【物理】2019届一轮复习人教版波粒二象性原子与原子核学案 14页

高考命题轨迹 年份 题号(分值)‎ 考点 难度 ‎2017年 卷Ⅰ17题(6分)‎ 质量亏损与核能的计算 容易 卷Ⅱ15题(6分)‎ 质量亏损、半衰期、动量守恒定律及其应用 容易 卷Ⅲ19题(6分)‎ 结合光电效应实验考查光电效应方程、遏止电压 容易 ‎2016年 卷Ⅰ35(1)(5分)‎ 结合光电效应实验考查光电效应的规律 容易 卷Ⅱ35(1)(5分)‎ 通过四种核反应考查核反应方程、核反应类型 容易 卷Ⅲ35(1)(5分)‎ 结合具体核反应过程综合考查核反应方向、动量守恒定律、能量守恒定律 容易 ‎2015年 卷Ⅰ35(1)(5分)‎ 结合光电效应实验考查光电效应方程 容易 卷Ⅱ35(1)(5分)‎ 结合波粒二象性考查物质的波动性 容易 考情分析　分析近几年的高考试题可知，光电效应、氢原子的能级结构、核反应方程的书写以及核能的计算问题是高考的热点，试题以对基础知识的考查为主，题目的难度不会太大．‎ 由于模块3－5改为必考内容，预计高考试题会延续以前3－5的命题方向和难度，综合性可能会加强一些，对原子与原子核部分的考查将以选择题的形式出现．‎ 知识方法链接 ‎1．爱因斯坦光电效应方程 Ek＝hν－W0.‎ ‎2．用图象表示光电效应方程，如图1所示 图1‎ ‎(1)极限频率：图线与ν轴的交点的横坐标νc.‎ ‎(2)逸出功：图线与Ek交点的纵坐标的值W0.‎ ‎(3)普朗克常量：图线的斜率k＝h.‎ ‎3．处理光电效应问题的两条线索：光强和光的频率 ‎(1)光强→光子数目多→发射光电子数多→光电流大 ‎(2)光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大 真题模拟精练 ‎1．(多选)(2017·全国卷Ⅲ·19)在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub，光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb.h为普朗克常量．下列说法正确的是(　　)‎ A．若νa＞νb，则一定有Ua＜Ub B．若νa＞νb，则一定有Eka＞Ekb C．若Ua＜Ub，则一定有Eka＜Ekb D．若νa＞νb，则一定有hνa－Eka＞hνb－Ekb 答案　BC 解析　由爱因斯坦光电效应方程得Ek＝hν－W0，由动能定理得Ek＝eU，若用a、b单色光照射同种金属时，逸出功W0相同．当νa＞νb时，一定有Eka＞Ekb，Ua＞Ub，故选项A错误，B正确；若Ua＜Ub，则一定有Eka＜Ekb，故选项C正确；因逸出功相同，有W0＝ hνa－ Eka＝ hνb－ Ekb，故选项D错误．‎ ‎2．(2017·福建南平市3月质检)用如图2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的关系图象，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b)，下列说法中正确的是(　　)‎ 图2‎ A．普朗克常量为h＝ B．断开开关S后，电流表G的示数不为零 C．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大 D．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数保持不变 答案　B 解析　根据Ek＝hν－W0得，纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，等于b.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νc＝a，那么普朗克常量为h＝ ‎.故A错误；开关S断开后，因光电效应现象中，光电子存在最大初动能，因此电流表G的示数不为零，故B正确．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．故C错误．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，则光子数目减小，那么电流表G的示数会减小．故D错误．‎ ‎3．(2017·湖北省八校第二次联考)下表是按照密立根的方法进行光电效应实验时得到的某金属的遏止电压Uc和入射光的频率ν的几组数据.‎ Uc/V ‎0.541‎ ‎0.637‎ ‎0.714‎ ‎0.809‎ ‎ 0.878‎ ν/1014Hz ‎5.644‎ ‎5.888‎ ‎6.098‎ ‎6.303‎ ‎ 6.501‎ 由以上数据应用Excel描点连线，可得直线方程，如图3所示．‎ 图3‎ 则这种金属的截止频率约为(　　)‎ A．3.5×1014 Hz　　　　　　　 B．4.3×1014 Hz C．5.5×1014 Hz D．