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小题精练13 光电效应 波尔能级 核反应 核能
公式、知识点回顾（时间：5分钟）
一、光电效应的实验规律
1．光电效应
在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子．
2．实验规律
(1)每种金属都有一个极限频率．
(2)光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大．
(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的．
(4)光电流的强度与入射光的强度成正比．
3．遏止电压与截止频率
(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压Uc.
(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)．不同的金属对应着不同的极限频率．
(3)逸出功：电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属的逸出功．
二、光电效应方程和Ek－ν图象
1．光子说
爱因斯坦提出：空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频率成正比，即：ε＝hν，其中h＝6.63×10－34 J·s.
2．光电效应方程
(1)表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0.
(2)物理意义：金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能Ek＝mv2.
3．由Ek－ν图象可以得到的信息
(1)极限频率：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E＝W0.
(3)普朗克常量：图线的斜率k＝h.
三、玻尔理论的理解与计算
1．定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量．
2．跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝Em－En.(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s)
3．轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的．
4．氢原子的能级、能级公式
(1)氢原子的能级图
(2)氢原子的能级和轨道半径
①氢原子的能级公式：En＝E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV.
②氢原子的半径公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m.
四、原子核的衰变
1．原子核的衰变
(1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变．
(2)分类
α衰变：X→Y＋He
β衰变：X→Y＋e
2．三种射线的成分和性质
名称 构成 符号 电荷量 质量 电离 能力 贯穿 本领
α射线 氦核 He ＋2 e 4 u 最强 最弱
β射线 电子 e －e u 较强 较强
γ射线 光子 γ 0 0 最弱 最强
3.对半衰期的理解
(1)根据半衰期的概念，可总结出公式
N余＝N原，m余＝m原
式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子核数和质量，N余、m余表示衰变后的放射性元素的原子核数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期．
(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，与原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关．
六、核反应类型及核反应方程
类型 可控性 核反应方程典例
衰变 α衰变 自发 92U→90Th＋He
β衰变 自发 90Th→91Pa＋e
人工转变 人工控制 7N＋He→8O＋H(卢瑟福发现质子)
He＋Be→6C＋n(查德威克发现中子)
13Al＋He→P＋n 约里奥－居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子
P→Si＋ 0＋1e
重核裂变 比较容易进行人工控制 92U＋n→56Ba＋Kr＋3n
92U＋n→54Xe＋Sr＋10n
轻核聚变 目前无法控制 H＋H→He＋n
七、核力与核能的计算
1．应用质能方程解题的流程图
书写核反应方程→计算质量亏损Δm→利用ΔE＝Δmc2计算释放的核能
(1)根据ΔE＝Δmc2计算，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．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．
2．利用质能方程计算核能时，不能用质量数代替质量进行计算．
难度：★★☆ 建议时间：25分钟 正确率： /18
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16 17 18
1．（2024 温州二模）如图所示，是研究光电效应的电路图。实验时，入射光频率大于阴极K金属材料的截止频率。当滑动变阻器的滑片从最左端逐渐滑到最右端过程中，关于光电流I与光电管两端电压U的关系可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
