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1189990011214100原子结构、原子核和波粒二象性【原卷】
1．（2021·蕲春县第一高级中学高三专题练习）关于近代物理知识，下列判断正确的是（　　）
A．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释
B．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量可能小于该原子核的结合能
C．如果一个粒子和一个中子的德布罗意波长相等，那么它们的总能量相同
D．康普顿效应表明光不仅具有能量，而且具有动量
2．（2021·湖南高三月考）太阳内部发生的核反应模式之一是质子—质子循环，即四个false结合生成一个false，并释放出大量能量，其链式反应方程为①false，②false，③false，下列说法正确的是（　　）
A．②反应中，释放了γ光子，则②反应为衰变反应
B．循环结果可表示为false
C．四个false生成一个false过程中存在质量亏损
D．核电站中的核反应方式与太阳内部发生的主要核反应方式相同
3．（2021·山东德州市·高三期末）已知普朗克常量为false，元电荷false，如图所示为金属钙的遏止电压Uc随入射光频率v变化的图像，图像中v0的数值约为（ ）
A．false B．false C．false D．false
4．（2021·辽宁高三专题练习）如图所示，氢原子在不同能级间发生a、b、c三种跃迁时，释放光子的波长分别是λa、λb、λc，下列关系式正确的是（　　）
A．λb＝λa+λc B．false C．false D．false
5．（2021·贵州六盘水市·高三一模）2020年12月4日，被称为“人造太阳”的核聚变装置一中国环流器号M实现首次放电，这标志着我国的核电研究再次取得重大进步。下列属于核聚变反应的是（　　）
A．falseU→falseTh+falseHe B．falseN+falseHe →falseO+falseH
C．falseH+falseH→falseH+falseH D．falseU+falsen→falseBa+falseKr+3falsen
6．（2021·新疆乌鲁木齐市·高三一模）2020年12月4日，我国新一代“人造太阳”中国环流器二号M装置实现首次放电，标志着我国可控核聚变技术取得了重大突破。核聚变中，一种常见的核反应方程为：false（式中E为能量），则（　　）
A．X是中子，反应后总质量减少false
B．X是中子，反应后总质量增加false
C．X是质子，反应后总质量减少false
D．X是质子，反应后总质量增加false
7．（2021·山东泰安市·高三期末）氢原子的能级分布如图所示，一群氢原子处于n=4的激发态，当它们向较低的能级跃迁时发出的光照射金属钙，能使金属钙逸出光电子的光子频率有（金属钙的逸出功为3.20eV）（　　）
A．3种 B．4种
C．5种 D．6种
8．（2021·安徽黄山市·高三期末）以下对物理现象和物理规律的认识中正确的是（　　）
A．只要照射到金属表面的光的强度足够强就一定能产生光电效应现象
B．当给放射性材料加热时其衰变进程将加快
C．卢瑟福利用false粒子轰击氮核从而发现了原子核中有中子
D．原子核中的中子可以放出一个电子变成一个质子
9．（2021·广东深圳市·高二期末）如图所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，验电器两金属箔片张开，用带负电的导体棒接触锌板，又可观察到验电器两金属箔片张角变小，其原因是（　　）
A．紫外线电离空气，使锌板带正电
B．紫外线自身带微量正电荷
C．锌板发生光电效应，释放出了正的光电子
D．锌板表面射出电子，锌板和两金属箔片均带正电
10．（2021·广东深圳市·高二期末）氢原子的能级示意图如图所示，在氢原子由n=1的状态激发到n=4的状态，最后又回到n=1的状态的过程中，以下说法正确的是（　　）
A．可能用来激发的光子能量有6种
B．最多可以发出的光子能量有8种
C．可能发出的光子的最大能量为12.75eV
D．可能发出的光子的最小能量为0.85eV
11．（2021·河南南阳市·高三期末）利用如图所示的装置观察光电效应现象，将光束照射在金属板上，发现验电器指针没有张开。欲使指针张开，可（　　）
A．改用逸出功更大的金属板材料
B．改用频率更大的入射光束
C．增加该光束的照射时间
D．增大该光束的强度
12．（2021·云南昆明市·昆明一中高三月考）铀falseU衰变成韶falseRn，氡核falseRn不稳定，会进一步衰变成falsePo，其半衰期为3.8天，下列说法正确的是（　　）
A．铀falseU衰变成器falseRn要经历4次false衰变和3次β衰变
