资料中包含下列文件，点击文件名可预览资料内容
还剩14页未读，
继续阅读
成套系列资料，整套一键下载
【期中模拟】2023-2024学年人教版高二物理下册预测卷10 近代物理.zip
展开
这是一份【期中模拟】2023-2024学年人教版高二物理下册预测卷10 近代物理.zip，文件包含期中模拟2023-2024学年人教版高二物理下册预测卷10近代物理原卷版docx、期中模拟2023-2024学年人教版高二物理下册预测卷10近代物理解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共48页， 欢迎下载使用。
TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc3748" 02光电效应的规律 PAGEREF _Tc3748 \h 3
\l "_Tc30282" 03光子能量公式 PAGEREF _Tc30282 \h 5
\l "_Tc15589" 04爱因斯坦光电效应方程 PAGEREF _Tc15589 \h 6
\l "_Tc15648" 05用光电管研究光电效应 PAGEREF _Tc15648 \h 8
\l "_Tc6712" 06光电效应方程的函数图像 PAGEREF _Tc6712 \h 12
\l "_Tc7116" 07康普顿效应 PAGEREF _Tc7116 \h 14
\l "_Tc30189" 08物质的波粒二象性 PAGEREF _Tc30189 \h 17
\l "_Tc3745" 09波尔原子模型 PAGEREF _Tc3745 \h 20
\l "_Tc17452" 10原子核的衰变 PAGEREF _Tc17452 \h 22
\l "_Tc1479" 11半衰期 PAGEREF _Tc1479 \h 24
\l "_Tc14002" 12原子核的人工转变 PAGEREF _Tc14002 \h 26
\l "_Tc11631" 13核力与结合能 PAGEREF _Tc11631 \h 27
\l "_Tc11435" 14核能的计算 PAGEREF _Tc11435 \h 29
01能量量子化
1．（23-24高二上·浙江杭州·期中）许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献，下列说法正确的是（ ）
A．库仑提出电荷的周围存在一种物质叫电场，电场对放入的电荷有力的作用
B．富兰克林通过油滴实验测定了电荷量e的数值
C．爱因斯坦提出了能量子的假说
D．麦克斯韦提出了电磁场统一理论，赫兹用实验证明了电磁波的存在
【答案】D
【详解】A．法拉第提出了电场的概念，A错误；
B．密立根通过油滴实验测定了电荷量e的数值，B错误；
C．普朗克提出了能量子的假说，C错误；
D．麦克斯韦提出了电磁场统一理论，赫兹用实验证明了电磁波的存在，D正确。
故选D。
2．（23-24高二上·浙江杭州·期中）下列说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在
B．法拉第最早通过通电导线使小磁针偏转发现了电流的磁效应
C．一切物体都在辐射红外线，这种辐射与物体的温度有关
D．电磁波的传播需要介质，其在介质中的传播速度等于光速
【答案】C
【详解】A．赫兹通过实验验证了“变化的电场产生磁场”和“变化的磁场产生电场”，并证实了电磁波的存在，A错误；
B．奥斯特最早通过通电导线使小磁针偏转发现了电流的磁效应，故B错误；
C．一切物体都在辐射红外线，这种辐射与物体的温度有关，故C正确；
D．电磁波的传播不需要介质，其在介质中的传播速度小于光速，故D错误。
故选C。
3．（23-24高二上·浙江杭州·期中）下列物理学史说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦预言并通过实验捕捉到了电磁波，证实了自己提出的电磁场理论
B．安培发现了电流磁效应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加深入
C．电磁感应定律是由法拉第提出的
D．普朗克通过对黑体辐射的研究首次提出能量子的概念
【答案】D
【详解】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，而赫兹通过实验捕捉到了电磁波，并证实了由麦克斯韦提出的电磁场理论，故A错误；
B．奥斯特发现了电流磁效应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加深入，故B错误；
C．电磁感应定律是由纽曼和韦伯提出的，故C错误；
D．普朗克通过对黑体辐射的研究首次提出能量子的概念，故D正确。
故选D。
4．（22-23高二下·北京西城·期中）下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】黑体辐射中温度越高，辐射强度越大，而且温度升高后，辐射强度的最大值向波长短的一侧移动。
故选A。
02光电效应的规律
5．（21-22高二下·河南商丘·期末）下列有关原子物理的知识，说法错误的是（ ）
A．氢原子发射光谱由氢原子核外电子的跃迁产生
B．天然放射现象的发现揭示了原子有复杂的结构
C．根据玻尔的原子模型，一个处于n=4能级上的氢原子在向基态跃迁过程中，最多可发射3种不同频率的光子
D．只要光子的能量大于金属的逸出功，就可以使金属发生光电效应
【答案】B
【详解】A．氢原子发射光谱由氢原子核外电子的跃迁产生，故A正确，不符合题意；
B．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，故B错误，符合题意；
C．因只有一个原子跃迁，故最多可发射3种，即43、32、21，故C正确，不符合题意；
D．光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，即光子的能量大于金属的逸出功，就可以使金属发生光电效应，故D正确，不符合题意。
故选B。
6．（22-23高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末）用绿光照射一光电管，能产生光电效应，欲使光电子从阴极射出时的最大初动能增大，应（ ）
A．改用红光照射B．增大绿光的强度
C．增大光电管的加速电压D．改用紫光照射
【答案】D
【详解】由光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，当产生光电效应时，入射光的频率越高，光电子的最大初动能越大，与入射光的强度以及加速电压无关。红光的频率比绿光的频率小，紫外线的频率比绿光的频率大，因此改用紫光照射可以使光电子从阴极射出时的最大初动能增大。
故选D。
7．（22-23高二上·云南大理·期中）下列关于原子物理说法正确的是（ ）
A．某单色光照射到金属表面未发生光电效应，可能是因为照射光波长太长
B．重核裂变是太阳内部的反应
C．大量处于4能级的氢原子向基态跃迁，最多可能发出6种不同频率的光子，且从4能级跃迁到1能级的光子波长最长
D．β射线实质就是核外电子被电离，与阴极射线相同
【答案】A
【详解】A．某单色光照射到金属表面未发生光电效应，表明光子的能量小于金属材料的逸出功，即光的频率小于极限频率，光的频率越小，光的波长越长，即某单色光照射到金属表面未发生光电效应，可能是因为照射光波长太长，故A正确；
B．太阳内部的反应是轻核聚变，不是重核裂变，故B错误；
C．大量处于4能级的氢原子向基态跃迁，最多能发出不同频率的光子数目为
根据波尔跃迁理论有
可知，从4能级跃迁到1能级的光子的能量最大，即频率最大，则从4能级跃迁到1能级的光子波长最短，故C错误；
D．β射线是电子流，β射线的本质是放射性元素发生衰变时，核内的一个中子转化为一个质子与一个电子，电子从核内被抛射出去形成，与阴极射线不相同，故D错误。
故选A。
8．（22-23高二下·福建·课时练习）氢原子的能级示意图如图所示，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时，会辐射出若干种不同频率的光，若用这些光照射逸出功为4.54eV的钨时，下列说法中正确的是 （ ）
A．氢原子能辐射4种不同频率的光子
B．氢原子辐射的光子都能使钨发生光电效应
C．氢原子辐射一个光子后，氢原子的核外电子的速率增大
D．钨能吸收两个从n=4向n=2能级跃迁的光子而发生光电效应
【答案】C
【详解】A．根据
所以这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光，故A错误；
B．由于要发生光电效应，跃迁时放出光子的能量大于钨的逸出功为4.54eV，有些光子不能使钨发生光电效应，例如从n=4能级跃迁至n=3辐射的光子的能量为-0.85eV-（-1.51eV）=0.66eV<4.54eV
可知，该光子不能使钨发生光电效应，故B错误；
C．氢原子辐射一个光子后，电子向低轨道跃迁，根据
解得
由于r减小，可知氢原子的核外电子的速率增大，故C正确；
D．光电效应中，钨每一次只能吸收一个光子的能量，不能够累积，故D错误。
故选C。
03光子能量公式
9．（23-24高二上·江苏无锡·期末）某激光器发射波长为的单色光，这种光的一个光子的能量为多少？若该激光器的发光功率为，则每秒发射多少个光子？（，结果均保留2位有效数字）
【答案】，
【详解】（1）由题意：光子的频率
一个光子的能量为
（2）激光器每秒发射光子数
10．（23-24高二上·江苏扬州·期末）某种捕蚊器采用蚊子喜爱的紫外线诱捕蚊子，它发射的紫外线的频率为，波长为，光子的能量为，EUV光刻机产生的极深紫外线频率为，波长为，光子的能量为。已知，则（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】AB．由于，根据能量子公式
所以有
故A正确，B错误；
CD．由于，由公式
所以有
故CD错误。
故选A。
11．（23-24高二上·浙江宁波·期中）一盏电灯的发光功率为，假设它发出的光向四周均匀辐射，光的平均频率为，在距电灯运处，以电灯为球心的球面上，的面积每秒通过的光子数约为（取普朗克常量为）（ ）
A．个B．个C．个D．个
【答案】A
【详解】光是电磁波﹐辐射能量也是一份一份地进行的，100 W的灯泡每秒产生光能E=100J；设灯泡每秒发射的光子数为n，则
在以灯泡为球心的球面上，的面积每秒通过的光子数为个
的面积每秒通过的光子数约为个。
故选A。
12．（23-24高二上·浙江宁波·期中）2016年9月25日，被誉为“中国天眼”的世界最大单口径射电望远镜（简称FAST）在贵州省平塘县落成启用，开始接收来自宇宙深处的电磁波。中国天眼的存在，使得深空通讯能力延伸至太阳系外缘行星，对探索宇宙的起源和地外文明具有重要意义。如果为天眼配备一部发射功率为P的发射机，其发射的无线电波波长为λ。那么该发射机每秒钟发射的光子数量是（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【详解】光子能量为
设该发射机每秒钟发射的光子数量是n，则有
可得
故选C。
04爱因斯坦光电效应方程
13．（22-23高二下·黑龙江哈尔滨·期末）利用图示装置可测量某种金属材料K的逸出功，分别用频率为和的光照射K极板，通过电压表读数可测得这两种光照情况下的遏止电压之比为，普朗克常量为h，则该金属的逸出功为多少？
【答案】
【详解】根据光电效应方程
根据动能定理得
结合题意可得，
联立可得该金属的逸出功为
14．（21-22高二下·河南·期末）如图所示为氢原子能级图，氢原子中的电子从n=4能级直接跃迁到n=1能级可产生a光；从n=3能级直接跃迁到n=1能级可产生b光，a光和b光的波长分别为λa和λb，a、b两光照射逸出功为4.5 eV的金属钨表面均可产生光电效应，遏止电压分别为Ua和Ub，则（ ）
A．λa>λbB．UaC．a光的光子能量为12.55 eVD．b光照射金属钨产生的光电子的最大初动能Ekb=7.59 eV
【答案】D
【详解】AC.氢原子中的电子从n＝4能级跃迁到n＝1能级产生a光，a光的光子能量
hνa＝Ea＝E4－E1＝12.75 eV
氢原子中的电子从n＝3能级跃迁到n＝1能级产生b光，b光的光子能量hνb＝Eb＝E3－E1＝12.09 eV
a光的光子能量高，则a光的频率大，波长小，即λa<λb
