2021版高考物理一轮复习 第十二章 近代物理 3 章末热点集训课件

第十二章近代物理章末热点集训热点1光电效应现象(2018·高考江苏卷)光电效应实验中，用波长为λ0的单色光A照射某金属板时，刚好有光电子从金属表面逸出．当波长为λ02的单色光B照射该金属板时，光电子的最大初动能为________，A、B两种光子的动量之比为________．(已知普朗克常量为h、光速为c)[解析]由题意可知，hcλ0＝W，Ek＝2hcλ0－W＝hcλ0；光子的动量与其波长成反比，所以两种光子动量之比为1∶2.[答案]hcλ01∶2几种金属的逸出功W0见下表：金属钨钙钠钾铷W0(×10－19J)7.265.123.663.603.41用一束可见光照射上述金属的表面，请通过计算说明哪些能发生光电效应．已知该可见光的波长范围为4.0×10－7～7.6×10－7m，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.解析：光子的能量E＝hcλ，取λ＝4.0×10－7m，则E≈5.0×10－19J根据E＞W0判断，钠、钾、铷能发生光电效应．答案：钠、钾、铷热点2氢原子能级跃迁问题(2018·高考天津卷)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[解析]Hα的波长最长，频率最低，由跃迁规律可知，它对应的前后能级之差最小，A正确；由频率越低的光的折射率越小知，B错误；由折射率n＝cv可知，在同一介质中，Hα的传播速度最大，C错误；当入射光频率大于金属的极限频率可以使该金属发生光电效应现象，因νHβνHγ，所以Hβ不一定能使该金属发生光电效应现象，D错误．[答案]A(多选)如图为氢原子的能级示意图，则下列对氢原子跃迁的理解正确的是()A．由高能级向低能级跃迁时辐射出来的光子一定不能使逸出功为3.34eV的金属发生光电效应B．大量处于n＝4能级的氢原子向n＝1能级跃迁时，向外辐射6种不同频率的光子C．大量处于n＝3能级的氢原子向n＝1能级跃迁时，用发出的光照射逸出功为3.34eV的金属，从金属表面逸出的光电子的最大初动能为8.75eVD．如果用光子能量为10.3eV的光照射处于n＝1能级的氢原子，则该能级的氢原子能够跃迁到较高能级解析：选BC.氢原子从高能级向低能级跃迁时放出的光子的能量等于前后两个能级的能量差，当氢原子从高能级跃迁到基态时放出的光子的能量最小值为－3.4eV－(－13.6eV)＝10.2eV，大于3.34eV，所以一定能使逸出功为3.34eV的金属发生光电效应，A错误；大量处于n＝4能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子的种类为C24＝4×32＝6，B正确；大量处于n＝3能级的氢原子向n＝1能级跃迁时，辐射出的光子能量最大为－1.51eV－(－13.6eV)＝12.09eV，用此光子照射逸出功为3.34eV的金属，由爱因斯坦光电效应方程可得该金属的最大初动能为12.09eV－3.34eV＝8.75eV，C正确；当氢原子由低能级向高能级跃迁时，氢原子吸收的光子能量一定等于两能级之间的能量差，而由氢原子的能级图可知任何两能级间的能量差都不等于10.3eV，因此不能使n＝1能级的氢原子跃迁到较高的能级，D错误．热点3核反应方程和核能计算现有两动能均为E0＝0.35MeV的21H在一条直线上相向运动，两个21H发生对撞后能发生核反应，得到32He和新粒子，且在核反应过程中释放的能量完全转化为32He和新粒子的动能．已知21H的质量为2.0141u，32He的质量为3.0160u，新粒子的质量为1.0087u，核反应时质量亏损1u释放的核能约为931MeV(如果涉及计算，结果保留整数)．则下列说法正确的是()A．核反应方程为21H＋21H→32He＋11HB．核反应前后不满足能量守恒定律C．新粒子的动能约为3MeVD.32He的动能约为4MeV[解析]由核反应过程中的质量数和电荷数守恒可知21H＋21H→32He＋10n，则新粒子为中子10n，A错误；核反应过程中质量亏损，释放能量，亏损的质量转变为能量，仍然满足能量守恒定律，B错误；由题意可知ΔE＝(2.0141u×2－3.0160u－1.0087u)×931MeV/u＝3.3MeV，根据核反应中系统的能量守恒有EkHe＋Ekn＝2E0＋ΔE，根据核反应中系统的动量守恒有pHe－pn＝0，由Ek＝p22m，可知EkHeEkn＝mnmHe，解得EkHe＝mnmn＋mHe·(2E0＋ΔE)≈1MeV，Ekn＝mHemn＋mHe(2E0＋ΔE)≈3MeV，C正确，D错误．[答案]C(多选)科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：X＋Y→42He＋31H＋4.9MeV和21H＋31H→42He＋X＋17.6MeV，下列表述正确的有()A．X是中子B．Y的质子数是3，中子数是6C．两个核反应都没有质量亏损D．氘和氚的核反应是核聚变反应解析：选AD.核反应方程遵守核电荷数守恒和质量数守恒，则由21H＋31H→42He＋X＋17.6MeV知X为10n，由X＋Y→42He＋31H＋4.9MeV知Y为63Li，其中Y的质子数是3，中子数也是3，A正确，B错误；两个核反应都释放出核能，故都有质量亏损，C错误；10n＋63Li→42He＋31H＋4.9MeV是原子核的人工转变，21H＋31H→42He＋10n＋17.6MeV为轻核聚变，D正确．