1、A组 山东省卷、课标卷题组,五年高考,考点一 波粒二象性,1.2016课标,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 ACE 保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,单位时间内逸出的光电子个数增加, 则饱和光电流变大,故A正确。饱和光电流的大小与入射
2、光的频率无直接关系,故B错。由Ek= h-W,可知C正确。当入射光的频率小于金属的极限频率时,光电效应不能发生,故D错。由eU= mv2=h-W得eU=h-W,可见,遏止电压U随的增大而增大,与入射光的光强无关,故E正确。,知识归纳 关于光电效应的问题,熟练掌握以下关系式很重要:h=W+ mv2;h0=W;eU= mv2。,2.2015课标,35(1),5分,0.425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 。,答案 ek(2分) -eb(3分),解析
3、根据爱因斯坦光电效应方程有Ekm=h-W0,又因为Ekm=eUc,得到Uc= - ,所以 =k,h= ek;- =b,W0=-eb。,考点二 原子、原子核,3.(2019课标,14,6分)氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63 eV3.10 eV的光为可见 光。要使处于基态(n=1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子,最少应给氢原子提供的能量 为 ( ) A.12.09 eV B.10.20 eV C.1.89 eV D.1.51 eV,答案 A 本题考查原子的能级跃迁问题,体现了模型建构的核心素养。 由题图数据分析可知,只有氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光子能量在可见光光子
4、 能量范围内,所以处于基态(n=1)的氢原子最少也要跃迁到n=3能级,氢原子吸收的能量最少为 E=E3-E1=12.09 eV,故选A。,易错警示 本题易错选C,没有注意到氢原子原本处于“基态(n=1)”。,4.(2017课标,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: H n。已知 H的质量为2.013 6 u He的质量为3.015 0 u, n的质量为1.008 7 u,1 u=931 MeV/c2。氘核聚变反应中释放的核能约为 ( ) A.3.7 MeV B.3.3 MeV C.2.7 MeV D.0.93 MeV,答案 B 本题考
5、查核能的计算。聚变反应中的质量亏损为m=(22.013 6-3.015 0-1.008 7) u =0.003 5 u,则释放的核能为E=mc2=0.003 5931 MeV3.3 MeV,B正确。,方法技巧 由质量亏损计算核能 由m计算核反应过程中释放的核能时,若m以u为单位,可由1 u=931 MeV/c2,得到释放的以 MeV为单位的核能;若m以kg为单位,则由质能方程E=mc2获得以J为单位的释放的核能。,5.2015山东理综,39(1)14C发生放射性衰变成为14N,半衰期约5 700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
6、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5 700年 b.12C、13C、14C具有相同的中子数 c.14C衰变为14N的过程中放出射线 d.增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变,答案 ac,解析 古木样品中14C的比例正好是现代样品的二分之一,说明该古木恰好经历了一个半衰期 的时间,故a正确。12C、13C、14C具有相同的质子数、不同的中子数,故b错。14C的衰变方程为: C N e,可见c正确。放射性元素的半衰期与外界因素无关,故d错。,6.2014山东理综,39(1)氢原子能级如图,
7、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 。(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,答案 cd,解析 由E初-E终=h=h 可知,氢原子跃迁时始末能级差值越大,辐射的光子能量越高、波长越 短,由能级图知E3-E2E2-E1,故a错误。由 = 得=121.6 nm325 nm,故b错误。由
