2019-2020年高三物理一轮复习 O单元 近代物理初步专练（含详解）.doc

2019-2020年高三物理一轮复习 O单元 近代物理初步专练（含详解）目录O1 量子论初步 光的粒子性1O2 原子核1O3 近代物理初步综合8 O1 量子论初步 光的粒子性 O2 原子核【题文】（物理卷xx届河北省唐山一中高二下学期期末考试（xx.07）7关于近代物理，下列说法正确的是()A射线是高速运动的氦原子B核聚变反应方程HHHen中，n表示质子C从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征【知识点】 原子核衰变及半衰期、衰变速度；物理学史O2 P0【答案解析】D解析A、射线是高速运动的氦核流，不是氦原子故A错误；B、在核反应中电荷数守恒、质量数守恒核聚变反应方程12H+13H-24He+01n中，01n表示中子故B错误；C、根据光电效应方程Ekm=hv-W0，知最大初动能与照射光的频率成线性关系，不是成正比，故C错误；D、玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征故D正确；故选：D【思路点拨】射线是高速运动的氦核流；根据电荷数守恒、质量数守恒判断核聚变方程的正误；根据光电效应方程得出最大初动能与照射光频率的大小关系；玻尔将量子观念引入原子领域，能够很好解释氢原子光谱，但不能解释氦原子光谱特征解决本题的关键知道各种粒子的符号，以及粒子的实质，掌握光电效应方程，知道最大初动能与入射光频率的关系【题文】（物理卷xx届河北省唐山一中高二下学期期末考试（xx.07）14玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验规律，氢原子能级图如图所示，当氢原子从n4的能级跃迁到n2的能级时，辐射出频率为_Hz的光子用该频率的光照射逸出功为2.25 eV的钾表面，产生的光电子的最大初动能为_eV.(电子电荷量e1.601019C，普朗克常量h6.631034Js)【知识点】 光电效应 氢原子的能级公式和跃迁O2【答案解析】6.21014Hz0.3 eV 解析 ，带入数据 ，根据光电效应方程得，Ekm=hv-W0=2.55-2.25=0.3eV【思路点拨】本题考查了波尔原子理论：从高轨道向低轨道跃迁时减少的能量以光子的形式辐射出去；解决本题的关键知道能级间跃迁辐射或吸收光子的能量等于两能级间的能级差【题文】（物理卷xx届甘肃省兰州一中高二下学期期末考试（xx.07）2.关于近代物理学的结论中，正确的是 A.宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动 B.物质波是一种概率波，在微观物理学中不可以用轨迹来描述粒子的运动C.光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成正比 D.若氢原子从n = 6能级向n = 1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n = 6能级向n = 2能级跃迁时辐射出的光能使该金属发生光电效应【知识点】 光电效应；概率波；氢原子的能级公式和跃迁O2 O3【答案解析】B 解析A、根据德布罗意波长=知，宏观物体的动量较大，德布罗意波长较短，波长越短，波动性越不明显故A错误B、物质波是一种概率波，在微观物理学中不可以用轨迹来描述粒子的运动故B正确C、根据光电效应方程EKm=h-W0知，最大初动能与光的频率成一次函数关系，不是正比关系故C错误D、根据Em-En=h知，从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光对应的能量更小，不能发生光电效应故D错误故选：B【思路点拨】A、根据德布罗意波长分析宏观物体的波长，波长越长，波动性越明显B、物质波是一种概率波，没有确定的位置C、根据光电效应方程EKm=h-W0分析光电子的最大初动能与光的频率的关系；D、根据Em-En=h，即可判断从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光能否使该金属发生光电效应本题考查了德布罗意波长、光电效应和能级等基本概念，难度不大，关键要对这些知识点熟悉，注意线性关系与正比的不同【题文】（物理卷xx届甘肃省兰州一中高二下学期期末考试（xx.07）6.