高考物理一轮复习 专题十三 近代物理初步课件1.ppt

专题十三近代物理初步 高考物理 课标 专用 考点一波粒二象性1 2018课标 17 6分 用波长为300nm的光照射锌板 电子逸出锌板表面的最大初动能为1 28 10 19j 已知普朗克常量为6 63 10 34j s 真空中的光速为3 00 108m s 1 能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为 a 1 1014hzb 8 1014hzc 2 1015hzd 8 1015hz 五年高考 a组统一命题 课标卷题组 答案b本题考查光电效应规律 由光电效应方程得ek w0 而能使锌产生光电效应的单色光的最低频率 0应满足h 0 w0 联立得 0 8 1014hz 故选项b正确 方法技巧光电效应现象的判断能使金属产生光电效应的单色光的最低频率即恰好发生光电效应的条件 照射光的能量等于金属的逸出功 2 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 答案bc本题考查光电效应方程 对遏止电压的理解 光照射到同种金属上 同种金属的逸出功相同 若 a b 据ek h w0可知 eka ekb 则b项正确 由ek eu 可知ua ub 则a项错误 若ua ub 说明eka ekb 则c项正确 由ek h w0得h ek w0 而同一种金属w0相同 与入射光的频率无关 故h a eka h b ekb 则d项错误 归纳总结对光子能量 逸出功及最大初动能的理解 同一种金属逸出功相同 与入射光的频率无关 遏止电压只与光电子的最大初动能有关 eu ek 光电效应方程 h w0 ek 3 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 考查点光的波动性 解题关键 知道干涉与衍射是波的基本特征 了解电子显微镜的原理是利用电子束波长短 不容易发生衍射 4 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 考查点光电效应 解题关键解决图像信息问题时要写出横纵坐标轴所代表的两物理量间的函数关系式 知道图像中截距 斜率对应的物理意义 考点二原子与原子核5 2018课标 14 6分 1934年 约里奥 居里夫妇用 粒子轰击铝核al 产生了第一个人工放射性核素x al n x x的原子序数和质量数分别为 a 15和28b 15和30c 16和30d 17和31 答案b本题考查核反应方程 在核反应过程中 质量数和电荷数分别守恒 则x的原子序数为2 13 15 x的质量数为4 27 1 30 选项b正确 规律总结核反应方程的特点核反应过程中 质量数和电荷数分别守恒 6 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本题考查天然放射现象 半衰期 动量守恒 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 7 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 8 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 考查点核反应 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 9 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 考查点天然放射性 易错警示学生容易选错的是e 认为衰变中可同时放出 三种射线 实际上任何一个原子核不能同时发生 衰变和 衰变 要么是 衰变 放出 和 两种射线 要么是 衰变 放出 和 两种射线 10 2014课标 35 1 5分 0 336 多选 在人类对微观世界进行探索的过程中 科学实验起到了非常重要的作用 下列说法符合历史事实的是 a 密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值b 贝克勒尔通过对天然放射现象的研究 发现了原子中存在原子核c 居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋 po 和镭 ra 两种新元素d 卢瑟福通过 粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子e 汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验 发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的 并测出了该粒子的比荷 答案ace密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值 