2024年高考物理大一轮复习：专题六 近代物理初步

这是一份2024年高考物理大一轮复习：专题六 近代物理初步，共21页。试卷主要包含了牢记“一个实验现象”，抓住“两看”和“两想”，明确“一个易错易混点”，85 eV－eV＝0，明确“两个易错易混点”等内容，欢迎下载使用。




　光电效应　能级跃迁
1.牢记“一个实验现象”
光电效应现象。
2.抓住“两看”和“两想”
(1)看到“遏止电压”，想到“与光电子最大初动能的关系：Ekm＝eUc”。
(2)看到“逸出功”，想到“与极限频率的关系W0＝hν0”。
3.明确“一个易错易混点”
能级跃迁时吸收光子的能量和吸收实物粒子的能量是不同的。
命题角度一　光电效应规律的应用
【例1】 (2019·北京卷，19)光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果。
组
次
入射光子
的能量/eV
相对
光强
光电流大
小/mA
逸出光电子的最大动能/eV
第
一
组
1
2
3
4.0
4.0
4.0
弱
中
强
29
43
60
0.9
0.9
0.9
第
二
组
4
5
6
6.0
6.0
6.0
弱
中
强
27
40
55
2.9
2.9
2.9
由表中数据得出的论断中不正确的是(　　)
A.两组实验采用了不同频率的入射光
B.两组实验所用的金属板材质不同
C.若入射光子的能量为5.0 eV，逸出光电子的最大动能为1.9 eV
D.若入射光子的能量为5.0 eV，相对光强越强，光电流越大
解析　光子的能量E＝hν，入射光子的能量不同，故入射光子的频率不同，A正确；由爱因斯坦的光电效应方程hν＝W0＋Ek，可求出两组实验的逸出功W0均为3.1 eV，故两组实验所用的金属板材质相同，B错误；由hν＝W0＋Ek，W0＝3.1 eV；当hν＝5.0 eV时，Ek＝1.9 eV，C正确；光强越强，单位时间内射出的光子数越多，单位时间内逸出的光电子数越多，形成的光电流越大，D正确。
答案　B
命题角度二　氢原子能级跃迁
【例2】 (2019·全国卷Ⅰ，14)氢原子能级示意图如图1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(　　)

图1
A.12.09 eV 　　　 B.10.20 eV
C.1.89 eV 　　　 D.1.51 eV
解析　因为可见光光子的能量范围是1.63 eV～3.10 eV，所以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，即选项A正确。
答案　A

解决氢原子能级跃迁问题的三点技巧
(1)原子跃迁时，所吸收或释放的光子能量只能等于两能级之间的能量差。
(2)原子电离时，所吸收的能量可以大于或等于某一能级能量的绝对值，剩余能量为自由电子的动能。
(3)一群原子和一个原子不同，一群原子的核外电子向基态跃迁时发射光子的种类N＝C＝。
命题角度三　光电效应和氢原子能级跃迁的综合问题
【例3】 如图2为氢原子能级图。现有一群处于n＝4激发态的氢原子，用这些氢原子辐射出的光照射逸出功为2.13 eV的某金属，已知电子的电荷量为1.6×
10－19 C，则(　　)

图2
A.这些氢原子能辐射出三种不同频率的光子
B.这些氢原子辐射出光子后，电子的总能量保持不变
C.这些氢原子辐射出的所有光都能使该金属发生光电效应
D.该金属逸出的所有光电子中，初动能的最大值为1.7×10－18 J
解析　根据C＝6知，这些氢原子可能辐射出6种不同频率的光子，故A项错误；这些氢原子辐射出光子后，电子的动能增大，电势能减小，总能量会减小，故B项错误；氢原子由n＝4跃迁到n＝3产生的光子的能量：E43＝E4－E3＝－0.85 eV－(－1.51)eV＝0.66 eV＜2.13 eV，所以不能使逸出功为2.13 eV的金属发生光电效应，故C项错误；氢原子由n＝4向n＝1能级跃迁时辐射的光子能量最大，频率最大，最大能量为13.6 eV－0.85 eV＝12.75 eV，根据光电效应方程可知，入射光的能量越高，则电子的动能越大，初动能的最大值为Ekm＝12.75 eV－2.13 eV＝10.62 eV＝1.7×10－18 J，故D项正确。
答案　D

