搜索
年份卷别题号考查角度命题预测2019卷Ⅰ14能级跃迁这部分内容在高考题中一般以选择题的形式出现,重点考查考生对知识的理解能力。要重点掌握氢原子能级结构和能级公式;光电效应规律和爱因斯坦光电效应方程;核反应方程式的书写;原子核的衰变及半衰期;结合能和核能的计算等。卷Ⅱ15核反应和核能的计算2018卷Ⅱ17光电效应的实验规律及解释卷Ⅲ14核反应2017卷Ⅰ17核能卷Ⅱ15核反应卷Ⅲ19光电效应的实验规律及解释高考试题统计与命题预测123451.(2018全国卷Ⅱ)用波长为300nm的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10-19J,已知普朗克常量为6.63×10-34J·s,真空中的光速为3.00×108m·s-1,能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为()A.1×1014HzB.8×1014HzC.2×1015HzD.8×1015Hz解析:对逸出电子,根据光电方程有,hν=Ek+W,ν=,W=hν0,其中,Ek=1.28×10-19J,λ=300nm=3×10-7m,得ν0≈8×1014Hz,选项B正确。答案:B𝑐𝜆123452.(多选)(2017全国卷Ⅲ)在光电效应实验中,分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上,测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是()A.若νaνb,则一定有UaUbB.若νaνb,则一定有EkaEkbC.若UaUb,则一定有EkaEkbD.若νaνb,则一定有hνa-Ekahνb-Ekb解析:根据光电效应方程Ek=hν-W和光电子的最大初动能与遏止电压的关系-eU=0-Ek,得eU=hν-W,A错,B、C正确;若νaνb,则一定有hνa-Eka=hνb-Ekb=W,D错。答案:BC123453.(2019全国卷Ⅰ)氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63eV~3.10eV的光为可见光。要使处于基态(n=1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子,最少应给氢原子提供的能量为()A.12.09eVB.10.20eVC.1.89eVD.1.51eV解析:氢原子从能级2向能级1跃迁时,辐射的光子能量为10.2eV,不是可见光。氢原子从能级3向能级2跃迁时,辐射的光子能量为1.89eV,是可见光,所以只要把氢原子跃迁到能级3就可以辐射可见光。氢原子从能级1向能级3跃迁时,吸收的光子能量为12.09eV,A正确,B、C、D错误。答案:A123454.(2018全国卷Ⅲ)1934年,约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝核1327Al,产生了第一个人工放射性核素X:α+1327Al→n+X。X的原子序数和质量数分别为()A.15和28B.15和30C.16和30D.17和31解析:已知α粒子的质量数是4,核电荷数为2,中子的质量数为1,不带电,核反应方程可以写为24He+1327Al→01n+X,根据核电荷数守恒,可知X的核电荷数即原子序数为15,根据质量数守恒,可知X的质量数为30,选项B正确。答案:B123455.(2019全国卷Ⅱ)太阳内部核反应的主要模式之一是质子-质子循环,循环的结果可表示为A.8MeVB.16MeVC.26MeVD.52MeV解析:本题考查质能方程和核反应的理解。忽略正电子质量,根据质能方程ΔE=Δmc2,而Δm=4mp-mα=4×1.0078u-4.0026u=0.0286u,又因1u=931MeV/c2,所以ΔE=0.0286×931MeV=26.6266MeV,C正确,A、B、D错误。答案:C411H→24He+210e+2ν已知11H和24He的质量分别为mp=1.0078u和mα=4.0026u,1u=931MeV/c2,c为光速。