江苏2027届高三物理一轮复习讲义 近代物理学专题

近代物理 【命题规律】 1、命题角度： （1）光电效应、能级跃迁；（2）原子核. 2、常考题型：选择题、大题 【知识荟萃】 ★考向一、光电效应　能级跃迁 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）→光子数目多→发射光电子多→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的关系图线 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 颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系 （1）遏止电压Uc：图线与横轴交点的横坐标 （2）饱和光电流Im1、Im2：光电流的最大值 （3）最大初动能：Ek＝eUc 颜色不同时，光电流与电压的关系 （1）遏止电压Uc1>Uc2，则ν1>ν2 （2）最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2 遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线 （1）截止频率νc：图线与横轴的交点的横坐标 （2）遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大，Uc＝－ （3）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） 4..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＝Em－En（m>n） 5.解决氢原子能级跃迁问题的三点技巧 （1）原子跃迁时，所吸收或辐射的光子能量只能等于两能级的能量差． （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）一个氢原子跃迁发出的可能光谱线条数最多为（n－1），而一群氢原子跃迁发出的可能光谱线条数可用N＝C＝求解． ★考向二、原子核 1．核衰变问题 （1）核衰变规律：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． 2．核能的计算方法 （1）根据爱因斯坦质能方程，用核反应亏损的质量乘真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2（J）． （2）根据1 u（原子质量单位）相当于931.5 MeV的能量，用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5 （MeV）． 3．核反应方程中电荷数守恒，质量数守恒，有质量亏损． 4．常见的核反应方程 （1）α衰变：X→Y＋He（2个质子和2个中子结合成一整体射出） （2）β衰变：X→Y＋e（1个中子转化为1个质子和1个电子） （3）重核裂变：例如U＋n→Ba＋Kr＋3n （4）轻核聚变：例如H＋H→He＋n 【经典例题】 【例题1】天文物理学家认为，在太阳和类似结构的星体中，发生的核聚变反应中占优势的是质子—质子循环，又称克里奇菲尔德循环，该循环的核反应方程为：，，，其中X、Y分别为（　　） A． B． C． D． 【答案】 C【解析】原子核核反应过程中，遵循质量数，电荷数守恒定律，可知X、Y分别为，所以C正确；ABD错误； 故选C。 变式：1、用“中子活化”技术分析某样品的成分，中子轰击样品中的产生和另一种粒子X，则X是（　　） A. 质子 B. 粒子 C. 粒子 D. 正电子 【答案】A【解析】【详解】该核反应方程为 可知X是质子。故选A。 变式2、 “嫦娥五号”中有一块“核电池”，在月夜期间提供电能的同时还能提供一定能量用于舱内温度控制。“核电池”利用了的衰变，衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A. 比的中子数少2个 B. 在月球上衰变得比在地球上快些 C. 一个衰变为释放的核能为 D. 发生的是衰变，射线具有极强的穿透能力可用于金属探伤 【答案】A 【解析】【详解】AD．的衰变方程为 根据质量数守恒和电荷数守恒可知m+2=94 n+234=238 解得m=92 n=4 则比的中子数少2个，发生的是衰变，射线的穿透能力较弱，不能用于金属探伤，故A正确，D错误；B．半衰期与位置无关，在月球上衰变得与在地球上相同，故B错误； C．此核反应过程中的质量亏损等于反应前后的质量差，为核反应过程中释放的能量 故C错误。 故选A。 变式3、 贫铀弹在爆炸中有很多U残留，其半衰期极为漫长且清理困难，所以对环境的污染严重而持久。设U发生α衰变形成新核X，以下说法正确的是（　　） A. U的比结合能小于新核X的比结合能 B. 该衰变过程的方程可写为U+He→X C. 衰变反应中的α射线在几种放射线中电离能力最弱 D. 2个U原子核经过一个半衰期后必定有一个发生衰变 【答案】A 【解析】【详解】A.重核衰变较轻质量的核时, 比结合能变大,U比结合能小于新核X的比结合能,A正确; B.该衰变过程的方程应写为U→X+He ,B错误; C.衰变反应中的α射线在几种放射线中电离能力最强,C错误; D.半衰期是大量原子核衰变的统计结果,单个原子核的衰变时间无法预测,D错误; 故选A。 【例题2】如图所示为氢原子的能级图，现有大量的氢原子处于n=3的激发态，当氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时，辐射出光子a；当氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时，辐射出光子b，下列说法正确的是（　　） A．由于跃迁所发射的谱线仅有2条 B．光子a的能量大于光子b的能量 C．光子a的动量小于光子b的动量 D．用光子能量是0.7eV的光照射可被吸收 【答案】 C 【解析】 A．