高三物理专题复习：近代物理考纲要求与例题课件

1、高三物理专题复习：近代物理考纲要求与例题近代物理学考纲要求与例题高中物理知识块系列复习高三物理专题复习：近代物理考纲要求与例题知识要求 类类 粒子散射实验，原子的核式结构，氢原粒子散射实验，原子的核式结构，氢原子的能级结构，氢原子中的电子云，光子的发子的能级结构，氢原子中的电子云，光子的发射与吸收。天然放射现象，射与吸收。天然放射现象，射线、射线、射线、射线、射线，半衰期。原子核的人工转变，质子的发射线，半衰期。原子核的人工转变，质子的发现，中子的发现，原子核的组成，核反应方程，现，中子的发现，原子核的组成，核反应方程，反射性同位素及其应用。放射性污染核防护。反射性同位素及其应用。放射性污染核

2、防护。核反应堆，核电站。重核的裂变，链式反应，核反应堆，核电站。重核的裂变，链式反应，轻核的聚变，可控热核反应。轻核的聚变，可控热核反应。 类类 核能，质量亏损，爱因斯坦的质能方程。核能，质量亏损，爱因斯坦的质能方程。 高三物理专题复习：近代物理考纲要求与例题技能要求 一、研究在电场或磁场中发生的核衰变一、研究在电场或磁场中发生的核衰变问题的思路与方法问题的思路与方法 二、应用原子的能级理论与光子理论解二、应用原子的能级理论与光子理论解释相关现象释相关现象 三、利用和开发核能的途径三、利用和开发核能的途径 高三物理专题复习：近代物理考纲要求与例题例题一 近几年，我国北京、上海、山东、广州等地引

3、进了十近几年，我国北京、上海、山东、广州等地引进了十多台多台刀，治疗患者刀，治疗患者5000余例，效果极好，成为治疗脑余例，效果极好，成为治疗脑肿瘤的最佳仪器。令人感叹的是，用肿瘤的最佳仪器。令人感叹的是，用刀治疗时不用麻刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时可完成手术，无需住醉，病人清醒，时间短，半小时可完成手术，无需住院，因而院，因而刀被誉为刀被誉为“神刀神刀”。据报道，我国自己研制。据报道，我国自己研制的旋式的旋式刀性能更好，即将进入各大医院为患者服务。刀性能更好，即将进入各大医院为患者服务。问：问：刀治疗脑肿瘤主要是利用（刀治疗脑肿瘤主要是利用（ ） A射线具有很强的贯穿本领射线具

4、有很强的贯穿本领 B射线具有很强的电离作用射线具有很强的电离作用 C射线具有很高的能量射线具有很高的能量 D射线很容易绕过障碍物射线很容易绕过障碍物 射线在电磁波谱中的频繁最高光子能量最大。穿透能力最强AC高三物理专题复习：近代物理考纲要求与例题例题二 如图所示，两个相切的圆表示一个静止的原子核发生如图所示，两个相切的圆表示一个静止的原子核发生某种核变化后，产生的两种运动粒子在匀强磁场中的某种核变化后，产生的两种运动粒子在匀强磁场中的运动轨迹，可能是（运动轨迹，可能是（ ） A原子核发生了原子核发生了衰变衰变 B原子核发生了原子核发生了衰变衰变 C原子核放出了一个正电子原子核放出了一个正电子

5、D原子核放出了一个中子原子核放出了一个中子 衰变过程动量守恒衰变过程动量守恒m1V1m2V2由图可知，两粒子均带正电。由图可知，两粒子均带正电。AC高三物理专题复习：近代物理考纲要求与例题例题三 (2003年江苏高考年江苏高考)原子从一个能级跃迁到一个较低的能级原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子，例如在某种条件下，铬原子的时，有可能不发射光子，例如在某种条件下，铬原子的n=2能级上的电子跃迁到能级上的电子跃迁到n=1能级上时并不发射光子，而是能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给将相应的能量转交给n=4能级上的电子，使之能脱离原子，能级上的电子，使之能脱离原子，这一现

