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1、专题十三 近代物理初步,高考物理 (课标专用),考点一 波粒二象性 1.(2018课标,17,6分)用波长为300 nm的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28 10-19 J。已知普朗克常量为6.6310-34 Js,真空中的光速为3.00108 ms-1。能使锌产生光电效 应的单色光的最低频率约为 ( ) A.11014 Hz B.81014 Hz C.21015 Hz D.81015 Hz,五年高考,A组 统一命题课标卷题组,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= - =81014
2、 Hz,故选项B正确。,方法技巧 光电效应现象的判断 能使金属产生光电效应的单色光的最低频率即恰好发生光电效应的条件:照射光的能量等于 金属的逸出功。,2.2016课标,35(1),5分(多选)现用某一光电管进行光电效应实验,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,答案 ACE 保持入射光的频率不变,入射
3、光的光强变大,单位时间内逸出的光电子个数增加, 则饱和光电流变大,故A正确。饱和光电流的大小与入射光的频率无直接关系,故B错。由Ek=h -W,可知C正确。当入射光的频率小于金属的极限频率时,光电效应不能发生,故D错。由eU= mv2=h-W得eU=h-W,可见,遏止电压U随的增大而增大,与入射光的光强无关,故E正确。,温馨提示 熟练掌握Ek=h-W、h0=W、eU= mv2很重要。,3.2015课标,35(1),5分,0.445(多选)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.
4、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,答案 ACD 电子束通过双缝产生干涉图样,体现的是波动性,A正确;射线在云室中留下清 晰的径迹,不能体现波动性,B错误;衍射体现的是波动性,C正确;电子显微镜利用了电子束波长 短的特性,D正确;光电效应体现的是光的粒子性,E错误。,考查点 光的波动性,解题关键 知道干涉与衍射是波特有的现象。 了解电子显微镜的原理是利用电子束波长短,不容易发生衍射。,4.2015课标,35(1),5分,0.425在某次光电效应实验中,得到的遏止电压Uc与入射
5、光的频率的 关系如图所示。若该直线的斜率和截距分别为k和b,电子电荷量的绝对值为e,则普朗克常量 可表示为 ,所用材料的逸出功可表示为 。,答案 ek(2分) -eb(3分),解析 根据爱因斯坦光电效应方程有Ekm=h-W0,又因为Ekm=eUc,得到Uc= - ,所以 =k,h= ek;- =b,W0=-eb。,考查点 光电效应,解题关键 解决图像信息问题时要写出横纵坐标轴所代表的两物理量间的函数关系式,知道 图像中截距、斜率对应的物理意义。,考点二 原子与原子核 5.(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。
6、X的原子序数和质量数分别为 ( ) A.15和28 B.15和30 C.16和30 D.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。,规律总结 核反应方程的特点核反应过程中,质量数和电荷数分别守恒。,6.(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 U Th He。下列说法正确的是 ( ) 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
7、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。,关联知识 原子核衰变前后动量守恒、质量数和电荷数守恒;动能和动量与质量的关系;半衰 期的定义及其含义。,7.2016课标,35
8、(1),5分(多选)一静止的铝原子核 Al俘获一速度为1.0107 m/s的质子p后,变 为处于激发态的硅原子核 Si*。下列说法正确的是 ( ) A.核反应方程为p Al Si* B.核反应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为105 m/s,方向与质子初速度的方向一致,答案 ABE 质子p即 H,核反应方程为p Al Si*,A项正确;核反应过程遵循动量守恒定 律,B项正确;核反应过程中系统能量守恒,C项错误;在核反应中质量数守恒,但会发生质量亏 损,所以D项错误;设质子的质量为m,则
9、Si*的质量为28m,由动量守恒定律有mv0=28mv,得v= = m/s3.6105 m/s,方向与质子的初速度方向相同,故E项正确。,考查点 核反应,规律总结 核反应过程遵守动量守恒定律,核反应中质量数守恒,电荷数守恒,但会发生质量亏 损。,8.2014课标,35(1),5分,0.336(多选)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出了基本电荷的数值 B.贝可勒尔通过对天然放射现象的研究,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(Po)和镭(Ra)两种新元素 D.卢瑟福通过粒子散射实验证
10、实了在原子核内部存在质子 E.汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验,发现了阴极射线是由带负电的粒子组成 的,并测出了该粒子的比荷,答案 ACE 密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值,选项A正确;原子中存在原子核是 卢瑟福通过粒子散射实验发现的,选项B、D错误;居里夫妇发现钋和镭是从沥青铀矿中分离 出来的,选项C正确;汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的偏转,发现阴极射线是由带负电的 粒子组成的,并测出其比荷,选项E正确。,考查点 物理学史,应试指导 物理学史是高考考查的一个基本内容。对高中物理学习中涉及的有关物理学史 的内容要引起重视,避免失分。,9.2014课标,35(1),6分,0.