6.0×1014 Hz 答案　B 解析　根据光电效应方程得：Ek＝hν－W0＝hν－hνc 解得：Uc＝ν－＝ν－.与直线方程Uc＝0.397 3－1.702 4比较可知，图线的斜率为：＝，同时：＝1.702 4，联立得：νc≈4.3×1014 Hz.故B正确，A、C、D错误．‎ ‎4．(多选)(2017·河南省天一大联考五)1905年，爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广，成功地解释了光电效应现象，提出了光子说．在给出的与光电效应有关的四个图象中(如图4所示)，下列说法正确的是(　　)‎ 图4‎ A．图甲中，当紫外线照射锌板时，发现验电器指针发生了偏转，说明锌板带正电，验电器带负电 B．图乙中，从光电流与电压的关系图象中可以看出，电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关 C．图丙中，若电子电量用e表示，ν1、νc、U1已知，由Uc－ν图象可求得普朗克常量的表达式为h＝ D．图丁中，由光电子最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象可知该金属的逸出功为E或hνc 答案　CD 解析　当紫外线照射锌板时，发现验电器指针发生了偏转，说明验电器带电；发生光电效应后锌板带正电，所以验电器也带正电．故A错误；‎ 从光电流与电压的关系图象中可以看出，电压相同时，光照越强，光电流越大，说明饱和光电流与光的强度有关，不能说明遏止电压和光的强度有关．故B错误；‎ 根据Ek＝hν－W0＝eUc，解得Uc＝－，图线的斜率k＝＝，则h＝，故C正确；‎ 根据光电效应方程Ek＝hν－W0，当ν＝0时，Ek＝－W0，由图象知纵轴截距为－E，所以W0＝E，即该金属的逸出功为E；图线与ν轴交点的横坐标是νc，该金属的逸出功hνc，故D正确．‎ 知识方法链接 ‎1．玻尔理论的基本内容 ‎(1)能级假设：氢原子En＝(n为量子数)．‎ ‎(2)跃迁假设：吸收或释放的能量hν＝Em－En(m>n)．‎ ‎(3)轨道假设：氢原子rn＝n2r1(n为量子数)．‎ ‎2．解决氢原子能级跃迁问题的四点技巧 ‎(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的绝对值．‎ ‎(3)一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射光子的种类N＝C＝.‎ ‎(4)计算能级能量时应注意：因一般取无穷远处为零电势参考面，故各个能级的能量值均为负值．‎ 真题模拟精练 ‎5．(2017·安徽合肥市第二次检测)图5所示为氢原子的能级图，下列说法正确的是(　　)‎ 图5‎ A．氢原子从较高的能级跃迁到较低的能级时，释放一定频率的光子，核外电子的动能增加，电势能减小 B．氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝4的能级时，需要吸收的光子能量必须大于0.66 eV C．氢原子处于不同能级时，核外电子在某处出现的概率相同 D．一个处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可以释放6种频率的光子 答案　A ‎6．(多选)(2017·湖北省七市联合考试)如图6所示是氢原子的能级图，大量处于n＝5激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出10种不同频率的光子．其中莱曼系是指氢原子由高能级向n＝1能级跃迁时释放的光子，则(　　)‎ 图6‎ A．10种光子中波长最短的是n＝5激发态跃迁到基态时产生的 B．10种光子中有4种属于莱曼系 C．使n＝5能级的氢原子电离至少要0.85 eV的能量 D．从n＝2能级跃迁到基态释放光子的能量等于从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放光子的能量 答案　AB 解析　10种光子中，从n＝5激发态跃迁到基态辐射的光子能量最大，频率最大，波长最短，故A正确．‎ ‎10种光子中，n＝5、n＝4、n＝3和n＝2向基态跃迁，可知B正确．‎ n＝5能级的氢原子具有的能量为－0.54 eV，故要使其发生电离，至少需要0.54 eV的能量，故C错误．‎ 根据玻尔理论，从n＝2能级跃迁到基态释放光子的能量：ΔE1＝E2－E1＝－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV，‎ 从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放光子的能量：ΔE2＝E3－E2＝－1.51 eV－(－3.4 eV)＝1.89 eV，二者不相等．故D错误．‎ ‎7．