2．（2024 嘉兴一模）如图所示为研究光电效应和霍尔效应的装置示意图。光电管和霍尔片串联，霍尔片的长、宽、高分别为a、b、c，该霍尔片放在磁感应强度大小为B、方向平行于c边的匀强磁场中。闭合电键S，入射光照到阴极时，电流表A显示的示数为I，该电流I在霍尔片中形成沿电流方向的恒定电场为E，电子在霍尔片中的平均速度v＝μE，其中电子迁移率μ为已知常数。电子电量为e，电子的质量为m。霍尔片单位体积内的电子数为n，则（ ）
A．霍尔片前后侧面的电压为
B．霍尔片内的电场强度为
C．通过调节滑动变阻器，可以使电流表的示数减为零
D．当滑动变阻器滑片右移后，单位时间到达光电管阳极的光电子数一定大于
3．（2023 浙江二模）在真空中竖直放置的金属板M，受到紫外线照射时会向各个方向发射出速度大小不同的电子，在M右侧相距d处正对放置一个金属网罩N，若在金属板与网罩间加上逐渐增大的电压，当电压增大到U时，发现网罩上开始接收不到来自金属板的电子。已知电子电量为e，质量为m，则（ ）
A．增强紫外线的强度，能使网罩上接收到电子
B．适当减小MN之间的距离d，能使网罩上接收到电子
C．当电压为U时，所有能运动至最靠近网罩的电子发射时的初动能都相同
D．从M板上发射的电子，速度越大在MN间运动的时间越长
4．（2023 浙江模拟）如图所示，虚线圆的半径为R，某激光器的一端固定于圆心O点，且绕O点以角速度ω转动，转动过程中从激光器的另一端连续发出功率为P、波长为λ的细束激光（不计光束截面积），在虚线圆某处固定一弧形接收屏，该接收屏沿虚线圆的长度为l。已知普朗克常数为h，激光传播的速度为c，则在激光器转动一周的过程中，接收屏接收到的光子数为（ ）
A． B． C． D．
5．（2023 乐清市校级模拟）中国科学技术大学国家同步辐射实验室是我国首个国家实验室，同步辐射光具有光谱范围宽（波长涵盖10﹣5m到10﹣11m之间）、光源亮度高、偏振性好等诸多特点。速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这个现象最初是在同步加速器上观察到的，称为“同步辐射”，可见光波长范围在400nm到760nm之间；下列说法错误的是（ ）
A．同步辐射的机理与氢原子发光的机理相同
B．用同步辐射光照射氢原子，可使氢原子电离
C．加速运动的电子在磁场中偏转，会产生感生电场
D．探究微生物结构时，同步辐射光相较可见光有明显优势
6．（2023 台州模拟）地铁靠站时列车车体和屏蔽门之间安装有光电传感器。如图甲所示，若光线被乘客阻挡，电流发生变化，工作电路立即报警。如图乙所示，光线发射器内大量处于n＝3激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光中只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子，图丙所示为a、b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。已知光电管阴极材料的逸出功为2.55eV，可见光光子的能量范围是1.62eV～3.11eV，下列说法正确的是（ ）
A．光线发射器中发出的光有两种为可见光
B．题述条件下，光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为9.54eV
C．题述a光为氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级时发出的光
D．若部分光线被遮挡，光电子飞出阴极时的最大初动能变小，光电流减小
7．（2024 嘉兴一模）一静止的钠核发生衰变，衰变方程为，假设衰变释放的核能全部转化为Mg和Y的动能，下列说法正确的是（ ）
A．与的中子数相同
B．Na核的比结合能大于Mg核的比结合能
C．Mg核的动量大于Y的动量
D．该衰变与弱相互作用力有关
8．（2024 浙江二模）中科院近代物理研究所利用兰州重离子加速器（HIRFL）通过“熔合蒸发”反应合成超重核Ds，并同时辐射出一个中子。下列可能合成该超重核的原子核组合是（ ）
A．Ni，Pb B．Ni，Pb
C．Ni，Bi D．Ni，Bi
9．（2023 浙江二模）一种典型的铀核裂变是生成钡和氪，则下列说法正确的是（ ）
A．反应后生成物的总动量等于零
B．该裂变的方程为U→BaKr+2n
C．Ba和Kr的比结合能小于U的比结合能
D．生成物的结合能之和大于反应物结合能之和
10．（2023 丽水二模）我国科研人员利用超高空间分辨率铀﹣铅定年技术，对嫦娥五号”月球样品进行分析，确定月球在20亿年前仍存在岩浆活动。已知铀﹣铅定年技术依赖的其中一种衰变链为：U经一系列α、β衰变后形成。则（ ）
A．Pb比U少10个中子
B．Pb的比结合能大于U
C．U适合用于医学中的放射性示踪剂
D．U衰变为Pb需经过7次α衰变和6次β衰变
11．（2023春 衢州期末）日本要将130万吨福岛核电站的核污水排向大海的消息引起许多国家的强烈抗议。核污水中含有放射性物质氚，发生β衰变的半衰期约为12.5年，极有可能影响人类安全。关于氚核的β衰变，下列说法正确的是（ ）
A．衰变的方程为：HHee
B．衰变辐射出的电子来自于氚原子的核外电子
C．衰变产生的新核的比结合能变小
D．随着全球变暖，海水升温，会加快氚核的衰变
12．（2023春 嘉兴期末）2023年4月12日，我国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置——东方超环（EAST）成功实现稳态高约束模式等离子体运行时间403秒，创造了新的世界纪录。对于核聚变下列说法正确的是（ ）
A．原子弹爆炸属于核聚变
