2019屆高考物理 專題二十三 原子物理精準培優(yōu)專練.doc
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培優(yōu)點二十三 原子物理 一、考點分析 1. 本部分內(nèi)容涉及點較多,改為必考內(nèi)容后,從這兩年的命題看,逐漸向著多個考點融合的方向發(fā)展,且主要以選擇題的形式考查。 2. 記住幾個二級結論: (1)遏止電壓Uc與入射光頻率ν、逸出功W0間的關系式:Uc=ν-。 (2)截止頻率νc與逸出功W0的關系:hνc-W0=0,據(jù)此求出截止頻率νc。 (3)光照引起的原子躍遷,光子能量必須等于能級差;碰撞引起的躍遷,只需要實物粒子的動能大于(或等于)能級差。 (4)大量處于定態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時可能產(chǎn)生的光譜線條數(shù):Cn2=。 (5)磁場中的衰變:外切圓是α衰變,內(nèi)切圓是β衰變,半徑與電荷量成反比。 (6)平衡核反應方程:質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒。 二、考題再現(xiàn) 典例1. (2018?全國II卷?17)用波長為300 nm的光照射鋅板,電子逸出鋅板表面的最大初動能為1.2810-19 J。已知普朗克常量為6.6310-34 Js,真空中的光速為3.00108 ms-1,能使鋅產(chǎn)生光電效應的單色光的最低頻率約為( ) A. 11014 Hz B. 81014 Hz C. 21015 Hz D. 81015 Hz 【解析】由光電效應方程式,得,剛好發(fā)生光電效應的臨界頻率為,則,代入數(shù)據(jù)可得,故B正確。 【答案】B 典例2. (2018?全國III卷?14) 1934年,約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊鋁核,產(chǎn)生了第一個人工放射性核素X:。X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為( ) A. 15和28 B. 15和30 C. 16和30 D. 17和31 【解析】本題考查核反應方程遵循的規(guī)律及其相關的知識點。根據(jù)核反應遵循的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒 可知,X的電荷數(shù)為2+13=15,質(zhì)量數(shù)為4+27-1=30,根據(jù)原子核的電荷數(shù)等于原子序數(shù),可知X的原子序數(shù)為15,質(zhì)量數(shù)為30,選項B正確。 【答案】B 三、對點速練 1. 下列說法中正確的是( ) A. 在光電效應的實驗中,只要入射光足夠強,時間足夠長,金屬表面就會逸出光電子 B.在光電效應的實驗中,飽和光電流大小取決于入射光頻率,頻率越大,飽和光電流越大 C.根據(jù)玻爾的原子理論,氫原子從n=5的激發(fā)態(tài)躍遷到n=2的激發(fā)態(tài)時,原子能量減小,電勢能增加 D.根據(jù)玻爾的原子理論,大量處于基態(tài)的氫原子吸收波長為λ0的光子后,如果輻射出3種頻率的光子,則其中波長最小的為λ0 【答案】D 2. 如圖所示為氫原子的能級圖,一群氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài),在向低能級躍遷的過程中向外發(fā)出光子,用這些光照射逸出功為1.90 eV的金屬銫,下列說法正確的是( ) A. 這群氫原子能發(fā)出6種頻率不同的光,其中從n=4躍遷到n=3所發(fā)出的光波長最短 B. 這群氫原子能發(fā)出3種頻率不同的光,其中從n=4躍遷到n=1所發(fā)出的光頻率最高 C. 金屬銫表面所逸出的光電子的初動能最大值為12.75 eV D. 金屬銫表面所逸出的光電子的初動能最大值為10.85 eV 【答案】D 【解析】從n=4躍遷到n=3所發(fā)出的光的頻率最小,波長最長,選項A錯誤;這群氫原子能發(fā)出第=6種頻率的光子,從n=4躍遷到n=1所發(fā)出的光的頻率最高,選項B錯誤;光電子的最大初動能對應入射光子的頻率最高時,最大入射光能量對應的入射光子的頻率最高,即ΔE=E4-E1=-0.85 eV-(-13.60 eV)=12.75 eV,由光電效應方程知Ek=ΔE-W0=10.85 eV,選項C錯誤,D正確。 3.根據(jù)玻爾理論,氫原子的能級公式為(n為能級,A為基態(tài)能量),一個氫原子中的電子從n=4的能級直接躍遷到基態(tài),在此過程中( ) A.氫原子輻射一個能量為的光子 B.氫原子輻射一個能量為-的光子 C.氫原子輻射一系列頻率的光子,其中頻率最大的光子能量為 D.氫原子輻射一系列頻率的光子,其中頻率最大的光子能量為- 【答案】B 【解析】根據(jù)玻爾理論,一個氫原子中的電子從n=4的能級直接躍遷到基態(tài),輻射一個光子的能量為ΔE=E4-E1=-=-,選項B正確,A、C、D錯誤。 4. 下列說法中正確的是( ) A. 鈾核裂變的某種核反應方程是 B. 已知質(zhì)子、中子、α粒子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3,那么2個質(zhì)子和2個中子結合成一個α粒子,釋放的能量是 C. 