2020年高考物理《物理学史与原子物理》专项练习及答案解析

高考物理物理学史与原子物理专项练习1.（2019北京）光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果。由表中数据得出的论断中不正确的是（ ）A. 两组实验采用了不同频率的入射光B. 两组实验所用的金属板材质不同C. 若入射光子的能量为5.0 eV，逸出光电子的最大动能为1.9 eVD. 若入射光子的能量为5.0 eV，相对光强越强，光电流越大【答案】B【解析】：本题可以结合爱因斯坦光电效应方程比较比较两次实验时的逸出功和光电流与光强的关系来处理，表格显示两组中入射光的能量不同，结合公式可知，由题表格中数据可知，两组实验所用的入射光的能量不同，故入射光的频率不同，由公式可知，代入相关参数得,说明两种材料的逸出功相等，故B选项错误，结合爱因斯坦光电效应方程：，当时，代入时，得,故C选项正确，由图表可知增大入射光的光强，光电流增大故D选项正确。2.如图为、三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。由、组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是（ ）【答案】：C【解析】由光电效应的方程，动能定理，两式联立可得，故截止电压越大说明光的频率越大，则有三种光的频率，则可知三种光的折射率的关系为，因此光穿过三棱镜时b光偏折最大，c光次之，a光最小，故选C，ABD错误。3用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属发生光电效应的措施是()A改用频率更小的紫外线照射B改用X射线照射C改用强度更大的原紫外线照射D延长原紫外线的照射时间【答案】：B【解析】：某种金属能否发生光电效应取决于入射光的频率，与入射光的强度和照射时间无关，不能发生光电效应，说明入射光的频率小于金属的极限频率，所以要使金属发生光电效应，应增大入射光的频率，X射线的频率比紫外线频率高，所以本题答案为B。4.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【答案】：AC【解析】：产生光电效应时，光的强度越大，单位时间内逸出的光电子数越多，饱和光电流越大，说法A正确。饱和光电流大小与入射光的频率无关，说法B错误。光电子的最大初动能随入射光频率的增加而增加，与入射光的强度无关，说法C正确。减小入射光的频率，如低于极限频率，则不能发生光电效应，没有光电流产生，说法D错误。5.某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示，表中给出了一些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料()材料钠铜铂极限波长(nm)541268196A仅钠能产生光电子B仅钠、铜能产生光电子C仅铜、铂能产生光电子 D都能产生光电子【答案】：D【解析】：由题图可知，该光源发出的光的波长大约在20 nm到440 nm之间，而三种材料中，极限频率最大的铂的极限波长是196 nm，大于20 nm，所以该光源能使三种材料都产生光电效应，选项D正确。6.（2018全国2）用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.2810-19 J。已知普朗克常量为6.6310-34 Js，真空中的光速为3.00108 ms-1，能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为（ ）A11014 Hz B81014 Hz C21015 Hz D81015 Hz【答案】：B【解析】：根据爱因斯坦光电效应方程：,当时对应入射光的频率即为发生光电效应的最小单色光频率，即，当用波长为300nm的光照射锌板时，表表面的最大出动能为1.2810-19 J。结合爱因斯坦光电效应方程，代入相关参数得=5.310-20 ,从而求得：。7.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，入射光的光强度变大，饱和光电流变大B入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大C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D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】：ABD【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；根据EkmhW可知，对于同一光电管，逸出功W不变，当频率变高，最大初动能Ekm变大，因此B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C错误；由EkmeUc和EkmhW，得hWeUc，遏止电压只与入射光频率有关，与入射光强无关，因此D正确。8.在探究光电效应现象时，某小组的同学分别用波长为、2的单色光照射某金属，逸出的光电子最大速度之比为21。普朗克常量用h表示，光在真空中的速度用c表示。则()A光电子的最大初动能之比为21B该金属的截止频率为C该金属的截止频率为D用波长为的单色光照射该金属时能发生光电效应【答案】：BD【解析】：由于在两种单色光照射下，逸出的光电子的最大速度之比为21，由Ekmv可知，光电子的最大初动能之比为41，A错误；又由hWEk知，hWmv，hWmv，又v12v2，解得Wh，则该金属的截止频率为，B正确，C错误；只有光的波长小于或等于3时才能发生光电效应，D正确。9.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【解析】：产生光电效应时，光的强度越大，单位时间内逸出的光电子数越多，饱和光电流越大，说法A正确。饱和光电流大小与入射光的频率无关，说法B错误。光电子的最大初动能随入射光频率的增加而增加，与入射光的强度无关，说法C正确。减小入射光的频率，如低于极限频率，则不能发生光电效应，没有光电流产生，说法D错误。【答案】：AC10.(多选)(2017全国卷)在光电效应实验中，分别用频率为a、b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ab，则一定有UaUbB若ab，则一定有EkaEkbC若UaUb，则一定有EkaEkbD若ab，则一定有haEkahbEkb【答案】：BC【解析】：光电效应中遏止电压与最大初动能之间的关系为eUEk，根据光电效应方程可知EkhW0，若ab，则EkaEkb，UaUb，选项A错误，选项B正确；若UaUb，则EkaEkb，选项C正确；由光电效应方程可得W0hEk，则haEkahbEkb，选项D错误。