选项a正确 原子中存在原子核是卢瑟福通过 粒子散射实验发现的 选项b d错误 居里夫妇发现钋和镭是从沥青铀矿中分离出来的 选项c正确 汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中的偏转 发现阴极射线是由带负电的粒子组成的 并测出其比荷 选项e正确 考查点物理学史 应试指导物理学史是高考考查的一个基本内容 对高中物理学习中涉及的有关物理学史的内容要引起重视 避免在这一个环节上失分 11 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 考查点核反应方程 解题关键 知道 衰变与 衰变是放射性元素分别放出 粒子和 粒子的衰变 知道裂变是重核分裂成几个中等质量的核 聚变是轻核结合成较重的核 考点一波粒二象性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 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 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 4 2018江苏单科 12c 2 光电效应实验中 用波长为 0的单色光a照射某金属板时 刚好有光电子从金属表面逸出 当波长为的单色光b照射该金属板时 光电子的最大初动能为 a b两种光子的动量之比为 已知普朗克常量为h 光速为c 答案1 2 解析由爱因斯坦光电效应方程可知eka h w0 0 得w0 hekb h h a种光子的动量pa b种光子的动量pb 得pa pb 1 2 易错警示动量定理是矢量式 应先选定正方向 注意初末状态速度的正负 考点二原子与原子核5 2018天津理综 1 6分 国家大科学工程 中国散裂中子源 csns 于2017年8月28日首次打靶成功 获得中子束流 可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台 下列核反应中放出的粒子为中子的是 an俘获一个 粒子 产生o并放出一个粒子bal俘获一个 粒子 产生p并放出一个粒子cb俘获一个质子 产生be并放出一个粒子dli俘获一个质子 产生he并放出一个粒子 答案b本题考查核反应方程 由核反应过程中遵循质量数 电荷数均守恒的原则 可写出选项中的四个核反应方程n heoh 选项a错误alhepn 选项b正确 behe 选项c错误lihhehe 选项d错误 解题关键核反应中的两守恒根据核反应过程中质量数和电荷数均守恒的原则 写出核反应方程 同时应熟记几种常用的微观粒子的表示方法 6 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 7 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 8 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 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 11 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 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 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 15 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 考点一波粒二象性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两束光的干涉图样结合 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光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 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 w0 增加照射光的频率 光电子的最大初动能变大 选项d正确 3 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 4 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 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 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 w0 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 