B．人类已经实现完全可控的核聚变
C．氢核聚变方程为HHHen，氦核的比结合能大于氘核
D．在聚变反应中核子结合过程需通过高温克服核子间的强相互作用
13．（2023春 金华期末）如图所示为射线测厚装置示意图，它的放射源为铯﹣137，已知铯﹣137的衰变方程为Cs→Bae，半衰期约为30年，下列说法正确的是（ ）
A．60年后铯﹣137全部衰变完
B．若探测器测得射线强度变弱，说明金属板厚度变薄
C．Ba原子核的比结合能比Cs原子核大
D．该反应为β衰变，β射线即为核外电子的逸出
14．（2023春 浙江期末）根据近代物理知识，下列说法中正确的是（ ）
A．铀核裂变的核反应方程为UBaKrn
B．在原子核中，结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固
C．一定质量的理想气体，在压强不变时，单位时间内分子与单位面积器壁碰撞次数随温度降低而减少
D．生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成
15．（2022秋 杭州期末）在能量量子化研究的历程中，以下说法中正确的是（ ）
A．黑体即不反射电磁波，也不向外辐射电磁波
B．一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度无关
C．类似于能量的量子化，任何物体的带电量也是“量子化”的
D．麦克斯韦建立了电磁场理论，并用实验捕捉到了电磁波
16．（2008秋 诸暨市期末）如图所示，在阴极射线管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，则阴极射线将会（ ）
A．向上偏转 B．向下偏转
C．向纸内偏转 D．向纸外偏转
17．（2023春 嘉兴期末）如果每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，人眼就能察觉。现有一个光源以P的功率均匀地向各个方向发射波长为λ的绿光。若人眼瞳孔在暗处的直径为D，光速为c，且不计空气对光的吸收，则眼睛能够看到这个光源的最远距离为（ ）
A． B． C． D．
18．（2023春 嘉兴期末）一群处于基态的氢原子，在大量电子的碰撞下可跃迁至不同的激发态，处于不同激发态的氢原子又在向低能级跃迁时产生不同频率的光子。如图甲所示，氢原子从能级n＝4跃迁到能级n＝2产生可见光Ⅰ，从能级n＝3跃迁到能级n＝2产生可见光Ⅱ。图乙是光Ⅰ、光Ⅱ对同种材料照射后发生光电效应产生的光电流与电压关系图。已知元电荷电量为e，下列说法正确的是（ ）
A．图乙的图线a对应光Ⅰ
B．图乙中的U1、U2满足关系e（U2﹣U1）＝E4﹣E3
C．使处于基态的氢原子跃迁至n＝4能级的电子动能Ek＞E4﹣E1
D．使处于基态的氢原子跃迁至高能级的电子是实物粒子，没有波动性
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小题精练13 光电效应 波尔能级 核反应 核能
公式、知识点回顾（时间：5分钟）
一、光电效应的实验规律
1．光电效应
在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子．
2．实验规律
(1)每种金属都有一个极限频率．
(2)光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大．
(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的．
(4)光电流的强度与入射光的强度成正比．
3．遏止电压与截止频率
(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压Uc.
(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)．不同的金属对应着不同的极限频率．
(3)逸出功：电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属的逸出功．
二、光电效应方程和Ek－ν图象
1．光子说
爱因斯坦提出：空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频率成正比，即：ε＝hν，其中h＝6.63×10－34 J·s.
2．光电效应方程
(1)表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0.
(2)物理意义：金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能Ek＝mv2.
3．由Ek－ν图象可以得到的信息
(1)极限频率：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E＝W0.
(3)普朗克常量：图线的斜率k＝h.
三、玻尔理论的理解与计算
1．定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量．
2．跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝Em－En.(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s)
3．轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的．
4．氢原子的能级、能级公式
(1)氢原子的能级图
(2)氢原子的能级和轨道半径
①氢原子的能级公式：En＝E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV.