6、象叫做俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电子叫这一现象叫做俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子，已知铬原子的能级公式可简化表示为做俄歇电子，已知铬原子的能级公式可简化表示为En=-A/n2,n=1，2，3表示不同能级，表示不同能级，A是正的已知常数，是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是上述俄歇电子的动能是（）（）A.A163A.B167A.C1611A.D1613高三物理专题复习：近代物理考纲要求与例题例题分析与解答 铬原子的铬原子的n=n=2能级上的电子跃迁到能级上的电子跃迁到n=n=1能级上时能级上时 释放出能量为释放出能量为E=-A/4-E=-A/4-（-A-A）= =3A/4

7、。 所以在所以在n=n=4能级上的电子获得的能量能级上的电子获得的能量3A/43A/4 在在n=n=4能级上的电子的脱离原子核需要能量能级上的电子的脱离原子核需要能量A/16 所以所以n=n=4能级上的电子脱离原子后的动能是能级上的电子脱离原子后的动能是 3 3A/4-A/16=11A/16 正确选项是正确选项是C。 高三物理专题复习：近代物理考纲要求与例题例题四 处于静止状态的原子核处于静止状态的原子核X，经历了一次，经历了一次衰变衰变后变成质量为后变成质量为M的的Y原子核，放出的原子核，放出的粒子垂粒子垂直射入磁感应强度为直射入磁感应强度为B的匀强磁场。测得其做的匀强磁场。测得其做圆周运动

8、的半径为圆周运动的半径为r，已知，已知粒子的质量为粒子的质量为m，电量为电量为q，求此衰变过程亏损的质量。，求此衰变过程亏损的质量。 高三物理专题复习：近代物理考纲要求与例题例题分析与解答 mV2=MV1 r=mV2/qB mC2 =,MmmVMVmV 1212121222122 2222MCmVmMm 高三物理专题复习：近代物理考纲要求与例题例题五 氢原子核外电子在第一轨道上运动时，能量氢原子核外电子在第一轨道上运动时，能量E1=13.6eV，轨道半径，轨道半径r1=0.531010m。这时电子运动的动能是多少这时电子运动的动能是多少eV？电势能是多？电势能是多少少eV？ 121212rVm

9、rKe eV.61310530210611092211019912211.e.rKemVEK EK1+EP1=E1=-13.6eV，EP1=-27.2eV.高三物理专题复习：近代物理考纲要求与例题例题六太阳现在正处于主序星演化阶段，它主要是由电子和、太阳现在正处于主序星演化阶段，它主要是由电子和、11H、42He等原子等原子核组成，维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是核组成，维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是2e411H42He释放的核能，这些核能最后转化为辐射能。根据目前释放的核能，这些核能最后转化为辐射能。根据目前关于恒星演化的理论，若由聚变反应而使太阳中的核数目

10、从现有数减少关于恒星演化的理论，若由聚变反应而使太阳中的核数目从现有数减少10，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段。为了简化，假，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段。为了简化，假定目前太阳全部由电子和定目前太阳全部由电子和11H核组成。核组成。（1）为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量）为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M，已知地球半，已知地球半径径R=6.4106m，地球质量，地球质量m=6.0102 4kg，日地中心的距离，日地中心的距离r=1.51011m，地球表面处的重力加速度，地球表面处的重力加速度g=10m/s2，一年约为，一年约为3.2107s，试估

11、算目前太阳的质量试估算目前太阳的质量M。（2）已知）已知11H质量质量mp=1.672610-27kg，42He质量质量m=6.645810-27kg，电子质量电子质量me=0.910-30kg，光速，光速c=3108m/s，求每发生一次题中所述的，求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能。核聚变反应所释放的核能。（3）又知地球上与太阳光垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐）又知地球上与太阳光垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能射能=1.35103W/m2，试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年，试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命。（估算结果只要求一位有效数字）的寿命

12、。（估算结果只要求一位有效数字）高三物理专题复习：近代物理考纲要求与例题例题分析与解答例题分析与解答 rTmrGMm.22241 .gRg，GmmRGmm，2020 对对地地面面上上的的物物体体Kg.gRTmrM30223210024 （2） m= (41.6726+20.0009-6.6458)10-27=0.046410-27E=mC2=4.210-12J高三物理专题复习：近代物理考纲要求与例题例题七 如下一系列核反应是在恒星内部发生的：如下一系列核反应是在恒星内部发生的： p126C137N， 137N136Ce+，p136C147N， p147N158O，158O157Ne+，p137