故AC错误；
B.由光电效应方程Ek＝hν－W0
和Ek＝eUc
可知，频率越大，对应遏止电压Uc越大，即Ua>Ub
故B错误；
D.有Ekb＝hνb－W0＝7.59 eV
故D正确。
故选D。
15．（22-23高二下·河南驻马店·期末）用频率为、光强为I的光照射某金属，使之发生光电效应，光电子的最大初动能为。现改用频率为、光强为的光照射该金属，则光电子的最大初动能（ ）
A．大于 B．等于C．小于D．等于
【答案】A
【详解】用频率为的光照射时，根据光电效应方程有
用频率为的光照射时，根据光电效应方程有
解得
故选A。
16．（21-22高二下·河南商丘·期中）用如图甲所示的装置研究光电效应现象。闭合开关S，用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像，图线与横轴的交点坐标为（a，0），与纵轴的交点坐标为（0，-b），则普朗克常量为 ，仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将 （ 填“增大”、“减小”、“不变”）
【答案】 不变
【详解】[1]根据爱因斯坦光电效应方程
结合图像可得图线的斜率为普朗克常量，即
[2]根据光电效应方程可知，入射光的频率与最大初动能有关，与光的强度无关，仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能不变。
05用光电管研究光电效应
17．（22-23高二下·甘肃白银·期中）用图1所示装置研究光电效应现象，同一光电管在不同光照条件下进行三次实验，分别记录微安表的示数I随光电管电压U的变化情况，得到甲、乙、丙三条光电流与电压之间的关系曲线，如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A．甲光的频率大于乙光的频率B．丙光的波长大于乙光的波长
C．甲光和丙光的强弱程度相同D．甲光和丙光产生的光电子的最大初动能不同
【答案】B
【详解】A．根据图2可知，甲光的遏止电压小于乙光的遏止电压，根据Ekm=hν-W0=eU遏
可知甲光的频率小于乙光的频率，故A错误；
B．根据图2可知，甲光和丙光的遏止电压相同，则两者频率相同，根据上述，均小于乙光的频率，根据c=λν
可知，丙光的波长大于乙光的波长，故B正确；
C．根据图2可知，甲光的饱和光电流大于丙光的饱和光电流，由于甲、丙频率相同，光的强弱决定饱和电流，且光照越强，饱和光电流越大，可见甲光比丙光强，故C错误；
D．根据图2可知，甲光、丙光的遏止电压相同，根据Ekm=eU遏
可知，甲光和丙光产生的光电子的最大初动能相同，故D错误。
故选B。
18．（多选）（22-23高二下·广西桂林·期末）氢原子的能级图如图甲所示，若第3能级的氢原子向基态跃迁辐射光子，用这些光子照射图乙电路中光电管的阴极金属K，电流表A有电流流过。上述实验材料、设备均不变，图乙电路也不变的情况下，下列说法正确的是（ ）
A．大量处于第4能级的氢原子最多能辐射出6种不同频率的光
B．第2能级向基态跃迁辐射的光子照射K，电流表中一定有电流流过
C．第5能级向基态跃迁辐射的光子照射K，电流表中一定有电流流过
D．仅将图乙中电源的正负极交换，电流表示数一定为零
【答案】AC
【详解】A．大量处于第4能级的氢原子向低能级跃迁的各种情况都可能，辐射有种不同频率的光，故A正确；
B．第3能级的氢原子向基态跃迁辐射光子，用这些光子照射图乙电路中光电管的阴极金属K，电流表A有电流流过，说明发生了光电效应，光子的频率大于金属K的极限频率， 第2能级向基态跃迁辐射的光子照射K辐射的光子能量为
可得
因此金属K能否发生光电效应无法判断，电流表中不一定有电流流过，故B错误；
C．第5能级向基态跃迁辐射的光子照射K，辐射出来的光子能量满足
则一定能发生光电效应，电流表中一定有电流流过，故C正确；
D．仅将图乙中电源的正负极交换，光电管加反向电压，若电压没有达到反向遏止电压，还是有光电子能减速到达对面极板，电路有电流产生，故电流表示数不一定为零，故D错误。
故选AC。
19．（2020·河北张家口·二模）利用如图甲所示的电路完成光电效应实验，金属的遏止电压与入射光频率的关系如图乙所示，图乙中、、均已知，电子电荷量用e表示。入射光频率为时，下列说法正确的是（ ）
A．光电子的最大初动能
B．由图像可求得普朗克常量
C．滑动变阻器的滑片P向N端移动过程中电流表示数逐渐增加
D．把电源正负极对调之后，滑动变阻器的滑片P向N端移动过程中电流表示数一定一直增加
【答案】B
【详解】A．依题得，由图乙可得光电子的最大初动能为
故A错误；
B．根据光电效应方程可得
其中
可得普朗克常量为
故B正确；
C．图甲中光电管阳极A接电源负极，阴极K接电源正极，其所接电压为反向电压，滑动变阻器滑片P向N端移动，反向电压逐渐增大，电流表示数逐渐减小，当反向电压大于或等于遏止电压时，光电流恒为0，故C错误；
D．把电源正负极对调之后，光电管阳极A接电源正极，阴极K接电源负极，其所接电压为正向电压，因单位时间内阴极K发射的光电子数目是一定的，所以随滑动变阻器滑片P向N端移动，所加电压逐渐增大，电流表示数逐渐增大，最后会达到一个饱和值，之后电流表示数保持不变，故D错误。
故选B。
20．（多选）（18-19高二下·辽宁沈阳·期中）如图1所示是研究光电效应的电路。某同学利用该装置在不同实验条件下得到了三条光电流I与A、K两极之间的电极的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图2所示，则下列说法正确的是（ ）
A．甲光对应的光电子的最大初动能小于丙光对应的光电子的最大初动能
B．甲光与乙光的频率相同，且甲光的光强比乙光强
C．丙光的频率比甲、乙光的大，所以光子的能量较大，丙光照射到K极到电子从K极射出的时间间隔明显小于甲、乙光相应的时间间隔
D．用甲光照射光电管时单位时间内逸出的光电子数最多，所以甲光的频率最大，丙光的频率最小
【答案】AB
【详解】A．根据光电效应方程
且
由图可知丙光的截止电压大于甲光的截止电压，故甲光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能，甲光、乙光的截止电压相等，故甲光、乙光的频率相等，甲光的饱和光电流大于乙光的饱和光电流，故甲光的光强比乙光强，故AB正确；
C．由上述分析可知，丙光的频率大于甲、乙光的频率，故丙光的光子的能量较大，光照射到K极到电子从K极射出的时间是瞬时的，故丙光照射到K极到电子从K极射出的时间间隔等于甲、乙光相应的时间间隔，故C错误；
D．照射光电管时单位时间内逸出的光电子数与光照强度有关，与光的频率无关，故D错误。
故选AB。
06光电效应方程的函数图像
21．（19-20高二·广东广州·期末）光电效应实验，得到光电子最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示。普朗克常量、金属材料的逸出功分别为（ ）
A．，B．，C．，D．，
【答案】C
【详解】根据
可知，纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，即
图线的斜率等于普朗克常量，即
故选C。
22．（22-23高二下·山东济南·期末）用如图甲所示的装置研究光电效应，得到光电流I与A、K之间电压U的关系图像如图乙所示，遏止电压与入射光频率的关系图像如图丙所示。已知一个光电子电荷量为，下列说法正确的是（ ）
A．a光的频率大于b光的频率B．a光的光强小于b光的光强
C．根据图丙可计算出普朗克常量D．根据图丙可计算出该金属逸出功的大小为c
【答案】C
【详解】ACD．由光电效应方程，可得
又
解得
由乙图可知，a光和b光的遏止电压相同，即二者的频率相同。结合丙图中图线斜率和截距的物理意义，有
解得
故AD错误；C正确；
B．由乙图可知a光的饱和光电流大于b光的饱和光电流，可知a光的光强大于b光的光强。故B错误。
故选C。
23．（22-23高二下·吉林松原·期末）图甲是探究“光电效应”实验的电路图，光电管遏止电压随入射光频率的变化规律如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A．入射光的频率不同，遏止电压不同
B．入射光的频率不同，光照强度不同，图像的斜率相同
C．如图甲所示的电路中，当电压增大到一定数值时，电流计将达到饱和电流
D．只要入射光的光照强度相同，光电子的最大初动能就一定相同
【答案】AB
【详解】A．根据光电效应方程有
可知入射光的频率不同，电子的最大初动能不同，又
所以
因此入射光的频率不同，遏止电压不同，故A正确；
B．图像的斜率为，与入射光的频率和光照强度无关，故B正确；
C．图甲所示电路中，必须把电源正负极反接过来，才能来验证光电流与电压的关系，即当电压增大到一定数值时，电流计将达到饱和电流，故C错误；
D．根据
可知光电子的最大初动能与光照强度无关，故D错误。
故选AB。
24．（22-23高二下·山东青岛·期中）如图所示为两种不同金属A、B用同一种光照射发生光电效应时，最大初动能与入射光频率v之间的函数关系图像，则金属A、B可产生光电效应的截止波长为（ ）
A．2∶3B．4∶9C．1∶2D．3∶2
【答案】D
【详解】根据光电效应方程可得，纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功；当最大初动能为零时，入射光的频率等于截止频率，所以金属的截止频率为
结合
可知产生光电效应的截止波长=3：2
故选D。
07康普顿效应
25．（22-23高二上·北京海淀·期末）下列说法中正确的是（ ）
A．泊松亮斑证实了光的粒子性B．康普顿效应进一步证实了光的粒子性
C．光电效应现象说明光是电磁波D．光的偏振现象说明光是一种纵波
【答案】B
【详解】A．泊松亮斑证实了光的波动性，故A错误；
B．康普顿效应证明光子不仅具有能量，还具有动量，进一步证实了光的粒子性，故B正确；
C．光电效应现象说明光具有粒子性，故C错误；
D．光的偏振现象说明光是一种横波，故D错误。
故选B。
26．（21-22高二下·河南商丘·期中）下列说法正确的是（ ）
A．普朗克为了解释光电效应提出了能量子假说
B．光电效应和康普顿效应都证明光具有粒子性
C．卢瑟福α粒子散射实验说明原子核是有结构的
D．玻尔为了解释氢原子光谱的实验规律提出了原子的核式结构模型
【答案】B
【详解】A．爱因斯坦为了解释光电效应提出了光子假说，普朗克为了解释黑体辐射规律提出了能量子假说，故A项错误；
B．光电效应证明光具有粒子性，康普顿效应不仅说明光子具有能量，而且具有动量，证明光具有粒子性，故B项正确；
C．卢瑟福α粒子散射实验说明了原子的结构，即原子是由质量很大体积很小的原子核和质量很小的核外电子组成的，不能说明原子核是有结构的，故C项错误；
D．玻尔为了解释氢原子光谱的实验规律提出了玻尔原子模型，卢瑟福根据α粒子散射实验结果提出了原子的核式结构模型，故D项错误。
故选B。
27．（22-23高二下·北京海淀·期末）太阳能照射到地球上时，由于大气层的反射和吸收等作用，只有约到达地面。现测得在地球表面垂直太阳光方向每平方米面积上接收到太阳能的平均功率为。已知地球到太阳的距离，真空的光速。
（1）求太阳辐射能量的总功率；
（2）为简单计算，认为太阳辐射频率相同的电磁波，照射到地面时，全部被反射。求太阳光垂直照射地面时产生的光压（压强）大小；
太阳内部进行着多种核聚变反应过程，反应过程可简化为：四个质子聚变为一个氦核，放出2个正电子和2个中微子（符号），同时放出的能量。可认为太阳辐射的能量完全来源于上述核反应。太阳的质量为，质子的质量。
（3）写出这个核聚变的反应方程，并计算每次核聚变的质量亏损；
（4）教材写道“太阳的核反应还能维持几十亿年”。若认为上述核反应还能持续亿年秒，在此过程中，太阳的辐射功率不变。求这段时间内，太阳消耗的质子数占太阳目前质子数的比例，并求出具体数值（结果保留一位有效数字）。假设目前太阳全部由质子组成。
【答案】（1）；（2）；（3），；（4）
【详解】（1）根据题意可知地球表面垂直太阳光方向每平方米面积上太阳能辐射的平均功率为
以地球到太阳的距离为一个球面，太阳辐射到该球面上的总功率即为所求太阳辐射能量的总功率，故可得
（2）设单位时间内射到地面单位面积上的光子数为N，频率为，总能量为，可得
可得每个光子的动量为
在时间内，面积为地面上的光子全部被反射，根据动量定理可得
