(要点归纳+夯实基础练) 第二节 原子结构和原子核-2023年高考物理一轮系统复习学思用

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第二节 原子结构和原子核
【要点归纳】
一、电子的发现
1．实验现象：英国物理学家汤姆孙使用气体放电管对阴极射线进行了一系列实验研究．
(1)让阴极射线分别通过电场和磁场，根据偏转现象，证明它是带负电的粒子流并求出其比荷．
(2)换用不同材料的阴极做实验，所得比荷的数值都相同，是氢离子比荷的近两千倍．证明这种粒子是构成各种物质的共有成分．
(3)组成阴极射线的粒子称为电子．
二、电子电荷量的测定
1．电子的电荷量：1910年美国物理学家密立根通过著名的“油滴实验”简练精确地测定了电子的电量。电子电荷的现代值为e＝1.602×10－19C。
2．电子电荷量的测定
(1)密立根实验的原理
a．如图所示，两块平行放置的水平金属板A、B与电源相连接，使A板带正电，B板带负电。从喷雾器喷嘴喷出的小油滴经上面的金属板中间的小孔，落到两板之间的匀强电场中。

b．小油滴由于摩擦而带负电，调节A、B两板间的电压，可以使小油滴静止在两板之间，此时电场力和重力平衡即mg＝Eq，则电荷的电量q＝。
他测定了数千个带电油滴的电量，发现这些电量都是某个最小电量的整数部，这个最小的电量就是电子的电量。
三、汤姆孙的原子模型
汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个球体、正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌在球中．

汤姆孙的原子模型被称为西瓜模型或枣糕模型，该模型能解释一些实验现象，但后来被α粒子散射实验否定了．
四、α粒子散射实验
1．实验装置
(1)整个实验必须在真空中进行．(2)金箔很薄，α粒子(He)很容易穿过．

2．实验结果
绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大角度的偏转，偏转的角度甚至大于90°.
3．实验解释
α粒子散射实验令卢瑟福万分惊奇，按照汤姆孙的枣糕模型：带正电的物质均匀分布，带负电的电子质量比α粒子的质量小得多，α粒子碰到电子就像子弹碰到一粒尘埃一样，其运动方向不会发生什么改变．但实验结果出现了像一枚炮弹碰到一层薄薄的纸被反弹回来这一不可思议的现象．卢瑟福通过分析，否定了汤姆孙的原子结构模型，提出了核式结构模型．
五、卢瑟福原子核式结构模型
1．内容：原子的内部有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷以及几乎全部质量都集中在原子核内；带负电的电子绕核运动．原子的核式结构模型又被称为行星模型．
2．核式结构对α粒子散射实验的解释
原子核很小，原子内部空间很大．α粒子穿过金箔时离核较远，受核的斥力很小，它们的运动几乎不受影响；当α粒子离核较近时，才会受核的较大斥力而发生大角度偏转；正对原子核的a粒子，会发生反弹．因原子核很小，大多数α粒子接近它的机会很少，基本上仍沿原方向运动；发生偏转的α粒子中，大多数偏角也不大，只有极少数发生大角度偏转，个别的正对原子核运动的粒子会反弹．
六、光谱和光谱分析
1．光谱分类
(1)连续光谱
①产生：炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱，如电灯丝发出的光、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱．
②特点：其光谱是连在一起的光带．
(2)线状谱：只含有一些不连续的亮线的光谱．
①产生：由游离状态的原子发射的，因此也叫原子光谱，稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是线状谱．实验证明，每种元素的原子都有一定特征的线状谱，可以使用光谱管观察稀薄气体发光时的线状谱．
②特点：不同元素的原子产生的线状谱是不同的，但同种元素原子产生的线状谱是相同的，这意味着，某种物质的原子可用其线状谱加以鉴别，因此称某种元素原子的线状谱为这种元素原子的特征谱线．
(3)吸收光谱
①定义：高温物体发出的白光通过某物质后，某些波长的光被该物质吸收后产生的光谱．
②产生：由高压气体或炽热物体发出的白光通过温度较低的气体后产生的．
③特点：在连续谱的背景上有若干条暗线．实验表明，各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该原子的线状谱中的一条亮线相对应．即某种原子发出的光与吸收的光的频率是特定的，因此吸收光谱中的暗线也是该元素原子的特征谱线．
例如：太阳光谱就是太阳内部发出的强光经温度较低的太阳大气层时产生的吸收光谱．
2．光谱分析
(1)定义：每种原子都有自己的特征谱线，可以利用光谱来鉴别物质和确定物质的组成成分．
(2)优点：灵敏度高，分析物质的最低量达10－10g.
(3)应用：①应用光谱分析发现新元素；
②鉴别物体的物质成分，研究太阳光谱时发现了太阳中存在钠、镁、铜、锌、镍等金属元素；
③应用光谱分析鉴定食品优劣；
④天文学上光谱红移表明恒星远离等．
七、氢光谱的规律
1．氢原子光谱实验：在充有稀薄氢气的放电管两极间加上2kV～3kV的高压，使氢气放电，氢原子在电场的激发下发光，通过分光镜观察氢原子的光谱。(实验装置如图所示)

2．实验现象：在可见光区内，观察到波长分别为656.47nm、486.27nm、434.17nm、410.29nm。的四条谱线，分别用符号Hα、Hβ、Hγ、Hδ 表示，(见下图)

3．巴耳末公式：从氢气放电管可以得到氢原子光谱，在可见光区的氢光谱符合巴耳末公式，用波长的倒数写出的公式为＝R(n＝3，4，5，…)．式中的R为里德伯常量，实验值为R＝1.10×107 m－1.可以看出，n只能取正整数，不能连续取值，波长也只能是分立的值．
①巴耳末线系的4条谱线都处于可见光区。
②在巴耳末线系中n值越大，对应的波长λ越短，即n＝3时，对应的波长最长；n＝6时，对应的波长最短。
③除了巴耳末线系，氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线，也都满足与巴耳末公式类似的关系式。
八、玻尔理论的基本假设
1．定态假设：当电子在不同轨道上运动时，原子处于不同的状态中，具有不同能量，即原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫作能级．原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为定态．能量最低的状态叫作基态，其他的能量状态叫作激发态．
2．跃迁假设：当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为Em)跃迁到能量较低的定态轨道(能量记为En，m>n)时，会放出能量为hν的光子，该光子的能量hν＝Em－En，该式称为频率条件，又称辐射条件．
3．轨道假设：玻尔认为，电子绕原子核做圆周运动，服从经典力学的规律，但轨道不能是任意的，只有半径在符合一定条件时，这样的轨道才是可能的，也就是说：电子的轨道是量子化的．电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射．
九、氢原子的能级和跃迁
1．氢原子的能级图．

