（课标版）2020届高考物理二轮复习专题五第11讲近代物理初步课件.pptx

第11讲近代物理初步,总纲目录,考点一光电效应及其规律,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1.2810-19J。已知普朗克常量为6.6310-34Js,真空中的光速为3.00108ms-1。能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为(B)A.11014HzB.81014HzC.21015HzD.81015Hz,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h0=W0,联立得0=-=81014Hz,故选项B正确。,2.(多选)(2017课标,19,6分)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(BC)A.若ab,则一定有Uab,则一定有EkaEkbC.若Uab,则一定有ha-Ekahb-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ab,据Ek=h-W0可知,EkaEkb,则B项正确。由Ek=eU,可知UaUb,则A项错误。若Uam),当m=2时,=-(-)(n=3,4,5,),则R=-,C项正确,A、B、D项错误。,4.如图所示为氢原子的部分能级图,以下判断正确的是(B)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Bn=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,跃迁到第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种频率不同的光子,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-(-13.6eV)=10.2eV6.34eV,故照射金属铂可以发生光电效应,故D错误。,考点三原子核及其衰变(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(B)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。,1.衰变规律及实质(1)衰变和衰变的比较,(2)射线:射线经常是伴随着射线或射线产生的。,2.半衰期(1)影响因素:放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的,跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。(2)公式:N余=N原,m余=m原(t表示衰变时间,表示半衰期),3.衰变次数的确定方法先由质量数的改变确定衰变的次数,然后再根据衰变规律确定衰变的次数。,1.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)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。,2.(多选)(2019黑龙江哈尔滨模拟)氚核发生衰变过程中除了产生粒子和新核外,还会放出不带电且几乎没有静止质量的反中微子。某次云室中静止的氚核发生衰变后,产生的反中微子和粒子的运动方向在一条直线上,设反中微子的动量为p1,粒子的动量为p2,则(ABD)A.上述核反应方程为HeHe+B.氚核内部某个中子转变为质子时放出粒子C.粒子在云室中穿过会留下清晰的径迹,体现出实物粒子的波动性D.产生新核的动量为-p1-p2,答案ABD根据质量数与电荷数守恒,氚核发生衰变的衰变方程为HeHe+,A正确;衰变的实质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子,电子释放出来,B正确;粒子在云室中穿过时,能使里面的气体电离,从而留下清晰的径迹,与波动性无关,C错误;衰变过程中动量守恒,0=p1+p2+p,所以新核的动量p=-p1-p2,D正确。,3.(2019四川蓉城联考)科学家于1996年人工制造出超重元素Cn,这种元素具有放射性,其原子核经过n次衰变的产物为FmCn的半衰期为T,则下列说法正确的是(B)A.衰变中的射线具有很强的穿透性,可以用于金属探伤BCn的中子数比Fm的中子数多12CCn原子核之间只存在核力D.2gCn经过2T时间,剩余物质的质量为0.5g,答案B衰变中的射线具有很强的电离性,但是穿透性很差,选项A错误;由Cn衰变为Fm,质量数减小24,则衰变的次数为6次,电荷数减小12,则x=110,Fm的中子数为143个,而Cn的中子数为155个,则Cn的中子数比Fm的中子数多12个,选项B正确;核力是指原子核内相邻的质子和中子之间存在的作用力,选项C错误;2gCn经过2T时间,剩余的Cn的质量为0.5g,但衰变后生成新的物质,则剩余物质的质量大于0.5g,选项D错误。