(2017·湖北荆门市元月调考)图7甲所示为氢原子的能级图，图乙为氢原子的光谱．已知谱线b 是氢原子从n＝5的能级跃迁到n＝2的能级时的辐射光，则谱线a是氢原子(　　)‎ 图7‎ A．从n＝1的能级跃迁到n＝2的能级时的辐射光 B．从n＝3的能级跃迁到n＝1的能级时的辐射光 C．从n＝4的能级跃迁到n＝1的能级时的辐射光 D．从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时的辐射光 答案　D 解析　谱线a波长大于谱线b波长，所以a光的光子频率小于b光的光子频率．所以a光的光子能量小于n＝5和n＝2间的能级差，比n＝5到n＝2的能量小且又最接近的，就是n＝4和n＝2间的能级差．故D正确，A、B、C错误．‎ ‎8．(2017·福建省4月模拟)用波长为λ0的光照射大量处于基态的氢原子，在所产生的光谱中仅有波长分别为λ1、λ2、λ3的三条谱线，且λ1>λ2>λ3，则(　　)‎ A．λ0＝λ1　　　　　　　　 B．λ0＝λ2＋λ3‎ C.＝＋ D.＝＋ 答案　C 解析　用波长为λ0的光照射大量处于基态的氢原子，在所产生的光谱中仅能观测到波长分别为λ1、λ2、λ3的三条谱线，因λ1＞λ2＞λ3，则三条谱线中的λ1最大，则频率最小，故h＋h＝h＝h，化简，则有：＝＋，故A、B、D错误，C正确．‎ 知识方法链接 ‎1．核反应方程的书写要求 ‎(1)核反应过程一般不可逆，所以核反应方程中用“→”表示方向而不能用等号代替．‎ ‎(2)核反应方程遵循质量数、电荷数守恒，但核反应前后的总质量会发生质量亏损且释放能量．‎ ‎(3)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能只依据两个守恒规律而凭空杜撰出生成物．‎ ‎2．原子核的衰变 ‎(1)衰变的实质：α衰变为2H＋2n→He，即放出α射线；β衰变为n→H＋e，即放出β射线，在α衰变或β衰变过程中放出γ射线．‎ ‎(2)衰变的快慢由原子核内部因素决定，与原子所处的物理、化学状态无关；半衰期是统计规律，对个别、少数原子无意义．‎ 真题模拟精练 ‎9．(2017·全国卷Ⅰ·17)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．氘核聚变反应方程是：H＋H→He＋n.已知H的质量为2.013 6 u，He的质量为3.015 0 u，n的质量为1.008 7 u,1 u＝931 MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为(　　)‎ A．3.7 MeV　　　　　　 B．3.3 MeV C．2.7 MeV D．0.93 MeV 答案　B 解析　根据质能方程，释放的核能ΔE＝Δmc2，Δm＝2mH－mHe－mn＝0.003 5 u，则ΔE＝0.003 5×931 MeV＝3.258 5 MeV≈3.3 MeV，故B正确，A、C、D错误．‎ ‎10．(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 答案　B 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；半衰期的定义是统计规律，‎ 对于一个α粒子不适用，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．‎ ‎11．(2017·江西省师大附中3月月考)匀强电场中有一个原来静止的碳14原子核，它放射出的粒子与反冲核的径迹是两个内切的圆，两圆的直径之比为7∶1，如图8所示，那么碳14的衰变方程为(　　)‎ 图8‎ A．C→e＋B B．C→He＋Be C．C→H＋B D．C→e＋7N 答案　D 解析　原子核的衰变过程满足动量守恒，粒子与反冲核的速度方向相反，根据左手定则判断得知，粒子与反冲核的电性相反，则知粒子带负电，所以该衰变是β衰变，此粒子是β粒子，符号为e.两带电粒子动量大小相等，方向相反，就动量大小而言有：m1v1＝m2v2，由带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径公式可得：r＝，可见r与q成反比，由题意，大圆与小圆的直径之比为7∶1，半径之比为7∶1，则得：粒子与反冲核的电荷量之比为1∶7，所以反冲核的电荷量为7e，电荷数是7，其符号为N，所以碳14的衰变方程为C→N＋e，故D正确．‎ ‎12．(多选)核电站中采用反应堆使重核裂变，将释放出的巨大能量转换成电能．反应堆中一种可能的核反应方程式是U＋n→Nd＋Zr＋x＋y，设U核质量为m1，中子质量为m2，Nd核质量为m3，Zr核质量为m4，x质量为m5，y质量为m6，那么，在所给的核反应中(　　)‎ A．x可能是3H，y可能是10e B．x可能是3n，y可能是8e C．释放的核能为(m1＋m2－m3－m4－m5－m6)c2‎ D．