高考物理总复习 必考部分 专题十三 近代物理初步习题课件2.ppt

专题十三近代物理初步 高考物理 课标 专用 1 2017课标 19 6分 多选 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 a b 则一定有ua b 则一定有eka ekbc 若ua b 则一定有h a eka h b ekb 五年高考 a组统一命题 课标卷题组 答案bc光照射到同种金属上 同种金属的逸出功相同 若 a b 据h w0 ek 得eka ekb 则b项正确 由h w0 ek eu 可知当 a b时ua ub 则a项错误 若ua ub说明eka ekb 则c项正确 由h ek w0 而同一种金属w0相同 则d项错误 关键点评对光子能量 逸出功及最大初动能的理解 照射到同一种金属上 说明逸出功相等 遏止电压和最大初动能关系为 eu ek 光电效应方程 h w0 ek 2 2017课标 15 6分 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静止的原子核在衰变前后动量守恒 由动量守恒定律得0 m1v1 m2v2 可知m1v1 m2v2 故衰变后钍核的动量大小等于 粒子的动量大小 选项b正确 而动能ek 由于钍核的质量 m1 大于 粒子的质量 m2 故其动能不等 选项a错误 铀核的半衰期是大量的铀核半数发生衰变所用的时间 而不是放出一个 粒子所经历的时间 选项c错误 原子核衰变前后质量数守恒 衰变时放出核能 质量亏损 选项d错误 关联知识原子核衰变前后动量守恒 质量数和电荷数守恒 动能和动量与质量的关系 半衰期的定义及其含义 3 2017课标 17 6分 大科学工程 人造太阳 主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电 氘核聚变反应方程是 h n 已知h的质量为2 0136uhe的质量为3 0150un的质量为1 0087u 1u 931mev c2 氘核聚变反应中释放的核能约为 a 3 7mevb 3 3mevc 2 7mevd 0 93mev 答案b聚变反应中的质量亏损为 m 2 2 0136 3 0150 1 0087 u 0 0035u 则释放的核能为 e mc2 0 0035 931mev 3 3mev b正确 方法技巧由质量亏损计算核能由 m计算核反应过程中释放的核能时 若 m以u为单位 可由1u 931mev c2 得到释放的以mev为单位的核能 若 m以kg为单位 则由质能方程 e mc2获得以j为单位的释放的核能 4 2016课标 35 1 5分 多选 一静止的铝原子核al俘获一速度为1 0 107m s的质子p后 变为处于激发态的硅原子核si 下列说法正确的是 a 核反应方程为palsi 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e 硅原子核速度的数量级为105m s 方向与质子初速度的方向一致 答案abe质子p即h 核反应方程为palsi a项正确 核反应过程遵循动量守恒定律 b项正确 核反应过程中系统能量守恒 c项错误 在核反应中质量数守恒 但会发生质量亏损 所以d项错误 设质子的质量为m 则si 的质量为28m 由动量守恒定律有mv0 28mv 得v m s 3 6 105m s 方向与质子的初速度方向相同 故e项正确 规律总结核反应过程遵守动量守恒定律 核反应中质量数守恒 电荷数守恒 但会发生质量亏损 5 2016课标 35 1 5分 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保持入射光的频率不变 入射光的光强变大 单位时间内逸出的光电子个数增加 则饱和光电流变大 故a正确 饱和光电流的大小与入射光的频率无直接关系 故b错 由ek h w 可知c正确 当入射光的频率小于金属的极限频率时 光电效应不能发生 故d错 由eu mv2 h w得eu h w 可见 遏止电压u随 的增大而增大 与入射光的光强无关 故e正确 知识归纳关于光电效应的问题 熟练掌握以下关系式很重要 h w mv2 h 0 w eu mv2 6 2015课标 35 1 5分 0 445 多选 实物粒子和光都具有波粒二象性 下列事实中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e 光电效应实验中 光电子的最大初动能与入射光的频率有关 与入射光的强度无关 答案acd电子束通过双缝产生干涉图样 体现的是波动性 a正确 射线在云室中留下清晰的径迹 不能体现波动性 b错误 衍射体现的是波动性 c正确 电子显微镜利用了电子束波长短的特性 d正确 光电效应体现的是光的粒子性 e错误 解题关键 波动性 干涉 衍射 粒子性 光电效应 总结归纳干涉和衍射是波具有的特征 电子 中子等实物粒子也具有波动性 也可以发生干涉 衍射现象 光电效应实验说明光能够从金属中打出光电子 说明的是光的粒子性 7 2014课标 35 1 6分 0 537 多选 关于天然放射性 下列说法正确的是 a 所有元素都可能发生衰变b 放射性元素的半衰期与外界的温度无关c 