高考物理总复习常考题型训练近代物理初步

O 单元 近代物理初步O1 量子论初步 光的粒子性35．[2011·课标全国卷] O1(1)在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为________．若用波长为λ(λ<λ0)的单色光做实验，则其遏止电压为________．已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e 、c 和h . 【答案】h c λ0 hc e ·λ0－λλ0λ【解析】 截止频率即刚好发生光电效应的频率，此时光电子的最大初动能为零，由爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0和c ＝λ0ν得：W 0＝h cλ0.若用波长为λ的单色光做实验，光电子的最大初动能E k ＝hν－W 0＝h c λ－h c λ0，设其截止电压为U ，则eU ＝E k ，解得：U ＝hc e ·λ0－λλ0λ.F3(2)如图1－17所示，A 、B 、C 三个木块的质量均为m ，置于光滑的水平面上，B 、C 之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触而不固连．将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B 和C 紧连，使弹簧不能伸展，以至于B 、C 可视为一个整体．现A 以初速v 0 沿B 、C 的连线方向朝B 运动，与B 相碰并粘合在一起．以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C 与A 、B 分离．已知C 离开弹簧后的速度恰为v 0 ，求弹簧释放的势能．1－17【解析】 设碰后A 、B 和C 的共同速度的大小为v ，由动量守恒得 3m v ＝m v 0①设C 离开弹簧时，A 、B 的速度大小为v 1，由动量守恒得3m v ＝2m v 1＋m v 0② 设弹簧的弹性势能为E p ，从细线断开到C 与弹簧分开的过程中机械能守恒，有 12(3m )v 2＋E p ＝12(2m )v 21＋12m v 20③ 由①②③式得，弹簧所释放的势能为E p ＝13m v 20④18．O1[2011·四川卷] 氢原子从能级m 跃迁到能级n 时辐射红光的频率为ν1，从能级n 跃迁到能级k 时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h ，若氢原子从能级k 跃迁到能级m ，则( ) A ．吸收光子的能量为hν1＋hν2 B ．辐射光子的能量为hν1＋hν2 C ．吸收光子的能量为hν2－hν1 D ．辐射光子的能量为hν2－hν1【解析】 D 氢原子从m 能级跃迁到n 能级辐射能量，即E m －E n ＝hν1，氢原子从n 能级跃迁到k 能级吸收能量，即E k －E n ＝hν2，氢原子从k 能级跃迁到m 能级，E k －E m ＝hν2＋E n －hν1－E n ＝hν2－hν1，因紫光的频率ν2大于红光的频率ν1，所以E k >E m ，即辐射光子的能量为hν2－hν1，D 正确．18．O1[2011·全国卷] 已知氢原子的基态能量为E 1，激发态能量E n ＝E 1n 2，其中n ＝2,3，….用h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速．能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为( )A ．－4hc 3E 1B ．－2hc E 1C ．－4hc E 1D ．－9hcE 1【解析】 C 从第一激发态到电离状态吸收的能量ΔE ＝0－E 122＝－E 14，根据ΔE ＝hν＝h c λ，所以λ＝－4hcE 1，因此答案为C.18．O1[2011·广东物理卷] 光电效应实验中，下列表述正确的是( ) A ．光照时间越长光电流越大 B ．入射光足够强就可以有光电流 C ．遏止电压与入射光的频率有关D ．入射光频率大于极限频率才能产生光电子18．O1[2011·广东物理卷] CD 【解析】 各种金属都存在着极限频率，低于极限频率的任何入射光强度再大、照射时间再长都不会发生光电效应；发生光电效应时，光电流的强度与入射光的强度成正比；遏止电压随入射光的频率增大而增大，故CD 选项正确．12．[2011·江苏物理卷] 【选做题】本题包括A 、B 、C 三小题，请选定其中两．．．．．．题．，并在相应．．．．．的答．．题．区域内作答．．．．．，若三题都做，则按A 、B 两题评分． C ．(选修模块3－5)(12分) (1)O1[2011·江苏物理卷] 下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是( )A BC D 图11(1)O1[2011·江苏物理卷] 【答案】 A【解析】随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都增加，另一方面辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动，所以A正确．29．(1)O1[2011·福建卷] (1)爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年的诺贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能E km与入射光频率ν的关系如图1－13图1－13所示，其中ν0为极限频率．从图中可以确定的是________．(填选项前的字母) A．逸出功与ν有关B．E km与入射光强度成正比C．当ν<ν0时，会逸出光电子D．图中直线的斜率与普朗克常量有关29．(1)O1[2011·福建卷] D【解析】由爱因斯坦光电方程E k＝hν－W和W＝hν0(W为金属的逸出功)可得，E k＝hν－hν0，可见图象的斜率表示普朗克常量，D正确；只有ν≥ν0时才会发生光电效应，C错；金属的逸出功只和金属的极限频率有关，与入射光的频率无关，A错；最大初动能取决于入射光的频率，而与入射光的强度无关，B错．O2原子核【必做部分】38．O2[2011·山东卷] 【物理－物理3－5】(1)碘131核不稳定，会发生β衰变，其半衰期为8天．①碘131核的衰变方程：13153I→________(衰变后的元素用X表示)．②经过________天有75%的碘131核发生了衰变．【答案】①13154X＋0－1e②16【解析】①在衰变的过程中，质量数守恒，核电荷数守恒，即13153I→13154X＋0－1e.②经过8天后，有一半发生衰变，即50%发生衰变，再经过8天，剩下一半的一半发生衰变，这时有75%的碘131核发生了衰变，所以共用时间16天．(2)如图1－22所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为2v0、v0.为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度．(不计水的阻力)图1－22【解析】设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为v min，抛出货物后船的速度为v1，甲船上的人接到货物后船的速度为v2，由动量守恒定律得12m·v0＝11m·v1－m·v min①10m·2v0－m·v min＝11m·v2②为避免两船相撞，应满足v1＝v2③联立①②③式得v min＝4v016．O2[2011·重庆卷]核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线．下列说法正确的是()A．碘131释放的β射线由氦核组成B．铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量C．与铯137相比，碘131衰变更慢D．铯133和铯137含有相同的质子数16．