（课标Ⅱ卷）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(课标Ⅱ专用)考点一波粒二象性五年高考A组统一命题·课标卷题组1.(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。关键点评对光子能量、逸出功及最大初动能的理解①照射到同一种金属上,说明逸出功相等。②遏止电压和最大初动能关系为:eU=Ek。③光电效应方程:hν-W0=Ek。2.[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。温馨提示熟练掌握Ek=hν-W、hν0=W、eU= mv2很重要。12123.[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。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。he0Wehe0We4.(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考点二原子与原子核答案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)”。5.(2019课标Ⅱ,15,6分)太阳内部核反应的主要模式之一是质子—质子循环,循环的结果可表示为 H He+ e+2ν已知 H和 He的质量分别为mp=1.0078u和mα=4.0026u,1u=931MeV/c2,c为光速。在4个 H转变成 He的过程中,释放的能量约为 ()A.8MeVB.16MeVC.26MeVD.52MeV1144201211 42 11 421个答案C本题考查了学生对核反应中核能的计算能力,体现了学科素养中的物理观念。由核反应方程可知,4个 H转变成1个 He的过程中的质量亏损Δm≈4×1.0078u-4.0026u=0.0286u,释放的核能ΔE=Δmc2=0.0286×931MeV≈26.6MeV,故选项C正确。解题关键本题为估算题,因电子质量很小,约为 u,故在计算的过程中不需纠结,应大胆忽略。11 42 118366.(2018课标Ⅲ,14,6分)1934年,约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝核 Al,产生了第一个人工放射性核素X:α Al→n+X。X的原子序数和质量数分别为 ()A.15和28B.15和30C.16和30D.17和312713 2713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。7.(2017课标Ⅱ,15,6分)一静止的铀核放出一个α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α粒子的动能B.衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C.铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间D.衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量23892 2349042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α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α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α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。22pm8.[2016课标Ⅲ,35(1),5分](多选)一静止的铝原子核 Al俘获一速度为1.0×107m/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105m/s,方向与质子初速度的方向一致2713 2814 27132814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 Si*的质量为28m,由动量守恒定律有mv0=28mv,得v= = m/s≈3.6×105m/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。11 271328142814 028v71.010289.[2016课标Ⅱ,35(1),5分]在下列描述核过程的方程中,属于α衰变的是,属于β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 eB P S eC U Th HeD N He O HE U n Xe Sr+ nF H H He n146.147013215.32160123892.2349042147.421781123592.1014054943810231.214210答案CABEF解析天然放射性元素自发地放出α粒子(即氦核 He)的衰变属于α衰变;放出β粒子的衰变属于β衰变;重核分裂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。考查点核反应方程解题关键①知道α衰变与β衰变是放射性元素分别放出α粒子和β粒子的衰变。②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。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。42 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考点一波粒二象性B组自主命题·省(区、市)卷题组答案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)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 ()  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天津理综,5,6分)氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线Hα、Hβ、Hγ和Hδ,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.Hα对应的前后能级之差最小B.同一介质对Hα的折射率最大C.同一介质中Hδ的传播速度最大D.用Hγ照射某一金属能发生光电效应,则Hβ也一定能答案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,Hα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Hα的折射率最小而对Hδ的折射率最大,选项B错误;由n= 知,同一介质中Hδ的传播速度最小,选项C错误;Hγ的频率大于Hβ的频率,因此用Hγ照射某一金属能发生光电效应,而Hβ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hν= =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。hcλhcλcvhcλ4.(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100nm(1nm=10-9m)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=6.6×10-34J·s,真空光速c=3×108m/s) ()A.10-21JB.10-18JC.10-15JD.10-