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第二讲 原子与原子核,真题模拟体验,名师诠释高考,1,2,3,4,5,6,7,8,9,真题模拟体验,名师诠释高考,1,2,3,4,5,6,7,8,9,真题模拟体验,名师诠释高考,1,2,3,4,5,6,7,8,9,2.(2015江苏单科,12C(1)波粒二象性是微观世界的基本特征,以下说法正确的有( ) A.光电效应现象揭示了光的粒子性 B.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性 C.黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释 D.动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波长也相等 解析:光具有波粒二象性,光电效应揭示了光的粒子性,选项A正确;干涉和衍射是波所具有的特征,选项B正确;黑体辐射的实验规律可利用普朗克提出的能量子观点来解释,选项C错误;根据动量和动能的关系 知,质子和电子的动能相等时,质子的动量大,由 知,质子的德布罗意波的波长小,选项D错误. 答案:AB,真题模拟体验,名师诠释高考,1,2,3,4,5,6,7,8,9,3.(多选)(2014广东理综,18)在光电效应实验中,用频率为的光照射光电管阴极,发生了光电效应.下列说法正确的是( ) A.增大入射光的强度,光电流增大 B.减小入射光的强度,光电效应现象消失 C.改用频率小于的光照射,一定不发生光电效应 D.改用频率大于的光照射,光电子的最大初动能变大 解析:增大入射光的强度,单位时间内逸出的光电子数目增多,光电流增大,A项正确;光电效应的发生与入射光的强度无关,B项错误;入射光频率小于时,若仍大于金属的截止频率,仍能发生光电效应,C项错误;增大入射光的频率时,由爱因斯坦光电效应方程Ek=h-W0可知,光电子的最大初动能变大,D项正确. 答案:AD,真题模拟体验,名师诠释高考,1,2,3,4,5,6,7,8,9,4.(多选)(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656 nm.以下判断正确的是( ) A.氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时,辐射光的波长大于656 nm B.用波长为325 nm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633 nm的光照射,不能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级,真题模拟体验,名师诠释高考,1,2,3,4,5,6,7,8,9,解析:由 及氢原子能级关系可知,从n=2跃迁到n=1时释放光子波长为122 nm,故选项A错误.波长325 nm光子能量小于波长122 nm光子能量,不能使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级,选项B错误.一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时最多有3种可能,因此最多产生3种谱线,选项C正确.从n=3跃迁到n=2时辐射光的波长=656 nm,所以,只有当入射光波长为656 nm时,才能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级,选项D正确. 答案:CD,真题模拟体验,名师诠释高考,1,2,3,4,5,6,7,8,9,5.(多选)(2013课标全国,35(1)关于原子核的结合能,下列说法正确的是( ) A.原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量 B.一重原子核衰变成粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能 D.比结合能越大,原子核越不稳定 E.自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能 解析:核子结合为原子核时释放的能量叫作原子核的结合能,则原子核分解为核子时需要的最小能量等于结合能,A项正确;重核衰变时,同时向外释放能量,因此衰变产物的结合能大于原来重核的结合能,B项正确;铅原子核中的核子数量多,结合能也就大,C项正确;比结合能越大,原子核越稳定,D项错误;核子组成原子核时,质量亏损对应的能量等于原子核的结合能,E项错误. 答案:ABC,真题模拟体验,名师诠释高考,1,2,3,4,5,6,7,8,9,真题模拟体验,名师诠释高考,1,2,3,4,5,6,7,8,9,真题模拟体验,名师诠释高考,1,2,3,4,5,6,7,8,9,8.(2015江苏单科,12C(3)取质子的质量mp=1.672 610-27 kg,中子的质量mn=1.674 910-27 kg,粒子的质量m=6.646 710-27 kg,光速c=3.0108 m/s.