第15讲 原子物理-【优化探究】2025年高考物理二轮专题复习配套PPT课件（江苏专版）

专题六　热血　原子物理 第15讲　原子物理 【目标要求】　1.理解光电效应的规律并能应用其计算逸出功、截止频率、最大初动能等物理量。2.理解玻尔理论及能级跃迁规律。3.理解原子核的衰变、人工转变以及核能计算的知识。 考点一　光电效应及其图像 考点二　原子结构与玻尔理论 内容索引 考点三　核反应 培优　热点训练 精准补弱 考点四　核能的计算 考点一　光电效应及其图像 一 4 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)→单位时间内发射的光子数目多→单位时间内逸出的光电子多→光电流大。 2.定量分析时应抓住三个关系式 爱因斯坦光电效应方程 Ek=hν-W0 最大初动能与遏止电压的关系 Ek=eUc 逸出功与截止频率的关系 W0=hνc 3.光电效应的四类图像分析 图像名称 图线形状 由图线直接(或间接)得到的物理量 最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像   Ek=hν-hνc (1)截止频率:图线与ν轴交点的横坐标νc; (2)逸出功:图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值W0=|-E|=E; (3)普朗克常量:图线的斜率k=h 图像名称 图线形状 由图线直接(或间接)得到的物理量 颜色相同、强度不同的光,光电流与电压的关系图像   (1)遏止电压Uc:图线与横轴交点的横坐标; (2)饱和电流Im1、Im2:光电流的最大值; (3)最大初动能:Ek=eUc 图像名称 图线形状 由图线直接(或间接)得到的物理量 颜色不同时,光电流与电压的关系图像   (1)遏止电压Uc1>Uc2,则ν1>ν2; (2)最大初动能:Ek1=eUc1,Ek2=eUc2 图像名称 图线形状 由图线直接(或间接)得到的物理量 遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像   Uc=ν- (1)截止频率νc:图线与横轴的交点的横坐标; (2)普朗克常量h:等于图线的斜率与电子电荷量的乘积,即h=ke(注:此时两极之间接反向电压) [例1]　(2024·海南卷)利用如图所示的装置研究光电效应,使单刀双掷开关S接1,用频率为ν1的光照射光电管,调节滑动变阻器,使电流表的示数刚好为0,此时电压表的示数为U1,已知电子电荷量为e,普朗克常量为h。下列说法正确的是(　　) A.其他条件不变,增大光强,电压表示数增大 B.改用比ν1更大频率的光照射,调整电流表的示数为零,此时电压表示数仍为U1 C.其他条件不变,使开关S接2,电流表示数仍为零 D.光电管阴极材料的截止频率νc=ν1- [答案]　D [解析]　当开关S接1时,由爱因斯坦光电效应方程有eU1=hν1-W0,故其他条件不变时,增大光强,电压表的示数不变,故A错误;若改用比ν1更大频率的光照射时,调整电流表的示数为零,而光电管阴极材料的逸出功不变,故遏止电压变大,即此时电压表示数大于U1,故B错误;其他条件不变时,使开关S接2,此时hν1>W0,可发生光电效应,且加 的是正向电压,故电流表示数不为零,故C错误;根据 爱因斯坦光电效应方程有eU1=hν1-W0,其中W0=hνc, 联立解得,光电管阴极材料的截止频率为νc=ν1-, 故D正确。 [例2]　(2024·江苏南通高三期末)如图甲所示,分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究,频率相同的a、b两束光分别照射1、2两种材料,产生光电子的最大初动能分别为Eka、Ekb,光电流I随电压U变化关系如图乙所示,则(　　) A.a光子的能量比b光子的大 B.a、b两光的光照强度相同 C.光电子的最大初动能Eka>Ekb D.材料1的截止频率比材料2的大 D [解析]　a、b两束光的频率相同,则a、b两束光光子的能量相同,选项A错误;因a光的饱和电流较大,所以a光的光照强度较大,选项B错误;根据eUc=Ekm=hν-W0及b光的遏止电压较大可知,光电子的最大初动能Eka<Ekb,材料1的逸出功较大,即材料1的截止频率比材料2的大,选项C错误,D正确。 二 考点二　原子结构与玻尔理论 16 1.玻尔理论的三条假设 轨道 量子化 核外电子只能在一些分立的轨道上运动 能量 量子化 原子只能处于一系列不连续的能量状态, En=E1(n=1,2,3,…) 吸收或辐射 能量量子化 原子在两个能级之间跃迁时只能吸收或辐射一定频率的光子,hν=En-Em(n>m) 2.原子能级跃迁 (1)自发跃迁:高能级→低能级,释放能量,发出光子。 光子的频率ν==。 (2)受激跃迁:低能级→高能级,吸收能量。 ①光照(吸收光子):光子的能量必须恰好等于能级差ΔE。 ②碰撞、加热等:只要入射粒子能量大于或等于能级差即可,E外≥ΔE。 ③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。 [例3]　(2024·安徽卷)大连相干光源是我国第一台高增益自由电子激光用户装置,其激光辐射所应用的玻尔原子理论很好地解释了氢原子的光谱特征。如图为氢原子的能级示意图,已知紫外光的光子能量大于3.11 eV,当大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时,辐射不同频率的紫外光有(　　) A.1种　　　　　　　　　 B.2种 C.3种 D.4种 B [解析]　大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时,能够辐射出不同频率的光的种类为=3种, 辐射出光子的能量分别为 ΔE1=E3-E1=-1.51 eV-(-13.6 eV)=12.09 eV ΔE2=E3-E2=-1.51 eV-(-3.4 eV)=1.89 eV ΔE3=E2-E1=-3.4 eV-(-13.6 eV)=10.2 eV 其中ΔE1>3.11 eV,ΔE2<3.11 eV,ΔE3>3.11 eV 所以辐射不同频率的紫外光有2种,故选B。 反思提升 光谱线条数的确定方法 1.一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为n-1。 2.一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数N==。 [例4]　(2024·江苏淮安二模)如图为氢原子的能级示意图。若使处于基态的氢原子被激发后可辐射能量为2.55 eV的光,则激发氢原子的光子能量可能为(　　) A.12.75 eV B.12.09 eV C.10.20 eV D.2.55 eV A [解析]　根据玻尔的跃迁方程,可得E4-E2=(-0.85 eV)-(-3.40 eV)=2.55 eV,即处于基态的氢原子被激发后至少要向上跃迁到n=4能级,根据E4-E1=12.75 eV可知,激发氢原子的光子能量至少等于12.75 eV,故选A。 三 考点三　核反应 24 1.核反应方程的书写 (1)常见基本粒子的符号: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。 (2)核反应方程遵守的规律:质量数守恒和电荷数守恒。 (3)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。 2.核衰变问题 (1)半衰期: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,故可以先由质量数的改变确定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。 [例5]　(2024·山东卷)2024年是中国航天大年,神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天,部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。已知Sr衰变为Y的半衰期约为29年Pu衰变为U的半衰期约87年。现用相同数目的Sr和Pu各做一块核电池,下列说法正确的是(　　) A.Sr衰变为Y时产生α粒子 BPu衰变为U时产生β粒子 C.50年后,剩余的Sr数目大于Pu的数目 D.87年后,剩余的Sr数目小于Pu的数目 D [解析]　根据质量数守恒和电荷数守恒可知Sr衰变为Y时产生电子,即β粒子,故A错误;根据质量数守恒和电荷数守恒可知Pu衰变为U时产生He,即α粒子,故B错误;根据题意可知Pu的半衰期大于Sr的半衰期,现用相同数目的Sr和Pu各做一块核电池,经过相同的时间Sr经过的半衰期的次数多,所以Sr数目小于Pu的数目,故D正确,C错误。 [例6]　(2024·江苏卷)用粒子轰击氮核从原子核中打出了质子,该实验的核反应方程式是XN→H+C,粒子X为(　　) A.正电子e　　　　　　 B.中子n C.氘核H D.氦核He B [解析]　根据质量数守恒可知X的质量数为 m=14+1-14=1 根据电荷数守恒可知X的电荷数为 n=6+1-7=0 可知X为中子n。 故选B。 四 考点四　核能的计算 31 核能的计算方法 (1)根据爱因斯坦质能方程计算,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的能量计算,用核反应质量亏损的原子质量单位数乘931.5 MeV,即ΔE=Δm×931.5(MeV)。 (3)根据比结合能计算,原子核的结合能=原子核的比结合能×核子数。