2019年高考物理備考 藝體生百日突圍系列 專題13 近代物理初步（含解析）.docx

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專題13近代物理初步第一部分 名師綜述綜合分析近幾年的高考物理試題發(fā)現(xiàn)，試題在考查主干知識(shí)的同時(shí)，注重考查必修中的基本概念和基本規(guī)律。考綱要求1、知道什么是光電效應(yīng)，理解光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律；會(huì)利用光電效應(yīng)方程計(jì)算逸出功、極限頻率、最大初動(dòng)能等物理量；知道光的波粒二象性，知道物質(zhì)波的概念2、知道兩種原子結(jié)構(gòu)模型，會(huì)用玻爾理論解釋氫原子光譜；掌握氫原子的能級(jí)公式并能結(jié)合能級(jí)圖求解原子的躍遷問(wèn)題。3、掌握原子核的衰變、半衰期等知識(shí)；會(huì)書寫核反應(yīng)方程，并能根據(jù)質(zhì)能方程求解核能問(wèn)題命題規(guī)律1、光電效應(yīng)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)規(guī)律和光電效應(yīng)方程，光的波粒二象性和德布羅意波是理解的難點(diǎn)，也是考查的熱點(diǎn)，一般以選擇題形式出現(xiàn)，光電效應(yīng)方程可能會(huì)以填空題或計(jì)算題形式出現(xiàn)。2、核式結(jié)構(gòu)、玻爾理論、能級(jí)公式、原子躍遷條件在選做題部分出現(xiàn)的幾率將會(huì)增加，可能單獨(dú)命題，也可能與其它知識(shí)聯(lián)合出題3、半衰期、質(zhì)能方程的應(yīng)用、計(jì)算和核反應(yīng)方程的書寫是高考的熱點(diǎn)問(wèn)題，試題一般以基礎(chǔ)知識(shí)為主，較簡(jiǎn)單.第二部分知識(shí)背一背（1）光電效應(yīng) 光電效應(yīng)規(guī)律(a)每種金屬都有一個(gè)極限頻率(b)光子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨入射光的頻率增大而增大(c)光照射到金屬表面時(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的(d)光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比(2) 愛因斯坦光電效應(yīng)方程光電效應(yīng)方程：EkhW0.遏止電壓：使光電流減小到零的反向電壓Uc.截止頻率：能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的最小頻率叫做該種金屬的截止頻率(又叫極限頻率)不同的金屬對(duì)應(yīng)著不同的極限頻率逸出功：電子從金屬中逸出所需做功的最小值，叫做該金屬的逸出功(3)光的波粒二象性光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有波動(dòng)性光電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，稱為光的波粒二象性(4)物質(zhì)波任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種波與它對(duì)應(yīng)，其波長(zhǎng)(5)原子的核式結(jié)構(gòu)盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫原子核，原子的所有正電荷和幾乎所有質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)原子核的尺度：原子核直徑的數(shù)量級(jí)為1015 m，原子直徑的數(shù)量級(jí)約為1010 m.(6)玻爾理論 定態(tài)：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量躍遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩個(gè)定態(tài)的能量差決定，即hEmEn.(h是普朗克常量，h6.631034 Js) 軌道：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的。(7) 氫原子的能級(jí)、能級(jí)公式氫原子的能級(jí)圖氫原子的能級(jí)公式： (n=1,2,3，)，其中E1為基態(tài)能量，其數(shù)值為E1=13.6 eV。氫原子的半徑公式： (n=1,2,3，)，其中r1為基態(tài)半徑，其數(shù)值為r1=0.531010 m。(8)原子核的組成原子核由中子和質(zhì)子組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子。原子核的核電荷數(shù)質(zhì)子數(shù)，原子核的質(zhì)量數(shù)中子數(shù)質(zhì)子數(shù)。X元素原子核的符號(hào)為，其中A表示質(zhì)量數(shù)，Z表示核電荷數(shù)。（9）原子核的衰變衰變：衰變：半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間半衰期由核內(nèi)部本身的因素決定，跟原子所處的物理或化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)。（10）核反應(yīng)類型及核反應(yīng)方程類型可控性核反應(yīng)方程典例衰變衰變自發(fā)衰變自發(fā)人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂?盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子)HeBe6Cn(查德威克發(fā)現(xiàn)中子)AlHePn約里奧居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時(shí)發(fā)現(xiàn)正電子PSie重核裂變比較容易進(jìn)行人工控制92Un54XeSr10n輕核聚變除氫彈外無(wú)法控制HHHen說(shuō)明：核反應(yīng)過(guò)程一般都是不可逆的，所以核反應(yīng)方程只能用單向箭頭表示反應(yīng)方向，不能用等號(hào)連接。