1.(多选)大量处于基态的氢原子，在某种单色光的照射下，只能辐射出3种不同频率的光子，其中两种光子频率为ν1、ν2，且ν1＜ν2，普朗克常量为h。则(　　)
A.该单色光的能量可能为hν2
B.该单色光的能量可能为h(ν2－ν1)
C.第三种光子的频率可能为ν1＋ν2
D.第三种光子的频率一定为ν1－ν2
解析　处于基态的氢原子在某单色光照射下，只能发出三种频率的光，知处于第3能级。因为ν1、ν2为其中的两种光子，所以ν2可能频率最大，故该单色光的能量可能为hν2，故A项正确，B项错误；若第三种光子频率最大，则根据玻尔理论，hν3＝E3－E1，E3－E2＝hν1，E2－E1＝hν2，可见ν3＝ν2＋ν1，故C项正确，D项错误。
答案　AC
2.(多选)如图3是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象。由图象可知(　　)

图3
A.该金属的逸出功等于E
B.该金属的逸出功等于hνc
C.入射光的频率为2νc时，产生的光电子的最大初动能为E
D.入射光的频率为，产生的光电子的最大初动能为
解析　由题图并结合Ek＝hν－W0得，Ek＝hν－E，故逸出功W0＝E，故选项A正确；当Ek＝0时，ν＝νc，故E＝hνc，故选项B正确；ν＝2νc时，可得出Ek＝E，故选项C正确；当入射光的频率为时，不发生光电效应，故选项D错误。
答案　ABC
3.某实验小组用图4甲所示的电路研究a、b两种单色光的光电效应规律，通过实验得到的光电流I与电压U的关系如图乙所示。则(　　)