11、537(多选)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.、和三种射线中,射线的穿透能力最强 E.一个原子核在一次衰变中可同时放出、和三种射线,答案 BCD 原子序数大于或等于83的元素,都能发生衰变,而原子序数小于83的部分元素能 发生衰变,故A错。放射性元素的衰变是原子核内部结构的变化,与核外电子的得失及环境温 度无关,故B、C项正确。在、三种射线中,、为带电粒子,穿透本领较弱,射线不带电, 具有较强的穿透本领,故D项正确。一个原子核不能同时发生衰变和衰变,故E项错误。,
12、易错警示 学生容易错选的是E,认为一个原子核在一次衰变中可同时放出、三种射 线。实际上任何一个原子核不能同时发生衰变和衰变,要么是衰变,放出和两种射线,要 么是衰变,放出和两种射线。,考查点 天然放射性,10.2016课标,35(1),5分在下列描述核过程的方程中,属于衰变的是 ,属于衰变的是 ,属于裂变的是 ,属于聚变的是 。(填正确答案标号) A C N e B P S e C U Th He D N He O H E U n Xe Sr+ n F H H He n,答案 C AB E F,解析 天然放射性元素自发地放出粒子(即氦核 He)的衰变属于衰变;放出粒子的衰变属 于衰变;重核分裂
13、成几个中等质量原子核的现象为核裂变;轻原子核聚合成较重原子核的反 应为核聚变。,解题关键 知道衰变与衰变是放射性元素分别放出粒子和粒子的衰变。 知道裂变是重核分裂成几个中等质量的核,聚变是轻核结合成较重的核。,考查点 核反应方程,知识拓展 所有核反应方程都不能写等号,但方程两边保持质量数与电荷数守恒。,考点一 波粒二象性 1.(2018天津理综,5,6分)氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线H、H、H和H,都是氢原子 中电子从量子数n2的能级跃迁到n=2的能级时发出的光,它们在真空中的波长由长到短,可以 判定 ( ) A.H对应的前后能级之差最小 B.同一介质对H的折射率最大 C.同一介质中H的
14、传播速度最大 D.用H照射某一金属能发生光电效应,则H也一定能,B组 自主命题省(区、市)卷题组,答案 A 本题考查氢原子能级跃迁规律。由氢原子能级跃迁可知, =En-E2,H的波长最长, 故 最小,对应能级差最小,选项A正确;同一介质对频率越大的光的折射率越大,波长越短,频 率越大,故同一介质对H的折射率最小而对H的折射率最大,选项B错误;由n= 知,同一介质中 H的传播速度最小,选项C错误;H的频率大于H的频率,因此用H照射某一金属能发生光电效 应,而H不一定能,故选项D错误。,解题关键 熟练掌握氢原子能级跃迁产生光子的能量h= =Em-En和光的频率或波长与折射 率的关系是解答该题的关键
15、。,2.(2017北京理综,18,6分)2017年年初,我国研制的“大连光源”极紫外自由电子激光装 置,发出了波长在100 nm(1 nm=10-9 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。大连 光源因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥 重要作用。 一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子,但又不会把分子打碎。据此判 断,能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h=6.610-34 Js,真空光速c=3108 m/s) ( ) A.10-21 J B.10-18 J C.10-15 J D.10-12 J,答案 B 本题考查光子能量。由题意知,电离一个分子的能量等于照射分子的光子能量,E= h=h =210-18 J,故选项B正确。,3.(2017上海单科,2,3分)光子的能量与其 ( ) A.频率成正比 B.波长成正比 C.速度成正比 D.速度平方成正比,答案 A 由E=h、c=得E=h=h ,可见光子的能量与其频率成正比、与其波长成反比,A 正确,B错误。由于任意能量的光子在真空中传播的速度都是相同的,故C、D皆错误。,易错点拨 关于光子的能量 光子的能量不能理解为动能,不能由动能的定义式Ek= mv2来处理光子能量的问题,谨记爱因 斯坦的光子说、质能方程是关键。,