O2[2011·重庆卷]D【解析】β射线实际是电子流，A错误；γ射线是高频电磁波，其光子能量大于可见光的能量，B错误；半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，碘131的半衰期为8天，铯137半衰期为30年，碘131衰变更快，C错误；同位素是具有相同的质子数和不同的中子数的元素，故铯133和铯137含有相同的质子数，D正确．15．O2[2011·浙江卷] 关于天然放射现象，下列说法正确的是()A．α射线是由氦原子核衰变产生B．β射线是由原子核外电子电离产生C．γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D．通过化学反应不能改变物质的放射性【解析】Dα射线是由氦原子核组成的，不是由氦原子核衰变产生的，A选项错误；β射线中的电子是原子核内部一个中子转变成一个质子的同时从原子核逸出的，B选项错误；γ射线是由原子核内部受激发产生的，常伴随着α衰变和β衰变，C选项错误；物质的放射性反映的是物质的物理性质，与其是否参与化学反应无关，D选项正确．1．O2[2011·天津卷] 下列能揭示原子具有核式结构的实验是( ) A ．光电效应实验 B ．伦琴射线的发现 C. α粒子散射实验 D. 氢原子光谱的发现1．[2011·天津卷] C 【解析】 卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出了原子的核式结构，C 正确．12．O2[2011·天津卷] 回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技术的发展．(1)当今医学影像诊断设备PET/CT 堪称“现代医学高科技之冠”，它在医疗诊断中，常利用能放射正电子的同位素碳11作示踪原子．碳11是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮14获得，同时还产生另一粒子，试写出核反应方程．若碳11的半衰期τ为20 min ，经2.0 h 剩余碳11的质量占原来的百分之几？(结果取2位有效数字) (2)回旋加速器的原理如图所示，D 1和D 2是两个中空的半径为R 的半圆金属盒，它们接在电压一定、频率为f 的交流电源上，位于D 1圆心处的质子源A 能不断产生质子(初速度可以忽略，重力不计)，它们在两盒之间被电场加速，D 1、D 2置于与盒面垂直的磁感应强度为B 的匀强磁场中．若质子束从回旋加速器输出时的平均功率为P ，求输出时质子束的等效电流I 与P 、B 、R 、f 的关系式(忽略质子在电场中的运动时间，其最大速度远小于光速)．图10(3)试推理说明：质子在回旋加速器中运动时，随轨道半径r 的增大，同一盒中相邻轨道的半径之差Δr 是增大、减小还是不变？12．[2011·天津卷] 【解析】 (1)核反应方程为14 7N ＋11H ―→11 6C ＋42He ①设碳11原有质量为m 0，经过t 1＝2.0 h 剩余的质量为m τ，根据半哀期定义有 m τm 0＝⎝⎛⎭⎫12t τ＝⎝⎛⎭⎫1212020≈1.6%② (2)设质子质量为m ，电荷量为q ，质子离开加速器时速度大小为v ，由牛顿第二定律知 q v B ＝m v 2R③质子运动的回旋周期为T ＝2πR v ＝2πm qB④由回旋加速器工作原理可知，交流电源的频率与质子回旋频率相同，由周期T 与频率f 的关系得 f ＝1T⑤ 设在t 时间内离开加速器的质子数为N ，则质子束从回旋加速器输出时的平均功率 P ＝N ·12m v 2t⑥输出时质子束的等效电流 I ＝Nq t ⑦ 由上述各式得 I ＝PπBR 2f⑧ (3)方法一：设k (k ∈*)为同一盒中质子运动轨道半径的序数，相邻的轨道半径分别为r k 、r k ＋1(r k ＋1＞r k )，Δr k ＝r k ＋1－r k ，在相应轨道上质子对应的速度大小分别为v k 、v k －1，D 1、D 2之间的电压为U ，由动能定理知2qU ＝12m v 2k ＋1－12m v 2k⑨ 由洛伦兹力充当质子做圆周运动的向心力，知r k ＝m v kqB ，则2qU ＝q 2B 22m (r 2k ＋1－r 2k )整理得Δr k ＝4mUqB 2(r k ＋1＋r k )⑩因U 、q 、m 、B 均为定值，令C ＝4mUqB 2，由上式得Δr k ＝Cr k ＋r k ＋1相邻轨道半径r k ＋1、r k ＋2之差 Δr k ＋1＝Cr k ＋1＋r k ＋2因为r k ＋2＞r k ，比较Δr k 、Δr k ＋1得Δr k ＋1＜Δr k ○11 说明随轨道半径r 的增大，同一盒中相邻轨道的半径之差Δr 减小． 方法二：设k (k ∈N *)为同一盒中质子运动轨道半径的序数，相邻的轨道半径分别为r k 、r k ＋1(r r ＋1＞r k )，Δr k ＝r k ＋1－r k ，在相应轨道上质子对应的速度大小分别为v k 、v k ＋1，D 1、D 2之间的电压为U .由洛伦兹力充当质子做圆周运动的向心力，知r k ＝m v kqB ，故r kr k ＋1＝v kv k ＋1○12 由动能定理知，质子每加速一次，其动能增量ΔE k ＝qU ○13 以质子在D 2盒中运动为例，第k 次进入D 2时，被电场加速(2k －1)次，速度大小为v k ＝(2k －1)2qUm○14 同理，质子第(k ＋1)次进入D 2时，速度大小为v k ＋1＝(2k ＋1)2qUm综合上述各式得 r kr k ＋1＝2k －12k ＋1整理得 r 2kr 2k ＋1＝2k －12k ＋1 r 2k ＋1－r 2kr 2k ＋1＝22k ＋1 Δr k ＝2r 2k ＋1(2k ＋1)(r k ＋r k ＋1)同理，对于相邻轨道半径r k ＋1、r k ＋2，Δr k ＋1＝r k ＋2－r k ＋1，整理后有 Δr k ＋1＝2r 2k ＋1(2k ＋1)(r k ＋1＋r k ＋2)由于r k ＋2＞r k ，比较Δr k 、Δr k ＋1得Δr k ＋1＜Δr k ○15说明随轨道半径r 的增大，同一盒中相邻轨道的半径之差Δr 减小，用同样的方法也可得到质子在D 1盒中运动时具有相同的结论．12．[2011·江苏物理卷] 【选做题】本题包括A 、B 、C 三小题，请选定其中两．．．．．．题．，并在相应．．．．．的答．．题．区域内作答．．．．．，若三题都做，则按A 、B 两题评分． C ．(选修模块3－5)(12分) (2)O2[2011·江苏物理卷] 按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量__________(选填“越大”或“越小”)．已知氢原子的基态能量为E 1(E 1 ＜0)，电子质量为m, 基态氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后，电子速度大小为___________(普朗克常量为h )．(2)O2[2011·江苏物理卷] 【答案】 越大2(hν＋E 1)m【解析】 电子离原子核越远，能级越大，电势能越大，原子能量也就越大；根据能量守恒定律有hν＋E 1＝12m v 2，所以电离后电子速度大小为2(hν＋E 1)m. (3)O2[2011·江苏物理卷] 有些核反应过程是吸收能量的．例如，在X ＋14 7N →17 8O ＋11H 中，核反应吸收的能量Q ＝[]()m O ＋m H －()m X ＋m N c 2.在该核反应方程中，X 表示什么粒子？X 粒子以动能E k 轰击静止的14 7N 核，若E k ＝Q ，则该核反应能否发生？请简要说明理由． (3)O2[2011·江苏物理卷] 【答案】 42He.不能发生，因为不能同时满足能量守恒和动量守恒的要求．【解析】 根据核反应中质量数和电荷数守恒，可求X 粒子质量数和电荷数分别为4和2，所以粒子是42He ；粒子轰击，说明粒子具有动量，由动量守恒知，反应后总动量不为零，动能不为零，则系统机械能不为零，若E k ＝Q ，则反应后系统机械能应为零，所以这样的核反应不能发生．13．