专题13 原子物理-2022年高考真题和模拟题物理分类汇编(解析版)
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
A.X是 B. 可以用作示踪原子
C. 来自原子核外D. 经过一个半衰期，10个 将剩下5个
【答案】AB
【解析】
A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X的质子数为1，中子数为1，即为 ，故A正确；
B．常用的示踪原子有： ， ， ，故B正确；
C． 由原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，电子被释放出来，所以 来自原子核内，故C错误；
D．P向b端移动，则分压所得正向电压变大，由
光电子到达阳极A的最大动能增大，故D正确。
故选D。
8.（2022·山东菏泽高三下学期一模）下列说法正确的是（）
A.银河系中存在大量的铝同位素 ，它的衰变方程为 ，其中Y是质子
B.核废料具有很强的放射性，放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽
C.裂变反应有质量亏损，聚变反应没有质量亏损
A.原子核X是 B.核反应前后的总质子数不变
C.核反应前后总质量数不同D.中微子 的电荷量与电子的相同
【答案】A
【解析】
AC．根据质量数守恒和电荷数守恒有，X的质量数为7，电荷数为3，可知原子核X是 ，A正确、C错误；
B．由选项A可知，原子核X是 ，则核反应方程为 + → + ，则反应前的总质子数为4，反应后的总质子数为3，B错误；
故D正确。
故选D。
7.（2022·江苏如皋市高三下学期一调）利用如图所示的电路研究光电效应现象，滑片P的位置在O点的正上方。已知入射光的频率大于阴极K的截止频率，且光的强度较大，则（ ）
A. 减弱入射光的强度，遏止电压变小
B.P不移动时，微安表的示数为零
C.P向a端移动，微安表的示数增大
D.P向b端移动，光电子到达阳极A的最大动能增大
B.n=3跃迁到n=1放出的光电子动量最大
C. 有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应
D. 用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到n=4激发态
【答案】B
【解析】
A．从n=3跃迁到n=1放出的光电子能量最大，根据
可得此时最大初动能为
故A错误；
B．根据
又因为从n=3跃迁到n=1放出 光电子能量最大，故可知动量最大，故B正确；
故选C。
2、（2022·广东卷·T5）目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子。氢原子第n能级的能量为 ，其中 。图是按能量排列的电磁波谱，要使 的氢原子吸收一个光子后，恰好失去一个电子变成氢离子，被吸收的光子是（ ）
A. 红外线波段的光子B. 可见光波段的光子
C. 紫外线波段的光子D.X射线波段的光子
A. 发生的是 衰变
B. 原子核质量大于m
C.100个 原子核经过 ，一定有75个发生了衰变
D.若中子质量为 ，质子质量为 ，则 核的比结合能为
【答案】D
【解析】
A．根据质量数守恒电荷数守恒可知，X是 ，发生的是 衰变，故A错误；
B．因为衰变过程有质量亏损，所以 原子核质量小于m，故B错误；
C．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，统计少量个数原子核是没有意义的，故C错误；
【答案】D
【解析】
A．遏止电压仅与入射光频率有关，与强度无关，故A错误；
B．P不移动时，由于图中在光电管中所加电压为正向电压，管中电场向左，电子从K向右逸出所受电场力向右，电子加速从A端流出形成光电流，微安表应有示数，故B错误；
C．P向a端移动，则分压所得正向电压变小，电子加速从A端出去的速度变小，则光电流变小，微安表的示数变小，故C错误；
C．大量氢原子从n=3的激发态跃迁基态能放出 种频率的光子，其中从n=3跃迁到n=2放出的光子能量为
