2018届高考物理二轮复习专题六近代物理

板块一专题突破复习①每种金属都有发生光电效应的极限频率(limiting frequency)．②光电子(photo-electron)的最大初动能与入射光的强度无关，随入射光的频率增大而增大．③光电效应的产生几乎是瞬间的．④饱和光电流与入射光强度成正比．(2)玻尔原子理论的三条假说①原子能量的量子化假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽做变速运动，但并不向外辐射能量，一个能量值对应一种状态，这些状态叫做定态．②原子能级的跃迁(transition)假设：原子从一个定态(原子能量记为E初)跃迁到另一种定态(原子能量记为E末)时，原子辐射(或吸收)一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即hν＝E E末．初－③原子中电子运动轨道量子化假设：原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道．由于原子的能量状态是不连续的，因此电子运动的可能轨道也是不连续的，即电子不能在任意半径的轨道上运动．(3)α、β衰变及其规律考向一 光电效应规律和光电效应方程[归纳提炼]光电效应中应区分4组概念1．光子与光电子光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电，光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，光子是光电效应的因，光电子是果．2．光电子的动能与光电子的最大初动能光照射到金属表面时，电子吸收光子的能量，可能向各个方向运动，除了做逸出功外，有时还要克服原子的其他束缚的作用力，剩余部分为光电子的初动能；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．3．光电流和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．4．入射光强度与光子能量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，光子能量即每个光子的能量．光的总能量等于光子能量与入射光子数的乘积．(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U a和U b、光电子的最大初动能分别为E k a和E k b.h 为普朗克常量．下列说法正确的是()A．若νa>νb，则一定有U a<U bB．若νa>νb，则一定有E k a>E k bC．若U a<U b，则一定有E k a<E k bD．若νa>νb，则一定有hνa－E k a>hνb－E k b[思路点拨]光电子的最大初动能E k＝hν－W，该动能又会在遏止电压做功下恰好减为零．[解析]设该金属的逸出功为W，根据爱因斯坦光电效应方程有E k＝hν－W，同种金属的W不变，则逸出光电子的最大初动能随ν的增大而增大，B 项正确；又E k ＝eU ，则最大初动能与遏止电压成正比，C 项正确；根据上述有eU ＝hν－W ，遏止电压U 随ν增大而增大，A 项错误；又有hν－E k ＝W ，W 相同，则D 项错误．[答案]BC光电效应的图象[熟练强化]1．(2017·贵阳六校第三次联考)用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能E k 随入射光频率ν变化的E k －ν图象．已知钨的逸出功是3.28 eV ，锌的逸出功是3.34 eV ，若将二者的图线画在同一个E k －ν坐标系中，如下图所示，用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反映这一过程的是( )[解析] 依据光电效应方程E k ＝hν－W 0，可知E k －ν图线的斜率代表普朗克常量h ，因此钨和锌的E k －ν图线应该平行．图线的横轴截距代表截止频率ν0，而ν0＝W 0h ，因此钨的截止频率小些，综上所述，A 图正确．[答案] A2．(多选)(2017·广州期中统考)如下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，普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s ，由图可知( )A ．该金属的极限频率为4.27×1014 HzB ．该金属的极限频率为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] 由光电效应方程E k ＝hν－W 0，知图线与横轴交点为金属的极限频率，即ν0＝4.27×1014 Hz ，A 正确，B 错误；由E k ＝hν－W 0，可知该图线的斜率为普朗克常量，C 正确；金属的逸出功W 0＝hνc ＝6.63×10－34×4.27×10141.6×10－19eV ≈1.8 eV ，D 错误． [答案] AC3．(2017·盐城三模)如图甲所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为5 eV 的光照射到光电管上时，测得电流计上的示数随电压变化的图象如图乙所示．则光电子的最大初动能为________J ，金属的逸出功为________J.