【答案】C
【解析】根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0＝hν－hν0，可知Ek－ν图象的横轴的截距大小等于截止频率，由图知该金属的截止频率为4.29×1014 Hz，故选项A正确；根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0得知该图线的斜率表示普朗克常量h，故选项B正确；当Ek＝hν－W0＝0时，逸出功为W0＝hν0＝6.63×10-34×4.29×1014 J=2.84×10-19 J≈1.78 eV，故选项C错误；用n＝3能级的氢原子跃迁到n＝2能级时所辐射的光子能量为ΔE＝E3－E2＝1.89 eV >1.78 eV，所辐射的光照射该金属能使该金属发生光电效应，故D正确。
5．如图所示，N为铝板，M为金属网，它们分别和电池两极相连，各电池的极性和电动势在图中标出，铝的逸出功为4.2 eV。现分别用能量不同的光子照射铝板(各光子的能量在图上标出)，那么，下列图中有光电子到达金属网的是( )
A．①②③ B．②③ C．③④ D．①② 【答案】B
【解析】入射光的光子能量小于逸出功，则不能发生光电效应，故①错误；入射光的光子能量大于逸出功，能发生光电效应；电场对光电子加速，故有光电子到达金属网，故②正确；入射光的光子能量大于逸出功，能发生光电效应，根据光电效应方程Ekm＝hν－W0＝3.8 eV，因为所加的电压为反向电压，反向电压为2 V，光电子能到达金属网，故③正确；入射光的光子能量大于逸出功，能发生光电效应，根据光电效应方程Ekm＝hν－W0＝3.8 eV，所加的反向电压为4 V，根据动能定理知，光电子不能到达金属网，故④错误。
6．如图所示，氢原子在不同能级间发生a、b、c三种跃迁时，释放光子的频率分别是νa、
νb、νc，下列关系式正确的是( )
A．νb＝νa＋νc B．νa＝C．νb＝
νbνc
νb＋νcνaνcνbνa D．νc＝
νa＋νcνa＋νc【答案】A
【解析】因为Em－En＝hν，知Eb＝Ea＋Ec，即hνb＝hνa＋hνc，解得νb＝νa＋νc，故A正确。
11
14
7．首次用实验验证“爱因斯坦质能方程”的核反应方程是7已知mLi＝7.0160 u，3Li＋1H→k2He，
mH＝1.0078 u，mHe＝4.002 6u，则该核反应方程中的k值和质量亏损分别是( )
A．1和4.0212 u B．1和2.0056 u C．2和0.0186 u D．2和1.9970 u 【答案】C
【解析】根据核反应前后质量数守恒和电荷数守恒可得：7＋1＝4k，3＋1＝2k，可得k＝2；
m前＝mLi＋mH＝7.016 0 u＋1.007 8 u＝8.023 8 u，反应后的总质量m后＝2mHe＝2×4.002 6 u＝8.005 2 u，反应前后质量亏损为Δm＝m前－m后＝8.023 8 u－8.005 2 u＝0.018 6 u，故A、B、D错误，C正确。
8．20世纪初，爱因斯坦提出光子理论，使得光电效应现象得以完美解释。玻尔的氢原子模型也是在光子概念的启发下提出的。关于光电效应和氢原子模型，下列说法正确的是( )
A．光电效应实验中，照射光足够强就可以有光电流 B．若某金属的逸出功为W0，则该金属的截止频率为 C．保持照射光强度不变，增大照射光频率，在单位时间内逸出的光电子数将减少 D．氢原子由低能级向高能级跃迁时，吸收光子的能量可以稍大于两能级间能量差 【答案】BC
【解析】发生光电效应的条件是照射光频率大于截止频率，并不是光足够强就能发生光电效应，故A错误；金属的逸出功W0＝hν，得ν＝，故B正确；一定强度的照射光照射某金属发生光电效应时，照射光的频率越高，单个光子的能量值越大，光子的个数越少，单位时间内逸出的光电子数就越少，故C正确；氢原子由低能级向高能级跃迁时，吸收光子的能量等于两能级间能量差，故D错误。
9．以下关于玻尔原子理论的说法正确的是( ) A．电子绕原子核做圆周运动的轨道半径不是任意的 B．电子在绕原子核做圆周运动时，稳定地产生电磁辐射
C．电子从量子数为2的能级跃迁到量子数为3的能级时，要辐射光子
D．不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只有某些频率的光可以被氢原子吸收 【答案】AD
【解析】玻尔原子理论的基本假设之一就是电子运行的轨道半径是量子化的，是不连续的．假设之二就是电子在特定轨道上绕原子核做圆周运动时，不会产生电磁辐射，只有在不同轨道间跃
W0
hW0h
1
迁时才会产生电磁辐射，故A正确，B错误；氢原子在不同轨道上的能级表达式为En＝2E1，电子
n从量子数为2的能级跃迁到量子数为3的能级时能量增大，要吸收光子，故C错误；由于氢原子发射的光子的能量满足E＝En－Em，即2E1－2E1＝hν，所以不同频率的光照射处于基态的氢原子
1
1
nm时，只有某些频率的光可以被吸收，故D正确。
7
10．一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×10 m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原*
子核2814Si。下列说法正确的是( )
A．核反应方程为p＋13Al→14Si 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 【答案】AB