B．4个氢核falseRn经过3.8天后还剩下2个
C．falsePo的比结合能大于falseU的比结合能
D．通过升高温度，可以缩短氡核的半衰期
13．（2021·山东省昌乐第一中学高三期末）根据光的波粒二象性可知，光与其他物体发生相互作用时表现出粒子性，波长为false的光子能量为false，动量为false，false为普朗克常量，false为光在真空中的传播速度。科研人员用强激光竖直向上照射一水平放置的小玻璃片，激光子全部被吸收，产生的“光压”把小玻璃片托在空中。若小玻璃片质量为false，重力加速度为false，则激光的发射功率为（　　）
A．false B．false C．false D．false
14．（2021·全国高三专题练习）氢原子能级图的一部分如图所示，a、b、c分别表示氢原子在不同能级间的三种跃迁途径，设在a、b、c三种跃迁过程中，放出光子的能量和波长分别是Ea、Eb、Ec和λa、λb、λc，则（　　）
A．λb=λa＋λc B． false=false＋false C．λb=λaλc D．Eb=Ea＋Ec
15．（2021·全国高三专题练习）μ子与氢原子核（质子）构成的原子称为μ氢原子（hydrogen muonatom）。它在原子核物理的研究中有重要作用。如图所示为μ氢原子的能级示意图，假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n=2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光，且频率依次增大，则（　　）
A．μ氢原子吸收光子后处于n=5能级 B．μ氢原子吸收光子后处于n=4能级
C．E等于h（ν6-ν4） D．E等于h（ν5-ν2）
16．（2021·山东德州市·高三期末）2020年12月4日，一个应该载入世界核聚变史册的日子。核聚变关键装置“中国环流器二号M装置”首次放电，标志着我国自主掌握了大型先进托卡马克装置的设计、建造和运行技术。该装置内释放核能的核反应方程为false，对此以下说法正确的是（　　）
A．核反应产物中的X粒子为false
B．反应后核子的总质量等于反应前核子的总质量
C．反应后产生的新核的比结合能变大
D．该核反应也是世界各地正在运行的核电站中的主要核反应
17．（2021·全国高三专题练习）由图可得出的结论是（　　）
A．质子和中子的质量之和小于氘核的质量
B．质子和中子的质量之和大于氘核的质量
C．氘核分解为质子和中子时要吸收能量
D．质子和中子结合成氘核时要吸收能量
18．（2021·山东滨州市·高三期末）如图所示，大量处于激发态（false）的氢原子，向较低能级跃迁时，下列说法正确的是（　　）
A．最多只能放出6种不同频率的光子
B．从false能级跃迁到false能级氢原子的能量变大
C．从false能级跃迁到false能级放出的光子波长最长
D．从false能级跃迁到false能级放出的光子能使某种金属发生光电效应，则从false能级跃迁到false能级放出的光子，也一定能使该种金属发生光电效应
19．（2021·广东深圳市·高二期末）核潜艇制造专家黄旭华获得2019年国家最高科学技术奖。我国核潜艇是以核反应炉为动力来源的潜艇，其核反应堆中可能的一个核反应方程为false下列说法正确的是（　　）
A．该核反应属于原子核的衰变
B．其中Ba核的平均结合能比U核的小
C．该核反应方程式中x=3
D．该反应堆中发生的是链式反应，因每次生成的false会使新铀核连续不断地发生裂变
20．（2021·河北高三月考）用频率分别为false和false的光照射某种金属材料，两种情况下测得的该金属材料发生光电效应的遏止电压之比为1∶3，已知普朗克常量为h，则该金属的逸出功为（　　）
A．false B．false C．false D．false
21．（2021·云南高三一模）下列说法正确的是（　　）
A．大量氢原子从false激发态跃迁到基态最多能发出false种不同频率的光
B．通过加压或降温的方法，可以改变放射性元素的半衰期
C．根据波尔理论可知，电子可以绕原子核沿任意轨道做匀速圆周运动
D．false的半衰期是false 天，false个false核经过false天后一定剩下false个false核
22．（2021·山西晋中市·高三月考）2020年12月1日报道：中国科学院成都研究所的“人工太阳”将在2020年年底投入使用，这一科技成果令世界各国科学界刮目相看。人工太阳是利用氘核核聚变实现的，反应方程是false，下列说法正确的是（　　）
A．该反应过程中满足电荷守恒和质量守恒
B．重核裂变比轻核聚变更为安全、清洁
C．聚变反应相比裂变反应中平均每个核子释放的能量多
D．目前核反应堆产生的能量主要来自轻核聚变
23．（2021·辽宁高三月考）下列有关原子物理的说法正确的是（　　）