如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是 E1E2E3acb【知识点】 氢原子的能级公式和跃迁02 【答案解析】B 解析从第3能级跃迁到第1能级，能级差最大，知c光的频率最大，波长最短，从第3能级跃迁到第2能级，能级差最小，知a光的光子频率最小，波长最长，所以波长依次增大的顺序为c、b、a故B正确，A、C、D错误故选：B【思路点拨】能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，光子频率越大，波长越短, 解决本题的关键知道频率与波长的关系，以及知道能级间跃迁吸收或辐射的光子能量等于两能级的能级差进行分析【题文】（物理卷xx届甘肃省兰州一中高二下学期期末考试（xx.07）7.下列说法正确的是A.发现中子的核反应方程是 B.在中子轰击下生成和的过程中,原子核中的平均核子质量变小C.200个的原子核经过两个半衰期后剩下50个D.比结合能越大，表示原子核中核子结合的越牢固，原子核越稳定【知识点】 原子核衰变及半衰期、衰变速度；氢原子的能级公式和跃迁02 03【答案解析】ABD 解析A、发现中子的核反应方程是49Be+24He612C+01n，故A正确；B、在中子轰击下生成3894Se和54140Xe的过程中，质量亏损，原子核中的平均核子质量变小，故B正确；C、半衰期是大量原子核衰变的统计规律，统计少量个数原子核是没有意义的，故C错误；D、比结合能越大，表示原子核中核子结合的越牢固，原子核越稳定，故D正确；故选：ABD【思路点拨】查德威克通过粒子轰击铍核发现了中子质子与中子的质量之和与原子核的质量之差是原子核的质量亏损；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，统计少量个数原子核是没有意义的；比结合能越大，表示原子核中核子结合的越牢固，原子核越稳定对于物理学发展历史上几个重要的核反应方程如质子发现、中子等核反应方程要熟练掌握，知道质量亏损、半衰期、比结合能的概念、【题文】（物理卷xx届甘肃省兰州一中高二下学期期末考试（xx.07）11.经过核衰变成为，共发生了 次衰变， 次衰变，的半衰期是5天，12g的经过15天以后剩下的质量为 g.【知识点】 原子核衰变及半衰期、衰变速度O2【答案解析】 4 ， 2 ， 1.5 解析92238U衰变为86222Rn，质量数减小16，电荷数减小6由于原子核经过一次衰变，电荷数减小2，质量数减小4，经过一次衰变后电荷数增加1，质量数不变，所以衰变为衰变为由公式m=M =12=1.5g【思路点拨】原子核经过一次衰变，电荷数减小2，质量数减小4，一次衰变后电荷数增加1，质量数不变，根据衰变过程中质量数和电荷数守恒求解；再 根据半衰期公式求剩余的质量要知道衰变、衰变的实质和衰变前后生成物的电荷数、质量数的变化；对半衰期公式要理解各数据表示的物理意义【题文】（物理卷xx届甘肃省兰州一中高二下学期期末考试（xx.07）14.甲乙两种光子的波长之比为43，分别用它们照射同一金属板，发出光电子的最大初动能为E甲、E乙，则甲乙两种光子的能量之比为 ，该金属的逸出功为 .【知识点】 爱因斯坦光电效应方程02 03【答案解析】 34 ， 解析波长之比为4：3，根据及E=h，可知，甲乙两种光子的能量之比为E甲：E乙=乙：甲=3：4；设此金属的逸出功为W，根据光电效应方程得如下两式：当用甲波的光照射时：Ek甲=-W当用乙波的光照射时：Ek乙=-W解组成的方程组得：W=3E乙-4E甲【思路点拨】根据光速、频率、波长之间的关系可知光子的能量为E=，然后根据爱因斯坦光电效应方程，即可求解【题文】（物理卷xx届甘肃省兰州一中高二下学期期末考试（xx.07）16.（12分）太阳的能量来自下述反应：四个质子聚变成一个粒子，同时发射两个正电子和两个没有静止质量的中微子.若太阳辐射能量的总功率为P，质子、氦核、正电子的质量分别为、，真空中的光速为c.则：（1）写出上述核反应方程；（2）求核反应所释放的能量E； （3）求在t时间内参与上述核反应的质子数目.【知识点】 爱因斯坦质能方程02 03【答案解析】(1) (2) (3) 解析(1)核反应方程式为： (2)质量亏损： 核反应释放的能量为 (3) t时间内参与上述核反应的质子数目为N 【思路点拨】（1）根据参与反应的粒子种类及生成粒子的种类，根据质量数守恒与核电荷数守恒写出核反应方程式（2）求出质量亏损，然后由质能方程求出核反应释放的能量（3）求出1s内核反应释放的能量，然后求出参与热核反应的质子数目写核反应方程式时，要注意核电荷数与质量数守恒；先求出质量亏损，然后再求释放的能量；第（3）是本题的难点，解题时要注意：核反应释放的能量等于功率与时间的乘积，这是正确解题的关键【题文】（物理卷xx届甘肃省兰州一中高二下学期期末考试（xx.07）17.