在4个11H转变成1个24He的过程中,释放的能量约为()考点1考点2考点3光电效应及波粒二象性例1(2019辽宁大连二模)用一束绿光和一束蓝光照射某种金属的表面,均发生了光电效应。下列说法正确的是()A.蓝光照射金属时,逸出的光电子最大初动能更大B.蓝光照射金属时,单位时间内逸出的光电子数更多C.增加光照强度,逸出的光电子最大初动能增大D.如果换用红光照射,一定能使该金属发生光电效应考点1考点2考点3审题读取题干获取信息用一束绿光和一束蓝光照射某种金属的表面,均发生了光电效应绿光和蓝光的频率都大于极限频率ν0蓝光照射金属时蓝光频率更高增加光照强度光子数增多换用红光照射红光的频率比绿光和蓝光的频率小考点1考点2考点3解析:因为蓝光频率更高,根据爱因斯坦光电效应方程:Ek=hν-W0,知蓝光照射时光电子最大初动能更大,A正确;单位时间逸出的光电子数与光照强度有关,由于不知道光照强度,所以无法确定光电子数,B错误;根据:Ek=hν-W0,可知最大初动能与光照强度无关,C错误;因为红光的频率比绿光的还小,无法确定是否会发生光电效应,D错误。答案:A考点1考点2考点3方法归纳1.光电效应的“两条线索”和“两个对应关系”(1)两条线索:(2)两条对应关系:光照强度→光子数目多少→发射光电子多少→光电流大小光子频率高低→光子能量大小→光电子的最大初动能大小考点1考点2考点32.用图象表示光电效应方程(1)极限频率:图线与ν轴交点的横坐标ν0。(2)逸出功:图线与Ek轴交点的纵坐标的值W0=E。(3)普朗克常量:图线的斜率k=h。考点1考点2考点3对应训练1.(2019云南二模)某金属发生光电效应,光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν之间的关系如图所示。已知h为普朗克常量,e为电子电荷量的绝对值,结合图象所给信息,下列说法正确的是()A.入射光的频率小于ν0也可能发生光电效应现象B.该金属的逸出功随入射光频率的增大而增大C.若用频率是2ν0的光照射该金属,则遏止电压为D.遏止电压与入射光的频率无关ℎ𝜈0𝑒考点1考点2考点3解析:由图象可知金属的极限频率为ν0,入射光的频率必须要大于ν0才能发生光电效应现象,选项A错误;金属的逸出功与入射光的频率无关,选项B错误;若用频率是2ν0的光照射该金属,则光电子的最大初动能为Ekm=2hν0-hν0=hν0=Ue,则遏止电压为,选项C正确;遏止电压与入射光的频率有关,入射光的频率越大,则最大初动能越大,遏制电压越大,选项D错误。答案:CU=ℎ𝜈0𝑒考点1考点2考点32.(2019北京东城二模)研究光电效应的实验规律的电路如图所示,加正向电压时,图中光电管的A极接电源正极,K极接电源负极时,加反向电压时,反之。当有光照射K极时,下列说法正确的是()A.K极中有无光电子射出与入射光频率无关B.光电子的最大初动能与入射光频率有关C.只有光电管加正向电压时,才会有光电流D.光电管加正向电压越大,光电流强度一定越大考点1考点2考点3解析:K极中有无光电子射出与入射光频率有关,只有当入射光的频率大于K极金属的极限频率时才有光电子射出,选项A错误;根据光电效应的规律,光电子的最大初动能与入射光频率有关,选项B正确;光电管加反向电压时,只要反向电压小于遏止电压,就会有光电流产生,选项C错误;在未达到饱和光电流之前,光电管加正向电压越大,光电流强度一定越大,达到饱和光电流后,光电流的大小与正向电压无关,选项D错误。答案:B考点1考点2考点3原子结构和能级跃迁例2(2019北京东城二模)氢原子的能级图如图所示,如果大量氢原子处在n=3能级的激发态,则下列说法正确的是()A.这群氢原子能辐射出3种不同频率的光子B.波长最长的辐射光是氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级产生的C.辐射光子的最小能量为12.09eVD.处于该能级的氢原子至少需吸收13.6eV能量的光子才能电离考点1考点2考点3审题读取题干获取信息大量氢原子不是“一个氢原子”波长最长的辐射光辐射光对应的能级差最小处于该能级的氢原子至少需吸收13.6eV能量的光子才能电离“电离”实质是氢原子跃迁到n=∞能级解析:这群氢原子能辐射出=3种不同频率的光子,选项A正确;波长最长的辐射光对应的能级差最小,则是氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级产生的,选项B错误;辐射光子的最小能量是从n=3到n=2的跃迁,能量为(-1.51eV)-(-3.4eV)=1.89eV,选项C错误;处于该能级的氢原子至少需吸收1.51eV能量的光子才能电离,选项D错误。