A．核反应中释放核能时，核子的比结合能增大
B．原子核的结合能越大越稳定
C．卢瑟福通过核反应false发现了中子
D．β射线是原子核中的质子衰变成中子而释放出来的电子流
24．（2021·长沙市·湖南师大附中高二期末）如图所示，已知用光子能量为2.82eV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false，则K极板的金属涂层的逸出功约为（　　）
A．false B．false C．false D．false
25．（2021·长沙市·湖南师大附中高二期末）下列说法中正确的是（　　）
A．黑体辐射强度与波长有关，温度升高，各种波长的辐射都有增加，且辐射强度的极大值向波长较长的方向移动。普朗克在对黑体辐射的研究时，提出了光子的假说
B．光电效应揭示了光的粒子性，而康普顿效应则反映了光的波动性
C．电子和其他微观粒子，都具有波粒二象性
D．光波是一种概率波。光的波动性是由于光子之间的相互作用引起的，这是光子自身的固有性质
26．（2021·蕲春县第一高级中学高三专题练习）用能量为E0的光照射大量处于基态的氢原子，发现氢原子可以辐射6种颜色的光，氢原子能级图如图所示，各色可见光的波长和光子能量如下表所示，下列说法正确的是（　　）
色光
红
橙
黄
绿
蓝靛
紫
光子波长范围/nm
622-770
597-622
577-597
492-577
455-492
350-455
光子能量范围/eV
1.61-2.00
2.00-2.07
2.07-2.14
2.14-2.53
2.53-2.76
2.76-3.10
A．E0=12.09eV
B．辐射6种颜色的光中包含红光
C．辐射6种颜色的光中有三种可见光
D．氢原子从基态跃迁到高能级，电子的动能增大，原子的电势能增大
27．（2021·广东高三月考）氢原子的能级图如图所示，当氢原子从false能级向低能级跃迁时，辐射的光子恰好能使金属P发生光电效应，下列说法正确的是（　　）
A．大量的氢原子从false能级向低能级跃迁辐射出的光子中有6种频率的光子能使金属P发生光电效应
B．金属P的逸出功false有可能大于10.2 eV
C．静止的电子经电场加速后，撞击氢原子使其由基态跃迁到激发态，电子的加速电压至少为12.09 V
D．若用氢原子从false能级跃迁到最低能级时辐射的光子照射金属P，则此时的遏止电压为2.55 V
28．（2021·江苏高三月考）下列说法正确的是（　　）
A．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核要释放核能
B．重核发生裂变时需要吸收能量
C．核力是核子间的万有引力和库仑力的合力
D．中子与中子之间的核力一定大于中子与质子间的核力
29．（2021·湖北高三月考）已知四个氢核可聚变成一个氦核，同时放出两个正电子，若未来核电站能使氢完全聚变，则一座100万千瓦的核电站每年（false）大约需要消耗的氢的质量为（氢核的质量为1.0078u，氦核的质量为4.0026u，1u为false）（　　）
A．20kg B．50kg C．150kg D．200kg
30．（2021·北京高三专题练习）太阳光垂直射到地面上时，地面S＝1m2的面积上接收的太阳光的功率P＝1.4kW其中可见光部分约占45%，普朗克常量h＝6.6×10﹣34J?s。（结果保留2位有效数字）
(1)假如认为可见光的波长约为λ＝0.55μm，日地间的距离R＝1.5×1011m，估算太阳每秒辐射出的可见光子数为多少；
(2)若已知地球的半径R0＝6.4×106m，估算地球接收的太阳光的总功率。
原子结构、原子核和波粒二象性
1．（2021·蕲春县第一高级中学高三专题练习）关于近代物理知识，下列判断正确的是（　　）
A．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释
B．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量可能小于该原子核的结合能
C．如果一个粒子和一个中子的德布罗意波长相等，那么它们的总能量相同
D．康普顿效应表明光不仅具有能量，而且具有动量
【答案】D
【详解】
A．黑体辐射的实验规律说明电磁辐射具有量子化的特性，即黑体辐射是不连续的，是一份一份的，所以黑体辐射用光的粒子性解释，故A错误；
B．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，故B错误；
C．根据德布罗意波的波长公式
λ=false
可知如果一个粒子的德布罗意波长与中子相等，则它们的动量大小一定相同，而总能量不相同，故C错误；
D．康普顿效应表明光不仅具有能量，还具有动量，故D正确。
故选D。