2．能级图的理解．
(1)能级图中，n称为量子数，E1代表氢原子的基态能量，即量子数n＝1时对应的能量，其值为－13.6 eV.En代表电子在第n个轨道上运动时的能量．
(2)作能级图时，能级横线间的距离和相应的能级差相对应，能级差越大，间隔越宽，所以量子数越大，能级越密，竖直线的箭头表示原子跃迁方向，长度表示辐射光子能量的大小，n＝1是原子的基态，n→∞是原子电离时对应的状态．
3．能级跃迁：处于激发态的原子是不稳定的，它会自发地向较低能级跃迁，经过一次或几次跃迁到达基态．所以一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱线条数为：N＝＝C.
十、天然放射现象及三种射线
1．1896年，法国物理学家贝克勒尔发现某些物质具有放射性．
2．物质发射射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素，放射性元素自发地发出射线的现象叫作天然放射现象．
3．原子序数大于或等于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于83的元素，有的也能放出射线．
4．玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种放射性更强的新元素，命名为钋Po和镭Pa．
5．三种射线：
(1)α射线：实际上就是氦原子核，速度可达到光速的，其电离能力强，穿透能力较差，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住．
(2)β射线：是高速电子流，它速度很大，可达光速的99%，它的穿透能力较强，电离能量较弱，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板．
(3)γ射线：呈电中性，是能量很高的电磁波，波长很短，在10－10 m以下，它的电离作用更小，但穿透能力很强，甚至能穿透几厘米厚的铅板或几十厘米厚的混凝土．
(4)放射线来自原子核，说明原子核内部是有结构的．
十一、原子核的组成
1．原子核的组成.
(1)核子：质子和中子统称为核子.
(2)原子核的组成：由核子组成，即由质子和中子组成.

(3)原子核的符号：X.
X为元素符号，A表示质量数，Z表示电荷数(即原子序数).
(4)基本关系.
核电荷数＝质子数(Z)＝元素的原子序数＝核外电子数
质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数
2．同位素.
原子核内的质子数决定了元素的化学性质，同种元素的原子质子数相同，核外电子数也相同，所以有相同的化学性质，但它们的中子数可以不同.
例如氢的三种同位素：氕(H)、氘(H)、氚(H).
十二、原子核的衰变规律及衰变方程
1．衰变种类．
(1)α衰变：放射性元素放出α粒子的衰变叫作α衰变．
(2)β衰变：放射性元素放出β粒子的衰变叫作β衰变．
2．(1)衰变规律：原子核衰变时，衰变前后的电荷数和质量数都守恒．
(2)衰变方程：α衰变：X→Y＋He；β衰变：X→Y＋e.
3．确定原子核衰变次数的方法与技巧．
(1)方法：设放射性元素X经过n次α衰变和m次β衰变后，
变成稳定的新元素Y，则衰变方程为：X→Y＋nHe＋me.
根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程，得A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m.
联立以上两式，解得：n＝，m＝＋Z′－Z.
由此可见，确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组．
(2)技巧：为了确定衰变次数，一般先由质量数的改变确定α衰变的次数(这是因为β衰变的次数多少对质量数没有影响)，然后根据衰变规律确定β衰变的次数．
十三、半衰期的理解及应用
1．意义：描述放射性元素衰变的快慢．
2．公式：N余＝N原，m余＝m原.
式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数或质量，N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数或质量，t表示衰变时间，T表示半衰期．
十四、原子核的人工转变及核反应方程
1．原子核的人工转变．
(1)条件：用α粒子、质子、中子，甚至用γ光子轰击原子核使原子核发生转变．
(2)实质：用粒子轰击原子核并不是粒子与原子核碰撞将原子核打开，而是粒子打入原子核内部使原子核发生了转变．
2．三个重要的原子核的人工转变方程．
(1)卢瑟福发现质子：N＋He→O＋H.
(2)查德威克发现中子：Be＋He→C＋n.
(3)约里奥－居里夫妇发现人工放射性同位素：
He＋Al→P＋n，P具有放射性，P→Si＋e.
十五、对结合能和比结合能的理解
1．结合能：原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开，也需要能量，这就是原子核的结合能，它等于核子结合为原子核时放出的能量．
2．比结合能：原子核的结合能与其核子数之比，称作比结合能．它反映了原子核的稳定程度．
3．比结合能曲线：不同原子核的比结合能随质量数变化的图线如图所示．