不能使金属钠产生光电效应，其他两种均可以，故C错误；
D．由于从n=3跃迁到n=4能级需要吸收的光子能量为
所以用0.85eV的光子照射，不能使氢原子跃迁到n=4激发态，故D错误。
故选B。
7、（2022·浙江1月卷·T14）2021年12月15日秦山核电站迎来了安全发电30周年，核电站累计发电约6.9×1011kW·h，相当于减排二氧化碳六亿多吨。为了提高能源利用率，核电站还将利用冷却水给周围居民供热。下列说法正确的是（ ）
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。
6.（2022·山东济南市高三下学期一模）光电管是一种利用光照产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可以形成光电流。下表中记录了某同学进行光电管实验时的数据。
D. 从 跃迁到 能级比从 跃迁到 能级辐射出的光子频率低
【答案】D
【解析】
A．大量处于 能级的氦离子，最多可辐射
种不同频率的光子，故A错误；
B．因为从 向 能级跃迁，是从高能级向低能级跃迁，要释放能量，故B错误；
C．由图可知，处于 能级的氦离子要发生电离，需要吸收的能量应满足
故C错误；
D．因为从 跃迁到 能级辐射的光子能量为
而从 跃迁到 能级辐射的光子能量为
即从 跃迁到 能级比从 跃迁到 能级辐射出的光子的能量小，又因为
所以从 跃迁到 能级比从 跃迁到 能级辐射出的光子频率低，故D正确。
故选D。
3.（2022·山东潍坊市高三下学期一模）如图所示，分别用a、b两束单色光照射阴极K均可产生光电流。调节滑片P，当光电流恰好减小到零时，a、b对应的电压表示数分别为 、 ，已知 ，下列说法正确的是（ ）
可知，a的光子动量小于b光子动量，B正确；
C．a的频率小，则波长大，经过同一单缝产生的衍射现象更明显，C错误；
D．根据
a 频率小，波长大，则经过同一双缝干涉装置的得到的图样，a光的条纹间距大，D错误。
故选B。
4.（2022·山东潍坊市高三下学期一模）已知 半衰期为 ，其衰变方程为 ，X是某种粒子， 为释放的核能。真空中光速为c，用质谱仪测得 原子核质量为m。下列说法正确的是（ ）
C．核电站反应堆中需要用镉棒能吸收中子的特性，通过中子的数量控制链式反应的速度，故C正确；
D．反应堆利用铀235的裂变，生成多个中核和中子，且产物有随机的两分裂、三分裂，即存在 的核反应，故D正确；
故选CD。
8、(2022·湖北·T1)上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案：如果静止原子核 俘获核外K层电子e，可生成一个新原子核X，并放出中微子νe，即 + →X + 。根据核反应后原子核X的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在。下列说法正确的是（ ）
D. 射线是原子核能级跃迁释放出的能量，是一种电磁波
【答案】D
【解析】
A．根据质量数和电荷数守恒可知，Y质量数为0，电荷数为+1，是正电子，A错误；
B．核废料具有很强的放射性，放射性元素经过两个完整的半衰期后，将剩余原来的四分之一，B错误；
C．裂变反应有质量亏损，聚变反应也有质量亏损，C错误；
D． 射线是原子核能级跃迁释放出的能量，是一种电磁波，D正确。
【答案】C
【解析】
根据题意设半衰期为t0的元素原子核数为x，另一种元素原子核数为y，依题意有
经历2t0后有
联立可得
，
在 时，原子核数为x的元素经历了4个半衰期，原子核数为y的元素经历了2个半衰期，则此时未衰变的原子核总数为
故选C。
5、（2022·浙江6月卷·T14）秦山核电站生产 的核反应方程为 ，其产物 的衰变方程为 。下列说法正确的是（ ）
A．波尔的量子化模型很好地解释了原子光谱的分立特征，A错误；
B．玻尔的原子理论成功的解释了氢原子的分立光谱，但不足之处，是它保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念，还不成完全揭示微观粒子的运动规律，B错误；
