2019年高考物理备考中等生百日捷进提升系列专题13近代物理初步含解析20190524173.wps

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1、专题 1313 近代物理初步 第一部分名师综述 综合分析近几年的高考物理试题发现，试题在考查主干知识的同时，注重考查必修中的基本概 念和基本规律。 考纲要求 1、知道什么是光电效应，理解光电效应的实验规律；会利用光电效应方程计算逸出功、极限 频率、最大初动能等物理量；知道光的波粒二象性，知道物质波的概念 2、知道两种原子结构模型，会用玻尔理论解释氢原子光谱；掌握氢原子的能级公式并能结合 能级图求解原子的跃迁问题。 3、掌握原子核的衰变、半衰期等知识；会书写核反应方程，并能根据质能方程求解核能问题 命题规律 1、光电效应现象、实验规律和光电效应方程，光的波粒二象性和德布罗意波是理解的难点， 也是

2、考查的热点，一般以选择题形式出现，光电效应方程可能会以填空题或计算题形式出现。 2、核式结构、玻尔理论、能级公式、原子跃迁条件在选做题部分出现的几率将会增加，可能 单独命题，也可能与其它知识联合出题 3、半衰期、质能方程的应用、计算和核反应方程的书写是高考的热点问题，试题一般以基础 知识为主，较简单. 第二部分知识背一背 （1）光电效应 光电效应规律 (a)每种金属都有一个极限频率 (b)光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 (c)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的 (d)光电流的强度与入射光的强度成正比 (2) 爱因斯坦光电效应方程 光电效应方程：EkhW

3、0. 遏止电压：使光电流减小到零的反向电压 Uc. 截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频 率)不同的金属对应着不同的极限频率 逸出功：电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属的逸出功 (3)光的波粒二象性 光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性 1 光电效应说明光具有粒子性 光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性 (4)物质波 任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长 h p (5)原子的核式结构 卢瑟福的原子核式结构模型 在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原子核

4、 里，带负电的电子在核外绕核旋转 原子核的尺度：原子核直径的数量级为 1015 m，原子直径的数量级约为 1010 m. (6)玻尔理论 定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽 然绕核运动，但并不向外辐射能量 跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由 这两个定态的能量差决定，即 hEmEn.(h 是普朗克常量，h6.631034 Js) 轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应原子的定态是不连续 的，因此电子的可能轨道也是不连续的。 (7) 氢原子的能级、能级公式 氢原子的能级图 氢原子的能级

5、公式： E E 1为基态能量，其数值为 E1= 13.6 n (n=1,2,3，)，其中 E 1 1为基态能量，其数值为 E1=13.6 n 2 eV。 氢原子的半径公式：rn (n=1,2,3，)，其中 r n2r 1为基态半径，其数值为 r1=0.5310 1为基态半径，其数值为 r1=0.5310 1 10 m。 (8)原子核的组成 原子核由中子和质子组成，质子和中子统称为核子。 原子核的核电荷数质子数，原子核的质量数中子数质子数。 X 元素原子核的符号为 A X Z ，其中 A 表示质量数，Z 表示核电荷数。 2 （9）原子核的衰变 衰变： X A Y He A 4 4 Z Z 2 2

6、 衰变： X A Y e A 0 Z Z 1 1 半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间半衰期由核内部本身的因素决定， 跟原子所处的物理或化学状态无关。 （10）核反应类型及核反应方程 类型 可控性 核反应方程典例 衰 衰变 自发 U Th 4 He 9223 8 234 90 2 变 衰变 自发 Th Pa 0 e 9203 4 234 91 1 14 7 N 4 He 17 1 O 2 8 1 H 人工转变 (卢瑟福发现质子) 4 He Be 6C n (查德威克发现中子) 人工控制 2173Al42He3105P10n 约 里 奥 居 里 夫妇发现放射 性同位素，同时 310

7、5P3104Si01e 发现正电子 重核裂变 比较容易进行人工 控制 92 1 144 3 235 U 89 1 0 56 36 0 n Ba Kr n n 23592U10n13654Xe9308Sr1010n 92 n 10 235 1 136 U 90 1 0 54 38 0 Xe Sr 轻核聚变 除氢弹外无法控制 21H31H42He10n 说明： 核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号 连接。 核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒。 第三部分技能+ +方法 由 Ek图象可以得到的信息: 3 极限频率：图线与轴交点的横坐标c. 逸出功：图线与 E

