2020届一轮复习人教版-近代物理初步-学案

专题十三近代物理初步挖命题【考情探究】考点考向5年考情预测热度考题示例学业水平关联考点素养要素解法波粒二象性光电效应2018课标Ⅱ,17,6分3能量观念★★☆2017课标Ⅲ,19,6分3能量观念2016课标Ⅰ,35(1),5分2能量观念2015课标Ⅱ,35(1),5分3干涉、衍射运动观念、能量观念2015课标Ⅰ,35(1),5分3能量观念2015天津理综,2,6分2光的反射和折射能量观念2014广东理综,18,6分3能量观念原子、原子核原子2018天津理综,5,6分4能量观念★★★2015安徽理综,14,6分3牛顿第二定律运动与相互作用观念原子核2018课标Ⅲ,14,6分2物质观念2017课标Ⅰ,17,6分3能量观念2017课标Ⅱ,15,6分4动量守恒定律能量观念2016课标Ⅲ,35(1),5分2动量守恒定律能量观念分析解读本专题内容是选修3-5模块的两个重要内容之一,由原来的选考内容改为必考内容,命题难度不大,但考点较多,主要包括光电效应、氢原子能级、氢原子光谱、原子结构和原子核。复习时应注重四个问题:一是精读教材,熟练掌握教材内容,重视课后习题;二是重视与现代科技相联系的题目;三是把重点放在光电效应、氢原子能级跃迁规律、核反应方程的书写及结合能和质量亏损的计算上;四是动量守恒定律在核反应过程中的应用。【真题典例】破考点【考点集训】考点一波粒二象性1.(2018河北定州期中,14,4分)关于光电效应,下列说法正确的是()A.截止频率越大的金属材料逸出功越大B.只要光照射的时间足够长,任何金属都能产生光电效应C.从金属表面出来的光电子的最大初动能越大,这种金属的逸出功越小D.入射光的光强一定时,频率越高,单位时间内逸出的光电子数就越多答案A2.(2018甘肃兰州摸底,4,4分)(多选)如图所示是用光照射某种金属时,逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(图线与横轴的交点横坐标为4.27×1014Hz,与纵轴交点纵坐标为0.5eV)。由图可知()A.该金属的截止频率为4.27×1014HzB.该金属的截止频率为5.5×1014HzC.该图线的斜率表示普朗克常量D.该金属的逸出功为0.5eV答案AC3.(2018内蒙古包头联考,8)(多选)如图所示为光电管的工作电路图,分别用波长为λ0、λ1、λ2的单色光做实验,已知λ1>λ0>λ2。当开关闭合后,用波长为λ0的单色光照射光电管的阴极K时,电流表有示数。则下列说法正确的是()A.光电管阴极材料的逸出功与入射光无关B.若用波长为λ1的单色光进行实验,则电流表的示数一定为零C.若仅增大电源的电动势,则电流表的示数一定增大D.若仅将电源的正负极对调,则电流表的示数可能为零答案AD考点二原子、原子核1.(2017百校联盟段考,10)如图,放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ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.①表示γ射线,③表示α射线B.②表示β射线,③表示α射线C.④表示α射线,⑤表示γ射线D.⑤表示β射线,⑥表示α射线答案C2.(2018安徽A10联盟联考)如图所示为氢原子的能级图,已知金属铂的逸出功为6.34eV,则下列说法正确的是()A.处于基态的氢原子可以吸收能量为10.5eV的光子而被激发B.用n=4能级跃迁到n=1能级辐射的光照射金属铂能发生光电效应C.用能量为12.5eV的电子轰击处于基态的氢原子,一定不能使氢原子发生能级跃迁D.要使处于基态的氢原子发生电离,入射光子的能量只能等于13.6eV答案B3.(2017河北定州统考,12)一静止原子核发生α衰变,生成一α粒子及一新核,α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α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。答案(M+m)1+【方法集训】方法原子核的衰变规律及衰变次数的计算方法1.(2018山西太原一模)(多选)下列说法正确的是()A.铀238发生α衰变变成钍234时,α粒子与钍234的质量之和等于铀238的质量B.铀238发生α衰变变成钍234时,α粒子与钍234的结合能之和一定大于铀238的结合能C.β衰变中释放的β射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚形成的高速电子流D.核反应方程

714N+24He→答案BD2.(2019届重庆段考)(1)(多选)90232Th(钍)经过一系列α衰变和β衰变,变成

82208Pb(铅),A.铅核比钍核少8个质子B.铅核比钍核少16个中子C.共经过4次α衰变和6次β衰变D.共经过6次α衰变和4次β衰变(2)约里奥·居里夫妇因发现人工放射性元素而获得了1935年的诺贝尔化学奖。他们发现的放射性元素