核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒。第三部分 技能+方法一、由Ek圖象可以得到的信息:極限頻率：圖線與軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)c.逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值E=W0.普朗克常量：圖線的斜率k=h.二、光電效應(yīng)中兩條線索線索一：通過(guò)頻率分析：光子頻率高光子能量大產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能大。線索二：通過(guò)光的強(qiáng)度分析：入射光強(qiáng)度大光子數(shù)目多產(chǎn)生的光電子多光電流大。三、對(duì)光的波粒二象性、物質(zhì)波的考查光既有波動(dòng)性，又有粒子性，兩者不是孤立的，而是有機(jī)的統(tǒng)一體，其表現(xiàn)規(guī)律為：個(gè)別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性；大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動(dòng)性頻率越低波動(dòng)性越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象；頻率越高粒子性越顯著，越不容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象，貫穿本領(lǐng)越強(qiáng)光在傳播過(guò)程中往往表現(xiàn)出波動(dòng)性；在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)，往往表現(xiàn)為粒子性由光子的能量E=h，光子的動(dòng)量表達(dá)式也可以看出，光的波動(dòng)性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的粒子能量和動(dòng)量的計(jì)算式中都含有表示波的特征的物理量頻率和波長(zhǎng)。由以上兩式和波速公式c=還可以得出：E=pc。四、解答氫原子能級(jí)躍遷問(wèn)題的四點(diǎn)技巧原子躍遷時(shí)，所吸收或釋放的光子能量只能等于兩能級(jí)之間的能量差。原子電離時(shí)，所吸收的能量可以大于或等于某一能級(jí)能量的絕對(duì)值。一群原子和一個(gè)原子不同，它們的核外電子向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)射光子的種類計(jì)算時(shí)應(yīng)注意：因一般取無(wú)窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)參考面，故各能級(jí)的能量值均為負(fù)值；（2）原子躍遷的兩種類型若是在光子的激發(fā)下引起原子躍遷，則要求光子的能量必須等于原子的某兩個(gè)能級(jí)差：原子從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷：吸收一定能量的光子，當(dāng)一個(gè)光子的能量滿足hE末E初時(shí)，才能被某一個(gè)原子吸收，使原子從低能級(jí)E初向高能級(jí)E末躍遷，而當(dāng)光子能量h大于或小于（E末E初）時(shí)都不能被原子吸收若是在電子的碰撞下引起的躍遷，則要求電子的能量必須大于或等于原子的某兩個(gè)能級(jí)差：原子還可吸收外來(lái)實(shí)物粒子(例如自由電子)的能量而被激發(fā)由于實(shí)物粒子的動(dòng)能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于兩能級(jí)的能量差值(E=EmEn)，均可使原子發(fā)生能級(jí)躍遷。注意：當(dāng)光子能量大于或等于13.6 eV時(shí)，也可以被氫原子吸收，使氫原子電離；當(dāng)氫原子吸收的光子能量大于13.6 eV，氫原子電離后，電子具有一定的初動(dòng)能五、確定衰變次數(shù)的方法設(shè)放射性元素經(jīng)過(guò)n次衰變和m次衰變后，變成穩(wěn)定的新元素，則表示該核反應(yīng)的方程為根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可列方程：AA4n，ZZ2nm確定衰變次數(shù)，因?yàn)樗プ儗?duì)質(zhì)量數(shù)無(wú)影響，先由質(zhì)量數(shù)的改變確定衰變的次數(shù)，然后再根據(jù)衰變規(guī)律確定衰變的次數(shù)。七、核能的計(jì)算方法利用愛因斯坦的質(zhì)能方程計(jì)算核能：利用愛因斯坦的質(zhì)能方程計(jì)算核能，關(guān)鍵是求出質(zhì)量虧損，而求質(zhì)量虧損主要是利用其核反應(yīng)方程式，再利用質(zhì)量與能量相當(dāng)?shù)年P(guān)系求出核能。利用阿伏加德羅常數(shù)計(jì)算核能：求宏觀物體原子核發(fā)生核反應(yīng)過(guò)程中所釋放的核能，一般利用核反應(yīng)方程及其比例關(guān)系和阿伏加德羅常數(shù)。由動(dòng)量守恒和能量守恒計(jì)算核能：由動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律來(lái)求。