8、k 轴交点的纵坐标的值 E=W0. 普朗克常量：图线的斜率 k=h. 二、光电效应中两条线索 线索一：通过频率分析：光子频率高光子能量大产生光电子的最大初动能大。 线索二：通过光的强度分析：入射光强度大光子数目多产生的光电子多光电流大。 三、对光的波粒二象性、物质波的考查 光既有波动性，又有粒子性，两者不是孤立的，而是有机的统一体，其表现规律为： 个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性 频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，越不容 易看到光的干涉和衍射现象，贯穿本领越强 光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时，往往

9、表现为粒子性 由光子的能量 E=h，光子的动量 h p 表达式也可以看出，光的波动性和粒子性并不矛盾： 表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量频率和波长。 由以上两式和波速公式 c=还可以得出：E=pc。 四、解答氢原子能级跃迁问题的四点技巧 原子跃迁时，所吸收或释放的光子能量只能等于两能级之间的能量差。 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。 一 群 原 子 和 一 个 原 子 不 同 ， 它 们 的 核 外 电 子 向 基 态 跃 迁 时 发 射 光 子 的 种 类 N C 2 n(n 1 ) n 2 计算时应注意：因一般取无穷远处为零电势参考

10、面，故各能级的能量值均为负值； （2）原子跃迁的两种类型 若是在光子的激发下引起原子跃迁，则要求光子的能量必须等于原子的某两个能级差：原子 从低能级向高能级跃迁：吸收一定能量的光子，当一个光子的能量满足 hE 末E 初时，才 能被某一个原子吸收，使原子从低能级 E 初向高能级 E 末跃迁，而当光子能量 h大于或小于（E 末E 初）时都不能被原子吸收 若是在电子的碰撞下引起的跃迁，则要求电子的能量必须大于或等于原子的某两个能级差： 4 原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而被激发由于实物粒子的动能可全部或部 分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值(E=EmEn

11、)，均可使 原子发生能级跃迁。 注意：当光子能量大于或等于 13.6 eV时，也可以被氢原子吸收，使氢原子电离；当氢原子 吸收的光子能量大于 13.6 eV，氢原子电离后，电子具有一定的初动能 五、确定衰变次数的方法 设放射性元素 ZA X 经过 n 次衰变和 m 次衰变后，变成稳定的新元素 A Y ，则表示该核反 Z 应的方程为 A Z X A 4 Y n He m e 0 Z 2 1 根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：AA4n，ZZ2nm 确定衰变次数，因为 衰变对质量数无影响，先由质量数的改变确定衰变的次数，然后再 根据衰变规律确定衰变的次数。 七、核能的计算方法 利用爱因斯坦的质能方

12、程计算核能：利用爱因斯坦的质能方程计算核能，关键是求出质量亏 损，而求质量亏损主要是利用其核反应方程式，再利用质量与能量相当的关系求出核能。 利用阿伏加德罗常数计算核能：求宏观物体原子核发生核反应过程中所释放的核能，一般利 用核反应方程及其比例关系和阿伏加德罗常数。 由动量守恒和能量守恒计算核能：由动量守恒定律和能量守恒定律来求。 说明： （a）根据Emc2计算，计算时m “的单位是 kg”，c“的单位是 m/s”，E “的单位是 J” （b）根据Em931.5 MeV 计算因 1 原子质量单位(u)相当于 931.5 MeV 的能量，所以 计算时m “的单位是u”，E “的单位是 MeV”

13、（c）利用质能方程计算核能时，不能用质量数代替质量进行计算 第四部分基础练+ +测 一、单选题 1下列说法正确的是 A、 和 三种射线中， 射线的穿透能力和电离能力均最强 235 1 90 136 1 B 0n是核裂变方程，其中 x = 10 U + 0n38Sr + 54 Xe + x 92 C发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大 D放射性元素的原子核每放出一个 粒子，就减少一个质子，增加一个中子 【答案】 B 【解析】 【详解】 5 A、 和 三种射线中， 射线的穿透能力最强但电离能力最弱，故 A 错； B、29325U + 10n39 08Sr + 15

