产生.四条谱线中，一条红色、一条蓝色、两条紫色，则下列说法正确的是A.红色谱线是氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时产生的B.蓝色谱线是氢原子从n＝5能级直接向n＝2能级跃迁时产生的C.若氢原子从n＝6能级直接向n＝2能级跃迁时所产生的辐射不能使某金属发生光 电效应，则氢原子从n＝4能级直接向n＝2能级跃迁时所产生的辐射将可能使 该金属发生光电效应D.若氢原子从n＝3能级直接向n＝2能级跃迁时所产生的辐射能使某金属发生光 电效应，则氢原子从n＝6能级直接向n＝2能级跃迁时所产生的辐射一定能使 该金属发生光电效应
红光的频率最低，光子的能量最小，故跃迁时对应的能级差最小，所以红色谱线是氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时产生的，A正确；紫光的频率最高，光子的能量最大，故紫色谱线是氢原子从n＝6能级或n＝5能级直接向n＝2能级跃迁时产生的，蓝色谱线是氢原子从n＝4能级直接向n＝2能级跃迁时产生的，B错误；氢原子从n＝4能级直接向n＝2能级跃迁时产生的光子的频率小于从n＝6能级直接向n＝2能级跃迁时产生的光子的频率，若后者不能使某金属发生光电效应，则后者的频率小于该金属的截止频率，则前者更不可能使该金属发生光电效应，C错误；
氢原子从n＝3能级直接向n＝2能级跃迁时产生的光子的频率小于从n＝6能级直接向n＝2能级跃迁时产生的光子的频率，若前者能使某金属发生光电效应，则后者一定能使该金属发生光电效应，D正确.
(1)写出核反应方程；
(2)求镭核衰变放出的能量；
答案 6.05 MeV
镭核衰变放出的能量ΔE＝(226.025 4－4.002 6－222.016 3)×931.5 MeV≈6.05 MeV.
(3)若镭核衰变前静止，且衰变放出的能量均转变为氡核和放出的粒子的动能，求放出粒子的动能.
答案 5.94 MeV
镭核衰变时动量守恒，则有mRnvRn－mαvα＝0又根据衰变放出的能量转变为氡核和α粒子的动能，由能量守恒定律有
14.(2022·江苏苏州市期末)氢原子的能级图如图甲所示，一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光，其中只有频率为νa、νb的两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应.分别用频率为νa、νb的两个光源照射光电管阴极K，测得电流随电压变化的图像如图丙所示.下列说法中正确的是
A.处于第4能级的氢原子可以吸收一个能量为0.75 eV的光子并电离B.图丙中的图线a所表示的光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的C.图丙中的图线b所表示的光的光子能量为12.75 eVD.用图丙中的图线a所表示的光照射阴极K时，光电子的最大初动能比用 图线b所表示的光照射时更大
处于第4能级的氢原子电离需要的能量为0.85 eV，选项A错误；由题图丙可知，图线b对应的
遏止电压大于图线a对应的遏止电压，根据光电效应方程有Ek＝hν－W0及eUc＝Ek，知b光的频率最大，能量最大，因此图线b所表示的光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的，且Eb＝E4－E1＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV，选项B错误，C正确；
高考备考一轮复习已接近尾声，即将迎来二轮复习。一轮复习注重知识的理解与基础的夯实，二轮复习注重知识的综合运用与能力的提高，是高考复习中的重要阶段。二轮复习要注意以下几个方面：一、以核心和主干知识为重点。构建知识结构体系，确定每一个专题的内容，在教学中突出知识的内在联系与综合。二、注重情景与过程的理解与分析。善于构建物理模型，明确题目考查的目的，恰当运用所学知识解决问题：情景是考查物理知识的载体。三、加强能力的提升与解题技巧的归纳总结。学生能力的提升要通过对知识的不同角度、不同层面的训练来实现。四、精选训练题目，使训练具有实效性、针对性。五、把握高考热点、重点和难点。充分研究近5年全国和各省市考题的结构特点，把握命题的趋势和方向，确定本轮复习的热点与重点，使本轮复习更具有针对性、方向性。对重点题型要强化训练，举一反三、触类旁通，注重解题技巧的提炼，充分提高学生的应试能力。
专题六 热学 近代物理
1.命题角度：(1)光电效应、能级跃迁；(2)核反应、核能.2.常用方法：图像法.3.常考题型：选择题.