8、=3可知c正确。因跃迁中所吸收光子的能量必须等于始末能级的差值,即从n=2跃迁到n=3 的能级时必须吸收=656 nm的光子,故d正确。,方法技巧 衰变中的动量和能量守恒 在衰变过程中,静止的原子核放射粒子,新核与粒子的总动量保持不变(为零),而衰变释放 的能量与质量亏损之间必然遵循质能方程E=mc2。,7.2013山东理综,38(1)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应,当温度达到1 08 K时,可以发生“氦燃烧”。 完成“氦燃烧”的核反应方程 He+ Be+。 Be是一种不稳定的粒子,其半衰期为2.610-16 s。一定质量的 Be,经7.810-16 s后所剩 Be 占开始时
9、的 。,答案 He或 或12.5%,解析 由质量数、电荷数守恒得 He He Be+ 在t=7.810-16 s时间内,原子核衰变的次数n= =3 故m= m0,8.2012山东理综,38(1),8分氢原子第n能级的能量为En= ,其中E1为基态能量。当氢原子由第 4能级跃迁到第2能级时,发出光子的频率为1;若氢原子由第2能级跃迁到基态,发出光子的频 率为2,则 = 。,答案,解析 光子的能量满足两个能级的能级差:h1= - =- E1;h2= -E1=- E1。故 = 。,9.2011山东理综,38(1)碘131核不稳定,会发生衰变,其半衰期为8天。 碘131核的衰变方程 I (衰变后的元素
10、用X表示)。 经过 天有75%的碘131核发生了衰变。,答案 X e 16,解析 根据质量数、电荷数守恒得 I X e 根据m=m0 得:0.25m0=m0 ,解得t=16天。,10.2010山东理综,38(1)大量氢原子处于不同能量激发态,发生跃迁时放出三种不同能量的光 子,其能量值分别是:1.89 eV、10.2 eV、12.09 eV。跃迁发生前这些原子分布在 个激 发态能级上,其中最高能级的能量值是 eV(基态能量为-13.6 eV)。,答案 2 -1.51,解析 画出氢原子的能级结构图可看出,跃迁时能放出三种不同能量的光子,跃迁前这些原子 分布在n=2、n=3这2个激发态能级上。其中
11、最高能级的能量值为-1.51 eV。 n=4 -0.85 eV n=3 -1.51 eV n=2 -3.4 eV n=1 -13.6 eV,B组 课标、及其他省(区、市)卷题组,考点一 波粒二象性,1.(2019北京理综,19,6分)光电管是一种利用光照射产生电流的装置,当入射光照在管中金属板 上时,可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果。,由表中数据得出的论断中不正确的是 ( ) A.两组实验采用了不同频率的入射光 B.两组实验所用的金属板材质不同 C.若入射光子的能量为5.0 eV,逸出光电子的最大动能为1.9 eV D.若入射光子的能量为5.0 eV,相对光强越强,光电流越大,答案 B
12、 本题考查了光电管在光照下产生光电流的现象和考生的实验数据分析能力,培养 了考生的科学探究素养。 表格中入射光子的能量不同,根据光子的能量E=h可知两组实验采用的入射光的频率不同,再 由光电效应方程解得两组实验中金属的逸出功都是3.1 eV,所以A选项正确,B选项不正确。当 入射光子的能量为5.0 eV时,Ekm=h-W=1.9 eV,故C选项正确。当入射光子的能量为5.0 eV时, 相对光强越强,单位时间内飞出的光电子越多,光电流越大,所以D项正确。,解题关键 认真分析题中所给的数据,利用光电效应方程计算逸出功和最大初动能。,2.(2019天津理综,5,6分)图为a、b、c三种光在同一光电效
13、应装置中测得的光电流和电压的关 系。由a、b、c组成的复色光通过三棱镜时,下述光路图中正确的是 ( ),答案 C 本题考查了考生的科学思维能力,体现了应用与创新价值观念。 由题述“同一光电效应装置”可知金属的逸出功相同,再由I-U图像中遏止电压关系得知三种 光的频率bca,则三种光在三棱镜中的折射率nbncna,据此可判断通过棱镜后光的折射情 况,C选项正确,A、B、D项均错误。,解题关键 从图像中分析出三种光的频率关系,从而得出它们在三棱镜中的折射率的大小关 系。,3.(2018课标,17,6分)用波长为300 nm的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28 10-19 J。已知普
14、朗克常量为6.6310-34 Js,真空中的光速为3.00108 ms-1。能使锌产生光电效 应的单色光的最低频率约为 ( ) A.11014 Hz B.81014 Hz C.21015 Hz D.81015 Hz,答案 B 本题考查光电效应规律。由光电效应方程得Ek= -W0,而能使锌产生光电效应的 单色光的最低频率0应满足h0=W0,联立得0= - =81014 Hz,故选项B正确。,方法技巧 光电效应现象的判断 能使金属产生光电效应的单色光的最低频率即恰好发生光电效应的条件:照射光的能量等于 金属的逸出功。,4.(2017课标,19,6分)(多选)在光电效应实验中,分别用频率为a、b的单
