高考物理复习提升-考前第2天近代物理初步

考前第2天近代物理初步
[基础知识要记牢]
1．光电效应
(1)四条实验规律
①任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于或等于这个频率，才能产生光电效应．
②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大．
③入射光照射到金属板上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不会超过10－9 s.
④当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比．
(2)光子说：爱因斯坦认为光是不连续的，一份一份的，每一份就是一个光子，对应光子的能量ε＝hν.
(3)光电效应方程：E k＝hν－W0.
2．原子结构
(1)电子的发现：1897年，英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的研究发现电子．
(2)核式结构模型：卢瑟福根据α粒子散射实验现象推断出原子的核式结构．
(3)玻尔理论：玻尔提出了三条假设：定态假设、跃迁假设、轨道量子化假设，成功地解释了氢原子光谱．
3．原子核的衰变
(1)三种射线
(2)衰变方程
①α衰变：A Z X →A －4Z －2Y ＋42He(2个质子和2个中子结合成一整体射
出)
②β衰变：A Z X → A Z ＋1Y ＋0－1e(中子转化为质子和电子)
(3)半衰期：
①决定因素：由核本身的因素决定，与原子核所处的物理状态或化学状态无关．
②公式：N 余＝N 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T ，M 余＝M 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T
. 4.核能的获取与计算
(1)获取途径
①重核裂变：例如235 92U ＋10n →136 54Xe ＋9038Sr ＋1010n
②轻核聚变：例如21H ＋31H →42He ＋10n
(2)核能的计算
①若Δm以千克为单位，则：ΔE＝Δmc2.
②若Δm以原子的质量单位u为单位，则：ΔE＝Δm×931.5 MeV.质量亏损Δm：组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差．
[模型结论要用好]
1．一群氢原子处于量子数为n的激发态时可能辐射出的光谱线
条数：N＝C2n＝n(n－1)
2.
2．原子跃迁时，所吸收或释放的光子能量只能等于两能级的能量差．
3．原子电离时，所吸收的能量可以大于或等于某一能级能量的绝对值．
4．α衰变次数可根据质量数差除以4得出，再根据核电荷数守恒确定β衰变的次数．
[易错问题多留心]
1．在氢原子跃迁中，混淆一个和一群处于激发态的氢原子发出的频率．
2．研究能级跃迁问题时，将光子和实物粒子混淆．
3．对半衰期的统计规律不理解．
4．书写核反应方程时误将“→”写成“＝”．
5．混淆质量数与质量两个不同的概念．
6．对光电效应图象的意义不理解．
[接轨高考保温练]
1．(多选)关于天然放射性，下列说法正确的是(BCD)
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
解析：原子序数大于83的元素才可以发生衰变，原子序数小于83的元素有的可以发生衰变，有的不可以发生衰变，A错误；放射性元素的半衰期与元素所处的物理、化学状态无关，B、C正确；α、β、γ三种射线的穿透能力依次增强，D正确．
2．(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(AC) 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
解析：密立根通过油滴实验测出了基本电荷的电量，A正确；卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，发现了原子中心有一个核，B、D错误；居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋和镭两种新元素，并因此获得了诺贝尔奖，C正确．
3．(多选)下列说法正确的是(BD)
A．发生α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4 B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应
C．若使放射性物质的温度升高，压强增大，其半衰期可能变小D．用14 eV的光子照射处于基态的氢原子，可使其电离
解析：每发生一次α衰变，电荷数减少2，核内中子数减少2，选项A错误；太阳内部发生的核反应为热核反应，选项B正确；半衰期是原子核的特性，与放射性原子核所处的物理、化学状态无关，选项C错误；氢原子的基态能量是－13.6 eV，用14 eV的光子照射
处于基态的氢原子，可使基态的氢原子电离，选项D正确．
4.下图中P为放在匀强磁场中的天然放射源，其放出的射线在磁场的作用下分成a、b、c三束．以下判断正确的是(C)
A．a为α射线，b为β射线，c为γ射线
B．a为β射线，b为γ射线，c为α射线
C．a为α射线，b为γ射线，c为β射线
D．a为γ射线，b为α射线，c为β射线
解析：因为α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电，所以由左手定则知，C正确．
5．(多选)研制核武器的钚239(239 94Pu)可由铀239(239 92U)经过衰变而产生．下列叙述正确的是(BD)
A．钚239和铀239是同位素
B．铀239经过一个半衰期时铀239原子核的数量减少为原来的一半
C．铀239经过一次α衰变产生钚239
D．铀239经过二次β衰变产生钚239
解析：同位素的质子数相同而中子数(或质量数)不同，A错误；半衰期是原子核有半数发生衰变所用的时间，B正确；由铀239(239 92U)生成钚239(239 92Pu)的反应是：239 92U→239 94Pu＋20－1e，故C错误，D正确．6．(多选)下列说法正确的是(AB)
A.226 88Ra→222 86Rn＋42He是α衰变
B.21H＋31H→42He＋10n是聚变
C.235 92U＋10n→140 54Xe＋9438Sr＋210n是衰变
D.2411Na→2412Mg＋0－1e是裂变
解析：A项中的核反应是α衰变，B项中的核反应是聚变，C项中的核反应是裂变，D项中的核反应是β衰变，选项A、B正确，选项C、D错误．
7．下图是氢原子从n＝3、4、5、6能级跃迁到n＝2能级时辐射的四条光谱线，其中频率最大的是(D)
A．HαB．Hβ
C．HγD．Hδ
解析：由ΔE＝E m－E n知，m、n相差越大，释放的能量越多，在给定的图中对应Hδ，D正确．
8.下图为氢原子的四个能级，其中E1为基态．若氢原子A处于激发态E2，氢原子B处于激发态E3，则下列说法正确的是(B)
A．原子A可能辐射出3种频率的光子
B．原子B可能辐射出3种频率的光子
C．原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级E4
D．原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级E4
解析：原子A从激发态E2跃迁到基态E1，只辐射一种频率的光子，A错误；原子B从激发态E3跃迁到基态E1，可能辐射三种频率的光子，B正确；由原子能级跃迁理论可知，原子A可能吸收原子B 由E3跃迁到E2时放出的光子并跃迁到E3，但不能跃迁到E4，C错误；原子A发出的光子能量ΔE＝E2－E1>E4－E3，故原子B不可能跃迁到能级E4，D错误．
9．(多选)人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数有如图所示的关系．下列关于原子结构和核反应的说法中正确的是(BD)
A．原子核d和e聚变成原子核f时会有质量亏损，要吸收能量B．原子核a裂变成原子核b和c时会有质量亏损，要放出能量C．已知原子核a裂变成原子核b和c时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子，若增加γ射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大
D．在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应的速度解析：原子核d和e聚变成原子核f时会有质量亏损，原子核a
裂变成原子核b和c时会有质量亏损，由爱因斯坦质能方程知，都要释放能量，A错误，B正确；在发生光电效应的情况下，只增加入射光的强度，不能增大光电子的最大初动能，C错误；镉棒的作用是为了控制核反应的速度，D正确．。