微专题二 近代物理初步
高考热点·突破
热点一 光电效应
例1 (多选)(2025·浙江1月卷)如图甲所示,三束由氢原子发出的可见光P、Q、R分别由真空玻璃管的窗口射向阴极K。调节滑动变阻器,记录电流表与电压表示数,两者关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.分别射入同一单缝衍射装置时,Q的中央亮纹比R的宽
B.P、Q产生的光电子在K处的最小德布罗意波长,P大于Q
C.氢原子向第一激发态跃迁发光时,三束光中Q对应的能级最高
D.对应于图2中的M点,单位时间到达阳极A的光电子数目,P多于Q
[模型构建] (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同频率的光光照强度大→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 Ekm=hν-W0
最大初动能与遏止电压的关系 Ekm=eUc
逸出功与截止频率的关系 W0=hνc
训练1 (2025·湛江模拟)某同学用如图所示的装置研究光电效应,电流表和电压表均为理想电表。所使用的单色光束中光子能量E=10 eV,极板K金属的逸出功为6.2 eV,则( )
A.电压表示数为零时,电流表示数也为零
B.电压表示数为零时,所有从K板到达A板的光电子,动能均为3.8 eV
C.向右调节滑动变阻器的滑片,电压表示数增加,电流表示数一直增加
D.该束光的光强减弱为原来的一半,依然会发生光电效应
热点二 原子结构及能级跃迁
例2(2025·江浙皖联考)如图为氢原子的能级示意图,已知可见光光子能量范围为1.63 eV~3.10 eV,大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时,会产生三种波长为λ31,λ32,λ21的光,下标数字表示相应的能级,下列说法正确的是( )
A.λ31=λ32+λ21
B.这群氢原子自发向低能级跃迁时能辐射出3种可见光
C.用能量为2 eV的电子轰击氢原子,可以使氢原子发生电离
D.金属钠的逸出功为2.3 eV,这三种光都可以使金属钠发生光电效应
[实战技巧] 解决氢原子能级跃迁问题的三个技巧
(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能量的绝对值,剩余能量为自由电子的动能。
(3)一个原子的核外电子向基态跃迁时发射光子的种类最多为(n-1)种,一群原子的核外电子向基态跃迁时发射光子的种类N==。
训练2 我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次实现了太阳Hα波段光谱成像的空间观测。氢原子由n=3、4、5、6能级跃迁到n=2能级时发出的光,对应的谱线为可见光区的四条谱线,分别为Hα、Hβ、Hγ、Hδ,如图所示。下列说法正确的是( )
A.Hα光的波长小于Hβ光的波长
B.Hα光子的能量小于Hβ光子的能量
C.Hγ对应的光子能量为0.54 eV
D.Hδ光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率
热点三 核反应和核能
例3 (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。已知衰变为的半衰期约为29年; 衰变为的半衰期约87年。现用相同数目的和各做一块核电池,下列说法正确的是 ( )
A.衰变为时产生α粒子
B.衰变为时产生β粒子
C.50年后,剩余的数目大于的数目
D.87年后,剩余的数目小于的数目
[实战技巧] (1)核衰变问题。
①半衰期:m=m0,N=N0。
②α衰变和β衰变次数的确定方法。
a.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。
b.方法二:设α衰变和β衰变次数分别为x、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ΔE=Δmc2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计算时,Δm的单位是“u”,ΔE的单位是“MeV”。
③若核反应中释放的核能是以动能形式呈现,则核反应过程中系统动能的增量即为释放的核能。
训练3 (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++
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
高考真题·体验
1.(2025·四川卷)某多晶薄膜晶格结构可以等效成缝宽约为3.5×10-10 m的狭缝。下列粒子束穿过该多晶薄膜时,衍射现象最明显的是( )
A.德布罗意波长约为7.9×10-13 m的中子
B.德布罗意波长约为8.7×10-12 m的质子
C.德布罗意波长约为2.6×10-11 m的氮分子
D.德布罗意波长约为1.5×10-10 m的电子
2.(多选)(2025·福建卷)某核反应方程为+++17.6 MeV,现真空中有两个动量大小相等,方向相反的氘核与氚核相撞,发生该核反应,设反应释放的能量(远大于碰前氘核和氚核的动能)全部转化为与的动能,则( )
A.该反应有质量亏损
B.该反应为核裂变
C. 获得的动能约为14 MeV
D. 获得的动能约为14 MeV
3.(2025·河南卷)由于宇宙射线的作用,在地球大气层产生有铍的两种放射性同位素和。测定不同高度大气中单位体积内二者的原子个数比。可以研究大气环境的变化。已知和的半衰期分别约为53天和139万年。在大气层某高度采集的样品中,研究人员发现和的总原子个数经过106天后变为原来的,则采集时该高度的大气中和的原子个数比约为( )
A.1∶4 B.1∶2 C.3∶4 D.1∶1
4.(2025·广东卷)有甲、乙两种金属,甲的逸出功小于乙的逸出功。使用某频率的光分别照射这两种金属,只有甲发射光电子,其最大初动能为Ek,下列说法正确的是( )
A.使用频率更小的光,可能使乙也发射光电子
B.使用频率更小的光,若仍能使甲发射光电子,则其最大初动能小于Ek
C.频率不变,减弱光强,可能使乙也发射光电子