因为大量处于n=3激发态的氢原子，跃迁时能释放种不同频率的光子，则跃迁所发射的谱线有3条，故A错误； B．由题意知当氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时，辐射出光子a的能量为 当氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时，辐射出光子B的能量为 所以光子a的能量小于光子b的能量，故B错误； C．由光子能量 可知，光子a的波长大于光子b的波长，又因为 可知，光子a的动量小于光子b的动量，故C正确； D．因为大量处于n=3激发态的氢原子，向高能级跃迁时吸收能量为两能级之差，经分析知用光子能量是0.7eV的光照射不能被吸收，故D错误。 故选C。 【例题3】科学家用直流高压加速器加速质子（H）轰击锂原子核X，得到两个氦核（），已知、Ｘ、的质量分别为、、光在真空中的速度为c，则（　　） A．X是 B．X核的中子数是4 C．释放的核能 D．上述核反应的类型是核裂变 【答案】 B 【解析】 AB．设锂原子核X的质量数和质子数分别为A和Z，则由题意可得核反应方程式为 由质量数守恒和电荷数守恒得 所以X是，且其中子数为4，故A错误，B正确； C．由质能方程得 故C错误； D．核裂变是重核被粒子轰击发生的核反应，上述核反应的类型不是核裂变，故D错误。 故选B。 【例题4】在探究光电效应现象时，某同学分别用频率为ν1、ν2的两单色光照射密封真空管的钠阴极，钠阴极发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流，实验得到了两条光电流与电压之间的关系曲线（甲、乙），如图所示，已知U1=2U2，ν1>ν2，普朗克常量用h表示。则以下说法正确的是（　　） A．曲线甲为频率为ν1的光照射时的图像 B．频率为ν1的光在单位时间内照射到钠阴极的光子数多 C．两单色光的频率之比为2:1 D．该金属的逸出功为h（2ν2-ν1） 【答案】 D【解析】 A．根据光是效应方程 遏止电压与光电子最大初动能关系为 联立可得 则入射光的频率越大，遏止电压越大，所以曲线乙为频率为ν1的光照射时的图像，则A错误； B．由图像可知甲的饱和光电流比乙的大，甲的频率又比乙的频率小，所以频率为ν２的光在单位时间内照射到钠阴极的光子数多，则B错误； CD．由于 U1=2U2 联立解得 所以C错误；D正确； 故选D。 5、如图为氢原子光谱，Hα、Hβ、Hγ、Hδ是其中的四条光谱线，下列说法正确的是（　　） A. 氢原子发射光谱属于连续光谱 B. 该光谱是由氢原子核的跃迁产生 C. Hδ谱线对应光子的动量最大 D. Hα谱线对应光子的能量最大 【答案】C 【解析】【详解】A．氢原子发射光谱属于线状谱。A错误；B．该光谱由氢原子核外电子的跃迁产生，B错误；C．光子动量为Hδ谱线波长最短，所以Hδ谱线对应光子动量最大，C正确；D．光子的能量为 Hα谱线波长最长，频率最小，所以光子能量最小，D错误。故选C。 6、光电管是把光信号转换为电信号的装置。如图所示，A和K分别是光电管的阳极和阴极，在A、K之间接有电源和电流表。现用频率为v的光照射在K上，电路中有电流出现。已知阴极K材料的逸出功为，普朗克常量为h，下列说法正确的是（　　） A. 若只减小光照强度，阴极K上没有光电子逸出 B. 若只将电源的极性反接，则电路中一定没有电流 C. 从阴极K上逸出的光电子最大初动能为 D. 若只换用电动势更大的电源，则电路中电流一定增大 【答案】C【解析】【详解】A．光电子能否逸出与入射光频率有关，与光强无关，A错误； B．将电源极性反接，在光电管两段电压小于遏止电压的情况下，仍能发生光电效应，电路中仍能有电流，B错误； C．由光电效应方程可知 C正确； D．若在没有更换电源时电路中的电流已经达到饱和光电流，则即使换电动势更大的电源电路中的电流也不会增大，D错误。故选C。 7、一群处于基态的氢原子受某种光照射后，跃迁到第4能级，发出的光谱中只有两条可见光a和b。a、b在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系如图甲所示。图乙为氢原子能级图，已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间，下列说法正确的是（　　） A．照射光子的能量E=12.09eV B．a光的波长比b光的波长短 C．氢原子受激发后，能发出10种不同频率的光 D．a光是氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时发出的光 【答案】D 【详解】A．因为可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间，所以只有从n=4能级跃迁到n=2能级和从n=3能级跃迁到n=2能级的光属于可见光，当照射光子的能量为12.09eV时，氢原子获得的能量不足以跃迁到n=4能级，达不到可见光的能量，故A错误； BD．从n=4能级跃迁到n=2能级时，发出的光子能量为2.6eV，从n=3能级跃迁到n=2能级时发出的光子能量为1.89eV，由图甲可知，在光电效应装置中，a光遏止电压低，根据 可知，a光的光子能量小，又因为 故a光的波长比b光的大，a光是从n=3能级跃迁到n=2能级时发出的光，故B错误D正确； C．氢原子受激发后跃迁到第4能级，能够辐射的光子数为 故C错误。 故选D。 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，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 C. D. 【答案】C 【详解】A．根据德布罗意公式可知，碰前入射光的波长为 选项A错误； B．设电子的质量为m，则碰后电子的能量为 选项B错误； CD．沿光子入射方向的动量守恒，根据动量守恒定律可知 选项C正确，D错误。故选C。 9、激光冷却中性原子的原理如图所示，质量为m、速度为v0的原子连续吸收多个迎面射来的频率为ν的光子后，速度减小。