高三一轮复习——13.近代物理(学生版).doc

高三一轮复习近代物理1 波粒二象性a) 物理学史i. 黑体辐射1. 黑体：辐射只与 有关2. 黑体辐射的特点：只和温度有关，温度越高，辐射密度越 ，且峰值向波长较 的方向移动ii. 能量量子化假说：_iii. 光电效应：_iv. 康普顿散射、康普顿效应：表示光具有_性b) 光电效应i. ii. 特点：_iii. 公式1.2.3.iv. 结论1. 最大初动能、遏止电压：和_无关，只与入射光的_和_有关2. 饱和光电流：和_无关，只与_有关3. 逸出功、极限频率：只和_有关，和_无关c) 波粒二象性、德布罗意波、不确定性关系（测不准原理）i. 波粒二象性：任何粒子都具有波粒二象性ii. 德布罗意波：1. 内容：任何一个实物粒子都和一个波对应，这个波就叫德布罗意波，也叫物质波，也是概率波2. 公式：2 原子结构a) 物理学史i. 电子的发现_ii. 原子的核式结构模型_1. 大多数粒子沿原来路径2. 少部分发生大角度偏转3. 极少部分原路返回b) 氢原子光谱i.ii. 公式：iii. 条数：3 原子核a) 物理学史i. 天然放射现象1. 发现_2. 提纯_3. 意义：使人们认识到原子核也有复杂的结构b) 衰变i. 衰变：放射出射线（He核，即），穿透能力最_，电离能力最_ii. 衰变：放射出射线（_），_相互作用体现在衰变中iii. 衰变：_，在衰变和衰变中一般伴随着衰变，即能量，穿透能力最_，电离能力最_c) 半衰期i. 定义：放射性元素衰变到还剩一半所需的时间ii. 公式：iii. Ps：半衰期只与元素有关，和温度、压强、质量等外部因素无关，是一个统计规律d) 核反应i. 结合能：自由粒子结合成原子核释放出的能量，核子数越大，结合能越_ii. 比结合能：结合能与核子数的比值，比结合能越_，原子核越稳定iii. 核反应1. 裂变：重核分裂成两个或两个以上的轻核2. 聚变：轻核聚变成重核3. 核反应方程：_守恒、_守恒（质量不守恒）、_守恒4. 能量：4 课堂讲练a) 物理学史1. 例1 以下有关近代物理内容的若干叙述，正确的是（）A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B波尔认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的C射线是原子核外电子高速运动形成的D光子不仅具有能量，也具有动量E根据波尔能级理论，氢原子辐射出一个光子后，将由高能级向较低能级跃迁，核外电子的动能增加2. 练1-1 下列的若干叙述中，正确的是（）A黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关B对于同种金属产生光电效应时，逸出光电子的最大初动能 Ek与照射光的频率成线性关系C一块纯净的放射性元素的矿石，经过一个半衰期以后，它的总质量仅剩下一半D按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子的能量也减小了E将核子束缚在原子核内的核力，是不同于万有引力和电磁力的另一种相互作用b) 光电效应1. 例1 现用一光电管进行光电效应的实验，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2. 练1-1 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（）A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c) 德布罗意波1. 例1 波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是（）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的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2. 练1-1 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d) 光谱1. 例1 一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，该氢原子（）A放出光子，能量增加B放出光子，能量减少C吸收光子，能量增加D吸收光子，能量减少2. 练1-1 如图所示，氢原子可在下列各能级间发生跃迁，设从n=4到n=1能级辐射的电磁波的波长为1，从n=4到n=2能级辐射的电磁波的波长为2，从n=2到n=1能级辐射的电磁波的波长为3，则下列关系式中正确的是（）A13B32C32D=+E=e) 衰变1. 例1 如图，放射性元素镭衰变过程中释放三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法中正确的是（）A表示射线，表示射线B表示射线，表示射线C表示射线，表示射线D表示射线，表示射线2. 练1-1 U经过m次衰变和n次衰变Pb，则（）Am=7，n=3Bm=7，n=4Cm=14，n=9Dm=14，n=18f) 半衰期1. 例1 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（）ABCD2. 练1-1 关于核反应方程ThPa+X+E （E为释放出的核能，X为新生成粒子），已知Th的半衰期为1.2min，则下列说法正确的是（）A此反应为衰变BPa核和Th核具有相同的质量CPa具有放射性D64g的Th经过6min还有1gTh尚未衰变ETh的平均结合能比Pa小g) 核反应1. 例1 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2. 练1-1 一静止的铝原子原子核俘获一速度为1.0107m/s的质子p后，变为处于激发状态的硅原子核，下列说法正确的是（）A核反应方程为p+B核反应方程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105m/s，方向与质子初速度方向一致3. 练1-2 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+YHe+H+4.9MeV和H+HHe+X+17.6MeV下列表述正确的有（）AX是中子BY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4. 练1-3 一静止的U核经衰变成为Th，释放出的总动能为4.27MeV问此衰变后Th核的动能为多少MeV（保留1位有效数字）？21课堂小测1. 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得了基本电荷的数值B贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，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（P0）和镭（Ra）两种新元素D卢瑟福通过a粒子散射实验，证实了在原子核内存在质子E汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出了该粒子的比荷2. 下表给出了一些金属材料的逸出功现用波长为300nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种（普朗克常量h=6.631034 Js，光速c=3.0108 m/s）（）A2种B3种C4种D5种3. 