[解析] 由图乙，可知当该装置所加的电压为反向电压等于－2 V 时，电流表示数为0，知道光电子的最大初动能为2 eV ＝3.2×10－19 J ，根据光电效应方程E km ＝hν－W 0，W 0＝3 eV ＝4.8×10－19 J.[答案] 3.2×10－19 4.8×10－19考向二能级跃迁的分析与计算[归纳提炼]1．原子跃迁时发出光谱线条数的计算方法2．跃迁与电离角度一跃迁时光谱条数的计算1．(多选)根据玻尔原子结构理论，氦离子(He＋)的能级图如图所示．当某个He＋处在n＝4的激发态时，由于跃迁所释放的光子可能有几个()A．1个B．2个C．3个D．6个[解析]本题考查能级图、激发态、玻尔原子理论中的跃迁假设，意在考查学生对原子物理学基本概念和规律的理解能力、分析判断能力．本题研究是某个He＋，若从n＝4到n＝1能级跃迁，则只放出一个光子，A项正确；若从n＝4能级跃迁到n＝2能级，可以从n ＝2能级跃迁到n＝1能级，则有2个光子放出，B项正确；同理，若从n＝4能级先跃迁到n＝3能级，则还可从n＝3能级向n＝2能级跃迁，也可从n＝2能级向n＝1能级跃迁，则放出3个光子，C项正确．[答案]ABC角度二氦离子能级跃迁问题2．(多选)(2017·贵州三校联考)氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子．已知基态的氦离子能量为E1＝－54.4 eV，氦离子的能级示意图如右图所示．在具有下列能量的粒子中，能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是()A．54.4 eV(光子) B．50.4 eV(光子)C．48.4 eV(电子) D．42.8 eV(光子)E．41.8 eV(电子)[解析]由玻尔理论可知，基态的氦离子要实现跃迁，入射光子的能量(光子能量不可分)应该等于氦离子在某激发态与基态的能量差，因此只有能量恰好等于两能级差的光子才能被氦离子吸收；而实物粒子(如电子)只要能量不小于两能级差，均可能被吸收．氦离子在图示的各激发态与基态的能量差为：ΔE1＝E∞－E1＝0－(－54.4 eV)＝54.4 eV，ΔE2＝E4－E1＝－3.4 eV－(－54.4 eV)＝51.0 eV，ΔE3＝E3－E1＝－6.0 eV－(－54.4 eV)＝48.4 eV，ΔE4＝E2－E1＝－13.6 eV－(－54.4 eV)＝40.8 eV.可见，42.8 eV和50.4 eV的光子不能被基态氦离子吸收而发生跃迁．选项A、C、E正确．[答案]ACE角度三氢原子能级跃迁问题3．(2017·河北名校联盟)如右图所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光，下列说法正确的是()A．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光B．由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的光频率最小C．由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的光最容易发生衍射现象D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应[解析]由原子跃迁、光电效应的规律分析．这些氢原子向低能级跃迁时可辐射出6种光子，A错误；由n＝4能级跃迁到n＝3能级产生的光子能量最小，所以频率最小，B错误；由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的光子能量最大，频率最大，波长最小，最不容易发生衍射现象，C错误；由n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光子能量为10.20 eV>6.34 eV，所以能使金属铂发生光电效应，D正确．[答案] D解决氢原子能级跃迁问题的技巧(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．(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＝C2n＝n(n－1)2.考向三核反应和核能的计算[归纳提炼]1．几种常见核反应(1)天然衰变①α衰变：A Z X→A－4Z－2Y＋42He.②β衰变：A Z X→AZ＋1Y＋0－1e.(2)人工转变①质子的发现：147N＋42He→178O＋11H.②中子的发现：94Be＋42He→126C＋10n.③放射性同位素的发现：2713Al＋42He→3015P＋10n3015P→3014Si＋01e.(3)重核裂变23592U＋10n→13654Xe＋9038Sr＋1010n23592U＋10n→14156Ba＋9236Kr＋310n.(4)轻核聚变：21H＋31H→42He＋10n.2．核能的计算方法(1)若Δm以kg为单位，则ΔE＝Δmc2，ΔE的单位为焦耳．(2)若Δm以原子的质量单位u为单位，则ΔE＝Δm×931.5 MeV.[熟练强化]1．已知氦原子的质量为M He u，电子的质量为m e u，质子的质量为m p u，中子的质量为m n u，u为原子质量单位，且由爱因斯坦质能方程E＝mc2可知：1 u对应于931.5 MeV的能量，若取光速c ＝3×108 m/s，则两个质子和两个中子聚变成一个氦核，释放的能量为()A．[2×(m p＋m n)－M He]×931.5 MeVB．[2×(m p＋m n＋m e)－M He]×931.5 MeVC．