2023江苏版物理高考第二轮复习-专题十三　近代物理初步(一)

2023江苏版物理高考第二轮复习专题十三近代物理初步

高频考点考点一波粒二象性基础波粒二象性的基本概念和基本公式。重难光电效应的理解及应用。限时45分钟,正答率:/12.基础（2022全国乙,17,6分）一点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6X10一的光,在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3X10”个。普朗克常量为h=6.63X10&J.s。R约为（）A.IX102m B.3X102mC.6X102m D.9X102m答案B（2022湖南,1,4分）关于原子结构和微观粒子波粒二象性,下列说法正确的是（）A.卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征B.玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律C.光电效应揭示了光的粒子性D.电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性答案C（2022广东,5,4分）目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子,氢原子第n能级的能量为E产*其中E,=-13.6eV.如图是按能量排列的电磁波谱,要使n=20的氢原子吸收一个光子后,恰好失去一个电子变成氢离子,被吸收的光子是（）;可； ；红外线 也，紫外线:X射线102 K）1 1（P I01 162 而能量（eV）A.红外线波段的光子B.可见光波段的光子C.紫外线波段的光子D.X射线波段的光子答案A（2021河北,3,4分）普朗克常量h=6.626X10:,4J•s,光速为c,电子质量为则上在国际单位制下mec的单位是（）A.J/s B.mC.J,m D.m/s答案B（2020浙江7月选考,5,3分）下列说法正确的是（）A.质子的德布罗意波长与其动能成正比B.天然放射的三种射线，穿透能力最强的是a射线C.光电效应实验中的截止频率与入射光的频率有关D.电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性答案D（2021海南,3,3分）某金属在一束单色光的照射下发生光电效应，光电子的最大初动能为。已知该金属的逸出功为W。,普朗克常量为h。根据爰因斯坦的光电效应理论,该单色光的频率v为（）A* B.当h hqEk-% 口"k+W。・h •h答案D（2022江苏泰州三模,3）如图所示,碳60是由60个碳原子组成的足球状分子，科研人员把一束碳60分子以2.0义IO,m/s的速度射向光栅，结果在后面的屏上观察到条纹。已知一个碳原子质量为1.99XIO-26kg,普朗克常量为6.63X10-3,J•s,则该碳60分子的物质波波长约为（）A.1.7X1010m B.3.6X10"m2.8X1012m D.1.9X1018m答案C（2021浙江1月选考,10,3分）下列说法正确的是（）A.光的波动性是光子之间相互作用的结果B.玻尔第一次将“量子”引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念C.光电效应揭示了光的粒子性,证明了光子除了能量之外还具有动量a射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方,验电器金属箔的张角会变大答案B[2019江苏单科,12⑶]在“焊接”视网膜的眼科手术中，所用激光的波长入=6.4X10"m,每个激光脉冲的能量E=L5X102J.求每个脉冲中的光子数目。（已知普朗克常量h=6.63X10"J•s,光速c=3X10sm/s.计算结果保留T立有效数字）答案5X1016重难（2020天津,1,5分）在物理学发展的进程中,人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。下列图示的实验中导致发现原子具有核式结构的是（）