图4
A.a、b两种光的频率νa＜νb
B.金属K对a、b两种光的逸出功Wa＞Wb
C.a、b两种光照射出的光电子的最大初动能Eka＝Ekb
D.a、b两种光对应的遏止电压Ua＞Ub
解析　由光电效应方程Ekm＝hν－W0和题图可得b光照射光电管时遏止电压大，其频率大，即νa＜νb，故A项正确；金属的逸出功由金属本身决定，与光的频率无关，故B项错误；由题图可得b光照射光电管时遏止电压大，其逸出的光电子最大初动能大，故C、D项错误。
答案　A
4.(2019·广州二模)氢原子第n能级的能量为En＝(n＝1，2，3……)，其中E1是基态能量。若氢原子从第k能级跃迁到第p能级，辐射的能量为－E1，第p能级比基态能量高－E1，则(　　)
A.k＝3，p＝2 B.k＝4，p＝3
C.k＝5，p＝3 D.k＝6，p＝2
解析　根据第n能级的能量为：En＝(n＝1，2，3……)，第p能级比基态能量高－E1，则Ep＝E1，所以p＝2；根据玻尔理论有ΔE＝Em－En(m＞n)，当氢原子由第k能级跃迁到第2能级时，辐射的能量为ΔE＝－＝－E1，可得k＝3，故A项正确，B、C、D项错误。
答案　A
　核反应与核能的计算
1.牢记“两个主要实验现象”
α粒子散射实验、天然放射现象。
2.熟记常见基本粒子的符号
是正确书写核反应方程的基础。如质子(H)、中子(n)、α粒子(He)、β粒子(e)、正电子(e)、氘核(H)、氚核(H)等。
3.熟悉核反应的四种基本类型
衰变、人工转变、裂变和聚变。
4.掌握核反应方程遵守的规律
质量数守恒和电荷数守恒。
5.明白核反应过程是不可逆的
核反应方程只能用箭头连接并表示反应方向，不能用等号连接。
6.明确“两个易错易混点”
(1)半衰期是统计规律，对单个原子核无意义。
(2)γ射线是伴随着α衰变和β衰变而产生的能量形式。
命题角度一　原子核的衰变与半衰期
【例1】 (2017·全国卷Ⅱ，15)一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为U→Th＋He，下列说法正确的是(　　)
A. 衰变后钍核的动能等于α粒子的动能
B. 衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小
C. 铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间
D. 衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量
解析　静止的铀核在α衰变过程中，满足动量守恒的条件，根据动量守恒定律得pTh＋pα＝0，即钍核的动量大小和α粒 子的动量大小相等，方向相反，选项B正确；根据Ek＝可知，选项A错误；半衰期描述的是统计规律，而不是放出一个α粒子所经历的时间，选项C错误；铀核在衰变过程中，伴随着一定的能量放出，即衰变过程中有一定的质量亏损，故衰变后α粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，选项D错误。
答案　B
命题角度二　核反应方程
【例2】 (2018·全国卷Ⅲ，14)1934年，约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝核Al，产生了第一个人工放射性核素X：α＋Al→n＋X。X的原子序数和质量数分别为(　　)
A.15和28 B.15和30
C.16和30 D.17和31
解析　据α粒子和中子的质量数和电荷数写出核反应方程He＋Al→n＋X，结合质量数守恒和电荷数守恒得，A＝4＋27－1＝30，Z＝2＋13－0＝15，原子序数等于核电荷数，故B正确。
答案　B
命题角度三　核能的计算
【例3】 (2019·全国卷Ⅱ，15)太阳内部核反应的主要模式之一是质子—质子循环，循环的结果可表示为4H→He＋2e＋2ν，已知H和He的质量分别为mp＝1.007 8 u和mα＝4.002 6 u，1 u＝931 MeV/c2，c为光速。在4个H转变成1个He的过程中，释放的能量约为(　　)
A.8 MeV B.16 MeV
C.26 MeV D.52 MeV
解析　因电子的质量远小于质子的质量，计算中可忽略不计。质量亏损Δm＝4mp－mα，由质能方程得，ΔE＝Δmc2＝(4×1.007 8－4.002 6)×931 MeV≈26.6 MeV，选项C正确。
答案　C

核能的计算方法
(1)根据ΔE＝Δmc2计算时，Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”。
(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算时，Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”。
(3)如果核反应时释放的核能是以动能形式呈现，则核反应过程中系统动能的增量即为释放的核能。