考点一 光电效应 能级跃迁
1.光电效应两条对应关系(1)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大；(2)光照强度大(同种频率的光)→光子数目多→发射光电子多→光电流大.2.定量分析时应抓住三个关系式
3.光电效应的四类图像分析
4.解决氢原子能级跃迁问题的三点技巧(1)原子跃迁时，所吸收或辐射的光子能量只能等于两能级的能量差.(2)原子从某一能级电离时，所吸收的能量可以大于或等于这一能级能量的绝对值，剩余能量为自由电子的动能.(3)一个氢原子跃迁发出的可能光谱线条数最多为(n－1)，而一群氢原子跃迁发出的可能光谱线条数可用N＝ 求解.
例1 (2022·山东济南市一模)光电管是一种利用光照产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可以形成光电流.表中记录了某同学进行光电管实验时的数据.
由表中数据得出的以下论断中正确的是A.三次实验采用了不同频率的入射光B.三次实验光电管中的金属板材质不同C.若入射光子的能量为5.0 eV，不论光强多大，饱和光电流一定大于60 mAD.若入射光子的能量为5.0 eV，逸出光电子的最大初动能为1.8 eV
入射光子的能量相同，根据ε＝hν可知，三次实验采用了相同频率的入射光，故A错误；根据Ek＝hν－W0可知，最大初动能相同，则逸出功相同，因此金属板材质相同，故B错误；对于不同频率的光子，饱和光电流的大小还与光照强度有关，当入射光子的能量为5 eV，若光照强度弱，饱和光电流大小不一定大于60 mA，故C错误；根据Ek1＝ε1－W0，Ek2＝ε2－W0，代入数据解得Ek2＝1.8 eV，故D正确.
例2 (2022·江苏常州市期末)如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率ν1<ν2，保持入射光不变，则光电子到达A极时动能的最大值Ekm随电压U变化关系的图像是
光电管所加电压为正向电压，则根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电子到达A极时动能的最大值为Ekm＝Ue＋hν－hν截止，可知Ekm－U图像的斜率相同，均为e；截止频率越大，则图像在纵轴上的截距越小，因ν1<ν2，则选项C正确，A、B、D错误.
例3 (2022·江苏扬州市期末)如图所示为氢原子的能级图，现有大量的氢原子处于n＝3的激发态，当氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级时，辐射出光子a；当氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级时，辐射出光子b，下列说法正确的是A.由于跃迁所发射的光谱线仅有2条B.光子a的能量大于光子b的能量C.光子a的动量小于光子b的动量D.用光子能量为0.7 eV的光照射可被吸收
因为有大量处于n＝3激发态的氢原子，跃迁时能释放 ＝3种不同频率的光子，则跃迁所发射的光谱线有3条，故A错误；由题意知，当氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级时，
辐射出光子a的能量为ε＝E3－E2＝1.89 eV，当氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级时，辐射出光子b的能量为ε′＝E3－E1＝12.09 eV，所以光子a的能量小于光子b的能量，故B错误；
因为氢原子向高能级跃迁时吸收能量为两能级之差，经分析知用光子能量为0.7 eV的光照射不能被吸收，故D错误.
1.核衰变问题(1)核衰变规律：m＝ m0，N＝ N0.(2)α衰变和β衰变次数的确定方法①方法一：由于β衰变不改变质量数，故可以先由质量数改变确定α衰变的次数，再根据电荷数守恒确定β衰变的次数.②方法二：设α衰变次数为x，β衰变次数为y，根据质量数和电荷数守恒列方程组求解.
2.核能的计算方法(1)根据爱因斯坦质能方程，用核反应亏损的质量乘真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2.(2)根据1 u(原子质量单位)相当于931.5 MeV的能量，用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5 (MeV).3.核反应方程中电荷数守恒，质量数守恒，有质量亏损.
例5 (2022·河南开封市二模)在匀强磁场中，有一个原来静止的C原子核发生衰变，它放出的粒子与反冲核的径迹是两个相内切的圆，两圆的直径之比为7∶1，那么C的衰变方程为
例6 (2022·陕西西安市一模)2020年3月15日中国散裂中子源(CSNS)利用中子成像技术帮助中国科技大学进行了考古方面的研究.散裂中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置.下列关于中子研究的说法正确的是
经过4次α衰变，2次β衰变，新核质量数为222，电荷数为86，中子数为136，原来的原子核中子数为238－92＝146，则新核与原来的原子核相比，中子数少了10个，选项B错误；放射性β射线其实质是高速电子流，选项C错误；核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度，选项D正确.
