（山东专用）2020届高考物理一轮复习 专题十三 近代物理初步课件

专题十三近代物理初步高考物理(山东专用)A组山东省卷、课标Ⅰ卷题组五年高考考点一波粒二象性1.[2016课标Ⅰ,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=hν-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=hν-W得eU=hν-W,可见,遏止电压U随ν的增大而增大,与入射光的光强无关,故E正确。12知识归纳关于光电效应的问题,熟练掌握以下关系式很重要:①hν=W+ mv2;②hν0=W;③eU= mv2。12122.[2015课标Ⅰ,35(1),5分,0.425]在某次光电效应实验中,得到的遏止电压Uc与入射光的频率ν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=hν-W0,又因为Ekm=eUc,得到Uc= ν- ,所以 =k,h=ek;- =b,W0=-eb。he0Wehe0We考点二原子、原子核3.(2019课标Ⅰ,14,6分)氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63eV~3.10eV的光为可见光。要使处于基态(n=1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子,最少应给氢原子提供的能量为 ()A.12.09eVB.10.20eVC.1.89eVD.1.51eV答案A本题考查原子的能级跃迁问题,体现了模型建构的核心素养。由题图数据分析可知,只有氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光子能量在可见光光子能量范围内,所以处于基态(n=1)的氢原子最少也要跃迁到n=3能级,氢原子吸收的能量最少为ΔE=E3-E1=12.09eV,故选A。易错警示本题易错选C,没有注意到氢原子原本处于“基态(n=1)”。4.(2017课标Ⅰ,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→ n。已知 H的质量为2.0136u He的质量为3.0150u, n的质量为1.0087u,1u=931MeV/c2。氘核聚变反应中释放的核能约为 ()A.3.7MeVB.3.3MeVC.2.7MeVD.0.93MeV2211H 3120He 21 32,10,答案B本题考查核能的计算。聚变反应中的质量亏损为Δm=(2×2.0136-3.0150-1.0087)u=0.0035u,则释放的核能为ΔE=Δmc2=0.0035×931MeV≈3.3MeV,B正确。方法技巧由质量亏损计算核能由Δm计算核反应过程中释放的核能时,若Δm以u为单位,可由1u=931MeV/c2,得到释放的以MeV为单位的核能;若Δm以kg为单位,则由质能方程ΔE=Δmc2获得以J为单位的释放的核能。5.[2015山东理综,39(1)]14C发生放射性衰变成为14N,半衰期约5700年。已知植物存活期间,其体内14C与12C的比例不变;生命活动结束后,14C的比例持续减少。现通过测量得知,某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是。(双选,填正确答案标号)a.该古木的年代距今约5700年b.12C、13C、14C具有相同的中子数c.14C衰变为14N的过程中放出β射线d.增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变答案ac解析古木样品中14C的比例正好是现代样品的二分之一,说明该古木恰好经历了一个半衰期的时间,故a正确。12C、13C、14C具有相同的质子数、不同的中子数,故b错。14C的衰变方程为: C N e,可见c正确。放射性元素的半衰期与外界因素无关,故d错。146 　147　01　6.[2014山东理综,39(1)]氢原子能级如图,当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时,辐射光的波长为656nm。以下判断正确的是。(双选,填正确答案标号) a.氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时,辐射光的波长大于656nmb.用波长为325nm的光照射,可使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级c.一群处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线d.用波长为633nm的光照射,不能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级答案cd解析由E初-E终=hν=h 可知,氢原子跃迁时始末能级差值越大,辐射的光子能量越高、波长越短,由能级图知E3-E2E2-E1,故a错误。由 = 得λ=121.6nm325nm,故b错误。由 =3可知c正确。因跃迁中所吸收光子的能量必须等于始末能级的差值,即从n=2跃迁到n=3的能级时必须吸收λ=656nm的光子,故d正确。cλ1.51(3.4)3.4(13.6)656λ23C方法技巧衰变中的动量和能量守恒在α衰变过程中,静止的原子核放射α粒子,新核与α粒子的总动量保持不变(为零),而衰变释放的能量与质量亏损之间必然遵循质能方程ΔE=Δmc2。7.[2013山东理综,38(1)]恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应,当温度达到108K时,可以发生“氦燃烧”。①完成“氦燃烧”的核反应方程 He+ Be+γ。 Be是一种不稳定的粒子,其半衰期为2.6×10-16s。一定质量的 Be,经7.8×10-16s后所剩 Be占开始时的。