[2×(m p＋m n＋m e)－M He]×c2 JD．[2×(m p＋m n)－M He]×c2 J[解析]核反应方程为211H＋210n→42He，质量亏损Δm＝2×(m p ＋m n)－(M He－2m e)＝2×(m p＋m n＋m e)－M He，所以释放的能量为ΔE ＝Δm×931.5 MeV＝[2×(m p＋m n＋m e)－M He]×931.5 MeV，选项B 正确．[答案] B2．(多选)(2017·河北名校联盟)下列核反应方程及其表述完全正确的是()A.32He＋21H→42He＋11H是聚变反应B.23892U→23490Th＋42He是人工转变C.23592U＋10n→9236Kr＋14156Ba＋310n是裂变反应D.2411Na→2412Mg＋0－1e是裂变反应[解析]在核反应过程中，反应前后电荷数和质量数分别守恒．选项B中的核反应是α衰变；选项D中的核反应是人工转变，选项B、D错误，选项A、C正确．[答案]AC3．(2017·全国卷Ⅰ)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电．氘核聚变反应方程是：21H＋21H→32He＋10n.已知21H的质量为2.0136 u，32He的质量为3.0150 u，10n的质量为1.0087 u,1 u＝931 MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为() A．3.7 MeV B．3.3 MeVC．2.7 MeV D．0.93 MeV[解析]轻核在发生聚变过程时质量会亏损，结合核反应方程，可得Δm＝2×2.0136 u－3.0150 u－1.0087 u＝0.0035 u．聚变过程中释放的核能ΔE＝Δm×931 MeV/c2＝0.0035 u×931 MeV≈3.3 MeV，B正确．[答案] B4．(多选)(2017·江苏卷)原子核的比结合能曲线如图所示．根据该曲线，下列判断正确的有()A.42He核的结合能约为14 MeVB.42He核比63Li核更稳定C．两个21H核结合成42He核时释放能量D.23592U核中核子的平均结合能比8936Kr核中的大[解析]本题考查原子核的相关知识．由图象可知，42He的比结合能约为7 MeV，其结合能应为28 MeV，故A错误．比结合能较大的核较稳定，故B正确．比结合能较小的核结合成比结合能较大的核时释放能量，故C正确．比结合能就是平均结合能，故由图可知D错误．[答案]BC利用比结合能和能量守恒计算核能(1)利用比结合能来计算核能原子核的结合能＝核子的比结合能×核子数．核反应中反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差，就是该次核反应所释放(或吸收)的核能．(2)根据能量守恒和动量守恒来计算核能参与核反应的粒子所组成的系统，在核反应过程中的动量和能量是守恒的，因此，在题给的条件中没有涉及质量亏损，或者核反应所释放的核能全部转化为生成的新粒子的动能而无光子辐射的情况下，根据动量和能量的守恒可以计算出核能的变化．高考题型预测——原子核的衰变与半衰期[考点归纳]1．α衰变和β衰变的比较(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．半衰期由原子核内部的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关．(2)半衰期公式：N 余＝N 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t /τ，m 余＝m 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t /τ.式中N 原、m 原表示衰变前放射性元素的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t 表示衰变时间，τ表示半衰期．[典题示例](多选)(2017·保定期末测试)静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44∶1，如右图所示，则( )A ．α粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反B ．原来放射性元素的核电荷数为90C ．反冲核的核电荷数为88D ．α粒子和反冲粒子的速度之比为1∶88[审题指导]第一步读题干—提信息[解析]微粒之间相互作用的过程遵守动量守恒，由于初始总动量为零，则末动量也为零，即α粒子和反冲核的动量大小相等，方向相反．由于释放的α粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内且在洛伦兹力作用下做圆周运动．由Bq v＝m v2R得：R＝m vBq.若原来放射性元素的核电荷数为Q，则对α粒子：R1＝p1 B·2e.对反冲核：R2＝p2B(Q－2)e.由于p1＝p2，R1∶R2＝44∶1，得Q＝90.它们的速度大小与质量成反比，故D错误，上述选项正确的为A、B、C.[答案]ABC由本题解答过程可知，当静止的原子核在匀强磁场中发生衰变时，大圆轨道一定是带电粒子(α粒子或β粒子)的，小圆轨道一定是反冲核的.α衰变时两圆外切，β衰变时两圆内切.如果已知磁场方向，还可根据左手定则判断绕行方向是顺时针还是逆时针.[预测题组]1．