說(shuō)明：（a）根據(jù)Emc2計(jì)算，計(jì)算時(shí)m的單位是“kg”，c的單位是“m/s”，E的單位是“J”（b）根據(jù)Em931.5 MeV計(jì)算因1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5 MeV的能量，所以計(jì)算時(shí)m的單位是“u”，E的單位是“MeV”（c） 利用質(zhì)能方程計(jì)算核能時(shí)，不能用質(zhì)量數(shù)代替質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算第四部分 基礎(chǔ)練+測(cè)一、單選題1如圖所示,a、b、c為某原子躍遷時(shí)所發(fā)出的三種譜線,從左向右的波長(zhǎng)依次增大,在下列各選項(xiàng)中,則可能正確圖是ABCD【答案】 B【解析】【詳解】從第3能級(jí)躍遷到第1能級(jí)，能級(jí)差最大，放出的光子的頻率最大，波長(zhǎng)最短，該光為a光；從第3能級(jí)躍遷到第2能級(jí)，能級(jí)差最小，放出的光子頻率最小，波長(zhǎng)最長(zhǎng)，該光的為c光，故選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤；2如圖,用導(dǎo)線將驗(yàn)電器與某種金屬板連接,用一束藍(lán)光照射金屬板時(shí)驗(yàn)電器金屬箔未張開,下列措施中可能使驗(yàn)電器金屬箔張開的是A換用強(qiáng)度更大的藍(lán)光照射B換用紅外線照射C換用極限頻率較大的金屬板D換用極限頻率較小的金屬板【答案】 D【解析】【詳解】A能否發(fā)生光電效應(yīng)與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B紅外線的頻率小于藍(lán)光的頻率，則換用紅外線照射仍不能發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；CD根據(jù)12mvm2=h-h0可知，換用極限頻率較小的金屬板可發(fā)生光電效應(yīng)，驗(yàn)電器金屬箔會(huì)張開，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確.3如圖所示為氫原子的能級(jí)圖。能量為12.75eV的光子照射一群處于基態(tài)的氫原子，氫原子發(fā)射出不同頻率的光波，其中最多包含有幾種不同頻率的光波（）A6種B5種C4種D3種【答案】 A【解析】【詳解】用能量為12.75eV的光子照射一群處于基態(tài)的氫原子，原子能量為E=-13.6 eV +12.75eV=-0.85eV，知原子躍遷到第4能級(jí)，根據(jù)C42=6知，最多發(fā)射6種不同波長(zhǎng)的光子，故選A4下列說(shuō)法不正確的是（）A、和三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)B放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性C盧瑟福通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為24He+714N817O+11HD質(zhì)子、中子、粒子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，那么質(zhì)子和中子結(jié)合成一個(gè)粒子，所釋放的核能為E=（m1+m2-m3）c2【答案】 D【解析】【詳解】A.、和三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱。故A正確。B.放射性元素的放射性與核外電子無(wú)關(guān)，故放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性。故B正確。C.根據(jù)物理學(xué)史的知識(shí)可知盧瑟福通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為24He+714N817O+11H。故C正確。D.一個(gè)粒子包含兩個(gè)兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子，所以質(zhì)子和中子結(jié)合成一個(gè)粒子，所釋放的核能為E=（2m1+2m2-m3）c252018年II月16日，第26屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)通過(guò)“修訂國(guó)際單位制”決議，正式更新包括國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量單位“千克”在內(nèi)的4項(xiàng)基本單位定義。新國(guó)際單位體系將于2019年5月20日世界計(jì)量日起正式生效。其中，千克將用普朗克常量(h)定義；安培將用電子電荷量（e）定義。以基本物理常數(shù)定義計(jì)量單位，可大大提高穩(wěn)定性和精確度。關(guān)于普朗克常量和電子電荷量的單位，下列正確的是A普朗克常量的單位為kg.m3 .s-2B普朗克常量的單位為kg-1 .m2. s-1C電子電荷量的單位為AsD電子電荷量的單位為A.s-1【答案】 C【解析】【詳解】由公式E=hv，可得h=E/v=Fs/v=mas/v，故普朗克常量h的單位為J/Hz，1J/Hz=1JS=1Kgm2s-1；由公式q=It，可得電荷量e的單位為C，1C=1As。故答案選C。6下列各種關(guān)于近代物理學(xué)的現(xiàn)象中，與原子核內(nèi)部變化有關(guān)的是A紫外線照射鋅板時(shí)，鋅板向外發(fā)射光電子的現(xiàn)象Ba粒子轟擊金箔時(shí)，少數(shù)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象C氫原子發(fā)光時(shí)，形成不連續(xù)的線狀光譜的現(xiàn)象D含鈾的礦物質(zhì)自發(fā)向外放出射線（高速電子流）的現(xiàn)象【答案】 D【解析】【詳解】A為光電效應(yīng)現(xiàn)象，原子核外層電子吸收光子能量后從金屬表面逸出；B為粒子的散射實(shí)驗(yàn)，少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)說(shuō)明了原子的核式結(jié)構(gòu)；C中氫原子光譜不連續(xù)是其原子的能量狀態(tài)不連續(xù)導(dǎo)致的；D中含鈾的礦物質(zhì)自發(fā)向外放出的射線叫衰變，它來(lái)自原子核內(nèi)部，是原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)了時(shí)放出的。故答案選D。7處在n=3能級(jí)的大量氫原子，在向較低能級(jí)躍遷過(guò)程中（）A最多能輻射出2種波長(zhǎng)的光B最多能輻射出3種波長(zhǎng)的光C從n=3能級(jí)直接躍遷到基態(tài)發(fā)出的光波長(zhǎng)最長(zhǎng)D從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)發(fā)出的光頻率最高【答案】 B【解析】【詳解】AB根據(jù)C32=3，所以這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光。