（12分）氢原子处于基态时能量E1 =13.6ev、轨道半径为r1，原子第n能级的能量为，轨道半径为.已知电子电量为e，质量为m，静电力衡量为k。(普朗克常量h = 6.6310-34 Js)求：（1）若要使处于n = 2的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射氢原子？（2）若已知钠的极限频率为6.001014Hz，今用一群处于n = 4的激发态的氢原子发射的光照射钠，通过计算说明有几条谱线可使钠发生光电效应？（3）氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流，则氢原子处于n = 2的定态时，核外电子的等效电流多大？(用k、e 、m、r1表示)【知识点】 氢原子的能级公式和跃迁02【答案解析】(1) (2)4条 （3） 解析（1）解：n = 2的氢原子的能量为，用频率为的电磁波照射氢原子，则有（2）已知钠的极限频率为6.001014Hz，钠的逸出功为一群处于n = 4的激发态的氢原子发射的光照射钠，要使钠发生光电效应，必使跃迁时两能级的差，所以在六条光谱线中有四条谱线可使钠发生光电效应.（3）氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动,库仑力充当向心力, 核外电子的等效电流 【思路点拨】（1）要使处于基态的氢原子电离，照射光光子的能量应能使电子从基态跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为：h=0-E1（2）先求出钠的逸出功，再计算出在能级跃迁时放出的能量，和逸出功比较判断即可（3）氢原子处于n=2的激发态时，氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动，库仑力提供向心力，列方程求解速度v，应用电流定义求解本题考查非常全面，既考查了原子电离时吸收的能量，又考查了匀速圆周运动以及电流的定义式，还考查了发生光电效应的条件，需要调动整个高中的知识来处理，仔细体会【题文】（物理卷xx届江苏省南京市金陵中学高三第四次模拟考试（xx.05）（2）日本福岛核电站核泄漏事故中的污染物中含有碘131，它通过一系列的衰变产生对人体有危害的辐射，碘131不稳定，发生衰变，其半衰期为8天碘131的衰变方程： (衰变后的新元素用Y表示)，经过 天有的碘131发生了衰变【知识点】 原子核衰变及半衰期、衰变速度O2 O3【答案解析】54131Y，-10e，24解析衰变方程为53131I54131Y+-10e，由于半衰期为8天，根据mM，知t=24天；【思路点拨】衰变过程是原子核自发的，满足质量数与质子数守恒，而原子核由中子与质子组成，根据mM求时间衰变是自发的过程，而核反应过程则是人工转变的，它们均满足质量数与质子数守恒规律，记住衰变公式的应用【题文】（理综卷xx届西藏自治区高三最后一次模拟统一考试（xx.05）35.【物理选修3-5】（15分）（1）（5分）下列说法正确的是_（填入正确选项前的字母，选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分） A放射性元素的半衰期随温度的升高而减小 B放射性元素放射出的射线、射线和射线，电离能力最强的是射线 C衰变成要经过6次衰变和4次衰变 D原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是吸收能量的过程 E光电效应的实验结论是：对于某种金属，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大【知识点】 裂变反应和聚变反应O2 O3【答案解析】BCE解析：A、原子核的衰变是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关，故A错误；B、放射性元素放射出的射线射线和射线，电离能力最强的是射线，故B正确；C、发生衰变一次，质子数增加1个，但质量数不会变化，质量数的变化是由衰变引起的，比多24个质量数，一次衰变，质量数减少4个，故发生了6次衰变而发生一次衰变质子数要减速2个，故6次衰变，质子数要减速12个，比只多8个质子数，则说明发生了4次衰变，故C正确；D、原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是释放能量的过程故D错误；E、对于某种金属，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大，故E正确；故选：BCE【思路点拨】半衰期与外界因素无关，电离能力最强的是射线，根据质量数和电荷数守恒判断衰变种类和次数，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大本题考查的知识点较多，难度不大，在学习选修时要全面掌握各个知识点 O3 近代物理初步综合【题文】（物理卷xx届甘肃省兰州一中高二下学期期末考试（xx.07）2.