1.(多选)能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一。下列释放核能的反应方程，表述正确的有(　　)
A.H＋H→He＋n是核聚变反应
B.H＋H→He＋n是β衰变
C.U＋n→Ba＋Kr＋3n是核裂变反应
D.U＋n→Xe＋Sr＋2n是α衰变
解析　两个轻核聚合成质量较大的核，这样的核反应叫做核聚变，选项A正确，B错误；在选项C中，铀核在被中子轰击后分裂成两个较轻的原子核，为核裂变，选项C正确；α衰变的本质为核内2个质子和2个中子结合成He，在一定条件下，作为一个整体从较大的原子核中被抛射出来，选项D错误。
答案　AC
2.2018年中国散裂中子源(CSNS)将迎来验收，目前已建设的3台谱仪也将启动首批实验。有关中子的研究，下列说法正确的是(　　)
A.Th核发生一次α衰变，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4
B.一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是裂变反应
C.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.中子和其他微观粒子，都具有波粒二象性
解析　α衰变的本质是发生衰变的核中减少2个质子和2个中子形成氦核，所以一次α衰变，新核与原来的核相比，中子数减少了2，故A项错误；裂变是较重的原子核分裂成较轻的原子核的反应，而该反应是较轻的原子核的聚变反应，故B项错误；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，查德威克通过α粒子轰击铍核获得碳核的实验发现了中子，故C项错误；所有粒子都具有波粒二象性，故D项正确。
答案　D
3.(多选)2017年11月6日，“华龙一号”核电项目首台发电机已通过了“型式试验”，全部指标达到和优于设计要求，标志着我国“华龙一号”首台发电机自主研制成功。“华龙一号”是利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电的，U是核电站常用的核燃料。U受一个中子轰击后裂变成Ba和Kr两部分，并产生3个中子。要使链式反应发生，裂变物质的体积要大于它的临界体积。已知U、Ba、Kr和中子n的质量分别是235.043 9 u、140.913 9 u、91.897 3 u和1.008 7 u。若取1 u＝931.5 MeV/c2，c为光速，则下列说法正确的是(　　)
A.该核反应方程为U→Ba＋Kr＋2n
B.该核反应方程为U＋n→Ba＋Kr＋3n
C.因为裂变释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少
D.一个U裂变时放出的能量约为ΔE＝200.55 MeV
解析　U受一个中子轰击后裂变成Ba和Kr两部分，并产生3个中子，并根据质量数守恒，则有：U＋n→Ba＋Kr＋3n，故A项错误，B项正确；该核反应过程中，发生质量亏损，释放能量，但是反应前后总质量数保持不变，故C项错误；由质能方程ΔE＝Δmc2，1 u＝931.5 MeV/c2，代入数据，解得放出的能量约为ΔE＝200.55 MeV，故D项正确。
答案　BD
4.在足够大的匀强磁场中一静止的Th核发生衰变，释放出的粒子运动方向与磁场垂直，现在探测到新核与放出粒子的运动轨迹均为圆，如图5所示，则下列判断正确的是(　　)

图5
A.Th发生的是α衰变
B.轨迹2是释放出的粒子的轨迹
C.衰变后的新核沿顺时针方向旋转
D.释放出的粒子沿顺时针方向旋转
解析　根据动量守恒知，放出的粒子的速度方向与新核的速度方向相反，由左手定则判断得知，放出的粒子应带负电，是β粒子，所以发生的是β衰变，故A项错误；由题意，静止的Th 发生衰变时动量守恒，释放出的粒子与新核的动量大小相等，两个粒子在匀强磁场中都做匀速圆周运动，因为新核的电荷量大于所释放出的粒子的电荷量，由半径公式r＝得知，新核的半径小于粒子的半径，所以轨迹2是新核的轨迹，故B项错误；根据洛伦兹力提供向心力，由左手定则判断得知：新核要沿逆时针方向旋转，而释放出的粒子要沿顺时针方向旋转，故C项错误，D项正确。
答案　D