14、 436Xe + x01n是核裂变方程，根据电荷数和质量数守恒可求得 x = 10，故 B 对； C、发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，频率越高则最大初动能就越 大，与入射光的强度无关，故 C 错； D、按照电荷数和质量数守恒可知放射性元素的原子核每放出一个 粒子，就减少一个中子， 增加一个质子，故 D 错 2在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，结果得到一张两个相 切圆 1 和 2 的径迹照片如图所示，己知两个相切圆半径分别为 r1、r2。下列说法正确的是 ( ) A原子核可能发生的是 衰变，也可能发生的是 衰变 B径迹 2 可能是衰变后新核的径迹

15、C若是 衰变，则 1 和 2 的径迹均是逆时针方向 D若衰变方程是 2 9 238U29 034Th + 4 2He,则r1:r2=1:45 【答案】 D 【解析】 【详解】 原子核衰变过程系统动量守恒，由动量守恒定律可知，衰变生成的两粒子动量方向相反，粒子 速度方向相反，由左手定则知：若生成的两粒子电性相反则在磁场中的轨迹为内切圆，若电性 相同则在磁场中的轨迹为外切圆，所以为电性相同的粒子，可能发生的是 衰变，但不是 衰变；若是 衰变，生成的两粒子电性相同，图示由左手定则可知，两粒子都沿顺时针方向 做圆周运动，故 AD 错误；核反应过程系统动量守恒，原子核原来静止，初动量为零，由动量 守恒定

16、律可知，原子核衰变后生成的两核动量 P 大小相等、方向相反，粒子在磁场中做匀速圆 v2 mv P 周运动洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB = mr，解得：r = qB = ，由于 P、B Bq 都相同，则粒子电荷量 q 越大，其轨道半径 r 越小，由于新核的电荷量大于粒子的电荷量，则 新核的轨道半径小于粒子的轨道半径，则半径为 r1的圆为放出新核的运动轨迹，半径为 r2的 圆为粒子的运动轨迹，且：r1：r2=2：90=1：45，故 D 正确，B 错误； 3己知金属锌的逸出功为3.34eV，普朗克常量为6.6310-34Js，真空中的光速为3.0108m/s。 图为氢原子最低的四个能

17、级，则氢原子在这些能级之间跃迁所辐射的光子的最短波长及其照射 6 锌扳逸出电子的最大初动能分别为 A1.010-7m，9.4leV B1.210-7m，9.4leV C1.210-7m，6.86cV D1.010-7m，6.86eV 【答案】 A 【解析】 【详解】 hc 氢原子在这些能级之间跃迁所辐射的光子的最短波长，对应着从 n=4到 n=1的跃迁，则 = E4 hc 6.63 10 -34 3.0 108 - E1，解得 = E4 - E1 = ；照射锌板逸出电 m = 1.0 10 -7m - 0.85 - ( - 13.6) 1.6 10 -19 子的最大初动能分别为Ekm = (E

18、4 - E1) - W逸出功 = 13.6 - 0.85 - 3.34 = 9.41eV，故选 A. 4某放射性元素原子核的衰变方程为 A ZX A Z + 1Y+M，将该原子核静置于匀强磁场中，衰变后的 新核 Y 和产生的粒子 M 在匀强磁场中做匀速圆周运动。新核 Y 与粒子 M 运动径迹如图所示，其 中正确的是（ ） A B C D 【答案】 C 【解析】 【详解】 AB由衰变方程可知粒子 M 为电子，带负电，新核 Y 带正电，以衰变后新核 Y 的方向为正方向， 设新核 Y 的动量为 p，粒子 M 的动量为 p，则由动量守恒可得：0=p+p；则两核动量大小相 等，方向相反，速度方向相反；根

19、据左手定则可知两核洛伦兹力方向相同，故 AB错误； v2 CD由洛伦兹力提供向心力可知：qvB = m R mv p 由可知：R = qB = qB 由题意可知，qYqM，则知：RYRM，故 C 正确，D 错误。 5下列说法正确的是( ) A天然放射性现象表明了原子内部是有复杂的结构 B一个氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中,该氢原子辐射光子,总能量减少 7 C某放射性元素由单质变为化合物后,其半衰期会变短 D目前核电站的能量主要来自轻核的聚变 【答案】 B 【解析】 【详解】 天然放射性现象表明了原子核是有复杂的结构，选项 A 错误；根据玻尔理论，一个氢原子从高 能级向低能级跃迁的过程中,该