13、N126C 其中其中p是质子，是质子，是是粒子，粒子，e+为正电子，为正电子，为中微子。为中微子。 已知质子的质量为已知质子的质量为mp=1.67264810-27kg，粒子的质量为粒子的质量为m=6.64492910-27kg，正电子的质量为，正电子的质量为me=9.1110-31kg，中微子的质量可忽略不计。真空中的光速中微子的质量可忽略不计。真空中的光速c=3.00108m/s。试计算该系列核反应完成后释放的能量。试计算该系列核反应完成后释放的能量。 高三物理专题复习：近代物理考纲要求与例题例题分析与解答 把所有核反应方程相加得把所有核反应方程相加得 p126C137N 137N136C

14、e+ p136C147N p147N158O158O157Ne+ p157N126C4p +2e+2 m=(4 1.672648- 6.644929 ) 10-27-18.22 10-31 = 4.3810-29E=mC2=3.910-12J=24MeV.高三物理专题复习：近代物理考纲要求与例题作业1、 下列说法正确的是（下列说法正确的是（） A22688Ra衰变为衰变为22286Rn要经过要经过1次次衰变和衰变和1次次衰变衰变B23892U衰变为衰变为23491Pa要经过要经过1次次哀变和哀变和1次次衰变衰变C23290Th衰变为衰变为20882Pb要经过要经过6次次衰变和衰变和4次次衰变衰

15、变D23892U衰变为衰变为22286Rn要经过要经过4次次衰变和衰变和4次次衰变衰变 应该先根据质量数算应该先根据质量数算哀变的次数。知道为什么吗？哀变的次数。知道为什么吗？再根据电荷数计算再根据电荷数计算衰变的次数衰变的次数B C高三物理专题复习：近代物理考纲要求与例题作业2、 处于基态的一群氢原子受某种单色光的照射时，处于基态的一群氢原子受某种单色光的照射时， 只发射波长为只发射波长为1 1、2 2、3 3 的三种单色光，的三种单色光，且且1 12 23 3 ，则照射光的波长为（，则照射光的波长为（ ） A A1 1 B B1 1+2 2+3 3 C C3232 2221D .基态基态n

16、=1n=2n=333ChE 22ChE 11ChE E1+E2=E3D高三物理专题复习：近代物理考纲要求与例题作业3、 若元素若元素A的半衰期为的半衰期为4天天,元素元素B的半衰期为的半衰期为5天天,则相同质量则相同质量的的A和和B,经过经过20天后天后,剩下的质量之比剩下的质量之比mA:mB（ ） A30:31 B31:30 C1:2 D2:154202121 mmmA45202121 mmmBC高三物理专题复习：近代物理考纲要求与例题作业4、关于关于、三种射线，下列说法中正确的是（三种射线，下列说法中正确的是（ ）A射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强。射线是原子核自发放射出的氦

17、核，它的穿透能力最强。B射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力。射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力。C射线一般伴随着射线一般伴随着或或射线产生，它的穿透能力最强。射线产生，它的穿透能力最强。D射线是电磁波，它的穿透能力最弱。射线是电磁波，它的穿透能力最弱。 三种射线中，三种射线中， 射线的穿透能力最强。射线的穿透能力最强。三种射线中，三种射线中， 射线的电离能力最强。射线的电离能力最强。C高三物理专题复习：近代物理考纲要求与例题作业5、 图中图中P为放在匀强电场中的天然放射源，其放为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成出的射线在电场

18、的作用下分成a、b、c三束，三束，以下判断正确的是（以下判断正确的是（） A为为射线、射线、b为为射线射线 B为为射线、射线、b为为射线射线 C为为射线、射线、C为为射线射线 D为为射线、射线、C为为射线射线 B C高三物理专题复习：近代物理考纲要求与例题作业6、目前普遍认为，质子和中子都是由被称为目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和夸克和d夸克的两类夸克组成。夸克的两类夸克组成。u夸克带电量为夸克带电量为2e/3，d夸克带电量夸克带电量-e/3，e为基元电荷。下列论断可能正确为基元电荷。下列论断可能正确的是（的是（）A质子由质子由1个个u夸克和夸克和1个个d夸克组成，中子由夸克组成，