2．（2021·湖南高三月考）太阳内部发生的核反应模式之一是质子—质子循环，即四个false结合生成一个false，并释放出大量能量，其链式反应方程为①false，②false，③false，下列说法正确的是（　　）
A．②反应中，释放了γ光子，则②反应为衰变反应
B．循环结果可表示为false
C．四个false生成一个false过程中存在质量亏损
D．核电站中的核反应方式与太阳内部发生的主要核反应方式相同
【答案】C
【详解】
A．②反应属于轻核聚变反应，故A错误；
B．循环结果可表示为false，故B错误；
C．四个false生成一个false过程中释放大量能量，存在质量亏损，故C正确；
D．核电站发生的核反应方式是重核裂变，故D错误。
故选C。
3．（2021·山东德州市·高三期末）已知普朗克常量为false，元电荷false，如图所示为金属钙的遏止电压Uc随入射光频率v变化的图像，图像中v0的数值约为（ ）
A．false B．false C．false D．false
【答案】A
【详解】
根据
false
当false时
false
解得
false
当false时
false
故选A。
4．（2021·辽宁高三专题练习）如图所示，氢原子在不同能级间发生a、b、c三种跃迁时，释放光子的波长分别是λa、λb、λc，下列关系式正确的是（　　）
A．λb＝λa+λc B．false C．false D．false
【答案】C
【详解】
因为
Em﹣En＝hv＝false
结合图可知
Eb＝Ea+Ec
所以有
false
得
false
故ABD错误；C正确；
故选C。
5．（2021·贵州六盘水市·高三一模）2020年12月4日，被称为“人造太阳”的核聚变装置一中国环流器号M实现首次放电，这标志着我国的核电研究再次取得重大进步。下列属于核聚变反应的是（　　）
A．falseU→falseTh+falseHe B．falseN+falseHe →falseO+falseH
C．falseH+falseH→falseH+falseH D．falseU+falsen→falseBa+falseKr+3falsen
【答案】C
【详解】
选项 A 表示的是衰变，选项 B 表示的人工核转变，选项 C 表示的是轻核聚变，选项 D 表示的是重核裂变。
故选C。
6．（2021·新疆乌鲁木齐市·高三一模）2020年12月4日，我国新一代“人造太阳”中国环流器二号M装置实现首次放电，标志着我国可控核聚变技术取得了重大突破。核聚变中，一种常见的核反应方程为：false（式中E为能量），则（　　）
A．X是中子，反应后总质量减少false
B．X是中子，反应后总质量增加false
C．X是质子，反应后总质量减少false
D．X是质子，反应后总质量增加false
【答案】A
【详解】
由于核反应过程中质量数，电荷数守恒，可知X是中子，由爱恩斯坦的质能方程false 得，反应后总质量减少false，所以A正确；BCD错误；
故选A。
7．（2021·山东泰安市·高三期末）氢原子的能级分布如图所示，一群氢原子处于n=4的激发态，当它们向较低的能级跃迁时发出的光照射金属钙，能使金属钙逸出光电子的光子频率有（金属钙的逸出功为3.20eV）（　　）
A．3种 B．4种
C．5种 D．6种
【答案】A
【详解】
一群氢原子处于n=4的激发态，当它们向较低的能级跃迁时，共可以发出
false
种光，这6种光的频率分别为
falsefalse
根据爱因斯坦光电效应方程，需要满足
false
一共有3种，故A正确，BCD错误。
故选A。
8．（2021·安徽黄山市·高三期末）以下对物理现象和物理规律的认识中正确的是（　　）
A．只要照射到金属表面的光的强度足够强就一定能产生光电效应现象
B．当给放射性材料加热时其衰变进程将加快
C．卢瑟福利用false粒子轰击氮核从而发现了原子核中有中子
D．原子核中的中子可以放出一个电子变成一个质子
【答案】D
【详解】
A．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，与入射光的强度无关，所以A错误；
B．放射性材料的衰变周期只是由原子核的本身性质决定，与它的物理、化学状态无关，所以B错误；
C．卢瑟福利用false粒子轰击氮核从而发现了原子核中有质子，所以C错误；
D．false衰变的实质是原子核中的中子可以放出一个电子变成一个质子，所以D正确；
故选D。
9．（2021·广东深圳市·高二期末）如图所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，验电器两金属箔片张开，用带负电的导体棒接触锌板，又可观察到验电器两金属箔片张角变小，其原因是（　　）
A．紫外线电离空气，使锌板带正电
B．紫外线自身带微量正电荷
C．锌板发生光电效应，释放出了正的光电子
