第一部分專題五近代物理初步

第一部分專題五近代物理初步第1頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三1．(雙選，2011年廣東卷)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，下列表述正確的是()CD

A．光照時(shí)間越長光電流越大 B．入射光足夠強(qiáng)就可以有光電流 C．遏止電壓與入射光的頻率有關(guān) D．入射光頻率大于極限頻率才能產(chǎn)生光電子

解析：各種金屬都存在著極限頻率，低于極限頻率的任何入射光強(qiáng)度再大、照射時(shí)間再長都不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)；發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比；遏止電壓隨入射光的頻率增大而增大，故C、D選項(xiàng)正確．第2頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三

2．(2011年四川卷)氫原子從能級

m躍遷到能級n時(shí)輻射紅光的頻率為v1，從能級n躍遷到能級k時(shí)吸收紫光的頻率為v2，已知普朗克常量為h，若氫原子從能級k躍遷到能級m，則()A．吸收光子的能量為hv1＋hv2B．輻射光子的能量為hv1＋hv2C．吸收光子的能量為hv2－h(huán)v1D．輻射光子的能量為hv2－h(huán)v1第3頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三答案：D第4頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三

3．(2011年重慶卷)核電站核泄漏的污染物中含有碘131和銫137.碘131的半衰期約為8天，會(huì)釋放β射線；銫137是銫133的同位素，半衰期約為30年，發(fā)生衰變時(shí)會(huì)輻射γ射線．下列說法正確的是()A．碘131釋放的β射線由氦核組成B．銫137衰變時(shí)輻射出的γ光子能量小于可見光光子能量C．與銫137相比，碘131衰變更慢D．銫133和銫137含有相同的質(zhì)子數(shù)第5頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三

解析：β射線實(shí)際是電子流，A錯(cuò)誤；γ射線是高頻電磁波，其光子能量大于可見光的能量，B錯(cuò)誤；半衰期是放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，碘131的半衰期為8天，銫137半衰期為30年，碘131衰變更快，C錯(cuò)誤；同位素是具有相同的質(zhì)子數(shù)和不同的中子數(shù)的元素，故銫133和銫137含有相同的質(zhì)子數(shù)，D正確．答案：D第6頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三4．(雙選，2010年廣東卷)關(guān)于核衰變和核反應(yīng)的類型，下列表述正確的有()AC解析：B為人工核轉(zhuǎn)變，D為衰變，選A、C.第7頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三B

A．聚變反應(yīng)不會(huì)釋放能量 B．聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核 C．聚變反應(yīng)沒有質(zhì)量虧損 D．目前核電站都采用聚變反應(yīng)發(fā)電

解析：聚變反應(yīng)時(shí)將質(zhì)量較小的輕核聚變成質(zhì)量較大的核，聚變過程會(huì)有質(zhì)量虧損，要放出大量的能量；但目前核電站都采用鈾核的裂變反應(yīng)，因此B正確．第8頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三

從近三年的高考試題來看，題目難度不大，考查形式是選擇題，考查的范圍相對穩(wěn)定，密切結(jié)合課本．考查的主要知識(shí)：物理學(xué)史、光電效應(yīng)、原子能級的躍遷、原子核的結(jié)構(gòu)和衰變、半衰期、核反應(yīng)方程(衰變、人工轉(zhuǎn)變、裂變、聚變)和核能．在今后的復(fù)習(xí)中，應(yīng)該抓住重點(diǎn)知識(shí)，如光電效應(yīng)、核反應(yīng)方程和原子能級的躍遷等，這些知識(shí)在廣東高考中經(jīng)常出現(xiàn)．第9頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三

光電效應(yīng)

【例1】(2011年福建卷)愛因斯坦提出了光量子概念并成功地解釋光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得1921年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)．某種金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能Ekm

與入射光頻率ν的關(guān)系如圖5－2－1)所示，其中v0

為極限頻率．從圖中可以確定的是(

圖5－2－1第10頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三A．逸出功與v有關(guān)B．Ekm

與入射光強(qiáng)度成正比C．當(dāng)v<v0

時(shí)，會(huì)逸出光電子D．圖中直線的斜率與普朗克常量有關(guān)

解析：由愛因斯坦光電方程Ek＝hv－W和W＝hv0(W為金屬的逸出功)，可得Ek＝hv－h(huán)v0，可見圖象的斜率表示普朗克常量，D正確；只有v≥v0

時(shí)才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)；金屬的逸出功只和金屬的極限頻率有關(guān)，與入射光的頻率無關(guān)，A錯(cuò)；最大初動(dòng)能取決于入射光的頻率，而與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，B錯(cuò)．

深刻理解光電效應(yīng)現(xiàn)象，靈活運(yùn)用光電效應(yīng)方程解釋，金屬的逸出功只與金屬的極限頻率有關(guān)．第11頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三