例7 (2020·全国卷Ⅱ·18)氘核 可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式 表示.海水中富含氘，已知1 kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个，若全都发生聚变反应，其释放的能量与质量为M的标准煤燃烧时释放的热量相等；已知1 kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107 J，1 MeV＝1.6×10－13 J，则M约为A.40 kg B.100 kgC.400 kg D.1 000 kg
1.(2022·江苏如皋市期末)图甲中给出了氢原子光谱中4种可见光谱线对应的波长，这4种光的光子能量由大到小排列依次为3.02 eV、2.86 eV、2.55 eV和1.89 eV，氢原子能级图如图乙所示，则A.遇同一个障碍物，Hα比Hδ更易发生 明显衍射现象B.Hγ光能使处于n＝2能级的氢原子电离C.Hδ光是由处于n＝5能级的氢原子向 低能级跃迁的过程中产生的D.若4种光均能使某金属发生光电效应，则Hα光对应的光电子的最大初动能 最大
因为Hα比Hδ的波长更大，则遇同一个障碍物，Hα比Hδ更易发生明显衍射现象，选项A正确；Hγ光的光子能量为2.86 eV，而使处于n＝2能级的氢原子电离需要的
能量至少为3.4 eV，则Hγ光不能使处于n＝2能级的氢原子电离，选项B错误；
Hδ光的光子能量为3.02 eV，是由处于n＝6能级的氢原子向n＝2能级跃迁的过程中产生的，选项C错误；Hα光的波长最长，光子能量最小，则
若4种光均能使某金属发生光电效应，则Hα光对应的光电子的最大初动能最小，选项D错误.
2.(2022·湖北省荆州中学期末)原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正确的有
3.如图所示，已知用光子能量为2.82 eV的紫光照射光电管中K极板的金属涂层时，毫安表的指针发生了偏转.若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，此时电压表读数为1.00 V(e＝1.60×10－19 C)，则K极板的金属涂层的逸出功约为A.6.1×10－19 JB.4.5×10－19 JC.2.9×10－19 JD.1.6×10－19J
由题述“将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，此时电压表读数为1.00 V”，可知遏止电压为Uc＝1.00 V，光电子的最大初动能为Ek＝eUc＝1 eV，
根据爱因斯坦光电效应方程可知K极板的金属涂层的逸出功为，W0＝hν－Ek＝2.82 eV－1 eV＝1.82 eV＝1.82×1.6×10－19 J≈2.9×10－19 J，C正确.
1.(2022·安徽蚌埠市期末)下列说法正确的是A.光电效应现象说明光具有波动性B.氢原子从激发态跃迁到基态要辐射出光子C.通过化学的方法可以改变放射性物质的半衰期D.原子核衰变辐射出的射线在电场或磁场中都会发生偏转
光电效应现象说明光具有粒子性，故A错误；氢原子从激发态跃迁到基态时要释放能量，即辐射出光子，故B正确；放射性物质的半衰期由物质本身决定，与外部的状态或环境无关，所以采用化学的方法不可以改变放射性物质的半衰期，故C错误；在原子核衰变辐射出的射线中，γ射线是一种波长很短的电磁波，它在电场或磁场中均不会发生偏转，故D错误.
2.(2022·贵州贵阳市五校联考)用光电管研究光电效应，按如图的方式连接电路，当用黄光照射阴极K时，电路中的电流表有示数，则下列说法正确的是A.仅将黄光的光强减弱一些，则不能产生光电效应B.仅将电源的正负极对调，则电流表不可能有示数C.若改用紫光照射阴极，其他条件不变，则电流表 仍然有示数D.仅将滑动变阻器的触头向右滑动一些，则电流表的示数一定增大
仅将黄光的光强减弱一些，仍能发生光电效应，故A错误；将电路中电源的极性反接后，即加上反向电压，若光电子的动能足够大，电路中还会有光电流，电流表仍可能有示数，故B错误；
紫光的频率大于黄光的频率，所以改用紫光照射阴极，其他条件不变，则电流表仍然有示数，故C正确；饱和光电流与入射光的强度有关，仅将滑动变阻器的触头向右滑动一些，不改变光的强度，电流表的示数不一定增大，故D错误.