20、氢原子辐射光子,总能量减少，选项 B 正确；某放射性元素的半 衰期与元素所处的化合状态无关，选项 C 错误；目前核电站的能量主要来自重核的裂变，选项 D 错误；故选 B. 6下列有关黑体辐射和光电效应的说法中正确的是 A在黑体辐射中，随着温度的升高，各种频率的辐射强度都增加，辐射强度极大值向频率较 低的方向移动 B普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说 C用一束绿光照射某金属,能产生光电效应,现把这束绿光遮住一半，则没有光电子飞出 D在光电效应现象中，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 【答案】 B 【解析】 【详解】 在黑体辐射中，随着温度的升高，各种频率的辐射强度都增加，辐射强度极

21、大值向波长较短， 频率较高的方向移动，选项 A 错误；普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说，选项 B 正确；用一束绿光照射某金属,能产生光电效应,现把这束绿光遮住一半，则仍能发生光电效应 有光电子飞出，选项 C 错误；在光电效应现象中，光电子的最大初动能随入射光的频率增大而 增大，但非成正比关系，选项 D 错误；故选 B. 7下列说法正确的是( ) A 衰变现象说明原子核外存在电子 B氢原子从基态向较高能量态跃迁时，电子的动能减小 C只有入射光的波长大于金属的极限波长，光电效应才能产生 D 粒子散射实验表明核外电子轨道是量子化的 【答案】 B 【解析】 【详解】 A： 衰变时 射线是从原

22、子核内部发出来的，不是由原子核外的电子释放出来的。故 A 项 错误。 e2 v2 k B：电子绕氢原子核做圆周运动时，据k 得， ；氢原子从基态向较高能量态跃 = mr v = e r2 mr 8 迁，电子与氢原子核的距离增大，电子做匀速圆周运动的半径增大，电子的线速度减小，动能 减小。故 B 项正确。 C：只有入射光的频率大于该金属的极限频率，即入射光的波长小于该金属的极限波长时，光 电效应才能产生。故 C 项错误。 D： 粒子散射实验表明原子具有核式结构，不能说明核外电子轨道是量子化的。故 D 项错误。 8太阳辐射到地球表面的功率约为 1400W/m2 .其中包含了各种波长的红外线、可见光

23、、紫外 线等 ，以 可见光 部分 最 强。 作为 一 种 简化 ， 我 们 认 为 太 阳 光 全 部 是 平 均 波 长 600nm （1nm=10-9m）的黄绿光，每秒至少有 5 个这样的光子进入人眼才能引起视觉，人眼睛的瞳孔约 为 10mm2，则人眼能看到最远的与太阳相同的恒星与地球距离为多少倍的日地距离：（已知普 朗克常数 h=6.63x10-34J.s） A9 104 B9 107 C9 1010 D9 1014 【答案】 B 【解析】 【详解】 P 设日地距离为 r，则P0 = ；设人眼到最远的与太阳相同的恒星的距离为 R，则P1 S0t = 5 4r2 hc P 0，其中P1 =

24、 ，解得: 4R2 P1 = 5hc 0S0t = 5 6.63 10 -34 3 108 600 10 -9 10 10 -6 1 W = 1.66 10 -13W ，则 R r = P0 P1 = 1400 7 1.66 10 -13 9 10 ；故选 B. 9用 a、b 两种光照射同一种光电管时均能发生光电效应，且 a 光产生的光电子的遏止电压大 于 b 光 产生的光电子的遏止电压，则 Ab 光比 a 光具有更明显的粒子性 Bb 光产生的光电子最大初动能较大 C单色光 a 的光子动量比单色光 b 的光子动量大 D若 a 光能使氢原子从 n=1能级跃迁到 n=2 能级，则 b 光也有可能使

25、氢原子从 n=1能级跃迁 到 n=2 能级 【答案】 C 【解析】 【详解】 因 a 光产生的光电子的遏止电压大于 b 光产生的光电子的遏止电压，则 a 光照射产生的最大初 h 动能较大，a 光的光子频率较大，波长小，由p = 可知，单色光 a 的光子动量比单色光 b 的 光子动量大，a 光比 b 光具有更明显的粒子性，选项 C 正确，AB错误；因 a 光光子能量较大， 若 a 光能使氢原子从 n=1能级跃迁到 n=2能级，则 b 光不一定能使氢原子从 n=1 能级跃迁到 n=2 能级，选项 D 错误；故选 C. 9 10如图所示是研究光电效应现象的实验装置,现用氢原子从 n=4能级往 n=2