D．锌板表面射出电子，锌板和两金属箔片均带正电
【答案】D
【详解】
当用紫外线照射锌板时，锌板发生光电效应，锌板缺少电子带正电，与锌板导线相连的验电器也带上正电，当用带负电的导体棒接触锌板，发生电中和，带电量减少，从而使验电器两金属箔片张角变小。
故选D。
10．（2021·广东深圳市·高二期末）氢原子的能级示意图如图所示，在氢原子由n=1的状态激发到n=4的状态，最后又回到n=1的状态的过程中，以下说法正确的是（　　）
A．可能用来激发的光子能量有6种
B．最多可以发出的光子能量有8种
C．可能发出的光子的最大能量为12.75eV
D．可能发出的光子的最小能量为0.85eV
【答案】C
【详解】
A． 由n=1的状态激发到n=4的状态，用来激发的光子能量只有一种，其能量为12.75eV。A错误；
B．从n=4回到n=1的状态的过程中，最多可以发出的光子能量有false种，B错误；
C．直接从n=4回到n=1的状态，发出的光子的能量最大，最大为12.75eV。C正确；
D．从n=4回到n=3的状态，发出的光子的能量最小，最大为0.66eV。D错误。
故选C。
11．（2021·河南南阳市·高三期末）利用如图所示的装置观察光电效应现象，将光束照射在金属板上，发现验电器指针没有张开。欲使指针张开，可（　　）
A．改用逸出功更大的金属板材料
B．改用频率更大的入射光束
C．增加该光束的照射时间
D．增大该光束的强度
【答案】B
【详解】
A．改用逸出功更大的金属板材料，更不可能发生光电效应现象，指针不能张开，所以A错误；
BCD．发生光电效应现象的条件是入射光的频率要大于金属的极限频率，与入射光的强度无关，与入射光的照射时间也无关，则改用频率更大的入射光束，可以使指针张开，所以B正确；CD错误；
故选B。
12．（2021·云南昆明市·昆明一中高三月考）铀falseU衰变成韶falseRn，氡核falseRn不稳定，会进一步衰变成falsePo，其半衰期为3.8天，下列说法正确的是（　　）
A．铀falseU衰变成器falseRn要经历4次false衰变和3次β衰变
B．4个氢核falseRn经过3.8天后还剩下2个
C．falsePo的比结合能大于falseU的比结合能
D．通过升高温度，可以缩短氡核的半衰期
【答案】C
【详解】
A．铀false衰变成false要经历4次α衰变和2次β衰变，A错误；
B．半衰期是大量原子的统计规律，4个氡核的衰变情况存在偶然性，B错误；
C．该衰变过程是自发进行的，原子核变得更加稳定，比结合能增大，C正确；
D．半衰期与温度无关，D错误。
故选C。
13．（2021·山东省昌乐第一中学高三期末）根据光的波粒二象性可知，光与其他物体发生相互作用时表现出粒子性，波长为false的光子能量为false，动量为false，false为普朗克常量，false为光在真空中的传播速度。科研人员用强激光竖直向上照射一水平放置的小玻璃片，激光子全部被吸收，产生的“光压”把小玻璃片托在空中。若小玻璃片质量为false，重力加速度为false，则激光的发射功率为（　　）
A．false B．false C．false D．false
【答案】A
【详解】
由题得
false
（式中 N 为单位时间照射到玻璃片上的光子数），经过时间 t，以入射的光子为研究对象，由动量定理得
false
设 F′为光对玻璃板的作用力，由牛顿第三定律
F=F′
因为玻璃板静止，则有
F′=mg
联立解得
P=mgc
故选A。
14．（2021·全国高三专题练习）氢原子能级图的一部分如图所示，a、b、c分别表示氢原子在不同能级间的三种跃迁途径，设在a、b、c三种跃迁过程中，放出光子的能量和波长分别是Ea、Eb、Ec和λa、λb、λc，则（　　）
A．λb=λa＋λc B． false=false＋false C．λb=λaλc D．Eb=Ea＋Ec
【答案】BD
【详解】
D．Ea=E3?E2，Eb=E3?E1，Ec=E2?E1，所以Eb=Ea+Ec，D正确;
ABC．由false得false，false，false，取倒数后得到false，B正确AC错误。
故选BD。
15．（2021·全国高三专题练习）μ子与氢原子核（质子）构成的原子称为μ氢原子（hydrogen muonatom）。它在原子核物理的研究中有重要作用。如图所示为μ氢原子的能级示意图，假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n=2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光，且频率依次增大，则（　　）
A．μ氢原子吸收光子后处于n=5能级 B．μ氢原子吸收光子后处于n=4能级
C．E等于h（ν6-ν4） D．E等于h（ν5-ν2）
【答案】BC
【详解】
AB．大量μ氢原子吸收光子后发出6种频率的光子，则由