从图中可看出，中等质量原子核的比结合能最大，轻核和重核的比结合能都比中等质量的原子核要小．
4．比结合能与原子核稳定的关系．
(1)比结合能的大小能够反映原子核的稳定程度，比结合能越大，原子核就越难拆开，表示该原子核就越稳定．
(2)核子数较小的轻核与核子数较大的重核，比结合能都比较小，表示原子核不太稳定；中等核子数的原子核，比结合能较大，表示原子核较稳定．
(3)当比结合能较小的原子核转化成比结合能较大的原子核时，就可能释放核能．例如，一个核子数较大的重核分裂成两个核子数小一些的核，或者两个核子数很小的轻核结合成一个核子数大一些的核，都能释放出巨大的核能．
十六、核能计算的五种类型
(1)根据质量亏损公式ΔE＝Δmc2计算。
(2)利用原子质量单位u和电子伏特间的关系计算ΔE＝Δm·931.5 MeV/u。
(3)利用平均结合能来计算核能
原子核的结合能＝核子的平均结合能×核子数。核反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差，就是该次核反应所释放(或吸收)的核能。
(4)根据能量守恒和动量守恒来计算核能
参与核反应的粒子所组成的系统，在核反应过程中的动量和能量是守恒的，因此，在题给条件中没有涉及质量亏损，或者核反应所释放的核能全部转化为生成的新粒子的动能而无光子辐射的情况下，从动量和能量守恒可以计算出释放的核能。
(5)应用阿伏加德罗常数计算核能
若要计算具有宏观质量的物质中所有原子核都发生核反应所放出的总能量，应用阿伏加德罗常数计算核能较为简便。
①根据物体的质量m和摩尔质量M由n＝求出物质的量，并求出原子核的个数：N＝NAn＝NA。
②由题设条件求出一个原子核与另一个原子核反应放出或吸收的能量E0(或直接从题目中找出E0)。
③再根据E＝NE0求出总能量。
十七、重核裂变及链式反应
1．裂变：重核被中子轰击后分裂成两块质量差不多的新原子核，释放出核能的反应．
2．铀核裂变：用中子轰击铀核，铀核发生裂变，铀核裂变的产物是多样的，其中最典型的反应是生成钡和氪，同时放出三个中子．核反应方程式为：
U＋n→Ba＋Kr＋3n.
3．链式反应：当一个中子引发一个铀核裂变后，反应释放出的中子又轰击其他原子核产生裂变……，这样的反应一代接一代进行下去的过程，叫作裂变的链式反应．
4．临界体积和临界质量：通常把裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫作它的临界体积，相应的质量叫作临界质量．
5．发生链式反应的条件：裂变物质的体积必须大于或等于临界体积，或裂变物质的质量必须大于或等于临界质量．
6．常见的裂变方程：
①U＋n―→Xe＋Sr＋2n.
②U＋n―→Ba＋Kr＋3n.
十八、核电站
1．核电站的核心设施是核反应堆，核反应堆主要由以下几部分组成：
(1)燃料：浓缩铀235；
(2)减速剂：铀235容易捕获慢中子发生反应，采用石墨、重水或普通水做减速剂；
(3)控制棒：为了控制能量释放的速度，就要想办法减少中子的数目，采用在反应堆中插入镉棒的方法，利用镉吸收中子能力很强的特性，就可以容易地控制链式反应的速度．
2．核电站的工作原理．
在核电站中，核反应堆是热源，如图为简化的核反应堆的示意图．

铀棒是燃料，由天然铀或浓缩铀(铀235的含量占2%～4%)制成．石墨(或重水)为减速剂，使反应生成的快速中子变为慢中子，便于铀235吸收，发生裂变，减速剂附在铀棒周围．镉棒的作用是吸收中子，控制反应速度，所以也叫控制棒．控制棒插入深些，吸收中子多，反应速度变慢；插浅一些，吸收中子少，反应速度加快．采用电子仪器自动地调节控制棒的升降，就能使反应堆安全正常地工作．
核反应释放的能量大部分转化为内能，这时通过水或液态钠做冷却剂，在反应堆内外循环流动，把内能传输出去，用于推动蒸汽机，使发电机发电．发生裂变反应时，会产生一些有危险的放射性物质，很厚的混凝土防护层可以防止辐射线射到外面．
十九、核聚变
1．核聚变的特点．
(1)在消耗相同质量的核燃料时，轻核聚变比重核裂变释放更多的能量．
(2)热核反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就可以使反应进行下去．
(3)普遍性：热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳就是一个巨大的热核反应堆．
2．核聚变的应用．
(1)核武器——氢弹：一种不需要人工控制的轻核聚变反应装置．它利用弹体内的原子弹爆炸产生的高温高压引发热核聚变爆炸．
(2)可控热核反应：目前处于探索阶段．
二十、粒子和宇宙
1．“基本粒子”不基本．
(1)直到19世纪末，人们都认为光子、电子、质子和中子是基本粒子．
(2)随着科学的发展，科学家们发现了很多的新粒子并不是由以上基本粒子组成的，并发现质子、中子等本身也有复杂结构．
2．发现新粒子．
(1)新粒子：1932年发现了正电子，1937年发现了μ子，1947年发现了K介子和π介子及以后的超子等．
(2)粒子的分类：按照粒子与各种相互作用的关系，可将粒子分为三大类：强子、轻子和媒介子．
3.夸克模型．
(1)夸克的提出：1964年美国物理学家盖尔曼提出了强子的夸克模型，认为强子是由夸克构成的．
(2)夸克的种类：上夸克(u)、下夸克(d)、奇异夸克(s)、粲夸克(c)、底夸克(b)和顶夸克(t)．
(3)夸克所带电荷：夸克所带的电荷量是分数电荷量，即其电荷量为元电荷的－或＋.例如，上夸克带的电荷量为＋，下夸克带的电荷量为－.
(4)意义：电子电荷不再是电荷的最小单位，即存在分数电荷．
【夯实基础练】
1．(2022•高考湖南卷)关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是( )
A．卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征
B．玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律
C．光电效应揭示了光的粒子性
D．电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性
【解析】 A．波尔的量子化模型很好地解释了原子光谱的分立特征，A错误；
B．玻尔的原子理论成功的解释了氢原子的分立光谱，但不足之处，是它保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念，还不成完全揭示微观粒子的运动规律，B错误；
C．光电效应揭示了光的粒子性，C正确；
D．电子束穿过铝箔后的衍射图样，证实了电子的波动性，质子、中子及原子、分子均具有波动性，D错误。故选C。
【答案】 C
2．(2022•高考广东卷)目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子。氢原子第n能级的能量为，其中。图是按能量排列的电磁波谱，要使的氢原子吸收一个光子后，恰好失去一个电子变成氢离子，被吸收的光子是(　　)

A．红外线波段的光子 B．可见光波段的光子
C．紫外线波段的光子 D．X射线波段的光子
【解析】 要使处于n=20的氢原子吸收一个光子后恰好失去一个电子变成氢离子，则需要吸收光子的能量为，则被吸收的光子是红外线波段的光子。故选A。
【答案】 A
3．(2022•重庆市第八中学高三(下)冲刺四)红外测温仪通过检测物体发出的红外线来测量温度。图为氢原子能级示意图，已知红外线光子能量的范围是：，当大量处于第4能级的氢原子向较低能级跃迁时，所辐射出的光子中能被红外测温仪捕捉到的光子频率种类有(　　)

A．1种 B．2种 C．3种 D．4种
【解析】 大量处于第4能级的氢原子向较低能级跃迁时，辐射出的光子能量有






可知所辐射出的光子中能被红外测温仪捕捉到的光子频率种类有种，A正确，BCD错误；故选A。
【答案】 A
4．(2022•东北育才学校七模)如图是氢原子从、4、5、6能级跃迁到能级时辐射的四条光谱线中，频率从大到小列第三位的是(　　)