26、 能级跃光束迁时 辐射出的光照射金属电极 K 发现波长分别为 1和 2的两种光子能使金属电极 K 发生光电效 应,其中 12,则: A波长为 1的光子是氢原子从 n=4能级直接跃迁到 n=2能级辐射出来的 B波长为 1的光子照射时，光电子的最大初动能更大 C波长为 2的光子照射时,正向电压越大,光电流的饱和值越大 D波长为 2的光子照射时,增大光照强度,光电流的饱和值随之增大 【答案】 D 【解析】 【详解】 A、根据频率较小的光子的波长较大可知波长为 1的光子频率 v1小于波长为 2的光子频率 v2，根据Em - En = hv可知氢原子从 n=4 的能级跃迁到 n=2 的能级的能级差大于从

27、 n=3 的能级 跃迁到 n=2的能级时的能极差，所以波长为 1的光子是氢原子从 n=3 能级直接跃迁到 n=2 能 级辐射出来的，故 A 错误； B、根据光电效应方程Ekm = hv - W0可知频率为v1的光产生光电子的最大初动能较小，故 B 错 误； CD、光电流的大小与入射光的强度有关，增大光照强度，光电流的饱和值随之增大；在一定频 率与强度的光照射下，开始时，光电流随电压 U 的增加而增大，当 U 大到一定程度时，光电流 达到饱和值，这时即使再增大电压 U，光电流不会再增加，故 D 正确，C 错误； 故选 D。 11将静止在 P 点的原子核置于匀强磁场中（匀强磁场的方向图中未画出），

28、能发生 衰变或 衰变，衰变后沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，得到轨迹圆弧 AP和轨迹圆弧 PB，两轨 迹在 P 点相切，它们的半径 RAP与 RPB之比为 44:1，则 10 A发生了 衰变，磁场垂直纸面向外，原核电荷数为 90 B发生了 衰变，磁场垂直纸面向里，原核电荷数为 86 C发生了 衰变，磁场垂直纸面向里，原核电荷数为 45 D发生了 衰变，磁场垂直纸面向外，原核电荷数为 43 【答案】 D 【解析】 【详解】 两粒子运动方向相反，受洛伦兹力方向相同，可知两粒子带异种电荷，可知发生的是 衰变； mv 1 根据动量守恒定律，两粒子动量等大反向，由r = qB ，则两粒子的电量之比为

29、1：44，因 q 射线带一个负电荷，则原核电荷数为 43，根据左手定则可知，磁场垂直纸面向外，故选 D. 12下列说法正确的是 ( ) A29328U衰变为82622Rn 要经过 4 次衰变和 2 次 衰变 B一束光照射到某金属表面上产生了光电效应，增大光的强度可以增加光电子的最大初动能 C铋 210 的半衰期是 5 天，1 克铋 210经过 10天全部衰变为其它原子核 D查德威克发现中子的反应方程式是：42He + 2173Al13 05P + 10n 【答案】 A 【解析】 【详解】 A、根据质量数守恒和电荷数守恒知 U 衰变为 Rn，需经过 8 次 衰变和 6 次 衰变，每经过 一次 衰

30、变就会有一个中子转变为质子，同时放出一个电子，所以共有 6 个中子转化为质子， 故 A 正确； B、根据光电效应方程Ekm = h - W0，光电子最大初动能与光的强度无关，故 B 错误； 3 1 C、铋 210 的半衰期是 5 天，经过 10 天后，发生 2 个半衰期，有 数发生衰变，即有 的铋还没 4g 4 有衰变，故 C 错误； D、查德威克发现中子的核反应属于人工核转变，根据质量数与质子数守恒：24He + 49Be612C + 1 0n，故 D 错误； 故选 A. 13关于近代物理的知识，下列说法正确的是 A查德威克发现质子的核反应方程为714N + 42He187O + 1H B