19、中子由1个个u夸克和夸克和2个个d夸克组成夸克组成B质子由质子由2个个u夸克和夸克和1个个d夸克组成，中子由夸克组成，中子由1个个u夸克和夸克和2个个d夸克组成夸克组成C质子由质子由1个个u夸克和夸克和2个个d夸克组成，中子由夸克组成，中子由2个个u夸克和夸克和1个个d夸克组成夸克组成D质子由质子由2个个u夸克和夸克和1个个d夸克组成，中子由夸克组成，中子由1个个u夸克和夸克和1个个d夸克组成夸克组成 B质子带电量为质子带电量为e，中子不带电。，中子不带电。高三物理专题复习：近代物理考纲要求与例题作业7、 氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃

20、迁到距核较远的轨道的过程中（过程中（ ） A原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大 B原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小 C原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小 D原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大 rVmreK222 reKmVEk22122 r增大则动能减小增大则动能减小克服电场力做功则电势能增加克服电场力做功则电势能增加D高三物理专题复习：近代物理考

21、纲要求与例题作业8、 一个电子和一个正电子对撞发生湮灭而转化为一个电子和一个正电子对撞发生湮灭而转化为一对光子。设正、负电子对撞前的质量均为一对光子。设正、负电子对撞前的质量均为m,动能均为动能均为Ek，光速为，光速为c，普朗克恒量为，普朗克恒量为h，则对，则对撞过程中的质量亏损为撞过程中的质量亏损为 ，转化成的光子，转化成的光子在真空中的波长在真空中的波长 。 2mChmCEk2222 2mCEhCk 为什么一定是生成两个光子？为什么一定是生成两个光子？高三物理专题复习：近代物理考纲要求与例题作业9、 云室处在磁感应强度为云室处在磁感应强度为B的匀强磁场中，一静止的匀强磁场中，一静止质量为质

22、量为M的原子核在云室中发生一次的原子核在云室中发生一次衰变，衰变，粒子的质量为粒子的质量为m，电量为，电量为q，其运动轨迹在磁场，其运动轨迹在磁场垂直的平面内。现测得垂直的平面内。现测得粒子运动的轨道半径为粒子运动的轨道半径为R，试求在衰变过程中的质量亏损（注：涉及物，试求在衰变过程中的质量亏损（注：涉及物理过程时，亏损的质量可忽略不计理过程时，亏损的质量可忽略不计 ）qBmVR1 VmMmV 1 22122121VmMmVmCE 22222CmMmqBMRm 高三物理专题复习：近代物理考纲要求与例题作业10、 氘核在能量足够大的氘核在能量足够大的光子的照射下，会分裂为中子和光子的照射下，会分

23、裂为中子和质子。已知氘核的质量质子。已知氘核的质量m1=3.343510-27kg，质子的质量，质子的质量为为m2=1.672110-27kg，中子的质量为，中子的质量为m3=1.674410-27kg。今用波长今用波长=4.810-13m的光子照射静止的氘核，的光子照射静止的氘核， （1）写出核反应方程；）写出核反应方程； （2）反应后生成物的总动能是多少？）反应后生成物的总动能是多少？ nHH101121 (1) （2）分裂一个氘核需要能量）分裂一个氘核需要能量E1=(m3+m2-m1)C2=2.7 1010-13-13J J入射光子的能量入射光子的能量E=hC/=4.14=4.14101

24、0-13-13J J生成物动能生成物动能Ek=E-E1=1.44 1010-13-13 J J高三物理专题复习：近代物理考纲要求与例题作业11、 某一个用铀做核燃料的原子能电站，设计功率为某一个用铀做核燃料的原子能电站，设计功率为300万万千瓦，所用浓缩铀含千瓦，所用浓缩铀含2352359292U U的比例为的比例为7，U235核裂变核裂变时每个核子释放的能量为时每个核子释放的能量为0.5MeV ，求该厂一年所需浓，求该厂一年所需浓缩铀的质量。缩铀的质量。 核电站一年需要核能核电站一年需要核能E=3 10109 9 365 365 24 24 3600=9.5 3600=9.5 10101616 J J一个一个U235裂变释放多少能量？裂变释放多少能量？一个一个U235裂变释放的能量裂变释放的能量E1=0.5 10106 6 1.6 1.6 1010-19-19 235235= 1.88 = 1.88 1010-11-11 J J一年中需要裂变一年中需要裂变U235的个数的个数N=个个27110055 .EE这些这些U235的