②氢原子的半径公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m.
四、原子核的衰变
1．原子核的衰变
(1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变．
(2)分类
α衰变：X→Y＋He
β衰变：X→Y＋e
2．三种射线的成分和性质
名称 构成 符号 电荷量 质量 电离 能力 贯穿 本领
α射线 氦核 He ＋2 e 4 u 最强 最弱
β射线 电子 e －e u 较强 较强
γ射线 光子 γ 0 0 最弱 最强
3.对半衰期的理解
(1)根据半衰期的概念，可总结出公式
N余＝N原，m余＝m原
式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子核数和质量，N余、m余表示衰变后的放射性元素的原子核数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期．
(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，与原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关．
六、核反应类型及核反应方程
类型 可控性 核反应方程典例
衰变 α衰变 自发 92U→90Th＋He
β衰变 自发 90Th→91Pa＋e
人工转变 人工控制 7N＋He→8O＋H(卢瑟福发现质子)
He＋Be→6C＋n(查德威克发现中子)
13Al＋He→P＋n 约里奥－居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子
P→Si＋ 0＋1e
重核裂变 比较容易进行人工控制 92U＋n→56Ba＋Kr＋3n
92U＋n→54Xe＋Sr＋10n
轻核聚变 目前无法控制 H＋H→He＋n
七、核力与核能的计算
1．应用质能方程解题的流程图
书写核反应方程→计算质量亏损Δm→利用ΔE＝Δmc2计算释放的核能
(1)根据ΔE＝Δmc2计算，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．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．
2．利用质能方程计算核能时，不能用质量数代替质量进行计算．
难度：★★☆ 建议时间：25分钟 正确率： /18
1 2 3 4 5 6 7 8 9
A B C B A B D B D
10 11 12 13 14 15 16 17 18
B A C C D C A A B
1．（2024 温州二模）如图所示，是研究光电效应的电路图。实验时，入射光频率大于阴极K金属材料的截止频率。当滑动变阻器的滑片从最左端逐渐滑到最右端过程中，关于光电流I与光电管两端电压U的关系可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：由于入射光频率大于金属的截止频率，滑动变阻器的滑片在最左端时光电管两端电压为零，由于存在光电流，所以电流表中的示数不为零，随着滑动片从最左端向右慢慢滑动过程中，滑动片P左端的电阻变大，电压表的示数变大，正向电压变大，则光电流也逐渐增大，当电流达到饱和值后，即使光电管两端电压再增加，光电流也不再增大，故A正确，BCD错误。
故选：A。
2．（2024 嘉兴一模）如图所示为研究光电效应和霍尔效应的装置示意图。光电管和霍尔片串联，霍尔片的长、宽、高分别为a、b、c，该霍尔片放在磁感应强度大小为B、方向平行于c边的匀强磁场中。闭合电键S，入射光照到阴极时，电流表A显示的示数为I，该电流I在霍尔片中形成沿电流方向的恒定电场为E，电子在霍尔片中的平均速度v＝μE，其中电子迁移率μ为已知常数。电子电量为e，电子的质量为m。霍尔片单位体积内的电子数为n，则（ ）
A．霍尔片前后侧面的电压为
B．霍尔片内的电场强度为
C．通过调节滑动变阻器，可以使电流表的示数减为零
D．当滑动变阻器滑片右移后，单位时间到达光电管阳极的光电子数一定大于
【解答】解：A．设霍尔片前后侧面的电压为U，电子在霍尔果片内做定向移动的速率为v，根据洛伦兹力与电场力平衡可得qvB