不考虑原子质量的变化，光速为c。下列说法正确的是（　　） A．激光冷却利用了光的波动性 B．原子吸收第一个光子后速度的变化量为 C．原子每吸收一个光子后速度的变化量不同 D．原子吸收个光子后速度减小到原来的一半 【解答】解：A．在激光制冷中体现了激光的粒子性，故A错误；B．根据德布罗意波长公式有 可得一个光子的动量为 取v0方向为正方向，根据动量守恒定律有mv0﹣p＝mv1 所以原子吸收第一个光子后速度的变化量为Δv＝v1﹣v0 代入数据联立解得，故B正确； C．每个光子的动量相同，根据动量守恒定律，因此原子每吸收一个光子后速度该变量相同，故C错误； D．原子吸收n个光子后，速度为v2 取v0方向为正方向，根据动量守恒有mv0﹣np＝mv2 代入数据解得v2＝0，故D错误。故选：B。 【精选习题】 一、单选题 1．氢原子的能级图如图甲所示，一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光，其中只有频率为va、vb两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应。分别用频率为va，、vb的两个光源照射光电管阴极K，测得电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法中正确的是（　　） A. 图丙中的图线b所表示的光的光子能量为12.55eV B. 图丙中的图线b所表示的光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的 C. 处于第4能级的氢原子可以吸收一个能量为0.75eV的光子并电离 D. 用图丙中的图线a所表示的光照射阴极K时，光电子的最大初动能比用图线b所表示的光照射时更大 【答案】B【详解】AB．图丙中的图线b所表示的光的遏止电压较大，则光电子最大初动能较大，所对应的光子能量较大，原子跃迁对应的能级差较大，即对应于从n=4到n=1的跃迁，则光子能量为(-0.85eV)-(-13.6eV)=12.75eV，选项A错误，选项B正确；C．处于第4能级的氢原子至少要吸收能量为0.85eV的光子才能电离，选项C错误； D．用图丙中的图线a所表示的光照射阴极K时，遏止电压小于图线b表示的光子的遏止电压，可知a表示的光电子的最大初动能比用图线b所表示的光照射时更小，选项D错误。故选B。 2．如图甲所示为研究光电效应的电路，K极为金属钠（截止频率为5.53×1014Hz，逸出功为2.29eV）。图乙为氢原子能级图，氢原子光谱中有四种可见光，分别是从n=6、5、4、3能级跃迁到n=2能级产生的。下列说法正确的是（　　） A．大量处于n=5能级的氢原子最多能辐射出4种不同频率的光 B．氢原子光谱中有三种可见光能够让图甲K极金属发生光电效应 C．仅将P向右滑动，电流计示数一定变大 D．将自感系数为30的电感线圈和电容为1.2pF电容器组成LC振荡电路，用该电路产生的电磁波照射K极，可以发生光电效应 【详解】A．由可知大量处于n=5能级的氢原子最多能辐射出10种不同频率的光，故A错误； B．从能级跃迁至n=2产生的光的光子能量为，小于逸出功，不能使K极金属发生光电效应；从能级跃迁至n=2产生的光的光子能量为，大于逸出功，可以使K极金属发生光电效应。从能级n=6、5跃迁至n=2产生的光的光子能量大于，大于逸出功，能使K极金属发生光电效应。所以氢原子光谱中有三种可见光能够让图甲K极金属发生光电效应。故B正确； C．若K极发射的光电子未全部被A极吸收时，则将P向右滑动时，AK两极的电压增大，有更多的光电子被A极吸收，电流计示数增大；若K极发射的光电子已全部被A极吸收时，此时的电流已达到饱和电流，则将P向右滑动时，电流计示数不变。故C错误； D．回路中产生的电磁波的频率为 所以产生的电磁波照射K极不能发生光电效应，故D错误。故选B。 3．我国重大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电．氘核聚变反应的方程为。已知氘核的质量为，中子的质量为，反应中释放的核能为，光速为c，下列说法正确的是（　　） A．X为 B．X的比结合能比小 C．X的质量为 D．要使该聚变反应发生，必须克服两氘核间巨大的库仑斥力 【答案】 D 【解析】 A．根据质量数及电荷数守恒得X为，A错误； B．该反应为放能反应，所以X的比结合能比大，B错误； C．根据质能方程得 解得 C错误； D．要使该聚变反应发生，必须克服两氘核间巨大的库仑斥力，D正确。 故选D。 4．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 【答案】D 【详解】A．a、b两束光的频率相同，则a、b两束光子的能量相同，选项A错误； B．因a光的饱和光电流较大，可知a光的光照强度较大，选项B错误； CD．根据 因b光的截止电压较大，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。 故选D。 5．氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子，其能级示意图如图所示。已知基态的氦离子能量，现有一群处于激发态的氦离子（　　） A．自发跃迁能释放3种频率的光子 B．能自发跃迁释放能量为的光子 C．自发跃迁释放光子的最大能量为 D．自发跃迁到基态释放光子的波长最长 【答案】 C 【解析】 A．一群处于激发态的氦离子自发跃迁能释放出种频率的光子，故A错误； B．一群处于激发态的氦离子，能自发跃迁释放的能量最小为从n=4能级跃迁到n=3能级释放的能量，即 所以不能自发跃迁释放能量为的光子，故B错误； C．一群处于激发态的氦离子，能自发跃迁释放的能量最大为从n=4能级跃迁到n=1能级释放的能量，即 故C正确 ； D．自发跃迁到基态释放光子的能量最大，波长最短，故D错误。 故选C。 6．原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线，下列判断正确的是（　　） A．