A． B． C． D．
【解析】 由图可知，从能级跃迁到能级时辐射的谱线能量第三大，因此频率列第三位，即，ACD错误，B正确。故选B。
【答案】 B
5．(2022•湖南师范大学附属中学二模)2020年诺贝尔物理学奖授予了三名科学家：英国科学家罗杰·彭罗斯因证明黑洞是爱因斯坦广义相对论的直接结果而获奖；德国科学家赖因哈德·根策尔和美国科学家安德烈娅·盖兹因在银河系中央发现超大质量天体而获奖。下列有关物理学史的说法正确的是(　　)
A．汤姆孙发现了电子并提出了原子的核式结构模型
B．法拉第发现了电磁感应现象，并得出了法拉第电磁感应定律
C．普朗克把能量子引人物理学，破除了“能量连续变化”的观念
D．玻尔原子理论的成功之处是它保留了经典粒子的概念
【解析】 A．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，故A错误；
B．法拉第发现了电磁感应现象，纽曼和韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后得出法拉第电磁感应定律，故B错误；
C．普朗克把能量子引入物理学，说明能量是不连续的，故C正确；
D．玻尔的原子理论成功解释了氢原子光谱的实验规律，但不足之处是保留了经典粒子的概念，故D错误。故选C。
【答案】 C
6．(2022•辽宁省高三(下)高考联合模拟考试)2021年5月，中国科学技术大学宣布开发出超导量子计算机“祖冲之号”，使得计算机的信息处理能力得到进一步提升。量子计算领域的发展离不开近代物理的成果，下列关于近代物理知识的说法正确的是(　　)
A．黑体是可以吸收一切电磁波的理想化模型，所以黑体是不能发光的黑色物体
B．由玻尔理论可知，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，同时电子的动能减少，电势能增大
C．光电效应和康普顿效应都可以说明光具有粒子性
D．光电效应实验中遏止电压与入射光的频率有关和金属材料的逸出功无关
【解析】 A．黑体是可以吸收一切电磁波的理想化模型，黑体自身也在向外辐射电磁波，故A错误；
B．由玻尔理论可知，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，根据，可知电子速度增大，电子动能增大，库仑力做正功，电势能减小，故B错误；
C．光电效应和康普顿效应都可以说明光具有粒子性，故C正确；
D．根据爱因斯坦光电方程，以及动能定理，联立可得，可知光电效应实验中遏止电压与入射光的频率和金属材料的逸出功均有关，故D错误。故选C
【答案】 C
7．(2022•湖南省长沙市第一中学高三第九次月考)下列关于物理学史的说法正确的是(　　)
A．玻尔提出的原子理论解释了所有元素的原子具有不同特征谱线
B．伽利略直接通过上百次自由落体运动的实验证实了自由落体运动是匀加速直线运动
C．爱因斯坦以精湛的技术测量出光电效应中金属的遏止电压与入射光的频率，由此算出普朗克常量，在误差允许的范围内与普朗克根据黑体辐射得出的一致，证明了爱因斯坦光电效应方程的正确性
D．著名的月地检验表明地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力遵从相同的规律
【解析】 A．玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律，但不是成功地解释了所有原子光谱现象，A错误；
B．伽利略在研究自由落体运动时运用了实验和逻辑推理相结合的方法，B错误；
C．密立根以精湛的技术测量出光电效应中金属的遏止电压与入射光的频率，由此算出普朗克常量，在误差允许的范围内与普朗克根据黑体幅射得出的一致，证明了爱因斯坦光电效应方程的正确性，C错误；
D．牛顿的“月—地检验”表明地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力遵从相同规律，选项D正确；故选D。
【答案】 D
8．(2022•上海师范大学附属中学高三(下)第二次月考)2021年央视春晚首次采用5G信号“云”传播方式。与4G信号相比，5G信号使用频率更高的电磁波，每秒传送的数据量是4G的倍，5G信号网络的高性能很好的实现了观众的良好体验。相比4G信号，5G信号(　　)
A．波长更长 B．衍射更明显 C．传播速度更大 D．光子能量更大
【解析】 C．任何频率的电磁波在真空中的传播速度都相同，等于光的传播速度，故C错误；
A．根据公式可知，电磁波的频率越大，波长越短，5G信号使用频率更高的电磁波，则5G信号波长更短，故A错误；
B．发生明显衍射现象的条件是障碍物的大小与波长相差不多，或比波长还小，因5G信号波长更短，故5G信号不容易发生明显的衍射现象，故B错误；
D．根据公式可知，5G信号是使用频率更高的电磁波，则5G信号光子能量更大，故D正确。故选D。
【答案】 D
9．(2022•上海师范大学附属中学高三(下)第二次月考)在卢瑟福的粒子散射实验中，使极少数粒子发生大角度偏转的力是(　　)
A．弹力 B．核力 C．分子力 D．电场力
【解析】 原子核带正电且质量很大，阿尔法粒子也带正电，由于同种电荷相互排斥，电场力使阿尔法粒子被质量较大的原子核弹回。故ABC错误，D正确。故选D。
【答案】 D
10．(2022•陕西省西安中学高三(下)三模)下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法不正确的是(　　)

A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
B．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的
C．图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子
D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有波动性
【解析】 A．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，故A正确；
B．玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的，故B正确；
C．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，但没有发现质子和中子，故C错误；
D．根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性，故D正确。本题选不正确的，故选C。
【答案】 C
11．(2022•陕西省西安中学第二次模拟考试)2020年诺贝尔物理学奖授予了三名科学家：英国科学家罗杰·彭罗斯因证明黑洞是爱因斯坦广义相对论的直接结果而获奖；德国科学家赖因哈德·根策尔和美国科学家安德烈娅·盖兹因在银河系中央发现超大质量天体而获奖。下列有关物理学史的说法正确的是(　　)
A．汤姆孙发现了电子并提出了原子的核式结构模型
B．法拉第发现了电磁感应现象，并得出了法拉第电磁感应定律
C．普朗克把能量子引人物理学，破除了“能量连续变化”的观念
D．玻尔原子理论的成功之处是它保留了经典粒子的概念
【解析】 A．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，故A错误；
B．法拉第发现了电磁感应现象，纽曼和韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后得出法拉第电磁感应定律，故B错误；
C．普朗克把能量子引入物理学，说明能量是不连续的，故C正确；
D．玻尔的原子理论成功解释了氢原子光谱的实验规律，但不足之处是保留了经典粒子的概念，故D错误。故选C。
【答案】 C
12．(2022•辽宁省名校联盟高三(下)3月联合考试)氢原子能级图如图所示。用光子能量为的单色光去照射处于基态的一群氢原子，受激发后的氢原子向低能级跃迁时可以放出几种频率的光子(　　)