,考点四核能和爱因斯坦质能方程,1.(2019课标,15,6分)太阳内部核反应的主要模式之一是质子质子循环,循环的结果可表示为HHe+e+2已知H和He的质量分别为mp=1.0078u和m=4.0026u,1u=931MeV/c2,c为光速。在4个H转变成He的过程中,释放的能量约为(C)A.8MeVB.16MeVC.26MeVD.52MeV,答案C本题考查了学生对核反应中核能的计算能力,体现了学科素养中的物理观念。由核反应方程可知,4个H转变成1个He的过程中的质量亏损m=41.0078u-4.0026u=0.0286u,释放的核能E=mc2=0.0286931MeV26.6MeV,故选项C正确。,2.(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:Aln+X。X的原子序数和质量数分别为(B)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。,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+Hn。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(B)A.3.7MeVB.3.3MeVC.2.7MeVD.0.93MeV,答案B本题考查核能的计算。聚变反应中的质量亏损为m=(22.0136-3.0150-1.0087)u=0.0035u,则释放的核能为E=mc2=0.0035931MeV3.3MeV,B正确。,1.核反应方程的书写(1)核反应过程一般不可逆,所以核反应方程中用“”表示方向而不能用等号代替。(2)核反应方程遵循质量数守恒、电荷数守恒,但核反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)且释放出核能。(3)核反应的生成物一定要以实验为基础,不能只依据两个守恒规律凭空杜撰出生成物来写核反应方程。,2.核能的理解与计算(1)比结合能越大,原子核结合得越牢固。(2)到目前为止,核能发电还只停留在利用裂变产生的核能发电。(3)核能的计算方法:根据爱因斯坦质能方程,用核反应的质量亏损的千克数乘以真空中光速c的平方,即E=mc2(J)。根据1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏(MeV)能量,用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘以931.5MeV,即E=m931.5(MeV)。如果核反应时释放的核能是以动能形式呈现,则核反应过程中系统动能的增量即释放的核能。,答案A选项A是两个质量较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。,2.(多选)某次用中子轰击U原子核的核反应方程为nYXe+1nUn、YXe的质量分别为m1、m2、m3、m4,真空中的光速为c。下列说法正确的是(AD)A.该反应过程中的质量亏损为m1-9m2-m3-m4B.该反应过程中释放的能量为(m1-9m2-m3-m4)c2C.该核反应属于聚变D.Y原子核中含有52个中子,答案AD该过程中,质量亏损为m1+m2-10m2-m3-m4=m1-9m2-m3-m4,选项A正确;根据爱因斯坦质能方程,该反应过程中释放的能量E=(m1-9m2-m3-m4)c2,选项B错误;该反应属于裂变反应,选项C错误;Y原子核中含有的中子数为235-92+1-(136-54)-10=52,选项D正确。,答案AD根据电荷数守恒和质量数守恒知X是中子,故A正确,B错误;根据比结合能与核子数的关系曲线可知,在铁56附近原子核的比结合能最大,然后随核子数的增大,比结合能减小,所以UBa和Kr相比Kr核的比结合能最大,它最稳定,故C错误;由于在核反应U+nBaKr+n的过程中释放核能,可知UBa和Kr相比U核的核子数最多,它的结合能最大,故D正确。,4.“超导托卡马克”(英名称:EAST,俗称“人造太阳”)是我国自行研制的可控热核反应实验装置。设该实验反应前氘核H)的质量为m1,氚核H)的质量为m2,反应后氦核He)的质量为m3,中子n)的质量为m4,光速为c。下列说法中不正确的是(B)A.这种装置中发生的核反应方程式是HHHenB.由核反应过程中质量守恒可知m1+m2=m3+m4C.核反应放出的能量等于(m1+m2-m3-m4)c2D.这种装置与我国大亚湾核电站所使用核装置的核反应原理不相同,答案B可控热核反应装置中发生的核反应方程式是HHen,故A正确;核反应过程中质量数守恒,但质量不守恒,核反应过程中存在质量亏损,因此m1+m2m3+m4,故B错误;核反应过程中的质量亏损m=m1+m2-m3-m4,放出的能量E=mc2=(m1+m2-m3-m4)c2,故C正确;这种装置的核反应是核聚变,我国大亚湾核电站所使用核装置是核裂变,它们的核反应原理不相同,故D正确。,5.(