15、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ab,则一定有Uab,则一定有EkaEkb C.若Uab,则一定有ha-Ekahb-Ekb,答案 BC 本题考查光电效应方程、对遏止电压的理解。光照射到同种金属上,同种金属的 逸出功相同。若ab,据Ek=h-W0可知,EkaEkb,则B项正确。由Ek=eU,可知UaUb,则A项错误。 若UaUb,说明EkaEkb,则C项正确。由Ek=h-W0得h-Ek=W0,而同一种金属W0相同,与入射光的频 率无关,故ha-Eka=hb-Ekb,则D项错
16、误。,归纳总结 对光子能量、逸出功及最大初动能的理解 同一种金属逸出功相同,与入射光的频率无关。 遏止电压只与光电子的最大初动能有关:eU=Ek。 光电效应方程:h-W0=Ek。,5.2015课标,35(1),5分,0.445(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.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 ACD 电子束通过双缝产生干涉图样,体现的是波动性
17、,A正确;射线在云室中留下清 晰的径迹,不能体现波动性,B错误;衍射体现的是波动性,C正确;电子显微镜利用了电子束波长 短的特性,D正确;光电效应体现的是光的粒子性,E错误。,6.2019江苏单科,12(3)在“焊接”视网膜的眼科手术中,所用激光的波长=6.410-7 m,每个激 光脉冲的能量E=1.510-2 J。求每个脉冲中的光子数目。(已知普朗克常量h=6.6310-34 Js,光 速c=3108 m/s。计算结果保留一位有效数字),答案 51016,解析 本题考查了光的波粒二象性中粒子性问题,考查了学生的理解能力,体现了物理观念中 能量观念的素养要素,渗透了关注社会发展、科技进步、生产
18、生活的价值观念。 光子能量= ,光子数目n= ,代入数据得n=51016。,考点二 原子、原子核,7.(2019课标,15,6分)太阳内部核反应的主要模式之一是质子质子循环,循环的结果可表示 为 H He+ e+2 已知 H和 He的质量分别为mp=1.007 8 u和m=4.002 6 u,1 u=931 MeV/c2,c为光速。在4个 H转 变成 He的过程中,释放的能量约为 ( ) A.8 MeV B.16 MeV C.26 MeV D.52 MeV,答案 C 本题考查了学生对核反应中核能的计算能力,体现了学科素养中的物理观念。 由核反应方程可知,4个 H转变成1个 He的过程中的质量亏
19、损m41.007 8 u-4.002 6 u= 0.028 6 u,释放的核能E=mc2=0.028 6931 MeV26.6 MeV,故选项C正确。,解题关键 本题为估算题,因电子质量很小,约为 u,故在计算的过程中不需纠结,应大胆 忽略。,8.(2019天津理综,6,6分)(多选)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大 突破,等离子体中心电子温度首次达到1亿摄氏度,为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的 技术基础。下列关于聚变的说法正确的是 ( ) A.核聚变比核裂变更为安全、清洁 B.任何两个原子核都可以发生聚变 C.两个轻核结合成质量较大的核,总质量较聚变前增加 D.
20、两个轻核结合成质量较大的核,核子的比结合能增加,答案 AD 本题以“人造太阳”为背景,考查核聚变反应,以及学生的理解能力,体现了科学 态度与社会责任的核心素养,也体现了应用与创新的价值观念。 因为重核裂变后,产物中存在不稳定的核,而且放射性产物较多,轻核聚变与之相比更安全、清 洁,所以A项正确。轻原子核才会发生聚变,所以B项错误。核反应过程中存在质量亏损,释放 能量,所以C项错误。核反应后产生的新核相对稳定,比结合能增加,故D项正确。,试题分析 通过科学实践透彻分析了核反应,并考查了重核裂变和轻核聚变的特点、区别 等。,9.(2018课标,14,6分)1934年,约里奥-居里夫妇用粒子轰击铝核
21、 Al,产生了第一个人工放射 性核素X: Aln+X。X的原子序数和质量数分别为 ( ) A.15和28 B.15和30 C.16和30 D.17和31,答案 B 本题考查核反应方程。在核反应过程中,质量数和电荷数分别守恒,则X的原子序 数为2+13=15,X的质量数为4+27-1=30,选项B正确。,规律总结 核反应方程的特点 核反应过程中,质量数和电荷数分别守恒。,10.(2017课标,15,6分)一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核,衰变方程为 U Th He。下列说法正确的是 ( ) A.衰变后钍核的动能等于粒子的动能 B.衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小 C.铀核的半衰期等于其放