A卷　提能小卷练
1.2018年9月16日，我国学者吴宜灿获欧洲聚变核能创新奖，以表彰他在核能中子物理前沿领域做出的开创性贡献。关于聚变和裂变的研究，下列说法正确的是(　　)
A.两个轻核聚变为中等质量的原子核时吸收能量
B.裂变和聚变过程质量都有所增加
C.太阳辐射的能量主要来源于重核裂变
D.要使聚变产生，必须克服库仑斥力做功
解析　两个轻核聚变为中等质量的原子核时会释放出能量，选项A错误；重核的裂变和轻核的聚变都会释放出核能，根据爱因斯坦的质能方程E＝mc2知，一定有质量亏损，选项B错误；太阳辐射的能量主要来源于轻核聚变，选项C错误；聚变时，要使轻核之间的距离达到10－15 m，所以必须克服库仑斥力做功，选项D正确。
答案　D
2.(多选)下列说法正确的是(　　)
A.方程式N＋He→O＋H是首次实现原子核人工转变反应方程
B.方程式H＋H→He＋n是轻核聚变反应方程
C.氢原子光谱是连续的
D.氢原子从某激发态跃迁至基态要吸收特定频率的光子
解析　卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了氧17和一个质子，是人类第一次实现原子核人工转变，A项正确；聚变是质量较小的核转化为质量较大的核，所以方程式H＋H→He＋n是轻核聚变反应方程，B项正确；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级En＝E1，故氢原子的能级是不连续的，而是分立的，C项错误；氢原子从某激发态跃迁至基态要放出特定频率的光子，D项错误。
答案　AB
3.下列说法正确的是(　　)
A.原子核衰变时要遵循电荷量守恒和质量守恒
B.大量氢原子发生能级跃迁时可以辐射所有频率的光
C.α粒子散射实验中少数α粒子发生大角度散射，这一现象反映了原子的核式
结构
D.光电效应中，照射光的波长越长，光电子的初动能越大
解析　原子核衰变时有质量亏损，A项错误；因为能级是量子化的，只能辐射特定频率的光，B项错误；少数α粒子发生大角度散射，说明α粒子撞上了质量较大的个体，这个质量较大的个体就是原子核，C项正确；光电效应中，照射光的波长越长，频率越低，光电子的初动能越小，D项错误。
答案　C
4.(多选)(2019·珠海二模)下列说法正确的是(　　)
A.方程式U→Th＋He是重核裂变反应方程
B.钚核(Pu)的比结合能小于铁核(Fe)的比结合能
C.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变成质子时所产生的
D.核力是短程力，与核子间的距离有关，始终表现为引力
解析　裂变是重的原子核(主要是指铀核或钚核)分裂成两个或多个质量较小的原子核的一种核反应形式，而方程式U→Th＋He是放射性元素的衰变反应方程，故A项错误；由原子核的比结合能的曲线可知，钚核(Pu)的比结合能小于铁核(Fe)的比结合能，故B项正确；β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的，故C项正确；核力是短程力，在其作用范围内，随核子间距离的变化，可以表现为引力，也可以表现为斥力，故D项错误。
答案　BC
5.月球土壤里大量存在着一种叫作“氦3”(He)的化学元素，是核聚变的重要原料之一。科学家初步估计月球上至少有100万吨“氦3”，如果相关技术开发成功，将可为地球带来取之不尽的能源。关于“氦3”与氘核(H)聚变生成“氦4”
(He)，下列说法中正确的是(　　)
A.该核反应方程式为He＋H→He＋H
B.该核反应生成物的质量大于参加反应物的质量
C.该核反应出现质量亏损，吸收能量
D.因为“氦3”比“氦4”的比结合能小，所以“氦3”比“氦4”稳定
解析　该核反应方程为He＋H→He＋H，电荷数守恒，质量数守恒，故A项正确；“氦3”(He)与氘核(H)聚变生成“氦4”(He)和质子，有大量的能量放出，根据爱因斯坦质能方程，知有质量亏损，生成物的质量小于参加反应物的质量，故B、C项错误；比结合能越大，原子核越稳定，所以“氦4”比“氦3”稳定，故D项错误。
答案　A
6.(2019·河南省郑州市第三次质量预测)关于近代物理学，下列说法正确的是(　　)
A.光电效应现象揭示了光具有波动性
B.一群氢原子从n＝4的激发态跃迁时，最多能辐射6种不同频率的光子
C.卢瑟福通过α粒子散射实验证实了原子核由质子和中子组成
D.氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经过7.6天后一定剩下1个氡原子核
解析　光电效应现象揭示了光具有粒子性，故A错误；一群氢原子从n＝4的激发态跃迁时，最多能辐射C＝6种不同频率的光子，故B正确；卢瑟福通过α粒子散射实验证实了原子的核式结构模型，故C错误；半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，对少量原子核不适用，故D错误。
答案　B
7.静止的Pu发生核反应，核反应方程为Pu→X＋He＋γ，质量亏损为Δm，He的速度为v。下列说法正确的是(　　)
A.元素X中有90个中子 B.γ光子的能量为Δmc2
C.X的速度大小为v D.该核反应属于裂变反应
解析　根据质量数守恒可知，X的质量数m＝238－4＝234，电荷数：z＝94－2＝92，所以元素X的中子数n＝234－92＝142个，故A项错误；静止的Pu发生核反应后，产生的能量转化为新核、α粒子的动能以及γ光子的能量，所以
γ光子的能量值小于Δmc2，故B项错误；γ光子的动量较小，所以新核X与α粒子的动量近似守恒，设每一个核子的质量为m0，选取α粒子运动的方向为正方向，则根据动量守恒可得234m0vx＋4m0v＝0，所以vx＝－v，负号表示方向与α粒子运动的方向相反，故C项正确；该核反应中，有α粒子生成，所以属于α衰变，故D项错误。
答案　C
8.用如图1甲所示的电路研究光电效应中光电流强度与照射光的强弱、频率等物理量的关系。图中A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调，分别用a、b、c三束单色光照射，调节A、K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示，由图可知(　　)