A．1种 B．3种 C．5种 D．6种
【解析】 基态的氢原子吸收的光子后会跃迁到能级，大量处于能级的氢原子最多辐射，即6 种频率的光子，故选D。
【答案】 D
13．(2022•鹤岗市第一中学高三(上)期末)如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34 eV，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是(　　)

A．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应现象
B．一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时，能放出种不同频率的光
C．一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为
D．用能量为14.0eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离
【解析】 A．氢原子从高能级直接向基态跃迁时发射的光子能量都大于锌的逸出功，都可以使锌板发生光电效应，故A错误；
B．一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时，能放出2种不同频率的光，故B错误；
C．一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时，放出光子的最大能量为，用此光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为，故C错误；
D．基态氢原子的电离能为13.6eV，用能量为14.0eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离，故D正确。故选D。
【答案】 D
14．(2022•福建师范大学附属中学高三(下)开学考试)图中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E。处在n=4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波。已知金属钾的逸出功为2.22 eV。在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有(　　)

A．两种 B．三种 C．四种 D．五种
【解析】 根据玻尔的跃迁假设，有，可知，这群氢原子向低能级跃迁时，能够发出6种不同频率的光波，其光子能量分别为，根据光电效应的理论解释可知，入射光的光子能量大于等于金属钾的逸出功，才能使金属钾发生光电效应。上面所求6种光子，能量大于2.22的有4种。故选C。
【答案】 C
15．(2022•北京市中央民族大学附属中学高三(下)2月检测)氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于能级上，下列说法正确的是(　　)

A．这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子
B．从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光子频率低
C．从能级跃迁到能级需吸收的能量
D．能级的氢原子电离至少需要吸收的能量
【解析】 A．大量氢原子处于能级跃迁到最多可辐射出种不同频率的光子，故A错误；
B．根据能级图可知从能级跃迁到能级辐射的光子能量为，从能级跃迁到能级辐射的光子能量为，比较可知从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光子频率高，故B错误；
C．根据能级图可知从能级跃迁到能级，需要吸收的能量为，故C正确；
D．根据能级图可知氢原子处于能级的能量为-1.51eV，故要使其电离至少需要吸收1.51eV的能量，故D错误；故选C。
【答案】 C
16．(2022•高考湖北卷)上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案：如果静止原子核俘获核外K层电子e，可生成一个新原子核X，并放出中微子νe，即+→X +。根据核反应后原子核X的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在。下列说法正确的是(　　)
A．原子核X是 B．核反应前后的总质子数不变
C．核反应前后总质量数不同 D．中微子的电荷量与电子的相同
【解析】 AC．根据质量数守恒和电荷数守恒有，X的质量数为7，电荷数为3，可知原子核X是，A正确、C错误；
B．由选项A可知，原子核X是，则核反应方程为 + → + ，则反应前的总质子数为4，反应后的总质子数为3，B错误；
D．中微子不带电，则中微子的电荷量与电子的不相同，D错误。故选A。
【答案】 A
17．(2022•高考山东卷)碘125衰变时产生射线，医学上利用此特性可治疗某些疾病。碘125的半衰期为60天，若将一定质量的碘125植入患者病灶组织，经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的(　　)
A． B． C． D．
【解析】 设刚植入时碘的质量为，经过180天后的质量为m，根据，代入数据解得，故选B。
【答案】 B
18．(2022•辽宁省沈阳市第二中学高三(下)四模)某一放射性元素放出的射线通过电场后分成三束，如图所示｡下列说法正确的是(　　)

A．射线1的电离作用在三种射线中最强
B．射线2贯穿本领最弱，用一张白纸就可以将它挡住
C．一个原子核放出一个射线1的粒子后，形成的新核比原来的核电荷数多1
D．一个原子核放出一个射线3的粒子后，质子数比原来多4个
【解析】 A．下极板带负电，由图可知射线3向下极板偏转，所受电场力向下，带正电为粒子，电离作用在三种射线中最强，故A错误；
B．射线2在电场中未偏转，不带电为γ射线，其贯穿本领最强，故B错误；
C．同理，射线1是粒子放出一个射线1的粒子后，形成的新核比原来的电荷数多1个，故C正确；
D．射线3为粒子，一个原子核放出一个射线3的粒子后，质子数和中子数都比原来少2个，故D错误。故选C。
【答案】 C
19．(2022•辽宁省辽阳市高三(下)二模)下列说法正确的是(　　)
A．氢原子的发射光谱是连续谱
B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变
C．目前核电站利用的核反应是核聚变，核燃料为氘
D．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该光的频率小于金属的截止频率
【解析】 A．由波尔做出的氢原子光谱可知，氢原子光谱的能量是量子化的，不连续，A错误；
B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，B错误；
C．目前核电站利用的核反应是核裂变链式反应，C错误；
D．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，根据能量公式，该能量没有超过逸出功，是因为该光的频率小于金属的截止频率，D正确；故选D。
【答案】 D
20．(2022•西南大学附属中学校高三(下)全真二)科学家研究发现闪电能够引发大气核反应，其中一种典型的核反应如图所示，闪电产生的高能射线把原子核A的中子移除，产生不稳定的原子核，该不稳定的原子核再衰变成中微子(质量数和电荷数均为零)、正电子和原子核，则原子核A为(　　)