O2[2011·北京卷] 表示放射性元素碘131(131 53I)β衰变的方程是( )A. 131 53I ―→127 51Sb ＋42HeB. 131 53I ―→131 54Xe ＋ 0－1eC. 131 53I ―→130 53I ＋10nD. 131 53I ―→130 52Te ＋11H 13．O2[2011·北京卷] B 【解析】 β衰变放出的为电子，只有B 项正确． O3 近代物理初步综合1．[2011·东北模拟]卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔实验，获得了重要发现．关于α粒子散射实验的结果，下列说法正确的是()A．证明了质子的存在B．证明了原子核是由质子和中子组成的C．证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里D．说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动1．C【解析】α粒子散射实验发现了原子内存在一个集中了全部正电荷和几乎全部质量的核．数年后卢瑟福发现核内有质子并预测核内存在中子，所以C对，A、B错．玻尔发现了电子轨道量子化，D错．2．[2011·福州模拟]如图X31－1所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，下述对观察到现象的说法中正确的是()图X31－1A．放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B．放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置时稍少些C．放在C、D位置时，屏上观察不到闪光D．放在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少2．AD【解析】α粒子散射实验的结果是，绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大的偏转．因此，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，在相同时间内观察到屏上的闪光次数分别为绝大多数、少数、少数、极少数，故A、D正确．3．[2011·锦州模拟]已知金属钙的逸出功为2.7 eV，氢原子的能级图如图X31－2所示，一群氢原子处于量子数n＝4能级状态，则()图X31－2A．氢原子可能辐射6种频率的光子B ．氢原子可能辐射5种频率的光子C ．有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应D ．有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应3. AC 【解析】 一群氢原子处于量子数为n 的激发态时，可辐射的光谱线的条数为N ＝n ()n －12，故A 对，B 错；这6种频率的光子有3种能量大于2.7 eV ，C 对，D 错． 4．[2011·温州模拟]如图X31－3所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n ＝3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光子照射逸出功为2.49 eV 的金属钠，下列说法中正确的是( )图X31－3A ．这群氢原子能辐射出三种频率不同的光，其中从n ＝3跃迁到n ＝2所发出的光波长最短B ．这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减小，电势能增大C ．金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为11.11 eVD ．金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为9.60 eV4. D 【解析】 从n ＝3跃迁到n ＝2所发出的光频率最小，波长最大，A 错；氢原子在辐射光子的过程后，轨道半径减小，动能增大，电势能减小，总能量减小，B 错；辐射光子的最大能量为12.09 eV ，所以金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为(12.09－2.49) eV ＝9.60 eV ，C 错，D 对．5.[2011·苏北模拟]若氢原子的基态能量为E (E ＜0 )，各个定态的能量值为E n ＝En 2(n ＝1,2,3…)，则为使一处于基态的氢原子核外电子脱离原子核的束缚，所需的最小能量为________；若有一群处于n ＝2能级的氢原子，发生跃迁时释放的光子照射某金属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功至多为________(结果均用字母表示)．5．－E －34E 【解析】 若氢原子的基态能量为E (E ＜0 )，各个定态的能量值为E n ＝En 2(n＝1,2,3…)，则为使一处于基态的氢原子核外电子脱离原子核的束缚，电子需吸收能量跃迁到无穷远处，所需的最小能量为0－E ＝－E ；处于n ＝2能级的氢原子，辐射光子的能量为－34E ，所以要使某金属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功至多为－34E .6.[2011·西平模拟]由于放射性元素237 93Np 的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现．已知237 93Np 经过一系列α衰变和β衰变后变成20983Bi ，下列论断中正确的是( )A. 209 83Bi 的原子核比23793Np 的原子核少28个中子B. 209 83Bi 的原子核比23793Np 的原子核少18个中子 C ．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变 D ．衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变6．BC【解析】20983Bi的中子数为209－83＝126，23793Np的中子数为237－93＝144，20983Bi 的原子核比23793Np的原子核少18个中子，A错、B对；衰变过程中共发生了α衰变的次数为237－2094＝7次，β衰变的次数是2×7－(93－83)＝4次，C对、D错．7．[2011·东北模拟]关于下列核反应或核衰变方程，说法正确的是()A.94Be＋42He→126C＋X，符号“X”表示中子B. 147N＋42He→178O＋X，符号“X”表示中子C. 2411Na→2412Mg＋0－1e是裂变D. 23592U＋10n→14054Xe＋9438Sr＋210n是聚变7．A【解析】由核反应中质量数守恒、电荷数守恒可知A对、B错；C中反应是衰变，D 中反应是裂变，C、D均错．8．[2011·温州模拟]2010年7月25日早7时，美国“乔治·华盛顿”号核航母驶离韩南部釜山港赴东部海域参加军演，标志此次代号为“不屈的意志”的美韩联合军演正式开始．在现代兵器体系中，潜艇和航母几乎算得上是一对天生的冤家对头，整个二战期间，潜艇共击沉航母17艘，占全部沉没航母数量的40.5%.中国有亚洲最大的潜艇部队，拥有自行开发的宋级柴电动力潜艇和汉级核动力潜艇，核动力潜艇中核反应堆释放的核能被转化成动能和电能．核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量的核能．方程23592U＋n→14156Ba ＋9236Kr＋a X 是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则()A．X为质子，a＝3B．X为质子，a＝2C．X为中子，a＝2 D．X为中子，a＝38. D【解析】由核反应中质量数守恒、电荷数守恒可知D对．。