答案:A𝐶32考点1考点2考点3方法归纳原子能级跃迁问题的解题技巧(1)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,即ΔE=hν=|E初-E末|。(2)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。(3)一群氢原子和一个氢原子不同,氢原子核外只有一个电子,这个电子在某时刻只能处在某一个确定的轨道上,在某段时间内,由这一轨道跃迁到另一轨道时,可能的情况只有一种,但是如果有大量的氢原子,它们的核外电子向基态跃迁时就会有各种可能情况出现,发射光子的种类N=C𝑛2=𝑛(𝑛-1)2。考点1考点2考点3对应训练3.(2019天津南开二模)已知氦离子(He+)的能级图如图所示,根据能级跃迁理论可知()A.氦离子(He+)从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出光子的频率低B.大量处在n=3能级的氦离子(He+)向低能级跃迁,只能发出2种不同频率的光子C.氦离子(He+)处于n=1能级时,能吸收45eV的能量跃迁到n=2能级D.氦离子(He+)从n=4能级跃迁到n=3能级,需要吸收能量考点1考点2考点3解析:氦离子的跃迁过程类似于氢原子,从高能级到低能级跃迁过程中要以光子的形式放出能量,而从低能级态向高能级跃迁的过程中吸收能量,且吸收的能量满足能级的差值,即ΔE=EM-EN,故CD错;大量的氦离子从高能级向低能级跃迁的过程中,辐射的光子种类满足组合规律即,故B错。答案:A𝐶𝑛2考点1考点2考点34.(2019山东聊城二模)氢原子的能级图如图所示,下列说法正确的是()A.氢原子从低能级向高能级跃迁时静电力做正功B.处于n=2能级的氢原子可以吸收能量为2eV的光子C.一个氢原子从n=4能级向基态跃迁时,可发出6种不同频率的光子D.处于n=1能级的氢原子可以吸收能量为14eV的光子考点1考点2考点3解析:氢原子从低能级向高能级跃迁时,电子绕核运动的半径增大,库仑引力(静电力)做负功。故A项错误;据图知E2=-3.4eV,E2+2eV=-3.4eV+2eV=-1.4eV;由图知,氢原子没有能量等于-1.4eV的能级;跃迁时,氢原子吸收光子的能量需等于两个能级的能量差;所以处于n=2能级的氢原子不可以吸收能量为2eV的光子。故B项错误;一群氢原子从n=4能级向基态跃迁时,可发出光子的种数为=6;一个氢原子从n=4能级向基态跃迁时,最多可发出3种不同频率的光子。故C项错误;据图知E1=-13.6eV,E1+14eV=-13.6eV+14eV=0.4eV0;处于n=1能级的氢原子可以吸收能量为14eV的光子,从而使氢原子发生电离。故D项正确。答案:D𝐶42考点1考点2考点3核反应和核能的计算例3(2019北京丰台二模)中国大科学装置“东方超环”(EAST)近期实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破。由于其内部核反应原理与太阳类似,因此“东方超环”也被称为“人造太阳”。下列说法正确的是()A.“人造太阳”与目前核电站的核反应原理相同B.“人造太阳”释放的能量可以用E=mc计算C.“人造太阳”的核反应方程可能是D.“人造太阳”的核反应方程可能是12H+13H→24He+01n92235U+01n→56144Ba+3689Kr+301n考点1考点2考点3解析:“人造太阳”反应是核聚变反应,而目前核电站的核反应是核裂变反应,选项A错误;“人造太阳”释放的能量可以用E=mc2计算,选项B错误;“人造太阳”的核反应方程可能是12H+13H→24He+01n,选项C正确;核反应92235U+01n→56144Ba+3689Kr+301n是重核裂变的反应,故选项D错误。答案:C考点1考点2考点3方