霍尔片单位体积内的电子数为n，则电流I＝neSv＝nebcv
联立解得
故A错误；
B．霍尔片内沿前后侧面的电场强度大小为
有题意，沿电流方向的恒定电场为
则霍尔片内的电场强度为
故B正确；
C．由于光电管所加的电压为正向电压，则通过调节滑动变阻器，不可以使电流表的示数减为零，故C错误；
D．若I已经为光电效应达到的饱和电流，则当滑动变阻器滑片右移后，电流I保持不变，则单位时间到达光电管阳极的光电子数等于，故D错误。
故选：B。
3．（2023 浙江二模）在真空中竖直放置的金属板M，受到紫外线照射时会向各个方向发射出速度大小不同的电子，在M右侧相距d处正对放置一个金属网罩N，若在金属板与网罩间加上逐渐增大的电压，当电压增大到U时，发现网罩上开始接收不到来自金属板的电子。已知电子电量为e，质量为m，则（ ）
A．增强紫外线的强度，能使网罩上接收到电子
B．适当减小MN之间的距离d，能使网罩上接收到电子
C．当电压为U时，所有能运动至最靠近网罩的电子发射时的初动能都相同
D．从M板上发射的电子，速度越大在MN间运动的时间越长
【解答】解：A、设光电子的最大初动能为Ekm，由动能定理得：﹣eU＝0﹣Ekm
由光电效应方程：Ekm＝hν﹣W0
增强紫外线的强度，光电子的最大初动能不变，不能使网罩上接收到电子。故A错误；
B、适当减小MN之间的距离d，MN间U不变，不能使网罩上接收到电子，故B错误；
C、结合A的分析可知，当电压为U时，所有能运动至最靠近网罩的电子发射时的初动能都相同，故C正确；
D、从M板上发射的电子，由于出射的电子与M板可能存在一定角度，速度越大在MN间运动的时间不一定越长，故D错误。
故选：C。
4．（2023 浙江模拟）如图所示，虚线圆的半径为R，某激光器的一端固定于圆心O点，且绕O点以角速度ω转动，转动过程中从激光器的另一端连续发出功率为P、波长为λ的细束激光（不计光束截面积），在虚线圆某处固定一弧形接收屏，该接收屏沿虚线圆的长度为l。已知普朗克常数为h，激光传播的速度为c，则在激光器转动一周的过程中，接收屏接收到的光子数为（ ）
A． B． C． D．
【解答】解：激光器转动的周期为：T，
转一周的过程中虚线圆单位长度接收到的光能量为：E0
接收屏接收到的光能量为：E＝E0l
每个光子能量为：E1＝hν
则在激光器转动一周的过程中，接收屏接收到的光子数为：N
联立解得：N，故B正确、ACD错误。
故选：B。
5．（2023 乐清市校级模拟）中国科学技术大学国家同步辐射实验室是我国首个国家实验室，同步辐射光具有光谱范围宽（波长涵盖10﹣5m到10﹣11m之间）、光源亮度高、偏振性好等诸多特点。速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这个现象最初是在同步加速器上观察到的，称为“同步辐射”，可见光波长范围在400nm到760nm之间；下列说法错误的是（ ）
A．同步辐射的机理与氢原子发光的机理相同
B．用同步辐射光照射氢原子，可使氢原子电离
C．加速运动的电子在磁场中偏转，会产生感生电场
D．探究微生物结构时，同步辐射光相较可见光有明显优势
【解答】解：A．由题意，速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这是“同步辐射”。处于激发态的原子是不稳定的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出光子，这是原子发光的机理，二者发光的机理不同。故A错误；
B．使基态的氢原子电离需要的能量是13.6eV，根据，可得同步辐射光的能量范围为（10﹣1eV～105eV），用同步辐射光照射氢原子，当同步辐射光的能量大于13.6eV，可使氢原子电离。故B正确；
C．根据麦克斯韦电磁场理论，加速运动的电子在磁场中偏转，会产生电流强度逐渐增大的环形电流，环形电流激发的磁场逐渐增强，在周围会产生感生电场。故C正确；
D．同步辐射光的光谱范围包括了可见光的波长范围，同时还包括一些波长更长的波，结合发生明显衍射的条件可知，探究微生物结构时，同步辐射光相较可见光更容易发生衍射，有明显优势。故D正确。
本题选错误的，
故选：A。