一、光电效应1．实验规律(1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率低于这个频率时不发生光电效应。

(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。

(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10－9 s。

(4)当入射光的频率大于或等于极限频率时，饱和光电流的大小与入射光的强度成正比。

2．三个概念(1)最大初动能：只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功的情况，才具有最大初动能。

(2)饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。

(3)入射光强度：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量。

3．光电效应方程(1)方程：E k＝hν－W0，光电子的最大初动能E k可以利用光电管用实验的方法测得，即E k＝eU c，其中U c是遏止电压。

(2)极限频率：νc ＝W 0h 。

(3)逸出功：它与极限频率νc 的关系是W 0＝hνc 。

二、能级跃迁1．氢原子能级2．谱线条数一群氢原子处于量子数为n 的激发态时，最多可能辐射出的光谱线条数N ＝C 2n ＝n （n －1）2。

三、核反应和核能1．原子核衰变 衰变类型α衰变 β衰变 衰变方程 A Z X →A －4Z －2Y ＋42He A Z X → A Z ＋1Y ＋0－1e衰变实质 2个质子和2个中子结合成一个整体射出核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子 211H ＋210n →42He 10n →11H ＋0－1e衰变规律电荷数守恒、质量数守恒(1)原子核的结合能：克服核力做功，使原子核分解为单个核子时吸收的能量，或若干单个核子在核力的作用下结合成原子核时放出的能量。

(2)质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的现象。

(3)质能方程：E ＝mc 2，即一定的能量和一定的质量相联系。

咐呼州鸣咏市呢岸学校 15 近代物理初步1.[2021·卷Ⅰ] [物理——3­5](1)现用某一光电管进行光电验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．以下说法正确的选项是________．A ．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B ．入射光的频率变高，饱和光电流变大C ．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D ．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生E ．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关 答案：ACE解析：根据光电验得出的结论：保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大；入射光的频率高，饱和光电流不变，故A 正确，B 错误；根据爱因斯坦光电效方程得：入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大，故C 正确；遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关，保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，假设低于截止频率，那么没有光电流产生，故D 错误，E 正确． 2．[2021·卷] C ．[3­5](2)光速为c ，普朗克常数为h ，那么频率为ν的光子的动量为________．用该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面垂直反射回去，那么光子在反射前后动量改变量的大小为________． 答案：h νc 2h νc解析：因为光速c ＝λν，那么λ＝c ν，所以光子的动量p ＝h λ＝h νc，由于动量是矢量，因此假设以射向平面镜时光子的动量方向为正方向，即p 1＝h νc ，反射后p 2＝－h νc ，动量的变化量Δp ＝p 2－p 1＝－h νc －h νc＝－2h νc ，那么光子在反射前后动量改变量的大小为2h νc.3．[2021·卷]C ．[3­5] (3)几种金属的逸出功W 0见下表：由一束可见光照射上述金属的外表，请通过计算说明哪些能发生光电效．该可见光的波长的范围为 4.0×10－7～×10－6m ，普朗克常数h ＝3×10－34J ·s.答案：钠、钾、铷能发生光电效解析：光子的能量E ＝hcλ，当λ＝4.0×10－7 m 时，E ＝5.0×10－19J.根据E >W 0判断，钠、钾、铷能发生光电效．4．[2021·卷Ⅱ] [物理——3­5]在以下描述核过程的方程中，属于α衰变的是________，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是________．(填正确答案标号) A. 146C →147N ＋ 0－1eB. 3215P →3216S ＋ 0－1eC. 23892U →23490Th ＋42HeD. 147N ＋42He →178O ＋11HE. 23592U ＋10n →14054Xe ＋9438Sr ＋210nF. 31H ＋21H →42He ＋10n答案： C AB E F解析：α衰变是原子核自发地放射出α粒子的核衰变过程，选C ；β衰变是原子核自发地放射出β粒子的核衰变过程，选A 、B ；重核裂变选E ；轻核聚变选F. 5．[2021·卷Ⅲ] [物理——3­5]一静止的铝原子核2713Al 俘获一速度为1.0×107m/s 的质子p 后，变为处于激发态的硅原子核2814Si *，以下说法正确的选项是________．A．核反方程为p＋2713Al―→2814Si*B．核反过程中系统动量守恒C．核反过程中系统能量不守恒D．核反前后核子数相，所以生成物的质量于反物的质量之和E．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致答案：ABE解析：核反方程为p＋2713Al→2814Si*，A正确；核反过程中系统动量守恒、能量守恒(只是前后表现形式不同罢了)、质量数守恒、电荷数守恒，但质量亏损，亏损以能量的形式释放出去，所以B正确，C、D错误；由动量守恒律得0＋m1v1＝m2v2，即0＋1×107＝28v2，解得v2≈0.036×107 m/s＝×105 m/s，E正确．6.[2021·卷] 处于n＝3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有( )A．1种 B．2种C．3种 D．4种答案：C解析：处在高能级的氢原子向低能级跃迁时，可以向任意低能级跃迁．选项C正确，A、B、D不正确．7．[2021·卷]C．[3­5](1)贝可勒尔在1前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛用．以下属于放射性衰变的是________．A. 14 6C→14 7N＋0－1eB. 235 92U＋10n→131 53I＋103 39Y＋210nC. 21H＋31H→42He＋10nD. 42He＋2713Al→3015P＋10n答案：A解析：原子核自发地放出某种粒子而转变为核的变化叫作原子核的衰变，只有选项A符合．选项B是核裂变反．选项D是人工核转变反，选项C是核聚变反．8.[2021·卷 [物理——3­58分]〔1〕〔4分〕以下说法正确的选项是_________。