22、出一个粒子所经历的时间 D.衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量,答案 B 本题考查天然放射现象、半衰期、核反应中的动量守恒、质量亏损,考查学生的 理解能力。静止的原子核在衰变前后动量守恒,由动量守恒定律得0=m1v1+m2v2,可知m1v1=-m2v2, 故衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小,选项B正确;动能Ek= ,由于钍核的质量(m1) 大于粒子的质量(m2),故动能不等,选项A错误;铀核的半衰期是指大量的铀核半数发生衰变所 用的时间,而不是放出一个粒子所经历的时间,选项C错误;原子核衰变前后质量数守恒,衰变 时放出核能,质量亏损,选项D错误。,解题关键 原子核衰变前后动量
23、守恒、质量数和电荷数守恒;动能和动量与质量的关系;半衰 期的定义及其含义。,11.2016课标,35(1),5分(多选)一静止的铝原子核 Al俘获一速度为1.0107 m/s的质子p后, 变为处于激发态的硅原子核 Si*。下列说法正确的是 。 A.核反应方程为p Al Si* 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105 m/s,方向与质子初速度的方向一致,答案 ABE 质子p即 H,核反应方程为p Al Si*,A项正确;核反应过程遵循动量守恒定 律,B项正确;核反应过程中系统能
24、量守恒,C项错误;在核反应中质量数守恒,但会发生质量亏 损,所以D项错误;设质子的质量为m,则 Si*质量为28m,由动量守恒定律有mv0=28mv,得v= = m/s3.6105 m/s,方向与质子的初速度方向相同,故E项正确。,规律总结 核反应过程遵守动量守恒定律,核反应中质量数守恒,电荷数守恒,但会发生质量亏损。,评析 本题考查核反应过程所遵循的规律及动量守恒定律,难度较易。,12.(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
25、( ) A N俘获一个粒子,产生 O并放出一个粒子 B Al俘获一个粒子,产生 P并放出一个粒子 C B俘获一个质子,产生 Be并放出一个粒子 D Li俘获一个质子,产生 He并放出一个粒子,答案 B 本题考查核反应方程。由核反应过程中遵循质量数、电荷数均守恒的原则,可写 出选项中的四个核反应方程 N+ He O H,选项A错误 Al He P n,选项B正确。 Be He,选项C错误 Li H He He,选项D错误。,解题关键 核反应中的两守恒 根据核反应过程中质量数和电荷数均守恒的原则,写出核反应方程,同时应熟记几种常用的微 观粒子的表示方法。,13.(2017天津理综,1,6分)我国自
26、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. H H He n B N He O H C He Al P n D U n Ba Kr+ n,答案 A 本题考查核反应类型。选项A是质量小的核结合成质量较大的核,属于核聚变。选 项B是卢瑟福发现质子的人工转变方程。选项C是约里奥居里夫妇发现人工放射性同位素的 人工转变方程。选项D是铀核在中子轰击下分裂为中等质量的核的过程,属于核裂变。,易混点拨 轻核聚变与人工转变 从本质过程来看,轻核聚变是质量较小的原子核在高温下或在高压下接近到核力能发生作用
27、的范围时,在核力作用下结合为质量较大的原子核,同时放出能量;人工转变是在高速粒子的轰 击下使靶核发生转变,同时被击出某种粒子,此过程中通常要吸收能量。从方程形式来看,二者 相近,不易区分。可通过典型人工转变方程的记忆来解决,几种典型人工转变是发现质子、中 子、放射性同位素与正电子的核反应。,14.(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.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
28、 A 粒子散射实验的重要发现使人们认识到原子具有核式结构,B、C项错误;密立根 的油滴实验测出了电子的电荷量,D项错误。,15.2019江苏单科,12(2)100年前,卢瑟福用粒子轰击氮核打出了质子。后来,人们用粒子轰 击 Ni核也打出了质子 He Ni Cu H+X,该反应中的X是 (选填“电子”“正 电子”或“中子”)。此后,对原子核反应的持续研究为核能利用提供了可能。目前人类获得 核能的主要方式是 (选填“核衰变”“核裂变”或“核聚变”)。,答案 中子 核裂变,解析 本题通过原子核的人工转变考查了核反应方程中的质量数守恒、电荷数守恒等规 律。考查学生的理解能力,体现了物理观念中的物质观念