核反应中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)如果核反应时释放的核能全部以动能形式呈现,则核反应过程中系统动能的增加量即为释放的核能。 [例7]　(2024·浙江1月卷)已知氘核质量为2.014 1 u,氚核质量为3.016 1 u,氦核质量为4.002 6 u,中子质量为1.008 7 u,阿伏加德罗常数NA取6.0×1023 mol-1,氘核摩尔质量为2 g·mol-1,1 u相当于931.5 MeV。关于氘与氚聚变成氦,下列说法正确的是(　　) A.核反应方程式为HH→Hen B.氘核的比结合能比氦核的大 C.氘核与氚核的间距达到10-10 m就能发生核聚变 D.4 g氘完全参与聚变释放出能量的数量级为1025 MeV D [解析]　核反应方程式为HH→Hen,故A错误;氘核的比结合能比氦核的小,故B错误;氘核与氚核发生核聚变,要使它们间的距离达到10-15 m以内,故C错误;一个氘核与一个氚核发生聚变反应的质量亏损Δm=(2.014 1+3.016 1-4.002 6-1.008 7)u=0.018 9 u,聚变反应释放的能量是ΔE=Δm·931.5 MeV≈17.6 MeV,4 g氘完全参与聚变释放出能量E=×6×1023×ΔE≈2.11×1025 MeV,数量级为1025 MeV,故D正确。 [例8]　(2024·江苏南通期末)如图所示,一静止的原子核Th(钍)在P点发生衰变,放出一个粒子并产生新核X,它们在匀强磁场中的运动轨迹如图中a、b所示。已知钍核质量为m1,新核X质量为m2,粒子质量为m3,真空中的光速为c,则(　　) A.b是新核X的轨迹 B.衰变方程为Th→XHe C.衰变释放的核能为(m2+m3-m1)c2 D.该原子核Th衰变的时间等于钍234的半衰期 A [解析]　根据洛伦兹力提供向心力有Bqv=,可得R==,静止的原子核Th(钍)发生衰变过程动量守恒,因此新核X与衰变产生的粒子动量大小相等、方向相反,而新核X电荷量大,因此新核X的轨迹半径小,故b是新核X的轨迹,故A正确;由A中分析可知,新核X与衰变产生的粒子速度方向相反,由题图可知,新核X与衰变产生的粒子在磁场中偏转方向相同,根据左手定则可知,新核X与衰变产生的粒子带异种电荷,该衰变为β衰变,故B错误;由质能方程可得衰变释放的核能为ΔE=(m1-m2-m3)c2,故C错误;半衰期 是大量原子核有半数衰变用的时间,是大量原子核衰变 的统计规律,对个别原子核没有意义,故D错误。 [例9]　(2024·江苏盐城高三期末)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——PuO2作为发电能源为火星车供电(PuO2中的Pu是Pu)。已知Pu衰变后变为U和α粒子。若静止的Pu在匀强磁场中发生衰变,α粒子的动能为E,α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T0,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U和α粒子的动能。已知光在真空中的传播速度c。求: (1Pu衰变过程中的质量亏损Δm; [答案]　(1)　 [解析]　(1Pu的衰变方程为Pu→UHe 根据动量守恒定律可知α粒子和铀核的动量大小相等,设为p,α粒子的动能Eα=E= 铀核的动能EU= 则=== 所以释放能量为ΔE=Eα+EU=E 且ΔE=Δmc2 解得Δm=。 (2)从开始衰变到U和α粒子再次相遇的最短时间t。 [答案]　(2)117T0 [解析]　(2)根据带电粒子在磁场中运动的周期公式T=可得Tα=TU 所以相遇最短时间t=117Tα=117T0。 五 培优　热点训练 41 1.(2024·江苏苏锡常镇四市一模)图示为氢原子的能级图。在某正方体密闭容器的某一器壁上有一红外光子接收仪,可以接收红外光子(光子能量范围为0.001~1.6 eV)并计数,假设到达器壁的所有红外光子均被接收仪吸收。将容器内的氢原子全部激发到n=4能级,接收仪在之后的较短时间内接收到1 mol的红外光子,假设这段时间内每个氢原子都只发生了一次跃迁,且激发态的氢原子跃迁到每个能级的概率相同,则该容器中氢原子的物质的量可能为(　　) A.3 mol　　　　　　　　 B.6 mol C.12 mol D.18 mol D 解析:由题图可知,处在n=4能级的氢原子分别跃迁至n=3能级、n=2能级、n=1能级时发出的光子的能量分别为0.66 eV、2.55 eV、12.75 eV。只有从n=4能级跃迁至n=3能级的氢原子发出的光子能够被接收仪接收,则测量时容器内约有6 mol的氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级。若每个氢原子只发生一次跃迁且跃迁到每个能级的概率相同,则该容器中氢原子的物质的量可能为3×6 mol=18 mol,故选D。 