D.频率不变,减弱光强,若仍能使甲发射光电子,则其最大初动能小于Ek
5.(2025·湖南卷)关于原子核衰变,下列说法正确的是( )
A.原子核衰变后生成新核并释放能量,新核总质量等于原核质量
B.大量某放射性元素的原子核有半数发生衰变所需时间,为该元素的半衰期
C.放射性元素的半衰期随环境温度升高而变长
D.采用化学方法可以有效改变放射性元素的半衰期
6.(2025·甘肃卷)利用电子与离子的碰撞可以研究离子的能级结构和辐射特性。He+离子相对基态的能级图(设基态能量为0)如图所示。用电子碰撞He+离子使其从基态激发到可能的激发态,若所用电子的能量为50 eV,则He+离子辐射的光谱中,波长最长的谱线对应的跃迁为( )
A.n=4→n=3能级 B.n=4→n=2能级
C.n=3→n=2能级 D.n=3→n=1能级
7.(多选)(2025·黑吉辽蒙卷)某理论研究认为, 原子核可能发生双β衰变,衰变方程为+y。处于第二激发态的原子核先后辐射能量分别为0.590 8 MeV和0.539 5 MeV的γ1、γ2两光子后回到基态。下列说法正确的是( )
A.A=100
B.y=2
C.γ1的频率比γ2的大
D.γ1的波长比γ2的大
微专题二 近代物理初步
例1 BC 解析 根据Uce=m=hν-W逸出功,因Q的截止电压大于R,可知Q的频率大于R的频率,Q的波长小于R的波长,则分别射入同一单缝衍射装置时,R的衍射现象比Q更明显,则Q的中央亮纹比R窄,A项错误;同理可知P、Q产生的光电子在K处Q的最大初动能比P大,根据λ==可知最小德布罗意波长,P大于Q,B项正确;因Q对应的能量最大,则氢原子向第一激发态跃迁发光时,根据hν=Em-En可知三束光中Q对应的能级最高,C项正确;对应于题图乙中的M点,P和Q的光电流相等,可知P和Q单位时间到达阳极A的光电子数目相等,D项错误。
训练1 D 解析 单色光束中光子能量E=10 eV>W0=6.2 eV,可以发生光电效应。电压表示数为零的时候,电流表示数不为零,A项错误;由于逸出功是电子逃出金属消耗的最小能量,所以从K板出来的动能最大为Ekm=E-W0=3.8 eV,并非所有动能均为3.8 eV,B项错误;向右调节滑动变阻器的滑片,电压表示数U变大,达到饱和后,电流不再增加,C项错误;光强变为原来的一半,不影响光子的频率和能量,因此依然会发生光电效应,D项正确。
例2 C 解析 由跃迁规律可知E31=E32+E21,即=+,即=+,A项错误;这群氢原子自发向低能级跃迁时能辐射出1种可见光,对应于从3到2的跃迁E32=(-1.51) eV-(-3.4) eV=1.89 eV,B项错误;处于n=3能级的氢原子发生电离至少需要的能量为1.51 eV,则用能量为2 eV的电子轰击氢原子,可以使氢原子发生电离,C项正确;从3到2的跃迁辐射出的光子的能量为1.89 eV小于金属钠的逸出功2.3 eV,不可以使金属钠发生光电效应,D项错误。
训练2 B 解析 Hα光对应的能级差小于Hβ光对应的能级差,可知Hα光的频率小于Hβ光的频率,Hα光的波长大于Hβ光的波长,根据E=hν,可知Hα光子的能量小于Hβ光子的能量,A项错误,B项正确;Hγ对应的光子能量EHγ=(-0.54 eV)-(-3.4 eV)=2.86 eV,C项错误;Hδ光在介质中传播时频率不变,即Hδ光在玻璃中传播时的频率等于它在空气中传播时的频率,D项错误。
例3 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,A项错误;Pu衰变为U时产生He,即α粒子,B项错误;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,C项错误,D项正确。
训练3 D 解析 核反应过程质量数和电荷数守恒,可知核反应方程式为H+HHe+n,A项错误;此聚变反应为放能反应,所以氘核的比结合能比氦核的小,B项错误;氘核与氚核发生核聚变,它们间的距离达到10-15 m以内才可以发生核聚变,C项错误;一个氘核与一个氚核聚变反应过程,质量亏损为Δm=2.014 1 u+3.016 1 u-4.002 6 u-1.008 7 u=0.018 9 u,聚变反应释放的能量:ΔE=Δm×931.5 MeV=0.018 9 u×931.5 MeV≈17.6 MeV,4 g氘含有氘核的个数N=NA=×6.0×1023 mol-1=1.2×1024,4 g氘完全参与聚变释放出能量E=N·ΔE=1.2×1024×17.6 MeV≈2.11×1025 MeV,数量级为1025 MeV,D项正确。
高考真题体验
1.D 解析 当波通过尺寸与其波长相近的障碍物或狭缝时,会发生明显的衍射现象。对于粒子而言,德布罗意波长λ决定了其波动性,衍射的明显程度通常与波长λ和狭缝宽度的比值相关,当接近或大于1时,衍射现象非常明显,则可知电子的衍射现象最明显,D项正确。
2.AC 解析 题中核反应释放能量,由爱因斯坦质能方程可知,该反应有质量亏损,A项正确;题中核反应为两个轻核结合成质量较大的核,所以该反应为核聚变,B项错误;动量大小相等、方向相反的氘核与氚核相撞,由动量守恒定律可知生成的氦核与中子的动量大小相等、方向相反,设两者的动量大小为p,由能量守恒定律有+=17.6 MeV,其中M=4m,所以中子获得的动能Ek1==14.08 MeV≈14 MeV,氦核获得的动能Ek2==3.52 MeV,C项正确,D项错误。
3.B 解析 采集时大气中有x个Be原子和y个Be原子,由于Be的半衰期为139万年,故经过106天后Be原子的衰变个数可以忽略不计,Be的半衰期为53天,故经过106天后剩余数量为x·,故可得=,解得==1∶2,B项正确。
4.B 解析 光电效应发生的条件是入射光的频率大于金属的极限频率(截止频率),由于甲的逸出功小于乙的逸出功,所以甲的极限频率(截止频率)小于乙的极限频率(截止频率),当使用某频率的光分别照射甲、乙时,只有甲发射光电子,发生光电效应现象,所以该光的频率大于甲的极限频率(截止频率)小于乙的极限频率(截止频率),故使用频率更小的光,乙肯定不会发射光电子,若频率更小的光的频率仍大于甲的极限频率(截止频率),则甲仍能发射光电子,由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0可知甲发射的光电子的最大初动能小于之前的最大初动能,A项错误,B项正确;由A、B两项分析可知频率不变,减弱光强,光的频率仍小于乙的极限频率(截止频率),仍不能使乙发射光电子,C项错误;由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0可知,频率不变,减弱光强,甲发射的光电子的最大初动能不变,D项错误。