1530P衰变成

1430Si的同时放出另一种粒子,

1532P是

1530P的同位素,被广泛应用于生物示踪技术。1mg的

1532P随时间衰变的关系如图所示,请估算4mg的答案(1)ABD(2)+10e过专题【五年高考】A组基础题组1.(2018课标Ⅱ,17,6分)用波长为300nm的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10-19J。已知普朗克常量为6.63×10-34J·s,真空中的光速为3.00×108m·s-1。能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为()A.1×1014Hz B.8×1014HzC.2×1015Hz D.8×1015Hz答案B2.(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νa>νb,则一定有Ua<UbB.若νa>νb,则一定有Eka>EkbC.若Ua<Ub,则一定有Eka<EkbD.若νa>νb,则一定有hνa-Eka>hνb-Ekb答案BC3.[2015课标Ⅱ,35(1),5分](多选)实物粒子和光都具有波粒二象性。下列事实中突出体现波动性的是。

A.电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B.β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C.人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构E.光电效应实验中,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与入射光的强度无关答案ACD4.(2018课标Ⅲ,14,6分)1934年,约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝核

1327Al,产生了第一个人工放射性核素X:α+1327Al→n+X。XA.15和28 B.15和30 C.16和30 D.17和31答案B5.(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

92238U→90234Th+2A.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答案B6.[2016课标Ⅲ,35(1),5分](多选)一静止的铝原子核

1327Al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

1428Si*A.核反应方程为p+1327Al→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答案ABE7.[2014课标Ⅱ,35(1),5分](多选)在人类对微观世界进行探索的过程中,科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史事实的是。

A.密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B.贝克勒尔通过对天然放射现象的研究,发现了原子中存在原子核C.居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D.卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子E.汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验,发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的,并测出了该粒子的比荷答案ACE8.[2015课标Ⅰ,35(1),5分]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)B组提升题组1.[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ACE2.(2017课标Ⅰ,17,6分)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是:

12H+12H→

23He+01n。已知

12H的质量为2.0136u,23He的质量为3.0150A.3.7MeV B.3.3MeVC.2.7MeV D.0.93MeV答案B3.[2014课标Ⅰ,35(1),6分](多选)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.α、β和γ三种射线中,γ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α、β和γ三种射线答案BCD4.(2015安徽理综,14,6分)图示是α粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹,M、N、P、Q是轨迹上的四点,在散射过程中可以认为重金属原子核静止不动。图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是()A.M点 B.N点 C.P点 D.Q点答案C5.(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n>2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A6.(2015天津理综,2,6分)中国古人对许多自然现象有深刻认识,唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道:“雨色映日而为虹”。从物理学角度看,虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的。如图是彩虹成因的简化示意图,其中a、b是两种不同频率的单色光,则两光()A.在同种玻璃中传播,a光的传播速度一定大于b光B.以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后,b光侧移量大C.分别照射同一光电管,若b光能引起光电效应,a光也一定能D.以相同的入射角从水中射入空气,在空气中只能看到一种光时,一定是a光答案C7.[2016课标Ⅱ,35(1),5分]在下列描述核反应过程的方程中,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.614C→714N+-10e C.92238U→90234Th+24He D.7E.92235U+01n→54140Xe+3894Sr+201n答案CABEFC组教师专用题组1.(2018天津理综,1,6分)国家大科学工程——中国散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功,获得中子束流,可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台。下列核反应中放出的粒子为中子的是()A.714N俘获一个α粒子,产生

B.1327Al俘获一个α粒子,产生

C.511B俘获一个质子,产生

D.36Li俘获一个质子,产生

答案B2.(2017天津理综,1,6分)我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证,这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。下列核反应方程中属于聚变反应的是()A.