解得光压为
（3）核聚变的反应方程为
根据质能方程，可知每次核聚变的质量亏损为
（4）经过亿年后消耗的质子质量为
故可得
28．（22-23高二下·北京丰台·期末）光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具们能量之外还具有动量。由狭义相对论可知，一定的质量m与一定的能量E相对应：，其中c为真空中光速。真空中光速c，普朗克常量h均已知。
（1）已知某单色光的频率为，波长为，该单色光光子的能量E=h，其中h为普朗克常量。试借用质子、电子等粒子动量的定义：动量=质量×速度，推导该单色光光子的动量；
（2）光照射到物体表面时，如同大量气体分与器壁的频繁碰撞一样，将产生持续均匀的压力，这种压力会对物体表面产生压强，这就是“光压”，用I表示。一台发光功率为P0的激光器发出一束某频率的激光，光束的横截面积为S。当该激光束垂直照射到某物体表面时，假设光全部被吸收，试写出其在物体表而引起的光压的表达式；
（3）在某次康普顿效应中，为简化问题研究，设入射光子与静止的无约束自由电子发生弹性碰撞，如图，碰撞后光子的方向恰好与原入射方向成90°，已知：入射光波长，散射后波长为，求碰撞后电子的动能和动量。
【答案】（1）见解析；（2）；（3），
【详解】（1）根据题意有
粒子的动量为，
联立可得单色光光子的动量
（2）一小段时间Δt内，激光器发出的光子数为
光子照射到物体表面，根据动量定理可得
产生的光压为
（3）根据能量守恒定律可得，碰撞后电子的动能为
设电子碰撞后动量为p，根据动量守恒定律，碰撞后光子动量与电子动量的矢量和应该等于碰前光子的动量，如下图所示
所以
08物质的波粒二象性
29．（23-24高二上·江苏盐城·期中）关于波粒二象性，下列说法中正确的是（ ）
A．光像原子一样是一种微粒，光又像机械波一样是一种波
B．波粒二象性是牛顿的微粒说与惠更斯的波动说结合起来的学说
C．光是一种波，同时也是一种粒子，大量光子表现的物理规律是波动性，单个光子的表现有偶然性，是粒子性的反映
D．光具有波粒二象性，实物粒子不具有波粒二象性
【答案】C
【详解】A．原子虽然与光子具有某些相同的现象，但原子是实物，而光则是传播着的电磁波，其本质不同，故A错误；
B．牛顿的“微粒说”认为光是一种实物粒子，是宏观意义的粒子，而不是微观概念上的粒子，惠更斯提出了“波动说”。而光是既具有粒子性，又具有波动性，即具有波粒二象性，故B错误；
C．光是一种波，同时也是一种粒子，大量光子表现的物理规律是波动性，单个光子的表现有偶然性，是粒子性的反映，故C正确；
D．虽然宏观物体的德布罗意波的波长太小，不容易观察其波动性，但是实物粒子具有波粒二象性，故D错误；
故选C。
30．（21-22高二下·重庆渝北·期中）关于光的下列说法正确的是（ ）
A．光的偏振现象说明光是纵波
B．光的干涉条纹是彩色的，衍射条纹是黑白相间的
C．光的干涉现象说明具有波动性，光的衍射现象不能说明这一点
D．光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果
【答案】D
【详解】A．偏振现象是横波固有特征，光的偏振现象说明光是横波，故A错误；
B．从条纹特点看，虽然在条纹宽度、间距方面有所区别，但单色光的干涉条纹、衍射条纹都是明暗相间的，白光的干涉条纹、衍射条纹都是彩色的，故B错误；
CD．从成因分析，光的干涉现象、衍射现象都是光波叠加的结果，两者都表明光是一种波，故C错误，D正确。
故选D。
31．（22-23高二下·广东深圳·期中）下列关于波粒二象性、物质波的说法中，正确的是（ ）
A．康普顿效应，散射光中出现了大于X射线波长的成分，揭示了光具有波动性
B．不确定性关系指出，微观粒子的动量以及坐标都无法确定
C．动能相等的电子和质子，电子的物质波波长更大
D．光的干涉现象说明光是概率波，而德布罗意波不是概率波
【答案】C
【详解】A．康普顿效应揭示了光具有粒子性，故A错误；
B．不确定性关系指出，微观粒子的位置与动量不可同时被确定，故B错误；
C．根据动量和动能关系
可知动能相等的电子和质子，电子的质量小，电子的动量小，根据物质波的波长公式
可知电子的物质波波长更大，故C正确；
D．光的干涉现象说明光是概率波，德布罗意波也是概率波，故D错误。
故选C。
32．（多选）（22-23高二下·辽宁·期末）已知氢原子的基态能量为，质量为，普朗克常量为，下列说法正确的是（ ）
A．氢原子从能级跃迁到能级时辐射红光的频率为，从能级跃迁到能级时吸收紫光的频率为，则该氢原子从能级跃迁到能级时一定辐射光子，且能量为
B．基态氢原子中的电子吸收一频率为的光子被电离后，电子速度大小为
C．若氢原子从基态跃迁到激发态，则其核外电子动能增大，原子的电势能减小
D．若氢原子跃迁辐射出的光子被储存在起初空的原子枪中，然后让他通过双缝打到原子接收显像屏上（如图），如果控制光子一个一个发射，仍能得到干涉图样
【答案】AD
【详解】A．根据题意，由能级跃迁原理可知，
由于
则有
则该氢原子从能级跃迁到能级时一定辐射光子，能量为
故A正确；
B．题中为负值，基态氢原子中的电子吸收一个频率为的光子被电离后，根据能量守恒可得，最大初动能为
又有
联立解得，电子最大初速度为
故B错误；
C．若氢原子从基态跃迁到激发态，半径增大，库仑引力做负功，原子的电势能增大，根据
又有
整理可得
则核外电子动能减小，故C错误；
D．物质波也具有波粒二象性，故电子的波动性是每个电子本身的性质，则每个电子依次通过双缝都能发生干涉现象，只是需要大量电子显示出干涉图样，故D正确。
故选AD。
09波尔原子模型
33．（多选）（20-21高二下·云南保山·期中）如图为氢原子的能级示意图，则下列说法正确的是（ ）
A．氢原子由n=4能级跃迁到n=3能级辐射的光子的波长小于由n=3能级跃迁到n=2能级辐射光子的波长
B．处于n=2能级的氢原子吸收能量1.89eV的光子可以跃迁到n=3能级
C．处于基态的氢原子吸收14eV的能量一定会发生电离
D．一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁最多可以辐射6种不同频率的光子
【答案】BC
【详解】A．氢原子由n=4能级跃迁到n=3能级辐射的光子能量小于由n=3能级跃迁到n=2能级辐射的光子能量，即
根据
氢原子由n=4能级跃迁到n=3能级辐射的光子的波长大于由n=3能级跃迁到n=2能级辐射光子的波长，A错误；
B．由n=2能级跃迁至n=3能级，需吸收的能量为
B正确；
C．由于，则处于基态的氢原子吸收14eV的能量一定会发生电离，C正确；
D．一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁最多可以辐射种不同频率的光子，D错误。
故选BC。
34．（21-22高二下·天津南开·期末）如图为氢原子能级示意图，下列说法正确的是（ ）
A．一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可以发出6种频率的光
B．当处于基态的氢原子受到动能为13.6eV的粒子轰击时，氢原子一定会电离
C．处于基态的氢原子可以吸收能量为12.1eV的光子并发生跃迁
D．处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量减小
【答案】D
【详解】A．一个处于n=4激发态的氢原子，向低能级跃迁时最多可发出3种不同频率的光，故A错误；
B．当处于基态的氢原子受到动能为13.6eV的粒子当击时，若为光子，则氢原子一定会电离，若为其它实物粒子，氢原子不会电离，故B错误；
C．处于基态的氢原子若吸收一个12.1eV的光子后的能量为
由于不存在该能级，所以用12.1eV的光子照射处于基态的氢原子时，电子不可能跃迁，故C错误；
D．氢原子中的电子从高能级向低能级跃迁时轨道半径减小，该过程中电场力做正功，电势能减小，动能增大，原子的能量减小，故D正确。
故选D。
35．（多选）（21-22高二下·河南商丘·期中）图为氢原子的能级图，则下列说法正确的是（ ）
A．氢原子从低能级向高能级跃迁时放出光子，能量增加
B．用能量为12.5eV的电子轰击处于基态的氢原子，一定不能使氢原子发生能级跃迁
C．用能量是10.2eV的光子可以激发处于基态的氢原子
D．一群处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生6种谱线
【答案】CD
【详解】A．氢原子从低能级向高能级跃迁时吸收光子，能量增加，故A错误；
BC．用能量为12.5eV的电子轰击处于基态的氢原子，由于
可知氢原子可以吸收电子的一部分能量发生能级跃迁，或者用能量为10.2eV的光子可以激发处于基态的氢原子，故B错误，C正确；
D．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时最多产生谱线的种类为
故D正确。
故选CD。
36．（多选）（22-23高二下·北京西城·期中）图示为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。关于这些光下列说法正确的是（ ）
A．最容易表现出衍射现象的光是由n=4能级跃迁到n=3能级产生的
B．频率最小的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生的
C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
D．用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应
【答案】AD
【详解】AB．根据
可得，
由n=4能级跃迁到n=3能级产生的光子能量最小，波长最长，最容易表现出衍射现象，频率最小的光是由n=4能级跃迁到n=3能级产生的，故A正确，B错误；
C．这些氢原子总共可辐射出不同频率的光有
故C错误；
D．n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子能量为
故用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应，故D正确。
故选AD。
10原子核的衰变
37．（22-23高二下·新疆巴音郭楞·期末）“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将衰变释放的核能一部分转换成电能。的衰变方程为，则（ ）
A．衰变方程中的X等于233B．发生衰变
C．比的比结合能小D．月夜的寒冷导致的半衰期变大
【答案】C
【详解】AB．根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程为
为衰变，即衰变方程中的，故AB错误；
C．比结合能越大越稳定，由于衰变成为了，故比稳定，即比的比结合能小，故C正确；
D．半衰期由原子核本身决定的，与温度等外部因素无关，故D错误。
故选C。
38．（22-23高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末）完成下列核反应方程：
（1） ；（2） 。
（3） ；（4） 。
（5） ；（6）
【答案】
【详解】（1）[1]
（2）[2]
（3）[3]
（4）[4]
（5）[5]
（6）[6]
39．（多选）（22-23高二下·云南大理·期中）2017年1月9日，大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖。大多数原子核发生反应的过程中都伴随着中微子的产生，如核裂变、核聚变、衰变等。下列关于核反应的说法正确的是（ ）
A．衰变为，经过3次衰变、2次衰变
B．是衰变方程，是衰变方程
C．是核裂变方程，也是原子弹的核反应方程之一
D．钍的半衰期为24天，1g钍经过120天后还剩0.2g未衰变
【答案】AC
【详解】A．衰变为，经过m次衰变、n次衰变，根据质量数与电荷数守恒有
234 =222+4 m，90=86+2m-n
解得m=3，n=2
即衰变为，经过3次衰变、2次衰变，故A正确；
B．反应方程式是轻核聚变方程，是β衰变方程，故B错误；
C．反应方程式是重核裂变方程，也是原子弹的核反应方程之一，故C正确；
D．钍的半衰期为24天，1g钍经过120天后，发生5次衰变，根据
故D错误。
故选AC。