专题十一 近代物理初步高考对本部分内容考查的重点和热点有以下几个方向：①原子的能级跃迁；②原子核的衰变规律；③核反应方程的书写；④质量亏损和核能的计算；⑤原子物理部分的物理学史和α、β、γ三种射线的特点及应用等．选修命题会涉及有关原子、原子核或量子理论、动量问题，且动量问题一般以计算题的形式，其它问题则以填空或选择性填空形式出现．知识点一、原子结构模型特别提醒:(1)原子的跃过条件:h ν＝E 初－E 终只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况．(2)至于实物粒子和原子碰撞情况,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动能大于或等于原子某两定态能量之差,也可以使原子受激发而向较高能级跃迁.知识点二、原子核的变化1．几种变化方式的比较2.各种放射线性质的比较3.三种射线在电磁场中的偏转情况比较图13－1如图13－1所示，在匀强磁场和匀强电场中都是β比α的偏转大，γ不偏转；区别是：在磁场中偏转轨迹是圆弧，在电场中偏转轨迹是抛物线．如图13－1丙图中γ肯定打在O点；如果α也打在O点，则β必打在O点下方；如果β也打在O点，则α必打在O点下方．知识点三、核力与质能方程的理解1．核力的特点(1)核力是强相互作用的一种表现，在它的作用范围内，核力远大于库仑力．(2)核力是短程力,作用范围在1.5×10－15 m之内.(3)每个核子只跟相邻的核子发生核力作用,这种性质称为核力的饱和性.2．质能方程E＝mc2的理解(1)质量数与质量是两个不同的概念.核反应中质量数、电荷数都守恒,但核反应中依然有质量亏损.(2)核反应中的质量亏损,并不是这部分质量消失或质量转化为能量,质量亏损也不是核子个数的减少,核反应中核子的个数是不变的.(3)质量亏损不是否定了质量守恒定律，生成的γ射线虽然静质量为零，但动质量不为零，且亏损的质量以能量的形式辐射出去．特别提醒：在核反应中，电荷数守恒，质量数守恒，质量不守恒，核反应中核能的大小取决于质量亏损的多少，即ΔE＝Δmc2.高频考点一原子结构氢原子光谱例1．图示为氢原子能级图以及从n＝3、4、5、6能级跃迁到n＝2能级时辐射的四条光谱线，已知从n＝3跃迁到n＝2的能级时辐射光的波长为656 nm，下列叙述正确的有()A．四条谱线中频率最大的是HδB．用633 nm的光照射能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级C．一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时，最多产生3种谱线D．如果Hδ可以使某种金属发生光电效应，只要照射时间足够长，光的强度足够大，Hβ也可以使该金属发生光电效应【答案】AC【解析】频率最大的光子对应的能量最大，即跃迁时能量差最大，故从n＝6跃迁到n＝2的频率最大，选项A正确；原子跃迁过程中，吸收光子的能量应刚好等于两能级的能量差，选项B错误；从n＝3向低能级跃迁时，可以是从3→2、2→1或者是3→1，即有三种频率不同的光子，选项C正确；光电效应与光照的时间无关，Hδ光子的能量最大，故其他光子不一定可以使该金属产生光电效应，选项D错误．【变式探究】下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是()A．γ射线是高速运动的电子流B．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D.21083Bi的半衰期是5天，100克21083Bi经过10天后还剩下50克【解析】γ射线是光子流，故A错误；氢原子辐射光子后，由高能级向低能级跃迁，半径减小，绕核运动的动能增大，故B正确；太阳辐射能量主要来源是太阳中发生的轻核聚变，故C错误；100克21083Bi经过10天即2个半衰期还剩下122×100克＝25克，故D错误．【答案】B【变式探究】(多选)下列说法正确的是()A．玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立B．可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施C．天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转D．观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同【解析】玻尔对氢原子光谱的研究完善了核式结构模型，选项A错误；紫外线有荧光效应，故B 选项正确；天然放射现象中的γ射线不带电，在电场或磁场中不发生偏转，选项C错误；观察者与波源互相远离，由多普勒效应可知接收到的频率变小，故选项D正确．【答案】BD高频考点二天然放射现象核反应核能例2．（2019·天津卷）我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础。

【名师点睛，易错起源】8．（多选）如图1为波尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图，一群氢原子处于n 4＝的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，以下说法符合玻尔理论的有（ ）图1A ．电子轨道半径减小，动能增大B ．氢原子跃迁时，可发出连续不断的光谱线C ．由n 4＝跃迁到n 1＝时发出光子的频率最小D ．金属钾的逸出功为2.21 eV ，能使金属钾发生光电效应的光谱线有4条9．两个动能均为0.35 MeV 的氘核对心碰撞，聚变后生成氦核，同时放出一个中子，已知氘核的质量为273.343 610kg -⨯，氦核的质量为-275.004 910kg ⨯，中子质量为-271.674 910kg ⨯，设聚变中放出的能量全部转化为氦核和中子的动能，求氦核的动能是多少？ 【易错练兵，虎口脱险】10．物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上。

下列说法正确的是（ ） A ．天然放射现象说明原子核内部是有结构的 B ．电子的发现使人们认识到原子具有核式结构 C ．α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的 D ．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的11．实物粒子和光都具有波粒二象性。

下列事实中不能突出体现波动性的是（ ） A ．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样 B ．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹 C ．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构 D ．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构12．处于n 3＝能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有（ ） A ．1种 B ．2种 C ．3种D ．4种13．铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：23592U+10n ab+210n → 则a b ＋可能是（ ） A ．14054Xe+9336Kr B ．14156Ba+9236Kr C ．14156Ba+9338SrD ．14054Xe+9438Sr14．关于原子核的结合能，下列说法不正确的是（ ） A ．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B ．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C ．铯原子核（13355Cs ）的结合能小于铅原子核（20882Pb ）的结合能m ，光速为C 。