答案D（2021浙江6月选考,13,3分）已知普朗克常量h=6.63X10“J•s,电子的质量为9.11X10kg.一个电子和一滴直径约为4um的油滴具有相同动能，则电子与油滴的德布罗意波长之比的数量级为（）A.10sB.106C.10sD.1016答案C（2022江苏淮安模拟,3）如图甲所示是光电效应的实验装置图。小明同学在研究光电效应时测得不同光照射到同一光电管时得到的光电流与电压的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（）图甲U图乙图甲U图乙A.光线1、3为不同色光，光线1的光强更强B.光线1、2为不同色光，光线2光子的频率较小C.若保持光线3的强度不变,光电流将随电压的增大先增大后趋于不变D.若光线2能使某金属发生光电效应,则光线1一定也能使该金属发生光电效应答案C考点二原子与原子核基础原子和原子核的基础知识。重难能级、核能计算。限时60分钟,正答率:/15o基础（2022全国甲，17,6分）两种放射性元素的半衰期分别为t0和2t（„在t=0时刻这两种元素的原子核总数为N,在t=2t。时刻,尚未衰变的原子核总数为'则在t=4to时刻,尚未衰变的原子核总数为（）N N N NA.适 C,-D.g答案C（2022山东,1,3分）碘125衰变时产生丫射线,医学上利用此特性可治疗某些疾病。碘125的半衰期为60天,若将一定质量的碘125植入患者病灶组织,经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的（）A噎 B*C,1 D,1答案B（2021广东,1,4分）科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝260铝26的半衰期为72万年,其衰变方程为笠Alf：：Mg+Y.下列说法正确的是（）A.Y是氨核B.Y是质子C.再经过72万年,现有的铝26衰变一半D.再经过144万年，现有的铝26全部衰变答案C（2021湖南,1,4分）核废料具有很强的放射性,需要妥善处理。下列说法正确的是（）A.放射性元素经过两个完整的半衰期后,将完全衰变殆尽B.原子核衰变时电荷数守恒,质量数不守恒C.改变压力、温度或浓度,将改变放射性元素的半衰期D.过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害答案D（2021江苏,1,4分）用“中子活化”技术分析某样品的成分,中子轰击样品中的尹N产生"和另一种粒子X,则X是（）A.质子 B.a粒子C.B粒子 D.正电子答案A（2021山东1,3分）在测定年代较近的湖泊沉积物年份时,常利用沉积物中半衰期较短的第°Pb,其衰210变方程为晶°Pb-83Bi+X。以下说法正确的是（）A.衰变方程中X是电子B.升高温度可以加快晶°Pb的衰变C.第°Pb与曷°Bi的质量差等于衰变的质量亏损D.方程中的X来自于屐Wb内质子向中子的转化答案A（2022江苏徐州阶段检测,2）已知钠原子从b、c、d几个能级向a能级跃迁时辐射的光的波长分别为:589nm（b-a）,330nm（c—a）,285nm（d—a）o设最高能级为0,下列关于钠原子在这几个能量范围的能级图，可能正确的是（）（｝ 0 d 0b ' c a （I C /, D答案B重难234（2021江苏常州一模,4）关于核反应方程第8u-goTh+X,下列说法正确的是（）A.此核反应一定会释放能量B.通过降低温度的方法，一定能缩短U的半衰期C.此核反应方程中的X代表的粒子为氢原子核D.铀核的比结合能大于针核的比结合能答案A（2021河北,1,4分）银河系中存在大量的铝同位素"A1/A1核B衰变的衰变方程为笠A1-笠Mg+?e,测得26Al核的半衰期为72万年。下列说法正确的是（）A.26A1核的质量等于26Mg核的质量B.26A1核的中子数大于"Mg核的中子数C.将铝同位素26Al放置在低温低压的环境中,其半衰期不变D.银河系中现有的铝同位素"A1将在144万年后全部衰变为口6Mg答案C（2020课标11,18,6分）气核科可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式