2.(2024·江苏南通三模)如图甲,A和B两单色光,以适当的角度向半圆形玻璃砖射入,出射光线都从圆心O沿OC方向射出,且用这两种光照射同种金属都能发生光电效应。那么在光电效应实验中(如图乙所示),调节这两束光的光强并分别照射相同的光电管,使实验中这两束光都能在单位时间内产生相同数量的光电子,实验所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线分别用A、B表示,则下列四图中可能正确的是(　　) 答案:D 解析:由光路图可知,单色光A的偏转程度较大,其折射率较大,频率较高,由爱因斯坦光电效应方程得 Ekm=hν-W0 又eUc=Ekm 联立解得Uc=- 由此可知单色光A的遏止电压较大; 根据I=可知二者的饱和电流相等; 如果所加的电压U=0,两束光在单位时间内产生相同数量的光电子,则相同时间到达阳极的光电子的数量相等,光电流相等。故选D。 六 精准补弱 47 1.(2024·湖南卷)量子技术是当前物理学应用研究的热点。下列关于量子论的说法正确的是(　　) A.普朗克认为黑体辐射的能量是连续的 B.在光电效应实验中,用红光照射可以让电子从某金属表面逸出,若改用紫光照射也可以让电子从该金属表面逸出 C.康普顿研究石墨对X射线的散射时,发现散射后仅有波长小于原波长的射线成分 D.德布罗意认为质子具有波动性,而电子不具有波动性 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 B 解析:普朗克认为黑体辐射的能量是一份一份的,是量子化的,故A错误;产生光电效应的条件是光的频率大于金属的极限频率,紫光的频率大于红光,若红光能使金属发生光电效应,可知紫光也能使该金属发生光电效应,故B正确;石墨对X射线的散射过程遵循动量守恒,光子和电子碰撞后,电子获得一定的动量,光子动量变小,根据λ=可知波长变长,故C错误;德布罗意认为物质都具有波动性,包括质子和电子,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2.(2024·江苏宿迁模拟预测)通过如图所示的实验装置,卢瑟福建立了原子核式结构模型。实验时,若将荧光屏和显微镜分别放在位置1、2、3、4,则能观察到最多粒子数量的是(　　) A.位置1　　　　　　　　　 B.位置2 C.位置3 D.位置4 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 D 解析:在卢瑟福α粒子散射实验中,绝大部分α粒子沿原路径通过,少数α粒子发生了大角度偏转,极少数发生了反弹,则位置4处观察到的粒子数量最多,故选D。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3.(2024·江苏徐州三模)汤姆孙利用电子束穿过铝箔得到如图所示的衍射图样,则(　　) A.该实验现象是电子粒子性的表现 B.该实验证实了原子具有核式结构 C.实验中电子的物质波波长与铝箔中原子间距差不多 D.实验中增大电子的速度,其物质波波长变长 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 C 解析:衍射是波的特性,该实验现象是电子波动性的表现,故A错误;电子的发现证明原子能够再分,该实验是波的衍射现象,说明电子具有波动性,该实验不能够证实原子具有核式结构,故B错误;发生明显衍射现象的条件是波长与孔的尺寸差不多,由此可知,实验中电子的物质波波长与铝箔中原子间距差不多,故C正确;根据物质波的表达式有λ==,由此可知,实验中增大电子的速度,其物质波波长变短,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 4.(2024·河北卷)锂是新能源汽车、储能和信息通信等新兴产业的关键材料。研究表明,锂元素主要来自宇宙线高能粒子与星际物质的原子核产生的散裂反应,其中一种核反应方程为CH→Li+H+X,式中的X为(　　) An Be Ce DHe 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 D 解析:根据核反应前后质量数和电荷数守恒得A=12+1-7-2×1=4,Z=6+1-3-2×1=2,故式中的X为He,故选D。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 5.如图所示为氢原子的能级图,已知可见光的光子能量范围为1.62 eV~3.11 eV,锌的逸出功为3.34 eV,则下列说法正确的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A.氢原子由激发态跃迁到基态后,核外电子 的动能减小,原子的电势能增大 B.