小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意如图甲所示（已知普朗克常量h=6.631034Js）（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vC= Hz，逸出功W0= J；（3）如果实验中入射光的频率v=7.001014Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek= J4. 用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图象如图所示，该实验表明（）A光的本质是波B光的本质是粒子C光的能量在胶片上分布不均匀D光到达胶片上不同位置的概率相同5. 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（）A1种B2种C3种D4种6. 根据玻尔理论，推导出了氢原子光谱谱线的波长公式：=R（），m与n都是正整数，且nm当m取定一个数值时，不同数值的n得出的谱线属于同一个线系如：m=1，n=2、3、4、组成的线系叫赖曼系，m=2，n=3、4、5、组成的线系叫巴耳末系，则（）A赖曼系中n=2对应的谱线波长最长B赖曼系中n=2对应的谱线频率最大C巴耳末系中n=3对应的谱线波长最长D巴耳末系谱线中，n=3对应的谱线的光子能量最小E赖曼系中所有谱线频率都比巴耳末系谱线频率大7. 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，射线的穿透力最强E一个原子核在一次衰变中可同时放出、和三种射线8. 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，形成放射系如图是锕系图的一部分，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9. 14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C的质量，m0为t=0时14C的质量下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是（）（填选项前的字母）ABCD10. 下列说法正确的是（）A放射性元素的半衰期是针对大量原子核的统计规律B比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定C太阳辐射的能量主要来自太阳内部的裂变反应D按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，但原子的能量增大E天然放射现象的发现揭示了原子有复杂的结构11. 铀核可以发生衰变和裂变，铀核的（）A衰变和裂变都能自发发生B衰变和裂变都不能自发发生C衰变能自发发生而裂变不能自发发生D衰变不能自发发生而裂变能自发发生课后练习一1. 如图所示为卢瑟福和他的同事们做 粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜固定在一起，分别放在图中的A、B、C三个位置时，关于观察到的现象，下述说法中正确的是（）A相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多B相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数最少C相同时间内放在C位置时观察到屏上的闪光次数最少D放在C位置时观察不到屏上有闪光2. 在光电效应实验中，用频率为v的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法中正确的是（）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改用频率大于v的光照射，光电子的最大初动能变大D改用频率小于v的光照射，一定不发生光电效应3. 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为的强激光照射阴极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）（）ABCU=2hWD4. 一群处于n=4的激发态的氧原子，向低能级跃迁时，可能发射出的谱线为（）A3条B4条C5条D6条5. （1）氢原子第n能级的能量为En=，其中E1为基态能量当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为v1；若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为v2，则=（2）在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，如图为三种射线在同一磁场中的运动轨迹，请图中各射线的名称：1射线是 ，2射线是 ，3射线是 6. 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（）Aa、b为粒子的径迹Ba、b为粒子的径迹Cc、d为粒子的径迹Dc、d为粒子的径迹7. 14C发生放射性衰变成为14N，半衰期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（）A该古木的年代距今约 5700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8. 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天后就一定剩下1个原子核了B原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是粒子，这就是衰变的实质C光子的能量由光的频率所决定D只要有核反应发生，就一定会释放出核能E按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量不变9. 核电站利用原子核链式反应放出的世大能量进行发电，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10. 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+YHe+H+4.9MeV和H+HHe+X+17.6MeV下列表述正确的有（）AX是中子BY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课后练习二1. 在卢瑟福粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，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（）ABCD2. 在光电效应实验中，用频率为v的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法中正确的是（）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改用频率大于v的光照射，光电子的最大初动能变大D改用频率小于v的光照射，一定不发生光电效应3. 