31、衰变就是原子核内的一个质子转化为一个中子和电子，电子被释放出来 C铀核裂变的一种核反应方程为 2 9325U15461Ba + 3 9 6 2Kr + 21 0n D若氢原子从 n6 的能级向 n1 的能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则 氢原子从 n6 的能级向 n2 的能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应 【答案】 D 11 【解析】 【详解】 发现质子的是卢瑟福，故 A 错误； 衰变实质是原子核内的一个中子转化为一个质子和电子， 这个电子以 射线的形式释放出来，故 B 错误；铀核需要俘获一个慢中子才能发生裂变，其 中的一种核反应方程 2 9325U + 0 1n1

32、5 641Ba + 9326Kr + 3 1 0n，故 C 错误；根据玻尔理论可知，氢原子从 n6 的能级向 n1 的能级跃迁时辐射出的光的能量大于氢原子从 n6 的能级向 n2 的能级 跃迁时辐射出的光的能量，结合光电效应发生的条件可知，若氢原子从 n6 的能级向 n1 的 能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从 n6 的能级向 n2 的能级跃 迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应，故 D 正确。故选 D. 14下列说法正确的是 A核泄漏污染物51 357Cs能够产生对人体有害的辐射，核反应方程式为 1 5357Cs5 1 3 6 7Ba + X，X 为电 子 B某些原

33、子核能够放射出粒子，说明原子核内有 粒子 C原子核的结合能越大，原子核越稳定 D若氢原子从 n=6 能级向 n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子 从 n=6能级向 n=2能级跃迁时辐射出的光一定能使该金属发生光电效应 【答案】 A 【解析】 【详解】 根据质量数守恒与电荷数守恒可知，选项 A 的核反应方程式51 357Cs51637Ba + X 中，可以判断 X 的 质量数为 0，电荷数为：z=55-56=-1，所以 X 为电子，故 A 正确；原子核能够放射出 粒子， 是由于原子核内发生 衰变，其中的中子转化为质子而放出的电子，故 B 错误；原子核的比 结合能越大，原子

34、核越稳定，故 C 错误；根据玻尔理论可知，氢原子从 n=6能级向 n=1能级跃 迁时减小的能量大于氢原子从 n=6能级向 n=2能级跃迁时减小的能量，所以氢原子从 n=6能级 向 n=1能级跃迁时辐射出的光子的能量大于氢原子从 n=6能级向 n=2能级跃迁时辐射出的光的 能量，根据光电效应发生的条件可知，若氢原子从 n=6能级向 n=1能级跃迁时辐射出的光不能 使某金属发生光电效应，则氢原子从 n=6能级向 n=2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发 生光电效应，故 D 错误。故选 A。 1529302Th 具有放射性，经以下连续衰变过程，最后生成稳定的 2 8028Pb：29302Th282

35、88Ra28298Ac29208Th28028Pb，下列说法正确的是 A29302Th和 2 9208Th属于放射性同位素，其原子核中子数相同，质子数不同 B28288Ra发生 衰变后变为 2 8 928Ac，说明 2 8288Ra 原子核内有 粒子 C28288Ra的半衰期约为 6.7 年，将该元素掺杂到其他稳定元素中，半衰期将增大 D整个衰变过程共发生 6 次 衰变和 4 次 衰变 12 【答案】 D 【解析】 【详解】 A、29302Th和 2 9 028Th 具有相同的质子数属于放射性同位素，其原子核质子数相同，中子数不同，故 A 错误； B、28288Ra发生衰变后变为 2 8 92

36、8Ac，是 2 8 828Ra 原子核内一个中子转化为一个质子数放出电子，并非 原子核内有电子，故 B 错误； C、元素的半衰期不随物理和化学状态的改变而改变，故 C 错误； D、衰变质量数不变，故232 - 208 = 4x，则x = 6，发生 6 次 衰变，根据电荷数守恒可知： 90 - 82 = 2x - y，得到：y = 4，故发生 4 次 衰变，故 D 正确。 162018 年中国散裂中子源（CSNS）将迎来验收，目前已建设的 3 台谱仪也将启动首批实验有 关中子的研究，下列说法正确的是 A29304Th核发生一次 衰变，新核与原来的原子核相比，中子数减少了 4 B一个氘核和一个氚核

