備考高考物理一輪金牌訓(xùn)練 第一部分 專題五 第2講 近代物理初步課件

第第2 2講講近代物理初步近代物理初步1(雙選，2011 年廣東卷)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，下列表述正確的是()CDA光照時(shí)間越長(zhǎng)光電流越大B入射光足夠強(qiáng)就可以有光電流C遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)D入射光頻率大于極限頻率才能產(chǎn)生光電子解析：各種金屬都存在著極限頻率，低于極限頻率的任何入射光強(qiáng)度再大、照射時(shí)間再長(zhǎng)都不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)；發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比；遏止電壓隨入射光的頻率增大而增大，故 C、D 選項(xiàng)正確2(2011 年四川卷)氫原子從能級(jí) m 躍遷到能級(jí) n 時(shí)輻射紅光的頻率為v1，從能級(jí) n 躍遷到能級(jí) k 時(shí)吸收紫光的頻率為v2，已知普朗克常量為 h，若氫原子從能級(jí) k 躍遷到能級(jí)m，則()A吸收光子的能量為 hv1hv2B輻射光子的能量為 hv1hv2C吸收光子的能量為 hv2hv1D輻射光子的能量為 hv2hv1答案：D3(2011 年重慶卷)核電站核泄漏的污染物中含有碘 131和銫 137.碘 131 的半衰期約為 8 天，會(huì)釋放射線；銫 137是銫 133 的同位素，半衰期約為 30 年，發(fā)生衰變時(shí)會(huì)輻射射線下列說法正確的是()A碘 131 釋放的射線由氦核組成B銫 137 衰變時(shí)輻射出的光子能量小于可見光光子能量C與銫 137 相比，碘 131 衰變更慢D銫 133 和銫 137 含有相同的質(zhì)子數(shù)解析：射線實(shí)際是電子流，A 錯(cuò)誤；射線是高頻電磁波，其光子能量大于可見光的能量，B 錯(cuò)誤；半衰期是放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，碘 131 的半衰期為8天，銫137半衰期為30 年，碘 131 衰變更快，C 錯(cuò)誤；同位素是具有相同的質(zhì)子數(shù)和不同的中子數(shù)的元素，故銫133 和銫 137 含有相同的質(zhì)子數(shù)，D 正確答案：D4(雙選，2010 年廣東卷)關(guān)于核衰變和核反應(yīng)的類型，下列表述正確的有()AC解析：B 為人工核轉(zhuǎn)變，D 為衰變，選 A、C.BA聚變反應(yīng)不會(huì)釋放能量B聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核C聚變反應(yīng)沒有質(zhì)量虧損D目前核電站都采用聚變反應(yīng)發(fā)電解析：聚變反應(yīng)時(shí)將質(zhì)量較小的輕核聚變成質(zhì)量較大的核，聚變過程會(huì)有質(zhì)量虧損，要放出大量的能量；但目前核電站都采用鈾核的裂變反應(yīng)，因此 B 正確從近三年的高考試題來看，題目難度不大，考查形式是選擇題，考查的范圍相對(duì)穩(wěn)定，密切結(jié)合課本考查的主要知識(shí)：物理學(xué)史、光電效應(yīng)、原子能級(jí)的躍遷、原子核的結(jié)構(gòu)和衰變、半衰期、核反應(yīng)方程(衰變、人工轉(zhuǎn)變、裂變、聚變)和核能在今后的復(fù)習(xí)中，應(yīng)該抓住重點(diǎn)知識(shí)，如光電效應(yīng)、核反應(yīng)方程和原子能級(jí)的躍遷等，這些知識(shí)在廣東高考中經(jīng)常出現(xiàn)光電效應(yīng)【例 1】(2011 年福建卷)愛因斯坦提出了光量子概念并成功地解釋光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得 1921 年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)某種金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能 Ekm 與入射光頻率的關(guān)系如圖 521)所示，其中v0 為極限頻率從圖中可以確定的是(圖 521A逸出功與v有關(guān)BEkm 與入射光強(qiáng)度成正比C當(dāng)vv0 時(shí)，會(huì)逸出光電子D圖中直線的斜率與普朗克常量有關(guān)解析：由愛因斯坦光電方程 EkhvW和Whv0(W 為金屬的逸出功)，可得 Ekhvhv0，可見圖象的斜率表示普朗克常量，D 正確；只有vv0 時(shí)才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，C 錯(cuò)；金屬的逸出功只和金屬的極限頻率有關(guān)，與入射光的頻率無關(guān)，A 錯(cuò)；最大初動(dòng)能取決于入射光的頻率，而與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，B 錯(cuò)深刻理解光電效應(yīng)現(xiàn)象，靈活運(yùn)用光電效應(yīng)方程解釋，金屬的逸出功只與金屬的極限頻率有關(guān)1(雙選)如圖 522 所示，電路中所有元件完好，光照射到陰極上時(shí)，靈敏電流計(jì)中沒有電流通過，其原因可能是()D圖 522A入射光太弱C光照時(shí)間短B入射光波長(zhǎng)太長(zhǎng)D電源正負(fù)極接反色光光子能量范圍(eV)紅橙黃綠藍(lán)靛紫1.612.002.002.072.072.142.142.532.532.762.763.10氫原子能級(jí)躍遷【例2】氫原子部分能級(jí)的示意圖如圖 523 所示，不同色光的光子能量如下所示：圖 523處于某激發(fā)態(tài)的氫原子，發(fā)射的光的譜線在可見光范圍)內(nèi)僅有 2 條，其顏色分別為(A紅、藍(lán)靛C紅、紫B黃、綠D藍(lán)靛、紫解析：在本題電路中形成電流的條件，一是陰極在光的照射下有光電子逸出，這決定于入射光的頻率是否高于陰極材料的極限頻率，與入射光的強(qiáng)弱、照射時(shí)間長(zhǎng)短無關(guān)；二是逸出的光電子應(yīng)能在電路中定向移動(dòng)到達(dá)陽極光電子能否到達(dá)陽極，應(yīng)由光電子的初動(dòng)能大小和兩極間所加電壓的正負(fù)和大小共同決定一旦電壓正負(fù)極接反，即使具有很大初動(dòng)能的光電子也可能不能到達(dá)陽極，即使發(fā)生了光電效應(yīng)現(xiàn)象，電路中也不能形成光電流，故該題的正確答案是 B、D.