6．（2023 台州模拟）地铁靠站时列车车体和屏蔽门之间安装有光电传感器。如图甲所示，若光线被乘客阻挡，电流发生变化，工作电路立即报警。如图乙所示，光线发射器内大量处于n＝3激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光中只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子，图丙所示为a、b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。已知光电管阴极材料的逸出功为2.55eV，可见光光子的能量范围是1.62eV～3.11eV，下列说法正确的是（ ）
A．光线发射器中发出的光有两种为可见光
B．题述条件下，光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为9.54eV
C．题述a光为氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级时发出的光
D．若部分光线被遮挡，光电子飞出阴极时的最大初动能变小，光电流减小
【解答】解：A．光线发射器中发出的三种光子的能量分别为：
E1＝﹣1.51eV﹣（﹣13.6）eV＝12.09eV
E2＝﹣3.40eV﹣（﹣13.6）eV＝10.2eV
E3＝﹣1.51eV﹣（﹣3.40）eV＝1.89eV
可知光线发射器中发出的光只有一种为可见光，故A错误；
B．根据E1＝W0+Ekm，光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为Ekm＝12.09eV﹣2.55eV＝9.54eV，故B正确；
C．a光遏止电压小于b光遏止电压，由E＝W0+Ekm，eUc＝Ekm
得a光子能量小于b光子能量，则题述a光子能量等于E2，为氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时发出的光，故B错误；
D．部分光线被遮挡，不改变光子能量，则光电子飞出阴极时的最大初动能不变。因为光子数量减少，则光电子数量减小，光电流变小，故D错误。
故选：B。
7．（2024 嘉兴一模）一静止的钠核发生衰变，衰变方程为，假设衰变释放的核能全部转化为Mg和Y的动能，下列说法正确的是（ ）
A．与的中子数相同
B．Na核的比结合能大于Mg核的比结合能
C．Mg核的动量大于Y的动量
D．该衰变与弱相互作用力有关
【解答】解：A．根据质量数与电荷数守恒，可得Y为电子，该衰变为β衰变，所以中的A为24，的中子数为12，的中子数为13，它们的中子数不相同，故A错误；
B．核反应的过程中释放核能，则生成物的比结合能大于反应物的比结合能，即Na核的比结合能小于Mg核的比结合能，故B错误；
C．设的反冲速度大小为v，的速度是v0，由动量守恒定律得0＝Mv﹣mv0
即Mv＝mv0
即Mg核的动量大小等于Y的动量大小，故C错误；
D．根据A选项可知该反应属于β衰变，β衰变的本质是放射性核素中的中子或质子经过弱相互作用转化为另一种粒子，故D正确。
故选：D。
8．（2024 浙江二模）中科院近代物理研究所利用兰州重离子加速器（HIRFL）通过“熔合蒸发”反应合成超重核Ds，并同时辐射出一个中子。下列可能合成该超重核的原子核组合是（ ）
A．Ni，Pb B．Ni，Pb
C．Ni，Bi D．Ni，Bi
【解答】解：核反应过程中电荷数守恒、质量数守恒，需满足Z1+Z2＝110，A1+A2＝271+1＝272，将选项代入检验，只有B项符合，故ACD错误，B正确。
故选：B。
9．（2023 浙江二模）一种典型的铀核裂变是生成钡和氪，则下列说法正确的是（ ）
A．反应后生成物的总动量等于零
B．该裂变的方程为U→BaKr+2n
C．Ba和Kr的比结合能小于U的比结合能
D．生成物的结合能之和大于反应物结合能之和
【解答】解：A、中子轰击铀核发生核裂变，因中子具有动量，所以系统动量不为零；故A错误；
B、中子轰击铀核发生核裂变，所以反应物中的中子和生成物中的中子不能抵消；故B错误；
C、以原子序数为26的铁为分界，原子序数大于26的原子核，随着核子数增大，比结合能减小，所以的比结合能小于和的比结合能，故C错误；
D．铀核裂变要释放核能，所以生成物的结合能之和大于反应物结合能之和；故D正确。
故选：D。
10．（2023 丽水二模）我国科研人员利用超高空间分辨率铀﹣铅定年技术，对嫦娥五号”月球样品进行分析，确定月球在20亿年前仍存在岩浆活动。已知铀﹣铅定年技术依赖的其中一种衰变链为：U经一系列α、β衰变后形成。则（ ）