29、要素。 由质量数守恒与电荷数守恒可确定X应是 n,是中子。目前人类对和平利用核聚变获得能量 的技术还不成熟,而衰变中能量释放速率太缓慢,故目前利用核能的主要方式是核裂变。,关联知识 核反应中四大守恒规律:(1)质量数守恒;(2)电荷数守恒;(3)能量守恒;(4)动量守恒。,16.2016课标,35(1),5分在下列描述核反应过程的方程中,属于衰变的是 ,属于衰变 的是 ,属于裂变的是 ,属于聚变的是 。(填正确答案标号) A C N e B P S e C U Th He D N He O H E U n Xe Sr+ n F H H He n,答案 C AB E F,解析 天然放射性元素自发
30、地放出粒子(即氦核 He)的衰变属于衰变;放出粒子的衰变属 于衰变;重核分裂成几个中等质量原子核的现象为核裂变;轻原子核聚合成较重原子核的反 应为核聚变。,反思总结 原子核的变化有衰变、人工转变、裂变和聚变四种,识记常见的变化规律可使问 题迎刃而解。,C组 教师专用题组,考点一 波粒二象性,1.(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 A 由E=h、c=得E=h=h ,可见光子的能量与其频率成正比、与其波长成反比,A 正确,B错误。由于任意能量的光子在真空中传播的速度都是相同的,故C、D皆错误。,易错点拨 关
31、于光子的能量 光子的能量不能理解为动能,不能由动能的定义式Ek= mv2来处理光子能量的问题,谨记爱因 斯坦的光子说、质能方程是关键。,2.(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100 nm(1 nm=10-9 m)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=6.610-34 Js,真空光速c=310
32、8 m/s) ( ) A.10-21 J B.10-18 J C.10-15 J D.10-12 J,答案 B 本题考查光子能量。由题意知,电离一个分子的能量等于照射分子的光子能量,E= h=h =210-18 J,故选项B正确。,审题指导 题目信息提取 此题为新科技背景下的信息题,从题中提取有用信息,成为解答此题的关键,从题中应提取到如 下有用信息:照射并使分子电离的激光波长为=100 nm=10-7m,照射不会把分子打碎,说明光子 能量几乎全部用来使分子电离,所以只要计算激光脉冲光子能量即可。,考点二 原子、原子核,3.2014课标,35(1),6分,0.537(多选)关于天然放射性,下列
33、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,答案 BCD 原子序数大于或等于83的元素,都能发生衰变,而原子序数小于83的部分元素能 发生衰变,故A错。放射性元素的衰变是原子核内部结构的变化,与核外电子的得失及环境温 度无关,故B、C项正确。在、三种射线中,、为带电粒子,穿透本领较弱,射线不带电, 具有较强的穿透本领,故D项正确。一个原子核不能同时发生衰变和衰变,故E项错误。,规律总结 衰变 X Y He 衰变 X
34、 Y e 射线:放射性原子核在发生衰变、衰变时,蕴藏在核内的能量会释放出来,使产生的新核处 于高能级,这时它要向低能级跃迁,能量以光子的形式辐射出来,即射线。,4.2014课标,35(1),5分,0.336(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
35、由带负电的粒子组成 的,并测出了该粒子的比荷,答案 ACE 密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值,选项A正确;原子中存在原子核是 卢瑟福通过粒子散射实验发现的,选项B、D错误;居里夫妇发现钋和镭是从沥青铀矿中分离 出来的,选项C正确;汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中的偏转,发现阴极射线是由带负电的 粒子组成的,并测出其比荷,选项E正确。,解题指导 卢瑟福通过粒子散射实验发现原子中存在原子核。卢瑟福用粒子轰击氮 原子核发现了质子 He+ H O。,评析 学习近代物理学发展史对学生主动探索物理规律、学习物理知识有重要的启发作用, 不可忽视。,5.2017江苏单科,12C(1)(多选)原子核的比结