A． B． C． D．
【解析】 不稳定的原子核衰变成中微子(质量数和电荷数均为零)、正电子和原子核，不稳定的原子核为，高能射线把原子核A的中子移除，产生不稳定的原子核，原子核A为。故选A。
【答案】 A
21．(2022•上海交通大学附属中学高三(下)期中)硼(B)中子俘获治疗是目前最先进的癌症治疗手段之一、治疗时先给病人注射一种含硼的药物，随后用中子照射，硼俘获中子后，产生高杀伤力的α粒子和锂(Li)离子。这个核反应的方程是( )
A． B．
C． D．
【解析】 由题知，硼俘获中子后，产生高杀伤力的α粒子和锂(Li)离子，而α粒子为氦原子核，则这个核反应方程为，故选A。
【答案】 A
22．(2022•上海师范大学附属中学高三(下)第二次月考)关于放射性元素、衰变和半衰期，以下正确的是(　　)
A．衰变成要经过8次衰变和6次衰变
B．放射性元素的半衰期不仅与核内部本身因素有关，还与质量有关
C．一个放射性原子核，发生一次衰变，则它质子数减少一个，中子数增加一个
D．一块纯净的放射性矿石，经过两个半衰期，它的总质量仅剩下原来的四分之一
【解析】 A．设衰变成要经过次衰变和次衰变，根据质量数守恒和电荷数守恒可得，，联立解得，，可知衰变成要经过8次衰变和6次衰变，A正确；
B．放射性元素的半衰期仅由原子核内部因素决定，与其他条件无关，B错误；
C．衰变实质上是原子核内的一个中子转化为一个质子，同时释放出一个电子的过程，因此发生一次衰变，质子数增加一个，中子数减少一个，C错误；
D．一块纯净的放射性矿石经过两个半衰期后，它未发生衰败的放射性元素的质量仅剩下原来的四分之一，而不是矿石的总质量仅剩下原来的四分之一，D错误。故选A。
【答案】 A
23．(2022•云南省昆明市第一中学高三(下)第八次适应性训练)关于下列四幅图的说法正确的是(　　)

A．图甲中氢原子的电子云示意图体现出波尔能级理论中的电子运动轨道是一个概率问题
B．根据乙图中原子核的比结合能示意图可知，Li原子核中的平均核子质量比O的要小
C．丙图中的链式反应就是太阳内部每时每刻发生的核反应
D．根据丁图中氡的衰变可知10个氡核经过3.8天后还剩5个
【解析】 A．图甲中氢原子的电子云示意图体现出波尔能级理论中的电子运动轨道是一个概率问题，选项A正确；
B．比结合能大的原子核越稳定，平均核子的质量越小；根据乙图中原子核的比结合能示意图可知，Li原子核比结合能比O的要小，则O更稳定，则O原子核中的平均核子质量比Li的要小，选项B错误；
C．太阳内部每时每刻发生的核反应是聚变反应，不是丙图中的链式反应，选项C错误；
D．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核的衰变不适用，选项D错误。故选A。
【答案】 A
24．(2022•四川省成都市第七中学高三(下)第七次测试)下列说法正确的是　　
A．若某种材料的逸出功是W，则其极限频率
B．当氢原子从的状态跃迁到的状态时，发射出光子
C．衰变为要经过4次衰变和6次衰变
D．中子与质子结合成氘核时吸收能量
【解析】 A、结合光子能量计算公式E＝hυ，某种材料的逸出功是W，则它的极限频率为γ0，故A正确；
B、氢原子从n=2的状态跃迁到n=6的状态，从低能级向高能级跃迁，要吸收能量．
C、Th衰变为Pb根据质量数和电荷数守恒计算可知，要经过6次α衰变和13次β衰变
D、中子和质子结合成氘核时有质量亏损，放出能量．
【答案】 A
25．(2022•重庆外国语学校一模)与的核反应能释放巨大的能量，对人类社会的可持续发展具有深远意义，该核反应可表示为：，下列说法正确的是(　　)
A．该核反应是目前核电站利用核能的主要方式
B．该核反应存在质量亏损
C．X为质子，是原子核的组成部分
D．该核反应为核裂变
【解析】 C．根据质量数和核电荷数守恒，该反应为，X为中子，C错误；
B．核反应过程中要释放能量，存在质量亏损，B正确；
AD．该核反应为核聚变变，目前核电站利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的，AD错误。故选B。
【答案】 B
26．(2022•重庆市育才中学校高三(下)二模)下列说法中正确的是( )
A．天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的
B．玻尔的原子结构理论是在卢瑟福核式结构学说上引进了量子原理
C．γ射线是波长很短的电磁波，它的贯穿能力很弱
D．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构
【解析】 A．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，故A错误；
B．玻尔的原子结构理论是在卢瑟福核式结构学说的基础上引人了量子理论，故B正确；
C．γ射线是波长极短的电磁波，它的贯穿能力很强，故C错误；
D．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核式结构的模型，故D错误；
【答案】 B
27．(2022•西南大学附属中学校第六次月考)对一块由含有元素的矿物质进行检测，发现内有个原子核发生了衰变，经过时间后，再次对该矿物质进行检测，发现内有个原子核发生了衰变，则原子核的半衰期为(　　)
A． B． C． D．
【解析】 原子核的半衰期为，衰变前后原子核的个数分别为和，衰变比率为，原子核的衰变比率恒定，即，解得，根据半衰期可知，解得，故选C。
【答案】 C
28．(2022•重庆市第八中学第六次月考)1897年英国物理学家约瑟夫·约翰·汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，这是人类最早发现的基本粒子。下列有关电子的说法，正确的是(　　)
A．电子的发现说明原子核是有内部结构的
B．根据玻尔理论，原子从低能级向高能级跃迁时，核外电子动能增大
C．光电效应中，入射光频率一定时，逸出光电子的最大初动能与入射光强度无关
D．β射线是原子核外电子电离形成的电子流
【解析】 A．电子的发现说明原子是有内部结构的，故A错误；
B．根据玻尔理论，原子从低能级向高能级跃迁时，电子的轨道半径增加，动能减小，故B错误；
C．根据爱因斯坦对光电效应的解释可知，逸出光电子的最大初动能由入射光频率和逸出功决定，当频率一定时，最大初动能与入射光强度无关，故C正确；
D．β射线是原子核内中子转化为质子的过程中释放出的，故D错误。故选C。
【答案】 C
29．(2022•云南省巴蜀中学第八次月考)某一放射性物质发生衰变时放出、、三种射线，让这三种射线进入磁场，运动情况如图所示。关于三种射线，下列说法正确的是(　　)