A．Pb比U少10个中子
B．Pb的比结合能大于U
C．U适合用于医学中的放射性示踪剂
D．U衰变为Pb需经过7次α衰变和6次β衰变
【解答】解：A、的中子数为207﹣82＝125，U的中子数为235﹣92＝143，前者比后者少143﹣125＝18个中子，故A错误；
B、铀核经一系列a、β衰变后形成，由于生成物应比反应物更稳定，且比结合能越大原子核越稳定，所以的比结合能比的比结合能大，故B正确；
C、铀核不适合用于医学中的放射性示踪剂，因为其衰变释放的射线对人体有较大的伤害，故C错误；
D、设该衰变过程经过x次α衰变和y次β衰变，根据质量数及电荷数守恒，可得235＝207+4x，92＝82+2x﹣y，联立求得：x＝7，y＝4，故D错误。
故选：B。
11．（2023春 衢州期末）日本要将130万吨福岛核电站的核污水排向大海的消息引起许多国家的强烈抗议。核污水中含有放射性物质氚，发生β衰变的半衰期约为12.5年，极有可能影响人类安全。关于氚核的β衰变，下列说法正确的是（ ）
A．衰变的方程为：HHee
B．衰变辐射出的电子来自于氚原子的核外电子
C．衰变产生的新核的比结合能变小
D．随着全球变暖，海水升温，会加快氚核的衰变
【解答】解：A．根据质量数守恒与电荷数守恒，可知氚的衰变的方程为，故A正确；
B．根据β衰变的本质，可知β衰变辐射出的电子来自于中子转变为质子时释放出的电子，故B错误；
C．衰变时放出核能，产生的新核的比结合能变大，故C错误；
D．半衰期由核内部本身的因素决定，外部条件无法改变半衰期，故D错误。
故选：A。
12．（2023春 嘉兴期末）2023年4月12日，我国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置——东方超环（EAST）成功实现稳态高约束模式等离子体运行时间403秒，创造了新的世界纪录。对于核聚变下列说法正确的是（ ）
A．原子弹爆炸属于核聚变
B．人类已经实现完全可控的核聚变
C．氢核聚变方程为HHHen，氦核的比结合能大于氘核
D．在聚变反应中核子结合过程需通过高温克服核子间的强相互作用
【解答】解：A．原子弹是利用核裂变的链式反应原理制成的，故A错误；
B．目前人类还没有实现完全可控的核聚变，故B错误；
C．氢核聚变方程为
聚变过程释放出核能，说明氦核比氘核更加稳定，由于比结合能越大，原子核越稳定，可知氦核的比结合能大于氘核的比结合能，故C正确；
D．强相互作用力可以将原子核内部的各个结构牢牢结合在一起；聚变反应中带正电的与结合过程需通过高温克服核子间的强大的库仑斥力作用，故D错误。
故选：C。
13．（2023春 金华期末）如图所示为射线测厚装置示意图，它的放射源为铯﹣137，已知铯﹣137的衰变方程为Cs→Bae，半衰期约为30年，下列说法正确的是（ ）
A．60年后铯﹣137全部衰变完
B．若探测器测得射线强度变弱，说明金属板厚度变薄
C．Ba原子核的比结合能比Cs原子核大
D．该反应为β衰变，β射线即为核外电子的逸出
【解答】解：A．根据半衰期的定义可知，经过两个半衰期后，铯剩余原来的四分之一，故A错误；
B．金属板厚度越薄探测器接收到的辐射强度越大，故B错误；
C．因为生成物比反应物稳定，所以Ba原子核的比结合能比Cs原子核的大，故C正确；
D．β衰变的本质是原子核内部的一个中子放出一个电子，最终中子变为质子，故D错误。
故选：C。
14．（2023春 浙江期末）根据近代物理知识，下列说法中正确的是（ ）
A．铀核裂变的核反应方程为UBaKrn
B．在原子核中，结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固
C．一定质量的理想气体，在压强不变时，单位时间内分子与单位面积器壁碰撞次数随温度降低而减少
D．生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成
【解答】解：A．铀核裂变的核反应的反应物中应该有慢中子参加，然后生成多个中子，根据质量数和电荷数守恒可得核反应方程为：，故A错误；
B．在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，故B错误；