近代物理初步一、单项选择题1．关于下列四幅图的说法，正确的是( )A．甲图：原子核C和原子核D结合成原子核A的核反应放出能量B．乙图：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子C．丙图：原来有100个氡222，经过3.8天剩余50个，经过7.6天剩余25个D．丁图：处于n＝2能级的氢原子跃迁到基态，发射出的光恰好能使某金属发生光电效应，则该金属的逸出功为10.2 eV解析：选D.甲图中原子核A的核子的平均质量较大，又因为反应前后质量数守恒，故反应后原子核的质量增加，是吸能反应，A项错误；乙图中是提出原子的核式结构模型，B 项错；C项中，半衰期对少数几个，几十个原子核来讲没有意义，C项错；ΔE＝E2－E1＝－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV，故选项D正确．2．下列说法正确的是( )A．核反应31H＋21H→42He＋X是聚变反应，其中X为中子B．物质发生聚变时释放的能量与同样质量的物质裂变时释放的能量相差不多C．铀核反应堆是通过调节快中子数目以控制反应速度D．核电站发电对环境的污染要比火力发电大解析：选 A.较轻原子核(氘和氚)结合成较重的原子核(氦)时能放出巨大能量，这种核反应称为核聚变，根据在核反应中，质量数守恒、电荷数守恒，可知X为10n，是中子，选项A正确；相同质量的物质发生聚变时释放的能量比较多，选项B错误；铀核反应堆是通过调节慢中子数目以控制反应速度，选项C错误；核电站发电对环境的污染要比火力发电小，选项D错误．3．下列说法正确的是( )A.226 88Ra→222 86Rn＋42He是β衰变B.21H＋31H→42He＋10n是聚变C.235 92U＋10n→140 54Xe＋9438Sr＋210n是衰变D.2411Na→2412Mg＋0－1e是裂变解析：选B.A项中自发地放出氦原子核，是α衰变，选项A错误；聚变是质量轻的核结合成质量大的核，选项B正确；裂变是质量较大的核分裂成质量较轻的几个核，C项中的反应是裂变，选项C错误；D项中自发地放出电子，是β衰变，选项D错误．4．如图所示为氢原子的能级图，现有一群处于n＝3能级的激发态的氢原子，则下列说法正确的是( )A．能发出6种不同频率的光子B．波长最长的光是氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级产生的C．发出的光子的最小能量为12.09 eVD．处于该能级的氢原子至少需吸收1.51 eV能量的光子才能电离解析：选D.一群处于n＝3能级的激发态的氢原子能发出C23＝3种不同频率的光子，选项A错误；由辐射条件知氢原子由n＝3能级跃迁到n＝1能级辐射出的光子频率最大，波长最小，选项B错误；发出的光子的最小能量为E3－E2＝1.89 eV，选项C错误；n＝3能级对应的氢原子能量是－1.51 eV，所以处于该能级的氢原子至少需吸收1.51 eV能量的光子才能电离，故选项D正确．5.6629Cu是铜的一种同位素，研究发现6629Cu具有放射性，其发生衰变时伴有γ光子辐射，衰变方程为6629Cu→6227Co＋42He，则下列说法中正确的是( )A．γ光子是衰变过程中6629Cu核辐射的B．8个6629Cu核在经过2个半衰期后，一定还有2个6629Cu核未发生衰变C．由于衰变时有能量释放，所以6227Co比6629Cu的比结合能小D．原子核的天然放射现象说明原子核是可分的解析：选D.衰变时，蕴含在6629Cu核内的能量会释放出来，使产生的新核6227Co处于激发态，当它向低能级跃迁时辐射出γ光子，故选项A错误；半衰期是统计规律，对大量的原子核适用，对少数原子核不适用，故选项B错误；由于衰变时有能量释放，所以6227Co比6629Cu的比结合能大，故选项C错误；原子核的天然放射现象说明原子核内部具有复杂结构，并且说明原子核是可分的，故选项D正确．6．研究光电效应的电路如图所示．用频率相同、强度不同的光分别照射阴极K.则光电流I与A、K之间的电压U AK的关系图象中，正确的是( )解析：选C. 设遏止电压为U c ，由光电效应规律知：eU c ＝hν－W 0，因都是频率相同的光照射相同阴极K ，即ν、W 0均相同，故强光和弱光的遏止电压相同；当U AK ＝0时，强光的光电流应大于弱光的光电流；选项C 正确．7．许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索原子结构的一条重要途径．利用氢气放电管可以获得氢原子光谱，根据玻尔理论可以很好地解释氢原子光谱的产生机理．已知氢原子的基态能量为E 1，激发态能量为E n ＝E 1n 2，其中n ＝2,3,4，….1885年，巴尔末对当时已知的在可见光区的四条谱线做了分析，发现这些谱线的波长能够用一个公式表示，这个公式写作1λ＝R (122－1n 2)，n ＝3,4,5，….式中R 叫做里德伯常量，这个公式称为巴尔末公式．用h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，则里德伯常量R 可以表示为( )A ．－E 12hcB.E 12hc C ．－E 1hc D.E 1hc解析：选C.若氢原子从n >2的能级跃迁到n ＝2的能级，由玻尔理论可得E 1n 2－E 122＝hν＝hc λ，按照巴尔末公式，氢原子由n >2的能级跃到n ＝2的能级，放出的谱线的波长满足1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2，以上两式相比较可得－E 1＝hcR ，故里德伯常量R 可以表示为R ＝－E 1hc ，选项C 正确．8．(2019·高考北京卷)光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流．表中给出了6次实验的结果.由表中数据得出的论断中不正确的是( )A．两组实验采用了不同频率的入射光B．两组实验所用的金属板材质不同C．若入射光子的能量为5.0 eV，逸出光电子的最大动能为1.9 eVD．若入射光子的能量为5.0 eV，相对光强越强，光电流越大解析：选B.光子的能量E＝hν，入射光子的能量不同，故入射光子的频率不同，A对．由爱因斯坦的光电效应方程hν＝W＋E k，可求出两组实验的逸出功W均为3.1 eV，故两组实验所用的金属板材质相同，B错．由hν＝W＋E k，W＝3.1 eV；当hν＝5.0 eV时，E k＝1.9 eV，C对．光强越强，单位时间内射出的光子数越多，单位时间内逸出的光电子数越多，形成的光电流越大，D对．本题选不正确的，故选B.二、多项选择题9．(2019·高考天津卷)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿摄氏度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础．下列关于聚变的说法正确的是( )A．核聚变比核裂变更为安全、清洁B．任何两个原子核都可以发生聚变C．两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加D．两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加解析：选AD.核聚变没有放射性污染，安全、清洁，A对．只有原子序数小的“轻”核才能发生聚变，B错．轻核聚变成质量较大的原子核、比结合能增加，总质量减小，C错，D 对．10.如图所示是氢原子的能级图，大量处于n ＝5激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出10种不同频率的光子．其中莱曼系是指氢原子由高能级向n ＝1能级跃迁时释放的光子，则( )A ．10种光子中波长最短的是n ＝5激发态跃迁到基态时产生的B ．10种光子中有4种属于莱曼系C ．使n ＝5能级的氢原子电离至少要0.85 eV 的能量D ．从n ＝2能级跃迁到基态释放光子的能量等于从n ＝3能级跃迁到n ＝2能级释放光子的能量解析：选AB.10种光子中，从n ＝5激发态跃迁到基态辐射的光子能量最大，频率最大，波长最短，故A 正确.10种光子中，n ＝5、n ＝4、n ＝3和n ＝2向基态跃迁，可知B 正确．