《2020年高考物理二轮提分秘籍：物理学史及近代物理（学生版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020年高考物理二轮提分秘籍：物理学史及近代物理（学生版）（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、提分秘籍备战高考2020年高考物理二轮复习热点题型与提分秘籍专题15 物理学史及近代物理题型一 光电效应【典例分析1】(2020山西运城模拟)美国物理学家密立根利用如图甲所示的电路研究金属的遏止电压Uc与入射光频率的关系,描绘出图乙中的图象,由此算出普朗克常量h,电子电荷量用e表示,下列说法正确的是()A入射光的频率增大,测遏止电压时,应使滑动变阻器的滑片P向M端移动B增大入射光的强度,光电子的最大初动能也增大C由Uc图象可知,这种金属截止频率为cD由Uc图象可求普朗克常量表达式为h【提分秘籍】求解光电效应问题的五个关系与四种图象(1)五个关系逸出功W0一定时,入射光的频率决定着能否产生光电效
2、应以及光电子的最大初动能。入射光的频率一定时,入射光的强度决定着单位时间内发射出来的光电子数。爱因斯坦光电效应方程EkhW0。光电子的最大初动能Ek可以利用光电管用实验的方法测得,即EkeUc,其中Uc为遏止电压。光电效应方程中的W0为逸出功。它与极限频率c的关系是W0hc。(2)四种光电效应的图象图象名称图线形状由图线直接(或间接)得到的物理量最大初动能Ek与入射光频率的关系图线(1)极限频率：图线与轴交点的横坐标c(2)逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值W0|E|E(3)普朗克常量：图线的斜率kh颜色相同、强度不同的光,光电流与电压的关系(1)遏止电压Uc：图线与横轴交点的横坐标(2
3、)饱和光电流Im：电流的最大值(3)最大初动能：EkeUc颜色不同时,光电流与电压的关系(1)遏止电压Uc1、Uc2(2)饱和光电流(3)最大初动能Ek1eUc1,Ek2eUc2遏止电压Uc与入射光频率的关系图线(1)极限频率c：图线与横轴的交点的横坐标值(2)遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大(3)普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积,即hke【突破训练】1.(2019哈尔滨三中二模)(多选)图甲是研究光电效应的电路图,图乙是用a、b、c光照射光电管得到的IU图线,Uc1、Uc2表示遏止电压,下列说法正确的是()A在光照条件不变的情况下,随着所加电压的增大,光电流一直会增加Ba
4、、c光的频率相等C光电子的能量只与入射光的强弱有关,而与入射光的频率无关Da光的波长大于b光的波长2.(2019河北唐山一模)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,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,图线与横轴交点的横坐标为5.151014 Hz。已知普朗克常量h6.631034 Js。则下列说法中正确的是()A欲测遏止电压,应选择电源左端为正极B当电源左端为正极时,滑动变阻器的滑片向右滑动,电流表的示数持续增大C增大照射光的强度,产生的光电子的最大初动能一定增大D如果实验中入射光的频率7.001014 Hz,则产生的光电子的最大初动能Ek
5、m1.21019 J题型二 原子结构和能级跃迁【典例分析1】(2020河南省郑州市月考)如图所示为氢原子能级的示意图,下列有关说法正确的是()A处于基态的氢原子吸收10.5 eV的光子后能跃迁至n2能级B大量处于n4能级的氢原子向低能级跃迁时,最多可辐射出3种不同频率的光C若用从n3能级跃迁到n2能级辐射出的光,照射某金属时恰好发生光电效应,则用从n4能级跃迁到n3能级辐射出的光,照射该金属时一定能发生光电效应D用n4能级跃迁到n1能级辐射出的光,照射逸出功为6.34 eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为6.41 eV【提分秘籍】原子能级跃迁问题的解题技巧(1)原子跃迁时,所吸收或释放的光子
6、能量只能等于两能级之间的能量差,即Eh|E初E末|。(2)原子电离时,所吸收的能量可以大于或等于某一能级能量的绝对值。(3)一群氢原子和一个氢原子不同,氢原子核外只有一个电子,这个电子在某时刻只能处在某一个确定的轨道上,在某段时间内,由这一轨道跃迁到另一较低能级轨道时,可能的情况只有一种,所以一个氢原子从n能级跃迁发射出光子的最多可能种类Nn1。但是如果有大量n能级的氢原子,它们的核外电子向低能级跃迁时就会有各种情况出现了,发射光子的种类NC。(4)计算氢原子能级跃迁放出或吸收光子的频率和波长时,要注意各能级的能量值均为负值,且单位为电子伏,计算时需换算单位,1 eV1.61019 J。(5)
7、氢原子能量为电势能与动能的总和,能量越大,轨道半径越大,势能越大,动能越小。【突破训练】1.(2019福建南平二模)氢原子能级如图所示,则下列说法正确的是()A氢原子能级越高原子的能量越大,电子绕核运动的轨道半径越大,动能也越大B用动能为12.3 eV的电子射向一群处于基态的氢原子,原子有可能跃迁到n2的能级C用光子能量为12.3 eV的光照射一群处于基态的氢原子,氢原子有可能跃迁到n2的能级D用光子能量为1.75 eV的可见光照射大量处于n3能级的氢原子时,氢原子不能发生电离2.(2019山东日照高考模拟)氢原子的能级如图,一群氢原子处于n4能级上。当氢原子从n4能级跃迁到n3能级时,辐射光