40．（21-22高二下·天津南开·期末）通过检测发现三星堆遗址出土的文物，年代从公元前3000年延续至公元前1200年，跨越了近2000年，用实物展示了连绵5000年的中华文化。考古通常用年代检测法推算出土文物的年代。的衰变方程为，下列说法正确的是（ ）
A．衰变方程中的X是中子
B．文物所埋藏的环境会影响的半衰期，进而对推算年代造成影响
C．若、、X的质量分别是m1、m2、m3，则一个发生衰变时，释放的能量为（m1-m2-m3）c2
D．与X的质量之和等于的质量
【答案】C
【详解】A．根据衰变过程满足质量数和电荷数守恒，可知X为，即X是电子，故A错误；
B．文物所埋藏的环境不会影响的半衰期，不会对推算年代造成影响，故B错误；
C．若、、X的质量分别是m1、m2、m3，则一个发生衰变时，释放的能量
=（m1-m2-m3）c2
故C正确；
D．由于在衰变过程中要释放能量，质量要亏损，则N与X的质量之和小于C的质量，故D错误。
故选C。
11半衰期
41．（22-23高二下·辽宁·期中）近来中国探月工程取得重大成就。月球夜晚温度低至，为避免低温损坏仪器，“玉兔二号”月球车携带的放射性同位素钚238（）会不断衰变，释放能量为仪器设备供热。可以通过以下反应过程得到：，。已知Pu的衰变方程为，其半衰期为88年。则下列说法正确的是（ ）
A．为轻核聚变B．白天时温度升高，的半衰期会减小
C．Y为质子D．的比结合能比的比结合能小
【答案】D
【详解】A．不是轻核聚变，故A错误；
B．放射性元素的半衰期由原子核内部自身决定，与外界的物理和化学状态无关，白天时温度升高，的半衰期不变，故B错误；
C．Pu的衰变方程为，根据衰变过程满足质量数和电荷数守恒可知，Y为，故C错误；
D．生成物比更稳定，比结合能越大，原子核越稳定，可知的比结合能比的比结合能小，故D正确。
故选D。
42．（22-23高二下·辽宁抚顺·期中）有4ml的放射性物质A，每个原子核只发生一次α衰变就成为稳定核，其半衰期为10年；另有2ml的放射性物质B，每个原子核只发生一次β衰变就成为稳定核，半衰期为30年，假定它们同时开始衰变，要使它们剩余物质的量相等需经过（ ）
A．15年B．17.5年C．20年D．25年
【答案】A
【详解】设它们剩余物质的量相等需经过t年，有
解得t=15
故选A。
43．（21-22高二下·江苏南通·期中）医学治疗中常用放射性核素产生射线，而是由半衰期相对较长的衰变产生的。对于质量为的，经过时间t后剩余的质量为m，其图线如图所示。可得的半衰期为多少天？
【答案】115.1d
【详解】看图分析，质量比从降到的时间便是半衰期，由图中数据可得半衰期为
44．（22-23高二下·四川广元·期中）装修经常使用的大理石会向空气中释放放射性气体氡（）气，氡（）经过一系列衰变后变成铅（），其半衰期约为3.8天，氡（）是一种无色无味的惰性气体。世界卫生组织研究表明，在许多国家，氡是肺癌的重要病因。一般情况下，大理石即使经过半年时间，气体氡（）的释放量依然比较高。下列说法正确的是（ ）
A．氡（）在夏天要比冬天衰变得更快
B．100个氡（）经过3.8天有50个发生衰变
C．氡（）在衰变过程中满足质量守恒和电荷守恒
D．氡（）衰变至铅（）经过4次α衰变和4次β衰变
【答案】D
【详解】A．半衰期不受温度影响，氡在夏天和冬天衰变得一样快，故A错误；
B．半衰期是针对大量放射性元素原子核的统计规律，对少数个别放射性元素原子核没有意义，故B错误；
C．衰变过程中伴有能量释放，因此会有质量亏损，则氡在衰变过程中不满足质量守恒，满足电荷守恒，故C错误；
D．设氡衰变至铅经过x次衰变和y次衰变
则根据电荷数守恒和质量数守恒有，
解得，
则氡衰变至铅经过4次衰变和4次衰变，故D正确。
故选D。
12原子核的人工转变
45．（22-23高二下·宁夏吴忠·期中）下列核反应方程中，属于裂变的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】D
【详解】A．属于原子核的人工转变，A错误；
B．属于α衰变，B错误；
C．属于氢核聚变，C错误；
D．属于重核裂变，D正确。
故选D。
46．（多选）（22-23高二下·重庆沙坪坝·期中）下列关于核反应方程的说法正确的是（ ）
A．是重核裂变反应方程B．查德威克发现了中子，方程式为
C．是人工核转变方程D．是聚变反应方程
【答案】BCD
【详解】A．是衰变反应方程，故A错误；
B．查德威克发现了中子，方程式为，故B正确；
C．是人工核转变方程，故C正确；
D．是聚变反应方程，故D正确。
故选BCD。
47．（22-23高二下·辽宁沈阳·期中）下列关于核反应方程及其表述均正确的是（ ）
A．为重核裂变反应B．为重核裂变反应
C．为轻核聚变反应D．为原子核的人工转变
【答案】C
【详解】A．重核裂变反应方程为
A错误；
B．为衰变，B错误；
C．为轻核聚变反应，C正确；
D．原子核的人工转变方程为
D错误。
故选C。
48．（21-22高二下·全国·课时练习）2021年三星堆考古又有了新发现。考古学家用碳14年代检测方法发现出土文物属于商代晚期。用中子轰击氮14可以产生碳14，核反应方程为，碳14具有放射性，放出一种射线又产生氮14，核反应方程为，则下列判断正确的是（ ）
A．x为β粒子B．x为质子C．y为α粒子D．y为中子
【答案】B
【详解】根据质量数、电荷数守恒可以判断，x的质量数为1，电荷数为1，所以x为质子，y的质量数为0，电荷数为-1，所以y为β粒子。
故选B。
13核力与结合能
49．（22-23高二下·重庆沙坪坝·期中）氦核作用能将恒星中的氦转换成重元素，其中粒子融合到核中的核反应方程为。已知α粒子的结合能为，核的结合能为，该反应释放的能量为，则的比结合能约为（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【详解】根据核反应过程中，释放的能量等于生成物的结合能与反应物的结合能之差可得，的结合能为
则的比结合能约为
故选D。
50．（22-23高二下·山东泰安·期中）用中子轰击静止的锂核，核反应方程为。已知光子的波长为，锂核的比结合能为，氦核的比结合能为，氚核的比结合能，普朗克常量为h，真空中光速为c，下列说法中正确的是（ ）
A．该核反应放出的核能B．该核反应放出的核能
C．该核反应放出的核能D．该核反应放出的核能
【答案】D
【详解】A B．光子的能量
不等于该核反应释放的核能。AB错误；
C D．因为锂核的结合能为，氦核的结合能为，核的结合能，则该核反应放出的核能
C错误，D正确。
故选D。
51．（多选）（22-23高二下·辽宁沈阳·期中）两个氘核以相等的动能对心碰撞发生核聚变。核反应方程为，其中氘核的比结合能为，氦核的比结合能为。假设核反应释放的核能E全部转化为动能，下列说法正确的是（ ）
A．核反应后氦核与中子的动量相同B．该核反应释放的核能
C．核反应后氦核的动能为D．氦核的比结合能为
【答案】BC
【详解】A．两个氘核以相等的动能对心碰撞，根据动量守恒定律知，反应前的总动量为零，则反应后总动量为零，即氦核和中子的动量大小相等，方向相反，故A错误；
B．由比结合能的概念可知，该核反应释放的核能为：
故B正确；
C．反应后氦核和中子的总动能来自释放的核能以及反应前氘核的总动能之和，则反应后氦核和中子的总动能为
根据动量守恒知，氦核和中子的动量大小相等，方向相反，由
知氦核和中子的动能之比为1：3，则核反应后氦核的动能
故C正确；
D．比结合能又称平均结合能，等于结合能除以核子数，结合能是自由分散的核子结合成原子核所释放的能量，并不是该反应放出的能量为E，所以氦核的比结合能不为，故D错误。
故选BC。
52．（22-23高二下·江苏南通·期中）“玉兔二号”月球车在太阳光照射不到时，由同位素Pu电池为其保暖供电。Pu238衰变时放出粒子，生成X原子核，产生大量的射线，Pu238半衰期为88年，则（ ）
A．X原子核的核子数为236
B．射线是Pu238跃迁产生的
C．X原子核和粒子的结合能之和大于Pu238原子核的结合能
D．衰变产生的射线，它的电离能力很强
【答案】C
【详解】A．由核反应过程质量数（核子数）守恒可知，X原子核的核子数为m=238-4=234
故A错误；
B．射线是衰变产生的新核X从高能级向低能级跃迁产生的，不是Pu238跃迁产生的，故B错误；
C．核反应方程式生成物比反应物稳定，比结合能大，则X原子核和粒子的结合能之和大于Pu238原子核的结合能，故C正确；
D．射线不带电荷，它有很强的穿透能力，但电离本领很弱，故D错误。
故选C。
14核能的计算
53．（22-23高二下·辽宁大连·期中）一个铀核衰变为钍核时释放一个粒子。已知铀核（）的质量为，钍核（）的质量为，粒子的质量为。
（1）写出铀核衰变为钍核时的衰变方程；
（2）在这个衰变过程中释放的能量为多少焦耳？（结果保留三位有效数字）
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）根据质量数与电荷数守恒，铀核衰变为钍核时的衰变方程为
（2）根据质能方程有
54．（22-23高二下·江苏南京·期中）在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家们用放射性材料—作为发电能源为火星车供电（中的是）。已知衰变后变为铀核（符号为）和粒子。若静止的在匀强磁场中发生衰变，粒子的动能为，粒子的速度方向与匀强磁场的方向垂直，在磁场中做匀速圆周运动的周期为 ，衰变放出的光子的动量可忽略，衰变释放的核能全部转化为铀核和粒子的动能。已知光在真空中的传播速度。求；
（1）写出衰变方程；
（2）衰变过程中的质量亏损；
（3）从开始衰变到和粒子再次相遇的最短时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）衰变方程为
（2）根据动量守恒定律可知粒子和铀核的动量大小相等，设为p，粒子的动能
铀核的动能
则
所以释放能量为
且，解得
（3）根据周期方程
可得
因为想再次相遇，必然是在裂变的切点处，所以每个粒子运动的时间必须为整数周期，这样就应有
而n、m必须为整数，所以根据与的比例关系，则必须或，这就意味着。所以相遇最短时间
55．（22-23高二下·辽宁沈阳·期中）镭核发生衰变，放出一个粒子后变为氡核，已知镭核质量为，氡核的质量为，放出粒子的质量为，已知的质量对应的能量。
（1）写出核反应方程；
（2）求镭核衰变放出的能量；（结果保留三位有效数字）
（3）若镭核衰变前静止在匀强磁场中，求氡核和放出的粒子的半径之比。
【答案】（1）；（2）；（3）1:43
【详解】（1）根据质量数和电荷数守恒可得核反应方程为
（2）该核反应中质量亏损为
根据爱因斯坦质能方程得
（3）根据动量守恒
又，
联立得
56．（22-23高二下·辽宁大连·期中）磁感应强度为B的匀强磁场，一个静止的放射性原子核（）发生了一次衰变。放射出的粒子（）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示粒子的质量和电荷量，生成的新核用Y表示，真空中光速为c，下列说法正确的是（ ）
A．新核Y在磁场中做圆周运动的轨道半径为
B．粒子做圆周运动可等效成一个环形电流，且电流大小为
C．若衰变过程中释放的核能都转化为粒子和新核Y的动能，则衰变过程中的质量亏损约为
D．发生衰变后产生的粒子与新核Y在磁场中旋转方向相同，且轨迹为相互外切的圆
【答案】B
【详解】A．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有
解得
衰变过程，系统动量守恒，可知衰变后的两粒子轨道半径与自身电荷量成反比，即
解得
故A错误；
B．粒子做圆周运动的周期为
电流大小为
故B正确；
C．对粒子，有，解得
由质量关系，可知衰变后新核质量为
衰变过程动量守恒，可得，解得
系统增加的能量为
由质能方程，可得，联立，解得
故C错误；
D．由动量守恒可知，衰变后两粒子运动方向相反，根据左手定则可判断所受洛伦兹力方向相反，即轨迹为相互外切的圆。故D错误。
故选B。
TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc3748" 02光电效应的规律 PAGEREF _Tc3748 \h 3
\l "_Tc30282" 03光子能量公式 PAGEREF _Tc30282 \h 5
\l "_Tc15589" 04爱因斯坦光电效应方程 PAGEREF _Tc15589 \h 6