5.B 解析 该衰变释放能量,根据爱因斯坦质能方程可知,存在质量亏损,则新核总质量小于原核质量,A项错误;根据半衰期的定义可知,大量某放射性元素的原子核经过一个半衰期后有半数发生衰变,B项正确;放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的,跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系,C、D两项错误。
6.C 解析 根据题意可知,用能量为50 eV的电子碰撞He+离子,可使He+离子跃迁到n=3能级和n=2能级,由ΔE=Em-En=hν=h,可知波长最长的谱线对应的跃迁为n=3→n=2能级,C项正确。
7.ABC 解析 核反应方程遵循质量数守恒、电荷数守恒,则有100=A、42=44+y(-1),解得y=2,A、B两项正确;由题意可知γ1的能量大于γ2的能量,由公式E=hν可知,γ1的频率大于γ2的频率,C项正确;由公式c=λν可知,γ1的波长比γ2的波长短,D项错误。(共39张PPT)
微专题二
专题六 热学 近代物理初步
近代物理初步
热点一 光电效应
例1 (多选)(2025·浙江1月卷)如图甲所示，三束由氢原子发出的可见光P、Q、R分别由真空玻璃管的窗口射向阴极K。调节滑动变阻 器，记录电流表与电压表示数，两者关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.分别射入同一单缝衍射装置时，Q的中央亮纹比R的宽
B.P、Q产生的光电子在K处的最小德布罗意波长，P大于Q
C.氢原子向第一激发态跃迁发光时，三束光中Q对应的能级最高
D.对应于图2中的M点，单位时间到达阳极A的光电子数目，P多于Q
根据Uce=m=hν-W逸出功，因Q的截止电压大于R，可知Q的频 率大于R的频率，Q的波长小于R的波长，则分别射入同一单缝衍射装置时，R的衍射现象比Q更明显，则Q的中央亮纹比R窄，A项错
解析
误；同理可知P、Q产生的光电子在K处Q的最大初动能比P大，根据λ==可知最小德布罗意波长，P大于Q，B项正确；因Q对应的能量最大，则氢原子向第一激发态跃迁发光时，根据hν=Em-En可知三束光中Q对应的能级最高，C项正确；对应于题图乙中的M点，P和Q的光电流相等，可知P和Q单位时间到达阳极A的光电子数目相等，D项错误。
解析
[模型构建] (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同频率的光光照强度大→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 Ekm=hν-W0
最大初动能与遏止电压的关系 Ekm=eUc
逸出功与截止频率的关系 W0=hνc
训练1 (2025·湛江模拟)某同学用如图所示的装置研究光电效应，电流表和电压表均为理想电表。所使用的单色光束中光子能量E=10 eV，极板K金属的逸出功为6.2 eV，则( )
A.电压表示数为零时，电流表示数也为零
B.电压表示数为零时，所有从K板到达A板的光电子，动能均为3.8 eV
C.向右调节滑动变阻器的滑片，电压表示数增加，电流表示数一直增加
D.该束光的光强减弱为原来的一半，依然会发生光电效应
单色光束中光子能量E=10 eV>W0=6.2 eV，可以发生光电效应。电压表示数为零的时候，电流表示数不为零，A项错误；由于逸出功是电子逃出金属消耗的最小能量，所以从K板出来的动能最大为Ekm=E-W0=3.8 eV，并非所有动能均为3.8 eV，B项错误；向右调节滑动变阻器的滑片，电压表示数U变大，达到饱和后，电流不再增加，C项错误；光强变为原来的一半，不影响光子的频率和能量，因此依然会发生光电效应，D项正确。
解析
热点二 原子结构及能级跃迁
例2 (2025·江浙皖联考)如图为氢原子的能级示意图，已知可见光光子能量范围为1.63 eV~
3.10 eV，大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时，会产生三种波长为λ31，λ32，λ21的光，下标数字表示相应的能级，下列说法正确的是( )
A.λ31=λ32+λ21
B.这群氢原子自发向低能级跃迁时能辐射出3种可见光
C.用能量为2 eV的电子轰击氢原子，可以使氢原子发生电离
D.金属钠的逸出功为2.3 eV，这三种光都可以使金属钠发生光电效应
由跃迁规律可知E31=E32+E21，即=+，即=+，A项错误；这群氢原子自发向低能级跃迁时能辐射出1种可见光，对应于从3到2的跃迁E32=(-1.51) eV-(-3.4) eV=1.89 eV，B项错误；处于n=3能级的氢原子发生电离至少需要的能量为1.51 eV，则用能量为2 eV的电子轰击氢原子，可以使氢原子发生电离，C项正确；从3到2的跃迁辐射出的光子的能量为1.89 eV小于金属钠的逸出功
2.3 eV，不可以使金属钠发生光电效应，D项错误。
解析
[实战技巧] 解决氢原子能级跃迁问题的三个技巧
(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能量的绝对 值，剩余能量为自由电子的动能。
(3)一个原子的核外电子向基态跃迁时发射光子的种类最多为(n-1)种，一群原子的核外电子向基态跃迁时发射光子的种类N=。
训练2 我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次实现了太阳Hα波段光谱成像的空间观测。氢原子由n=3、4、5、6能级跃迁到n=2能级时发出的光，对应的谱线为可见光区的四条谱线，分别为Hα、Hβ、Hγ、Hδ，如图所示。下列说法正确的是( )
A.Hα光的波长小于Hβ光的波长
B.Hα光子的能量小于Hβ光子的能量