如图所示，这是一个研究光电效应的电路图，下列叙述中正确的是（）A只调换电源的极性，移动滑片P，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压U0的数值B保持光照条件不变，滑片P向右滑动的过程中，电流表示数将一直增大C不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大D阴极K需要预热，光束照射后需要一定的时间才会有光电流E图中入射光束的频率减小到某一数值f0时，无论滑片P怎样滑动，电流表示数都为零，则f0是阴极K的极限频率4. 用频率为v0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v1、v2、v3的三条谱线，且v3v2v1，则（）Av0v1Bv3=v2+v1Cv0=v1+v2+v3D=+5. （1）如图所示为某原子的能级图，a、b、c这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，测正确的是（2）一个中子与某原子核发生核反应，生成一个氘核，其核反应方程式为 该反应放出的能量为Q，则氘核的比结合能为6. 下列核反应方程中，属于衰变的是（）AN+HeO+HBUTh+HeCH+HHe+nDThPa+e7. 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8. 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9. 在衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中11H的核反应，间接地证实了中微子的存在（1）中微子与水中的11H发生核反应，产生中子（01n）和正电子（+10e），即中微子+11H01n+10e可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是 （填写选项前的字母）（A）0和0 （B）0和1 （C）1和 0 （D）1和1（2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子（），即+10e+10e2已知正电子和电子的质量都为9.11031，反应中产生的每个光子的能量约为 J正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是 （3）试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小10. 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+m2m3）cB（m1m2m3）cC（m1+m2m3）c2D（m1m2m3）c2课后练习三1. 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2. 关于光电效应现象，下列说法中正确的是（）A在光电效应现象中，入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大B在光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成正比C对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于此波长，才能产生光电效应D对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应3. 在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Ue与入射光的频率v的关系如图所示，若该直线的斜率和纵截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量可表示为 ，所用材料的逸出功表示为 4. 氢原子基态的能量为E1=13.6eV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0.96E1，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5. 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（）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328nm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=4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生6种谱线D用波长为633nm的光照射，能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级6. 原子核U经放射性衰变变为原子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7. 下列说法正确的是（）A原子的核式结构模型是汤姆孙最早提出的B铀核（U）衰变为铅核（Pb）的过程中，要经过8次衰变和6次衰变C一个氢原子从量子数n=3的激发态跃迁到基态时最多可辐射3种不同频率的光子D一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能因为这束光的强度太小E考古专家发现某一骸骨中C的含量为活着的生物体中C的，已知C的半衰期为5730年，则确定该生物死亡时距今约11460年8. 核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能核反应方程式U+nBa+Kr+aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种，X是某种粒子，是X粒子的个数，用mU，mBa，mKr分别表示U，Ba，Kr核的质量，mx表示X粒子的质量，c为光在真空中的光速，以下说法正确的是（）Ax为中子，a=2Bx为中子，a=3C上述核反应中放出的核能E=（mUmBamKr2mX）c2D上述核反应中放出的核能E=（mUmBamKr3mX）c2E只有铀块体积达到临界体积才可能发生链式反应9. 以下是物理学史上3个著名的核反应方程：x+37Li2y，y+714Nx+817O，y+49Bez+612Cx、y和z是3种不同的粒子，其中z是（）A粒子B质子C中子D电子10. 原来静止的原子核衰变出粒子的动能为Ek0，假设衰变时产生的能量全部以动能形式释放出来，则此衰变过程的质量亏损是（）ABCD复习测试1. 下列说法正确的是（）ATh核发生一次衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4B太阳辐射的能量最主要来自太阳内部的热核反应C若使放射性物质的温度升高，其半衰期可能变小D用14eV的光子照射处于基态的氢原子，可使其电离E光电管是基于光电效应的光电转换器件，可使光信号转换成电信号2. 对光电效应的解释，正确的是（）A金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属B如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力逸出时需要做的最小功，光电效应便不能发生了C发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大D由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应的入射光的最低频率也不相同3. 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