6.f2[He+2；H+2；n+43.15MeV表示。海水中富含笊，已知Ikg海水中含有的笊核约为i.ox10"个,若全都发生聚变反应，其释放的能量与质量为M的标准煤燃烧时释放的热量相等;已知1kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9X10,J,1MeV=L6X10*J,则M约为（ ）A.40kg B.100kg400kg D.1000kg答案CH.（2021全国乙,17,6分）医学治疗中常用放射性核素"3In产生丫射线,而"3In是由半衰期相对较长的"3Sn衰变产生的。对于质量为m。的Rn,经过时间t后剩余的；13Sn质量为m,其色T图线如图所示。从图中可以得到的半衰期为（67.67.3d101.0d115.1115.1d124.9d答案C（2021全国甲，17,6分）如图,一个原子核X经图中所示的一系列a、P衰变后,生成稳定的原子核Y,在此过程中放射出电子的总个数为（A.6BY,在此过程中放射出电子的总个数为（A.6B.8C.10D.14答案A（2021江苏苏州震泽中学模拟,1）太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种核反应,当太阳内部达Q到一定温度时,会发生“核燃烧”，其“核燃烧”的核反应方程为荆e+Xf,Be+Y，方程中X表示某种粒子，狙e是不稳定的粒子,其半衰期为T,这个核反应释放出的能量为AE,光在真空中的传播速度为c,下列说法正确的是（）A.若使科e的温度降低,其半衰期会减小B.方程中的X为电子（&e）C.该核反应过程产生的质量亏损为“核燃烧”的核反应是裂变反应答案C（2021江苏南通月考,14）花岗岩、水泥等建筑材料是室内氨的最主要来源。人呼吸时,氨气会随气体进入肺脏,氨衰变放出的a射线像小“炸弹”一样冲击肺细胞,使肺细胞受损，从而引发肺癌、白血病等。一静止的氨核能2Rn发生一次a衰变生成新核针（P。），此过程动量守恒且释放的能量全部转化为a粒子和针核的动能。已知m氯=222.0866u,m.=4.0026u,m针=218.0766u,1u可释放931MeV的能量。（1）写出上述核反应方程；（2）求上述核反应放出的能量AE;⑶求a粒子的动能卜小。218答案（1）能2RnfPo+fHe（2）6.89MeV84（3）6.77MeV（20215•3原创）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a衰变，放射出的a粒子6He）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a粒子的质量和电荷量。⑴放射性原子核用州表示，新核的元素符号用Y表示,写出该a衰变的核反应方程。(2)a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a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Am。答案见解析解析(1)根据核反应中质量数守恒与电荷数守恒可知，该a衰变的核反应方程为⑵设a粒子在磁场中做圆周运动的速度大小为v,由洛伦兹力提供向心力有Dp2根据圆周运动的参量关系有12nR1=——v得a粒子在磁场中运动的周期「27071根据电流定义式,可得环形电流大小为j-Q-Q2BT2nm(3)由qvB=m^,得V=^m设衰变后新核Y的速度大小为v',核反应前后系统动量守恒,有Mv*-mv=0可得,mvqBRV———--MM根据爱因斯坦质能方程和能量守恒定律有A 2+|inv"解得A11r(M+m)(qBR)227nMe2目：日月£±t

勿/匕匕勿t日1.易错:多解（2021江苏南京模拟,2）如图所示为研究光电效应规律的实验电路,电源的两个电极分别与接线柱c、d连接。用一定频率的单色光a照射光电管时，灵敏电流计G的指针会发生偏转，而用另一频率的单色光b照射该光电管时,灵敏电流计G的指针不偏转。下列说法不正确的是（）K电子光电管A.a光的频率一定大于b光的频率B.用b光照射光电管时，一定没有发生光电效应C.电源正极可能与c接线柱连接D.若灵敏电流计的指针发生偏转,则电流方向一定是由dfG-f答案B2.易错:物理量的含义I（2021江苏,8,4分）如图所示,分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究,其截止频率vKv%保持入射光不变,则光电子到达A极时的最大动能Ek.随电压U变化关系的图像是答案C3.疑难:比结合能（2022江苏连云港月考,2）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a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.比结合能越大,原子核越不稳定D.钠原子核第Cs）的结合能小于铅原子核（毅Pb）的结合能答案C4.疑难:核反应方程（2022江苏常州阶段检测,3）关于原子核、原子核的衰变、核能，下列说法错误的是（）A.原子核的结合能越大,原子核越稳定B.卷8U衰变成第6Pb要经过8次a衰变和6次P衰变C.发生B衰变时，新核与原来的原子核相比，少了一个中子,多了一个质子D.发生a衰变时,新核与原来的原子核相比,中子数减少了2答案A题型模板题型一光电效应模型典型模型模型特征:①每种金属都有一个截止频率,入射光频率大于这个截止频率时才能发生光电效应。②截止频率是发生光电效应的最小频率,对应着光的极限波长和金属的逸出功,即hvc=h^=W0o③光电效应方4c程:Ek=hv-Wo0L（2021江苏适应性考试）我国中微子探测实验利用光电管把光信号转换为电信号。如图所示,A和K分别是光电管的阳极和阴极，加在A、K之间的电压为U。现用发光功率为P的激光器发出频率为v的光全部照射在K上，回路中形成电流。已知阴极K材料的逸出功为W„,普朗克常量为h,电子电荷量为e。（1）求光电子到达A时的最大动能E*（2）若每入射N个光子会产生1个光电子,假设所有的光电子都能到达A,求回路的电流I.激光束U-I' 答案⑴Le+hv/⑵急变式题型题型特征:反映光电效应的图像。.变式（2019天津理综,5,6分）如图为a、b、c三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。由a、b、c组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是（）餐UkUU0L/