关于近代物理学的结论中，正确的是 A.宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动 B.物质波是一种概率波，在微观物理学中不可以用轨迹来描述粒子的运动C.光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成正比 D.若氢原子从n = 6能级向n = 1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n = 6能级向n = 2能级跃迁时辐射出的光能使该金属发生光电效应【知识点】 光电效应；概率波；氢原子的能级公式和跃迁O2 O3【答案解析】B 解析A、根据德布罗意波长=知，宏观物体的动量较大，德布罗意波长较短，波长越短，波动性越不明显故A错误B、物质波是一种概率波，在微观物理学中不可以用轨迹来描述粒子的运动故B正确C、根据光电效应方程EKm=h-W0知，最大初动能与光的频率成一次函数关系，不是正比关系故C错误D、根据Em-En=h知，从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光对应的能量更小，不能发生光电效应故D错误故选：B【思路点拨】A、根据德布罗意波长分析宏观物体的波长，波长越长，波动性越明显B、物质波是一种概率波，没有确定的位置C、根据光电效应方程EKm=h-W0分析光电子的最大初动能与光的频率的关系；D、根据Em-En=h，即可判断从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光能否使该金属发生光电效应本题考查了德布罗意波长、光电效应和能级等基本概念，难度不大，关键要对这些知识点熟悉，注意线性关系与正比的不同【题文】（物理卷xx届甘肃省兰州一中高二下学期期末考试（xx.07）7.下列说法正确的是A.发现中子的核反应方程是 B.在中子轰击下生成和的过程中,原子核中的平均核子质量变小C.200个的原子核经过两个半衰期后剩下50个D.比结合能越大，表示原子核中核子结合的越牢固，原子核越稳定【知识点】 原子核衰变及半衰期、衰变速度；氢原子的能级公式和跃迁02 03【答案解析】ABD 解析A、发现中子的核反应方程是49Be+24He612C+01n，故A正确；B、在中子轰击下生成3894Se和54140Xe的过程中，质量亏损，原子核中的平均核子质量变小，故B正确；C、半衰期是大量原子核衰变的统计规律，统计少量个数原子核是没有意义的，故C错误；D、比结合能越大，表示原子核中核子结合的越牢固，原子核越稳定，故D正确；故选：ABD【思路点拨】查德威克通过粒子轰击铍核发现了中子质子与中子的质量之和与原子核的质量之差是原子核的质量亏损；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，统计少量个数原子核是没有意义的；比结合能越大，表示原子核中核子结合的越牢固，原子核越稳定对于物理学发展历史上几个重要的核反应方程如质子发现、中子等核反应方程要熟练掌握，知道质量亏损、半衰期、比结合能的概念、【题文】（物理卷xx届甘肃省兰州一中高二下学期期末考试（xx.07）12.中子的质量为1.0087u,质子的质量为1.0073u，氘核的质量为2.0136u.中子和质子结合成氘核时质量亏损 ，需 (填“吸收”、“放出”)能量 Mev.(1u = 931.5Mev)【知识点】爱因斯坦质能方程03【答案解析】 0.0024u ， 放出 ，2.2356Mev 解析中子和质子结合成氘核时质量亏损m=1.0087+1.0073-2.0136u=0.0024u，根据爱因斯坦质能方程得，释放的能量：E=0.0024931.5MeV=2.2356MeV【思路点拨】根据反应前后质量的关系得出质量亏损，从而结合爱因斯坦质能方程求出释放的核能解决本题的关键掌握爱因斯坦质能方程，结合质量亏损求出释放的核能，基础题【题文】（物理卷xx届甘肃省兰州一中高二下学期期末考试（xx.07）14.