盧瑟福通過α粒子散射實驗驗證了在原子核內(nèi)部存在質(zhì)子 D. 一群處于能級態(tài)的氫原子,自發(fā)向低能級躍遷的過程中能輻射12中不同頻率的電磁波 【答案】B 5.近幾年中國等許多國家積極發(fā)展“月球探測計劃”,該計劃中的科研任務之一是探測月球上氦3的含量。氦3是一種清潔、安全和高效的核發(fā)電燃料,可以采用在高溫高壓下用氘和氦3進行核聚變反應發(fā)電。若已知氘核的質(zhì)量為2.0136 u,氦3的質(zhì)量為3.0150 u,氦核的質(zhì)量為4.00151 u,質(zhì)子質(zhì)量為1.00783 u,中子質(zhì)量為1.008665 u,1 u相當于931.5 MeV。則下列說法正確的是( ) A. 一個氘和一個氦3的核聚變反應釋放的核能約為17.9 MeV B. 氘和氦3的核聚變反應方程式:+→+ X,其中X是中子 C. 因為聚變時釋放能量,出現(xiàn)質(zhì)量虧損,所以生成物的總質(zhì)量數(shù)減少 D. 目前我國的秦山、大亞灣等核電站廣泛使用氦3進行核聚變反應發(fā)電 【答案】A 6.光電效應實驗裝置如圖所示,用頻率為ν的光源照射陰極K產(chǎn)生了光電效應,已知逸出功為W,普朗克常量為h,電子的電荷量為e。調(diào)節(jié)變阻器滑動片,使光電流逐漸減??;當靈敏電流計示數(shù)恰好減小到零時,電壓表的示數(shù)U可能是下列的( ) A. B. C. D. 【答案】A 7. 下列說法正確的是( ) A. 鈾核裂變的核反應是 B. 玻爾根據(jù)光的波粒二象性,大膽提出假設,認為實物粒子也具有波動性 C. 原子從低能級向髙能級躍遷,不吸收光子也能實現(xiàn) D. 根據(jù)愛因斯坦的“光子說”可知,光的波長越大,光子的能量越大 【答案】C 8. 下列說法正確的是( ) A.光子像其他粒子一樣,不但具有能量,也具有動量 B.比結合能越大,原子核越不穩(wěn)定 C.將由放射性元素組成的化合物進行高溫分解,會改變放射性元素的半衰期 D.原子核的質(zhì)量大于組成它的核子的質(zhì)量之和,這個現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損 【答案】A 【解析】光子像其他粒子一樣,不但具有粒子性,而且也有波動性,則不但具有能量,也具有動量,故A正確;比結合能越大的原子核越穩(wěn)定,B錯誤;放射性元素的半衰期與外界因素沒有任何關系,只和本身性質(zhì)有關,C錯誤;原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和,這個現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損,故D錯誤。 9.用如圖甲所示的裝置研究光電效應現(xiàn)象。閉合開關S,用頻率為ν的光照射光電管時發(fā)生了光電效應。圖乙是該光電管發(fā)生光電效應時光電子的最大初動能Ek與入射光頻率ν 的關系圖象,圖線與橫軸的交點坐標為(a,0),與縱軸的交點坐標為(0,-b),下列說法中正確的是( ) A.普朗克常量為h= B.斷開開關S后,電流表G的示數(shù)不為零 C.僅增加照射光的強度,光電子的最大初動能將增大 D.保持照射光強度不變,僅提高照射光頻率,電流表G的示數(shù)保持不變 【答案】B 【解析】由hν=W0+Ek,變形得Ek=hν-W0,可知圖線的斜率為普朗克常量,即h=,故A錯誤;斷開開關S后,初動能大的光電子,也可能達到陽極,所以電流表G的示數(shù)不為零,故B正確;只有增大入射光的頻率,才能增大光電子的最大初動能,與光的強度無關,故C錯誤;保持照射光強度不變,僅提高照射光頻率,單個光子的能量增大,而光的強度不變,那么光子數(shù)一定減少,發(fā)出的光電子數(shù)也減少,電流表G的示數(shù)要減小,故D錯誤。 10. 用圖示裝置研究光電效應現(xiàn)象,光電管陰極K與滑動變阻器的中心抽頭c相連,當滑動頭P從a移到c的過程中,光電流始終為零。為了產(chǎn)生光電流,可采取的措施是( ) A.增大入射光的強度 B.增大入射光的頻率 C.把P向a移動 D.把P從c向b移動 【答案】B 【解析】能否產(chǎn)生光電效應與入射光的強度無關,增大入射光的強度,仍不能產(chǎn)生光電流,故A錯誤;增大入射光的頻率,當入射光的頻率大于金屬的極限頻率時,產(chǎn)生光電效應,金屬有光電子發(fā)出,電路中能產(chǎn)生光電流,故B正確;把P向a移動,P點電勢大于c點的電勢,光電管加上正向電壓,但不能產(chǎn)生光電效應,沒有光電流形成,故C錯誤;把P從c向b移動,光電管加反向電壓,不能產(chǎn)生光電效應,沒有光電流形成,故D錯誤。 11. 靜止在勻強電場中的碳14原子核,某時刻放射的某種粒子與反沖核的初速度方向均與電場方向垂直,且經(jīng)過相等的時間后形成的軌跡如圖所示(a、b表示長度)。那么碳14的核反應方程可能是( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】設時間為t,則=2,=4,而a=,故有∶=1∶2,又因為動量守恒m1v1=m2v2,故q1∶q2=1∶2,故只有A正確。- 配套講稿:
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