C．一定质量的理想气体，压强不变，当温度降低时，体积减小，气体分子数密度增加，分子平均速率会减小，气体分子对器壁的平均作用力会减小，则单位时间内分子与单位面积器壁碰撞次数会增加，故C错误；
D．生产半导体器件时，是需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素的，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，故D正确。
故选：D。
15．（2022秋 杭州期末）在能量量子化研究的历程中，以下说法中正确的是（ ）
A．黑体即不反射电磁波，也不向外辐射电磁波
B．一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度无关
C．类似于能量的量子化，任何物体的带电量也是“量子化”的
D．麦克斯韦建立了电磁场理论，并用实验捕捉到了电磁波
【解答】解：A、黑体虽然不反射电磁波，但是会向外辐射电磁波，即黑体辐射，故A错误；
B、一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，故B错误；
C、任何物体的带电量也是“量子化”的，类似于能量的量子化，所以只能是元电荷的整数倍，故C正确；
D、麦克斯韦建立了电磁场理论，赫兹用实验捕捉到了电磁波，故D错误。
故选：C。
16．（2008秋 诸暨市期末）如图所示，在阴极射线管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，则阴极射线将会（ ）
A．向上偏转 B．向下偏转
C．向纸内偏转 D．向纸外偏转
【解答】解：
由安培定则可判断出通电直导线周围所产生的磁场，阴极射线管正好处于垂直纸面向外的磁场中，由左手定则可判断出电子流受到向上的洛伦兹力作用，所以电子流要向上偏转。所以选项A正确，选项BCD都错误。
故选：A。
17．（2023春 嘉兴期末）如果每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，人眼就能察觉。现有一个光源以P的功率均匀地向各个方向发射波长为λ的绿光。若人眼瞳孔在暗处的直径为D，光速为c，且不计空气对光的吸收，则眼睛能够看到这个光源的最远距离为（ ）
A． B． C． D．
【解答】解：每个光子的能量是 ＝hν＝h，由题知每秒射入瞳孔引起视觉所需的最低能量是，瞳孔的面积为，而以光源为球心，以光源到眼的距离R为半径的球面积是4πR2，则有：
解得眼睛看到这个光源的最远距离：，故A正确，BCD错误。
故选：A。
18．（2023春 嘉兴期末）一群处于基态的氢原子，在大量电子的碰撞下可跃迁至不同的激发态，处于不同激发态的氢原子又在向低能级跃迁时产生不同频率的光子。如图甲所示，氢原子从能级n＝4跃迁到能级n＝2产生可见光Ⅰ，从能级n＝3跃迁到能级n＝2产生可见光Ⅱ。图乙是光Ⅰ、光Ⅱ对同种材料照射后发生光电效应产生的光电流与电压关系图。已知元电荷电量为e，下列说法正确的是（ ）
A．图乙的图线a对应光Ⅰ
B．图乙中的U1、U2满足关系e（U2﹣U1）＝E4﹣E3
C．使处于基态的氢原子跃迁至n＝4能级的电子动能Ek＞E4﹣E1
D．使处于基态的氢原子跃迁至高能级的电子是实物粒子，没有波动性
【解答】解：A．由能级图可知
E4﹣E2＞E3﹣E2
由此可知可见光I的能量大于可见光Ⅱ的能量，根据光电效应的发生原理可知，能量更大的光子打到金属上，只要光的频率大于极限频率，就能发生光电效应，光子能量越大，光电子获得的动能也越大，需要更大的反向电压来实现将光电子的动能转化为电场能，由此可分析出图线a对应光的能量较小，图线b对应光的能量较大，所以图线a对应可见光Ⅱ，故A错误；
B．由光电效应以及能量守恒定律可知
E4﹣E2＝U2e﹣w0
E3﹣E2＝U1e﹣w0
联立上述两式解得：E4﹣E3＝e（U2﹣U1），故B正确；
C．原子吸收电子使处于基态的氢原子跃迁至n＝4能级，由波尔能级理论可知，电子动能应满足
Ek≥E4﹣E1，故C错误；
D．使处于基态的氢原子跃迁至高能级的电子是实物粒子，实物粒子也具有波动性，只是粒子性更明显而已，故D错误。
故选：B。
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