false
解得
n=4
因此μ氢原子吸收光子后处于n=4能级，选项A错误，B正确；
CD．由玻尔理论可知
hν1=E4-E3
hν2=E3-E2
hν3=E4-E2
hν4=E2-E1
hν5=E3-E1
hν6=E4-E1
由能级跃迁规律得
E=E4-E2=h（ν6-ν4）
选项C正确，D错误。
故选BC。
16．（2021·山东德州市·高三期末）2020年12月4日，一个应该载入世界核聚变史册的日子。核聚变关键装置“中国环流器二号M装置”首次放电，标志着我国自主掌握了大型先进托卡马克装置的设计、建造和运行技术。该装置内释放核能的核反应方程为false，对此以下说法正确的是（　　）
A．核反应产物中的X粒子为false
B．反应后核子的总质量等于反应前核子的总质量
C．反应后产生的新核的比结合能变大
D．该核反应也是世界各地正在运行的核电站中的主要核反应
【答案】AC
【详解】
A．根据核反应方程两边质量数，电荷数守恒可写出该核反应方程为
false
故X为中子false，选项A正确。
B．任何核反应都存在质量亏损，并释放能量。故反应后核子的总质量小于反应前核子的总质量，选项B错误；
C．氦核的比结合能大于氘核和氚核，是因为氦核的核间结合更牢固，性质更稳定，故C正确；
D．当今世界各地正在运行的核电站中的主要核反应方程是
false
故D错误。
故选AC。
17．（2021·全国高三专题练习）由图可得出的结论是（　　）
A．质子和中子的质量之和小于氘核的质量
B．质子和中子的质量之和大于氘核的质量
C．氘核分解为质子和中子时要吸收能量
D．质子和中子结合成氘核时要吸收能量
【答案】BC
【详解】
AB．根据能量守恒和爱因斯坦质能方程可知，能量增加，对应的质量也增加，故质子和中子的质量之和大于氘核的质量，A错误，B正确。
CD．氘核吸收了γ光子后，能量增加，分裂成了一个中子和一个质子，故C正确，D错误。
故选BC。
18．（2021·山东滨州市·高三期末）如图所示，大量处于激发态（false）的氢原子，向较低能级跃迁时，下列说法正确的是（　　）
A．最多只能放出6种不同频率的光子
B．从false能级跃迁到false能级氢原子的能量变大
C．从false能级跃迁到false能级放出的光子波长最长
D．从false能级跃迁到false能级放出的光子能使某种金属发生光电效应，则从false能级跃迁到false能级放出的光子，也一定能使该种金属发生光电效应
【答案】AD
【详解】
A．最多只能放出false种不同频率的光子，选项A正确；
B．从false能级跃迁到false能级氢原子的能级变低，能量变小，选项B错误；
C．从false能级跃迁到false能级，能级差最大，放出的光子频率最大，波长最短，选项C错误；
D．从4→2的能级差小于从2→1的能级差，则从4→2辐射出的光子能量小于从2→1跃迁辐射管子的能量，则从false能级跃迁到false能级放出的光子能使某种金属发生光电效应，则从false能级跃迁到false能级放出的光子，也一定能使该种金属发生光电效应，选项D正确。
故选AD。
19．（2021·广东深圳市·高二期末）核潜艇制造专家黄旭华获得2019年国家最高科学技术奖。我国核潜艇是以核反应炉为动力来源的潜艇，其核反应堆中可能的一个核反应方程为false下列说法正确的是（　　）
A．该核反应属于原子核的衰变
B．其中Ba核的平均结合能比U核的小
C．该核反应方程式中x=3
D．该反应堆中发生的是链式反应，因每次生成的false会使新铀核连续不断地发生裂变
【答案】CD
【详解】
A．该核反应属于原子核的裂变，不是衰变。A错误；
B．裂变反应是放能反应，生成物的平均结合能大于反应物的平均结合能，B错误；
C．根据质量数守恒，有
false
解得
false
C正确；
D．只要生成的中子数大于参与反应的中子数，就是链式反应。D正确。
故选CD。
20．（2021·河北高三月考）用频率分别为false和false的光照射某种金属材料，两种情况下测得的该金属材料发生光电效应的遏止电压之比为1∶3，已知普朗克常量为h，则该金属的逸出功为（　　）
A．false B．false C．false D．false
【答案】B
【详解】
设用频率分别为false和false的光照射时，逸出的光电子的最大初动能分别为false和false，则由爱因斯坦光电效应方程可得
false
false
又因为
false
false
false
以上各式联立可解得
false
故选B。
21．（2021·云南高三一模）下列说法正确的是（　　）
A．大量氢原子从false激发态跃迁到基态最多能发出false种不同频率的光
B．通过加压或降温的方法，可以改变放射性元素的半衰期
C．根据波尔理论可知，电子可以绕原子核沿任意轨道做匀速圆周运动