C.Hγ对应的光子能量为0.54 eV
D.Hδ光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传
播时的频率
Hα光对应的能级差小于Hβ光对应的能级差，可知Hα光的频率小于Hβ光的频率，Hα光的波长大于Hβ光的波长，根据E=hν，可知Hα光子的能量小于Hβ光子的能量，A项错误，B项正确；Hγ对应的光子能量EHγ=(-0.54 eV)-(-3.4 eV)=2.86 eV，C项错误；Hδ光在介质中传播时频率不变，即Hδ光在玻璃中传播时的频率等于它在空气中传播时的频率，D项错误。
解析
热点三 核反应和核能
例3 (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；衰变为的半衰期约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
B.Pu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
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，A项错误；Pu衰变为U时产生He，即α粒子，B项错误；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，C项错误，D项正确。
解析
[实战技巧] (1)核衰变问题。
①半衰期：m=N0。
②α衰变和β衰变次数的确定方法。
a.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。
b.方法二：设α衰变和β衰变次数分别为x、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ΔE=Δmc2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计算时，Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”。
③若核反应中释放的核能是以动能形式呈现，则核反应过程中系统动能的增量即为释放的核能。
训练3 (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H—→n
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
核反应过程质量数和电荷数守恒，可知核反应方程式为H+H
—→He+n，A项错误；此聚变反应为放能反应，所以氘核的比结合能比氦核的小，B项错误；氘核与氚核发生核聚变，它们间的距离达到10-15 m以内才可以发生核聚变，C项错误；一个氘核 与一个氚核聚变反应过程，质量亏损为Δm=2.014 1 u+3.016 1 u-4.002 6 u-1.008 7 u=0.018 9 u，聚变反应释放的能量：ΔE=Δm×
解析
931.5 MeV=0.018 9 u×931.5 MeV≈17.6 MeV，4 g氘含有氘核的个数N=NA=×6.0×1023 mol-1=1.2×1024，4 g氘完全参与聚变释放出能量E=N·ΔE=1.2×1024×17.6 MeV≈2.11×1025 MeV，数量级为1025 MeV，D项正确。
解析
1.(2025·四川卷)某多晶薄膜晶格结构可以等效成缝宽约为3.5×
10-10 m的狭缝。下列粒子束穿过该多晶薄膜时，衍射现象最明显的是( )
A.德布罗意波长约为7.9×10-13 m的中子
B.德布罗意波长约为8.7×10-12 m的质子
C.德布罗意波长约为2.6×10-11 m的氮分子
D.德布罗意波长约为1.5×10-10 m的电子
当波通过尺寸与其波长相近的障碍物或狭缝时，会发生明显的衍射现象。对于粒子而言，德布罗意波长λ决定了其波动性，衍射的明显程度通常与波长λ和狭缝宽度的比值相关，当接近或大于1 时，衍射现象非常明显，则可知电子的衍射现象最明显，D项正确。
解析
2.(多选)(2025·福建卷)某核反应方程为H+H—→He+n+
17.6 MeV，现真空中有两个动量大小相等，方向相反的氘核与氚核相撞，发生该核反应，设反应释放的能量(远大于碰前氘核和氚核的动能)全部转化为He与n的动能，则( )
A.该反应有质量亏损
B.该反应为核裂变
C.n获得的动能约为14 MeV
D.He获得的动能约为14 MeV
题中核反应释放能量，由爱因斯坦质能方程可知，该反应有质量亏损，A项正确；题中核反应为两个轻核结合成质量较大的核，所以该反应为核聚变，B项错误；动量大小相等、方向相反的氘核与氚核相撞，由动量守恒定律可知生成的氦核与中子的动量大小相等、方向相反，设两者的动量大小为p，由能量守恒定律有+=
17.6 MeV，其中M=4m，所以中子获得的动能Ek1==14.08 MeV≈
14 MeV，氦核获得的动能Ek2==3.52 MeV，C项正确，D项错误。
解析
3.(2025·河南卷)由于宇宙射线的作用，在地球大气层产生有铍的两种放射性同位素Be和Be。测定不同高度大气中单位体积内二者的原子个数比。可以研究大气环境的变化。已知Be和Be的半衰期分别约为53天和139万年。在大气层某高度采集的样品中，研究人员发现Be和Be的总原子个数经过106天后变为原来的，则采集时该高度的大气中Be和Be的原子个数比约为( )
A.1∶4 B.1∶2
C.3∶4 D.1∶1
采集时大气中有x个Be原子和y个Be原子，由于Be的半衰期为139万年，故经过106天后Be原子的衰变个数可以忽略不计，Be的半衰期为53天，故经过106天后剩余数量为x·，故可得=，解得==1∶2，B项正确。
解析
4.(2025·广东卷)有甲、乙两种金属，甲的逸出功小于乙的逸出功。使用某频率的光分别照射这两种金属，只有甲发射光电子，其最大初动能为Ek，下列说法正确的是( )
A.使用频率更小的光，可能使乙也发射光电子
B.使用频率更小的光，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于Ek
C.频率不变，减弱光强，可能使乙也发射光电子
D.频率不变，减弱光强，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于Ek