故A錯(cuò)誤，B正確；C從n=3能級(jí)直接躍遷到基態(tài)，能級(jí)差最大，頻率最大，釋放出的光子波長(zhǎng)最小，故C錯(cuò)誤；D從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)，能級(jí)差最小，頻率最小，故D錯(cuò)誤；8關(guān)于光的波粒二象性的理解正確的是A大量光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性，個(gè)別光子的行為往往表現(xiàn)出波動(dòng)性B光在傳播時(shí)是波，而與物質(zhì)相互作用時(shí)就轉(zhuǎn)變成粒子C光的波動(dòng)性是大量光子之間的相互作用引起的D波粒二象性是光的根本屬性，有時(shí)它的波動(dòng)性顯著，有時(shí)它的粒子性顯著【答案】 D【解析】【詳解】光既具有粒子性，又具有波動(dòng)性，大量的光子波動(dòng)性比較明顯，個(gè)別光子粒子性比較明顯；光在傳播時(shí)表現(xiàn)為波動(dòng)性，而與物質(zhì)相互作用時(shí)表現(xiàn)為粒子性，故AB錯(cuò)誤。光的波動(dòng)性與粒子性是光子本身的一種屬性，不是光子之間的相互作用引起的，故C錯(cuò)誤。波粒二象性是光的根本屬性，有時(shí)它的波動(dòng)性顯著，有時(shí)它的粒子性顯著，選項(xiàng)D正確；故選D.9關(guān)于物理學(xué)史，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A伽利略通過(guò)斜面實(shí)驗(yàn)推斷出自由落體運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間均勻變化，他開創(chuàng)了研究自然規(guī)律的科學(xué)方法，這就是將數(shù)學(xué)推導(dǎo)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法B牛頓在伽利略笛卡兒、開普勒等人研究的基礎(chǔ)上，采用歸納與演繹綜合與分析的方法，總結(jié)出了普遍適用的力學(xué)運(yùn)動(dòng)規(guī)律牛頓運(yùn)動(dòng)定律和萬(wàn)有引力定律C奧斯特發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)線附近小磁針的偏轉(zhuǎn)，從而得出電流的磁效應(yīng)，首次揭示了電流能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)D愛因斯坦首先提出當(dāng)帶電微粒輻射或吸收能量時(shí)，是以最小能量值為單位一份份地輻射或吸收的，這個(gè)不可再分的最小能量值叫做能量子【答案】 D【解析】【詳解】伽利略通過(guò)斜面實(shí)驗(yàn)推斷出自由落體運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間均勻變化，他開創(chuàng)了研究自然規(guī)律的科學(xué)方法，這就是將數(shù)學(xué)推導(dǎo)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，選項(xiàng)A正確；牛頓在伽利略笛卡兒、開普勒等人研究的基礎(chǔ)上，采用歸納與演繹綜合與分析的方法，總結(jié)出了普遍適用的力學(xué)運(yùn)動(dòng)規(guī)律牛頓運(yùn)動(dòng)定律和萬(wàn)有引力定律，選項(xiàng)B正確；奧斯特發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)線附近小磁針的偏轉(zhuǎn)，從而得出電流的磁效應(yīng)，首次揭示了電流能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)，選項(xiàng)C正確；普朗克首先提出當(dāng)帶電微粒輻射或吸收能量時(shí)，是以最小能量值為單位一份份地輻射或吸收的，這個(gè)不可再分的最小能量值叫做能量子，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；此題選擇不正確的選項(xiàng)，故選D.10下列說(shuō)法正確的是A原子核的質(zhì)量大于組成它的核子的總質(zhì)量，這個(gè)現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損B玻爾認(rèn)為，原子中電子軌道是量子化的，能量也是量子化的C在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某金屬的截止頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為0，若用波長(zhǎng)為(0)的單色光照射該金屬，會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)D愛因斯坦提出質(zhì)能方程E=mc2，其中E是物體以光速c運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能【答案】 B【解析】【詳解】A. 原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的總質(zhì)量，這個(gè)現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損。故A錯(cuò)誤。B. 玻爾原子模型：電子的軌道是量子化的，原子的能量也是量子化的，所以他提出能量量子化。故B正確。C. 光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某金屬的截止頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為0，根據(jù)v=c，結(jié)合光電效應(yīng)發(fā)生的條件可知，若用波長(zhǎng)為(0)的單色光做該實(shí)驗(yàn)，其頻率變小，不好產(chǎn)生光電效應(yīng)。故C錯(cuò)誤。D. 其中E是與物體相聯(lián)系的一切能量的總和，即不是單一的動(dòng)能，也不是單一的核能。