处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率 的紫外线,并且使氢原子电离 C.一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时,最多发出6种不同频率的光子 D.一群处于n=4能级的氢原子向基态跃迁时,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8.75 eV 答案:B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析:氢原子由激发态跃迁到基态后,核外电子运动半径变小,动能增大,原子的电势能减小,故A错误;紫外线光子的能量大于可见光光子的能量,处于n=3能级的氢原子的电离能为1.51 eV,故处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线,并且使氢原子电离,故B正确;一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时,可最多发出3种不同频率的光子,故C错误;氢原子从n=4的能级向基态跃迁时发出的光子能量为 E=(-0.85 eV)-(-13.6 eV)=12.75 eV,因锌的逸出 功是3.34 eV,锌板表面所发出光电子最大初动 能为Ekm=12.75 eV-3.34 eV=9.41 eV,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 6.(2024·江苏无锡三模)用不同波长的光照射光电管阴极来探究光电效应的规律时,根据光电管的遏止电压Uc与对应入射光的波长入作出的Uc-图像如图所示。已知光电子的电荷量大小为e,光速为c,则下列说法正确的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A.该光电管阴极材料的极限频率为 B.由图像可得普朗克常量h= C.当用波长λ=的光照射光电管的阴极时,光电子的最大初动能为2be D.当用波长λ=的光照射光电管的阴极时,光电子的最大初动能为be 答案:C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析:根据动能定理得eUc=Ekm,根据光电效应方程的Ekm=hν-W0=h-hν0,联立可得Uc=·-,结合Uc-图像可知=,-b=-,可得普朗克常量为h=,该光电管阴极材料的极限频率为ν0=ac,故A、B错误;当用波长λ=的光照射光电管的阴极时,光电子的最大初动能为Ekm=h-hν0=(3ac-ac)=2be,故C正确;当用波长λ=的光照射光电管 的阴极时,光电子的最大初动能为Ekm=h-hν0= (ac-ac)=0,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 7.原子核的比结合能是原子核稳定程度的量度,原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线,下列说法正确的是(　　) A.原子核的结合能越大,原子核就越稳定 BHe核的结合能约为14 MeV 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 C.一个重原子核衰变成α粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能 DKr核中核子的比结合能比Ba核中核子的比结合能小 答案:C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析:原子核的比结合能越大,原子核就越稳定,A错误He核的结合能约为4×7 MeV=28 MeV,B错误;一个重原子核衰变成α粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能,C正确;由原子核的比结合能曲线可知Kr核中核子的比结合能比Ba核中核子的比结合能大,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 8.如图所示,假设入射光子的动量为p0,光子与静止的电子发生弹性碰撞。碰后光子的动量大小为p1,传播方向与入射方向夹角为α;碰后电子的动量大小为p2,出射方向与光子入射方向夹角为β。已知光速为c,普朗克常量为h,则下列说法正确的是(　　) A.碰前入射光的波长为 B.碰后电子的能量为p2c C.p0=p1cos α+p2cos β D.p0=p1+p2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 C 解析:根据德布罗意公式p=可知,碰前入射光子的波长为λ0=,选项A错误;设电子的质量为m,则碰后电子的能量为E=,选项B错误;沿光子入射方向的动量守恒,根据动量守恒定律可知p0=p1cos α+p2cos β,选项C正确,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 9.