37、经过核反应后生成氦核和中子是原子核衰变反应 C卢瑟福通过分析 粒子散射实验结果，发现了质子和中子 D中子和其他微观粒子，都具有波粒二象性 【答案】 D 【解析】 【分析】 依据质量数与质子数守恒，裂变是较重的原子核分裂成较轻的原子核的反应；卢瑟福通过分析 粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型；所有粒子都具有波粒二象性，即可求解； 【详解】 A、 衰变的本质是发生衰变的核中减小 2 个质子和 2 个中子形成氦核，所以一次 衰变， 新核与原来的核相比，中子数减小了 2，故 A 错误； B、裂变是较重的原子核分裂成较轻的原子核的反应，而该反应是较轻的原子核的聚变反应， 故 B 错误； C、卢瑟

38、福通过分析 粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，查德威克通过 粒 子轰击铍核获得碳核的实验发现了中子，故 C 错误； D、所有粒子都具有波粒二象性，故 D 正确； 故选 D。 17如图所示,地面上 A、B 两处的中点处有一点光源 S，甲观察者站在光源旁,乙观察者乘坐 速度为 v（接近光速）的光火箭沿 AB 方向飞行.两观察者身边各有一只事先在地面校准了的相 同的时钟.下列对相关现象的描述中，正确的是（ ） 13 A甲测得的 AB间的距离大于乙测得的 AB间的距离 B甲认为飞船中的钟变慢了，乙认为甲身边的钟变快了 C甲测得光速为 c，乙测得的光速为 c-v D当光源 S发生一次闪光后，甲

39、认为 A、B两处同时接收到闪光，乙则认为 A先接收到闪光 【答案】 A 【解析】 【分析】 1 c2 利用相对论的重要结论，如时间变慢t = t 、长度收缩假说 、质速关 L = L0 1 - v2 1 - c2 v2 系式和质能关系式分析现象. 【详解】 c2 A由爱因斯坦的长度收缩原理L = L0 1 - ，可知运动的速度 v越大，测出的距离L 越短， v2 则乙测得的 AB间的距离小于甲测得的 AB间的距离；故 A 正确. 1 B由时间变慢假说t = t ，可知运动的速度 v越大，时间变慢，即乙测得的时间变 v2 1 - c2 长；故 B 错误. C根据爱因斯坦的光速不变原理，可知甲乙在

40、两种不同的参考系里测出的光速都为 c；故 C 错误. D甲乙在两种不同的参考系里测出的光速都为 c,距离恒定，则 AB两处都是同时接收到闪光； 故 D 错误. 故选 A. 【点睛】 本题考查了爱因斯坦的相对论知识，明确不同参考系中光速不变，在接近光速的参考系中时间 变慢，长度变短，质量变大. 18以下说法正确的是：( ) A氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子电势 能增大，原子能量减小； B紫外线照射到金属锌板表面时能够产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板 表面逸出的光电子的个数增多，光电子的最大初动能增大； C氢原子光谱有很多不同的亮线，说明

41、氢原子能发出很多不同的频率的光，它的光谱是连续 14 谱； D天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，射线是原子核内的中子转变为质子时产 生的高速电子流。 【答案】 D 【解析】 【分析】 库仑力对电子做负功，所以动能变小，电势能变大（动能转为电势能），因为吸收了光子，总 能量变大；根据光电效应发生条件，可知，光电子的最大初动能与入射频率有关，与入射的强 度无关；根据连续光谱与特征光谱的不同； 粒子散射现象的发现揭示了原子核有复杂的结 构，即可求解 【详解】 根据波尔理论可知，核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，氢原子的电势能增 e2 mv2 大，核外电子遵循：k = ，据此可

42、知电子的动能减小；再据能级与半径的关系可知，原子 r2 r 的能量随半径的增大而增大。故 A 错误；据光电效应可知，紫外线照射到金属锌板表面时能够 发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，即光子个数增多，所以从锌板表面逸出的光电 子的个数越多，但光电子的最大初动能不变。故 B 错误；光谱有很多不同的亮线，说明氢原子 能发出很多不同频率的光，是特征谱线，但它的光谱不是连续谱，故 C 错误； 粒子散射现 象的发现揭示了原子核有复杂的结构， 射线是原子核内的中子转变为质子时产生的，故 D 正确。故选 D. 【点睛】 理解原子跃迁的能量变化，同时掌握电子跃迁过程中，动能与电势能及总能量是如何变化等知