光电效应发生的条件是入射光的频率大于金属的极限频率(截止频率)，由于甲的逸出功小于乙的逸出功，所以甲的极限频率(截止频率)小于乙的极限频率(截止频率)，当使用某频率的光分别照射甲、乙时，只有甲发射光电子，发生光电效应现象，所以该光的频率大于甲的极限频率(截止频率)小于乙的极限频率(截止频率)，故使用频率更小的光，乙肯定不会发射光电子，若频率更小的光的频率仍大于甲的极限频率(截止频率)，则甲仍能发射光电子，
解析
由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0可知甲发射的光电子的最大初动能小于之前的最大初动能，A项错误，B项正确；由A、B两项分析可知频率不变，减弱光强，光的频率仍小于乙的极限频率(截止频率)，仍不能使乙发射光电子，C项错误；由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0可知，频率不变，减弱光强，甲发射的光电子的最大初动能不变，D项错误。
解析
5.(2025·湖南卷)关于原子核衰变，下列说法正确的是( )
A.原子核衰变后生成新核并释放能量，新核总质量等于原核质量
B.大量某放射性元素的原子核有半数发生衰变所需时间，为该元素的半衰期
C.放射性元素的半衰期随环境温度升高而变长
D.采用化学方法可以有效改变放射性元素的半衰期
该衰变释放能量，根据爱因斯坦质能方程可知，存在质量亏损，则新核总质量小于原核质量，A项错误；根据半衰期的定义可 知，大量某放射性元素的原子核经过一个半衰期后有半数发生衰变，B项正确；放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，C、D两项错误。
解析
6.(2025·甘肃卷)利用电子与离子的碰撞可以研究离子的能级结构和辐射特性。He+离子相对基态的能级图(设基态能量为0)如图所示。用电子碰撞He+离子使其从基态激发到可能的激发态，若所用电子的能量为50 eV，则He+离子辐射的光谱中，波长最长的谱线对应的跃迁为( )
A.n=4→n=3能级 B.n=4→n=2能级
C.n=3→n=2能级 D.n=3→n=1能级
根据题意可知，用能量为50 eV的电子碰撞He+离子，可使He+离子跃迁到n=3能级和n=2能级，由ΔE=Em-En=hν=h，可知波长最长的谱线对应的跃迁为n=3→n=2能级，C项正确。
解析
7.(多选)(2025·黑吉辽蒙卷)某理论研究认为，Mo原子核可能发生双β衰变，衰变方程为Mo—→Ru+e。处于第二激发态的Ru原子核先后辐射能量分别为0.590 8 MeV和0.539 5 MeV的γ1、γ2两光子后回到基态。下列说法正确的是( )
A.A=100
B.y=2
C.γ1的频率比γ2的大
D.γ1的波长比γ2的大
核反应方程遵循质量数守恒、电荷数守恒，则有100=A、42= 44+y(-1)，解得y=2，A、B两项正确；由题意可知γ1的能量大于γ2的能量，由公式E=hν可知，γ1的频率大于γ2的频率，C项正确；由公式c=λν可知，γ1的波长比γ2的波长短，D项错误。
解析专题精练17 近代物理初步
保分基础练
1.(2025·苏锡常镇二模)如图所示为电子穿过金属箔片后形成的图样,此现象说明电子具有( )
A.能量 B.动量 C.波动性 D.粒子性
2.(2025·重庆模拟)题图是在T1、T2两种温度条件下,黑体辐射强度与辐射波长的关系图像,下列说法正确的是( )
A.T1B.随着温度的升高,黑体辐射的峰值波长向长波方向移动
C.随着温度的升高,各种波长的电磁波的辐射强度均增加
D.黑体辐射的强度不仅与温度有关,还与材料的种类及表面状况有关
3.生产芯片的工具是紫外光刻机,目前有DUV和EUV两种。DUV光刻机使用的是深紫外线,其在真空中的波长为193 nm。EUV光刻机使用的是极紫外线,其在真空中的波长是13.5 nm。下列说法正确的是( )
A.在同一种介质中,极紫外线的折射率大于深紫外线的折射率
B.深紫外线光子的能量大于极紫外线光子的能量
C.极紫外线比深紫外线更容易发生衍射
D.深紫外线和极紫外线都不是可见光,无法发生偏振现象
4.(多选)(2025·汕尾联考)下列四幅图涉及不同的物理知识,其中说法正确的是( )
A.图甲是α粒子散射实验示意图,当显微镜在A、B、C、D中的D位置时荧光屏上接收到的α粒子数最少
B.图乙是氢原子的能级示意图,一个氢原子从n=4能级向低能级跃迁,最多能产生6种频率的光子
C.图丙是光电效应实验示意图,当光照射锌板时验电器的指针将发生偏转,此时验电器的金属杆带的是负电荷
D.图丁是电子束穿过铝箔后的衍射图样,该实验现象说明实物粒子也具有波动性
5.(2024·江苏卷)在原子跃迁中,辐射如图所示的4种光子,其中只有一种光子可使某金属发生光电效应,是( )
A.λ1 B.λ2
C.λ3 D.λ4
6.(2025·河南二模)一个质子和一个中子在满足一定条件下能够结合为一个氘核,同时释放出γ光子,其反应方程为+ +γ,若此反应中γ光子的能量为E,则的比结合能为( )
A. B.E
C. D.2E
7.上海光电技术研究所的一次实验中,用不同频率的光分别照射金属材料甲、乙,得到遏止电压Uc随频率ν变化的图像如图所示。已知金属甲、乙的逸出功分别为W0甲、W0乙;用同一种光分别照射金属甲、乙时,甲、乙逸出光电子的最大初动能分别为Ek甲、Ek乙,下列说法正确的是( )
A.W0甲W0乙
C.Ek甲=Ek乙 D.Ek甲8.(2025·随州联考)如图所示为氢原子的能级图,一个氢原子吸收光子能量后由基态跃迁到n=4的激发态,然后向低能级跃迁,下列说法正确的是( )
A.可能发出6种能量的光子
B.只能发出1种能量的光子
C.吸收的光子的能量一定为12.75 eV
D.可能发出能量为0.85 eV的光子
增分提能练
9.(2024·浙江6月卷)玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示,处于n=3能级的原子向低能级跃迁,会产生三种频率为ν31、ν32、ν21的光,下标数字表示相应的能级。已知普朗克常量为h,光速为c。下列说法正确的是( )
A.频率为ν31的光,其动量为