A．A射线电离能力最强
B．B射线穿透能力最弱
C．C粒子是原子核的组成部分
D．在水平匀强电场中无法区分三种射线
【解析】 A．通过三束射线在磁场中的偏转情况，得知A带正电为α射线，电离能力最强，A正确；
B．B不带电为γ射线，穿透能力最强，B错误；
C．C带负电为β射线电子流，电子不是原子核的组成部分，C错误；
D．在水平匀强电场中可以根据偏转情况区分三种射线，D错误；故选A。
【答案】 A
30．(多选)(2022•云南省昆明市第一中学第七次仿真模拟)下列说法中正确的是(　　)
A．若使放射性物质的温度升高，其半衰期可能变小
B．氢原子从第一激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子
C．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应
D．Th核发生一次衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4
【解析】 A．半衰期的长短是由原子核内部本身的因素决定，与温度等外界因素无关，A错误；
B．根据玻尔理论可知，氢原子从第一激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子，B正确；
C．太阳的核反应是氢核的聚变，属于热核反应，C正确；
D．发生一次α衰变时，新核与原来的原子核相比，质量数减少4，中子数减少了2，D错误。故选BC。
【答案】 BC
31．(2022•成都石室中学高三(下)专家联测卷(四))在医学上钴-60的放射性常用于癌症的放射治疗。一个钴-60原子核()放出一个β粒子后衰变成一个镍核()，并伴随产生了γ射线。下列说法正确的是(　　)
A．γ射线的电离本领比β射线强
B．氢原子的能级跃迁中不可能放出γ射线
C．γ射线与光电效应中的光电子是同一种物质
D．钴的体积必须大于临界体积，其衰变反应才能顺利进行
【解析】 A．射线不带电，其电离本领比射线弱，A错误；
B．氢原子从高能级向低能级跃迁时最大能量值为13.6eV，属于紫外线，不可能放出射线，B正确；
C．射线是光子，与光电子不是同一种物质，C错误；
D．钻的衰变不需要到达临界体积，只有当重核裂变到达临界体积时才能发生，D错误。故选B。
【答案】 B
32．(2022•上海市南洋模范中学高三(下)4月适应练习)与原子核内部变化有关的现象是 ( )
A．电离现象 B．光电效应现象
C．天然放射现象 D．α粒子散射现象
【解析】 A．电离现象是原子核外的电子脱离原子核的束缚，与原子核内部无关，故A不对；
B．光电效应说明光的粒子性同样也与原子核内部无关，故B不对；
C．天然放射现象是从原子核内部放出、、三种射线，说明原子核内部的复杂结构，放出、后原子核就变成了新的原子核，故C正确；
D．α粒子散射现象说明原子有核式结构模型，与原子核内部变化无关，故D不对
【答案】 C
33．(2022•山东省高三(下)开年摸底联考)钚的放射性同位素衰变为铀核和X粒子。已知：、和X粒子的质量分别为、和，。则下列说法正确的是(　　)
A．X粒子是粒子，该核反应释放的核能约为5.22MeV
B．X粒子是粒子，该核反应释放的核能约为5.22MeV
C．X粒子是粒子，该核反应释放的核能约为3.75MeV
D．X粒子是粒子，该核反应释放的核能约为3.75MeV
【解析】 根据质量数守恒和电荷数守恒，该核反应方程为，可知X为粒子，即，质量亏损为，放出的能量为，故A正确，BCD错误。
【答案】 A
34．(2022•江苏省扬州中学高三(下)开学考试)下列关于核力与核能的说法正确的是(　　)
A．核力是强相互作用的一种表现，任意两个核子之间都存在核力作用
B．原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
C．核力是引起原子核β衰变的原因
D．原子核中所有核子单独存在时的质量总和等于该原子核的总质量
【解析】 A．核力是强相互作用的一种表现，但是力的作用范围很小，只对相邻的原子核有作用。A错误；
B．原子核的稳定程度由比结合能决定，比结合能越大，越稳定。B正确；
C．引起原子核β衰变的原因是弱相互作用，而核力是强相互作用。C错误；
D．原子核中所有核子单独存在时的质量总和大于该原子核的总质量，因为自由核子形成原子核时要释放能量，根据质能方程，质量要发生亏损。D错误。故选B。
【答案】 B
35．(多选)(2022•湖南省雅礼中学高三(下)第七次月考)下列说法正确的是(　　)
A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B．U在中子轰击下生成Ba和Kr过程中，原子核中的平均核子质量变小
C．太阳辐射能量主要来自于太阳内部的轻核聚变反应
D．根据玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大
【解析】 A．β衰变放出的电子是由中子转变成质子而产生的，不是原子核内的，A错误；
B．此过程是裂变反应，原子核中的平均核子质量变小，有质量亏损，以能量的形式释放出来，B正确；
C．太阳辐射能量主要来自太阳内部的轻核的聚变反应，C正确；
D．根据玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，克服库仑力做功因此电势能增大，且原子总能量增大，D正确。故选BCD。
【答案】 BCD
36．(2022•湖南省长郡中学第六次月考)2021年国庆期间播放的电视剧《功勋》中,介绍了我国核潜艇之父黄旭华隐姓埋名30年,埋下头甘心做沉默的砥柱,如深海中的潜艇,无声但有无穷的力量。核潜艇以核反应堆作动力源,其中一种核反应方程是，、生成物X的比结合能分别为8.4MeV、8.7MeV,下列说法正确的是(　　)
A．X比更稳定 B．X的结合能比的结合能大
C．X的质子数比中子数多 D．该反应是核聚变反应
【解析】 A．X比的比结合能大，因此X比更稳定，A项正确；
B．X的核子数明显比小，因此X的结合能比的结合能小，B项错误；
C．根据质量数、电荷数守恒得到X的质子数为54，中子数为78，C项错误；
D．该反应是重核的裂变反应，D项错误。故选A。
【答案】 A
37．(2022•湖北省圆创联考高三(下)第二次联合测评)在核电站发生核事故后，附近可检测出放射性元素铯137，铯137的半衰期约为30年。假设一条海鱼在15年前体内有2.0×10-8g的铯137，若铯137在这期间未被代谢出体外，则现在残留在其体内的铯137有( )
A．0.5×10-8g B．1.0×10-8g C．1.4×10-8g D．1.5×10-8g
【解析】 铯137的半衰期约为30年，经过的衰变，即经过了个半衰期的时间衰变，有，根据半衰期公式有，故选C。
【答案】 C
38．(2022•双鸭山市第一中学高三(上)期末)我们仰望星空，处处闪烁着智慧的光芒。伽利略、牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦、波尔等物理大师的名字铭记在心。学习自然科学，不仅需要方法论，还需要一些世界观；不仅仅需要数学，还需要一些哲学。正如王安石在《读史》中所写的那样：“糟粕所传非粹美，丹青难写是精神”。下列关于物理学发展说法不正确的是(　　)