图1
A.单色光a和c的频率相同，且a光更弱些，b光频率最大
B.单色光a和c的频率相同，且a光更强些，b光频率最大
C.单色光a和c的频率相同，且a光更弱些，b光频率最小
D.单色光a和c的频率不同，且a光更强些，b光频率最小
解析　a、c两光照射后遏止电压相同，根据Ekm＝eUc，可知产生的光电子最大初动能相等，可知a、c两光的频率相等，光子能量相等；由于a光的饱和电流较大，则a光的强度较大。单色光b照射后遏止电压较大，根据Ekm＝eUc，可知b光照射后产生的光电子最大初动能较大；根据光电效应方程Ekm＝hν－W0得，b光的频率大于a光的频率，故A、C、D错误，B正确。
答案　B
B卷　高考标准练
(20分钟　48分)
选择题(本大题共8小题，每小题6分，共48分。其中第1～5题为单项选择题，第6～8题为多项选择题)
1.下列说法正确的是(　　)
A.原子从低能级向高能级跃迁，不吸收光子也能实现
B.铀核裂变的核反应方程是U→Ba＋Kr＋2n
C.根据爱因斯坦的“光子说”可知，光的波长越大其能量越大
D.玻尔根据光的波粒二象性，大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性
解析　原子从低能级向高能级跃迁，一种是吸收光子，另一种是受到高速运动粒子的撞击，所以原子从低能级向高能级跃迁，不吸收光子也能实现，选项A正确；铀核裂变需要受到中子的轰击，其核反应方程是U＋n→Ba＋Kr＋3n，选项B错误；根据爱因斯坦的“光子说”可知，E＝hν＝，光的频率越大(或波长越短)，其能量越大，选项C错误；德布罗意根据光的波粒二象性，大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性，选项D错误。
答案　A
2.如图2所示，氢原子在不同能级间发生a、b、c三种跃迁时，释放光子的频率分别是νa、νb、νc，下列关系式正确的是(　　)

图2
A.νb＝νa＋νc 　 B.νa＝
C.νb＝ 　 D.νc＝
解析　因为Em－En＝hν，知Eb＝Ea＋Ec，即hνb＝hνa＋hνc，解得νb＝νa＋νc，故A项正确，B、C、D项错误。
答案　A
3.如图3所示为1934年约里奥·居里夫妇用α粒子轰击铝箔时的实验示意图，他们除了探测到预料中的中子外，还发现拿走α粒子放射源以后，铝箔仍继续发射出一种神奇的粒子。下列说法中正确的是(　　)