42:8484②84 84 答案 He或α② 或12.5%42①18解析①由质量数、电荷数守恒得 He He Be+γ②在t=7.8×10-16s时间内,原子核衰变的次数n= =3故m= m042 4284tτ188.[2012山东理综,38(1),8分]氢原子第n能级的能量为En= ,其中E1为基态能量。当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时,发出光子的频率为ν1;若氢原子由第2能级跃迁到基态,发出光子的频率为ν2,则 =。12En12νν答案 14解析光子的能量满足两个能级的能级差:hν1= - =- E1;hν2= -E1=- E1。故 = 。124E122E316122E3412νν149.[2011山东理综,38(1)]碘131核不稳定,会发生β衰变,其半衰期为8天。①碘131核的衰变方程 I→(衰变后的元素用X表示)。②经过天有75%的碘131核发生了衰变。13153:答案 X e②1613154①01解析①根据质量数、电荷数守恒得 I X e②根据m=m0 得:0.25m0=m0 ,解得t=16天。13153 131540112tτ812t10.[2010山东理综,38(1)]大量氢原子处于不同能量激发态,发生跃迁时放出三种不同能量的光子,其能量值分别是:1.89eV、10.2eV、12.09eV。跃迁发生前这些原子分布在个激发态能级上,其中最高能级的能量值是eV(基态能量为-13.6eV)。答案2-1.51解析画出氢原子的能级结构图可看出,跃迁时能放出三种不同能量的光子,跃迁前这些原子分布在n=2、n=3这2个激发态能级上。其中最高能级的能量值为-1.51eV。n=4——-0.85eVn=3——-1.51eVn=2——-3.4eVn=1——-13.6eVB组课标Ⅱ、Ⅲ及其他省(区、市)卷题组考点一波粒二象性1.(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。由表中数据得出的论断中不正确的是 ()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,光电流越大组次入射光子的能量/eV相对光强光电流大小/mA逸出光电子的最大动能/eV第一组1234.04.04.0弱中强2943600.90.90.9第二组4566.06.06.0弱中强2740552.92.92.9答案B本题考查了光电管在光照下产生光电流的现象和考生的实验数据分析能力,培养了考生的科学探究素养。表格中入射光子的能量不同,根据光子的能量E=hν可知两组实验采用的入射光的频率不同,再由光电效应方程解得两组实验中金属的逸出功都是3.1eV,所以A选项正确,B选项不正确。当入射光子的能量为5.0eV时,Ekm=hν-W=1.9eV,故C选项正确。当入射光子的能量为5.0eV时,相对光强越强,单位时间内飞出的光电子越多,光电流越大,所以D项正确。解题关键认真分析题中所给的数据,利用光电效应方程计算逸出功和最大初动能。2.(2019天津理综,5,6分)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 () 答案C本题考查了考生的科学思维能力,体现了应用与创新价值观念。由题述“同一光电效应装置”可知金属的逸出功相同,再由I-U图像中遏止电压关系得知三种光的频率νbνcνa,则三种光在三棱镜中的折射率nbncna,据此可判断通过棱镜后光的折射情况,C选项正确,A、B、D项均错误。解题关键从图像中分析出三种光的频率关系,从而得出它们在三棱镜中的折射率的大小关系。3.(2018课标Ⅱ,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1.28×10-19J。已知普朗克常量为6.63×10-34J·s,真空中的光速为3.00×108m·s-1。能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为 ()A.1×1014HzB.8×1014HzC.2×1015HzD.8×1015Hz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ν0应满足hν0=W0,联立得ν0= - =8×1014Hz,故选项B正确。hcλcλkEh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。4.(2017课标Ⅲ,19,6分)(多选)在光电效应实验中,分别用频率为νa、νb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 ()A.若νaνb,则一定有UaUbB.若νaνb,则一定有EkaEkbC.若UaUb,则一定有EkaEkbD.若νaνb,则一定有hνa-Ekahνb-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νaνb,据Ek=hν-W0可知,EkaEkb,则B项正确。由Ek=eU,可知UaUb,则A项错误。若UaUb,说明EkaEkb,则C项正确。由Ek=hν-W0得hν-Ek=W0,而同一种金属W0相同,与入射光的频率无关,故hνa-Eka=hνb-Ekb,则D项错误。归纳总结对光子能量、逸出功及最大初动能的理解①同一种金属逸出功相同,与入射光的频率无关。②遏止电压只与光电子的最大初动能有关:eU=Ek。③光电效应方程:hν-W0=Ek。5.[2015课标Ⅱ,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.β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C.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