答案：BD原子由能量較高能級(jí)向能量較低能級(jí)躍遷時(shí)放出光子(能量)，躍遷規(guī)律為：E較高E較低hv.2(雙選)氫原子的部分能級(jí)如圖 524 所示已知可見光的光子能量在 1.62 eV 到 3.11 eV 之間由此可推知，氫原子()圖 524A從高能級(jí)向 n1 能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光的波長(zhǎng)比可見光的短B從高能級(jí)向 n2 能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光均為可見光C從高能級(jí)向 n3 能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光的頻率比可見光的高D從 n3 能級(jí)向 n2 能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光為可見光解析：如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第二能級(jí)，能夠發(fā)出10.2 eV 的光子，不屬于可見光；如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第三能級(jí)，能夠發(fā)出 12.09 eV、10.2 eV、1.89 eV 的三種光子，只有 1.89 eV 屬于可見光；如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第四能級(jí)，能夠發(fā)出12.75 eV、12.09 eV、10.2 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV 的六種光子，1.89 eV 和 2.55 eV 屬于可見光，1.89 eV的光子為紅光，2.55 eV 的光子為藍(lán)靛，A 正確答案：A原子核反應(yīng)方程【例3】關(guān)于下列核反應(yīng)或核衰變方程，說法正確的是()解析：從高能級(jí)向 n1 的能級(jí)躍遷的過程中輻射出的最小光子能量為10.20 eV，不在1.62 eV 到3.11 eV 之間，A正確；已知可見光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之間，從高能級(jí)向n2 能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光的能量小于或等于3.40 eV，B 錯(cuò)；從高能級(jí)向n3 能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光的頻率只有能量大于 3.11 eV 的光的頻率才比可見光高，C 錯(cuò)；從n3 到n2 的過程中釋放的光的能量等于1.89 eV 介于1.62 eV 到3.11 eV 之間，所以是可見光，D 對(duì)答案：AD核反應(yīng)前后遵守電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒3原子核聚變可望給人類未來提供豐富的潔凈能源當(dāng)氖等離子體被加熱到適當(dāng)高溫時(shí)，氖核參與的幾種聚變反應(yīng)可能發(fā)生，放出能量這幾種反應(yīng)的總效果可以表示為：AAk1，d4Ck1，d6Bk2，d2Dk2，d3解析：由核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒可知 A 對(duì)、B 錯(cuò)；C 中反應(yīng)是衰變，D 中反應(yīng)是裂變，C、D 均錯(cuò)1原子核反應(yīng)一般可分為四類：天然放射性現(xiàn)象(衰變、衰變、衰變)、人工轉(zhuǎn)變、重核裂變、輕核聚變不管是哪一種核反應(yīng)，都遵從質(zhì)量數(shù)(或核子數(shù))守恒和電荷數(shù)(或質(zhì)子數(shù))守恒，這是書寫和檢驗(yàn)核反應(yīng)方程式的原則2原子由能量較高能級(jí)向能量較低能級(jí)躍遷時(shí)放出光子，躍遷規(guī)律為：Em-Enhv.對(duì)于光子來說，它的頻率與波長(zhǎng)間有關(guān)系：cv.應(yīng)注意一群原子和一個(gè)原子躍遷的不同，一群氫原子就是處在 n 軌道上有若干個(gè)氫原子，某個(gè)氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可能從 n 能級(jí)直接躍遷到基態(tài)，產(chǎn)生一條譜線；另一個(gè)氫原子可能從 n 能級(jí)躍遷到某一激發(fā)態(tài)，產(chǎn)生另一條譜線，該氫原子再從這一激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)，再產(chǎn)生一條譜由數(shù)學(xué)知識(shí)得到一群氫原子處于 n 能級(jí)時(shí)可能輻射的譜線條數(shù)為 Nn(n1)/2.然而原子系統(tǒng)一般處在能量最低的基態(tài)，要使其放出光子就必須先將原子系統(tǒng)激發(fā)到能量較高的激發(fā)態(tài)，這有兩種辦法，一是吸收光子，根據(jù)波爾理論，光子能量必須等于兩能級(jí)能量之差；二是電子撞擊，電子動(dòng)能應(yīng)不小于兩能級(jí)能量之差