36、合能曲线如图所示。根据该曲线,下列判断正确 的有 ( ) A. He核的结合能约为14 MeV B He核比 Li核更稳定 C.两个 H核结合成 He核时释放能量 D U核中核子的平均结合能比 Kr核中的大,答案 BC 本题考查原子核的相关知识。 由图像可知 He的比结合能约为7 MeV,其结合能应为28 MeV,故A错误。比结合能较大的核 较稳定,故B正确。比结合能较小的核结合成比结合能较大的核时释放能量,故C正确。比结 合能就是平均结合能,故由图可知D错误。,知识归纳 比结合能较小的核结合成比结合能大些的核为轻核聚变; 比结合能较小的重核, 分裂成几个比结合能较大的中等质量的核,为重核裂变
37、。上述两类核反应均放出核能。 比结合能越大的核越稳定。,6.(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.射线 C.射线 D.射线,答案 B 本题考查天然放射现象。在天然放射现象中,放出、三种射线,其中射线属 于氦核流,选项B正确。,知识拓展 对三种射线的认识 天然放射现象中,放出的三种射线均来自于衰变的原子核,其中射线是高速运动的氦核,射线 是原子核中的中子衰变成质子时放出的电子流,而射线是衰变后新核放出的高频率光子流。,7.(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
38、 D 本题考查对同位素的认识。同位素是指在原子核中的质子数相同而中子数不同的 元素,故氢、氘、氚的核内具有相同的质子数,D项正确。,易错点拨 对原子核的各种数量名称,易混淆,应分别认识清楚。对某个元素 X,其中A称为质 量数,等于核中质子数与中子数的总和;Z为核电荷数,等于核中质子数;核中的中子数为A与Z 之差。在中性原子中的核外电子数等于核中质子数。,8.2016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 A 根据玻尔原子理论,氢原子的能量
39、是量子化的,A项正确;核反应中电荷数守恒、质 量数守恒,质子数不一定守恒,B项错误;半衰期是指大量原子核衰变时,有半数原子核发生衰变 所用的时间,半衰期越大,原子核衰变越慢,C项错误;系统不受外力或所受合外力为零,系统总 动量保持不变,D项错误。,9.(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为粒子的径迹 B.a、b为粒子的径迹 C.c、d为粒子的径迹 D.c、d为粒子的径迹,答案 D 粒子不带电,不会发生偏转,故B错。由左手定则可判定,a、b粒子带正电,c
40、、d粒子 带负电,又知粒子带正电,粒子带负电,故A、C均错,D正确。,10.(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 C N e B U n I Y+ n C H H He n D He Al P n (2)已知光速为c,普朗克常量为h,则频率为的光子的动量为 。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:,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
41、波长范围为 4.010-77.610-7 m,普朗克常量h=6.6310-34 Js。,答案 (1)A (2) 2 (3)见解析,解析 (1)A是衰变,B是核裂变,C是核聚变,D是原子核的人工转变,所以A符合题意。 (2)光子的动量p= = ,垂直反射回去p= -(- )= 。 (3)光子的能量E= ,取=4.010-7 m,则E5.010-19 J 根据EW0判断,钠、钾、铷能发生光电效应。,知识归纳 (1)光子的频率、波长和光速c之间的关系为:= (2)光子的能量:E=h= (3)光子的动量:p=,A组 20172019年高考模拟考点基础题组,三年模拟,考点一 波粒二象性,1.(2019山
42、东潍坊二模,14,6分)四种金属的逸出功W0如表所示,以下说法正确的是 ( ),A.逸出功就是使电子脱离金属所做的功 B.四种金属中,钙的极限频率最小 C.若某种光照射钠时有光电子逸出,则照射钙时也一定有光电子逸出 D.若某种光照射四种金属时均发生光电效应,则铷逸出电子的最大初动能最大,答案 D 逸出功是使电子脱离某种金属所做功的最小值,故A错误;四种金属中,钙的逸出功 最大,根据W0=h0可知,极限频率最大,选项B错误;因钙的逸出功大于钠的逸出功,则若某种光照 射钠时有光电子逸出,则照射钙时不一定有光电子逸出,选项C错误;若某种光照射四种金属时 均发生光电效应,根据Ek=h-W0可知,铷的逸