\l "_Tc15648" 05用光电管研究光电效应 PAGEREF _Tc15648 \h 8
\l "_Tc6712" 06光电效应方程的函数图像 PAGEREF _Tc6712 \h 12
\l "_Tc7116" 07康普顿效应 PAGEREF _Tc7116 \h 14
\l "_Tc30189" 08物质的波粒二象性 PAGEREF _Tc30189 \h 17
\l "_Tc3745" 09波尔原子模型 PAGEREF _Tc3745 \h 20
\l "_Tc17452" 10原子核的衰变 PAGEREF _Tc17452 \h 22
\l "_Tc1479" 11半衰期 PAGEREF _Tc1479 \h 24
\l "_Tc14002" 12原子核的人工转变 PAGEREF _Tc14002 \h 26
\l "_Tc11631" 13核力与结合能 PAGEREF _Tc11631 \h 27
\l "_Tc11435" 14核能的计算 PAGEREF _Tc11435 \h 29
01能量量子化
1．（23-24高二上·浙江杭州·期中）许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献，下列说法正确的是（ ）
A．库仑提出电荷的周围存在一种物质叫电场，电场对放入的电荷有力的作用
B．富兰克林通过油滴实验测定了电荷量e的数值
C．爱因斯坦提出了能量子的假说
D．麦克斯韦提出了电磁场统一理论，赫兹用实验证明了电磁波的存在
【答案】D
【详解】A．法拉第提出了电场的概念，A错误；
B．密立根通过油滴实验测定了电荷量e的数值，B错误；
C．普朗克提出了能量子的假说，C错误；
D．麦克斯韦提出了电磁场统一理论，赫兹用实验证明了电磁波的存在，D正确。
故选D。
2．（23-24高二上·浙江杭州·期中）下列说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在
B．法拉第最早通过通电导线使小磁针偏转发现了电流的磁效应
C．一切物体都在辐射红外线，这种辐射与物体的温度有关
D．电磁波的传播需要介质，其在介质中的传播速度等于光速
【答案】C
【详解】A．赫兹通过实验验证了“变化的电场产生磁场”和“变化的磁场产生电场”，并证实了电磁波的存在，A错误；
B．奥斯特最早通过通电导线使小磁针偏转发现了电流的磁效应，故B错误；
C．一切物体都在辐射红外线，这种辐射与物体的温度有关，故C正确；
D．电磁波的传播不需要介质，其在介质中的传播速度小于光速，故D错误。
故选C。
3．（23-24高二上·浙江杭州·期中）下列物理学史说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦预言并通过实验捕捉到了电磁波，证实了自己提出的电磁场理论
B．安培发现了电流磁效应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加深入
C．电磁感应定律是由法拉第提出的
D．普朗克通过对黑体辐射的研究首次提出能量子的概念
【答案】D
【详解】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，而赫兹通过实验捕捉到了电磁波，并证实了由麦克斯韦提出的电磁场理论，故A错误；
B．奥斯特发现了电流磁效应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加深入，故B错误；
C．电磁感应定律是由纽曼和韦伯提出的，故C错误；
D．普朗克通过对黑体辐射的研究首次提出能量子的概念，故D正确。
故选D。
4．（22-23高二下·北京西城·期中）下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】黑体辐射中温度越高，辐射强度越大，而且温度升高后，辐射强度的最大值向波长短的一侧移动。
故选A。
02光电效应的规律
5．（21-22高二下·河南商丘·期末）下列有关原子物理的知识，说法错误的是（ ）
A．氢原子发射光谱由氢原子核外电子的跃迁产生
B．天然放射现象的发现揭示了原子有复杂的结构
C．根据玻尔的原子模型，一个处于n=4能级上的氢原子在向基态跃迁过程中，最多可发射3种不同频率的光子
D．只要光子的能量大于金属的逸出功，就可以使金属发生光电效应
【答案】B
【详解】A．氢原子发射光谱由氢原子核外电子的跃迁产生，故A正确，不符合题意；
B．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，故B错误，符合题意；
C．因只有一个原子跃迁，故最多可发射3种，即43、32、21，故C正确，不符合题意；
D．光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，即光子的能量大于金属的逸出功，就可以使金属发生光电效应，故D正确，不符合题意。
故选B。
6．（22-23高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末）用绿光照射一光电管，能产生光电效应，欲使光电子从阴极射出时的最大初动能增大，应（ ）
A．改用红光照射B．增大绿光的强度
C．增大光电管的加速电压D．改用紫光照射
【答案】D
【详解】由光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，当产生光电效应时，入射光的频率越高，光电子的最大初动能越大，与入射光的强度以及加速电压无关。红光的频率比绿光的频率小，紫外线的频率比绿光的频率大，因此改用紫光照射可以使光电子从阴极射出时的最大初动能增大。
故选D。
7．（22-23高二上·云南大理·期中）下列关于原子物理说法正确的是（ ）
A．某单色光照射到金属表面未发生光电效应，可能是因为照射光波长太长
B．重核裂变是太阳内部的反应
C．大量处于4能级的氢原子向基态跃迁，最多可能发出6种不同频率的光子，且从4能级跃迁到1能级的光子波长最长
D．β射线实质就是核外电子被电离，与阴极射线相同
【答案】A
【详解】A．某单色光照射到金属表面未发生光电效应，表明光子的能量小于金属材料的逸出功，即光的频率小于极限频率，光的频率越小，光的波长越长，即某单色光照射到金属表面未发生光电效应，可能是因为照射光波长太长，故A正确；
B．太阳内部的反应是轻核聚变，不是重核裂变，故B错误；
C．大量处于4能级的氢原子向基态跃迁，最多能发出不同频率的光子数目为
根据波尔跃迁理论有
可知，从4能级跃迁到1能级的光子的能量最大，即频率最大，则从4能级跃迁到1能级的光子波长最短，故C错误；
D．β射线是电子流，β射线的本质是放射性元素发生衰变时，核内的一个中子转化为一个质子与一个电子，电子从核内被抛射出去形成，与阴极射线不相同，故D错误。
故选A。
8．（22-23高二下·福建·课时练习）氢原子的能级示意图如图所示，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时，会辐射出若干种不同频率的光，若用这些光照射逸出功为4.54eV的钨时，下列说法中正确的是 （ ）
A．氢原子能辐射4种不同频率的光子
B．氢原子辐射的光子都能使钨发生光电效应
C．氢原子辐射一个光子后，氢原子的核外电子的速率增大
D．钨能吸收两个从n=4向n=2能级跃迁的光子而发生光电效应
【答案】C
【详解】A．根据
所以这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光，故A错误；
B．由于要发生光电效应，跃迁时放出光子的能量大于钨的逸出功为4.54eV，有些光子不能使钨发生光电效应，例如从n=4能级跃迁至n=3辐射的光子的能量为-0.85eV-（-1.51eV）=0.66eV<4.54eV
可知，该光子不能使钨发生光电效应，故B错误；
C．氢原子辐射一个光子后，电子向低轨道跃迁，根据
解得
由于r减小，可知氢原子的核外电子的速率增大，故C正确；
D．光电效应中，钨每一次只能吸收一个光子的能量，不能够累积，故D错误。
故选C。
03光子能量公式
9．（23-24高二上·江苏无锡·期末）某激光器发射波长为的单色光，这种光的一个光子的能量为多少？若该激光器的发光功率为，则每秒发射多少个光子？（，结果均保留2位有效数字）
【答案】，
【详解】（1）由题意：光子的频率
一个光子的能量为
（2）激光器每秒发射光子数
10．（23-24高二上·江苏扬州·期末）某种捕蚊器采用蚊子喜爱的紫外线诱捕蚊子，它发射的紫外线的频率为，波长为，光子的能量为，EUV光刻机产生的极深紫外线频率为，波长为，光子的能量为。已知，则（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】AB．由于，根据能量子公式
所以有
故A正确，B错误；
CD．由于，由公式
所以有
故CD错误。
故选A。
11．（23-24高二上·浙江宁波·期中）一盏电灯的发光功率为，假设它发出的光向四周均匀辐射，光的平均频率为，在距电灯运处，以电灯为球心的球面上，的面积每秒通过的光子数约为（取普朗克常量为）（ ）
A．个B．个C．个D．个
【答案】A
【详解】光是电磁波﹐辐射能量也是一份一份地进行的，100 W的灯泡每秒产生光能E=100J；设灯泡每秒发射的光子数为n，则
在以灯泡为球心的球面上，的面积每秒通过的光子数为个
的面积每秒通过的光子数约为个。
故选A。
12．（23-24高二上·浙江宁波·期中）2016年9月25日，被誉为“中国天眼”的世界最大单口径射电望远镜（简称FAST）在贵州省平塘县落成启用，开始接收来自宇宙深处的电磁波。中国天眼的存在，使得深空通讯能力延伸至太阳系外缘行星，对探索宇宙的起源和地外文明具有重要意义。如果为天眼配备一部发射功率为P的发射机，其发射的无线电波波长为λ。那么该发射机每秒钟发射的光子数量是（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【详解】光子能量为
设该发射机每秒钟发射的光子数量是n，则有
可得
故选C。
04爱因斯坦光电效应方程
13．（22-23高二下·黑龙江哈尔滨·期末）利用图示装置可测量某种金属材料K的逸出功，分别用频率为和的光照射K极板，通过电压表读数可测得这两种光照情况下的遏止电压之比为，普朗克常量为h，则该金属的逸出功为多少？
【答案】
【详解】根据光电效应方程
根据动能定理得
结合题意可得，
联立可得该金属的逸出功为
14．（21-22高二下·河南·期末）如图所示为氢原子能级图，氢原子中的电子从n=4能级直接跃迁到n=1能级可产生a光；从n=3能级直接跃迁到n=1能级可产生b光，a光和b光的波长分别为λa和λb，a、b两光照射逸出功为4.5 eV的金属钨表面均可产生光电效应，遏止电压分别为Ua和Ub，则（ ）
A．λa>λbB．Ua
【答案】D
【详解】AC.氢原子中的电子从n＝4能级跃迁到n＝1能级产生a光，a光的光子能量
hνa＝Ea＝E4－E1＝12.75 eV
氢原子中的电子从n＝3能级跃迁到n＝1能级产生b光，b光的光子能量hνb＝Eb＝E3－E1＝12.09 eV
a光的光子能量高，则a光的频率大，波长小，即λa<λb
故AC错误；
B.由光电效应方程Ek＝hν－W0
和Ek＝eUc
可知，频率越大，对应遏止电压Uc越大，即Ua>Ub
故B错误；
D.有Ekb＝hνb－W0＝7.59 eV
故D正确。
故选D。
15．（22-23高二下·河南驻马店·期末）用频率为、光强为I的光照射某金属，使之发生光电效应，光电子的最大初动能为。现改用频率为、光强为的光照射该金属，则光电子的最大初动能（ ）
A．大于 B．等于C．小于D．等于
【答案】A
【详解】用频率为的光照射时，根据光电效应方程有
用频率为的光照射时，根据光电效应方程有
解得
故选A。
16．（21-22高二下·河南商丘·期中）用如图甲所示的装置研究光电效应现象。闭合开关S，用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像，图线与横轴的交点坐标为（a，0），与纵轴的交点坐标为（0，-b），则普朗克常量为 ，仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将 （ 填“增大”、“减小”、“不变”）
【答案】 不变
【详解】[1]根据爱因斯坦光电效应方程
结合图像可得图线的斜率为普朗克常量，即