1．(雙選)如圖5－2－2所示，電路中所有元件完好，光照射到陰極上時(shí)，靈敏電流計(jì)中沒有電流通過，其原因可能是()D圖5－2－2A．入射光太弱C．光照時(shí)間短B．入射光波長太長D．電源正負(fù)極接反第12頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三色光光子能量范圍 (eV)紅橙黃綠藍(lán)—靛紫1.61～ 2.002.00～ 2.072.07～ 2.142.14～ 2.532.53～ 2.762.76～ 3.10氫原子能級躍遷【例2】氫原子部分能級的示意圖如圖5－2－3所示，不同色光的光子能量如下所示：第13頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三

圖5－2－3處于某激發(fā)態(tài)的氫原子，發(fā)射的光的譜線在可見光范圍)內(nèi)僅有2條，其顏色分別為( A．紅、藍(lán)—靛 C．紅、紫B．黃、綠D．藍(lán)—靛、紫第14頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三

解析：在本題電路中形成電流的條件，一是陰極在光的照射下有光電子逸出，這決定于入射光的頻率是否高于陰極材料的極限頻率，與入射光的強(qiáng)弱、照射時(shí)間長短無關(guān)；二是逸出的光電子應(yīng)能在電路中定向移動(dòng)到達(dá)陽極．光電子能否到達(dá)陽極，應(yīng)由光電子的初動(dòng)能大小和兩極間所加電壓的正負(fù)和大小共同決定．一旦電壓正負(fù)極接反，即使具有很大初動(dòng)能的光電子也可能不能到達(dá)陽極，即使發(fā)生了光電效應(yīng)現(xiàn)象，電路中也不能形成光電流，故該題的正確答案是B、D.答案：BD

原子由能量較高能級向能量較低能級躍遷時(shí)放出光子(能量)，躍遷規(guī)律為：E較高－E較低＝hv.第15頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三

2．(雙選)氫原子的部分能級如圖5－2－4所示．已知可見光的光子能量在1.62eV到3.11eV之間．由此可推知，氫原子()圖5－2－4第16頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三A．從高能級向n＝1能級躍遷時(shí)發(fā)出的光的波長比可見光的短B．從高能級向n＝2能級躍遷時(shí)發(fā)出的光均為可見光C．從高能級向n＝3能級躍遷時(shí)發(fā)出的光的頻率比可見光的高D．從n＝3能級向n＝2能級躍遷時(shí)發(fā)出的光為可見光第17頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三解析：如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第二能級，能夠發(fā)出10.2eV的光子，不屬于可見光；如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第三能級，能夠發(fā)出12.09eV、10.2eV、1.89eV的三種光子，只有1.89eV屬于可見光；如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第四能級，能夠發(fā)出12.75eV、12.09eV、10.2eV、2.55eV、1.89eV、0.66eV的六種光子，1.89eV和2.55eV屬于可見光，1.89eV的光子為紅光，2.55eV的光子為藍(lán)—靛，A正確．答案：A第18頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三

原子核反應(yīng)方程【例3】關(guān)于下列核反應(yīng)或核衰變方程，說法正確的是(

)第19頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三

解析：從高能級向n＝1的能級躍遷的過程中輻射出的最小光子能量為10.20eV，不在1.62eV到3.11eV之間，A正確；已知可見光的光子能量在1.62eV到3.11eV之間，從高能級向n＝2能級躍遷時(shí)發(fā)出的光的能量小于或等于3.40eV，B錯(cuò)；從高能級向n＝3能級躍遷時(shí)發(fā)出的光的頻率只有能量大于3.11eV的光的頻率才比可見光高，C錯(cuò)；從n＝3到n＝2的過程中釋放的光的能量等于1.89eV介于1.62eV到3.11eV之間，所以是可見光，D對．答案：AD核反應(yīng)前后遵守電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒．第20頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三

3．原子核聚變可望給人類未來提供豐富的潔凈能源．當(dāng)氖等離子體被加熱到適當(dāng)高溫時(shí)，氖核參與的幾種聚變反應(yīng)可能發(fā)生，放出能量．這幾種反應(yīng)的總效果可以表示為：AA．k＝1，d＝4C．k＝1，d＝6B．k＝2，d＝2D．k＝2，d＝3

解析：由核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒可知A對、B錯(cuò)；C中反應(yīng)是衰變，D中反應(yīng)是裂變，C、D均錯(cuò)．第21頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三

1．原子核反應(yīng)一般可分為四類：天然放射性現(xiàn)象(α衰變、β衰變、γ衰變)、人工轉(zhuǎn)變、重核裂變、輕核聚變．不管是哪一種核反應(yīng)，都遵從質(zhì)量數(shù)(或核子數(shù))守恒和電荷數(shù)(或質(zhì)子數(shù))守恒，這是書寫和檢驗(yàn)核反應(yīng)方程式的原則．

2．原子由能量較高能級向能量較低能級躍遷時(shí)放出光子，躍遷規(guī)律為：Em-En＝hv.對于光子來說，它的頻率與波長間有關(guān)系：c＝λv.應(yīng)注意一群原子和一個(gè)原子躍遷的不同，一群氫原子就是處在n軌道上有若干個(gè)氫原子，某個(gè)氫原子第22頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三向低能級躍遷時(shí)，可能從n能級直接躍遷到基態(tài)，產(chǎn)生一條譜線；另一個(gè)氫原子可能從n能級躍遷到某一激