C．光电效应揭示了光的粒子性，C正确；
D．电子束穿过铝箔后的衍射图样，证实了电子的波动性，质子、中子及原子、分子均具有波动性，D错误。
A. 秦山核电站利用的是核聚变释放的能量
B. 秦山核电站发电使原子核亏损的质量约为27.6kg
C. 核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应的速度
D. 反应堆中存在 的核反应
【答案】CD
【解析】
A．秦山核电站利用的是重核裂变变释放的能量，故A错误；
B．原子核亏损的质量全部转化为电能时，约为
核电站实际发电还要考虑到核能的转化率和利用率，则原子核亏损的质量大于27.6kg，故B错误；
次
入射光子 能量/eV
相对光强
饱和光电流大小/mA
逸出光电子的最大初动能/eV
1
4.0
弱
29
0.8
2
4.0
中
43
0.8
3
4.0
强
60ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0.8
由表中数据得出的以下论断中正确的是（ ）
A. 三次实验采用了不同频率的入射光
B. 三次实验光电管中的金属板材质不同
C. 若入射光子的能量为5.0eV，不论光强多大，饱和光电流一定大于60mA
D．半衰期是一个统计规律，对于大量原子核衰变是成立的，个数较少时规律不成立，故D错误。
故选AB。
6、（2022·浙江6月卷·T7）如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠。下列说法正确的是（ ）
A. 逸出光电子的最大初动能为10.80eV
A.a光束比b光束弱
B.a光子动量小于b光子动量
C. 经过同一单缝，b光产生的衍射现象更明显
D. 经过同一双缝干涉装置得到的图样，a光条纹间距小
【答案】B
【解析】
由题意可知，a的截止电压小于b的遏止电压，则有
可得
，
A．根据已知条件只能判断两者的频率关系，无法判断光束强弱，A错误；
B．a的频率小，则波长大，根据
D．中微子不带电，则中微子 的电荷量与电子的不相同，D错误。
故选A。
【突破练习】
1.（2022·广东普通高中高三下学期一模）中俄核能合作项目——田湾核电站和徐大堡核电站于2021年5月举行开工仪式。下列有关核电站采用何种核变化及其对应核反应方程的说法，正确的是（ ）
A. 衰变，
B. 衰变，
C.核聚变，
专题13 原子物理
【真题汇编】
1、（2022·湖南卷·T1）关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是（）
A.卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征
B.玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律
C.光电效应揭示了光的粒子性
D.电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性
【答案】C
【解析】
D. 若入射光子的能量为5.0eV，逸出光电子的最大初动能为1.8eV
【答案】D
【解析】
A．入射光子的能量相同，根据
可知三次实验采用了相同频率的入射光，故A错误；
B．根据
可知，最大初动能相同，则逸出功相同，因此金属板材质相同，故B错误；
C．饱和光电流，只与光照强度有关，故C错误；
D．根据
，
代入数据得
D．若中子质量为 ，质子质量为 ，则 核的比结合能为
N为核子数，故D正确。
故选D。
5.（2022·江苏南京盐城市高三下学期二模）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
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
设刚植入时碘的质量为 ，经过180天后的质量为m，根据
代入数据解得
故选B。
4、（2022·全国甲卷·T17）两种放射性元素的半衰期分别为 和 ，在 时刻这两种元素的原子核总数为N，在 时刻，尚未衰变的原子核总数为 ，则在 时刻，尚未衰变的原子核总数为（ ）