放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性d 和 三种射线中 射线的穿透能力最强e 一个原子核在一次衰变中可同时放出 和 三种射线 答案bcd原子序数大于或等于83的元素 都能发生衰变 而原子序数小于83的部分元素能发生衰变 故a错 放射性元素的衰变是原子核内部结构的变化 与核外电子的得失及环境温度无关 故b c项正确 在 三种射线中 为带电粒子 穿透本领较弱 射线不带电 具有较强的穿透本领 故d项正确 一个原子核不能同时发生 衰变和 衰变 故e项错误 解题关键放射性元素一次衰变不可能同时产生 射线和 射线 放射性元素的放射性与核外电子无关 故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性 易错点拨放射性元素的半衰期跟它所处的物理 化学状态无关 由原子核内部因素决定 8 2013课标 35 1 5分 0 27 多选 关于原子核的结合能 下列说法正确的是 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e 自由核子组成原子核时 其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能 答案abc由原子核的结合能定义可知 原子核分解成自由核子时所需的最小能量为原子核的结合能 选项a正确 重原子核衰变过程中有质量亏损 即有能量放出 因此原子核衰变产物的结合能之和一定大于衰变前的结合能 选项b正确 铯原子核比铅原子核的核子数少 因此其结合能小 选项c正确 比结合能越大的原子核越稳定 选项d错误 自由核子组成原子核时 其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能 选项e错误 解题指导自由核子结合成原子核时有质量亏损 质量亏损对应的能量等于该原子核的结合能 结合能除以核子数所得到的平均值即为比结合能 比结核能越大 原子核结合得越牢固 9 2016课标 35 1 5分 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 acnebpsecuthhednheoheunxesr nfhhhen 答案cabef 解析天然放射性元素自发地放出 粒子 即氦核he 的衰变属于 衰变 放出 粒子的衰变属于 衰变 重核分裂成几个中等质量原子核的现象为核裂变 轻原子核聚合成较重原子核的反应为核聚变 解题指导 衰变放出的是电子 衰变放出的是 粒子 聚变是轻核聚合成较重的核 裂变是重核分裂成中等质量的核 解题关键应熟练掌握四大核反应类型 衰变 裂变 聚变 人工核转变 及其方程 其中d选项为人工核转变 要与e f选项区分 10 2015课标 35 1 5分 0 425 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 则普朗克常量可表示为 所用材料的逸出功可表示为 答案ek 2分 eb 3分 解析根据爱因斯坦光电效应方程有ekm h w0 又因为ekm euc 得到uc 所以 k h ek b w0 eb 解题指导由爱因斯坦光电效应方程ekm h w0和ekm euc去分析图像中所包含的对解题有用的物理信息 总结归纳图像问题的解题方法 先把图像中所涉及的变量关系根据物理规律列出来 再从函数关系中确定截距 斜率对应的物理意义 11 2013课标 35 1 6分 0 549 一质子束入射到静止靶核al上 产生如下核反应 pal x n式中p代表质子 n代表中子 x代表核反应产生的新核 由反应式可知 新核x的质子数为 中子数为 答案1413 解析p代表质子 符号为h n代表中子 符号为n 根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知halsin 则新核x的质子数为14 中子数为27 14 13 解题指导核反应遵循质量数守恒和电荷数守恒 1 2017北京理综 18 6分 2017年年初 我国研制的 大连光源 极紫外自由电子激光装置 发出了波长在100nm 1nm 10 9m 附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲 大连光源因其光子的能量大 密度高 可在能源利用 光刻技术 雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用 一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子 但又不会把分子打碎 据此判断 能够电离一个分子的能量约为 取普朗克常量h 6 6 10 34j s 真空光速c 3 108m s a 10 21jb 10 18jc 10 15jd 10 12j b组自主命题 省 区 市 卷题组 答案b由题意知 电离一个分子的能量等于照射分子的光子能量 e h h 2 10 18j 故选项b正确 审题指导题目信息提取此题为新科技背景下的信息题 从题中提取有用信息 成为解答此题的关键 从题中应提取到如下有用信息 照射并使分子电离的激光波长为 100nm 10 7m 照射不会把分子打碎 说明光子能量几乎全部用来使分子电离 所以只要计算激光脉冲光子能量即可 2 2017上海单科 2 3分 光子的能量与其 a 频率成正比b 波长成正比c 速度成正比d 速度平方成正比 答案a由e h c 得e h h 可见光子的能量与其频率成正比 与其波长成反比 a正确 b错误 由于任意能量的光子在真空中传播的速度都是相同的 故c d皆错误 易错点拨关于光子的能量光子的能量不能理解为动能 不能由动能的定义式ek mv2来处理光子能量的问题 谨记爱因斯坦的光子说 质能方程是关键 3 2017江苏单科 12c 1 多选 原子核的比结合能曲线如图所示 根据该曲线 下列判断正确的有 ahe核的结合能约为14mevbhe核比li核更稳定c 两个h核结合成he核时释放能量du核中核子的平均结合能比kr核中的大 答案bc由图像可知he的比结合能约为7mev 其结合能应为28mev 故a错误 比结合能较大的核较稳定 故b正确 比结合能较小的核结合成比结合能较大的核时释放能量 故c正确 比结合能就是平均结合能 故由图可知d错误 知识归纳对比结合能的理解 比结合能较小的核结合成比结合能大些的核为轻核聚变 比结合能较小的重核 分裂成几个比结合能较大的中等质量的核 为重核裂变 上述两类核反应均放出核能 比结合能越大的核越稳定 4 2017上海单科 1 3分 由放射性元素放出的氦核流被称为 a 阴极射线b 射线c 射线d 射线 答案b在天然放射现象中 放出 三种射线 其中 射线属于氦核流 选项b正确 知识拓展对三种射线的认识天然放射现象中 放出的三种射线均来自于衰变的原子核 其中 射线是高速运动的氦核 射线是原子核中的中子衰变成质子时放出的电子流 而 射线是衰变后新核放出的高频率光子流 5 2017上海单科 3 3分 在同位素氢 氘 氚的核内具有相同的 a 核子数b 电子数c 中子数d 质子数 答案d同位素是指在原子核中的质子数相同而中子数不同的元素 故氢 氘 氚的核内具有相同的质子数 d项正确 易错点拨对原子核的各种数量名称 易混淆 应分别认识清楚 对某个元素x 其中a称为质量数 等于核中质子数与中子数的总和 z为核电荷数 等于核中质子数 核中的中子数为a与z之差 在中性原子中的核外电子数等于核中质子数 6 2017天津理综 1 6分 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 a hhhenbnheohchealpndunbakr n 答案a选项a是质量小的核结合成质量较大的核 属于核聚变 选项b是卢瑟福发现质子的人工转变方程 选项c是约里奥 居里夫妇发现人工放射性同位素的人工转变方程 选项d是铀核在中子轰击下分裂为中等质量的核的过程 属于核裂变 易混点拨轻核聚变与人工转变从本质过程来看 轻核聚变是质量较小的原子核在高温下或在高压下接近到核力能发生作用的范围时 在核力作用下结合为质量较大的原子核 同时放出能量 人工转变是在高速粒子的轰击下使靶核发生转变 同时被击出某种粒子 此过程中通常要吸收能量 从方程形式来看 二者相近 不易区分 可通过典型人工转变方程的记忆来解决 几种典型人工转变是发现质子 中子 放射性同位素与正电子的核反应 7 2016北京理综 13 6分 处于n 3能级的大量氢原子 向低能级跃迁时 辐射光的频率有 a 1种b 2种c 3种d 4种 答案c处于能级为n的大量氢原子向低能级跃迁能辐射光的种类为 所以处于n 3能级的大量氢原子向低能级跃迁 辐射光的频率有 3种 故c项正确 规律总结利用能级图 结合排列组合的知识 把氢原子从高能级向低能级跃迁释放光子种类的规律总结明白 并不断强化 8 2015江苏单科 12c 1 多选 波粒二象性是微观世界的基本特征 以下说法正确的有 a 光电效应现象揭示了光的粒子性b 热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性c 黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释d 动能相等的质子和电子 它们的德布罗意波长也相等 答案ab黑体辐射的实验规律可用光的粒子性解释 c错误 由 p 得 动能相等的质子和电子质量相差很多 所以德布罗意波长 不相等 d错误 9 2015天津理综 1 6分 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 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 10 2015北京理综 14 6分 下列核反应方程中 属于 衰变的是 a nheohbuthhechhhendthpae 答案ba项属于原子核的人工转变 b项属于 衰变 c项属于聚变反应 d项属于 衰变 11 2015福建理综 30 1 6分 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dbi的半衰期是5天 100克bi经过10天后还剩下50克 答案b 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 2得m g 25g 选项d错误 12 2015重庆理综 1 6分 图中曲线a b c d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹 气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里 以下判断可能正确的是 a a b为 粒子的径迹b a b为 粒子的径迹c c d为 粒子的径迹d c d为 粒子的径迹 答案d 粒子不带电 不会发生偏转 故b错 由左手定则可判定 a b粒子带正电 c d粒子带负电 又知 粒子带正电 粒子带负电 故a c均错 d正确 13 2015广东理综 18 6分 多选 科学家使用核反应获取氚 再利用氘和氚的核反应获得能量 核反应方程分别为 x y h 4 9mev和hhhe x 17 6mev 下列表述正确的有 a x是中子b y的质子数是3 中子数是6c 两个核反应都没有质量亏损d 氘和氚的核反应是核聚变反应 答案ad设x y的电荷数分别为z z 质量数分别为a a 由质量数守恒和电荷数守恒有 a a 4 3 2 3 a 4 z z 2 1 1 1 2 z 可得a 1 a 6 z 0 z 3 故x是中子 y是li a正确 由li知y的质子数 中子数都是3 故b错误 两个核反应中都释放了能量 故都有质量亏损 c错误 氘和氚的核反应中质量较小的核结合成了质量较大的核 故d正确 14 2014江苏单科 12c 1 已知钙和钾的截止频率分别为7 73 1014hz和5 44 1014hz 在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应 比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子 钙逸出的光电子具有较大的 a 波长b 频率c 能量d 动量 答案a由光电效应方程ekm h w h h 0钙的截止频率大 因此钙中逸出的光电子的最大初动能小 因动量p 故动量小 由 可知波长较大 则频率较小 选项a正确 15 2014广东理综 18 6分 多选 在光电效应实验中 用频率为 的光照射光电管阴极 发生了光电效应 下列说法正确的是 a 增大入射光的强度 光电流增大b 减小入射光的强度 光电效应现象消失c 改用频率小于 的光照射 一定不发生光电效应d 改用频率大于 的光照射 光电子的最大初动能变大 答案ad增大入射光强度 使单位时间内逸出的光电子数增加 因此光电流增大 选项a正确 能否发生光电效应与照射光的频率有关 与强度无关 选项b错误 当照射光的频率小于 但仍大于极限频率时发生光电效应 选项c错误 由ekm h w 增加照射光的频率 光电子的最大初动能变大 选项d正确 16 2014天津理综 6 6分 多选 下列说法正确的是 a 玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立b 可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施c 天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转d 观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同 答案bd玻尔对氢原子光谱的研究完善了核式结构模型 选项a错误 紫外线有荧光效应 故b选项正确 天然放射现象中的 射线不带电 在电场或磁场中不发生偏转 选项c错误 观察者与波源互相远离 由多普勒效应可知接收到的频率变小 故选项d正确 17 2014北京理综 14 6分 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 m1 m2 m3 cb m1 m2 m3 cc m1 m2 m3 c2d m1 m2 m3 c2 答案c此核反应方程为hnh 根据爱因斯坦的质能方程得 e m c2 m1 m2 m3 c2 c正确 18 2014重庆理综 1 6分 碘131的半衰期约为8天 若某药物含有质量为m的碘131 经过32天后 该药物中碘131的含量大约还有 a b c d 答案c设剩余质量为m剩 则由m剩 m 得m剩 m c正确 19 2013北京理综 20 6分 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 光电效应实验装置示意如图 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k a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 a u b u c u 2h wd u 答案b同频率的光照射阴极k 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 ek nh w n 2 光电子逸出后克服减速电场做功 由动能定理知ek eu 联立上述两式得u 当n 2时 即为b选项 其他选项均不可能 20 2013福建理综 30 1 6分 在卢瑟福 粒子散射实验中 金箔中的原子核可以看做静止不动 下列各图画出的是其中两个 粒子经历金箔散射过程的径迹 其中正确的是 答案c金箔中的原子核与 粒子都带正电 粒子接近原子核过程中受到斥力而不是引力作用 a d错误 由原子核对 粒子的斥力作用及物体做曲线运动的条件 知曲线轨迹的凹侧应指向受力一方 选项b错 c对 21 2013天津理综 1 6分 下列说法正确的是 a 原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律b 射线 射线 射线都是高速运动的带电粒子流c 氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子d 发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关 答案c原子核发生衰变时有质量亏损 质量不守恒 选项a错 射线是光子流 不是带电粒子流 选项b错 氢原子从激发态向基态跃迁 辐射的光子能量h em en 即只能辐射特定频率的光子 c项正确 光电效应的光电子动能ek h w0 与入射光频率有关 而与入射光强度无关 d项错误 22 2013重庆理综 2 6分 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un a b n则a b可能是 axekrbbakrcbasrdxesr 答案d根据核反应中的质量数守恒可知 a b的质量数应为235 1 2 234 质子数应为92 a项中的质量数为140 93 233 b项中质量数是141 92 233 c项中质量数为141 93 234 质子数为56 38 94 d项中质量数为140 94 234 质子数为54 38 92 综上可知 答案为d 23 2017北京理综 23 18分 在磁感应强度为b的匀强磁场中 一个静止的放射性原子核发生了一次 衰变 放射出的 粒子he 在与磁场垂直的平面内做圆周运动 其轨道半径为r 以m q分别表示 粒子的质量和电荷量 1 放射性原子核用x表示 新核的元素符号用y表示 写出该 衰变的核反应方程 2 粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流 求圆周运动的周期和环形电流大小 3 设该衰变过程释放的核能都转化为 粒子和新核的动能 新核的质量为m 求衰变过程的质量亏损 m 答案见解析 解析 1xyhe 2 设 粒子的速度大小为v 由qvb m t 得 粒子在磁场中运动周期t 环形电流大小i 3 由qvb m 得v 设衰变后新核y的速度大小为v 系统动量守恒mv mv 0v 由 mc2 mv 2 mv2得 m 说明 若利用m m解答 亦可 方法技巧衰变中的动量和能量守恒在 衰变过程中 静止的原子核放射 粒子 新核与 粒子的总动量保持不变 为零 而衰变释放的能量与质量亏损之间必然遵循质能方程 e mc2 24 2016江苏单科 12c 12分 1 贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象 如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用 下列属于放射性衰变的是 acnebuniy nchhhendhealpn 2 已知光速为c 普朗克常量为h 则频率为 的光子的动量为 用该频率的光垂直照射平面镜 光被镜面全部垂直反射回去 则光子在反射前后动量改变量的大小为 3 几种金属的逸出功w0见下表 用一束可见光照射上述金属的表面 请通过计算说明哪些能发生光电效应 已知该可见光的波长范围为4 0 10 7 7 6 10 7m 普朗克常量h 6 63 10 34j s 答案 1 a 2 2 3 见解析 解析 1 a是 衰变 b是核裂变 c是核聚变 d是原子核的人工转变 所以a符合题意 2 光子的动量p 垂直反射回去 p 3 光子的能量e 取 4 0 10 7m 则e 5 0 10 19j根据e w0判断 钠 钾 铷能发生光电效应 知识归纳 1 光子的频率 波长 和光速c之间的关系为 2 光子的能量 e h 3 光子的动量 p 25 2015江苏单科 12c 2 3 2 核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电u是核电站常用的核燃料 u受一个中子轰击后裂变成ba和kr两部分 并产生个中子 要使链式反应发生 裂变物质的体积要 选填 大于 或 小于 它的临界体积 3 取质子的质量mp 1 6726 10 27kg 中子的质量mn 1 6749 10 27kg 粒子的质量m 6 6467 10 27kg 光速c 3 0 108m s 请计算 粒子的结合能 计算结果保留两位有效数字 答案 2 3大于 3 4 3 10 12j 解析 2 由unbakr n可知 会产生3个中子 要使裂变持续进行 链式反应 裂变物质的体积需大于它的临界体积 3 组成 粒子的核子与 粒子的质量差为 m 2mp 2mn m 结合能 e mc2代入数据得 e 4 3 10 12j 1 2016天津理综 2 6分 如图是a b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样 则 a 在同种均匀介质中 a光的传播速度比b光的大b 从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大c 照射在同一金属板上发生光电效应时 a光的饱和电流大d 若两光均由氢原子能级跃迁产生 产生a光的能级能量差大 c组教师专用题组 答案d由a b两光的干涉图样结合 x 知 a b na nb 由n 知va vb a项错误 sinc 故ca cb 选项b错误 发生光电效应时 饱和电流与入射光的强度有关 c项错误 由能级跃迁h em en 由于a光的光子能量大 因此产生a光的能级能量差大 选项d正确 易错点拨由干涉图样中条纹的宽度确定波长 折射率 频率的关系 易错点在于认为饱和电流与光的频率有关而错选c选项 评析本题以光的双缝干涉图样为背景材料 综合考查双缝干涉 折射率 临界角 光电效应规律和氢原子的能级跃迁 试题涉及内容多 知识覆盖面广 难度适中 真正考查了学生的综合应用能力 2 2016浙江自选 14 1 4分 以下说法正确的是 a 氢原子的能量是量子化的b 在核反应过程中 质子数守恒c 半衰期越大 原子核衰变越快d 如果一个系统不受外力 系统的总动量一定为零 答案a根据玻尔原子理论 氢原子的能量是量子化的 a项正确 核反应中电荷数守恒 质量数守恒 质子数不一定守恒 b项错误 半衰期是指大量原子核衰变时 有半数原子核衰变所用的时间 半衰期越大 原子核衰变越慢 c项错误 系统不受外力或所受合外力为零 系统总动量保持不变 d项错误 3 2013上海单科 2 2分 当用一束紫外线照射锌板时 产生了光电效应 这时 a 锌板带负电b 有正离子从锌板逸出c 有电子从锌板逸出d 锌板会吸附空气中的正离子 答案c锌板在紫外线的照射下产生了光电效应 说明锌板上有光电子飞出 所以锌板带正电 c正确 a b d错误 4 2013上海单科 7 2分 在一个u原子核衰变为一个pb原子核的过程中 发生 衰变的次数为 a 6次b 10次c 22次c 32次 答案a设原子核衰变过程中发生了n次 衰变 m次 衰变 由核衰变规律及衰变前后质量数守恒与电荷数守恒得4n 238 206 2n m 92 82 解得n 8 m 6 故a正确 5 2014山东理综 39 1 氢原子能级如图 当氢原子从n 3跃迁到n 2的能级时 辐射光的波长为656nm 以下判断正确的是 双选 填正确答案标号 a 氢原子从n 2跃迁到n 1的能级时 辐射光的波长大于656nmb 用波长为325nm的光照射 可使氢原子从n 1跃迁到n 2的能级c 一群处于n 3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633nm的光照射 不能使氢原子从n 2跃迁到n 3的能级 答案cd 解析由e初 e终 h h可知 氢原子跃迁时始末能级差值越大 辐射的光子能量越高 波长越短 由能级图知e3 e2 e2 e1 故a错误 由 得 121 6nm 325nm 故b错误 由 3可知c正确 因跃迁中所吸收光子的能量必须等于始末能级的差值 即从n 2跃迁到n 3的能级时必须吸收 656nm的光子 故d正确 6 2013浙江自选 14 10分 小明用金属铷为阴极的光电管 观测光电效应现象 实验装置示意图如图甲所示 已知普朗克常量h 6 63 10 34j s 1 图甲中电极a为光电管的 填 阴极 或 阳极 2 实验中测得铷的遏止电压uc与入射光频率 之间的关系如图乙所示 则铷的截止频率 c hz 逸出功w0 j 3 如果实验中入射光的频率 7 00 1014hz 则产生的光电子的最大初动能ek j 答案 1 阳极 2 5 12 5 18 1014 3 39 3 43 10 19 3 1 21 1 25 10 19 解析 1 由光电管的结构知 a为阳极 2 uc 图像中横轴的截距表示截止频率 c 逸出功w0 h c 3 由爱因斯坦的光电效应方程ek h w0 可求结果 7 2013上海单科 21 4分 放射性元素po衰变为pb 此衰变过程的核反应方程是 用此衰变过程中发出的射线轰击f 可得到质量数为22的氖 ne 元素和另一种粒子 此核反应过程的方程是 答案popbhehefneh 解析根据核反应中的质量数 电荷数守恒规律 可以求出新生射线为he 另一粒子为h 方程式中一定要使用箭头 不能用等号 8 2016浙江自选 14 2 6分 金属钠的逸出功为2 29ev 波长为420nm的紫光照射在金属钠表面产生光电效应 普朗克常量h 6 63 10 34j s 1ev 1 6 10 19j c 3 0 108m s 求 1 入射光子的能量 2 光电子的最大初动能 答案 1 2 96ev 2 0 67ev 解析 1 入射光子的能量e 4 74 10 19j 2 96ev 2 由光电效应方程得ek e w 0 67ev 评析本题考查光电效应的基础内容 光电效应方程的基本应用 难度较易 9 2015海南单科 17 2 8分 运动的原子核x放出 粒子后变成静止的原子核y 已知x y和 粒子的质量分别是m m1和m2 真空中的光速为c 粒子的速度远小于光速 求反应后与反应前的总动能之差以及 粒子的动能 答案 m m1 m2 c2c2 解析设衰变前原子核x的速度为v0 衰变后放出的 粒子的速度为v 由动量守恒有 mv0 m2v再由反应中能量守恒有m m2v2 e由爱因斯坦质能方程有 e mc2而 m m m1 m2 解之有 e m2v2 m m m1 m2 c2 m m1 m2 c2ek m2v2 c2 1 2017云南楚雄一检 14 多选 物理学的发展极大地丰富了人类对世界的认识 推动了科学技术的创新与革命 促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步 下列说法正确的是 a 相对论的创立表明经典力学已不再适用b 光电效应证实了光的波动性c 重核裂变过程生成中等质量的核 反应前后质量数守恒 但质量一定减小d 在光电效应实验中 用同种频率的光照射不同的金属表面 从金属表面逸出的光电子的最大初动能ek越大 则这种金属的逸出功w越小 三年模拟 选择题 每题5分 共40分 a组2015 2017年高考模拟 基础题组 时间 20分钟分值 40分 答案cd相对论的创立并不表明经典力学已不再适用 实际上 宏观低速的情况下 经典力学仍能适用 a错 光电效应证实了光的粒子性 光的衍射 干涉证实了光的波动性 b错 重核裂变过程生成中等质量的核 反应前后质量数守恒 由于释放能量 有质量亏损 质量减小 c正确 根据光电效应方程ek h w可知 入射光频率相同时 从金属表面逸出的光电子最大初动能ek越大 则这种金属的逸出功w越小 d正确 2 2017四川成都二诊 15 下列说法正确的是 a 汤姆孙发现了电子 并在此基础上提出了原子的核式结构模式b 根据玻尔的原子模型 大量氢原子从量子数n 4的激发态跃迁到基态时最多可辐射6种不同频率的光子c 光照射某种金属时 只要光的强度足够大 照射时间足够长 总能够发生光电效应dunkr ba n是聚变反应 答案b原子核式结构模型是卢瑟福提出的 a错 6 b正确 光电效应的发生条件是照射光的频率大于金属的极限频率 c错 d项中核反应是重核在中子轰击下分裂成中等质量核的过程 是核裂变 d错 3 2017贵州适应性考试 18 多选 下列说法正确的是 a 放射性元素的半衰期与元素所处环境的温度有关b 现已建成的核电站发电的能量来自于轻核聚变放出的能量c 某放射性原子核经过2次 衰变和1次 衰变 核内质子数减少3个d 用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出 改用紫外线照射也一定会有电子逸出 答案cd放射性元素的半衰期与元素所处的物理环境和化学状态无关 故a错误 现已建成的核电站发电的能量来自于重核裂变放出的能量 故b错误 根据电荷数守恒 某放射性原子核经过2次 衰变和1次 衰变 电荷数减少3 可知核内质子数减少3个 故c正确 用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出 由于紫外线的频率大于蓝色光的频率 则改用紫外线照射也一定有电子逸出 故d正确 故选c d 4 2017广西桂林 崇左联合调研 15 下列描述中正确的是 a 质子与中子结合成氘核的过程中需要吸收能量b 某原子核经过一次 衰变和两次 衰变后 核内中子数减少2个cu 铀核 衰变为rn 氡核 要经过3次 衰变 4次 衰变d 发生光电效应时入射光波长相同 从金属表面逸出的光电子最大初动能越大 这种金属的逸出功越小 答案d质子和中子结合成氘核时 发生质量亏损 释放能量 a错 某原子核经过一次 衰变后质量数减少4 电荷数减少2 经过一次 衰变后质量数不变 电荷数增加1 因此经过一次 衰变和两次 衰变后 质量数减少4 电荷数不变 中子数减少4个 b错 c项中铀核衰变为氡核经过 衰变次数为 4 经过 衰变次数为86 92 2 4 2 c错 由光电效应方程ek h w和 知 d对 5 2017云南第二次高中毕业班复习统测 14 下列说法正确的是 a 核能是原子的核外电子从高能态跃迁到低能态过程中释放的b 清除放射源的最有效办法是减小放射源原子核的半衰期c 核电站都是通过轻核的聚变发电的d 原子核的比结合能越大 原子核越稳定 答案d核能是核反应产生的 a错 放射源原子核的半衰期与外界因素无关 不可以减小 b错 核电站是利用重核裂变发电的 c错 6 2017贵州遵义二联 14 以下有关近代物理内容的若干叙述正确的是 a 玻尔认为 原子中电子轨道是量子化的 能量也是量子化的b 光子不具有能量和动量c 射线是原子核外电子高速运动形成的d 紫外线照射到金属锌板表面时能发生光电效应 则当增大紫外线的照射强度时 从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大 答案a光子具有动量 也具有能量 b错 射线是原子核衰变产生的 c错 由光电效应方程ek h w可知 对同一种金属 只有当光的频率增大时 ek才增大 d错 7 2016广西南宁二模 35 1 多选 下列说法正确的是 a 关于原子核内部信息 最早来自天然放射现象b 结合能越大的原子核越稳定c 目前核电站中主要利用的是轻核聚变产生的核能来发电d 在核反应堆中常用的 慢化剂 有石墨 重水和普通水e 在铀核的裂变中 当铀块的体积小于 临界体积 时 不能发生链式反应 答案ade人类最早发现原子核内部信息是因为发现了天然放射现象 所以a是正确的 比结合能越大 原子核越稳定 比结核能越大并不意味着结合能越大 故b错误 目前核电站主要是利用易控制的重核裂变产生的核能来发电的 故c错误 在核反应堆中常用的 慢化剂 有石墨 重水和普通水 所以d是正确的 在铀核的裂变中 当铀块的体积小于 临界体积 时 不能发生链式反应 故e正确 8 2015内蒙古呼伦贝尔一模 35 1 多选 关于原子结构及原子核的知识 下列判断正确的是 a 每一种原子都有自己的特征谱线b 处于n 3的一个氢原子回到基态时一定会辐射三种频率的光子c 射线的穿透能力比 射线弱d 衰变中的电子来自原子的内层电子e 放射性元素的半衰期与压力 温度无关 答案ace每种原子都有自己的特征谱线 通过光谱分析可以鉴定物质 a对 处于n 3的一个氢原子回到基态时可能会辐射一种或两种频率的光子 b错 在原子核发生衰变放出的三种射线中 射线的穿透能力最弱 c对 衰变中的电子是核内的一个中子转变为一个质子时放射出的 d错 放射性元素的半衰期与压力 温度无关 e对 评析本题考查衰变 氢原子光谱等 难度不大 记住基础知识即可 1 2017贵州贵阳适应性考试 一 14 下列说法正确的是 a 光电效应表明光具有波动性b 在核反应过程中 系统的动量守恒 能量不守恒c 在nheo x核反应中 x是质子 这个反应过程叫衰变d 处于n 3能级上的一群氢原子向低能级跃迁 最多能够产生3条谱线 选择题 每题5分 共35分 b组2015 2017年高考模拟 综合题组 时间 20分钟分值 35分 答案d光电效应表明光具有粒子性 a错误 核反应过程中动量 能量都是守恒的 b错误 粒子轰击氮14产生质子 是卢瑟福发现质子的人工核转变 c错误 由 3可知 d正确 知识拓展对于处于n能级的氢原子 一群氢原子最多能辐射的光谱线条数为 一个氢原子最多能辐射的光子数为n 1个 2 2017四川成都外国语学校4月月考 14 关于近代物理学 下列说法正确的是 a 如果用紫光照射某种金属发生光电效应 改用绿光照射该金属一定发生光电效应b 一群处于n 5能级的氢原子向低能级跃迁时最多能辐射出9种不同频率的光c 重核裂变过程生成中等质量的核 反应前后质量数守恒 但质量一定减少d x射线经物质散射后波长变短的现象称为康普顿效应 答案c绿光的频率小于紫光的频率 紫光照射某种金属能发生光电效应 改用绿光照射不一定能发生光电效应 a错 当一群处于激发态的氢原子向低能级跃迁时 最多能辐射出n 种频率的光 将n 5代入得n 10 故b错 重核裂变过程质量数守恒 放出能量 质量一定减少 故c对 石墨对x射线散射时 部分x射线的散射光波长会变长 这个现象称为康普顿效应 d错 解题指导入射光的频率大于金属的极限频率 才能发生光电效应 一群氢原子从高能级n向低能级跃迁最多可放出种不同频率的光 一个氢原子从高能级n向低能级跃迁最多可放出n 1个光子 衰变 裂变等核反应过程应满足两个守恒 即质量数守恒和电荷数守恒 3 2017云南昆明适应性检测 多选 下列说法正确的是 a 核反应方程hhhe x中的x是中子b 光电效应中 光电子的最大初动能与照射光的频率成正比c 放射性元素氡的半衰期是3 8天 有4个氡核 经7 6天后只剩1个d 一群处于量子数n 4的氢原子 在向低能级跃迁的过程中最多可以产生6种不同频率的光 答案ad在反应式hhhe x中 由质量数守恒与电荷数守恒可知x为中子 a正确 光电效应中 ek h w b错误 半衰期严格上只有统计学意义 在只有4个氡核的数量上 是没有意义的 c错误 原子处于激发态会自发向低能级跃迁 一群氢原子从n能级向低能级跃迁时 最多可以产生种不同频率的光 故d正确 解题指导核反应中电荷数 质量数 动量 能量均守恒 光电效应中的能量从光电效应方程考虑 一群处于n能级的氢原子向低能级跃迁最多可以发出的光谱线条数为 易错警示半衰期是统计概念 针对大量原子核才适用 4 2017贵州黔东南模拟 15 氢原子能级的示意图如图所示 大量氢原子从n 4的能级向n 2的能级跃迁时辐射出可见光a 从n 3的能级向n 2的能级跃迁时辐射出可见光b 则 a 在水中传播时 a光较b光的速度小b 氢原子从n 4的能级向n 3的能级跃迁时辐射出的光子能量可能小于0 66evc 一群处于n 4能级的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线d 若a光照射某种金属能发生光电效应 则b光照射这种金属也一定能发生光电效应 答案a根据h em en 可得a光的频率大于b光的频率 则同种介质对a光的折射率大于对b光的折射率 又光在介质中的传播速度为v 由此可知在水中传播时 a光较b光的速度小 a对 氢原子从n 4的能级向n 3的能级跃迁时辐射出的光子能量 e 0 85ev 1 51ev 0 66ev b错 一群氢原子从n 4的能级向低能级跃迁时最多可放出 6种谱线 c错 a光的频率大于b光的频率 a光能使某种金属发生光电效应 则b光不一定能使该金属发生光电效应 d错 解题指导 1 对各种色光而言 频率越大 对应同种介质的折射率越大 v介 2 从高能级向低能级跃迁 一个氢原子最多可以放出n 1个光子 一群氢原子