释放的核能为(m3＋m4＋m5＋m6－m1－m2)c2‎ 答案　BC 解析　如果x是3H，y是10　0－1e，则核反应过程质量数不守恒，则不可能是“x 是3H，y 是10e”，故A错误；‎ 如果x是3n，y 是8e，则核反应过程质量数守恒、核电荷数守恒，故B正确；‎ 质量亏损：Δm＝m1＋m2－m3－m4－m5－m6，由质能方程可知，释放的能量为：E＝Δmc2＝(m1＋m2－m3－m4－m5－m6)c2，故C正确，D错误．‎ 专题规范练 题组1　高考真题体验 ‎1．(2016·全国卷Ⅰ·35(1))现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．下列说法正确的是________．‎ A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大 B．入射光的频率变高，饱和光电流变大 C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大 D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生 E．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关 答案　ACE 解析　在发生光电效应时，饱和光电流大小由光照强度来决定，与频率无关，光照强度越大饱和光电流越大，因此A正确，B错误；根据Ek＝hν－W0可知，对于同一光电管，逸出功W0不变，当频率变高，最大初动能Ek变大，因此C正确；由光电效应规律可知，当频率低于截止频率时无论光照强度多大，都不会有光电流产生，因此D错误；由Ek＝eUc和Ek＝hν－W0，得hν－W0＝eUc，遏止电压只与入射光频率有关，与入射光光强无关，因此E正确．‎ ‎2．(2016·全国卷Ⅱ·35(1))在下列描述核过程的方程中，属于α衰变的是________，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是________．‎ A.C→N＋e ‎ B.P→S＋e C.U→Th＋He ‎ D.N＋He→O＋H E.U＋n→Xe＋Sr＋2n ‎ F.H＋H→He＋n 答案　C　AB　E　F ‎3．(2016·全国卷Ⅲ·35(1))一静止的铝原子核Al俘获一速度为1.0×107 m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核Si*.下列说法正确的是________．‎ A．核反应方程为p＋Al→Si*‎ B．核反应过程中系统动量守恒 C．核反应过程中系统能量不守恒 D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和 E．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致 答案　ABE 解析　根据质量数和电荷数守恒可得，核反应方程为p＋Al→Si*，A正确；核反应过程中释放的核力远远大于外力，故系统动量守恒，B正确；核反应过程中系统能量守恒，C错误；由于反应过程中，要释放大量的能量，伴随着质量亏损，所以生成物的质量小于反应物的质量之和，D错误；由动量守恒可知，mv＝28mv′，解得v′≈3.6×105 m/s，硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致，故E正确．‎ ‎4．(2015·新课标全国Ⅰ·35(1)) 在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Uc与入射光的频率ν的关系如图1所示．若该直线的斜率和截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量可表示为________，所用材料的逸出功可表示为________．‎ 图1‎ 答案　ek　－eb 解析　光电效应中，入射光子能量为hν，克服逸出功W0后多余的能量转换为电子动能，eU＝hν－W0，整理得U＝ν－，斜率即＝k，所以普朗克常量h＝ek，截距为b，即eb＝－W0，所以逸出功W0＝－eb.‎ ‎5．(2015·新课标全国Ⅱ·35(1))实物粒子和光都具有波粒二象性．下列事实中突出体现波动性的是________．‎ A．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样 B．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹 C．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构 D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构 E．