braA BC 1）答案C.变式（2020安徽淮北月考）小明用金属锄作为光电管的阴极,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=6.63X1034J-s.

⑴图甲中电极A为光电管的(填“阴极”或“阳极”);(2)实验中测得锄的遏止电压U与入射光频率v之间的关系如图乙所示，则锄的截止频率v°=Hz,逸出功Wo=J；(3)如果实验中入射光的频率v=7.00X10"Hz,则产生的光电子的最大初动能Ek=J.答案⑴阳极(2)(5.12~5.⑻X10“(3.39~3.43)X1019(3)(1.211.25)X1019实践应用4.(2019北京理综,19,6分)光电管是一种利用光照射产生电流的装置,当入射光照在管中金属板上时,可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果。入射光光电逸出光电相对组次子的能流大子的最大光强量/eV小/mA动能/eV第一14-0 弱290.924.0430.9组34.0 中600.9强第二4弱6.0272.956.0 中402.9组66.0552.9强由表中数据得出的论断中不无碉的是（）A.两组实验采用了不同频率的入射光B.两组实验所用的金属板材质不同C.若入射光子的能量为5.0eV,逸出光电子的最大动能为1.9eVD.若入射光子的能量为5.0eV,相对光强越强,光电流越大答案B题型二玻尔的原子模型典型模型模型特征:原子在两个能级之间跃迁时,辐射或吸收的能量hv=E„-E„.1.（2022江苏扬州调研,3）氢原子的能级图如图所示,假设有T处于n=4能级的氢原子，则下列说法中正确的是（）TOC\o"1-5"\h\zn £/eV8 -05 0.544 -0.853 -1.512 -3.401 13.6A.氢原子向低能级跃迁过程中最多可发出6种不同频率的光B.氢原子跃迁至基态,核外电子的动能减小C.氢原子能吸收能量为0.31eV的光子发生跃迁D.氢原子辐射一个光子后,电子绕核半径增大答案C2.（2020北京,2,3分）氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于n=3能级上,下列说法正确的是（）1-1-13.64515854A.这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子B.从n=3能级跃迁到n=l能级比跃迁到n=2能级辐射的光子频率低C.从n=3能级跃迁到n=4能级需吸收0.66eV的能量D.n=3能级的氢原子电离至少需要吸收13.6eV的能量答案C变式题型题型特征:变式1：氢原子的能级和轨道半径分析问题。变式2:氢原子能级图与光电效应结合问题。3.变式11（2022江苏镇江阶段检测,2）氢原子第n能级的能量为E„^E.（n=l,2,3,…），其中E是基态能量。若氢原子从第k能级跃迁到第p能级,辐射的能量为第p能级比基态能量高[Ei,则（）Do qA.k=3,p=2 B.k=4,p=3C.k=5,p=3 D.k=6,p=2答案A4.变式2]（2020江苏常州一模,13）如图甲所示为氢原子的能级图,大量处于『4激发态的氢原子跃迁时,发出频率不同的大量光子,其中频率最高的光子照射到图乙电路阴极K上时,电路中电流随电压变化的图像如图丙,则金属的逸出功W产eV;将上述各种频率的光分别照射到电路阴极K上，共有—种频率的光能产生光电流。