考点二原子与原子核8 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 不一定为零 d项错误 9 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 考查点结合能 解题关键 知道结合能是原子核分解成自由核子时需要的最小能量 比结合能是原子核的结合能与核子数之比 了解原子核的核子数多结合能就大 但比结合能不一定大 10 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 11 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 12 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 13 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 14 2012全国 15 6分u经过m次 衰变和n次 衰变 变成pb 则 a m 7 n 3b m 7 n 4c m 14 n 9d m 14 n 18 答案b衰变方程为upb he e 由质量数 电荷数守恒得 m 7 n 4 因而b项正确 15 2011全国 18 6分 已知氢原子的基态能量为e1 激发态能量en e1 n2 其中n 2 3 用h表示普朗克常量 c表示真空中的光速 能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为 a b c d 答案c处于第一激发态时n 2 故其能量e2 电离时释放的能量 e 0 e2 而光子能量 e 则解得 故c正确 a b d均错 16 2010课标 35 1 5分 用频率为 0的光照射大量处于基态的氢原子 在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为 1 2 3的三条谱线 且 3 2 1 则 a 0 1b 3 2 1c 0 1 2 3d 答案b因为仅发射出三种频率的光子 且 3 2 1 所以h 3 e3 e1 h 2 e2 e1 h 1 e3 e2 所以h 3 h 2 h 1 故b项对 c d项错 入射光子h 0 h 3 所以 0 1 a项错 17 2010全国 14 6分 原子核u经放射性衰变 变为原子核th 继而经放射性衰变 变为原子核pa 再经放射性衰变 变为原子核u 放射性衰变 和 依次为 a 衰变 衰变和 衰变b 衰变 衰变和 衰变c 衰变 衰变和 衰变d 衰变 衰变和 衰变 答案a由电荷数守恒与质量数守恒可分别写出衰变 为thhe 衰变 为thpae 衰变 为ue 故答案为a 18 2010全国 14 6分 原子核x与氘核h反应生成一个 粒子和一个质子 由此可知 a a 2 z 1b a 2 z 2c a 3 z 3d a 3 z 2 答案d该核反应的方程式为xhheh 由质量数和电荷数守恒得 a 4 1 2 3 z 2 1 1 2 故答案为d 19 2009全国 16 6分 氦氖激光器能产生三种波长的激光 其中两种波长分别为 1 0 6328 m 2 3 39 m 已知波长为 1的激光是氖原子在能级间隔为 e1 1 96ev的两个能级之间跃迁产生的 用 e2表示产生波长为 2的激光所对应的跃迁的能级间隔 则 e2的近似值为 a 10 50evb 0 98evc 0 53evd 0 36ev 答案d由跃迁公式得 e1 e2 联立可得 e2 e1 0 36ev 选项d对 20 2009全国 18 6分 多选 氢原子的部分能级如图所示 已知可见光的光子能量在1 62ev到3 11ev之间 由此可推知 氢原子 a 从高能级向n 1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的短b 从高能级向n 2能级跃迁时发出的光均为可见光c 从高能级向n 3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高d 从n 3能级向n 2能级跃迁时发出的光为可见光 答案ad由e h h知 光子能量越大时光的频率越高 波长越短 从高能级向n 1能级跃迁时光子能量为e e2 e1 10 2ev a正确 从高能级向n 2的能级跃迁时发出的光子能量为e3 e2 e e2 即1 89ev e 3 40ev 可见有一部分光处于紫外线区域 b错误 从高能级向n 3的能级跃迁时 光子能量最高e e3 1 51ev 比可见光光子能量小 c错误 从n 3能级向n 2能级跃迁时光子能量e e3 e2 1 89ev d正确 21 2015山东理综 39 1 14c发生放射性衰变成为14n 半衰期约5700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 双选 