[2]根据光电效应方程可知，入射光的频率与最大初动能有关，与光的强度无关，仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能不变。
05用光电管研究光电效应
17．（22-23高二下·甘肃白银·期中）用图1所示装置研究光电效应现象，同一光电管在不同光照条件下进行三次实验，分别记录微安表的示数I随光电管电压U的变化情况，得到甲、乙、丙三条光电流与电压之间的关系曲线，如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A．甲光的频率大于乙光的频率B．丙光的波长大于乙光的波长
C．甲光和丙光的强弱程度相同D．甲光和丙光产生的光电子的最大初动能不同
【答案】B
【详解】A．根据图2可知，甲光的遏止电压小于乙光的遏止电压，根据Ekm=hν-W0=eU遏
可知甲光的频率小于乙光的频率，故A错误；
B．根据图2可知，甲光和丙光的遏止电压相同，则两者频率相同，根据上述，均小于乙光的频率，根据c=λν
可知，丙光的波长大于乙光的波长，故B正确；
C．根据图2可知，甲光的饱和光电流大于丙光的饱和光电流，由于甲、丙频率相同，光的强弱决定饱和电流，且光照越强，饱和光电流越大，可见甲光比丙光强，故C错误；
D．根据图2可知，甲光、丙光的遏止电压相同，根据Ekm=eU遏
可知，甲光和丙光产生的光电子的最大初动能相同，故D错误。
故选B。
18．（多选）（22-23高二下·广西桂林·期末）氢原子的能级图如图甲所示，若第3能级的氢原子向基态跃迁辐射光子，用这些光子照射图乙电路中光电管的阴极金属K，电流表A有电流流过。上述实验材料、设备均不变，图乙电路也不变的情况下，下列说法正确的是（ ）
A．大量处于第4能级的氢原子最多能辐射出6种不同频率的光
B．第2能级向基态跃迁辐射的光子照射K，电流表中一定有电流流过
C．第5能级向基态跃迁辐射的光子照射K，电流表中一定有电流流过
D．仅将图乙中电源的正负极交换，电流表示数一定为零
【答案】AC
【详解】A．大量处于第4能级的氢原子向低能级跃迁的各种情况都可能，辐射有种不同频率的光，故A正确；
B．第3能级的氢原子向基态跃迁辐射光子，用这些光子照射图乙电路中光电管的阴极金属K，电流表A有电流流过，说明发生了光电效应，光子的频率大于金属K的极限频率， 第2能级向基态跃迁辐射的光子照射K辐射的光子能量为
可得
因此金属K能否发生光电效应无法判断，电流表中不一定有电流流过，故B错误；
C．第5能级向基态跃迁辐射的光子照射K，辐射出来的光子能量满足
则一定能发生光电效应，电流表中一定有电流流过，故C正确；
D．仅将图乙中电源的正负极交换，光电管加反向电压，若电压没有达到反向遏止电压，还是有光电子能减速到达对面极板，电路有电流产生，故电流表示数不一定为零，故D错误。
故选AC。
19．（2020·河北张家口·二模）利用如图甲所示的电路完成光电效应实验，金属的遏止电压与入射光频率的关系如图乙所示，图乙中、、均已知，电子电荷量用e表示。入射光频率为时，下列说法正确的是（ ）
A．光电子的最大初动能
B．由图像可求得普朗克常量
C．滑动变阻器的滑片P向N端移动过程中电流表示数逐渐增加
D．把电源正负极对调之后，滑动变阻器的滑片P向N端移动过程中电流表示数一定一直增加
【答案】B
【详解】A．依题得，由图乙可得光电子的最大初动能为
故A错误；
B．根据光电效应方程可得
其中
可得普朗克常量为
故B正确；
C．图甲中光电管阳极A接电源负极，阴极K接电源正极，其所接电压为反向电压，滑动变阻器滑片P向N端移动，反向电压逐渐增大，电流表示数逐渐减小，当反向电压大于或等于遏止电压时，光电流恒为0，故C错误；
D．把电源正负极对调之后，光电管阳极A接电源正极，阴极K接电源负极，其所接电压为正向电压，因单位时间内阴极K发射的光电子数目是一定的，所以随滑动变阻器滑片P向N端移动，所加电压逐渐增大，电流表示数逐渐增大，最后会达到一个饱和值，之后电流表示数保持不变，故D错误。
故选B。
20．（多选）（18-19高二下·辽宁沈阳·期中）如图1所示是研究光电效应的电路。某同学利用该装置在不同实验条件下得到了三条光电流I与A、K两极之间的电极的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图2所示，则下列说法正确的是（ ）
A．甲光对应的光电子的最大初动能小于丙光对应的光电子的最大初动能
B．甲光与乙光的频率相同，且甲光的光强比乙光强
C．丙光的频率比甲、乙光的大，所以光子的能量较大，丙光照射到K极到电子从K极射出的时间间隔明显小于甲、乙光相应的时间间隔
D．用甲光照射光电管时单位时间内逸出的光电子数最多，所以甲光的频率最大，丙光的频率最小
【答案】AB
【详解】A．根据光电效应方程
且
由图可知丙光的截止电压大于甲光的截止电压，故甲光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能，甲光、乙光的截止电压相等，故甲光、乙光的频率相等，甲光的饱和光电流大于乙光的饱和光电流，故甲光的光强比乙光强，故AB正确；
C．由上述分析可知，丙光的频率大于甲、乙光的频率，故丙光的光子的能量较大，光照射到K极到电子从K极射出的时间是瞬时的，故丙光照射到K极到电子从K极射出的时间间隔等于甲、乙光相应的时间间隔，故C错误；
D．照射光电管时单位时间内逸出的光电子数与光照强度有关，与光的频率无关，故D错误。
故选AB。
06光电效应方程的函数图像
21．（19-20高二·广东广州·期末）光电效应实验，得到光电子最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示。普朗克常量、金属材料的逸出功分别为（ ）
A．，B．，C．，D．，
【答案】C
【详解】根据
可知，纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，即
图线的斜率等于普朗克常量，即
故选C。
22．（22-23高二下·山东济南·期末）用如图甲所示的装置研究光电效应，得到光电流I与A、K之间电压U的关系图像如图乙所示，遏止电压与入射光频率的关系图像如图丙所示。已知一个光电子电荷量为，下列说法正确的是（ ）
A．a光的频率大于b光的频率B．a光的光强小于b光的光强
C．根据图丙可计算出普朗克常量D．根据图丙可计算出该金属逸出功的大小为c
【答案】C
【详解】ACD．由光电效应方程，可得
又
解得
由乙图可知，a光和b光的遏止电压相同，即二者的频率相同。结合丙图中图线斜率和截距的物理意义，有
解得
故AD错误；C正确；
B．由乙图可知a光的饱和光电流大于b光的饱和光电流，可知a光的光强大于b光的光强。故B错误。
故选C。
23．（22-23高二下·吉林松原·期末）图甲是探究“光电效应”实验的电路图，光电管遏止电压随入射光频率的变化规律如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A．入射光的频率不同，遏止电压不同
B．入射光的频率不同，光照强度不同，图像的斜率相同
C．如图甲所示的电路中，当电压增大到一定数值时，电流计将达到饱和电流
D．只要入射光的光照强度相同，光电子的最大初动能就一定相同
【答案】AB
【详解】A．根据光电效应方程有
可知入射光的频率不同，电子的最大初动能不同，又
所以
因此入射光的频率不同，遏止电压不同，故A正确；
B．图像的斜率为，与入射光的频率和光照强度无关，故B正确；
C．图甲所示电路中，必须把电源正负极反接过来，才能来验证光电流与电压的关系，即当电压增大到一定数值时，电流计将达到饱和电流，故C错误；
D．根据
可知光电子的最大初动能与光照强度无关，故D错误。
故选AB。
24．（22-23高二下·山东青岛·期中）如图所示为两种不同金属A、B用同一种光照射发生光电效应时，最大初动能与入射光频率v之间的函数关系图像，则金属A、B可产生光电效应的截止波长为（ ）
A．2∶3B．4∶9C．1∶2D．3∶2
【答案】D
【详解】根据光电效应方程可得，纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功；当最大初动能为零时，入射光的频率等于截止频率，所以金属的截止频率为
结合
可知产生光电效应的截止波长=3：2
故选D。
07康普顿效应
25．（22-23高二上·北京海淀·期末）下列说法中正确的是（ ）
A．泊松亮斑证实了光的粒子性B．康普顿效应进一步证实了光的粒子性
C．光电效应现象说明光是电磁波D．光的偏振现象说明光是一种纵波
【答案】B
【详解】A．泊松亮斑证实了光的波动性，故A错误；
B．康普顿效应证明光子不仅具有能量，还具有动量，进一步证实了光的粒子性，故B正确；
C．光电效应现象说明光具有粒子性，故C错误；
D．光的偏振现象说明光是一种横波，故D错误。
故选B。
26．（21-22高二下·河南商丘·期中）下列说法正确的是（ ）
A．普朗克为了解释光电效应提出了能量子假说
B．光电效应和康普顿效应都证明光具有粒子性
C．卢瑟福α粒子散射实验说明原子核是有结构的
D．玻尔为了解释氢原子光谱的实验规律提出了原子的核式结构模型
【答案】B
【详解】A．爱因斯坦为了解释光电效应提出了光子假说，普朗克为了解释黑体辐射规律提出了能量子假说，故A项错误；
B．光电效应证明光具有粒子性，康普顿效应不仅说明光子具有能量，而且具有动量，证明光具有粒子性，故B项正确；
C．卢瑟福α粒子散射实验说明了原子的结构，即原子是由质量很大体积很小的原子核和质量很小的核外电子组成的，不能说明原子核是有结构的，故C项错误；
D．玻尔为了解释氢原子光谱的实验规律提出了玻尔原子模型，卢瑟福根据α粒子散射实验结果提出了原子的核式结构模型，故D项错误。
故选B。
27．（22-23高二下·北京海淀·期末）太阳能照射到地球上时，由于大气层的反射和吸收等作用，只有约到达地面。现测得在地球表面垂直太阳光方向每平方米面积上接收到太阳能的平均功率为。已知地球到太阳的距离，真空的光速。
（1）求太阳辐射能量的总功率；
（2）为简单计算，认为太阳辐射频率相同的电磁波，照射到地面时，全部被反射。求太阳光垂直照射地面时产生的光压（压强）大小；
太阳内部进行着多种核聚变反应过程，反应过程可简化为：四个质子聚变为一个氦核，放出2个正电子和2个中微子（符号），同时放出的能量。可认为太阳辐射的能量完全来源于上述核反应。太阳的质量为，质子的质量。
（3）写出这个核聚变的反应方程，并计算每次核聚变的质量亏损；
（4）教材写道“太阳的核反应还能维持几十亿年”。若认为上述核反应还能持续亿年秒，在此过程中，太阳的辐射功率不变。求这段时间内，太阳消耗的质子数占太阳目前质子数的比例，并求出具体数值（结果保留一位有效数字）。假设目前太阳全部由质子组成。
【答案】（1）；（2）；（3），；（4）
【详解】（1）根据题意可知地球表面垂直太阳光方向每平方米面积上太阳能辐射的平均功率为
以地球到太阳的距离为一个球面，太阳辐射到该球面上的总功率即为所求太阳辐射能量的总功率，故可得
（2）设单位时间内射到地面单位面积上的光子数为N，频率为，总能量为，可得
可得每个光子的动量为
在时间内，面积为地面上的光子全部被反射，根据动量定理可得
解得光压为
（3）核聚变的反应方程为
根据质能方程，可知每次核聚变的质量亏损为
（4）经过亿年后消耗的质子质量为
故可得
28．（22-23高二下·北京丰台·期末）光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具们能量之外还具有动量。由狭义相对论可知，一定的质量m与一定的能量E相对应：，其中c为真空中光速。真空中光速c，普朗克常量h均已知。
（1）已知某单色光的频率为，波长为，该单色光光子的能量E=h，其中h为普朗克常量。试借用质子、电子等粒子动量的定义：动量=质量×速度，推导该单色光光子的动量；
（2）光照射到物体表面时，如同大量气体分与器壁的频繁碰撞一样，将产生持续均匀的压力，这种压力会对物体表面产生压强，这就是“光压”，用I表示。一台发光功率为P0的激光器发出一束某频率的激光，光束的横截面积为S。当该激光束垂直照射到某物体表面时，假设光全部被吸收，试写出其在物体表而引起的光压的表达式；
（3）在某次康普顿效应中，为简化问题研究，设入射光子与静止的无约束自由电子发生弹性碰撞，如图，碰撞后光子的方向恰好与原入射方向成90°，已知：入射光波长，散射后波长为，求碰撞后电子的动能和动量。