核的结合能约为15MeV B．核比核稳定 C．核的结合能比核的大 D．两个核结合成核时释放的能量等于的结合能 【答案】 C 【解析】 A．核的比结合能大约为5MeV，核子数为6，则核的结合能大约为30MeV，故A错误； B．核比核的比结合能小，核比核更稳定。故B错误； C．核的比结合能大约为7MeV，核子数为235，则核的结合能大约为1645MeV，而核的比结合能大约为8.5MeV，核子数为89，则的结合能大约为756.5MeV，因此核的结合能比的大。故C正确。 D．核的结合能等于2个质子和2个中子结合成时释放的能量，故D错误。 故选C。 7．下列关于放射性元素衰变的说法正确的是（　　） A．，钍核和粒子的结合能之和一定大于铀核的结合能 B．钍核（）发生衰变时，新核中子数不变 C．铀核（）衰变为（）的过程中，要经过8次衰变和4次衰变 D．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关 【答案】 A 【解析】 A．钍核和粒子比铀核稳定，则钍核和粒子的平均结合能比铀核的大，所以钍核和粒子的结合能之和一定大于铀核的结合能，则A正确； B．钍核（）发生衰变时，中子数减少，质子数增加，质量数不变，所以B错误； C．铀核（）衰变为（）的过程中，要经过8次衰变和6次衰变，所以C错误； D．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件无关，所以D错误； 故选A。 8．2021年1月21日，科学家以高速电子束为“光源”利用冷冻电镜首次“拍摄”到新冠病毒的3D影像，如图所示。冷冻电镜分辨率比光学显微镜高1000倍以上，可达0.2nm。不考虑相对论效应，下列说法正确的是（　　） A. 冷冻电镜的分辨率非常高，是由于电子的德布罗意波长长 B. 用高倍光学显微镜也能拍摄到新冠病毒的影像 C. 电子运动的速度越大，其德布罗意波的衍射能力越强 D. 若用相同动能的质子代替电子，也能“拍摄”到新冠病毒的3D影像 【答案】D 【详解】AB．影响冷冻电镜分辨率的直接因素是光源的波长，波长越短，加速电压越高，分辨率越高，病毒比细菌还小得多，只有在电镜下才可以看到新冠病毒的影像，故AB错误； C．电子运动的速度越大则其动量越大，由 可知其对应的德布罗意波的波长越小，其德布罗意波的衍射现象越不明显，故C错误； D．由 可得 动能质子和电子的动能相同，质子质量大于电子质量，所以质子的波长小于电子的波长，波长越短，分辨率越高，所以，更能“拍摄”到新冠病毒的3D影像，故D正确；故选D。 9． 1932年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变实验，验证了质能关系的正确性。在实验中，锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍原子核，随后又蜕变为两个原子核，核反应方程为。已知、、X的质量分别为、、，光在真空中的传播速度为c，则在该核反应中（　　） A. 质量亏损 B. 释放的核能 C. 铍原子核内的中子数是5 D. X表示的是氚原子核 【答案】B【详解】CD．根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知方程为 则，，铍原子核内的中子数是4，X表示的是氦核，故CD错误； AB．核反应质量亏损为 则释放的核能为 故A错误，B正确； 故选B。 10．2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置（HL-2M）在成都建成并实现首次放电，该装置是中国目前规模最大、参数最高的先进托卡马克装置，是中国新一代先进磁约束核聚变实验研究装置。我国重大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。核聚变反应的方程为；。已知氘核的质量为，比结合能为E，中子的质量为，反应中释放的核能为，光速为c，下列说法正确的是（　　） A．要使该聚变反应发生，必须克服两氘核间巨大的核力 B．反应产物x为 C．x核的质量为 D．x的比结合能为 【答案】 D 【解析】A．要发生聚变反应，两个原子核要足够近，故需要克服两氘核间巨大的库仑斥力，A错误； B．.根据质量数守恒和电荷数守恒，可知x的质量数为3，电荷数为2，所以反应产物x应为，B错误； C．由爱因斯坦质能方程 得到 解得 C错误； D．根据 解得 D正确。故选D。 11、科学研究发现，钚（Pu）是一种具有放射性的超铀元素，已知钚的一种同位素的半衰期为24100年，其衰变方程为，该衰变过程中产生的γ光子照射到逸出功为W0的金属上，逸出光电子的最大初动能为Ek0。已知普朗克常量为h，光速为c。下列说法中正确的是（　　） A. γ光子的波长为 B. X原子核中含有92个中子 C. 给钚加压可改变其半衰期 D. 40个经过48200年后一定剩余10个 【答案】A 【详解】A．γ光子照射到逸出功为的金属上，逸出光电子的最大初动能为，由光电效应方程得 得光子的波长为 故A正确； B．由核反应过程的质量数守恒和电荷数守恒可知X的质量数为 电荷数为 则X原子核中含有中子为 故B错误； C．半衰期仅仅与放射性元素有关，与外界环境无关，加温或加压不能改变半衰期T的大小，故C错误； D．半衰期是大量放射性原子核衰变的统计意义，对个别的放射性原子核没有意义，故D错误；故选A。 二、解答题 1．室内装修污染四大有害气体是苯系物、甲醛、氨气和氡．氡存在于建筑水泥、矿渣砖、装饰石材及土壤中。氡看不到，嗅不到，但它进入人的呼吸系统能诱发肺癌，是除吸烟外导致肺癌的重大因素。静止的氡核放出一个粒子X后变成钋核，钋核的动能为0.33MeV，若衰变放出的能量全部变成钋核和粒子X的动能，则： （1）写出上述衰变的核反应方程； （2）求粒子X的动能。（保留两位有效数字） 【答案】 （1）；（2）18MeV 【解析】 （1） （2）设钋核的质量为m1、速度为v1，粒子X的质量为m2、速度为v2，根据动量守恒定律有 粒子X的动能 =18MeV 2．