请计算粒子的结合能.(计算结果保留两位有效数字) 解析:组成粒子的核子与粒子的质量差m=(2mp+2mn)-m 结合能E=mc2 代入数据得E=4.310-12 J. 答案:4.310-12 J,真题模拟体验,名师诠释高考,1,2,3,4,5,6,7,8,9,9.(2014海南单科,20)一静止原子核发生衰变,生成一粒子及一新核,粒子垂直进入磁感应强度大小为B的匀强磁场,其运动轨迹是半径为R的圆.已知粒子的质量为m,电荷量为q;新核的质量为M;光在真空中的速度大小为c.求衰变前原子核的质量.,真题模拟体验,名师诠释高考,1.在本讲中,高考命题主要涉及:(1)卢瑟福原子结构模型、玻尔原子模型中氢原子的能级图及跃迁规律;(2)原子核的衰变及其规律;(3)质量亏损和核能的计算;(4)光电效应规律及光电管电路. 2.重点考查对上述知识的理解、有关物理学史、研究微观世界的方法,如科学假说、实验探究等.,考点一,考点二,考点三,考点四,1.玻尔原子理论 (1)电子的轨道半径大小不是任意的,是量子化的. (2)原子的能量不是任意的,是量子化的. (3)跃迁条件:原子从一种定态跃迁到另一种定态时,它辐射或吸收一定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差决定.即h=Em-En.(h是普朗克常量,h=6.6310-34 Js) 2.氢原子的能级和轨道半径,考点一,考点二,考点三,考点四,3.氢原子的能级图,如图所示 (1)相邻横线间的距离,表示相邻的能级差,量子数越大,相邻的能级差越小. (2)带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁,竖线的长度表示辐射(或吸收)光子的能量(或频率)大小.,考点一,考点二,考点三,考点四,4.跃迁、电离条件 (1)光子与原子作用时,原子跃迁条件:h=Em-En.电离条件:只要入射光的能量大于或等于各能级的电离能,原子就能吸收电离. (2)实物粒子与原子作用时,跃迁、电离条件:粒子能量大于或等于能级差. 5.一群氢原子跃迁发出的光谱线条数 .一个氢原子向低能级跃迁时最多辐射(n-1)种不同频率的光子.,考点一,考点二,考点三,考点四,(2014福建泉州一模)如图所示,为氢原子的能级图,氢原子从第3能级跃迁到第2能级时,辐射的光子照射到某种金属,刚好发生光电效应.现有大量的氢原子处于n=4的激发态,在向低能级跃迁时所辐射的各种能量的光子中,可使这种金属产生光电效应的有( ) A.3种 B.4种 C.5种 D.6种,考点一,考点二,考点三,考点四,解析:由刚好发生光电效应得逸出功W0=E=E3-E2=1.89 eV,由高能级到低能级跃迁的光子能量大于逸出功的有41、42、31、32、21五种光子,C正确. 答案:C,考点一,考点二,考点三,考点四,考点一,考点二,考点三,考点四,对点训练1 1.已知氢原子的基态能量为E1,激发态能量 ,其中n=2,3,.用h表示普朗克常量,c表示真空中的光速.能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为( ),考点一,考点二,考点三,考点四,2.氢原子的能级图如图所示.用某种单色光照射容器中大量处于n=2能级的氢原子,氢原子吸收这种光子后,能发出波长分别为1、2、3的三种光子(123),则照射光光子的波长为( ) A.1 B.3 C.1-2 D.2+3 解析:能发出波长分别为1、2、3的三种光子,说明有大量光子在能级3上,入射光使原子由2能级跃迁到3能级,因为123,所以对应的能级跃迁为32、21、31.照射光光子的波长为1,选项A正确. 答案:A,考点一,考点二,考点三,考点四,3.(多选)如图为氢原子的能级示意图,锌的逸出功是3.34 eV,那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是( ) A.用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应 B.一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时,能放出3种不同频率的光 C.一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时,发出的光照射锌板,锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75 eV D.用能量为10.3 eV的光子照射,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 E.