28*
【解析】根据质量数和电荷数守恒可得，核反应方程为p＋2713Al→14Si，A正确；核反应过程
2728*
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。
311．一个氘核(21H)与氚核(1H)反应生成一个新核同时放出一个中子，并释放能量.下列说法正
确的是( )
A．该核反应为裂变反应 B．该新核的中子数为2
3C．氘核(21H)与氚核(1H)是两种不同元素的原子核
D．若该核反应释放的核能为ΔE，真空中光速为c，则反应过程中的质量亏损为【答案】BD
ΔEc2
3【解析】一个氘核(2根据电荷数守恒、质1H)与氚核(1H)反应生成一个新核同时放出一个中子，
量数守恒知，新核的电荷数为2，质量数为4，则新核的中子数为2，属于轻核的聚变，故A错误，
3
B正确；氘核(21H)与氚核(1H)都只有一个质子，属于同一种元素的两种同位素，故C错误；若该核
反应释放的核能为ΔE，真空中光速为c，根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2可知，反应过程中的质量亏损为
ΔEc2
，故D正确。
13
12．氢原子的能级图如图所示，可见光的光子能量范围约为1.62～3.11 eV，金属钠的逸出功为2.29 eV，下列说法中正确的是( )
A．大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，可发出1种频率的可见光
B．大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，可发出2种频率的可见光
C．大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时发出的光中有1种频率的光能使钠产生光电效应
D．大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时发出的光中有2种频率的光能使钠产生光电效应
【答案】AD
【解析】大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，可以发出C23＝3种频率的光子，光子能量分别为：12.09 eV、10.2 eV、1.89 eV，故只能发出1种频率的可见光，故选项A正确，B错误；发出的光子有两种的能量大于钠的逸出功，故有2种频率的光能使钠产生光电效应，故选项C错误，D正确。
13．如图甲所示，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变化的关系图象。对于这两个光电管，下列判断正确的是( )
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．因为光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，饱和光电流也可能相同
D．两个光电管的Uc－ν图象的斜率可能不同 【答案】ABC
【解析】根据光电效应方程Ekm＝hν－W0和eUc＝Ekm得，单色光的频率相同，金属的逸出功不同，则光电子的最大初动能不同，遏止电压也不同，A、B正确；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相同，而饱和光电流也可能相同，C正确；因为Uc＝
hν－e
W0h，知Uc－ν图线的斜率为，即只与h和e有关，为常数，D错误。 ee
二、(本题共4小题，共48分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
235
14．(10分)钚的放射性同位素239并放出能量为0.097 MeV 94Pu静止时衰变为铀核 92U和α粒子，235
的γ光子。已知2391 u、mU＝235.043 9 u、mα＝4.002 94Pu、 92U、α粒子的质量分别为mPu＝239.052
6 u，1 u相当于931.5 MeV/c2。
(1)写出衰变方程；
(2)若衰变放出光子的动量可忽略，求α粒子的动能。 【解析】(1)根据电荷数守恒、质量数守恒得，衰变方程为：
239
94
4
Pu→235 92U＋2He＋γ。(2分)
(2)设衰变放出的能量为ΔE，这些能量是铀核的动能EU，α粒子的动能Eα和γ光子的能量
Eγ之和，即为：
ΔE＝EU＋Eα＋Eγ (2分) 即：EU＋Eα＝(mPu－mU－mα)c2－Eγ
设衰变后的铀核和α粒子的速度分别为vU和vα，则由动量守恒有：
mUvU＝mαvα (2分)
121又由动能的定义知：EU＝mUvU，Eα＝mαv2α (2分)
22
EUmα解得：＝
EαmU联立解得：Eα＝
mUmU＋mα[(mPu－mU－mα)c2－Eγ]
代入数据解得：Eα≈5.03 MeV。 (2分)
15．(12分)用质子流轰击固态的重水D2O，当质子和重水中的氘核发生碰撞时，系统损失的动能如果达到核反应所需要的能量，将发生生成32He核的核反应。
(1)写出质子流轰击固态的重水D2O的核反应方程；
(2)当质子具有最小动能E1＝1.4 MeV时，用质子流轰击固态的重水D2O(认为氘核是静止的)刚好可发生核反应；若用氘核轰击普通水的固态冰(认为质子是静止的)时，也能发生同样的核反
15
2020届高考物理专题训练：原子物理(两套 附详细答案解析)