n ＝5能级的氢原子具有的能量为－0.54 eV ，故要使其发生电离，至少需要0.54 eV 的能量，故C 错误．根据玻尔理论，从n ＝2能级跃迁到基态释放光子的能量：ΔE 1＝E 2－E 1＝－3.4 eV －(－13.6 eV)＝10.2 eV ，从n ＝3能级跃迁到n ＝2能级释放光子的能量：ΔE 2＝E 3－E 2＝－1.51 eV －(－3.4 eV)＝1.89 eV ，二者不相等．故D 错误．11．某静止的原子核发生核反应且释放出能量Q .其方程为B A X→D C Y ＋F E Z ，并假设释放的能量全都转化为新核Y 和Z 的动能，其中Z 的速度为v ，以下结论正确的是( )A ．Y 原子核的速度大小为E C vB ．Y 原子核的动能是Z 原子核的动能的F D 倍C ．Y 原子核和Z 原子核的质量之和比X 原子核的质量大Q c (c 为光速)D ．Y 和Z 的结合能之和一定大于X 的结合能解析：选BD.设Y 原子核的速度大小为v ′，由动量守恒有：0＝Dv ′－Fv ，所以v ′＝F D v ，所以A 错误；Y 原子核的动能为E kY ＝F 22D v 2，Z 原子核的动能为E kZ ＝12Fv 2，动能之比为F D，所以B 正确；因为放出能量，有质量亏损，所以Y 原子核和Z 原子核的质量之和比X 原子核的质量小，结合能之和比X 的大，故C 错误，D 正确．12．如图所示为氢原子的能级图．大量处于基态的氢原子在一束光的照射下发生跃迁后能产生6条谱线，其中有3条可使某金属发生光电效应．已知可见光的光子能量在1.62 eV 到3.11 eV 之间，下列有关描述正确的是( )A ．氢原子的能级是分立的，6条谱线中有2条谱线在可见光范围内B ．入射光束中光子的能量为10.2 eV 才能实现题中的跃迁情况C．该金属的逸出功小于2.55 eVD．若改用12.7 eV的电子撞击氢原子使之跃迁后所辐射出的光也能使该金属发生光电效应解析：选AD.跃迁后能产生6条谱线，说明处于基态的氢原子被激发到了第4能级，因此入射光束中光子的能量为E4－E1＝12.75 eV，从第4能级向低能级跃迁时其中有2条谱线在可见光范围内，又由能级图知其能量是不连续的，是分立的，A项正确，B项错误；能发生光电效应的3条谱线是从第4、3、2能级向基态跃迁产生的，其中能量最小的为E2－E1＝10.2 eV，而由第4能级向第2能级跃迁的能量为E4－E2＝2.55 eV，是不能发生光电效应的，表明该金属的逸出功大于2.55 eV，小于10.2 eV，C项错误；因12.7 eV>10.2 eV，若用12.7 eV的电子撞击氢原子，可将部分能量传给氢原子使之跃迁，它在辐射时产生的光可使该金属发生光电效应，故D项正确．13．“轨道电子俘获”也是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核(称为母核)俘获一个核外电子，其内部一个质子转变为中子，从而变成一个新核(称为子核)，并且放出一个中微子的过程．中微子的质量极小，不带电，很难探测到，人们最早就是通过子核的反冲而间接证明中微子的存在的．若一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”(电子的初动量可不计)，则( )A．母核的质量数等于子核的质量数B．母核的电荷数大于子核的电荷数C．子核的动量等于中微子的动量D．子核的动能大于中微子的动能解析：选AB.母核俘获一个核外电子，核内一个质子转变为中子，并放出一个中微子(质量极小，不带电)，从而变成一个新核(子核)，此过程中核内电荷数减小1，质量数不变．故选项A、B正确；母核俘获电子发生衰变，放出中微子，全过程中系统动量守恒．因初始总动量为0，故子核的动量和中微子的动量等大反向．由于动量是矢量，矢量相等的条件是大小相等，方向相同，故选项C错误；子核的动量和中微子的动量大小相等，而中微子的质量极小，由E k＝p22m知，中微子的动能大于子核的动能，故选项D错误．14．如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，直线与横轴的交点坐标(4.27,0)，与纵轴交点坐标为(0,0.5)．由图可知( )A．该金属的截止频率为4.27×1014 HzB．该金属的截止频率为5.5×1014 HzC ．该图线的斜率表示普朗克常量D ．该金属的逸出功为0.5 eV解析：选AC.由光电效应方程E k ＝hν－W 0可知，图中横轴的截距为该金属的截止频率，选项A 正确，B 错误；图线的斜率表示普朗克常量h ，选项C 正确；该金属的逸出功W 0＝hν0＝6.63×10－34×4.27×1014J ＝1.77 eV 或W 0＝hν－E k ＝6.63×10－34×5.5×1014J －0.5 eV ＝1.78 eV ，选项D 错误．15．如图所示，用某单色光照射光电管的阴极K ，会发生光电效应．在阳极A 和阴极K 之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大加在光电管上的电压，直至电流表中电流恰为零，此时电压表的电压值U称为反向遏止电压．现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测得反向遏止电压分别为U 1和U 2，设电子的质量为m 、电荷量为e ，下列说法正确的是( )A ．频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度为 2eU 1mB ．频率为ν2的光照射时，光电子的最大初速度为eU 22m C ．阴极K 金属的逸出功为W ＝e (U 1ν2－U 2ν1)ν1－ν2D ．阴极K 金属的极限频率是ν0＝U 1ν2－U 2ν1U 1－U 2 解析：选ACD.在阳极A 和阴极K 之间加上反向电压，逸出的光电子在反向电场中做减速运动，根据动能定理可得－eU ＝0－12mv 2m ，解得光电子的最大初速度为v m ＝ 2eU m ，所以频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度为2eU 1m ，用频率为ν2的光照射时，光电子的最大初速度为 2eU 2m ，故A 正确，B 错误；根据光电效应方程可得hν1＝eU 1＋W ，hν2＝eU 2＋W ，联立可得W ＝e (U 1ν2－U 2ν1)ν1－ν2，h ＝e (U 1－U 2)ν1－ν2，阴极K 金属的极限频率ν0＝W h ＝U 1ν2－U 2ν1U 1－U 2，C 、D 正确． 16.如图所示，人工元素原子核286113Nh 开始静止在匀强磁场B 1、B 2的边界MN 上，某时刻发生裂变生成一个氦原子核42He 和一个Rg 原子核，裂变后的微粒速度方向均垂直B 1、B 2的边界MN .氦原子核通过B 1区域第一次经过MN 边界时，距出发点的距离为l ，Rg 原子核第一次经过MN 边界距出发点的距离也为l .则下列有关说法正确的是( )A ．两磁场的磁感应强度之比为B 1∶B 2＝111∶141B ．两磁场的磁感应强度之比为B 1∶B 2＝111∶2C ．氦原子核和Rg 原子核各自旋转第一个半圆的时间之比为2∶141D ．氦原子核和Rg 原子核各自旋转第一个半圆的时间之比为111∶141解析：选BC.原子核裂变的方程为：286113Nh→42He ＋282111Rg.由题意知带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，偏转半径为r ＝mv qB ，由题意可知二者偏转半径相等，由于氦核与Rg 原子核动量守恒，即m 1v 1＝m 2v 2，所以有q 1B 1＝q 2B 2，易得B 1B 2＝q 2q 1＝1112，选项B 正确，A 错误；又T ＝2πm qB，由前面可知q 1B 1＝q 2B 2，所以T 1T 2＝m 1m 2，粒子在第一次经过MN 边界时，运动了半个圆周，所以t 1t 2＝T 12T 22＝m 1m 2＝4282＝2141，选项C 正确，D 错误．高中物理 第一章 单元高考过关[时间：45分钟 满分：100分]一、选择题(每小题5分，共50分)2017年清明小长假，人们纷纷走出户外祭扫、踏青、赏花、观光……全国大江南北掀起了节日旅游热，显示了中国传统文化的魅力。