填正确答案标号 a 该古木的年代距今约5700年b 12c 13c 14c具有相同的中子数c 14c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 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 答案ac 22 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 考查点核反应方程 解题关键牢记核反应中质量数守恒 电荷数守恒和常见的粒子的符号 电荷数 质量数 23 2011课标 35 1 6分 在光电效应实验中 某金属的截止频率相应的波长为 0 该金属的逸出功为 若用波长为 0 的单色光做该实验 则其遏止电压为 已知电子的电荷量 真空中的光速和普朗克常量分别为e c和h 答案 写为也可 解析设金属的截止频率为 0 则该金属的逸出功w0 h 0 h 对光电子 由动能定理得eu0 h w0 解得u0 24 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 考点一波粒二象性1 2018云南保山第二次市级统测 14 下列说法正确的是 a 汤姆孙发现了中子 被称为 中子之父 b 玻尔理论指出原子可以处于连续的能量状态中c 普朗克的 粒子散射实验 奠定了原子的核式结构模型d 康普顿研究石墨对x射线的散射 证实了光子有动量 进一步揭示了光的粒子性 三年模拟 a组2016 2018年高考模拟 基础题组 答案d查德威克在用 粒子轰击铍核的实验中发现了中子 故a错误 玻尔理论认为原子的能量是量子化的 不连续的 故b错误 卢瑟福用 粒子轰击金箔而产生散射 在分析实验结果的基础上 他提出了原子核式结构模型 故c错误 2 2018广西防城港1月模拟 14 氢原子能级示意图如图所示 大量处于n 4能级的静止氢原子 辐射出光子后 能使金属钨发生光电效应 已知钨的逸出功为4 54ev 下述说法中正确的是 a 氢原子辐射的光子都能使钨发生光电效应b 光电子的最大初动能为8 21evc 钨能吸收两个从n 4向n 2能级跃迁的光子而发生光电效应d 氢原子辐射一个光子后 氢原子核外电子的速率减小 答案b大量处于n 4能级的氢原子向低能级跃迁可发出6种光子 这六种光子中由n 4 3 2能级向基态跃迁时放出的光子能量大于钨的逸出功 可使钨发生光电效应 其余3种光子不能使钨发生光电效应 a错误 最大的光子能量为e e4 e1 12 75ev 根据光电效应方程得ekm e w0 8 21ev b正确 金属只吸收大于极限频率的光子 发生光电效应 c错误 氢原子辐射一个光子后 氢原子核外电子到半径较小的轨道上运动 运动的速率增大 d错误 3 2018西南名校质量检测 14 如图所示为氢原子的部分能级图 以下判断正确的是 a 处于n 3能级的氢原子可以吸收任意频率的光子b 欲使处于基态的氢原子被激发 可用12 09ev的光子照射c 一个氢原子从n 4的状态跃迁到基态时 最多可以辐射出6种不同频率的光子d 用n 2能级跃迁到n 1能级辐射出的光照射金属铂 逸出功为6 34ev 时不能发生光电效应 答案b处于n 3能级的氢原子吸收的光子能量必须等于两能级间的能级差或大于1 51ev 故a错误 根据玻尔理论 用12 09ev的光子照射处于基态的氢原子时 吸收光子后氢原子的能量为12 09ev 13 6ev 1 51ev 所以能从基态发生跃迁 跃迁到n 3能级 故b正确 一个氢原子从n 4的状态跃迁到基态时 最多可辐射出3种不同频率的光子 故c错误 从n 2能级跃迁到n 1能级辐射出的光子的能量e e2 e1 3 4ev 13 6 ev 10 2ev 6 34ev 故照射金属铂可以发生光电效应 故d错误 4 2018贵州贵阳一中3月月考 14 如图所示 在光电效应实验中 用a b c三束光分别照射同一装置中的光电管 得到三条不同的光电流与电压之间的关系图线 根据这组图线做出的下列判断 正确的是 a 用a光照射光电管时对应的截止频率最大b 用c光照射光电管时对应的光电子的最大初动能最大c a光的频率最大d a束光的强度最大 答案b截止频率由光电管决定 与照射光无关 故a错误 由遏止电压可知 a光的频率等于b光的频率 小于c光的频率 故c错误 对同一光电管 光电子的最大初动能决定于入射光的频率 入射光频率越大 光电子最大初动能越大 故b正确 从光电流大小可知道a光的强度大于b光的强度 但不能确定与c光强度的关系 故d错误 考点二原子与原子核5 2018云南师大附中第八次月考 14 下列说法正确的是 a 对于同一光电管 增大入射光的频率 遏止电压不一定会增大b 原子从基态跃迁到激发态时 会辐射光子c 汤姆孙通过 油滴实验 发现了电子d 用能量等于氘核结合能的光子照射静止的氘核 氘核不能分解为一个质子和一个中子 答案d根据爱因斯坦光电效应方程有mv2 h w0 光电子的最大初动能与遏止电压的关系为 