【答案】（1）见解析；（2）；（3），
【详解】（1）根据题意有
粒子的动量为，
联立可得单色光光子的动量
（2）一小段时间Δt内，激光器发出的光子数为
光子照射到物体表面，根据动量定理可得
产生的光压为
（3）根据能量守恒定律可得，碰撞后电子的动能为
设电子碰撞后动量为p，根据动量守恒定律，碰撞后光子动量与电子动量的矢量和应该等于碰前光子的动量，如下图所示
所以
08物质的波粒二象性
29．（23-24高二上·江苏盐城·期中）关于波粒二象性，下列说法中正确的是（ ）
A．光像原子一样是一种微粒，光又像机械波一样是一种波
B．波粒二象性是牛顿的微粒说与惠更斯的波动说结合起来的学说
C．光是一种波，同时也是一种粒子，大量光子表现的物理规律是波动性，单个光子的表现有偶然性，是粒子性的反映
D．光具有波粒二象性，实物粒子不具有波粒二象性
【答案】C
【详解】A．原子虽然与光子具有某些相同的现象，但原子是实物，而光则是传播着的电磁波，其本质不同，故A错误；
B．牛顿的“微粒说”认为光是一种实物粒子，是宏观意义的粒子，而不是微观概念上的粒子，惠更斯提出了“波动说”。而光是既具有粒子性，又具有波动性，即具有波粒二象性，故B错误；
C．光是一种波，同时也是一种粒子，大量光子表现的物理规律是波动性，单个光子的表现有偶然性，是粒子性的反映，故C正确；
D．虽然宏观物体的德布罗意波的波长太小，不容易观察其波动性，但是实物粒子具有波粒二象性，故D错误；
故选C。
30．（21-22高二下·重庆渝北·期中）关于光的下列说法正确的是（ ）
A．光的偏振现象说明光是纵波
B．光的干涉条纹是彩色的，衍射条纹是黑白相间的
C．光的干涉现象说明具有波动性，光的衍射现象不能说明这一点
D．光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果
【答案】D
【详解】A．偏振现象是横波固有特征，光的偏振现象说明光是横波，故A错误；
B．从条纹特点看，虽然在条纹宽度、间距方面有所区别，但单色光的干涉条纹、衍射条纹都是明暗相间的，白光的干涉条纹、衍射条纹都是彩色的，故B错误；
CD．从成因分析，光的干涉现象、衍射现象都是光波叠加的结果，两者都表明光是一种波，故C错误，D正确。
故选D。
31．（22-23高二下·广东深圳·期中）下列关于波粒二象性、物质波的说法中，正确的是（ ）
A．康普顿效应，散射光中出现了大于X射线波长的成分，揭示了光具有波动性
B．不确定性关系指出，微观粒子的动量以及坐标都无法确定
C．动能相等的电子和质子，电子的物质波波长更大
D．光的干涉现象说明光是概率波，而德布罗意波不是概率波
【答案】C
【详解】A．康普顿效应揭示了光具有粒子性，故A错误；
B．不确定性关系指出，微观粒子的位置与动量不可同时被确定，故B错误；
C．根据动量和动能关系
可知动能相等的电子和质子，电子的质量小，电子的动量小，根据物质波的波长公式
可知电子的物质波波长更大，故C正确；
D．光的干涉现象说明光是概率波，德布罗意波也是概率波，故D错误。
故选C。
32．（多选）（22-23高二下·辽宁·期末）已知氢原子的基态能量为，质量为，普朗克常量为，下列说法正确的是（ ）
A．氢原子从能级跃迁到能级时辐射红光的频率为，从能级跃迁到能级时吸收紫光的频率为，则该氢原子从能级跃迁到能级时一定辐射光子，且能量为
B．基态氢原子中的电子吸收一频率为的光子被电离后，电子速度大小为
C．若氢原子从基态跃迁到激发态，则其核外电子动能增大，原子的电势能减小
D．若氢原子跃迁辐射出的光子被储存在起初空的原子枪中，然后让他通过双缝打到原子接收显像屏上（如图），如果控制光子一个一个发射，仍能得到干涉图样
【答案】AD
【详解】A．根据题意，由能级跃迁原理可知，
由于
则有
则该氢原子从能级跃迁到能级时一定辐射光子，能量为
故A正确；
B．题中为负值，基态氢原子中的电子吸收一个频率为的光子被电离后，根据能量守恒可得，最大初动能为
又有
联立解得，电子最大初速度为
故B错误；
C．若氢原子从基态跃迁到激发态，半径增大，库仑引力做负功，原子的电势能增大，根据
又有
整理可得
则核外电子动能减小，故C错误；
D．物质波也具有波粒二象性，故电子的波动性是每个电子本身的性质，则每个电子依次通过双缝都能发生干涉现象，只是需要大量电子显示出干涉图样，故D正确。
故选AD。
09波尔原子模型
33．（多选）（20-21高二下·云南保山·期中）如图为氢原子的能级示意图，则下列说法正确的是（ ）
A．氢原子由n=4能级跃迁到n=3能级辐射的光子的波长小于由n=3能级跃迁到n=2能级辐射光子的波长
B．处于n=2能级的氢原子吸收能量1.89eV的光子可以跃迁到n=3能级
C．处于基态的氢原子吸收14eV的能量一定会发生电离
D．一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁最多可以辐射6种不同频率的光子
【答案】BC
【详解】A．氢原子由n=4能级跃迁到n=3能级辐射的光子能量小于由n=3能级跃迁到n=2能级辐射的光子能量，即
根据
氢原子由n=4能级跃迁到n=3能级辐射的光子的波长大于由n=3能级跃迁到n=2能级辐射光子的波长，A错误；
B．由n=2能级跃迁至n=3能级，需吸收的能量为
B正确；
C．由于，则处于基态的氢原子吸收14eV的能量一定会发生电离，C正确；
D．一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁最多可以辐射种不同频率的光子，D错误。
故选BC。
34．（21-22高二下·天津南开·期末）如图为氢原子能级示意图，下列说法正确的是（ ）
A．一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可以发出6种频率的光
B．当处于基态的氢原子受到动能为13.6eV的粒子轰击时，氢原子一定会电离
C．处于基态的氢原子可以吸收能量为12.1eV的光子并发生跃迁
D．处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量减小
【答案】D
【详解】A．一个处于n=4激发态的氢原子，向低能级跃迁时最多可发出3种不同频率的光，故A错误；
B．当处于基态的氢原子受到动能为13.6eV的粒子当击时，若为光子，则氢原子一定会电离，若为其它实物粒子，氢原子不会电离，故B错误；
C．处于基态的氢原子若吸收一个12.1eV的光子后的能量为
由于不存在该能级，所以用12.1eV的光子照射处于基态的氢原子时，电子不可能跃迁，故C错误；
D．氢原子中的电子从高能级向低能级跃迁时轨道半径减小，该过程中电场力做正功，电势能减小，动能增大，原子的能量减小，故D正确。
故选D。
35．（多选）（21-22高二下·河南商丘·期中）图为氢原子的能级图，则下列说法正确的是（ ）
A．氢原子从低能级向高能级跃迁时放出光子，能量增加
B．用能量为12.5eV的电子轰击处于基态的氢原子，一定不能使氢原子发生能级跃迁
C．用能量是10.2eV的光子可以激发处于基态的氢原子
D．一群处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生6种谱线
【答案】CD
【详解】A．氢原子从低能级向高能级跃迁时吸收光子，能量增加，故A错误；
BC．用能量为12.5eV的电子轰击处于基态的氢原子，由于
可知氢原子可以吸收电子的一部分能量发生能级跃迁，或者用能量为10.2eV的光子可以激发处于基态的氢原子，故B错误，C正确；
D．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时最多产生谱线的种类为
故D正确。
故选CD。
36．（多选）（22-23高二下·北京西城·期中）图示为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。关于这些光下列说法正确的是（ ）
A．最容易表现出衍射现象的光是由n=4能级跃迁到n=3能级产生的
B．频率最小的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生的
C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
D．用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应
【答案】AD
【详解】AB．根据
可得，
由n=4能级跃迁到n=3能级产生的光子能量最小，波长最长，最容易表现出衍射现象，频率最小的光是由n=4能级跃迁到n=3能级产生的，故A正确，B错误；
C．这些氢原子总共可辐射出不同频率的光有
故C错误；
D．n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子能量为
故用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应，故D正确。
故选AD。
10原子核的衰变
37．（22-23高二下·新疆巴音郭楞·期末）“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将衰变释放的核能一部分转换成电能。的衰变方程为，则（ ）
A．衰变方程中的X等于233B．发生衰变
C．比的比结合能小D．月夜的寒冷导致的半衰期变大
【答案】C
【详解】AB．根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程为
为衰变，即衰变方程中的，故AB错误；
C．比结合能越大越稳定，由于衰变成为了，故比稳定，即比的比结合能小，故C正确；
D．半衰期由原子核本身决定的，与温度等外部因素无关，故D错误。
故选C。
38．（22-23高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末）完成下列核反应方程：
（1） ；（2） 。
（3） ；（4） 。
（5） ；（6）
【答案】
【详解】（1）[1]
（2）[2]
（3）[3]
（4）[4]
（5）[5]
（6）[6]
39．（多选）（22-23高二下·云南大理·期中）2017年1月9日，大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖。大多数原子核发生反应的过程中都伴随着中微子的产生，如核裂变、核聚变、衰变等。下列关于核反应的说法正确的是（ ）
A．衰变为，经过3次衰变、2次衰变
B．是衰变方程，是衰变方程
C．是核裂变方程，也是原子弹的核反应方程之一
D．钍的半衰期为24天，1g钍经过120天后还剩0.2g未衰变
【答案】AC
【详解】A．衰变为，经过m次衰变、n次衰变，根据质量数与电荷数守恒有
234 =222+4 m，90=86+2m-n
解得m=3，n=2
即衰变为，经过3次衰变、2次衰变，故A正确；
B．反应方程式是轻核聚变方程，是β衰变方程，故B错误；
C．反应方程式是重核裂变方程，也是原子弹的核反应方程之一，故C正确；
D．钍的半衰期为24天，1g钍经过120天后，发生5次衰变，根据
故D错误。
故选AC。
40．（21-22高二下·天津南开·期末）通过检测发现三星堆遗址出土的文物，年代从公元前3000年延续至公元前1200年，跨越了近2000年，用实物展示了连绵5000年的中华文化。考古通常用年代检测法推算出土文物的年代。的衰变方程为，下列说法正确的是（ ）
A．衰变方程中的X是中子
B．文物所埋藏的环境会影响的半衰期，进而对推算年代造成影响
C．若、、X的质量分别是m1、m2、m3，则一个发生衰变时，释放的能量为（m1-m2-m3）c2
D．与X的质量之和等于的质量
【答案】C
【详解】A．根据衰变过程满足质量数和电荷数守恒，可知X为，即X是电子，故A错误；
B．文物所埋藏的环境不会影响的半衰期，不会对推算年代造成影响，故B错误；
C．若、、X的质量分别是m1、m2、m3，则一个发生衰变时，释放的能量
=（m1-m2-m3）c2
故C正确；
D．由于在衰变过程中要释放能量，质量要亏损，则N与X的质量之和小于C的质量，故D错误。
故选C。
11半衰期
41．（22-23高二下·辽宁·期中）近来中国探月工程取得重大成就。月球夜晚温度低至，为避免低温损坏仪器，“玉兔二号”月球车携带的放射性同位素钚238（）会不断衰变，释放能量为仪器设备供热。可以通过以下反应过程得到：，。已知Pu的衰变方程为，其半衰期为88年。则下列说法正确的是（ ）