11.(多选)(2017武威模拟)如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图象。由图象可知()A该金属的逸出功等于EB该金属的逸出功等于h0C入射光的频率为20时，产生的光电子的最大初动能为ED入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为【答案】：ABC【解析】：由爱因斯坦光电效应方程EkhW0知，当0时W0Ek，故W0E，A项对；而Ek0时，hW0即W0h0，B项对；入射光的频率为20时产生的光电子的最大初动能Ekm2h0h0h0E，C项对；入射光的频率为时，不会发生光电效应，D错。12在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)如图所示。则可判断出()A甲光的频率大于乙光的频率B乙光的波长大于丙光的波长C乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能【答案】：B【解析】：由于是同一光电管，因而不论对哪种光，极限频率和金属的逸出功相同，对于甲、乙两种光，反向截止电压相同，因而频率相同，A错误；丙光对应的反向截止电压较大，因而丙光的频率较高，波长较短，对应的光电子的最大初动能较大，故C、D均错，B正确。13.在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Uc与入射光的频率的关系如图所示。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，则普朗克常量和所用材料的逸出功可表示为()A.ebBekebCekeb Dek【答案】：B【解析】：光电效应中，入射光子能量h，克服逸出功W0后多余的能量转换为电子动能，反向遏制电压eUhW0，整理得U，斜率即k，所以普朗克常量hek，截距为b，即ebW0，所以逸出功W0eb。故选项B正确。14.(2015天津 )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_。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）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】：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，因此D错误；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，根据可知，对于同一光电管，逸出功W不变，当频率变高，最大初动能变大，因此C正确，由和，得，遏制电压只与入射光频率有关，与入射光强无关，因此E正确。15.（2017全国卷3）在光电效应实验中，分别用频率为a、b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ab，则一定有UaUbB若ab，则一定有EkaEkbC若UaUb，则一定有EkaEkbD若ab，则一定有haEkahbEkb【解析】：光电效应中遏止电压与最大初动能之间的关系为eUEk，根据光电效应方程可知EkhW0，若ab，则EkaEkb，UaUb，选项A错误，选项B正确；若UaUb，则EkaEkb，选项C正确；由光电效应方程可得W0hEk，则haEkahbEkb，选项D错误。【答案】：BC16(多选)图甲为实验小组利用100多个电子通过双缝后的干涉图样，可以看出每一个电子都是一个点；如图乙为该小组利用70 000多个电子通过双缝后的干涉图样，为明暗相间的条纹。则对本实验的理解正确的是()A图甲体现了电子的粒子性B图乙体现了电子的粒子性C单个电子运动轨道是确定的D图乙中明条纹是电子到达概率大的地方【答案】：AD【解析】：题图甲中的每一个电子都是一个点，说明少数粒子体现粒子性，到达的位置不同，说明单个电子的运动轨道不确定，A正确，C错误；题图乙中明暗相间的条纹说明大量的粒子表现为波动性，B错误；明条纹是电子到达概率大的地方，D正确。17.（2019全国1）氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63 eV3.10 eV的光为可见光。要使处于基态（n=1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为（ ）A12.09 eV B10.20 eV C1.89 eV D1.5l eV【答案】：A【解析】：氢原子要想发出可见光必须被激发到n=3的能级，故，故A选项正确。18.（2018天津）氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数n2的能级跃迁到n=2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定（ ）A. 对应的前后能级之差最小B. 同一介质对的折射率最大C. 同一介质中的传播速度最大D. 用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能【答案】A【解析】：根据分析前后能级差的大小；根据折射率与频率的关系分析折射率的大小；根据判断传播速度的大小；根据发生光电效应现象的条件是入射光的频率大于该光的极限频率判断是否会发生光电效应波长越大，频率越小，故的频率最小，根据可知对应的能量最小，根据可知对应的前后能级之差最小，A正确；的频率最小，同一介质对应的折射率最小，根据可知的传播速度最大，BC错误；的波长小于的波长，故的频率大于的频率，若用照射某一金属能发生光电效应，则不一定能，D错误19.（2015海南）氢原子基态的能量为。大量氢原子处于某一激发态。由这些氢原子可能发出的所有光子中，频率最大的光子能量为0.96，频率最小的光子的能量为 eV（保留2位有效数字），这些光子可具有 种不同的频率。【答案】10ev，10【解析】：频率最小的光子是从跃迁，即频率最小的光子的能量为频率最大的光子能量为0.96，即，解得即，从能级开始，共有，10种不同频率的光子20.（2014浙江卷）玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验规律，氢原子能级图如图所示，当氢原子从n4的能级跃迁到n2的能级时，辐射出频率为_Hz的光子用该频率的光照射逸出功为2.25 eV的钾表面，产生的光电子的最大初动能为_eV.(电子电荷量e1.601019C，普朗克常量h6.631034Js)【答案】 6.21014Hz0.3 eV 【解析】：本题考查能级、光电效应方程等知识由跃迁条件可知hE4E2(3.400.85 )eV4.081019 J，解得辐射出的光子的频率为6.21014Hz，根据爱因斯坦光电效应方程EkhW，计算可得产生电子的最大初动能为0.3 eV.21.（2014山东卷）氢原子能级如图所示，当氢原子从n3跃迁到n2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是_(双选，填正确答案标号)a氢原子从n2跃迁到n1的能级时，辐射光的波长大于656 nmb用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n1跃迁到n2的能级c一群处于n3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线d用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n2跃迁到n3的能级【答案】cd【解析】由氢原子能级图可知氢原子从n2跃迁到n1的能级的能级差大于从n3跃迁到n2的能级的能级差，根据|EnEm|h和可知，|EnEm|h，选项a错误；同理从n1跃迁到n2的能级需要的光子能量大约为从n3跃迁到n2的能级差的五倍左右，对应光子波长应为从n3跃迁到n2的能级辐射光波长的五分之一左右，选项b错误；氢原子从n3跃迁到n1的能级的能级差最多有三种情况，即对应最多有三种频率的光谱线，选项c正确；氢原子在不同能级间跃迁必须满足|EnEm|h，选项d正确22人们在研究原子结构时提出过许多模型，其中比较有名的是枣糕模型和核式结构模型，它们的模型示意图如图所示。下列说法正确的是()A粒子散射实验与枣糕模型和核式结构模型的建立无关B科学家通过粒子散射实验否定了枣糕模型，建立了核式结构模型C科学家通过粒子散射实验否定了核式结构模型，建立了枣糕模型D科学家通过粒子散射实验否定了枣糕模型和核式结构模型，建立了玻尔的原子模型【答案】：B【解析】：粒子散射实验与核式结构模型的建立有关，通过该实验，否定了枣糕模型，建立了核式结构模型。23质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3。当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是(c表示真空中的光速)()A(m1m2m3)c B(m1m2m3)cC(m1m2m3)c2 D(m1m2m3)c2【答案】：C【解析】：题中核反应方程为HnH，根据爱因斯坦的质能方程得Emc2(m1m2m3)c2，C正确。24.如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光。在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是()【答案】：C【解析】：由hhE初E末可知该原子跃迁前后的能级差越大，对应光线的能量越大，波长越短。由图知a对应光子能量最大，波长最短，c次之，而b对应光子能量最小，波长最长，故C正确。25.（2019天津）我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础。下列关于聚变的说法正确的是（ ）A. 核聚变比核裂变更为安全、清洁B. 任何两个原子核都可以发生聚变C. 两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加D. 两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加【答案】AD【解析】：核聚变的最终产物时氦气无污染，而核裂变会产生固体核废料，因此核聚变更加清洁和安全，A正确；发生核聚变需要在高温高压下进行，大核不能发生核聚变，故B错误；核聚变反应会放出大量的能量，根据质能关系可知反应会发生质量亏损，故C错误；因聚变反应放出能量，因此反应前的比结合能小于反应后的比结合能，故D正确。26.（2018北京）在核反应方程中，X表示的是A. 质子 B. 中子 C. 电子 D. 粒子【答案】:A【解析】:设X为：，根据核反应的质量数守恒：4+14=17+Z，则：Z=1电荷数守恒：2+7=8+A，则A=1，即X为：为质子，故选项A正确，BCD错误。点睛：本题考查了核反应方程式，要根据电荷数守恒、质量数守恒得出X的电荷数和质量数，从而确定X的种类。27.（2018全国3)1934年，约里奥-居里夫妇用粒子轰击铝核，产生了第一个人工放射性核素X：。X的原子序数和质量数分别为( )A. 15和28 B. 15和30 C. 16和30 D. 17和31【答案】B【解析】:根据核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒可知，X的电荷数为2+13=15，质量数为4+27-1=30，根据原子核的电荷数等于原子序数，可知X的原子序数为15，质量数为30，选项B正确。28(多选)图示为氢原子能级图以及从n3、4、5、6能级跃迁到n2能级时辐射的四条光谱线，已知从n3跃迁到n2的能级时辐射光的波长为656 nm，下列叙述正确的有()A四条谱线中频率最大的是H。B用633 nm的光照射能使氢原子从n2跃迁到n3的能级C一群处于n3能级上的氢原子向低能级跃迁时，最多产生3种谱线D如果H可以使某种金属发生光电效应，只要照射时间足够长，光的强度足够大，H也可以使该金属发生光电效应【答案】：AC解析：频率最大的光子对应的能量最大，即跃迁时能量差最大，故从n6跃迁到n2的频率最大，选项A正确；原子跃迁过程中，吸收光子的能量应刚好等于两能级的能量差，选项B错误；从n3向低能级跃迁时，可以是从32、21或者是31，即有三种频率不同的光子，选项C正确；光电效应与光照的时间无关，H光子的能量最大，故其他光子不一定可以使该金属产生光电效应，选项D错误。29氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值，它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时 ()A氢原子的能量减小，电子的动能增大B氢原子的能量增大，电子的动能增大C氢原子的能量减小，电子的动能减小D氢原子的能量增大，电子的动能减小【答案】：A【解析】：电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，放出光子，总能量减小；根据km，可知半径越小，动能越大，故B、C、D错误，A正确。30.（2016全国2）在下列描述的核过程的方程中，属于衰变的是_，属于衰变的是_，属于裂变的是_，属于聚变的是_。（填正确答案标号）A BC D E F【答案】C AB E F【解析】：衰变的反应物只有一个，若生成物中有，说明是衰变，若生成物中有说明是衰变；重核裂变是用中子轰击一个重核，生成一个较轻的核；轻核的聚变是轻核聚成一个较重的原子核。31.(2017全国卷2)一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核，衰变方程为UThHe。下列说法正确的是()A衰变后钍核的动能等于粒子的动能B衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小C铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间D衰变后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】：衰变过程遵守动量守恒定律，故选项A错，选项B对。根据半衰期的定义，可知选项C错。衰变释放核能，有质量亏损，故选项D错。32.（2017天津）我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。下列核反应方程中属于聚变反应的是（ ）ABCD【答案】：A【解析】：A对：两个轻核结合成质量较大的原子核。B错：原子核的人工转变。C错：原子核的人工转变。D错：重核裂变。33(多选)如图为氢原子能级图，可见光的光子能量范围为1.623.11 eV，则下列说法正确的是()A大量处在n3能级的氢原子向n2能级跃迁时，发出的光是紫外线B大量处在n4能级的氢原子向低能级跃迁过程中会发出红外线C大量处在n4能级的氢原子向低能级跃迁时，最容易表现出衍射现象的是由n4向n3能级跃迁辐射出的光子D用能量为10.3 eV的电子轰击，可以使基态的氢原子受激发【答案】：BCD【解析】：从n3跃迁到n2，能量差为1.89 eV，属于可见光，则A错；从n4跃迁到n3，能量差小于1.62 eV，会发出红外线，则B对；从n4跃迁到低能级，只有到n3时能量差最小，辐射出光子的波长最大，波动性最明显，则C对；用10.3 eV的电子轰击，基态氢原子吸收部分动能而受激发，则D正确。34(2017全国卷15)一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核，衰变方程为UThHe。下列说法正确的是()A衰变后钍核的动能等于粒子的动能B衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小C铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间D衰变后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】：衰变过程遵守动量守恒定律，故选项A错，选项B对。根据半衰期的定义，可知选项C错。衰变释放核能，有质量亏损，故选项D错。35.目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素。比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放射出、射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病。根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是()A氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就剩下一个原子核了B衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的C射线一般伴随着或射线产生，在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力最弱D发生衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4【答案】：B【解析】：半衰期遵循统计规律，对单个或少数原子核是没有意义的，A错误。根据3种射线的特性以及衰变实质可知B正确，C、D错误。36(多选)14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约5 700年。已知植物存活期间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是()A该古木的年代距今约5 700年B12C、13C、14C具有相同的中子数C14C衰变为14N的过程中放出射线D增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变【答案】：AC【解析】：古木样品中14C的比例正好是现代样品的二分之一，说明该古木恰好经历了一个半衰期的时间，故A正确。12C、13C、14C具有相同的质子数、不同的中子数，故B错。14C的衰变方程为：CNe，可见C正确。放射性元素的半衰期与外界因素无关，故D错。37.（2017全国2）一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核，衰变方程为。下列说法正确的是（ ）A衰变后钍核的动能等于粒子的动能B衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小C铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间D衰变后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】根据动量守恒定律可知，生成的钍核的动量与粒子的动量等大反向，选项B正确；根据可知，衰变后钍核的动能小于粒子的动能，选项A错误；铀核的半衰期等于一半数量的铀核衰变需要的时间，而放出一个粒子所经历的时间是一个原子核衰变的时间，故两者不等，选项C错误；由于该反应放出能量，由质能方程可知，衰变后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；故选B。