用能量为14.0 eV的光子照射,可使处于基态的氢原子电离,考点一,考点二,考点三,考点四,解析:氢原子从n=2跃迁到基态时,发射光子的能量为(13.6-3.4) eV=10.2 eV3.34 eV,其照射锌板时就能发生光电效应,选项A错误;选项B中,发出n=32,21,31共3种不同频率的光,其中31发出的光子能量最大,为(13.6-1.51) eV=12.09 eV,根据光电效应方程可知光电子的最大初动能为Ek=h-W=(12.09-3.34) eV=8.75 eV,选项B、C正确;原子从基态跃迁到n=2能级时,需吸收光子的能量为10.2 eV,跃迁到其他能级需要能量更高的光子,根据玻尔理论可知,原子不吸收10.3 eV的光子,选项D错误;原子从基态电离至少需要13.6 eV的能量,因此用14.0 eV的光子照射,可使其电离,选项E正确. 答案:BCE,考点一,考点二,考点三,考点四,2.半衰期公式,考点一,考点二,考点三,考点四,考点一,考点二,考点三,考点四,考点一,考点二,考点三,考点四,对点训练2 1.(多选)(2014课标全国,35(1)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 解析:只有放射性元素才能发生衰变,A项错误;半衰期由原子核的内部自身的因素决定,与原子核所处的化学状态和外部条件无关,B、C两项正确;射线的穿透力最强,D项正确;原子核衰变时,不能同时放出、射线,E项错误. 答案:BCD,考点一,考点二,考点三,考点四,2.(2014福建理综,30(1)如图,放射性元素镭衰变过程中释放出、三种射线,分别进入匀强电场和匀强磁场中,下列说法正确的是( ) A.表示射线,表示射线 B.表示射线,表示射线 C.表示射线,表示射线 D.表示射线,表示射线 解析:射线带正电,射线带负电,射线不带电,在如题图所示的电场中,射线向右偏,射线向左偏,射线不偏转;在如题图所示的磁场中,射线向左偏,射线向右偏,射线不偏转,选项C正确. 答案:C,考点一,考点二,考点三,考点四,考点一,考点二,考点三,考点四,1.核反应的四种类型,考点一,考点二,考点三,考点四,考点一,考点二,考点三,考点四,2.核能的计算方法 (1)E=mc2(J);(2)E=m931.5(MeV); (3)根据核反应前后能量守恒求解.,考点一,考点二,考点三,考点四,考点一,考点二,考点三,考点四,考点一,考点二,考点三,考点四,考点一,考点二,考点三,考点四,考点一,考点二,考点三,考点四,考点一,考点二,考点三,考点四,1.产生条件:入射光的频率大于金属的截止频率. 2.光电效应方程:Ek=h-W0,金属的截止频率 .,考点一,考点二,考点三,考点四,考点一,考点二,考点三,考点四,4.两条思路:(1)光强光子数目多发射光电子多光电流大. (2)光子频率高光子能量大产生光电子的最大初动能大.,考点一,考点二,考点三,考点四,某光电管的阴极K用截止频率为0,的金属钠制成,光电管阳极A和阴极K之间的正向电压为U,普朗克常量为h,电子的电荷量为e.用频率为的紫外线照射阴极,有光电子逸出,光电子到达阳极的最大动能是 ;若在光电管阳极A和阴极K之间加反向电压,要使光电子都不能到达阳极,反向电压至少为 .,考点一,考点二,考点三,考点四,考点一,考点二,考点三,考点四,考点一,考点二,考点三,考点四,对点训练4 1.研究光电效应电路如图所示,用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K),钠极板发射出的光电子被阳极A吸收,在电路中形成光电流.下列关于光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中,正确的是( ),考点一,考点二,考点三,考点四,考点一,考点二,考点三,考点四,2.(2015课标全国,35(1) 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 .,考点一,考点二,考点三,考点四,3. (2014湖北武汉模拟)如图所示是研究光电效应的电路,阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极,K在受到光照时能够发射光电子.阳极A吸收阴极K发出的光电子,在电路中形成电流.如果用单色光a照射阴极K,电流表的指针发生偏转;用单色光b照射光电管阴极K时,电流表的指针不发生偏转.下列说法不正确的是( ) A.a光的波长一定小于b光的波长 B.只增加a光的强度可能使通过电流表的电流增大 C.只增加a光的强度可使逸出的电子最大初动能变大 D.用单色光a照射阴极K,当电源的正、负极对调时,电流表的读数可能减为零,考点一,考点二,考点三,考点四,解析:用单色光b照射光电管阴极K时,电流表的指针不发生偏转,说明b光不能使阴极K发生光电效应,即a光的波长一定小于b光的波长;只增加a光的强度可使阴极K单位时间内逸出的光电子数量增加,故通过电流表的电流增大;只增加a光的强度不能使逸出的电子最大初动能变大;用单色光a照射阴极K,当电源的正、负极对调时,两极间加的是反抗电压,则可能使电子不能到达负极板,从而电流表的读数可能减为零.选项C不正确. 答案:C,
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