甲乙两种光子的波长之比为43，分别用它们照射同一金属板，发出光电子的最大初动能为E甲、E乙，则甲乙两种光子的能量之比为 ，该金属的逸出功为 .【知识点】 爱因斯坦光电效应方程02 03【答案解析】 34 ， 解析波长之比为4：3，根据及E=h，可知，甲乙两种光子的能量之比为E甲：E乙=乙：甲=3：4；设此金属的逸出功为W，根据光电效应方程得如下两式：当用甲波的光照射时：Ek甲=-W当用乙波的光照射时：Ek乙=-W解组成的方程组得：W=3E乙-4E甲【思路点拨】根据光速、频率、波长之间的关系可知光子的能量为E=，然后根据爱因斯坦光电效应方程，即可求解【题文】（物理卷xx届甘肃省兰州一中高二下学期期末考试（xx.07）16.（12分）太阳的能量来自下述反应：四个质子聚变成一个粒子，同时发射两个正电子和两个没有静止质量的中微子.若太阳辐射能量的总功率为P，质子、氦核、正电子的质量分别为、，真空中的光速为c.则：（1）写出上述核反应方程；（2）求核反应所释放的能量E； （3）求在t时间内参与上述核反应的质子数目.【知识点】 爱因斯坦质能方程02 03【答案解析】(1) (2) (3) 解析(1)核反应方程式为： (2)质量亏损： 核反应释放的能量为 (3) t时间内参与上述核反应的质子数目为N 【思路点拨】（1）根据参与反应的粒子种类及生成粒子的种类，根据质量数守恒与核电荷数守恒写出核反应方程式（2）求出质量亏损，然后由质能方程求出核反应释放的能量（3）求出1s内核反应释放的能量，然后求出参与热核反应的质子数目写核反应方程式时，要注意核电荷数与质量数守恒；先求出质量亏损，然后再求释放的能量；第（3）是本题的难点，解题时要注意：核反应释放的能量等于功率与时间的乘积，这是正确解题的关键【题文】（物理卷xx届江苏省南京市金陵中学高三第四次模拟考试（xx.05）（2）日本福岛核电站核泄漏事故中的污染物中含有碘131，它通过一系列的衰变产生对人体有危害的辐射，碘131不稳定，发生衰变，其半衰期为8天碘131的衰变方程： (衰变后的新元素用Y表示)，经过 天有的碘131发生了衰变【知识点】 原子核衰变及半衰期、衰变速度O2 O3【答案解析】54131Y，-10e，24解析衰变方程为53131I54131Y+-10e，由于半衰期为8天，根据mM，知t=24天；【思路点拨】衰变过程是原子核自发的，满足质量数与质子数守恒，而原子核由中子与质子组成，根据mM求时间衰变是自发的过程，而核反应过程则是人工转变的，它们均满足质量数与质子数守恒规律，记住衰变公式的应用【题文】（理综卷xx届西藏自治区高三最后一次模拟统一考试（xx.05）35.【物理选修3-5】（15分）（1）（5分）下列说法正确的是_（填入正确选项前的字母，选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分） A放射性元素的半衰期随温度的升高而减小 B放射性元素放射出的射线、射线和射线，电离能力最强的是射线 C衰变成要经过6次衰变和4次衰变 D原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是吸收能量的过程 E光电效应的实验结论是：对于某种金属，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大【知识点】 裂变反应和聚变反应O2 O3【答案解析】BCE解析：A、原子核的衰变是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关，故A错误；B、放射性元素放射出的射线射线和射线，电离能力最强的是射线，故B正确；C、发生衰变一次，质子数增加1个，但质量数不会变化，质量数的变化是由衰变引起的，比多24个质量数，一次衰变，质量数减少4个，故发生了6次衰变而发生一次衰变质子数要减速2个，故6次衰变，质子数要减速12个，比只多8个质子数，则说明发生了4次衰变，故C正确；D、原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是释放能量的过程故D错误；E、对于某种金属，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大，故E正确；故选：BCE【思路点拨】半衰期与外界因素无关，电离能力最强的是射线，根据质量数和电荷数守恒判断衰变种类和次数，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大本题考查的知识点较多，难度不大，在学习选修时要全面掌握各个知识点