用速度大小为v的中子轰击静止的锂核（Li），发生核反应后生成氚核和α粒子，生成的氚核速度方向与中子的初速度方向相反，氚核与α粒子的速度之比为7∶8，中子的质量为m，质子的质量可近似看作m，光速为c。 (1)写出核反应方程； (2)求氚核和α粒子的速度大小； (3)若核反应过程中放出的核能全部转化为α粒子和氚核的动能，求出质量亏损。 【答案】 (1)；(2)；；(3) 【解析】(1)由题意可得，该核反应方程为 (2)由动量守恒定律得mv=-3mv1＋4mv2 由题意得v1∶v2=7∶8 解得，。 (3)氚核和α粒子的动能之和为 根据能量守恒定律，释放的核能为 由爱因斯坦质能方程得，质量亏损为 3、硼中子俘获疗法是肿瘤治疗的新技术，其原理是进入癌细胞内的硼核吸收慢中子，转变成锂核和α粒子，释放出光子。已知核反应过程中质量亏损为Δm，光子的能量为Eo，硼核的比结合能为E1，锂核的比结合能为E2，普朗克常量为h，真空中光速为c。 （1）写出核反应方程并求出γ光子的波长λ； （2）求核反应放出的能量E及氦核的比结合能E3。 【答案】（1），；（2）， 【解析】【详解】（1）核反应方程为 根据 可求得光子的波长 （2）由质能方程可知，核反应中放出的能量 由能量关系可得 解得 4、光照射到物体上对物体表面产生的压力叫光压，科学家设想在未来的宇航事业中利用太阳照射到太阳帆上产生的光压来加速星际飞船，设该飞船所在地每秒每单位面积接收到光的总能量为E，光平均波长为，光在真空中的速度为c，太阳帆面积为S，反射率100%，设太阳光垂直射到太阳帆上，飞船总质量为m，普朗克常量为h。求： （1）太阳帆上每秒内接受到光子的个数；（2）星际飞船飞行的加速度。 【答案】（1）；（2） 【解析】【详解】（1）光子的频率为 一个光子的能量为 太阳帆每秒接受的能量为，故每秒内接受的光子的个数为 （2）光子垂直射到太阳帆上再反射，动量变化量为，设光对太阳帆的压力为，光子的动量为 单位时间内由动量定理知 由牛顿第二定律得 5、我国首艘攻击核潜艇，代号091型，西方称其为汉级攻击核潜艇，其核反应堆采用的燃料是铀235，一个铀235裂变时释放的能量为200MeV。在核反应堆中一般用石墨做慢化剂使快中子减速成为慢中子，达到有效裂变。已知碳核的质量是中子的12倍，假设中子与碳核的每次碰撞都是弹性正碰，而且认为碰撞前碳核都是静止的。求： （1）一个铀235裂变对应的质量亏损； （2）要想将动能为的快中子减小到的慢中子，至少经过多少次碰撞。 【答案】（1）；（2）42。 【解析】【详解】（1）由爱因斯坦质能方程可知，裂变时释放的能量与质量亏损的关系 解得 故一个铀235裂变对应质量亏损； （2）设中子的质量为，碳核的质量为，第一次碰撞前中子的速度为，碰后中子和碳核的速度分别为和，由中子与碳核碰撞是弹性正碰，故满足动量守恒和机械能守恒，则有 联立解得 第一次碰撞后中子的动能为 因为中子与碳核的每次碰撞都是弹性正碰，而且碰撞前碳核都是静止的，故每次碰撞满足的规律与第一次碰撞一样，则有 第二次碰撞后中子的动能为 第三次碰撞后中子的动能为 …… 第 次碰撞后中子的动能为 又 联立有 即 解得 故要想将动能为的快中子减小到的慢中子，至少经过42次碰撞。 6、“夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线。硬X射线是波长很短的光子，设波长为。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，卫星探测仪镜头正对着太阳，每秒接收到N个该种光子。已知探测仪镜头面积为S，卫星离太阳中心的距离为R，普朗克常量为h，光速为c，求： （1）每个光子的动量p和能量E；（2）太阳辐射硬X射线总功率P。 【答案】（1），；（2） 【详解】（1）由题意可知每个光子的动量为 每个光子的能量为 （2）太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，根据题意设t秒发射总光子数为n，则 可得 所以t秒辐射光子的总能量 太阳辐射硬X射线的总功率 7、研究光电效应的装置如图甲所示，通过实验记录电流表和电压表示数，绘制出I-U图像如图乙所示，图中Uc、I0、Im均为已知。已知入射光的频率为v0，普朗克常量为h，电子电量为e，求： （1）时间t内从阴极K表面射出的光电子数n；（2）该光电管阴极K的极限频率。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）饱和光电流为 解得时间t内光电子数 （2）光电子最大初动能为 由动能定理 设该金属逸出功为，由光电效应方程 该金属的截止频率为，则 解得 8、α粒子以初速度v0轰击静止的氮14原子核打出质子，同时产生一个新的原子核。新原子核的速度为3v0，且方向不变，反应过程中释放的能量完全转化为系统的动能。已知中子质量为m，质子质量和中子质量相等，光速为c。 （1）写出核反应方程；（2）计算此反应过程中的质量亏损。 【答案】（1）；（2） 【解析】【详解】（1）由题意得核反应方程为 （2）设α粒子、新核的质量分别为4m、17m，质子的速度为v，对心正碰，选取α粒子运动的方向为正方向，则由动量守恒得 解出 释放的核能为 由质能方程得 所以 9、处于邀发态的氢原子可以向低能级跃迁，发出光子；处于基态的氢原子可以吸收光子的能量，发生能级跃迁。已知基态的氢原子能量为，普朗克常量为h，光在真空中速度为c，电子的质量为m，氢原子的能级公式。 （1）一群处于能级的氢原子发出的光子，能使逸出功为的某金属发生光电效应，求光电子的最大初动能； （2）用波长为的光子照射基态氢原子，可以使其电离，求电子电离后的德布罗意波的波长。 【答案】（1）；（2） 【解析】【详解】（1）光子能量 由光电效应方程 解得 （2）动能 动量 波长 解得 10、氖原子的部分能级图如图所示，E1为基态能级，在氦氖激光器中，处于能级为E2或E3激发态的氖原子，受激向低能级跃迁，发出三种不同波长的激光，已知普朗克常量为h，真空中光速为c。 （1）求激光的最大波长λ； （2）用多束激光使氘（）和氚（）聚变产生α粒子，已知氘核、氚核、α粒子和中子的质量分别为m1、m2、m3、m4，请写出核聚变方程，并求出聚变过程中释放的能量ΔE。 【答案】 （1）；（2）， 【解析】 （1） 氖原子从E3向E2跃迁时，放出光的波长最大，可得 解得 （2） 核聚变方程为 聚变过程中释放的能量 第 1 页 共 21 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 近代物理 【命题规律】 1、命题角度： （1）光电效应、能级跃迁；（2）原子核. 2、常考题型：选择题、大题 【知识荟萃】 ★考向一、光电效应　能级跃迁 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）→光子数目多→发射光电子多→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的关系图线 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 颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系 （1）遏止电压Uc：图线与横轴交点的横坐标 （2）饱和光电流Im1、Im2：光电流的最大值 （3）最大初动能：Ek＝eUc 颜色不同时，光电流与电压的关系 （1）遏止电压Uc1>Uc2，则ν1>ν2 （2）最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2 遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线 （1）截止频率νc：图线与横轴的交点的横坐标 （2）遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大，Uc＝－ （3）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） 4..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＝Em－En（m>n） 5.解决氢原子能级跃迁问题的三点技巧 （1）原子跃迁时，所吸收或辐射的光子能量只能等于两能级的能量差． （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）一个氢原子跃迁发出的可能光谱线条数最多为（n－1），而一群氢原子跃迁发出的可能光谱线条数可用N＝C＝求解． ★考向二、原子核 1．核衰变问题 （1）核衰变规律：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． 2．核能的计算方法 （1）根据爱因斯坦质能方程，用核反应亏损的质量乘真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2（J）． （2）根据1 u（原子质量单位）相当于931.5 MeV的能量，用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5 （MeV）． 3．核反应方程中电荷数守恒，质量数守恒，有质量亏损． 4．常见的核反应方程 （1）α衰变：X→Y＋He（2个质子和2个中子结合成一整体射出） （2）β衰变：X→Y＋e（1个中子转化为1个质子和1个电子） （3）重核裂变：例如U＋n→Ba＋Kr＋3n （4）轻核聚变：例如H＋H→He＋n 【经典例题】 【例题1】天文物理学家认为，在太阳和类似结构的星体中，发生的核聚变反应中占优势的是质子—质子循环，又称克里奇菲尔德循环，该循环的核反应方程为：，，，其中X、Y分别为（　　） A． B． C． D． 变式：1、用“中子活化”技术分析某样品的成分，中子轰击样品中的产生和另一种粒子X，则X是（　　） A. 质子 B. 粒子 C. 粒子 D. 正电子 变式2、 “嫦娥五号”中有一块“核电池”，在月夜期间提供电能的同时还能提供一定能量用于舱内温度控制。“核电池”利用了的衰变，衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A. 比的中子数少2个 B. 在月球上衰变得比在地球上快些 C. 一个衰变为释放的核能为 D. 发生的是衰变，射线具有极强的穿透能力可用于金属探伤 变式3、 贫铀弹在爆炸中有很多U残留，其半衰期极为漫长且清理困难，所以对环境的污染严重而持久。设U发生α衰变形成新核X，以下说法正确的是（　　） A. U的比结合能小于新核X的比结合能 B. 该衰变过程的方程可写为U+He→X C. 衰变反应中的α射线在几种放射线中电离能力最弱 D. 2个U原子核经过一个半衰期后必定有一个发生衰变 【例题2】如图所示为氢原子的能级图，现有大量的氢原子处于n=3的激发态，当氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时，辐射出光子a；当氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时，辐射出光子b，下列说法正确的是（　　） A．由于跃迁所发射的谱线仅有2条 B．光子a的能量大于光子b的能量 C．光子a的动量小于光子b的动量 D．用光子能量是0.7eV的光照射可被吸收 【例题3】科学家用直流高压加速器加速质子（H）轰击锂原子核X，得到两个氦核（），已知、Ｘ、的质量分别为、、光在真空中的速度为c，则（　　） A．X是 B．X核的中子数是4 C．释放的核能 D．上述核反应的类型是核裂变 【例题4】在探究光电效应现象时，某同学分别用频率为ν1、ν2的两单色光照射密封真空管的钠阴极，钠阴极发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流，实验得到了两条光电流与电压之间的关系曲线（甲、乙），如图所示，已知U1=2U2，ν1>ν2，普朗克常量用h表示。