故D錯(cuò)誤。11以下說(shuō)法正確的是( )A普朗克提出了能量量子化觀點(diǎn)B在探究求合力方法的實(shí)驗(yàn)中使用了理想實(shí)驗(yàn)法C湯姆孫提出原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō),后來(lái)由盧瑟福用粒子散射實(shí)驗(yàn)給予了驗(yàn)證D牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律并應(yīng)用放大法測(cè)出引力常量G【答案】 A【解析】【詳解】A普朗克為了解釋黑體輻射現(xiàn)象，第一次提出了能量量子化理論，故A正確；B在探究求合力方法的實(shí)驗(yàn)中使用了等效替代法，故B錯(cuò)誤；C盧瑟福通過(guò)粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)，故C錯(cuò)誤；D牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律，卡文迪許測(cè)出了萬(wàn)有引力常量，故D錯(cuò)誤。12下列說(shuō)法正確的是（）A射線是電子流，是原子的外層電子受激發(fā)而輻射產(chǎn)生的B放射性元素的半衰期與外界的溫度、壓強(qiáng)、體積、是否化合態(tài)都無(wú)關(guān)C一個(gè)處于量子數(shù)為4能級(jí)的原子向各較低能級(jí)躍時(shí)可釋放6種不同頻率的光子D、和三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)【答案】 B【解析】【詳解】A射線是電子流，是從原子核內(nèi)一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子而來(lái)的，所以選項(xiàng)A錯(cuò)；B半衰期是元素本身的性質(zhì)，與外界所有條件無(wú)關(guān)，所以選項(xiàng)B正確；C一個(gè)原子從量子數(shù)為4的能級(jí)向各較低能級(jí)躍遷最多能釋放3種不同頻率的光子，C錯(cuò)；D三種射線中，射線穿透力最強(qiáng)，所以選項(xiàng)D錯(cuò)；13下列說(shuō)法正確的是（）A在關(guān)于物質(zhì)波的表達(dá)式=hv和p=h中，能量和動(dòng)量p是描述物質(zhì)的粒子性的重要物理量，波長(zhǎng)和頻率是描述物質(zhì)的波動(dòng)性的典型物理量B90234Th（釷）核衰變?yōu)?1234Pa（鏷）核時(shí)，衰變前Th核質(zhì)量等于衰變后Pa核與粒子的總質(zhì)量C根據(jù)玻爾理論，氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要釋放一定頻率的光子，同時(shí)電子的動(dòng)能減小D光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：對(duì)于某種金屬，超過(guò)極限頻率的入射光的頻率越高，所產(chǎn)生的光電流就越強(qiáng)【答案】 A【解析】【詳解】A. 在關(guān)于物質(zhì)波的表達(dá)式=hv和p=h中，能量和動(dòng)量p是描述物質(zhì)的粒子性的重要物理量，波長(zhǎng)和頻率是描述物質(zhì)的波動(dòng)性的典型物理量，故A正確。B.由質(zhì)量數(shù)守恒可知，釷核衰變?yōu)殓h核，衰變前Th核質(zhì)量數(shù)等于衰變后Pa核與粒子的質(zhì)量數(shù)之和，單是衰變前Th核質(zhì)量大于衰變后Pa核與粒子的總質(zhì)量。故B錯(cuò)誤。C.根據(jù)玻爾理論，氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要釋放一定頻率的光子，庫(kù)侖力對(duì)電子做正功，所以電子的動(dòng)能增加，電勢(shì)能減小，故C錯(cuò)誤。D. 對(duì)于某種金屬，超過(guò)極限頻率的入射光的頻率越高，根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，所產(chǎn)生的光子的初動(dòng)能增大。故D錯(cuò)誤。141934年，約里奧-居里夫婦用粒子轟擊鋁核，產(chǎn)生了第一個(gè)人工放射性核素X：+1327Aln+X。X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為A15和28B15和30C16和30D17和31【答案】 B【解析】【詳解】根據(jù)核反應(yīng)遵循的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，X的電荷數(shù)為2+13=15，質(zhì)量數(shù)為4+27-1=30，根據(jù)原子核的電荷數(shù)等于原子序數(shù)，可知X的原子序數(shù)為15，質(zhì)量數(shù)為30，選項(xiàng)B正確。15放射性元素92238U的衰變途徑有多種可能，其中一種途徑為92238U90XTh91YPa，下列關(guān)于該種衰變途徑的說(shuō)法正確的是A衰變式中的X=234，Y=235B92238U90XTh衰變的實(shí)質(zhì)是核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成了一個(gè)質(zhì)子C90XTh91YPa衰變的實(shí)質(zhì)是核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成了一個(gè)質(zhì)子D衰變過(guò)程中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，但能量不守恒【答案】 C【解析】【詳解】A項(xiàng)：由質(zhì)量數(shù)，電荷數(shù)守恒可得：x=238-4=234，y=x=234，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)：92238U90xTh衰變的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生了粒子，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)：90xTh91yPa衰變的實(shí)質(zhì)是核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成了一個(gè)質(zhì)子，故C正確；D項(xiàng)：衰變過(guò)程中電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)守恒，能量也守恒，故D錯(cuò)誤。