【物理】2020届一轮复习人教版　近代物理初步学案

【物理】2020届一轮复习人教版　近代物理初步学案

热点八　近代物理初步 近代物理初步作为物理学的一个板块在2017年列入必考内容后，对其考查在所难免。但由于该部分知识点多要求难度不太大，因此考查时多以选择题出现，而且题目难度不会太大。‎ 考向一　光电效应 ‎　(多选)某种金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像如图所示。则由图像可知 图1‎ A．任何频率的入射光都能产生光电效应 B．该金属的逸出功等于hν0‎ C．入射光的频率发生变化时，遏止电压不变 D．若已知电子电量e，就可以求出普朗克常量h ‎[解析]　只有当入射光的频率大于或等于极限频率时，才会发生光电效应现象，故A错误；当遏止电压为零时，最大初动能为零，则入射光的能量等于逸出功，所以W0＝hν0，故B正确；根据光电效应方程Ekm＝hν－W0和eUc＝Ekm得，Uc＝－，当入射光的频率大于极限频率时，遏止电压与入射光的频率成线性关系，故C错误；因为Uc＝－，知图线的斜率等于，从图像上可以得出斜率的大小，已知电子电量，可以求出普朗克常量，故D正确。‎ ‎[答案]　BD 考向二　氢原子能级跃迁 ‎　氦原子被电离出一个核外电子，将会形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E1＝－54.4 eV，氦离子能级的示意图如图2所示。在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是 图2‎ A．40.8 eV　　　　　　　B．43.2 eV C．51.0 eV D．54.4 eV ‎[解析]　根据玻尔理论可以知道，处于基态的氦离子在吸收光子能量时只能吸收一个特定频率的光子且不能积累。因此当其他能级与基态间的能量差和光子能量相等时，该光子才能被吸收。由能级示意图可知：第2能级和基态间的能量差ΔE1＝E2－E1＝－13.6 eV－(－54.4 eV)＝40.8 eV，故A选项中的光子能量能被吸收，没有能级之间的能量差和B选项中光子的能量相等，第4能级和基态间的能量差ΔE2＝E4－E1＝－3.4 eV－(－54.4 eV)＝51.0 eV，故C选项中光子能量能被吸收，当光子能量大于或等于基态能量的绝对值时，将被处于基态的离子吸收并发生电离，故选项D中的光子能量能被吸收。‎ ‎[答案]　B 考向三　核反应方程及核能 ‎　(多选)雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的中微子(νe)而获得了诺贝尔物理学奖。他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615吨四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶，中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程式为νe＋ClAr＋e，已知Cl核的质量为36.956 58 u，Ar核的质量为36.956 91 u，e的质量为0.000 55 u,1 u质量对应的能量为931.5 MeV。根据以上信息，可以判断 A．中微子不带电 B．中微子就是中子 C.Cl和Ar是同位素 D．参与上述反应的中微子的最小能量约为0.82 MeV ‎[解析]　‎ 在核反应中，电荷数守恒，质量数守恒，可以判断中微子所带电荷数是零，质量数是零，故A项正确；而中子的质量数是1，故B项错误；同位素是电荷数相等，质量数不等的同种元素，而Cl和Ar是两种不同的元素，故C项错误；由爱因斯坦质能方程得中微子的质量m＝(0.000 55＋36.956 91－36.956 58) u＝0.000 88 u，而1 u质量对应的能量为931.5 MeV，所以中微子的最小能量是E＝931.5×0.000 88 MeV≈0.82 MeV，故D项正确。‎ ‎[答案]　AD ‎1．(多选)(2018·南宁联考)下列说法正确的是 A．根据玻尔理论，氢原子在辐射光子的同时，轨道半径也在连续地减小 B．放射性物质的温度升高，则半衰期减小 C．某放射性原子核经过2次α衰变和一次β衰变，核内质子数减少3个 D．根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小 解析　玻尔理论认为原子的能量是量子化的，轨道半径也是量子化的，故氢原子在辐射光子的同时，轨道不是连续地减小，故A错误。半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间，由原子核本身决定，与原子的物理、化学状态无关，故B错误；根据质量数和电荷数守恒，某放射性原子核经过2次α衰变质子数减少4，一次β衰变质子数增加1，故核内质子数减少3个，C正确；能级跃迁时，由于高能级轨道半径较大，速度较小，电势能较大，故氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小，故D正确。‎ 答案　CD ‎2．(多选)(2018·湛江联考)氢原子能级如图3所示，已知可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间，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 图3‎ A．氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的光为可见光 B．用波长为502 nm的光照射，能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级 C．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 D．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 解析　氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的光的能量：E＝E3－E2＝1.51 eV－(3.4) eV＝1.89 eV，为可见光。故A正确；502 nm的光的能量：E＝ ＝ J＝3.96×10－19 J＝2.47 eV。不等于能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级的能量值，氢原子不能吸收该光子，故B错误；氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的能量大于氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时辐射光的能量，根据E＝可知，辐射光的波长一定小于656 nm。故C错误；根据数学组合C＝3，可知一群n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线。故D正确。‎ 答案　AD ‎3．(2018·吉安模拟)用图4所示装置研究光电效应现象，使阴极K与滑动变阻器的中心抽头c相连，当滑动头P从a移到c的过程中，光电流始终为零。为了产生光电流，可采取的措施是 图4‎ A．增大入射光的强度　　　B．增大入射光的频率 C．把P向a移动 D．把P从c向b移动 解析　能否产生光电效应与入射光的强度无关，增大入射光的强度，仍不能产生光电流。故A错误。增大入射光的频率，当入射光的频率大于金属的极限频率时，产生光电效应，金属有光电子发出，电路中能产生光电流。故B正确。把P向a移动。P点电势大于c点电势，光电管加上正向电压，但不能产生光电效应，没有光电流形成，故C错误。把P从c向b 移动，不能产生光电效应，没有光电流形成。故D错误。故选B。‎ 答案　B ‎4．某放射性元素经过11.4天有的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为 A．11.4天 B．7.6天 C．5.7天 D．3.8天 解析　经11.4天，还剩余的原子核未衰变，故经历了两个半衰期，每个半衰期为5.7天C正确。‎ 答案　C ‎5．下列说法中正确的是 A．β衰变说明原子核里有电子 B．某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少4个 C．放射性物质的温度升高，其半衰期将缩短 D.U→TH＋He是核裂变反应方程 解析　原子核里虽然没有电子，但是核内的中子可以转化成质子和电子，产生的电子从核内发射出来，这就是β衰变，故A错误；某原子核经过一次α衰变电荷数减小2，质量数减小4，再经过两次β衰变后，质量数不变，电荷数要增加2，所以整个过程质量数减小4，电荷数不变，所以核内中子数减少4个，故B正确；半衰期的长短是由原子核内部本身的因素决定的，与原子所处的物理、化学状态无关，放射性物质的温度升高，其半衰期将不变，故C错误；U→TH＋He是α衰变，故D错误。‎ 答案　B