EleN-0.85-1.51-3.4-13.61EleN-0.85-1.51-3.4-13.61T电源F答案6.7535.变式2[2020江苏南通等七市二模联考,12(2)]氢原子能级图如图所示，巴耳末线系是氢原子从n23的各个能级跃迁至n=2能级时辐射光的谱线,则巴尔末线系中波长最长的谱线对应光子的能量为eV.氢原子从n=4能级跃迁至n=2能级时，辐射光照射阴极为金属钾的光电管,钾的逸出功为2.25eV,则遏止电压U1=8-3.4eV忽-3.4eVn=2n=1-13.6eVn=1答案1.890.3情境应用简单熟悉情境1.物理科技：（2022江苏常州一模,2）核动力航空母舰因其性能强劲堪称海上霸主,它利用可控制核裂变释放的核能获得动力。有一种核裂变的方程为第5u+/fX+招Sr+10：n,关于该核裂变,下列说法正确的是（）X的核子数为141X的中子数为75C.核反应方程可以简化为取X+相Sr+9〉D.X比第5（j稳定答案D2.物理科技（2022江苏南京月考,3）碳14具有放射性。碳14呼气试验是临床上用于检测幽门螺旋杆菌感染的一种试验，具有敏感度高、特异性强、操作方便、安全、无创、简单、经济的特点。检查方法：口服标有碳14的尿素后,如果被检测人胃内存在幽门螺旋杆菌,胃中的尿素酶可将尿素分解为氨和含有碳14的二氧化碳,含有碳14的二氧化碳通过血液经呼气排出,定时收集呼出的气体,通过分析呼气中标有碳14的二氧化碳含量,即可判断患者是否存在幽门螺旋杆菌感染。已知碳14的衰变为8衰变，关于碳14,下列说法正确的是（）A.高温高压可以改变碳14的半衰期B.P衰变与弱相互作用有关C.衰变过程要吸收能量D.P粒子为正电子答案B3.物理科技（2022江苏苏［瞅考,3）2021年12月30日,在中科院合肥等离子体物理研究所内,有“人造太阳”之称的全超导托卡马克实验装置（EAST）实现了1056秒的长脉冲高参数等离子体运行,这是目前世界上该装置高温等离子体运行的最长时间。该装置内发生的核反应方程为IH+包一：He+X,已知气核（加）的质量为2.0136u,X的质量为1.0087u,氨核（He）的质量为3.0150u,u为原子质量单位,1u相当于931MeV,下列关于该核反应的说法正确的是（）A.X为质子B.反应前后核的总质量相等C.反应过程中中子数减少了1D.反应过程中释放的核能△E=3.2585MeV答案D复杂熟悉情境4.物理科技I（2022江苏苏州调研,3）新冠病毒是一种传染病毒,传染病的传播过程十分复杂，但是可以构建最简单的传播模型来描述,这个最简模型称为链式模型，类似于核裂变链式反应模型,铀核裂变反应方程为取5U+如一盘，Ba+弱Kr+彩n,其中n表示中子,裂变后产生的中子能继续发生反应的次数称为链式反应的“传染系数”，下列说法正确的有（）某种原子核懒屣噎人群尊遴卷喘中毒后出现“分裂”公^。、

病状放出三个病毒,修。、、即理论上可以继续传给3个易感人员，称之为传染系数A.从铀核裂变反应方程看，“传染系数”R=2B.核反应堆中通过镉棒吸收中子降低“传染系数C.链式反应的临界值对应的实际“传染系数”为3D.核反应堆中的实际“传染系数”与铀浓度无关答案