(2024·江苏南通第一次调研)如图所示为一价氦离子(He+)的能级图,根据玻尔原子理论,下列说法正确的是(　　) A.能级越高,氦离子越稳定 B.n=1时,氦离子处于第一激发态 C.从n=2跃迁到n=1比从n=3跃迁到n=2辐射出的 光子动量小 D.一个处于n=4能级的氦离子跃迁到基态的过程中,可能辐射两种频率的光子 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 D 解析:根据玻尔原子理论可知,能级越低,氦离子越稳定,故A错误;n=1时,氦离子处于基态,故B错误;根据h=Em-En(m>n)可知,从n=2跃迁到n=1比从n=3跃迁到n=2辐射出的光子的波长短,由 λ=可知,从n=2跃迁到n=1比从n=3跃迁到n=2辐射出的光子动量大,故C错误; 一个处于n=4能级的氦离子跃迁到基态的过程中, 可能辐射两种频率的光子,如从n=4跃迁到n=3,从n =3跃迁到n=1,故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 10.用一束单色光照射逸出功为W0的金属材料,从金属材料中逸出的光电子最大初动能为Ek,普朗克常量为h,光在真空中的速度为c,则该束单色光中光子的动量大小为(　　) A. B. C. D. 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A 解析:由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0=h-W0可得,该束单色光的波长为λ=,则该束单色光中光子的动量大小为p==,故选A。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 11.(2024·江苏盐城三模)已知钠原子在A、B、C、D、E几个能级间跃迁时辐射的光的波长分别为589 nm(B→A)、330 nm(C→A)、285 nm (D→A)、514 nm(E→B)。已知金属钠的极限频率为5.53×1014 Hz,则下列说法正确的是(　　) A.E能级的能量比D能级低 B.钠原子在这几个能级间跃迁时辐射出的光能使金属钠发生光电效应的有4种 C.钠原子在这几个能级间跃迁时辐射出的光的波长最长为589 nm D.钠原子在这几个能级间跃迁时辐射出的光的波长最短为285 nm 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 B 解析:根据h=Em-En(m>n),代入数据,有EB-EA≈2.1 eV,EC-EA≈3.8 eV,ED-EA≈4.4 eV,EE-EB≈2.4 eV,可得EE-EA=(EB-EA)+(EE-EB)=4.5 eV>ED-EA=4.4 eV,即E能级的能量比D能级高,故A错误;金属钠的逸出功W0=hνc≈2.29 eV,钠原子在这几个能级间跃迁时辐射出的光能使金属钠发生光电效应的有4种,分别为EC-EA=3.8 eV,ED-EA=4.4 eV,EE-EB=2.4 eV,EE-EA=4.5 eV,故B正确;根据h=Em-En(m>n)可得,λED>λBA=589 nm,λEA<λDA=285 nm,故C、D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 12.(2024·江苏扬州二模)某科幻电影提出了太阳“氦闪”的概念,正是为了躲避“氦闪”,人类才不得不建造了大量的行星发动机让地球离开太阳系,开启流浪旅程。“氦闪”的本质是恒星内部的3个氦核发生聚变为一个X核,已知一个氦核的质量为m1,一个X核的质量为m2,一个质子的质量为mp,一个中子的质量为mn,真空中的光速为c,则下列说法正确的是(　　) A.该聚变后X为氮核,反应方程为HeHeHe+→N BHe核的比结合能大于X核的比结合能 C.X核的比结合能为 D.该聚变反应释放的核能为(m1-m2)c2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 C 解析:根据质量数守恒和电荷数守恒可知,X的电荷数为6,质量数为12,X是碳核, 反应方程为HeHeHe+→C,故A错误;聚变反应释放能量,表明X核比He核更加稳定,则He核的比结合能小于X核的比结合能,故B错误;根据比结合能的定义可知,X核的比结合能为,故C正确;根据爱因斯坦质能方程,该聚变反应释放的核能为ΔE=(3m1-m2)c2,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 $$