则以下说法正确的是（　　） A．曲线甲为频率为ν1的光照射时的图像 B．频率为ν1的光在单位时间内照射到钠阴极的光子数多 C．两单色光的频率之比为2:1 D．该金属的逸出功为h（2ν2-ν1） 5、如图为氢原子光谱，Hα、Hβ、Hγ、Hδ是其中的四条光谱线，下列说法正确的是（　　） A. 氢原子发射光谱属于连续光谱 B. 该光谱是由氢原子核的跃迁产生 C. Hδ谱线对应光子的动量最大 D. Hα谱线对应光子的能量最大 6、光电管是把光信号转换为电信号的装置。如图所示，A和K分别是光电管的阳极和阴极，在A、K之间接有电源和电流表。现用频率为v的光照射在K上，电路中有电流出现。已知阴极K材料的逸出功为，普朗克常量为h，下列说法正确的是（　　） A. 若只减小光照强度，阴极K上没有光电子逸出 B. 若只将电源的极性反接，则电路中一定没有电流 C. 从阴极K上逸出的光电子最大初动能为 D. 若只换用电动势更大的电源，则电路中电流一定增大 7、一群处于基态的氢原子受某种光照射后，跃迁到第4能级，发出的光谱中只有两条可见光a和b。a、b在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系如图甲所示。图乙为氢原子能级图，已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间，下列说法正确的是（　　） A．照射光子的能量E=12.09eV B．a光的波长比b光的波长短 C．氢原子受激发后，能发出10种不同频率的光 D．a光是氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时发出的光 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，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 C. D. 9、激光冷却中性原子的原理如图所示，质量为m、速度为v0的原子连续吸收多个迎面射来的频率为ν的光子后，速度减小。不考虑原子质量的变化，光速为c。下列说法正确的是（　　） A．激光冷却利用了光的波动性 B．原子吸收第一个光子后速度的变化量为 C．原子每吸收一个光子后速度的变化量不同 D．原子吸收个光子后速度减小到原来的一半 【精选习题】 一、单选题 1．氢原子的能级图如图甲所示，一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光，其中只有频率为va、vb两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应。分别用频率为va，、vb的两个光源照射光电管阴极K，测得电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法中正确的是（　　） A. 图丙中的图线b所表示的光的光子能量为12.55eV B. 图丙中的图线b所表示的光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的 C. 处于第4能级的氢原子可以吸收一个能量为0.75eV的光子并电离 D. 用图丙中的图线a所表示的光照射阴极K时，光电子的最大初动能比用图线b所表示的光照射时更大 2、如图甲所示为研究光电效应的电路，K极为金属钠（截止频率为5.53×1014Hz，逸出功为2.29eV）。图乙为氢原子能级图，氢原子光谱中有四种可见光，分别是从n=6、5、4、3能级跃迁到n=2能级产生的。下列说法正确的是（　　） A．大量处于n=5能级的氢原子最多能辐射出4种不同频率的光 B．氢原子光谱中有三种可见光能够让图甲K极金属发生光电效应 C．仅将P向右滑动，电流计示数一定变大 D．将自感系数为30的电感线圈和电容为1.2pF电容器组成LC振荡电路，用该电路产生的电磁波照射K极，可以发生光电效应 3．我国重大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电．氘核聚变反应的方程为。已知氘核的质量为，中子的质量为，反应中释放的核能为，光速为c，下列说法正确的是（　　） A．X为 B．X的比结合能比小 C．X的质量为 D．要使该聚变反应发生，必须克服两氘核间巨大的库仑斥力 4．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 5．氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子，其能级示意图如图所示。已知基态的氦离子能量，现有一群处于激发态的氦离子（　　） A．自发跃迁能释放3种频率的光子 B．能自发跃迁释放能量为的光子 C．自发跃迁释放光子的最大能量为 D．自发跃迁到基态释放光子的波长最长 6．原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线，下列判断正确的是（　　） A．核的结合能约为15MeV B．核比核稳定 C．核的结合能比核的大 D．两个核结合成核时释放的能量等于的结合能 7．下列关于放射性元素衰变的说法正确的是（　　） A．，钍核和粒子的结合能之和一定大于铀核的结合能 B．钍核（）发生衰变时，新核中子数不变 C．铀核（）衰变为（）的过程中，要经过8次衰变和4次衰变 D．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关 8．2021年1月21日，科学家以高速电子束为“光源”利用冷冻电镜首次“拍摄”到新冠病毒的3D影像，如图所示。冷冻电镜分辨率比光学显微镜高1000倍以上，可达0.2nm。不考虑相对论效应，下列说法正确的是（　　） A. 冷冻电镜的分辨率非常高，是由于电子的德布罗意波长长 B. 用高倍光学显微镜也能拍摄到新冠病毒的影像 C. 电子运动的速度越大，其德布罗意波的衍射能力越强 D. 