A．伽利略通过逻辑推理，首先指出亚里士多德对落体认识的问题，然后得出重物与轻物应该下落得同样快的结论，他在研究中所体现的批判精神是创新所必须的。
B．JJ·汤姆逊发现电子，是物理学史上的重要事件，人们由此认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也有结构。
C．切尔诺贝利核电站的核子反应堆事故正是人类核电发展中利用轻核聚变的巨大失败。
D．法拉第提出了电场线的概念，正是“以无形造有形，以有形载无形”哲学思想的体现。
【解析】 A．伽利略通过逻辑推理，首先指出亚里士多德对落体认识的问题，然后得出重物与轻物应该下落得同样快的结论，他在研究中所体现的批判精神是创新所必须的，故A正确，不符合题意；
B．JJ·汤姆逊发现电子，是物理学史上的重要事件，人们由此认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也有结构，故B正确，不符合题意；
C．切尔诺贝利核电站的核子反应堆事故是人类核电发展中利用重核裂变的巨大失败，故C错误，符合题意；
D．法拉第提出了电场线的概念，正是“以无形造有形，以有形载无形”哲学思想的体现，故D正确，不符合题意。故选C。
【答案】 C
39．(2022•黑龙江省哈三中高三(下)一模)下面说法正确的是(　　)
A．光的本质是波
B．牛顿首先引入了电场线和磁感线，并发现了电流的磁效应和电磁感应现象
C．爱因斯坦通过分析粒子散射实验结果，发现了质子
D．贝克勒尔发现天然放射现象，说明原子核是有复杂结构的
【解析】 A．光的本质既是波也是粒子，具有波粒二象性，A错误；
B．法拉第首先引入了电场线和磁感线，并发现了电磁感应现象，B错误；
C．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，得出原子的核式结构模型，C错误；
D．贝克勒尔发现天然放射现象，说明原子核是有复杂结构的，D正确。故选D。
【答案】 D
40．(2022•黑龙江省哈六中五模)下列说法正确的是(　　)
A．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
B．结合能越大，原子核结构一定越稳定
C．某种频率的光不能使某金属发生光电效应，则增大此入射光的光照强度就可以使此金属发生光电效应
D．在相同速率情况下，利用电子流比利用质子流制造的显微镜将有更高的分辨率
【解析】 A．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，A正确；
B．原子的比结合能越大，原子核结构一定越稳定，B错误；
C．如果使用某种频率的光不能使某金属发生光电效应，则需增大入射光的频率才行，C错误；
D．根据德布罗意波的波长公式，可知，由于电子的质量远小于质子的质量，所以在相同速率情况下，质子流的波长比利用电子流小，衍射现象不明显，则有更高的分辨率，D错误。故选A。
【答案】 A
41．(2022•河南省南阳市第一中学校高三(上)第三次月考)以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是(　　)
A．太阳内部发生的核反应是热核反应
B．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光强太小
C．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，势能变大，但原子的能量减小
D．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子
【解析】 A．太阳内部发生的核反应是热核反应，所以A正确；
B．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的频率太小，发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，所以B错误；
C．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，吸收光子或其他能量，电子的动能减小，势能变大，原子的能量增大，所以C错误；
D．原子核发生一次β衰变，是原子核内的一个中子变为质子时产生的电子，所以D错误；故选A。
【答案】 A
42．(2022•北京市中央民族大学附属中学高三(下)2月检测)原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源．当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量．这几种反应总的效果可以表示为6→k+d+2+43.15MeV由平衡条件可知(   )
A．k=1，d=4                       B．k=2，d=2                       C．k=1，d=6                   D．k=2，d=3
【解析】 在核反应的过程由质量数守恒可得6×2=4k+d+2×1 ①，根据核电荷数守恒可得6×1═2k+d②，联立①②两式解得 k=2，d=2．故选B．
【答案】 B
43．(2022•重庆市育才中学第五次月考)1934年，约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝箔，首次产生了人工放射性同位素X，反应方程为He＋Al→X＋n。X会衰变成原子核Y，衰变方程为X→Y＋e。则(　　)
A．X的质量数比Y的质量数少1 B．X的电荷数比Y的电荷数少1
C．X的质量数与 Al的质量数相等 D．X的电荷数比 Al的电荷数多2
【解析】 AB．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数与Y的质量数相等，X的电荷数比Y的电荷数多1，选项AB错误；
C．X的质量数为27+4-1=30，与 Al的质量数不相等，选项C错误；
D．X的电荷数为2+13=15，比 Al的电荷数多2，选项D正确。故选D。
【答案】 D
44．(2022•安徽省六校第二次联考)下列现象中由于原子核内部变化引起的是(　　)
A．粒子散射实验 B．天然放射现象
C．光电效应现象 D．氢原子光谱的产生
【解析】 A．粒子散射实验表明原子内部有一个很小的核，原子核内部没有交化，A错误；
B．天然放射现象是原子核内部自发放出粒子或电子，转变为新核，B正确；
C．光电效应是原子外层电子逸出，原子核没有交化，C错误；
D．原子发光是原子核外电子从离核远的轨道跃迁到离核近的轨道时释放能量，也没有涉及原子核的交化， D错误。故选B。
【答案】 B
45．(2022•上海交通大学附属中学高三(下)期中)1911 年卢瑟福依据α粒子散射实验中α粒子发生了____(选填“大”或“小”)角度散射现象，提出了原子的核式结构模型。核电站的反应堆是利用____释放的核能。
【解析】 [1] 1911 年卢瑟福依据α粒子散射实验中α粒子发生了大角度散射现象，提出了原子的核式结构模型。
[2] 核电站的反应堆是利用核裂变释放的核能。
【答案】 ①大 ②核裂变