A．为轻核聚变B．白天时温度升高，的半衰期会减小
C．Y为质子D．的比结合能比的比结合能小
【答案】D
【详解】A．不是轻核聚变，故A错误；
B．放射性元素的半衰期由原子核内部自身决定，与外界的物理和化学状态无关，白天时温度升高，的半衰期不变，故B错误；
C．Pu的衰变方程为，根据衰变过程满足质量数和电荷数守恒可知，Y为，故C错误；
D．生成物比更稳定，比结合能越大，原子核越稳定，可知的比结合能比的比结合能小，故D正确。
故选D。
42．（22-23高二下·辽宁抚顺·期中）有4ml的放射性物质A，每个原子核只发生一次α衰变就成为稳定核，其半衰期为10年；另有2ml的放射性物质B，每个原子核只发生一次β衰变就成为稳定核，半衰期为30年，假定它们同时开始衰变，要使它们剩余物质的量相等需经过（ ）
A．15年B．17.5年C．20年D．25年
【答案】A
【详解】设它们剩余物质的量相等需经过t年，有
解得t=15
故选A。
43．（21-22高二下·江苏南通·期中）医学治疗中常用放射性核素产生射线，而是由半衰期相对较长的衰变产生的。对于质量为的，经过时间t后剩余的质量为m，其图线如图所示。可得的半衰期为多少天？
【答案】115.1d
【详解】看图分析，质量比从降到的时间便是半衰期，由图中数据可得半衰期为
44．（22-23高二下·四川广元·期中）装修经常使用的大理石会向空气中释放放射性气体氡（）气，氡（）经过一系列衰变后变成铅（），其半衰期约为3.8天，氡（）是一种无色无味的惰性气体。世界卫生组织研究表明，在许多国家，氡是肺癌的重要病因。一般情况下，大理石即使经过半年时间，气体氡（）的释放量依然比较高。下列说法正确的是（ ）
A．氡（）在夏天要比冬天衰变得更快
B．100个氡（）经过3.8天有50个发生衰变
C．氡（）在衰变过程中满足质量守恒和电荷守恒
D．氡（）衰变至铅（）经过4次α衰变和4次β衰变
【答案】D
【详解】A．半衰期不受温度影响，氡在夏天和冬天衰变得一样快，故A错误；
B．半衰期是针对大量放射性元素原子核的统计规律，对少数个别放射性元素原子核没有意义，故B错误；
C．衰变过程中伴有能量释放，因此会有质量亏损，则氡在衰变过程中不满足质量守恒，满足电荷守恒，故C错误；
D．设氡衰变至铅经过x次衰变和y次衰变
则根据电荷数守恒和质量数守恒有，
解得，
则氡衰变至铅经过4次衰变和4次衰变，故D正确。
故选D。
12原子核的人工转变
45．（22-23高二下·宁夏吴忠·期中）下列核反应方程中，属于裂变的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】D
【详解】A．属于原子核的人工转变，A错误；
B．属于α衰变，B错误；
C．属于氢核聚变，C错误；
D．属于重核裂变，D正确。
故选D。
46．（多选）（22-23高二下·重庆沙坪坝·期中）下列关于核反应方程的说法正确的是（ ）
A．是重核裂变反应方程B．查德威克发现了中子，方程式为
C．是人工核转变方程D．是聚变反应方程
【答案】BCD
【详解】A．是衰变反应方程，故A错误；
B．查德威克发现了中子，方程式为，故B正确；
C．是人工核转变方程，故C正确；
D．是聚变反应方程，故D正确。
故选BCD。
47．（22-23高二下·辽宁沈阳·期中）下列关于核反应方程及其表述均正确的是（ ）
A．为重核裂变反应B．为重核裂变反应
C．为轻核聚变反应D．为原子核的人工转变
【答案】C
【详解】A．重核裂变反应方程为
A错误；
B．为衰变，B错误；
C．为轻核聚变反应，C正确；
D．原子核的人工转变方程为
D错误。
故选C。
48．（21-22高二下·全国·课时练习）2021年三星堆考古又有了新发现。考古学家用碳14年代检测方法发现出土文物属于商代晚期。用中子轰击氮14可以产生碳14，核反应方程为，碳14具有放射性，放出一种射线又产生氮14，核反应方程为，则下列判断正确的是（ ）
A．x为β粒子B．x为质子C．y为α粒子D．y为中子
【答案】B
【详解】根据质量数、电荷数守恒可以判断，x的质量数为1，电荷数为1，所以x为质子，y的质量数为0，电荷数为-1，所以y为β粒子。
故选B。
13核力与结合能
49．（22-23高二下·重庆沙坪坝·期中）氦核作用能将恒星中的氦转换成重元素，其中粒子融合到核中的核反应方程为。已知α粒子的结合能为，核的结合能为，该反应释放的能量为，则的比结合能约为（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【详解】根据核反应过程中，释放的能量等于生成物的结合能与反应物的结合能之差可得，的结合能为
则的比结合能约为
故选D。
50．（22-23高二下·山东泰安·期中）用中子轰击静止的锂核，核反应方程为。已知光子的波长为，锂核的比结合能为，氦核的比结合能为，氚核的比结合能，普朗克常量为h，真空中光速为c，下列说法中正确的是（ ）
A．该核反应放出的核能B．该核反应放出的核能
C．该核反应放出的核能D．该核反应放出的核能
【答案】D
【详解】A B．光子的能量
不等于该核反应释放的核能。AB错误；
C D．因为锂核的结合能为，氦核的结合能为，核的结合能，则该核反应放出的核能
C错误，D正确。
故选D。
51．（多选）（22-23高二下·辽宁沈阳·期中）两个氘核以相等的动能对心碰撞发生核聚变。核反应方程为，其中氘核的比结合能为，氦核的比结合能为。假设核反应释放的核能E全部转化为动能，下列说法正确的是（ ）
A．核反应后氦核与中子的动量相同B．该核反应释放的核能
C．核反应后氦核的动能为D．氦核的比结合能为
【答案】BC
【详解】A．两个氘核以相等的动能对心碰撞，根据动量守恒定律知，反应前的总动量为零，则反应后总动量为零，即氦核和中子的动量大小相等，方向相反，故A错误；
B．由比结合能的概念可知，该核反应释放的核能为：
故B正确；
C．反应后氦核和中子的总动能来自释放的核能以及反应前氘核的总动能之和，则反应后氦核和中子的总动能为
根据动量守恒知，氦核和中子的动量大小相等，方向相反，由
知氦核和中子的动能之比为1：3，则核反应后氦核的动能
故C正确；
D．比结合能又称平均结合能，等于结合能除以核子数，结合能是自由分散的核子结合成原子核所释放的能量，并不是该反应放出的能量为E，所以氦核的比结合能不为，故D错误。
故选BC。
52．（22-23高二下·江苏南通·期中）“玉兔二号”月球车在太阳光照射不到时，由同位素Pu电池为其保暖供电。Pu238衰变时放出粒子，生成X原子核，产生大量的射线，Pu238半衰期为88年，则（ ）
A．X原子核的核子数为236
B．射线是Pu238跃迁产生的
C．X原子核和粒子的结合能之和大于Pu238原子核的结合能
D．衰变产生的射线，它的电离能力很强
【答案】C
【详解】A．由核反应过程质量数（核子数）守恒可知，X原子核的核子数为m=238-4=234
故A错误；
B．射线是衰变产生的新核X从高能级向低能级跃迁产生的，不是Pu238跃迁产生的，故B错误；
C．核反应方程式生成物比反应物稳定，比结合能大，则X原子核和粒子的结合能之和大于Pu238原子核的结合能，故C正确；
D．射线不带电荷，它有很强的穿透能力，但电离本领很弱，故D错误。
故选C。
14核能的计算
53．（22-23高二下·辽宁大连·期中）一个铀核衰变为钍核时释放一个粒子。已知铀核（）的质量为，钍核（）的质量为，粒子的质量为。
（1）写出铀核衰变为钍核时的衰变方程；
（2）在这个衰变过程中释放的能量为多少焦耳？（结果保留三位有效数字）
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）根据质量数与电荷数守恒，铀核衰变为钍核时的衰变方程为
（2）根据质能方程有
54．（22-23高二下·江苏南京·期中）在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家们用放射性材料—作为发电能源为火星车供电（中的是）。已知衰变后变为铀核（符号为）和粒子。若静止的在匀强磁场中发生衰变，粒子的动能为，粒子的速度方向与匀强磁场的方向垂直，在磁场中做匀速圆周运动的周期为 ，衰变放出的光子的动量可忽略，衰变释放的核能全部转化为铀核和粒子的动能。已知光在真空中的传播速度。求；
（1）写出衰变方程；
（2）衰变过程中的质量亏损；
（3）从开始衰变到和粒子再次相遇的最短时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）衰变方程为
（2）根据动量守恒定律可知粒子和铀核的动量大小相等，设为p，粒子的动能
铀核的动能
则
所以释放能量为
且，解得
（3）根据周期方程
可得
因为想再次相遇，必然是在裂变的切点处，所以每个粒子运动的时间必须为整数周期，这样就应有
而n、m必须为整数，所以根据与的比例关系，则必须或，这就意味着。所以相遇最短时间
55．（22-23高二下·辽宁沈阳·期中）镭核发生衰变，放出一个粒子后变为氡核，已知镭核质量为，氡核的质量为，放出粒子的质量为，已知的质量对应的能量。
（1）写出核反应方程；
（2）求镭核衰变放出的能量；（结果保留三位有效数字）
（3）若镭核衰变前静止在匀强磁场中，求氡核和放出的粒子的半径之比。
【答案】（1）；（2）；（3）1:43
【详解】（1）根据质量数和电荷数守恒可得核反应方程为
（2）该核反应中质量亏损为
根据爱因斯坦质能方程得
（3）根据动量守恒
又，
联立得
56．（22-23高二下·辽宁大连·期中）磁感应强度为B的匀强磁场，一个静止的放射性原子核（）发生了一次衰变。放射出的粒子（）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示粒子的质量和电荷量，生成的新核用Y表示，真空中光速为c，下列说法正确的是（ ）
A．新核Y在磁场中做圆周运动的轨道半径为
B．粒子做圆周运动可等效成一个环形电流，且电流大小为
C．若衰变过程中释放的核能都转化为粒子和新核Y的动能，则衰变过程中的质量亏损约为
D．发生衰变后产生的粒子与新核Y在磁场中旋转方向相同，且轨迹为相互外切的圆
【答案】B
【详解】A．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有
解得
衰变过程，系统动量守恒，可知衰变后的两粒子轨道半径与自身电荷量成反比，即
解得
故A错误；
B．粒子做圆周运动的周期为
电流大小为
故B正确；
C．对粒子，有，解得
由质量关系，可知衰变后新核质量为
衰变过程动量守恒，可得，解得
系统增加的能量为
由质能方程，可得，联立，解得
故C错误；
D．由动量守恒可知，衰变后两粒子运动方向相反，根据左手定则可判断所受洛伦兹力方向相反，即轨迹为相互外切的圆。故D错误。
故选B。
相关试卷
【期中模拟】2023-2024学年人教版高二物理下册预测卷09 热学.zip： 这是一份【期中模拟】2023-2024学年人教版高二物理下册预测卷09 热学.zip，文件包含期中模拟2023-2024学年人教版高二物理下册预测卷09热学原卷版docx、期中模拟2023-2024学年人教版高二物理下册预测卷09热学解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共44页， 欢迎下载使用。
【期中模拟】2023-2024学年人教版高二物理下册预测卷08 交变电流.zip： 这是一份【期中模拟】2023-2024学年人教版高二物理下册预测卷08 交变电流.zip，文件包含期中模拟2023-2024学年人教版高二物理下册预测卷08交变电流原卷版docx、期中模拟2023-2024学年人教版高二物理下册预测卷08交变电流解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共44页， 欢迎下载使用。
【期中模拟】2023-2024学年人教版高二物理下册预测卷05 带电粒子在复合场中的运动.zip： 这是一份【期中模拟】2023-2024学年人教版高二物理下册预测卷05 带电粒子在复合场中的运动.zip，文件包含期中模拟2023-2024学年人教版高二物理下册预测卷05带电粒子在复合场中的运动原卷版docx、期中模拟2023-2024学年人教版高二物理下册预测卷05带电粒子在复合场中的运动解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共77页， 欢迎下载使用。