A. B. C. D.
D 核裂变，
【答案】D
【解析】
核电站采用的是铀发生核裂变的反应
故选D。
2.（2022·北京市海淀区高三下学期一模）如图所示为氦离子 的能级图，根据玻尔原子理论，关于氦离子能级跃迁，下列说法正确的是（ ）
A. 大量处于 能级的氦离子，最多可辐射2种不同频率的光子
B. 从 向 能级跃迁，需吸收 能量
C. 处于 能级的氦离子，可以吸收 的能量而发生电离
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】
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;
【答案】A
【解析】
要使处于n=20的氢原子吸收一个光子后恰好失去一个电子变成氢离子，则需要吸收光子的能量为
则被吸收的光子是红外线波段的光子。
故选A。
3、（2022·山东卷·T1）碘125衰变时产生 射线，医学上利用此特性可治疗某些疾病。碘125的半衰期为60天，若将一定质量的碘125植入患者病灶组织，经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的（ ）
C. 来自原子核外D. 经过一个半衰期，10个 将剩下5个
【答案】AB
【解析】
A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X的质子数为1，中子数为1，即为 ，故A正确；
B．常用的示踪原子有： ， ， ，故B正确；
C． 由原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，电子被释放出来，所以 来自原子核内，故C错误；
D．P向b端移动，则分压所得正向电压变大，由
光电子到达阳极A的最大动能增大，故D正确。
故选D。
8.（2022·山东菏泽高三下学期一模）下列说法正确的是（）
A.银河系中存在大量的铝同位素 ，它的衰变方程为 ，其中Y是质子
B.核废料具有很强的放射性，放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽
C.裂变反应有质量亏损，聚变反应没有质量亏损
A.原子核X是 B.核反应前后的总质子数不变
C.核反应前后总质量数不同D.中微子 的电荷量与电子的相同
【答案】A
【解析】
AC．根据质量数守恒和电荷数守恒有，X的质量数为7，电荷数为3，可知原子核X是 ，A正确、C错误；
B．由选项A可知，原子核X是 ，则核反应方程为 + → + ，则反应前的总质子数为4，反应后的总质子数为3，B错误；
故D正确。
故选D。
7.（2022·江苏如皋市高三下学期一调）利用如图所示的电路研究光电效应现象，滑片P的位置在O点的正上方。已知入射光的频率大于阴极K的截止频率，且光的强度较大，则（ ）
A. 减弱入射光的强度，遏止电压变小
B.P不移动时，微安表的示数为零
C.P向a端移动，微安表的示数增大
D.P向b端移动，光电子到达阳极A的最大动能增大
B.n=3跃迁到n=1放出的光电子动量最大
C. 有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应
D. 用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到n=4激发态
【答案】B
【解析】
A．从n=3跃迁到n=1放出的光电子能量最大，根据
可得此时最大初动能为
故A错误；
B．根据
又因为从n=3跃迁到n=1放出 光电子能量最大，故可知动量最大，故B正确；
故选C。
2、（2022·广东卷·T5）目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子。氢原子第n能级的能量为 ，其中 。图是按能量排列的电磁波谱，要使 的氢原子吸收一个光子后，恰好失去一个电子变成氢离子，被吸收的光子是（ ）
A. 红外线波段的光子B. 可见光波段的光子
C. 紫外线波段的光子D.X射线波段的光子
A. 发生的是 衰变
B. 原子核质量大于m
C.100个 原子核经过 ，一定有75个发生了衰变
D.若中子质量为 ，质子质量为 ，则 核的比结合能为
【答案】D
【解析】
A．根据质量数守恒电荷数守恒可知，X是 ，发生的是 衰变，故A错误；
B．因为衰变过程有质量亏损，所以 原子核质量小于m，故B错误；
C．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，统计少量个数原子核是没有意义的，故C错误；
【答案】D
【解析】
A．遏止电压仅与入射光频率有关，与强度无关，故A错误；
B．P不移动时，由于图中在光电管中所加电压为正向电压，管中电场向左，电子从K向右逸出所受电场力向右，电子加速从A端流出形成光电流，微安表应有示数，故B错误；