故選：C。16下列說(shuō)法正確的是A用X射線和紫光照射同一金屬表面都能發(fā)生光電效應(yīng)，則用X射線照射時(shí)光電子的最大初動(dòng)能較小B根據(jù)玻爾原子理論，氫原子在輻射光子的同時(shí)，電子的軌道半徑也在連續(xù)地減小C一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合為一個(gè)氘核，若質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別是m1、m2、m3,則放出的的能量是（m1+m2-m3）c2D若原子核發(fā)生一次衰變，則該原子外層就失去一個(gè)電子【答案】 C【解析】【詳解】A、分別用X射線和紫光照射同一金屬表面都能發(fā)生光電效應(yīng)，X射線的頻率大，則用X射線照射時(shí)光電子的最大初動(dòng)能較大，A錯(cuò)誤；B、根據(jù)玻爾原子理論，氫原子在輻射光子的同時(shí)，電子的軌道半徑也在減小，但電子的軌道不是連續(xù)的，故B錯(cuò)誤；C、根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知，一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合為一個(gè)氘核，若質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3，則放出的能量為（m1+m2-m3）c2故C正確；D、衰變的電子是原子核內(nèi)一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，電子釋放出來(lái)，不是來(lái)自外層電子。故D錯(cuò)誤。17下列與粒子相關(guān)的說(shuō)法中正確的是A天然放射性現(xiàn)象中產(chǎn)生的射線速度與光速相當(dāng)，貫穿能力很強(qiáng)B比結(jié)合能越小的原子核中核子結(jié)合的越牢固C92238U(鈾238)核放出一個(gè)粒子后就變?yōu)?0234Th(釷234)D高速粒子轟擊氮核可從氮核中打出中子，核反應(yīng)方程為24He+714N816O+01n【答案】 C【解析】【詳解】天然放射性現(xiàn)象中產(chǎn)生的射線，只有射線速度與光速相當(dāng)，貫穿能力很強(qiáng)，射線速度為光速的十分之一，電離能力較強(qiáng)，穿透能力較弱，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；比結(jié)合能越大的原子核中核子結(jié)合的越牢固，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；鈾(238）核放出一個(gè)粒子，電荷數(shù)少2，質(zhì)量數(shù)少4，則電荷數(shù)為90，質(zhì)量數(shù)為234，變?yōu)殁Q234，故C正確。高速粒子轟擊氮核可從氮核中打出質(zhì)子，核反應(yīng)方程為24He+714N817O+11H，故D錯(cuò)誤。故選C。二、多選題18下列說(shuō)法正確的是A只要入射光的強(qiáng)度足夠大，就會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)B比結(jié)合能小的原子核，結(jié)合成比結(jié)合能大的原子核時(shí)一定放出核能C由玻爾理論可知，氫原子輻射出一個(gè)光子后，其電勢(shì)能減小，核外電子的動(dòng)能增大D天然放射現(xiàn)象中出現(xiàn)的射線、射線、射線都是高能量的電磁波【答案】 BC【解析】【詳解】能否發(fā)生光電效應(yīng)，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，與入射光的頻率有關(guān)，則只要入射光的頻率足夠大，就會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；比結(jié)合能小的原子核，結(jié)合成比結(jié)合能大的原子核時(shí)一定放出核能，選項(xiàng)B正確；由玻爾理論可知，氫原子輻射出一個(gè)光子后，由高能級(jí)躍遷到低能級(jí)，其電勢(shì)能減小，電子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑減小，根據(jù)ke2r2=mv2r可知，核外電子的動(dòng)能增大，選項(xiàng)C正確；天然放射現(xiàn)象中出現(xiàn)的射線、射線、射線，其中的射線是高能量的電磁波，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選BC.19用如圖甲所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。閉合開關(guān)S，用頻率為的光照射光電管時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)。圖乙是該光電管發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率的關(guān)系圖像，圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(a,0)，與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0，b)，下列說(shuō)法中正確的是()A普朗克常量為hbaB斷開開關(guān)S后，電流表G的示數(shù)為零C僅增加照射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能將增大D保持照射光強(qiáng)度不變，僅提高照射光頻率，電流表G的示數(shù)保持不變【答案】 AD【解析】【詳解】根據(jù)Ekm=hv-W0得，縱軸截距的絕對(duì)值等于金屬的逸出功，等于b。