3.(2022·黑龙江齐齐哈尔市一模)2022年1月3日，联合国安理会5个常任理事国发表联合声明，表达防止核武器扩散的决心.有关核反应和核能，下列说法正确的是A.原子弹是利用核聚变释放出核能，氢弹是利用核裂变的链式反应原理B.目前人类获得核能有两条途径，即裂变和聚变C.当铀块的体积小于临界体积时就会发生链式反应放出巨大能量D.原子核必须在超高温下才能发生聚变，说明核聚变过程只能吸收能量
氢弹是核聚变原理，原子弹是利用核裂变原理释放出巨大的能量，故A错误；目前核能是通过核裂变或核聚变获取能量的，故B正确；当铀块的体积大于等于临界体积，并有慢中子能够被俘获时，就会发生链式反应，瞬时放出巨大能量，故C错误；氘或氚，在一定条件下(如超高温和高压)，发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，发生核聚变，核聚变过程要释放能量，故D错误.
4.宇宙射线进入地球大气层时，与大气作用会产生中子，中子撞击大气中的粒子X引发核反应产生粒子Y，核反应方程为X＋ →Y＋Z；Y具有放射性，能够自发地进行β衰变而变成X，核反应方程为Y→X＋ ，则其中Z为A.质子 B.α粒子 C.中子 D.电子
5.(2022·山东淄博市一模)某光源发出的光由不同频率的光组成，不同频率的光的强度如图所示，表中给出了某些材料的截止频率，用该光源发出的光照射表中材料，下列说法正确的是
A.仅钾能产生光电子 B.仅钨、钙能产生光电子C.仅钙、钾能产生光电子 D.钨、钙、钾都能产生光电子
由题图可知，该光源发出的光的频率大约在6×1014 Hz 到14×1014 Hz之间，而三种材料中，截止频率最大的钨的截止频率为10.95×1014 Hz，小于14×1014 Hz，所以该光源能使三种材料都发生光电效应，产生光电子，故选D.
6.(2019·全国卷Ⅰ·14)氢原子能级示意图如图所示.光子能量在1.63 eV～3.10 eV的光为可见光.要使处于基态(n＝1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为 eV eV eV
因为可见光光子的能量范围是1.63 eV～3.10 eV，所以处于基态的氢原子至少要被激发到n＝3能级，要给氢原子提供的能量最少为E＝(－1.51＋13.60) eV＝12.09 eV，故选项A正确.
7.(2022·山东泰安市一模)已知氢原子基态的能量为E1＝－13.6 eV，大量氢原子处于某一激发态.由这些氢原子可能发出的所有光子中，频率最高的光子能量为－0.937 5E1(激发态能量En＝ ，其中n＝2,3，…)，则下列说法正确的是A.这些氢原子中最高能级为5能级B.这些氢原子中最高能级为6能级C.这些光子可具有6种不同的频率D.这些光子可具有4种不同的频率
8.(2018·全国卷Ⅱ·17)用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10－19 J.已知普朗克常量为6.63×10－34 J·s，真空中的光速为3.00×108 m·s－1.能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为A.1×1014 Hz B.8×1014 HzC.2×1015 Hz D.8×1015 Hz
9.(2022·辽宁铁岭市六校期末)太阳内部的核聚变可以释放出大量的能，这些能以电磁辐射的形式向四面八方辐射出去，其总功率达到P0＝3.8×1026 W.设太阳上的热核反应是4个质子聚合成1个氦核同时放出2个中微子(质量远小于电子质量，穿透能力极强的中性粒子，可用υ表示)和另一种带电粒子(用 表示)，且知每一次这样的核反应质量亏损为5.0×10－29 kg，已知真空中的光速c＝3×108 m/s，电子的电荷量e＝1.6×10－19 C.则每秒钟太阳产生中微子的个数约为A.8×1037个 B.8×1038个C.2×1037个 D.2×1038个
10.(2021·浙江6月选考·13)已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，电子的质量为9.11×10－31 kg，一个电子和一滴直径约为4 μm的油滴具有相同动能，则电子与油滴的德布罗意波长之比的数量级为(ρ油＝0.8×103 kg/m3)A.10－8 D.1016
所以C正确，A、B、D错误.