C．P向a端移动，则分压所得正向电压变小，电子加速从A端出去的速度变小，则光电流变小，微安表的示数变小，故C错误；
C．大量氢原子从n=3的激发态跃迁基态能放出 种频率的光子，其中从n=3跃迁到n=2放出的光子能量为
不能使金属钠产生光电效应，其他两种均可以，故C错误；
D．由于从n=3跃迁到n=4能级需要吸收的光子能量为
所以用0.85eV的光子照射，不能使氢原子跃迁到n=4激发态，故D错误。
故选B。
7、（2022·浙江1月卷·T14）2021年12月15日秦山核电站迎来了安全发电30周年，核电站累计发电约6.9×1011kW·h，相当于减排二氧化碳六亿多吨。为了提高能源利用率，核电站还将利用冷却水给周围居民供热。下列说法正确的是（ ）
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。
6.（2022·山东济南市高三下学期一模）光电管是一种利用光照产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可以形成光电流。下表中记录了某同学进行光电管实验时的数据。
D. 从 跃迁到 能级比从 跃迁到 能级辐射出的光子频率低
【答案】D
【解析】
A．大量处于 能级的氦离子，最多可辐射
种不同频率的光子，故A错误；
B．因为从 向 能级跃迁，是从高能级向低能级跃迁，要释放能量，故B错误；
C．由图可知，处于 能级的氦离子要发生电离，需要吸收的能量应满足
故C错误；
D．因为从 跃迁到 能级辐射的光子能量为
而从 跃迁到 能级辐射的光子能量为
即从 跃迁到 能级比从 跃迁到 能级辐射出的光子的能量小，又因为
所以从 跃迁到 能级比从 跃迁到 能级辐射出的光子频率低，故D正确。
故选D。
3.（2022·山东潍坊市高三下学期一模）如图所示，分别用a、b两束单色光照射阴极K均可产生光电流。调节滑片P，当光电流恰好减小到零时，a、b对应的电压表示数分别为 、 ，已知 ，下列说法正确的是（ ）
可知，a的光子动量小于b光子动量，B正确；
C．a的频率小，则波长大，经过同一单缝产生的衍射现象更明显，C错误；
D．根据
a 频率小，波长大，则经过同一双缝干涉装置的得到的图样，a光的条纹间距大，D错误。
故选B。
4.（2022·山东潍坊市高三下学期一模）已知 半衰期为 ，其衰变方程为 ，X是某种粒子， 为释放的核能。真空中光速为c，用质谱仪测得 原子核质量为m。下列说法正确的是（ ）
C．核电站反应堆中需要用镉棒能吸收中子的特性，通过中子的数量控制链式反应的速度，故C正确；
D．反应堆利用铀235的裂变，生成多个中核和中子，且产物有随机的两分裂、三分裂，即存在 的核反应，故D正确；
故选CD。
8、(2022·湖北·T1)上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案：如果静止原子核 俘获核外K层电子e，可生成一个新原子核X，并放出中微子νe，即 + →X + 。根据核反应后原子核X的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在。下列说法正确的是（ ）
D. 射线是原子核能级跃迁释放出的能量，是一种电磁波
【答案】D
【解析】
A．根据质量数和电荷数守恒可知，Y质量数为0，电荷数为+1，是正电子，A错误；
B．核废料具有很强的放射性，放射性元素经过两个完整的半衰期后，将剩余原来的四分之一，B错误；
C．裂变反应有质量亏损，聚变反应也有质量亏损，C错误；
D． 射线是原子核能级跃迁释放出的能量，是一种电磁波，D正确。
【答案】C
【解析】
根据题意设半衰期为t0的元素原子核数为x，另一种元素原子核数为y，依题意有
经历2t0后有
联立可得
，
在 时，原子核数为x的元素经历了4个半衰期，原子核数为y的元素经历了2个半衰期，则此时未衰变的原子核总数为
故选C。
5、（2022·浙江6月卷·T14）秦山核电站生产 的核反应方程为 ，其产物 的衰变方程为 。下列说法正确的是（ ）
A．波尔的量子化模型很好地解释了原子光谱的分立特征，A错误；
B．玻尔的原子理论成功的解释了氢原子的分立光谱，但不足之处，是它保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念，还不成完全揭示微观粒子的运动规律，B错误；
C．光电效应揭示了光的粒子性，C正确；
D．电子束穿过铝箔后的衍射图样，证实了电子的波动性，质子、中子及原子、分子均具有波动性，D错误。
A. 秦山核电站利用的是核聚变释放的能量
B. 秦山核电站发电使原子核亏损的质量约为27.6kg
C. 核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应的速度
D. 反应堆中存在 的核反应
【答案】CD
【解析】