D．false的半衰期是false 天，false个false核经过false天后一定剩下false个false核
【答案】A
【详解】
A．大量氢原子从false激发态跃迁到基态最多能发出false，故A选项正确；
B．放射性元素的半衰期是由核内部自身的因素决定的，与原子所处的化学状态和外部条件无关，故B选项错误；
C．波尔理论，核外电子只能在某些特定的圆形轨道运动，并不是任意的，故C选项错误；
D．半衰期是一个统计概念，是对大量原子而言的。对单个、少量的原核而言，半衰期是无意义的，故D选项错误。
故选A。
22．（2021·山西晋中市·高三月考）2020年12月1日报道：中国科学院成都研究所的“人工太阳”将在2020年年底投入使用，这一科技成果令世界各国科学界刮目相看。人工太阳是利用氘核核聚变实现的，反应方程是false，下列说法正确的是（　　）
A．该反应过程中满足电荷守恒和质量守恒
B．重核裂变比轻核聚变更为安全、清洁
C．聚变反应相比裂变反应中平均每个核子释放的能量多
D．目前核反应堆产生的能量主要来自轻核聚变
【答案】C
【详解】
A．核反应过程中前后质量不守恒，故A错误；
B．轻核聚变相比重核裂变更为安全、清洁，故B错误；
C．聚变反应相比裂变反应中平均每个核子释放的能量多，C正确；
D．目前核反应堆产生的能量主要来自重核裂变，D错误；
故选C。
23．（2021·辽宁高三月考）下列有关原子物理的说法正确的是（　　）
A．核反应中释放核能时，核子的比结合能增大
B．原子核的结合能越大越稳定
C．卢瑟福通过核反应false发现了中子
D．β射线是原子核中的质子衰变成中子而释放出来的电子流
【答案】A
【详解】
A．核反应前的原子核的比结合能如果大于核反应后的原子核的比结合能，就吸收能量，反之，就放出能量，所以释放能量的核反应，反应后的比结合能增大，故A正确；
B．原子核的比结合能越大，原子核才越稳定，故B错误；
C．卢瑟福通过核反应false，生成的X是质子，故C错误；
D．β衰变的实质为false，则β射线是原子核中的中子衰变成质子而释放出来的电子流，故D错误；
故选A。
24．（2021·长沙市·湖南师大附中高二期末）如图所示，已知用光子能量为2.82eV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false，则K极板的金属涂层的逸出功约为（　　）
A．false B．false C．false D．false
【答案】C
【详解】
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1.00V”可知遏止电压为false，光电子的最大初动能为
false
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
false
C正确。
故选C。
25．（2021·长沙市·湖南师大附中高二期末）下列说法中正确的是（　　）
A．黑体辐射强度与波长有关，温度升高，各种波长的辐射都有增加，且辐射强度的极大值向波长较长的方向移动。普朗克在对黑体辐射的研究时，提出了光子的假说
B．光电效应揭示了光的粒子性，而康普顿效应则反映了光的波动性
C．电子和其他微观粒子，都具有波粒二象性
D．光波是一种概率波。光的波动性是由于光子之间的相互作用引起的，这是光子自身的固有性质
【答案】C
【详解】
A．根据黑体辐射的规律可知，随温度的升高，相同波长的光辐射强度都会増加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．故A错误；
B．光电效应和康普顿效应都揭示了光的粒子性，故B错误；
C．任何一个运动着的物体，小到电子质子大到行星太阳，都有一种波与之对应这种波称为物质波，故电子和其他微观粒子，都具有波粒二象性，故C正确；
D．波粒二象性是光的根本属性，与光子之间的相互作用无关，故D错误。
故选C。
26．（2021·蕲春县第一高级中学高三专题练习）用能量为E0的光照射大量处于基态的氢原子，发现氢原子可以辐射6种颜色的光，氢原子能级图如图所示，各色可见光的波长和光子能量如下表所示，下列说法正确的是（　　）
色光
红
橙
黄
绿
蓝靛
紫
光子波长范围/nm
622-770
597-622
577-597
492-577
455-492
350-455
光子能量范围/eV
1.61-2.00
2.00-2.07
2.07-2.14
2.14-2.53
2.53-2.76
2.76-3.10
A．E0=12.09eV
B．辐射6种颜色的光中包含红光
C．辐射6种颜色的光中有三种可见光
D．氢原子从基态跃迁到高能级，电子的动能增大，原子的电势能增大
【答案】B
【详解】
A．根据题意可知氢原子从基态跃迁到n=4能级
E0=E4-E1=12.75eV
A错误；