43、 识点，注意核外电子的动能、电势能和能量与轨道半径的关系，掌握 粒子散射现象与天然 放射现象的区别，及影响光电子的最大初动能的因素 19下列说法正确的是( ) A原子核的结合能越大，原子核越稳定 B某些原子核能够放射出 粒子，说明原子核内有 粒子 C核泄漏污染物51 357Cs能够产生对人体有害的辐射，核反应方程式为 1 5357Cs5 1 3 6 7Ba + X，X 为电 子 D若氢原子从 n=6能级向 n=1 能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子 从 n=6 能级向 n=2 能级跃迁时辐射出的光能可能使该金属发生光电效应 【答案】 C 【解析】 【详解】 原子核的比结合能

44、越大，原子核越稳定，选项 A 错误；某些原子核能够放射出 粒子，这是 15 核内的中子转化为质子时放出的负电子，不能说明原子核内有 粒子，选项 B 错误；核泄漏 污染物 1 5357Cs 能够产生对人体有害的辐射，核反应方程式为 1 5357Cs5 1 3 6 7Ba + X，X 电荷数为-1，质 量数为零，所以为电子，选项 C 正确；若氢原子从 n=6能级向 n=1能级跃迁时辐射出的光不能 使某金属发生光电效应，而氢原子从n=6能级向n=2 能级跃迁时辐射出的光子的能量小于从n=6 能级向 n=1能级跃迁时辐射出的光子的能量，则不能使该金属发生光电效应，选项 D 错 误；故 选 C. 20一

45、个氢原子从量子数 n=2的能级跃迁到量子数 n=3的能级，该氢原子 A吸收光子，能量增加 B放出光子，能量减少 C放出光子，能量增加 D吸收光子，能量减少 【答案】 A 【解析】 【分析】 氢原子从低能级向高能级跃迁要吸收光子，能量增加；从高能级向低能级跃迁要放出光子，能 量减少. 【详解】 E1 一个氢原子在一个定态具有的能量是电子圆周运动的动能和势能之和，能量为 E = ，E1 n2 = -13.6eV，可知量子数越大，能量越高，故氢原子从低能级向高能级跃迁要吸收光子，而能 量增加；故选 A. 【点睛】 本题考查了原子核式结构模型和原子的跃迁；能量变化可类比人造卫星的变轨原理. 二、多选题

46、 21波长为 1和 2的两束可见光入射到双缝，在光屏上观察到干涉条纹，其中波长为 1 的光的条纹间距大于波长为 2“的条纹间距。则（下列表述中，脚标 1”和“2”分别代表波 长为 1和 2的光所对应的物理量） A这两束光的光子的动量 p1p2 B这两束光从玻璃射向真空时，其临界角 C1C2 C这两束光都能使某种金属发生光电效应，则遏止电压 U1U2 D这两束光由氢原子从不同激发态跃迁到 n2 能级时产生，则相应激发态的电离能E1E2 【答案】 BD 【解析】 【详解】 l h A根据双峰干涉的条纹间距的表达式x = 可知 12，由 可知 p1 0，用另一频率的 B 单色光照射时不发生光电效应，

47、知B 0，所以 A 光的频率大于 B 光的频率，A 正确 B 错误； 发生光电效应时，电子从光电管右端运动到左端，而电流的方向与电子定向移动的方向相反， 所以流过电流表 G 的电流方向是 a 流向 b，故 C 正确 D 错误 38一含有光电管的电路如图甲所示，乙图是用 a、b、c 光照射光电管得到的 IU 图线， Uc1、Uc2表示截止电压，下列说法正确的是（ ） A甲图中光电管得到的电压为正向电压 Ba、b 光的波长相等 26 Ca、c 光的波长相等 Da、c 光的光强相等 【答案】 AC 【解析】如图可知，从金属出来的电子在电场力作用下，加速运动，则对应电压为正向电压， 故 A 正确；光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率， 可知，a、c 光对应的截止频率小于 b 光的截止频率，根据 1 2 eU mv h W 截 ，入射光的 m 2 频率越高，对应的截止电压 U截越大a 光、c 光的截止电压相等，所以 a 光、c 光的频率相等， 则 a、c 光的波长相等；因 b 光的截止电压大于 a 光的截止电压，所以 b 光的频率大于 a 光的 频率，则 a 光的波长大于 b 光的波长，故 B 错误，C 正确；由图可知，a 的饱和电流大于 c 的 饱和电流，而光的频率相等，所以 a 光的光强大于 c 光的光强，故 D 错误；故选 AC 点 睛