A．秦山核电站利用的是重核裂变变释放的能量，故A错误；
B．原子核亏损的质量全部转化为电能时，约为
核电站实际发电还要考虑到核能的转化率和利用率，则原子核亏损的质量大于27.6kg，故B错误；
次
入射光子 能量/eV
相对光强
饱和光电流大小/mA
逸出光电子的最大初动能/eV
1
4.0
弱
29
0.8
2
4.0
中
43
0.8
3
4.0
强
60ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0.8
由表中数据得出的以下论断中正确的是（ ）
A. 三次实验采用了不同频率的入射光
B. 三次实验光电管中的金属板材质不同
C. 若入射光子的能量为5.0eV，不论光强多大，饱和光电流一定大于60mA
D．半衰期是一个统计规律，对于大量原子核衰变是成立的，个数较少时规律不成立，故D错误。
故选AB。
6、（2022·浙江6月卷·T7）如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠。下列说法正确的是（ ）
A. 逸出光电子的最大初动能为10.80eV
A.a光束比b光束弱
B.a光子动量小于b光子动量
C. 经过同一单缝，b光产生的衍射现象更明显
D. 经过同一双缝干涉装置得到的图样，a光条纹间距小
【答案】B
【解析】
由题意可知，a的截止电压小于b的遏止电压，则有
可得
，
A．根据已知条件只能判断两者的频率关系，无法判断光束强弱，A错误；
B．a的频率小，则波长大，根据
D．中微子不带电，则中微子 的电荷量与电子的不相同，D错误。
故选A。
【突破练习】
1.（2022·广东普通高中高三下学期一模）中俄核能合作项目——田湾核电站和徐大堡核电站于2021年5月举行开工仪式。下列有关核电站采用何种核变化及其对应核反应方程的说法，正确的是（ ）
A. 衰变，
B. 衰变，
C.核聚变，
专题13 原子物理
【真题汇编】
1、（2022·湖南卷·T1）关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是（）
A.卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征
B.玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律
C.光电效应揭示了光的粒子性
D.电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性
【答案】C
【解析】
D. 若入射光子的能量为5.0eV，逸出光电子的最大初动能为1.8eV
【答案】D
【解析】
A．入射光子的能量相同，根据
可知三次实验采用了相同频率的入射光，故A错误；
B．根据
可知，最大初动能相同，则逸出功相同，因此金属板材质相同，故B错误；
C．饱和光电流，只与光照强度有关，故C错误；
D．根据
，
代入数据得
D．若中子质量为 ，质子质量为 ，则 核的比结合能为
N为核子数，故D正确。
故选D。
5.（2022·江苏南京盐城市高三下学期二模）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
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
设刚植入时碘的质量为 ，经过180天后的质量为m，根据
代入数据解得
故选B。
4、（2022·全国甲卷·T17）两种放射性元素的半衰期分别为 和 ，在 时刻这两种元素的原子核总数为N，在 时刻，尚未衰变的原子核总数为 ，则在 时刻，尚未衰变的原子核总数为（ ）
A. B. C. D.
D 核裂变，
【答案】D
【解析】
核电站采用的是铀发生核裂变的反应
故选D。
2.（2022·北京市海淀区高三下学期一模）如图所示为氦离子 的能级图，根据玻尔原子理论，关于氦离子能级跃迁，下列说法正确的是（ ）
A. 大量处于 能级的氦离子，最多可辐射2种不同频率的光子
B. 从 向 能级跃迁，需吸收 能量
C. 处于 能级的氦离子，可以吸收 的能量而发生电离
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】
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;
【答案】A
【解析】
要使处于n=20的氢原子吸收一个光子后恰好失去一个电子变成氢离子，则需要吸收光子的能量为
则被吸收的光子是红外线波段的光子。
故选A。
3、（2022·山东卷·T1）碘125衰变时产生 射线，医学上利用此特性可治疗某些疾病。碘125的半衰期为60天，若将一定质量的碘125植入患者病灶组织，经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的（ ）