12H+13H→24He+01n BC.24He+1327Al→1530P+01n D.92答案A3.(2015天津理综,1,6分)物理学重视逻辑,崇尚理性,其理论总是建立在对事实观察的基础上。下列说法正确的是()A.天然放射现象说明原子核内部是有结构的B.电子的发现使人们认识到原子具有核式结构C.α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D.密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的答案A4.(2016天津理综,2,6分)如图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样,则()A.在同种均匀介质中,a光的传播速度比b光的大B.从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大C.照射在同一金属板上发生光电效应时,a光的饱和电流大D.若两光均由氢原子能级跃迁产生,产生a光的能级能量差大答案D5.[2015福建理综,30(1),6分]下列有关原子结构和原子核的认识,其中正确的是。

A.γ射线是高速运动的电子流B.氢原子辐射光子后,其绕核运动的电子动能增大C.太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D.83210Bi的半衰期是5天,100克

83210Bi经过答案B6.(2015广东理综,18,6分)(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→

24He+13H+4.9MeV和

12H+1A.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答案AD7.(2014天津理综,6,6分)(多选)下列说法正确的是()A.玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立B.可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施C.天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转D.观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同答案BD8.[2016浙江自选,14(1),4分]以下说法正确的是()A.氢原子的能量是量子化的B.在核反应过程中,质子数守恒C.半衰期越大,原子核衰变越快D.如果一个系统不受外力,系统的总动量一定为零答案A9.(2015重庆理综,1,6分)图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹,气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里。以下判断可能正确的是()A.a、b为β粒子的径迹B.a、b为γ粒子的径迹C.c、d为α粒子的径迹D.c、d为β粒子的径迹答案D10.(2017上海单科,2,3分)光子的能量与其()A.频率成正比 B.波长成正比C.速度成正比 D.速度平方成正比答案A11.(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.10-21J B.10-18J C.10-15J D.10-12J答案B12.[2017江苏单科,12C(1)](多选)原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线,下列判断正确的有()A.

24He核的结合能约为14B.24He核比

C.两个

12H核结合成

D.92235U核中核子的平均结合能比

答案BC13.(2017上海单科,1,3分)由放射性元素放出的氦核流被称为()A.阴极射线 B.α射线C.β射线 D.γ射线答案B14.(2017上海单科,3,3分)在同位素氢、氘、氚的核内具有相同的()A.核子数 B.电子数C.中子数 D.质子数答案D15.(2016北京理综,13,6分)处于n=3能级的大量氢原子,向低能级跃迁时,辐射光的频率有()A.1种 B.2种 C.3种 D.4种答案C16.[2015山东理综,39(1)]14C发生放射性衰变成为14N,半衰期约5700年。已知植物存活期间,其体内14C与12C的比例不变;生命活动结束后,14C的比例持续减少。现通过测量得知,某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是。(双选,填正确答案标号)

a.该古木的年代距今约5700年b.12C、13C、14C具有相同的中子数c.14C衰变为14N的过程中放出β射线d.增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变答案ac17.[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656nm。以下判断正确的是。(双选,填正确答案标号)

a.氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时,辐射光的波长大于656nmb.用波长为325nm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633nm的光照射,不能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级答案cd18.(2016江苏单科,12C,12分)(1)贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象,如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。下列属于放射性衰变的是。

A.614C→714N+-10e B.92235C.12H+13H→24He+01n D(2)已知光速为c,普朗克常量为h,则频率为ν的光子的动量为。用该频率的光垂直照射平面镜,光被镜面全部垂直反射回去,则光子在反射前后动量改变量的大小为。

(3)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。答案(1)A(2)hνc2(3)光子的能量E=hcλ,取λ=4.0×10-7m,则E≈5.0×10-19根据E>W0判断,钠、钾、铷能发生光电效应。19.[2018江苏单科,12C(2)]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答案hcλ0【三年模拟】一、选择题(每小题6分,共42分)1.(2018广东五校一联)2017年11月17日,“中国核潜艇之父”——黄旭华获评全国道德模范,颁奖典礼上,习总书记为他“让座”的场景感人肺腑。下列有关核反应说法错误的是()A.目前核潜艇是利用重核裂变提供动力B.重核裂变反应中一定有质量亏损C.92235U+01n→54140Xe+D.铀核裂变后生成的新核比铀核的比结合能小答案D2.(2019届河南五校联考,3)在光电效应实验中,飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光),如图所示,则可判断出()A.甲光的频率大于乙光的频率B.乙光的波长大于丙光的波长C.乙光对应的截止频率大于丙光对应的截止频率D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能答案B3.(2018福建泉州检测)如图所示为氢原子的能级图,用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子,受到激发后的氢原子只辐射出三种不同频率的光a、b、c,频率νa>νb>νc,让这三种光照射逸出功为10.2eV的某金属表面,则()A.照射氢原子的光子能量为12.09eVB.从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光频率为νC.逸出的光电子的最大初动能为1.51eVD.光a、b、c均能使该金属发生光电效应答案A4.(2018山西五市联考)氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量,该反应方程为:12H+13H→24He+X,式中X是某种粒子,已知12H、13H、24He和粒子X的质量分别为2.0141u