11.(2022·山东淄博市一模)人眼对绿光最为敏感，如果每秒有6 个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉.现有一个光源以10 W的功率均匀地向各个方向发射波长为5.3×10－7 m的绿光，已知瞳孔的直径为4 mm，普朗克常量为h＝6.63×10－34 J·s，光速为3×108 m/s，不计空气对光的吸收，则眼睛能够看到这个光源的最远距离约为A.2×107 m B.2×106 mC.2×105 m D.2×104 m
一个光子的能量为E＝hν，ν为光的频率，光的波长与频率的关系为c＝λν，光源每秒发出的光子的个数为n＝ ，P为光源的功率，光子以球面波的形式传播，那么以光源为原点的球面上的光子数相同，人眼瞳孔面积S＝ ，其中d为瞳孔直径，由题意，如果每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼镜就能察觉到，也就是说在瞳孔所处的球面上能保证每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，设人与光源的距离为r，那么人眼所处的球面的表面积为S′＝4πr2，所以 ·S≥6，联立以上各式解得r≤2×106 m，B正确，A、C、D错误.
12.(多选)(2022·湖北武汉市质检)氢原子光谱在可见光部分只有四条谱线，它们分别从n为3、4、5、6的能级直接向n＝2能级跃迁时产生.四条谱线中，一条红色、一条蓝色、两条紫色，则下列说法正确的是A.红色谱线是氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时产生的B.蓝色谱线是氢原子从n＝5能级直接向n＝2能级跃迁时产生的C.若氢原子从n＝6能级直接向n＝2能级跃迁时所产生的辐射不能使某金属发生光 电效应，则氢原子从n＝4能级直接向n＝2能级跃迁时所产生的辐射将可能使 该金属发生光电效应D.若氢原子从n＝3能级直接向n＝2能级跃迁时所产生的辐射能使某金属发生光 电效应，则氢原子从n＝6能级直接向n＝2能级跃迁时所产生的辐射一定能使 该金属发生光电效应
红光的频率最低，光子的能量最小，故跃迁时对应的能级差最小，所以红色谱线是氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时产生的，A正确；紫光的频率最高，光子的能量最大，故紫色谱线是氢原子从n＝6能级或n＝5能级直接向n＝2能级跃迁时产生的，蓝色谱线是氢原子从n＝4能级直接向n＝2能级跃迁时产生的，B错误；氢原子从n＝4能级直接向n＝2能级跃迁时产生的光子的频率小于从n＝6能级直接向n＝2能级跃迁时产生的光子的频率，若后者不能使某金属发生光电效应，则后者的频率小于该金属的截止频率，则前者更不可能使该金属发生光电效应，C错误；
氢原子从n＝3能级直接向n＝2能级跃迁时产生的光子的频率小于从n＝6能级直接向n＝2能级跃迁时产生的光子的频率，若前者能使某金属发生光电效应，则后者一定能使该金属发生光电效应，D正确.
(1)写出核反应方程；
(2)求镭核衰变放出的能量；
答案 6.05 MeV
镭核衰变放出的能量ΔE＝(226.025 4－4.002 6－222.016 3)×931.5 MeV≈6.05 MeV.
(3)若镭核衰变前静止，且衰变放出的能量均转变为氡核和放出的粒子的动能，求放出粒子的动能.
答案 5.94 MeV
镭核衰变时动量守恒，则有mRnvRn－mαvα＝0又根据衰变放出的能量转变为氡核和α粒子的动能，由能量守恒定律有
14.(2022·江苏苏州市期末)氢原子的能级图如图甲所示，一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光，其中只有频率为νa、νb的两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应.分别用频率为νa、νb的两个光源照射光电管阴极K，测得电流随电压变化的图像如图丙所示.下列说法中正确的是
A.处于第4能级的氢原子可以吸收一个能量为0.75 eV的光子并电离B.图丙中的图线a所表示的光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的C.图丙中的图线b所表示的光的光子能量为12.75 eVD.用图丙中的图线a所表示的光照射阴极K时，光电子的最大初动能比用 图线b所表示的光照射时更大
处于第4能级的氢原子电离需要的能量为0.85 eV，选项A错误；由题图丙可知，图线b对应的
遏止电压大于图线a对应的遏止电压，根据光电效应方程有Ek＝hν－W0及eUc＝Ek，知b光的频率最大，能量最大，因此图线b所表示的光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的，且Eb＝E4－E1＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV，选项B错误，C正确；
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