B.频率为ν31和ν21的两种光分别射入同一光电效应装置,均产生光电子,其最大初动能之差为hν32
C.频率为ν31和ν21的两种光分别射入双缝间距为d,双缝到屏的距离为L的干涉装置,产生的干涉条纹间距之差为
D.若原子从n=3跃迁至n=4能级,入射光的频率ν34>
10.(多选)核电池又叫“放射性同位素电池”,它是通过半导体换能器将同位素在衰变过程中放出的具有热能的射线转变为电能制造而成。某核电池由放射性同位素制成,已知衰变为铀核(符号),其半衰期为88年,若该电池在第一年内的平均功率为1 W,其发电效率为10%,不考虑其他衰变,则下列说法中正确的是( )
A.该核反应为α衰变
B.经过44年,该核电池中的放射性同位素有一半发生衰变,变成了
C.该核电池在第一年内释放的核能约为3×1017 J
D.该核电池在第一年内亏损的质量约为3×10-9 kg
11.(2024·海南卷)利用如图所示的装置研究光电效应,闭合单刀双掷开关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-
12.(2025·荆州三模)2025年3月,我国第一款碳14()核电池,也是全球首款基于碳化硅半导体材料的核电池“烛龙一号”工程样机研制成功,标志着我国在核能技术领域与微型核电池领域取得重大突破。核电池的能量来源于衰变,已知经历一次衰变的产物中有,衰变半衰期为5 730年。下列说法正确的是( )
A.衰变是α衰变
B.衰变产生β射线,β射线穿透能力比α射线强
C.一个新的核电池,经过5 730年,其总质量变为原来的一半
D.高温高压下的半衰期会变短
专题精练17 近代物理初步
1.C 解析 该图样为电子的衍射图样,说明电子具有波动性,C项正确。
2.C 解析 根据黑体辐射规律可知,温度升高,各种波长的辐射强度均增加,则有T1>T2,A项错误,C项正确;根据黑体辐射规律可知,随着温度的升高,黑体辐射的峰值波长向短波方向移动,B项错误;黑体辐射的强度仅与温度有关,与材料的种类及表面状况无关,D项错误。
3.A 解析 根据光的波长与频率的关系c=λν可知波长越短,频率越高;极紫外线波长(13.5 nm)比深紫外线波长(193 nm)短,所以极紫外线频率高。在同一种介质中,频率越高的光折射率越大,所以极紫外线的折射率大于深紫外线的折射率,A项正确;光子能量公式为E=hν,因为极紫外线频率更高,所以极紫外线光子的能量大于深紫外线光子的能量,B项错误;发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多,极紫外线波长比深紫外线波长短,所以深紫外线比极紫外线更容易发生衍射,C项错误;深紫外线和极紫外线都属于电磁波,而电磁波是横波,横波能发生偏振现象,与是否是可见光无关,D项错误。
4.AD 解析 题图甲是粒子散射实验示意图,由粒子散射实验现象知,当显微镜在A位置时荧光屏上接收到的α粒子数最多,在D位置时荧光屏上接收到的粒子数最少,A项正确;题图乙是氢原子的能级示意图,一个氢原子从n=4能级向低能级跃迁,最多能产生3种频率的光子,B项错误;题图丙是光电效应实验示意图,当光照射锌板时验电器的指针发生了偏转,光电子逸出,则此时验电器的金属杆带的是正电荷,C项错误;题图丁是电子束穿过铝箔后的衍射图样,该实验现象说明实物粒子也具有波动性,D项正确。
5.C 解析 根据光电方程可知当只有一种光子可使某金属发生光电效应,该光子对应的能量最大,根据题图中能级图可知跃迁时对应波长为λ3的光子能量最大,C项正确。
6.A 解析 γ光子的能量就是核反应释放的核能,等于H的比结合能与核子数的乘积,由于H有2个核子,故H的比结合能为,A项正确。
7.A 解析 根据光电效应方程Ek=hν-W0,因为Ek=eUc,联立整理得Uc=ν-,可知Uc-ν图像纵截距绝对值|b|=,结合图像可知乙的纵截距绝对值大,则W0甲Ek乙,C、D两项错误。
8.C 解析 一个氢原子吸收光子能量后由基态跃迁到n=4的激发态,然后向低能级跃迁,跃迁路径可能为4→3→2→1、4→3→1、4→2→1、4→1,可知最多可发出3种能量的光子,A、B两项错误;一个氢原子吸收光子能量后由基态跃迁到n=4的激发态,则吸收的光子的能量为ΔE=E4-E1=-0.85 eV-(-13.6 eV)=12.75 eV,C项正确;同理氢原子由激发态向低能级跃迁时,发出光子的能量也要等于两个能级的能量差,0.85 eV不符合两个能级的能量差,D项错误。
9.B 解析 根据玻尔理论可知hν31=E3-E1,频率为ν31的光其动量为p===,A项错误;频率为ν31和ν21的两种光分别射入同一光电效应装置,均产生光电子,其最大初动能分别为Ekm1=hν31-W逸出功,Ekm2=hν21-W逸出功,最大初动能之差为ΔEkm=hν31-hν21=hν32,B项正确;频率为ν31和ν21的两种光分别射入双缝间距为d,双缝到屏的距离为L的干涉装置,根据条纹间距表达式Δx=λ=,产生的干涉条纹间距之差为Δs=-=≠,C项错误;若原子从n=3跃迁至n=4能级,则E4-E3=hν34,入射光的频率ν34=,D项错误。
10.AD 解析 Pu的衰变方程为PuUHe,故为α衰变,A项正确;Pu半衰期为88年,经过88年,该核电池中的放射性同位素Pu有一半发生衰变,变成了U,B项错误;该电池在第一年内的平均功率为1 W,其发电效率为10%,故释放的核能约为E== ≈3.15×10J8 J,根据E=mcΔ2可得m≈3×10Δ-9 kg,C项错误,D项正确。
11.D 解析 当开关S接1时,由爱因斯坦光电效应方程eU1=hν1-W0,故其他条件不变时,增大光强,电压表的示数不变,A项错误;若改用比ν1更大频率的光照射时,调整电流表的示数为零,而金属的逸出功不变,故遏止电压变大,即此时电压表示数大于U1,B项错误;其他条件不变时,hν1>W0,可发生光电效应,使开关S接2时,光电管两端加正向电压,故电流表示数不为零,C项错误;根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hν1-W0,Ek=eU1,其中W0=hνc,联立解得,光电管阴极材料的截止频率为νc=ν1-,D项正确。