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关 答案　ACD 解析　电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，可以说明电子是一种波，故A正确；β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹，可以说明β射线是一种粒子，故B错误；人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，说明中子是一种波，故C正确；人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，利用了电子束的衍射现象，说明电子束是一种波，故D正确；光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，说明光是一种粒子，故E错误．‎ ‎6．(2014·新课标Ⅰ·35(1))关于天然放射性，下列说法正确的是________．‎ A．所有元素都可能发生衰变 B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关 C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性 D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强 E．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线 答案　BCD 解析　自然界中绝大部分元素没有放射现象，选项A错误；放射性元素的半衰期只与原子核结构有关，与其他因素无关，选项B、C正确；α、β和γ三种射线电离能力依次减弱，穿透能力依次增强，选项D正确；原子核发生衰变时，不能同时发生α和β衰变，γ射线伴随这两种衰变产生，故选项E错误．‎ 题组2　各省市模拟精选 ‎7．(2017·山东泰安市一模)如图2所示是光电管的原理图，已知当有波长为λc的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则(　　)‎ 图2‎ A．若增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大 B．若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生 C．若换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流 D．若换用波长为λ2(λ2<λ0)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流 答案　D 解析　光电流的强度与入射光的强度有关，当光越强时，光电子数目会增多，而电压增加不会改变光电子数目，则光电流也不会影响，故A错误；‎ 将电路中电源的极性反接，电子受到电场阻力，到达A极的数目会减小，则电路中电流会减小，甚至没有电流，故B错误；‎ 波长为λ1(λ1＞λ0)的光的频率有可能大于极限频率，电路中可能有光电流，故C错误；‎ 波长为λ2(λ2＜λ0)的光的频率一定大于极限频率，电路中一定有光电流，故D正确．‎ ‎8．(多选)(2017·山东烟台市模拟)如图3甲所示，在光电效应实验中，某同学用相同频率的单色光，分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管，结果都能发生光电效应．图乙为其中一个光电管的遏止电压Uc随入射光频率ν变化的函数关系图象．对于这两个光电管，下列判断正确的是(　　)‎ 图3‎ A．因为材料不同，逸出功不同，所以遏止电压Uc不同 B．光电子的最大初动能不同 C．两个光电管的Uc－ν图象的斜率不同 D．两个光电管的饱和光电流一定相同 答案　AB 解析　根据光电效应方程 Ek＝hν－W0和能量守恒定律：eUc＝Ek，联立得：eUc＝hν－W0即Uc＝－，可知，入射光的频率相同，逸出功W0不同，则遏止电压Uc也不同．故A正确．根据光电效应方程Ek＝hν－W0得，相同的频率，不同的逸出功，则光电子的最大初动能也不同，故B正确．由Uc＝－，可知，Uc－ν图象的斜率k＝＝常数，所以两个光电管的Uc－ν图象的斜率一定相同，C错误．虽然光的频率相同，但光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能不同，故饱和光电流不一定相同．故D错误．‎ ‎9．(2017·北京市平谷区零模)2016年8月16日1时40分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空．中国将成为全球第一个实现卫星和地面之间量子通信的国家．