8、的波长为1884 nm,下列判断正确的是()A一群氢原子从n4能级向n1能级跃迁时,最多产生4种谱线B从高能级向低能级跃迁时,氢原子核一定向外放出能量C氢原子从n3能级跃迁到n2能级时,辐射光的波长大于1884 nmD用氢原子从n2能级跃迁到n1能级辐射的光照射W逸6.34 eV的铂,能发生光电效应3(2019山东省“评价大联考”三模)如图所示为氢原子能级图,现有大量氢原子从n4的能级发生跃迁,产生一些不同频率的光,让这些光照射一个逸出功为2.29 eV的钠光电管,以下说法正确的是()A这些氢原子可能发出3种不同频率的光B能够让钠光电管发生光电效应现象的有4种光子C光电管发出的光电子与原子核发
9、生衰变时飞出的电子都是来源于原子核内部D钠光电管在这些光照射下发出的光电子再次轰击处于基态的氢原子,可以使氢原子跃迁到n3的能级题型三 原子核的衰变、核反应与核能【典例分析1】(2020山东济宁育才中学模拟)Co衰变的核反应方程为CoNie,其半衰期为5.27年。已知Co、Ni、e的质量分别为m1、m2、m3,下列说法正确的是()A该核反应中释放的能量为(m2m3m1)c2B该核反应中释放出的射线的穿透本领比粒子强C若有16个Co原子,经过5.27年后一定只剩下8个Co原子D粒子是Co核外的电子电离形成的【典例分析2】(2020河北衡水统测)一放射性原子核X静止在与纸面垂直的匀强磁场中,衰变后
10、产生的原子核Y及粒子的运动轨迹如图,则()A此次衰变可能为衰变 BY的质子数比X的质子数小4CY的中子数比X的中子数小4 D轨迹2为Y的运动轨迹【提分秘籍】1.原子核的衰变问题(1)衰变实质：衰变是原子核中的2个质子和2个中子结合成一个氦核并射出；衰变是原子核中的一个中子转化为一个质子和一个电子,再将电子射出；衰变伴随着衰变或衰变同时发生,不改变原子核的质量数与电荷数,以光子形式释放出衰变过程中的多余能量。(2)核衰变规律：,其中t为衰变的时长,为原子核的半衰期。衰变的快慢由原子核内部因素决定,跟原子所处的物理、化学状态无关；半衰期是统计规律,对个别、少数原子核无意义。(3)衰变和衰变次数的确
11、定方法方法一：由于衰变不改变质量数,故可以先由质量数改变确定衰变的次数,再根据电荷数守恒确定衰变的次数。方法二：设衰变次数为x,衰变次数为y,根据质量数和电荷数守恒列方程组求解。2三种射线(1)射线：穿透能力最弱,电离作用最强。(2)射线：穿透能力较强,电离作用较弱。(3)射线：穿透能力更强,电离作用更弱。3核反应方程(1)核反应方程遵循的规律核反应方程遵循质量数、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。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)核反应类型衰变衰变：XYHe衰变：XYe原子核的人工转变质子的发现：NHeOH中子的
12、发现：BeHeCn人工放射性同位素的发现：AlHePnPSie重核裂变例如：UnBaKr3n。轻核聚变例如：HHHen。4核能的计算方法(1)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Emc2(J)。(2)根据1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏(MeV)的能量,用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV,即Em931.5(MeV)。(3)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为释放的核能。【突破训练】1.(2019四川广元三诊改编)钍基熔盐堆核能系统(TMSR)是第四代核能系统之一。其中钍基核燃料铀由较难裂
13、变的钍吸收一个中子后经过若干次衰变而来；铀的一种典型裂变产物是钡和氪。以下说法正确的是()A题中钍核Th变成铀核的核反应方程为ThnTh,ThU2eB钍核衰变的快慢由原子所处的化学状态和外部条件决定C钍核Th中有90个中子,142个质子D在铀核裂变成钡和氪的核反应中,核子的比结合能减小2.(2019湖南衡阳二模)在匀强磁场中,一个原来静止的原子核,由于衰变放射出某种粒子,结果得到一张两个相切圆1和2的径迹照片如图所示,已知两个相切圆的半径分别r1、r2,则下列说法正确的是()A原子核可能发生衰变,也可能发生衰变B径迹2可能是衰变后新核的径迹C若衰变方程是UThHe,则衰变后新核和射出的粒子的动
14、能之比为1172D若衰变方程是UThHe,则r1r21453.(2019河南郑州二模)1933年至1934年间,约里奥居里夫妇用粒子轰击铝箔时,发生的核反应方程为AlHePn,反应生成物P像天然放射性元素一样衰变,放出正电子e,且伴随产生中微子,核反应方程为PSie。则下列说法正确的是()A当温度、压强等条件变化时,放射性元素P的半衰期随之变化B中微子的质量数A0,电荷数Z0C正电子产生的原因可能是核外电子转变成的D两个质子和两个中子结合成一个粒子,则质子与中子的质量之和一定等于粒子的质量2.(2019山东威海三模)土壤和大气中含有放射性元素钋210,它可以通过根部吸收或表面吸附的途径进入植物的组织中,烟叶中含量较高。钋210可以通过吸烟的途径进入吸烟者体内,其半衰期为138天。8 mg钋210经过414天后还剩下()A4 mg B2 mg C1 mg D05.(2019长春质量监测)(多选)2017年1月9日,大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖。大多数原子核发生核反应的过程中都伴着中微子的产生,例如核裂变、核聚变、衰变等。下