12.B 解析 C衰变方程为C N+e,是β衰变,A项错误;β射线穿透能力比α射线强,B项正确;C衰变成了 N,并没有直接消失,经过一个半衰期,C衰变了一半,但总质量没减半,C项错误;半衰期与外界条件无关,D项错误。(共26张PPT)
专题精练17 近代物理初步
1.(2025·苏锡常镇二模)如图所示为
电子穿过金属箔片后形成的图样，
此现象说明电子具有( )
A.能量 B.动量
C.波动性 D.粒子性
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该图样为电子的衍射图样，说明电子具有波动性，C项正确。
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2.(2025·重庆模拟)题图是在T1、T2两种温度
条件下，黑体辐射强度与辐射波长的关系图
像，下列说法正确的是( )
A.T1B.随着温度的升高，黑体辐射的峰值波长向长波方向移动
C.随着温度的升高，各种波长的电磁波的辐射强度均增加
D.黑体辐射的强度不仅与温度有关，还与材料的种类及表面状况有关
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根据黑体辐射规律可知，温度升高，各种波长的辐射强度均增加，则有T1>T2，A项错误，C项正确；根据黑体辐射规律可知，随着温度的升高，黑体辐射的峰值波长向短波方向移动，B项错误；黑体辐射的强度仅与温度有关，与材料的种类及表面状况无关，D项错误。
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3.生产芯片的工具是紫外光刻机，目前有DUV和EUV两种。DUV光刻机使用的是深紫外线，其在真空中的波长为193 nm。EUV光刻机使用的是极紫外线，其在真空中的波长是13.5 nm。下列说法正确的是( )
A.在同一种介质中，极紫外线的折射率大于深紫外线的折射率
B.深紫外线光子的能量大于极紫外线光子的能量
C.极紫外线比深紫外线更容易发生衍射
D.深紫外线和极紫外线都不是可见光，无法发生偏振现象
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根据光的波长与频率的关系c=λν可知波长越短，频率越高；极紫外线波长(13.5 nm)比深紫外线波长(193 nm)短，所以极紫外线频率高。在同一种介质中，频率越高的光折射率越大，所以极紫外线的折射率大于深紫外线的折射率，A项正确；光子能量公式为E=
hν，因为极紫外线频率更高，所以极紫外线光子的能量大于深紫外线光子的能量，B项错误；发生明显衍射的条件是障碍物或孔
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的尺寸比波长小或相差不多，极紫外线波长比深紫外线波长短，所以深紫外线比极紫外线更容易发生衍射，C项错误；深紫外线和极紫外线都属于电磁波，而电磁波是横波，横波能发生偏振现象，与是否是可见光无关，D项错误。
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4.(多选)(2025·汕尾联考)下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是( )
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A.图甲是α粒子散射实验示意图，当显微镜在A、B、C、D中的D位置时荧光屏上接收到的α粒子数最少
B.图乙是氢原子的能级示意图，一个氢原子从n=4能级向低能级跃迁,最多能产生6种频率的光子
C.图丙是光电效应实验示意图，当光照射锌板时验电器的指针将发生偏转，此时验电器的金属杆带的是负电荷
D.图丁是电子束穿过铝箔后的衍射图样，该实验现象说明实物粒子也具有波动性
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题图甲是粒子散射实验示意图，由粒子散射实验现象知，当显微镜在A位置时荧光屏上接收到的α粒子数最多，在D位置时荧光屏上接收到的粒子数最少，A项正确；题图乙是氢原子的能级示意图，一个氢原子从n=4能级向低能级跃迁，最多能产生3种频率的光子，B项错误；题图丙是光电效应实验示意图，当光照射锌板时验电器的指针发生了偏转，光电子逸出，则此时验电器的金属杆带的是正电荷，C项错误；题图丁是电子束穿过铝箔后的衍射图样，该实验现象说明实物粒子也具有波动性，D项正确。
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5.(2024·江苏卷)在原子跃迁中，辐射如图所示的4种光子，其中只有一种光子可使某金属发生光电效应，是( )
A.λ1 B.λ2
C.λ3 D.λ4
根据光电方程可知当只有一种光子可使某金属发生光电效应，该光子对应的能量最大，根据题图中能级图可知跃迁时对应波长为λ3的光子能量最大，C项正确。
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6.(2025·河南二模)一个质子和一个中子在满足一定条件下能够结合为一个氘核，同时释放出γ光子，其反应方程为H+n H+γ，若此反应中γ光子的能量为E，则H的比结合能为( )
A. B.E C. D.2E
γ光子的能量就是核反应释放的核能，等于H的比结合能与核子数的乘积，由于H有2个核子，故H的比结合能为，A项正确。
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7.上海光电技术研究所的一次实验中，用不同频率的光分别照射金属材料甲、乙，得到遏止电压Uc随频率ν变化的图像如图所示。已知金属甲、乙的逸出功分别为W0甲、W0乙；用同一种光分别照射金属甲、乙时，甲、乙逸出光电子的最大初动能分别为Ek甲、Ek乙，下列说法正确的是( )
A.W0甲W0乙
C.Ek甲=Ek乙 D.Ek甲1
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根据光电效应方程Ek=hν-W0，因为Ek=eUc，联立整理得Uc=ν-,可知Uc-ν图像纵截距绝对值|b|=，结合图像可知乙的纵截距绝对值大，则W0甲Ek乙，C、D两项错误。