在量子世界中，一个物体可以同时处在多个位置，一只猫可以处在“死”和“活”的叠加状态上；所有物体都具有“波粒二象性”，既是粒子也是波；两个处于“纠缠态”的粒子，即使相距遥远也具有“心电感应”，一个发生变化，另一个会瞬时发生相应改变．正是由于量子具有这些不同于宏观物理世界的奇妙特性，才构成了量子通信安全的基石．在量子保密通信中，由于量子的不可分割、不可克隆和测不准的特性，所以一旦存在窃听就必然会被发送者察觉并规避．通过阅读以上材料可知(　　)‎ A．电磁波是量子化的 B．量子不具有波粒二象性 C．可以准确测定量子的位置 D．量子相互独立互不干扰 答案　A 解析　电磁波是一份份的能量，所以电磁波是量子化的，同时也具有波粒二象性．故A正确，B错误；‎ 微观的粒子与光子都具有波粒二象性，不能准确测定量子的位置．故C错误；‎ 由题可知，两个处于“纠缠态”的粒子，即使相距遥远也具有“心电感应”，一个发生变化，另一个会瞬时发生相应改变，故D错误．‎ ‎10．(多选)在探究光电效应的实验中，用光照射某种金属，测得该金属表面有光电子逸出的最大入射光波长为λ0.若用氢原子发出的光照射该金属，已知氢原子从能级3跃迁到能级2时发出的光可使该金属发生光电效应，但从能级4跃迁到能级3发出的光不能使该金属发生光电效应．已知氢原子能级如图4所示，真空中的光速为c.则下列说法正确的是(　　)‎ 图4‎ A．该金属的极限频率为 B．该金属的逸出功大于0.66 eV C．当用氢原子从能级5跃迁到能级3发出的光照射该金属时，该金属一定会发生光电效应 D．当用氢原子从其他能级跃迁到能级1发出的光照射该金属时，该金属一定会发生光电效应 答案　ABD 解析　由题知该金属的极限频率为，故A正确；由题知该金属的逸出功大于从能级4跃迁到能级3发出的光子能量，故该金属的逸出功大于0.66 eV，故B正确；由题知从能级3跃迁到能级2时发出的光可使该金属发生光电效应，故该金属的逸出功小于1.89 eV，当用氢原子从能级5跃迁到能级3发出的光照射该金属时，该金属不一定会发生光电效应，故C错误；当用氢原子从其他能级跃迁到能级1发出的光照射该金属时，发出的光子能量大于等于10.20 eV，则该金属一定会发生光电效应，故D正确．故选A、B、D.‎ ‎11．(多选)(2017·山西太原市模拟一)钍Th具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤Pa，同时伴随有γ射线产生，其方程为Th→Pa＋X，钍的半衰期为24天．则下列说法中正确的是(　　)‎ A．一块纯净的钍234矿石经过24天，矿石的质量仅剩下原来质量的一半 B．X是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的 C．γ射线是钍原子核发生衰变后产生的镤234的原子核释放的 D．γ射线具有很强的电离作用，对人体细胞破坏能力较大 答案　BC 解析　根据半衰期的定义可知，经过一个半衰期以后，有一半的放射性元素发生衰变；由于衰变后的产物仍然留在原来的矿物中，所以一块纯净的钍234矿石经过24天，即经过一个半衰期，矿石的质量大于原来质量的一半．故A错误；根据质量数守恒与电荷数守恒可知，该衰变产物的质量数为0，电荷数为－1，可知X为电子，该衰变为β衰变，电子是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的．故B正确；‎ γ射线是处于激发态的原子核释放的，即γ射线是钍原子核发生衰变后产生的、处于激发态的镤234的原子核向低能级跃迁时释放的．故C正确；‎ γ射线对人体细胞破坏能力较大，但其电离作用比较弱，故D错误．‎ ‎12．(多选)(2017·河南焦作市二模)如图5所示，人工元素原子核Nh开始静止在匀强磁场B1、B2的边界MN上，某时刻发生裂变生成一个氦原子核He和一个Rg原子核，裂变后的微粒速度方向均垂直B1、B2的边界MN.氦原子核通过B1区域第一次经过MN边界时，距出发点的距离为l，Rg原子核第一次经过MN边界距出发点的距离也为l.则下列有关说法正确的是(　　)‎ 图5‎ A．两磁场的磁感应强度之比为B1∶B2＝111∶141‎ B．两磁场的磁感应强度之比为B1∶B2＝111∶2‎ C．氦原子核和Rg原子核各自旋转第一个半圆的时间之比为2∶141 ‎ D．氦原子核和Rg原子核各自旋转第一个半圆的时间之比为111∶141‎ 答案　BC 解析　原子核裂变的方程为：Nh→He＋Rg.由题意知带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，偏转半径为r＝，由题意可知二者偏转半径相等，由于氦核与Rg原子核动量守恒，即m1v1＝m2v2，所以有q1B1＝q2B2，易得＝＝，选项B正确，A错误；又T＝，由前面可知q1B1＝q2B2，所以＝，粒子在第一次经过MN边界时，运动了半个圆周，所以＝＝＝＝，选项C正确，D错误．‎