當(dāng)最大初動(dòng)能為零時(shí)，入射光的頻率等于截止頻率，所以金屬的截止頻率為v0=a，那么普朗克常量為h=ba，故A正確；電鍵S斷開后，因光電效應(yīng)現(xiàn)象中，光電子存在最大初動(dòng)能，因此電流表G的示數(shù)不為零，故B錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，入射光的頻率與最大初動(dòng)能有關(guān)，與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；若保持照射光強(qiáng)度不變，僅提高照射光頻率，則光子數(shù)目不變，那么電流表G的示數(shù)會(huì)不變，故D正確。202018年8月23日?qǐng)?bào)道，國(guó)家大科學(xué)工程中國(guó)散裂中子源(CSNS)項(xiàng)目通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收，投入正式運(yùn)行，并將對(duì)國(guó)內(nèi)外各領(lǐng)域的用戶開放。有關(guān)中子的研究，下面說(shuō)法正確的是( )A中子和其他微觀粒子，都具有波粒二象性B盧瑟福發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程49Be+24He612C+01nC92235U在中子轟擊下生成3894St和54140Xe的過(guò)程中，原子核中平均核子質(zhì)量變小D衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)部的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)所產(chǎn)生的【答案】 ACD【解析】【詳解】A、所有粒子都具有波粒二象性，故A正確；B、查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)是：49Be+24He612C+01n，故B錯(cuò)誤；C、裂變反應(yīng)釋放出能量，根據(jù)質(zhì)能方程知，92235U在中子轟擊下生成3894St和54140Xe的過(guò)程中，釋放大量的能量，由質(zhì)量虧損，原子核中的平均核子質(zhì)量變小，故C正確；D、衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)部的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的，故D正確；故選ACD。21以下說(shuō)法正確的A一種元素具有放射性，與它是以單質(zhì)還是化合物存在有關(guān)B14C（碳14）衰變可以用來(lái)進(jìn)行物質(zhì)年代的測(cè)定C普朗克通過(guò)研究黑體輻射提出能量子的概念，成為量子力學(xué)的奠基人之一D盧瑟福通過(guò)分析粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子【答案】 BC【解析】【詳解】一種元素具有放射性，與它是以單質(zhì)還是化合物存在無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)放射性元素的剩余質(zhì)量公式：mm0(12)tT可使用 14C（碳14）衰變進(jìn)行物質(zhì)年代的測(cè)定，選項(xiàng)B正確；普朗克通過(guò)研究黑體輻射提出能量子的概念，成為量子力學(xué)的奠基人之一，選項(xiàng)C正確；盧瑟福通過(guò)分析粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)理論，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選BC.22下列四幅圖涉及不同的物理知識(shí)，其中說(shuō)法正確的是( )A圖甲：每種原子都有自己的特征譜線，故光譜分析可鑒別物質(zhì)B圖乙：玻爾理論指出氫原子能級(jí)是分立的，所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的C圖丙：盧瑟福通過(guò)分析粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子D圖丁：根據(jù)電子束通過(guò)鋁箔后的衍射圖樣，可以說(shuō)明電子具有粒子性【答案】 AB【解析】【詳解】圖甲：每種原子都有自己的特征譜線，故光譜分析可鑒別物質(zhì)，故A正確；圖乙：玻爾理論指出氫原子能級(jí)是分立的，所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的，故B正確；圖丙：盧瑟福通過(guò)分析粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故C錯(cuò)誤；圖丁：根據(jù)電子束通過(guò)鋁箔后的衍射圖樣，說(shuō)明電子具有波動(dòng)性，故D錯(cuò)誤；故選AB。23根據(jù)物質(zhì)波理論，以下說(shuō)法中正確的是()A微觀粒子有波動(dòng)性，宏觀物體沒有波動(dòng)性B宏觀物體和微觀粒子都具有波動(dòng)性C宏觀物體的波動(dòng)性不易被人觀察到是因?yàn)樗牟ㄩL(zhǎng)太長(zhǎng)D速度相同的質(zhì)子和電子相比，電子的波動(dòng)性更為明顯【答案】 BD【解析】【詳解】AB、任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體,小到電子質(zhì)子大到行星太陽(yáng),都有一種波與之對(duì)應(yīng)這種波稱為物質(zhì)波 ,是波就具備波的特性波動(dòng)性，故A錯(cuò)；B對(duì)C、宏觀物體的波動(dòng)性不易被人觀察到是因?yàn)樗牟ㄩL(zhǎng)太短.故C錯(cuò)誤;D、質(zhì)子和電子都有波動(dòng)性,由=hp,可以知道,相同速度的電子和質(zhì)子,因?yàn)橘|(zhì)子的質(zhì)量較大,所以其物質(zhì)波波長(zhǎng)較短,所以電子的波動(dòng)性更為明顯.故D對(duì)；故選BD【點(diǎn)睛】德布羅意波理論告訴我們,一切運(yùn)動(dòng)的微粒都有一種波與之對(duì)應(yīng),即一切運(yùn)動(dòng)的微粒都具有波粒二象性.