．图中画出了+A ．氦离子（He +）从4n =能级跃迁到3n =能级比从3n =能级跃迁到2n =能级辐射出光子的频率低B ．大量处在3n =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1n =能级时，能吸收45 eV 的能量跃迁到2n =能级D ．氦离子（He +）从4n =能级跃迁到3n =能级，需要吸收能量 6．下列说法正确的是（ ）A ．放射性元素的半衰期随温度升高而减小B ．光和电子都具有波粒二象性C ．α粒子散射实验可以估算出原子核的数量级为1010m -D ．原子核的结合能越大，原子核越稳定7．氢原子能级如图，当氢原子从3n =跃迁到2n =的能级时，辐射光的波长为656 nm ，以下判断正确的是（ ）A ．氢原子从2n =跃迁到1n =的能级时，辐射光的波长大于656 nmB ．用波长为325 nm 的光照射，可使氢原子从1n =跃迁到2n =的能级C ．一群处于3n =能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D ．用波长为633 nm 的光照射，不能使氢原子从2n =跃迁到3n =的能级8．已知钙和钾的截止频率分别为147.7310Hz ⨯和145.4410Hz ⨯，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的（ ） A ．波长B ．频率C ．能量D ．动量9．下列说法正确的是（ ）A ．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应B ．235U 的半衰期为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短C ．原子核内部某个质子转变为中子时，放出β射线D ．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强E ．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增加，电势能减小10．下列说法正确的是（ ）A ．根据玻尔理论，氢原子在辐射光子的同时，轨道也在连续地减小B ．放射性物质的温度升高，则半衰期减小C ．用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核，不可能使氘核分解为一个质子和一个中子D ．某放射性原子核经过2次α衰变和一次β衰变，核内质子数减少3个E ．根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小。

高考物理重难点专练重难点14 近代物理初步【知识梳理】一、氢原子光谱、氢原子的能级、能级公式1．原子的核式结构（1）电子的发现：英国物理学家汤姆孙发现了电子。

（2）α粒子散射实验：1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来。

（3）原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。

2．光谱（1）光谱用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长（频率）和强度分布的记录，即光谱。

（2）光谱分类有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱。

有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱。

（3）氢原子光谱的实验规律巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2，（n ＝3，4，5，…），R 是里德伯常量，R ＝1.10×107 m －1，n 为量子数。

3．玻尔理论（1）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。

（2）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hν＝E m －E n 。

（h 是普朗克常量，h ＝6.63×10－34 J·s ）（3）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。

4．氢原子的能级、能级公式（1）氢原子的能级能级图如图所示（2）氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式：E n＝1n2E1（n＝1，2，3，…），其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV。