2019年高考物理四海八荒易错集专题12近代物理初步.doc

2019年高考物理四海八荒易错集专题12近代物理初步1(多选)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2以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实光电效应实验装置如图2所示用频率为的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应换用同样频率的强激光照射阴极K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在KA之间就形成了使光电子减速的电场逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的(其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量)()图2AUBUCU2hW DU【答案】B【解析】同频率的光照射K极，普通光不能使其发生光电效应，而强激光能使其发生光电效应，说明一个电子吸收了多个光子设吸收的光子个数为n，光电子逸出的最大初动能为Ek，由光电效应方程知EknhW(n2)；光电子逸出后克服减速电场做功，由动能定理知EkeU，联立上述两式得U，当n2时，B正确，其他选项均不可能3(多选)氢原子部分能级示意图如图3所示，不同色光的光子能量如下表，有关处于某激发态的氢原子发射的光谱线，下列判断正确的是()图3不同色光光子能量范围/eV红橙黄1.612.002.002.072.072.14绿蓝靛紫2.142.532.532.762.763.10A.从n3到n2，发出的光谱线在红色光范围内B从n3到n2，发出的光谱线在蓝靛光范围内 C从n4到n3，发出的光谱线在蓝靛光范围内D从n4到n3，发出的光谱线不在色光范围内4(多选)静止的镭原子核Ra经一次衰变后变成一个新核Rn，则下列相关说法正确的是()A该衰变方程为 RaRnHeB若该元素的半衰期为，则经过2的时间，2 kg的 Ra中有1.5 kg已经发生了衰变C随着该元素样品的不断衰变，剩下未衰变的原子核Ra越来越少，其半衰期也变短D若把该元素放到密闭的容器中，则可以减慢它的衰变速度【答案】AB【解析】由镭的衰变方程RaRnHe，可判断A正确由mm0，可知，t2时，m0.5 kg，则已衰变的镭为m衰2 kg0.5 kg1.5 kg，B正确放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，C、D错误5在下列描述核过程的方程中，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. CNeB.PSeC.UThHeD.NHeOHE.UnXeSr2nF.HHHen【答案】CABEF6自然界里一些放射性重元素往往会发生一系列连续的衰变，形成放射系如图4所示为锕系图的一部分，纵坐标N表示中子数，则图中U衰变成Po，经历了_次衰变，_次衰变图4【解析】由题图得出U变为Po时，U的中子数为143，质子数为92，Po的中子数为131，质子数为84，设发生x次衰变，y次衰变，则有2354x215,922xy84联立两方程得x5，y2.【答案】527已知氘核的平均结合能为1.1 MeV，氦核的平均结合能为7.1 MeV，则两个氘核结合成一个氦核时()A释放出4.9 MeV的能量B释放出6.0 MeV的能量C释放出24.0 MeV的能量D吸收4.9 MeV的能量C【解析】根据题意可写出两个氘核结合成一个氦核的核反应方程为HHHe，由于氘核的平均结合能为1.1 MeV，氦核的平均结合能为7.1 MeV，故结合前氘核的结合能为E121.1 MeV，结合后氦核的结合能为E247.1 MeV，故E2E1E224.0 MeV，负号表示释放能量，选项C正确易错起源1、光电效应与原子结构例1、(多选)如图1为玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图，一群氢原子处于n4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，以下说法符合玻尔理论的有()图1A电子轨道半径减小，动能增大B氢原子跃迁时，可发出连续不断的光谱线C由n4跃迁到n1时发出光子的频率最小D金属钾的逸出功为2.21 eV，能使金属钾发生光电效应的光谱线有4条【名师点睛】处理氢原子能级跃迁问题，应注意以下几点：1.)氢原子能量：氢原子在各个不同的能量状态对应不同的电子轨道，电子绕核做圆周运动的动能和系统的电势能之和即为原子的能量，即EnEknEpn.,电子绕核做圆周运动由库仑力提供向心力，有km.电子的动能Eknmv.2.系统的电势能变化根据库仑力做功来判断：靠近核，库仑力对电子做正功，系统电势能减小；远离核，库仑力对电子做负功，系统电势能增大.,(2)氢原子在跃迁时辐射或吸收光子的频率或波长的计算：首先由能级的高低或轨道半径的大小确定是吸收还是放出光子，然后由玻尔理论EmEnh或EmEnh求频率或波长.3.辐射的光谱条数：一个氢原子核外只有一个电子，在一次跃迁时只能辐射或吸收一个光子，因而只能辐射或吸收某一特定频率的光谱.一个氢原子处于量子数为n的激发态时，可辐射的光谱条数为Nn1；而一群氢原子处于量子数为n的激发态时，由于向各个低能级跃迁的可能性均存在，因此可辐射的光谱条数为N .易错起源2、核反应方程及核能的计算例2、两个动能均为0.35 MeV的氘核对心碰撞，聚变后生成氦核，同时放出一个中子，已知氘核的质量为3.343 61027 kg，氦核的质量为5.004 91027 kg，中子质量为1.674 91027 kg，设聚变中放出的能量全部转化为氦核和中子的动能，求氦核的动能是多少？【答案】1.22 MeV【名师点睛】1书写核反应方程的原则及方法(1)无论何种核反应方程，都必须遵守电荷数守恒和质量数守恒(注意：不是质量守恒)，有些核反应方程还要考虑能量守恒及动量守恒(2)核反应过程一般是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头“”表示反应进行的方向，不能把箭头写成等号(3)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空地只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程2根据爱因斯坦质能方程Emc2计算核能质能方程Emc2中m的单位用“kg”，c的单位用“m/s”，则E的单位为“J”1物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上下列说法正确的是()A天然放射现象说明原子核内部是有结构的B电子的发现使人们认识到原子具有核式结构C粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的【答案】A【解析】粒子散射实验的重要发现使人们认识到原子具有核式结构，B、C项错误；密立根的油滴实验测出了电子的电荷量，D项错误2实物粒子和光都具有波粒二象性下列事实中不能突出体现波动性的是()A电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D人们利用电子显微镜观测物质的微观结构3处于n3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有()A1种B2种C3种 D4种【答案】C【解析】大量氢原子从n3能级向低能级跃迁时，能级跃迁图如图所示，有3种跃迁情况，故辐射光的频率有3种，选项C正确4铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：Unab2n则ab可能是()A.XeKr B.BaKrC.BaSr D.XeSr【答案】D【解析】根据核反应中的质量数守恒可知，ab的质量数应为23512234，质子数应为92，A项中的质量数为14093233，B项中质量数是14192233，C项中质量数为14193234，质子数为563894，D项中质量数为14094234，质子数为543892，综上可知，答案为D.5关于原子核的结合能，下列说法不正确的是()A原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B一重原子核衰变成粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C铯原子核(Cs)的结合能小于铅原子核(Pb)的结合能D比结合能越大，原子核越不稳定6铀核裂变是核电站核能的重要来源，其中一种裂变反应式是UnBaKr3n.下列说法正确的有()A上述裂变反应中伴随着中子放出B铀块体积对链式反应的发生无影响C铀核的链式反应可人工控制D铀核的半衰期会受到环境温度的影响【答案】AC【解析】n表示中子，反应式中有n放出，A项正确当铀块体积小于临界体积时链式反应不会发生，B项错误铀核的核反应中释放出的快中子被减速剂减速后变为慢中子，而慢中子会被铀核吸收发生链式反应，减速剂可由人工控制，C项正确铀核的半衰期只由自身决定，而与其他外部因素无关，D项错误7下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是()A射线是高速运动的电子流B氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D.Bi的半衰期是5天，100克Bi经过10天后还剩下25克【答案】BD【解析】射线是光子流，选项A错误；氢原子辐射光子后能量减小，轨道半径减小，其绕核运动的电子动能增大，总能量减小，选项B正确；太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的氢核聚变，选项C错误；由m，n得m g25 g，选项D正确8如图5所示，氢原子可在下列各能级间发生跃迁，设从n4到n1能级辐射的电磁波的波长为1，从n4到n2能级辐射的电磁波的波长为2，从n2到n1能级辐射的电磁波的波长为3，则下列关系式中正确的是()图5A13 B32 D.9假设高速运动的粒子与一个静止于磁感应强度为B的匀强磁场中某点的氮核(N)发生正碰碰后产生两个新核，在磁场中形成如图6所示的两条半径分别为R和r(Rr)的圆形径迹，其中R是质量较小的核的径迹，r是质量较大的核的径迹图6(1)请写出该核反应方程；(2)求碰撞前粒子的速度大小(质子质量为m，电荷量为e)【答案】(1)NHeOH(2) 10用速度大小为v的中子轰击静止的锂核(Li)