B．氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁
E3-E2=1.89eV
能产生红光，B正确；
C．氢原子从n=4能级向n=2能级跃迁
E4-E2=2.55eV
能产生蓝靛光，仅有两种，C错误；
D．氢原子从基态跃迁到高能级，原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，D错误。
故选B。
27．（2021·广东高三月考）氢原子的能级图如图所示，当氢原子从false能级向低能级跃迁时，辐射的光子恰好能使金属P发生光电效应，下列说法正确的是（　　）
A．大量的氢原子从false能级向低能级跃迁辐射出的光子中有6种频率的光子能使金属P发生光电效应
B．金属P的逸出功false有可能大于10.2 eV
C．静止的电子经电场加速后，撞击氢原子使其由基态跃迁到激发态，电子的加速电压至少为12.09 V
D．若用氢原子从false能级跃迁到最低能级时辐射的光子照射金属P，则此时的遏止电压为2.55 V
【答案】D
【详解】
AB．从false能级跃迁到false能级时释放出光子的能量为
false
根据题意知该金属的逸出功false等于10.2 eV，大量的氢原子从false能级向低能级跃迁可以辐射10种频率不同的光子，但能级差大于或等于10.2 eV的只有4种，即有4种频率的光子能使金属P发生光电效应，A、B错误；
C．使处于false能级的氢原子跃迁到false能级，所需要的能量最小，即
false
则电子的加速电压至少为false，选项C错误；
D．当用氢原子从false能级跃迁到最低能级时辐射的光子照射金属P，辐射光子的能量为
false
光电子最大初动能为
false
此时的遏止电压为2.55 V，选项D正确；
故选D。
28．（2021·江苏高三月考）下列说法正确的是（　　）
A．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核要释放核能
B．重核发生裂变时需要吸收能量
C．核力是核子间的万有引力和库仑力的合力
D．中子与中子之间的核力一定大于中子与质子间的核力
【答案】A
【详解】
A．根据氢核聚变反应可知，比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时，因此要释放核能，A正确；
B．根据铀核裂变反应可知，重核裂变时有质量亏损，释放能量，B错误；
C．核力是核子间的强相互作用力，不是核子间的万有引力和库仑力的合力，C错误；
D．核力是短程力，与核子间的距离有关，由于距离未知，则中子与中子之间的核力不一定大于中子与质子间的核力，D错误。
故选A。
29．（2021·湖北高三月考）已知四个氢核可聚变成一个氦核，同时放出两个正电子，若未来核电站能使氢完全聚变，则一座100万千瓦的核电站每年（false）大约需要消耗的氢的质量为（氢核的质量为1.0078u，氦核的质量为4.0026u，1u为false）（　　）
A．20kg B．50kg C．150kg D．200kg
【答案】B
【详解】
四个氢核聚变成一个氦核亏损的质量约为
false
释放的能量约为
false
1kg氢含有的氢原子个数为false个，全部发生聚变释放的能量约为
false
则发电站每年大约消耗的氢的质量为
false
选项B比较接近，故B正确。
故选B。
30．（2021·北京高三专题练习）太阳光垂直射到地面上时，地面S＝1m2的面积上接收的太阳光的功率P＝1.4kW其中可见光部分约占45%，普朗克常量h＝6.6×10﹣34J?s。（结果保留2位有效数字）
(1)假如认为可见光的波长约为λ＝0.55μm，日地间的距离R＝1.5×1011m，估算太阳每秒辐射出的可见光子数为多少；
(2)若已知地球的半径R0＝6.4×106m，估算地球接收的太阳光的总功率。
【答案】(1) 5.0×1044个；(2)2×1014kW
【详解】
(1)根据题意有
P＝1.4kW＝1.4×103W
设地面上lm2的面积上每秒接受的可见光子数为n，则有
false
代入数据解得
n＝1.75×1021个/m2
设想一个以太阳为球心，以日地间距离R为半径的大球面包围着太阳，大球面接受的光子数即太阳辐射的全部光子数，则所求的可见光光子数为
N＝n×4πR2＝1.75×1021×4×3.14×（1.5×1011）2＝5.0×1044个
(2)地球背着阳光的半个球面没有接收到太阳光，地球向阳的半个球面面积也不都与太阳光垂直，接收太阳光辐射且与太阳光垂直的有效面积是以地球半径为半径的圆平面的面积，则地球接受太阳光的总功率为
P地＝P?πR02＝1.4×3.14×（6.4×106）2＝2×1014kW

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