43、出功最小,则逸出电子的最大初动能最大,选项D正确。,2.(2019山东济南4月模拟,14,6分)现用某一光电管进行光电效应实验,当用某一频率的光照射 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,饱和电流变大 B.入射光的频率变高,饱和电流一定变大 C.入射光的频率变高,光强不变,光电子的最大初动能不变 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,答案 A 根据光电效应实验得出的结论知,保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,饱和 电流变大,故A正确;根据光电效应方程Ek=h-W0知,入射光的频率变高,光电子的最大初动能变 大,饱
44、和电流不一定变大,故B错误;入射光的频率变高,光强不变,光电子的最大初动能变大,选 项C错误;保持入射光的光强不变,不断减小入射光的频率,当入射光的频率小于金属的截止频 率,就不会发生光电效应,不再有光电流产生,选项D错误。,3.(2019山东泰安一模,14,6分)如图,用光电管进行光电效应实验,当某一频率的光入射时,有光 电流产生。则饱和光电流 ( ) A.与照射时间成正比 B.与入射光的强度无关 C.与入射光的强度成正比 D.与两极间的电压成正比,答案 C 当某种频率的光入射到金属上能发生光电效应时,饱和电流的大小只与入射光的 强度有关,且与入射光的强度成正比,与光照时间以及光电管两极间的
45、电压无关,故选项C正 确。,4.(2018山东潍坊二模,19,6分)(多选)2017年度中国10项重大科学进展中,位列榜首的是实现千 公里级量子纠缠和密钥分发,创新性地突破了多项国际领先的关键技术。下列与量子理论有 关的说法正确的是 ( ) A.德布罗意首先提出了量子理论 B.玻尔在研究氢原子结构时引入了量子理论 C.爱因斯坦认为光子能量是量子化的,光子能量E=h D.根据量子理论,增大光的照射强度光电子的最大初动能增加,答案 BC 普朗克首先提出了量子理论,选项A错误;玻尔在研究氢原子结构时引入了量子理 论,成功揭示了氢原子光谱,选项B正确;爱因斯坦认为在空间传播的光不是连续的,而是一份一
46、份的,光子能量是量子化的,光子能量E=h,故选项C正确;根据量子理论,光电子的最大初动能 与光照强度无关,故选项D错误。,考点二 原子、原子核,5.(2019山东日照一模,14,6分)氢原子能级如图,一群氢原子处于n=4能级。当氢原子从n=4能级 跃迁到n=3能级时,辐射光的波长为1 884 nm,下列判断正确的是 ( ) A.氢原子向低能级跃迁时,最多产生4种谱线 B.从高能级向低能级跃迁时,氢原子核一定向外放出能量 C.氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时,辐射光的波长大于1 884 nm D.用从n=2能级跃迁到n=1能级辐射的光照射W逸=6.34 eV的铂,能发生光电效应,答案 D 根
47、据 =6知,一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时最多产生6种谱线,故A错 误;由高能级向低能级跃迁,氢原子向外辐射能量,不是原子核辐射能量,故B错误;n=3与n=2的 能级差大于n=4与n=3的能级差,则氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级比从n=4能级跃迁到n=3能 级辐射出的光子的频率大,波长短,即辐射光的波长小于1 884 nm,故C错误;氢原子从n=2能级 跃迁到n=1能级辐射出的光子的能量为:E2-E1=-3.4 eV-(-13.6 eV)=10.2 eV6.34 eV,而使金属发 生光电效应的条件是光子的能量大于电子的逸出功,可以发生光电效应,故D正确。,解题关键 (1)光子能量
48、与能级间的能量差的关系,即Em-En=h。(2)只有入射光子的能量大于 金属的逸出功才会发生光电效应。,6.(2019山东聊城二模,14,6分)氢原子的能级图如图所示,下列说法正确的是 ( ) A.氢原子从低能级向高能级跃迁时静电力做正功 B.处于n=2能级的氢原子可以吸收能量为2 eV的光子 C.一个氢原子从n=4能级向基态跃迁时,可发出6种不同频率的光 D.处于n=1能级的氢原子可以吸收能量为14 eV的光子,答案 D 氢原子从低能级向高能级跃迁时,电子绕核运动的半径增大,库仑力(静电力)做负 功,故A项错误;假设处于n=2能级的氢原子可以吸收能量为2 eV的光子,则E=E2+2 eV=-1.4 eV, 由题图知,氢原子没有能量等于-1.4 eV的能级,所以处于n=2能级的氢原子不可以吸收能量为2 eV的光子,故B项错误;一群氢原子从n=4能级向基态跃迁时,可发出 =6种频率的光,一个氢原 子从n=4能级向基态跃迁时,最多可发出3种不同频率的光子,故C项错误;E1+14 eV=0.4 eV0, 因此处于n=1能级的氢原子可