若用相同动能的质子代替电子，也能“拍摄”到新冠病毒的3D影像 9．1932年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变实验，验证了质能关系的正确性。在实验中，锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍原子核，随后又蜕变为两个原子核，核反应方程为。已知、、X的质量分别为、、，光在真空中的传播速度为c，则在该核反应中（　　） A. 质量亏损 B. 释放的核能 C. 铍原子核内的中子数是5 D. X表示的是氚原子核 10．2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置（HL-2M）在成都建成并实现首次放电，该装置是中国目前规模最大、参数最高的先进托卡马克装置，是中国新一代先进磁约束核聚变实验研究装置。我国重大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。核聚变反应的方程为；。已知氘核的质量为，比结合能为E，中子的质量为，反应中释放的核能为，光速为c，下列说法正确的是（　　） A．要使该聚变反应发生，必须克服两氘核间巨大的核力 B．反应产物x为 C．x核的质量为 D．x的比结合能为 11、科学研究发现，钚（Pu）是一种具有放射性的超铀元素，已知钚的一种同位素的半衰期为24100年，其衰变方程为，该衰变过程中产生的γ光子照射到逸出功为W0的金属上，逸出光电子的最大初动能为Ek0。已知普朗克常量为h，光速为c。下列说法中正确的是（　　） A. γ光子的波长为 B. X原子核中含有92个中子 C. 给钚加压可改变其半衰期 D. 40个经过48200年后一定剩余10个 二、解答题 1．室内装修污染四大有害气体是苯系物、甲醛、氨气和氡．氡存在于建筑水泥、矿渣砖、装饰石材及土壤中。氡看不到，嗅不到，但它进入人的呼吸系统能诱发肺癌，是除吸烟外导致肺癌的重大因素。静止的氡核放出一个粒子X后变成钋核，钋核的动能为0.33MeV，若衰变放出的能量全部变成钋核和粒子X的动能，则： （1）写出上述衰变的核反应方程； （2）求粒子X的动能。（保留两位有效数字） 2．用速度大小为v的中子轰击静止的锂核（Li），发生核反应后生成氚核和α粒子，生成的氚核速度方向与中子的初速度方向相反，氚核与α粒子的速度之比为7∶8，中子的质量为m，质子的质量可近似看作m，光速为c。 (1)写出核反应方程； (2)求氚核和α粒子的速度大小； (3)若核反应过程中放出的核能全部转化为α粒子和氚核的动能，求出质量亏损。 3、硼中子俘获疗法是肿瘤治疗的新技术，其原理是进入癌细胞内的硼核吸收慢中子，转变成锂核和α粒子，释放出光子。已知核反应过程中质量亏损为Δm，光子的能量为Eo，硼核的比结合能为E1，锂核的比结合能为E2，普朗克常量为h，真空中光速为c。 （1）写出核反应方程并求出γ光子的波长λ； （2）求核反应放出的能量E及氦核的比结合能E3。 4、光照射到物体上对物体表面产生的压力叫光压，科学家设想在未来的宇航事业中利用太阳照射到太阳帆上产生的光压来加速星际飞船，设该飞船所在地每秒每单位面积接收到光的总能量为E，光平均波长为，光在真空中的速度为c，太阳帆面积为S，反射率100%，设太阳光垂直射到太阳帆上，飞船总质量为m，普朗克常量为h。求： （1）太阳帆上每秒内接受到光子的个数；（2）星际飞船飞行的加速度。 5、我国首艘攻击核潜艇，代号091型，西方称其为汉级攻击核潜艇，其核反应堆采用的燃料是铀235，一个铀235裂变时释放的能量为200MeV。在核反应堆中一般用石墨做慢化剂使快中子减速成为慢中子，达到有效裂变。已知碳核的质量是中子的12倍，假设中子与碳核的每次碰撞都是弹性正碰，而且认为碰撞前碳核都是静止的。求： （1）一个铀235裂变对应的质量亏损； （2）要想将动能为的快中子减小到的慢中子，至少经过多少次碰撞。 6、“夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线。硬X射线是波长很短的光子，设波长为。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，卫星探测仪镜头正对着太阳，每秒接收到N个该种光子。已知探测仪镜头面积为S，卫星离太阳中心的距离为R，普朗克常量为h，光速为c，求： （1）每个光子的动量p和能量E； （2）太阳辐射硬X射线总功率P。 7、研究光电效应的装置如图甲所示，通过实验记录电流表和电压表示数，绘制出I-U图像如图乙所示，图中Uc、I0、Im均为已知。已知入射光的频率为v0，普朗克常量为h，电子电量为e，求： （1）时间t内从阴极K表面射出的光电子数n； （2）该光电管阴极K的极限频率。 8、α粒子以初速度v0轰击静止的氮14原子核打出质子，同时产生一个新的原子核。新原子核的速度为3v0，且方向不变，反应过程中释放的能量完全转化为系统的动能。已知中子质量为m，质子质量和中子质量相等，光速为c。 （1）写出核反应方程； （2）计算此反应过程中的质量亏损。 9、处于邀发态的氢原子可以向低能级跃迁，发出光子；处于基态的氢原子可以吸收光子的能量，发生能级跃迁。已知基态的氢原子能量为，普朗克常量为h，光在真空中速度为c，电子的质量为m，氢原子的能级公式。 （1）一群处于能级的氢原子发出的光子，能使逸出功为的某金属发生光电效应，求光电子的最大初动能； （2）用波长为的光子照射基态氢原子，可以使其电离，求电子电离后的德布罗意波的波长。 10、氖原子的部分能级图如图所示，E1为基态能级，在氦氖激光器中，处于能级为E2或E3激发态的氖原子，受激向低能级跃迁，发出三种不同波长的激光，已知普朗克常量为h，真空中光速为c。 （1）求激光的最大波长λ； （2）用多束激光使氘（）和氚（）聚变产生α粒子，已知氘核、氚核、α粒子和中子的质量分别为m1、m2、m3、m4，请写出核聚变方程，并求出聚变过程中释放的能量ΔE。 第 1 页 共 13 页 学科网（北京）股份有限公司 $