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1、第第2講講近代物理初步近代物理初步1(雙選,2012 年廣東卷)能源是社會發(fā)展的基礎(chǔ),發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一下列釋放核能的反應(yīng)方程,表述正確的有()解析:衰變是一個核放出粒子或粒子的反應(yīng),而聚變是兩個較輕的核聚合為一個較重的核的反應(yīng),裂變是重核俘獲一個中子后分裂成兩個較輕的核的反應(yīng),故 A、B 中的核反應(yīng)為聚變,C、D 中的核反應(yīng)為裂變,故 A、C 正確答案:AC2(2012 年天津卷)下列說法中正確的是()A采用物理或化學(xué)方法可以有效地改變放射性元素的半衰期B由玻爾理論可知?dú)湓訌募ぐl(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)會放出光子C從高空對地面進(jìn)行遙感攝影,利用了紫外線良好的穿透能力D原子和所含核子單獨(dú)
2、存在時(shí)的總質(zhì)量小于該原子核的質(zhì)量解析:半衰期是原子的物理屬性,不能采用物理或化學(xué)方法改變;氫原子從高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到低能量的基態(tài)時(shí)放出能量,所以放出光子;高空遙感是利用紅外線的;由于核子結(jié)合為原子核時(shí)能量增加,必然存在質(zhì)量虧損答案:B答案:D5(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()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: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,如光電效應(yīng)、核反應(yīng)方程和原子能級
3、的躍遷等,這些知識在廣東高考中經(jīng)常出現(xiàn)光電效應(yīng) 【例1】(2011 年福建卷)愛因斯坦提出了光量子的概念并成功地解釋了光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得 1921 年的諾貝爾物理學(xué)獎某種金屬逸出光電子的最大初動能 Ekm 與入射光頻率v的關(guān)系如圖52)1 所示,其中v0 為極限頻率從圖中可以確定的是(圖 521A逸出功與v有關(guān)BEkm 與入射光的強(qiáng)度成正比C當(dāng)vv0 時(shí),會逸出光電子D圖中直線的斜率與普朗克常量有關(guān)答案:D深入理解光電效應(yīng)現(xiàn)象,靈活運(yùn)用光電效應(yīng)方程解題,金屬的逸出功只與金屬的極限頻率有關(guān)1(雙選)如圖 522 所示,電路中所有元件都完好,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
4、是()圖 522A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到達(dá)陽極光電子能否到達(dá)陽極,應(yīng)由光電子的初動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色光光子的能量范圍/eV紅橙黃綠藍(lán)靛紫1.612.00 2.002.07 2.072.14 2.142.
5、532.532.762.763.10氫原子能級的躍遷【例 2】氫原子部分能級的示意圖如圖 523 所示,不同色光的光子能量如下所示:處于某激發(fā)態(tài)的氫原子,發(fā)出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B黃、綠C紅、紫D藍(lán)靛、紫解析: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 12.09 eV、10.2 eV、1.89 eV 的三種光子,只有 1.89 eV屬于可見光區(qū);如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第四能級,能夠發(fā)出12.75 eV、12.09 eV、10.2 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.66
6、 eV 的六種光子,1.89 eV 和 2.55 eV 屬于可見光區(qū),1.89 eV 的光子為紅光,2.55 eV 的光子為藍(lán)靛,A 正確答案:A原子由能量較高的能級向能量較低的能級躍遷時(shí)放出光子,躍遷規(guī)律為:E 較高E 較低hv. 2(雙選)氫原子的部分能級如圖 523 所示已知可見光的光子能量在 1.62 eV 到 3.11 eV 之間由此可推知, 氫原子()圖 523A從高能級向 n1 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 n2 能級躍遷時(shí)發(fā)出的光均為可見光C從高能級向 n3 能級躍遷時(shí)發(fā)出的光的頻率比可見光的高D從 n3 能級向 n2 能級躍遷時(shí)發(fā)出的光為可見光解析:氫原子
7、從高能級向 n1 能級躍遷的過程中輻射出的最小光子能量為 10.20 eV,不在 1.62 eV 到 3.11 eV 之間,A 正確;已知可見光的光子能量在 1.62 eV 到 3.11 eV 之間,從高能級向 n2 能級躍遷時(shí)發(fā)出的光的能量小于或等于 3.40 eV,B錯誤;從高能級向 n3 能級躍遷時(shí),發(fā)出能量大于 3.11 eV 的光的頻率才比可見光高,C 錯誤;從n3 能級躍遷到 n2 能級的過程中,釋放的光的能量等于1.89 eV,介于1.62 eV 到3.11eV 之間,所以是可見光,D 正確答案:AD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(解析:由核反應(yīng)
8、中質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒可知 A 對、B錯;C 中的反應(yīng)是衰變,D 中的反應(yīng)是裂變,C、D 均錯答案:A核反應(yīng)前后遵守電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒解析:由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,分別有:4kd10,2kd6,解得 k2,d2,正確選項(xiàng)為 B.答案:B1原子核反應(yīng)一般可分為四類:天然放射性現(xiàn)象(衰變、衰變、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)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:EmEnhv.對于光子來說,它的頻率與波長間的關(guān)系為cv.應(yīng)注意一群原子和一個原子躍遷的不同,一群氫原子就是處在 n 軌道上有若干個氫原子,某個氫原子向低能級躍遷時(shí),可能從 n 能級直接躍遷到基態(tài),產(chǎn)生一條譜線;另一n(n1)個氫原子可能從 n 能級躍遷到某一激發(fā)態(tài),產(chǎn)生另一條譜線,該氫原子再從這一激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài),再產(chǎn)生一條譜線由數(shù)學(xué)知識得到一群氫原子處于 n 能級時(shí)可能輻射的譜線條數(shù)為N2.然而原子系統(tǒng)一般處在能量最低的基態(tài),要使其放出光子就必須先將原子系統(tǒng)激發(fā)到能量較高的激發(fā)態(tài),這有兩種辦法,一是吸收光子,根據(jù)波爾理論,光子的能量必須等于兩能級的能量之差;二是電子撞擊,電子動能應(yīng)不小于兩能級能量之差