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8.(2025·随州联考)如图所示为氢原子的能级图，一个氢原子吸收光子能量后由基态跃迁到n=4的激发态，然后向低能级跃迁，下列说法正确的是( )
A.可能发出6种能量的光子
B.只能发出1种能量的光子
C.吸收的光子的能量一定为12.75 eV
D.可能发出能量为0.85 eV的光子
一个氢原子吸收光子能量后由基态跃迁到n=4的激发态，然后向低能级跃迁，跃迁路径可能为4→3→2→1、4→3→1、4→2→1、4→1，可知最多可发出3种能量的光子，A、B两项错误；一个氢原子吸收光子能量后由基态跃迁到n=4的激发态，则吸收的光子的能量为ΔE=E4-E1=-0.85 eV-(-13.6 eV)=12.75 eV，C项正确；同理氢原子由激发态向低能级跃迁时，发出光子的能量也要等于两个能级的能量差，0.85 eV不符合两个能级的能量差，D项错误。
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9.(2024·浙江6月卷)玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示，处于n=3能级的原子向低能级跃迁，会产生三种频率为ν31、ν32、ν21的光，下标数字表示相应的能级。已知普朗克常量为h，光速为c。下列说法正确的是( )
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A.频率为ν31的光，其动量为
B.频率为ν31和ν21的两种光分别射入同一光电效应装置，均产生光电子，其最大初动能之差为hν32
C.频率为ν31和ν21的两种光分别射入双缝间距为d，双缝到屏的距离为L的干涉装置，产生的干涉条纹间距之差为
D.若原子从n=3跃迁至n=4能级，入射光的频率ν34>
根据玻尔理论可知hν31=E3-E1，频率为ν31的光其动量为p===
，A项错误；频率为ν31和ν21的两种光分别射入同一光电效应装置，均产生光电子，其最大初动能分别为Ekm1=hν31-W逸出功，Ekm2=hν21-W逸出功，最大初动能之差为ΔEkm=hν31-hν21=hν32，B项正确；频率为ν31和ν21的两种光分别射入双缝间距为d，双缝到屏的
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距离为L的干涉装置，根据条纹间距表达式Δx=λ=，产生的干涉条纹间距之差为Δs=-=≠，C项错误；若原子从n=3跃迁至n=4能级，则E4-E3=hν34，入射光的频率ν34=，D项错误。
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10.(多选)核电池又叫“放射性同位素电池”，它是通过半导体换能器将同位素Pu在衰变过程中放出的具有热能的射线转变为电能制造而成。某核电池由放射性同位素Pu制成，已知Pu衰变为铀核(符号U)，其半衰期为88年，若该电池在第一年内的平均功率为1 W,其发电效率为10%，不考虑其他衰变，则下列说法中正确的是( )
A.该核反应为α衰变
B.经过44年，该核电池中的放射性同位素Pu有一半发生衰变，变成了U
C.该核电池在第一年内释放的核能约为3×1017 J
D.该核电池在第一年内亏损的质量约为3×10-9 kg
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Pu的衰变方程为Pu UHe，故为α衰变，A项正确；Pu半衰期为88年，经过88年，该核电池中的放射性同位素Pu有一半发生衰变，变成了U，B项错误；该电池在第一年内的平均功率为1 W，其发电效率为10%，故释放的核能约为E=
= J≈3.15×108 J，根据E=Δmc2可得Δm≈3×10-9 kg，C项错误，D项正确。
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11.(2024·海南卷)利用如图所示的装置研究光
电效应，闭合单刀双掷开关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-
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当开关S接1时，由爱因斯坦光电效应方程eU1=hν1-W0，故其他条件不变时，增大光强，电压表的示数不变，A项错误；若改用比ν1更大频率的光照射时，调整电流表的示数为零，而金属的逸出功不变，故遏止电压变大，即此时电压表示数大于U1，B项错误；其他条件不变时，hν1>W0，可发生光电效应，使开关S接2时，光电管两端加正向电压，故电流表示数不为零，C项错误；根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hν1-W0，Ek=eU1，其中W0=hνc，联立解得,光电管阴极材料的截止频率为νc=ν1-，D项正确。
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12.(2025·荆州三模)2025年3月，我国第一款碳14(C)核电池，也是全球首款基于碳化硅半导体材料的C核电池“烛龙一号”工程样机研制成功，标志着我国在核能技术领域与微型核电池领域取得重大突破。C核电池的能量来源于C衰变，已知C经历一次衰变的产物中有 N，C衰变半衰期为5 730年。下列说法正确的是( )
A.C衰变是α衰变
B.C衰变产生β射线，β射线穿透能力比α射线强
C.一个新的C核电池，经过5 730年，其总质量变为原来的一半
D.高温高压下C的半衰期会变短
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C衰变方程为C N+e，是β衰变，A项错误；β射线穿透能力比α射线强，B项正确；C衰变成了 N，并没有直接消失，经过一个半衰期，C衰变了一半，但总质量没减半，C项错误；半衰期与外界条件无关，D项错误。
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