图3
A.α粒子轰击铝箔的核反应方程为：Al＋He→P＋H
B.轰击铝箔后的生成物是磷(P)，它的衰变方程为：P→Si＋e＋γ
C.拿走α粒子放射源以后，铝箔继续发射出的神奇粒子实际上是中子
D.磷(P)也具有放射性，只是它不像天然放射性元素那样有一定的半衰期
解析　α粒子轰击铝箔的核反应方程为Al＋He→P＋n，故A项错误；轰击铝箔后的生成物是磷(P)，是磷的一种放射性同位素，它的衰变方程为P→Si＋e＋γ，铝箔继续发射出的神奇粒子实际上是正电子，故B项正确，C项错误；磷的一种同位素P，它具有放射性，跟天然放射性元素一样发生衰变，也有一定的半衰期，故D项错误。
答案　B
4.下列说法正确的是(　　)
A.一个基态的氢原子吸收光子跃迁到n＝3激发态后，最多能发射出三种频率的
光子
B.光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性
C.钚Pu的半衰期为24 100年，200个Pu经48 200年后，还有50个Pu未衰变
D.一个质子和一个中子结合为一个氘核，若质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3，则放出的能量为(m3－m2－m1)c2
解析　一个处于基态的氢原子吸收光子跃迁到n＝3激发态后，最多能发射出两种频率的光子，选项A错误；光电效应揭示了光子具有能量，康普顿效应揭示了光子除了具有能量外还具有动量，光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，选项B正确；由于半衰期描述的是大量原子核衰变的统计规律，对少量的原子核衰变不适用，所以选项C错误；一个质子和一个中子结合为氘核，根据爱因斯坦质能方程，释放出的核能ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3)c2，选项D错误。
答案　B
5.从1907年起，美国物理学家密立根就开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量。他通过如图4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，作出图乙所示的Uc－ν的图象，由此算出普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射测出的h相比较，以检验爱因斯坦方程的正确性。已知电子的电荷量e，则下列普朗克常量h的表达式正确的是(　　)

图4
A.h＝ B.h＝
C.h＝ D.h＝
解析　根据爱因斯坦光电效应方程，得Ek＝hν－W0，根据动能定理，得eUc＝Ek，则Uc＝ν－，所以图象的斜率k＝＝，解得h＝，故A项正确。
答案　A
6.下列说法正确的是(　　)
A.卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核内有中子存在
B.核泄漏事故污染物Cs能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为
Cs→Ba＋x，可以判断x为电子
C.若氢原子从n＝6能级向n＝1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n＝6能级向n＝2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应
D.质子、中子、α粒子的质量分别是m1、m2、m3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2
解析　卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出原子核式结构模型，故A项错误；根据电荷数守恒、质量数守恒知，x的电荷数为55－56＝－1，质量数为137－137＝0，可知x为电子，故B项正确；n＝6与n＝1间的能级差大于n＝6与n＝2间的能级差，则氢原子从n＝6能级向n＝1能级跃迁时辐射出的光子频率大于氢原子从n＝6能级向n＝2能级跃迁时辐射出的光子频率，可知从n＝6能级向n＝2能级跃迁时辐射出的光不能使金属发生光电效应，故C项正确；质子和中子结合成一个α粒子，需要两个质子和两个中子，质量亏损Δm＝2m1＋2m2－m3，由质能方程可知，释放的能量ΔE＝Δmc2＝(2m1＋2m2－m3)c2，故D项正确。
答案　BCD
7.(2019·福建龙岩4月模拟)氢原子的能级图如图5所示，可见光的光子能量范围约为1.61～3.10 eV，金属钠的逸出功为2.29 eV，下列说法中正确的是(　　)

图5
A.大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，可发出1种频率的可见光
B.大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，可发出2种频率的可见光
C.大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时发出的光当中有1种频率的光能使钠产生光电效应
D.大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时发出的光当中有2种频率的光能使钠产生光电效应
解析　大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，可以发出C＝3种频率的光子，光子能量分别为12.09 eV、10.2 eV、1.89 eV，故只能发出1种频率的可见光，故选项A正确，B错误；发出的光子能量有两种能量大于钠的逸出功，故有2种频率的光能使钠产生光电效应，故选项C错误，D正确。
答案　AD
8.(2019·浙江桐乡模拟)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6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mα＝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6
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　由题意可知，静止的原子核A衰变后的新核B和粒子反向运动，根据轨迹情况可知粒子为α粒子，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，由以上关系得新原于核B的电荷量q＝84e，故A正确，B错误；由R1＝，得vα＝＝ m/s≈2.4×107 m/s，故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ε＝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，故D正确。
答案　ACD