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专题二考前知能回扣回扣6近代物理初步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10－9s.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：Ek＝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)三种射线种类α射线β射线γ射线实质高速氦核流高速电子流光子带电量2e－e0速度0.1c0.99cc贯穿本领最弱，用一张薄纸能挡住较强，能穿透几毫米厚的铝板最强，能穿透几厘米厚的铅板对空气的电离作用最强较弱最弱(2)衰变方程①α衰变：AZX→A－4Z－2Y＋42He(2个质子和2个中子结合成一整体射出)．②β衰变：AZX→AZ＋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．4．核能的获取与计算(1)获取途径①重核裂变：例如23592U＋10n→13654Xe＋9038Sr＋1010n②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×931.5MeV.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．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＝nn－12.2．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．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．1．如图所示，四个示意图所表示的实验中，能说明研究放射性元素放射现象实验的是()答案：D解析：A是卢瑟福的α粒子散射实验，验证原子的核式结构模型，B是杨氏的双缝干涉实验；C是光电效应实验；D是研究放射线现象的实验．2．(多选)下列四幅图中涉及不同的物理知识，其中说法正确的是()A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出量子的概念，成为量子力学的奠基人之一B．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子辐射光子的频率也是不连续的C．图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性答案：AB解析：卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子的核式结构模型．电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性．故A、B正确，C、D错误．3．(多选)某种金属在光的照射下发生光电效应，其遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图象如图所示．则由图象可知()A．任何频率的入射光都能发生光电效应B．该金属的逸出功等于hν0C．入射光的频率发生变化时，遏止电压不变D．若已知电子电荷量e，就可以求出普朗克常量h答案：BD解析：当入射光的频率大于极限频率时才能发生光电效应，故A错误；当遏止电压为零时，最大初动能为零，此时入射光的能量等于逸出功．即W0＝hν0，故B正确；根据Ekm＝hν－W0和eUc＝Ekm可得：Uc＝heν－W0e，可知图线的斜率等于he，且遏止电压与入射光的频率有关，若已知电子的电荷量，可求出普朗克常量h，故C错误，D正确．4．如图所示，天然放射性元素，放出α、β、γ三种射线同时射入互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，射入时速度方向和电场、磁场方向都垂直，进入场区后发现β射线和γ射线都沿直线前进，则α射线()A．向右偏B．向左偏C．直线前进D．无法判断答案：A解析：γ射线不带电，故在电磁场中不偏转，β射线不偏转是因为电场力与洛伦兹力是一对平衡力，故Eq＝Bqv，即v＝EB，而α射线的速度比β射线小，因此α射线受向右的电场力远大于向左的洛伦兹力，故α射线向右偏，A正确，B、C、D错误．5．某放射性元素的原子核发生2次α衰变和6次β衰变，关于它的原子核的变化，下列说法中正确的是()A．中子数减少8B．质子数减少2C．质子数增加2D．核子数减少10答案：C解析：发生2次α衰变质量数减少8，电荷数减少4，发生6次β衰变质量数不变，电荷数增加6，最终质量数减少8，电荷数增加2.所以核子数减少8，质子数增加2，中子数减少10，选项C正确．6．(2019·成都三模)下图为氢原子的能级图．现有两束光，a光由图中跃迁①发出的光子组成，b光由图中跃迁②发出的光子组成，已知a光照射x金属时刚好能发生光电效应，则下列说法正确的是()A．x金属的逸出功为2.86eVB．a光的频率大于b光的频率C．氢原子发生跃迁①后，原子的能量将减小3.4eVD．用b光照射x金属，打出的光电子的最大初动能为10.2eV答案：A解析：a光子的能量：Ea＝E5－E2＝－0.54－(－3.4)＝2.86eV，a光照射x金属时刚好能发生光电效应，则金属的逸出功为2.86eV，故A正确；b光子的能量：Eb＝E2－E1＝－3.4－(－13.6)＝10.2eV，a的能量值小，则a的频率小，故B错误；氢原子辐射出a光子后，氢原子的能量减小了Ea＝2.86eV，故C错误；用b光照射x金属，打出的光电子的最大初动能为：Ekm＝Eb－W＝10.2－2.86＝7.34eV，故D错误．7．(2019·河南阶段性检测)下列说法正确的是()A．一个中子和一个质子结合生成氘核时，会发生质量亏损B．一个处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁，可能产生6种不同频率的光子C．氡(22286Rn)衰变的半衰期为3.8天，升高温度后其半衰期将小于3.8天D．核反应31H＋21H→42He＋10n是轻核的裂变答案：A解析：一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能，由质能方程可知，此过程中有质量亏损，故A正确；一个处于n＝4能级的氢原子向较低能级跃迁，最终跃迁到基态，跃迁情况可能是：4→1，释放1种频率的光子.4→3→1,4→2→1，释放2种频率的光子.4→3→2→1，释放3种频率的光子，可能最多产生3种不同频率的光子，故B错误；原子核衰变的半衰期由原子核自身性质决定，是不变的，与核外的压强、温度等因素均无关，故选项C错误；核反应31H＋21H→42He＋10n是轻核的聚变，故选项D错误．8．(多选)下面是铀核裂变反应中的一个：23592U＋10n→13654Xe＋9038Sr＋1010n，已知铀235的质量为235.0439u，中子质量为1.0087u，锶90的质量为89.9077u，氙136的质量为135.9072u，则此核反应中()A．质量亏损为Δm＝235.0439u＋1.0087u－89.9077u－135.9072uB．质量亏损为Δm＝(235.0439＋1.0087－89.9077－135.9072－10×1.0087)uC．释放的总能量为ΔE＝(235.0439＋1.0087－89.9077－135.9072－10×1.0087)×(3×108)2JD．释放的总能量为ΔE＝(235.0439＋1.0087－89.9077－135.9072－10×1.0087)×931.5MeV答案：BD解析：计算核亏损质量时要用反应前的总质量减去反应后的总质量，二者之差可用“u”或“kg”作单位，故A错误、B正确；质量单位为“u”时，可直接用“1u的亏损放出能量931.5MeV”计算总能量，故D正确，当质量单位为“kg”时直接乘以(3.0×108)2，总能量单位才是焦耳，故C错误．