電子有波動(dòng)性,但在一定的條件下才能表現(xiàn)出來(lái).24科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)自然界存在四種相互作用，下列說(shuō)法中，哪些是符合科學(xué)家的認(rèn)識(shí)的：( )A彈力應(yīng)該歸結(jié)為電磁力B原子核內(nèi)所有核子之間都存在核力的作用；C摩擦力仍然是電磁力的一種表現(xiàn)形式；D電磁力是比萬(wàn)有引力更強(qiáng)的相互作用。【答案】 ACD【解析】【詳解】AC、電磁力是兩個(gè)帶電粒子或物體之間的相互作用力，兩個(gè)相互運(yùn)動(dòng)的電荷之間存磁力。力學(xué)中的彈力、摩擦力、浮力都屬于電磁力的范疇，故A、C正確；B、核力是短程力，作用范圍在1.510-15m，原子核的半徑數(shù)量級(jí)在10-15m，所以核力只存在于同一個(gè)原子核內(nèi)的相鄰的核子之間，兩個(gè)相鄰原子核之間的核子之間沒有核力，故B錯(cuò)誤；D、電磁力是存在于物質(zhì)和物質(zhì)間，以電磁力來(lái)維持物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，萬(wàn)有引力其實(shí)是某種重物在空間中讓空間扭曲而類似吸引其他物質(zhì)的力，電磁力遠(yuǎn)大于萬(wàn)有引力，故D正確；故選ACD。25核泄漏中的钚（Pu）是一種具有放射性的元素，它可破壞細(xì)胞基因，增加患癌的風(fēng)險(xiǎn)。已知钚的一種同位素94239Pu的半衰期為24100年，其衰變方程為94239PuX+24He+，則下列說(shuō)法中正確的是（）A衰變發(fā)出的射線是波長(zhǎng)很短的光子，穿透能力很強(qiáng)B上述衰變方程中的X 含有143個(gè)中子C8個(gè)94239Pu經(jīng)過(guò)24100年后一定還剩余4個(gè)D衰變過(guò)程中總質(zhì)量不變【答案】 AB【解析】衰變發(fā)出的放射線是頻率很大的電磁波，具有很強(qiáng)的穿透能力，不帶電。故A正確。根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒得，X的電荷數(shù)為92，質(zhì)量數(shù)為235，質(zhì)子數(shù)為94-2=92，則中子數(shù)為235-92=143故B正確。半衰期具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)大量的原子核適用。故C錯(cuò)誤。在衰變的過(guò)程中，根據(jù)質(zhì)能方程知，有能量產(chǎn)生，則有質(zhì)量虧損，不過(guò)質(zhì)量數(shù)不變，故D錯(cuò)誤。故選AB。【點(diǎn)睛】根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒得出X原子核的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，從而得出中子數(shù)。半衰期具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)大量的原子核適用。26關(guān)于近代物理，下列說(shuō)法正確的是()A射線、射線和射線都是高速運(yùn)動(dòng)的帶電粒子流B根據(jù)玻爾理論，氫原子輻射出一個(gè)光子后，氫原子電勢(shì)能減小，核外電子運(yùn)動(dòng)的加速度增大C質(zhì)子、中子、粒子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，質(zhì)子和中子結(jié)合成一個(gè)粒子，釋放的能量是(2m1+2m2-m3)c2(c是真空中的光速)D用不同頻率的光分別照射同一光電管，其遏止電壓是相同的【答案】 BC【解析】【詳解】射線、射線都是高速運(yùn)動(dòng)的帶電粒子流，射線是電磁波，不帶電，故A錯(cuò)誤；氫原子輻射出一個(gè)光子后，能量減小，軌道半徑減小，則電勢(shì)能減小，由ke2r2=ma知，加速度增大，故B正確；質(zhì)子、中子、粒子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，質(zhì)子和中子結(jié)合成一個(gè)粒子，質(zhì)量虧損m=(2m1+2m2-m3)，根據(jù)質(zhì)能方程，釋放的能量為E=mc2=(2m1+2m2-m3)c2，故C正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程：Ekm=h-W0，根據(jù)動(dòng)能定理：eU遏止=Ekm，聯(lián)立得：U遏止=he-W0e，故用不同頻率的光分別照射同一光電管，遏止電壓也不相同，故D錯(cuò)誤；故選BC。27鈾核在被中子轟擊后分裂成兩塊質(zhì)量差不多的碎塊，這類核反應(yīng)定名為核裂變.1947年中國(guó)科學(xué)家錢三強(qiáng)、何澤慧在實(shí)驗(yàn)中觀察到鈾核也可能分裂為三部分或四部分，其概率大約是分裂為兩部分的概率的千分之三。關(guān)于鈾核的裂變，下列說(shuō)法正確的是A裂變的產(chǎn)物不是唯一的B裂變的同時(shí)能放出23個(gè)或更多個(gè)中子C裂變能夠釋放巨大能量，每個(gè)核子平均釋放的能量在裂變反應(yīng)中比在聚變反應(yīng)中的大D裂變物質(zhì)達(dá)到一定體積（即臨界體積）時(shí)，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)才可以持續(xù)下去【答案】 ABD【解析】因鈾核也可能分裂為三部分或四部分，則裂變的產(chǎn)物不是唯一的，選項(xiàng)A正確；因裂變是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，則裂變的同時(shí)能放出23個(gè)或更多個(gè)中子，在重新轟擊鈾核發(fā)射裂變，選項(xiàng)B正確；核子在一次聚變反應(yīng)中釋放的能量不一定比裂變反應(yīng)多，但平均每個(gè)核子在聚變中釋放的能量一定大，故C錯(cuò)誤；裂變物質(zhì)達(dá)到一定體積（即臨界體積）時(shí)，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)才可以持續(xù)下去，選項(xiàng)D正確；故選ABD.