euc 0 mv2 由以上两式可知a错误 原子从基态跃迁到激发态需要吸收能量 不能辐射光子 故b错误 汤姆孙通过研究阴极射线的属性 并研究了各种类型的实验 发现电子是多种原子的组成成分 确定了电子的存在 油滴实验是密立根做的 用来确定电子的电荷量 故c错误 结合能是拆分原子核所需要的最小能量 且光子具有动量 考虑到照射之后氘核分解为一个质子和一个中子 应该具有动量 所以具有动能 所需的光子能量应大于结合能 故d正确 6 2018广西南宁3月适应性测试 14 下列说法正确的是 a 光电效应现象表明光具有波动性b 粒子散射实验表明原子中有一个很小的核c 氢原子从高能级向低能级跃迁时 可以放出任意频率的光子d 一个质子和一个中子结合成氘核 氘核的质量等于质子与中子的质量和 答案b光电效应现象表明光具有粒子性 a项错误 粒子散射实验表明 在原子的中心有一个很小的核 原子所有的正电荷和几乎所有的质量集中在核上 b项正确 氢原子从高能级向低能级跃迁时 只能发出一些特定频率的光子 c项错误 一个质子和一个中子结合成氘核 会发生质量亏损 d项错误 7 2018贵州铜仁适应性考试二 14 在核反应方程h he x中 已知h的质量为2 0136uh的质量为3 0180uhe质量为4 0026u x的质量为1 0087u 则下列说法中正确是 a x是中子 该反应释放能量b x是质子 该反应释放能量c x是中子 该反应吸收能量d x是质子 该反应吸收能量 答案a在核反应过程中 质量数和电荷数分别守恒 则x的质量数a 2 3 4 1 电荷数z 1 1 2 0 即x为中子 选项b d错误 m 2 0136u 3 0180u 4 0026u 1 0087u 0 0203u 0 该反应中发生了质量亏损 根据质能方程 e mc2 可知该反应释放能量 选项c错误 选项a正确 易错分析在求质量亏损时 一定是核反应前的质量减去核反应后的质量 8 2018四川凉山三诊 14 关于近代物理学 下列说法正确的是 a 氢核聚变过程释放能量 一定伴随着质量亏损b 放射性物质的半衰期受环境温度的影响c 粒子散射实验揭示了原子核是可分的d 能量为4 0ev的光子射到某一金属表面时 从金属表面逸出的光电子最大初动能为1 5ev 为使该金属发生光电效应 入射光的能量可以为1 5ev 答案a氢核聚变过程释放能量 根据质能方程可知 一定伴随着质量亏损 选项a正确 放射性物质的半衰期大小与放射性物质的原子核内部结构有关 与外界环境温度无关 选项b错误 粒子散射实验证明了原子中存在原子核 而不是原子核是可分的 选项c错误 根据光电效应方程可知该金属的逸出功为2 5ev 当入射光的能量为1 5ev时 小于该金属的逸出功 故不能发生光电效应 选项d错误 9 2018广西防城港3月模拟 14 关于天然放射现象 以下叙述正确的是 a 若使放射性物质的温度升高 其半衰期将减小b 衰变中释放出电子说明原子核内有电子c 在 衰变中伴随产生 射线 衰变时核子数不变 但存在质量亏损d 铀核u衰变为铅核pb的过程中 要经过8次 衰变和10次 衰变 答案c半衰期由原子核自身决定 与外界因素无关 a错误 衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的 b错误 在 衰变中伴随产生 射线 衰变时核子总数不变 因伴随释放能量 根据 e mc2可知 存在质量亏损 c正确u衰变为pb的过程中 由质量数守恒可知经过8次 衰变 再由电荷数守恒可知经过6次 衰变 d错误 10 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 11 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 w0可知 对同一种金属 只有当光的频率增大时 ek才增大 d错 b组2016 2018年高考模拟 综合题组 时间 25分钟分值 36分 选择题 每题6分 共36分 1 2018云南昆明一中七模 14 如图为氢原子能级图 可见光的光子能量范围为1 62 3 11ev 根据玻尔理论判断 下列说法正确的是 a 一个处在n 4能级的氢原子向低能级跃迁时 最多可产生6种不同频率的光b 大量处在n 4能级的氢原子向低能级跃迁时 最多可产生3种不同频率的光c 大量处在n 4能级的氢原子向低能级跃迁时 能产生2种不同频率的可见光d 大量处在n 4能级的氢原子向低能级跃迁时 由n 4能级向n 3能级跃迁辐射出的光子的波长最短 答案c一个处在n 4能级的氢原子向低能级跃迁时 最多可产生4 1 3种不同频率的光 故a错 大量处在n 4能级的氢原子向低能级跃迁时 最多可产生 6种不同频率的光 故b错 大量处在n 4能级的氢原子向低能级跃迁时 由n 3能级向n 2能级跃迁时产生的光子能量为1 89ev 由n 4能级向n 2能级跃迁时产生的光子能量为2 55ev 其余4种光子的能量不在可见光的光子能量范围内 故产生2种不同