(多选)(2017·江西五校联考)用计数器测定某放射源的放射强度为每分钟405次，若将一张厚纸板放在计数器与放射源之间，计数器几乎测不到射线.10天后再次测量，测得该放射源的放射强度为每分钟101次，则下列关于射线性质及它的半衰期的说法正确的是()A．放射源射出的是α射线B．放射源射出的是β射线C．这种放射性元素的半衰期为5天D．这种放射性元素的半衰期是2.5天[解析]因厚纸板能挡住这种射线，知这种射线是穿透能力最差的α射线，选项A正确B错误；因放射性元素原子核个数与单位时间内衰变的次数成正比，10天后测出放射强度为原来的四分之一，说明10天后放射性元素的原子核只有原来的四分之一，由半衰期公式知已经过了两个半衰期，故半衰期是5天，故选项A、C正确．[答案]AC2．(多选)(2017·河北名校联盟)在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核发生衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如右图中a、b所示，由图可以知()A．该核发生的是α衰变B．该核发生的是β衰变C．磁场方向一定垂直纸面向里D．磁场方向向里还是向外不能判定[解析]原来静止的核，放出粒子后，总动量守恒，所以粒子和反冲核的速度方向一定相反，根据图示，它们在同一磁场中是向同一侧偏转的，由左手定则可知它们必带异种电荷，故应为β衰变；由于不知它们的旋转方向，因而无法判定磁场是向里还是向外，即都有可能，故选项B、D正确．[答案]BD3．原来静止的铀238和钍234同时在同一匀强磁场中，由于衰变而开始做匀速圆周运动．铀238发生了一次α衰变，钍234发生了一次β衰变．(1)试画出铀238发生一次α衰变时产生的新核及α粒子在磁场中的运动轨迹的示意图．(2)试画出钍234发生一次β衰变时所产生的新核及β粒子在磁场中的运动轨示意图．[解析](1)铀238发生衰变时，由于放出α粒子而产生了新核，根据动量守恒定律，它们的总动量为零，即：m1v1＋m2v2＝0 因为它们都带正电，衰变时的速度方向相反，所以，受到的洛伦兹力方向也相反，因而决定了它们做圆周运动的轨迹圆是外切的．它们做匀速圆周运动的向心力是由洛伦兹力提供的．即：m v2R＝Bq v，所以R＝m vBq.又因为m1v1＝m2v2，所以R1R2＝q2q1，由于q1＝2e，q2＝92e－2e＝90e，因而R1R2＝451.如图甲所示，其中轨道a为α粒子的径迹，其轨道半径为R1，轨道b为新核的径迹，其轨道半径为R2，且R1>R2.(2)同理，钍234发生一次β衰变放出的β粒子与产生的新核的动量大小相等、方向相反，即总动量为零．可是，β粒子带负电，新核带正电，它们衰变时的速度方向相反，但所受的洛仑兹力方向相同，所以，它们的两个轨迹圆是内切的，且β粒子的轨道半径大于新核的轨道半径，它们的轨迹示意图如图乙所示，其中，c为β粒子的轨迹，d为新核的轨迹．[答案](1)如图甲所示，a为α粒子的轨迹，b为新核的轨迹．(2)如图乙所示，c为β粒子的轨迹，d为新核的轨迹．4．处于静止状态的X原子核，经历一次α衰变后变成质量为M的Y 原子核．放出的α粒子垂直射入磁感应强度为B 的匀强磁场，测得其做圆周运动的半径为r .已知α粒子的质量为m ，电荷量为q ，不计衰变过程放出光子的能量，求此衰变过程亏损的质量．[解析] 设α粒子在磁场中做圆周运动的速度大小为v ，其向心力由洛伦兹力提供，则q v B ＝m v 2r ，v ＝qBr m ，所以，α粒子的动能E α＝12m v 2＝12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫qBr m 2＝q 2B 2r 22m . 设α粒子衰变时速度方向为正方向，X 核衰变后生成的新核Y 的速度大小为u ，则依据衰变过程动量守恒得m v －Mu ＝0，u ＝m v M ＝qBr M .所以Y 核的动能E Y ＝12Mu 2＝12M ·q 2B 2r 2M 2＝q 2B 2r 22M. 衰变过程释放的总能量ΔE ＝E α＋E Y这些能量是由衰变过程中释放的核能转化而来，根据爱因斯坦的质能方程ΔE ＝Δmc 2，得亏损的质量Δm ＝ΔE c 2＝q 2B 2r 22c 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1m ＋1M [答案] q 2B 2r 22c 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1m ＋1M。

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。

2018高考物理试题分类汇编——近代物理1．（2018全国Ⅱ卷理综）17．用波长为300nm的光照耀锌板，电子逸出锌板表面的最大初-19J。

已知普朗克常量为10-34J·s，真空中的光速为108m·s-1，能动能为10使锌产生光电效应的单色光的最低频次约为(B)A．11014HzB．81014HzC．21015HzD．81015Hz2．（2018全国Ⅲ卷理综）14．1934年，约里奥-居里夫妻用α粒子轰击铝核2713Al，产生了第一个人工放射性核素X：27α+Aln+X。

X的原子序数和质量数分别为(B) 13A．15和28B．15和30C．16和30D．17和313．（2018北京理综）13．在核反响方程4He+14N?2717O+X中，X表示的是(A)8A．质子B．中子C．电子D．α粒子4．（2018天津理综）1．国家大科学过程——中国散裂中子源（CSNS）于2017年8月28日初次打靶成功，获取中子束流，能够为诸多领域的研究和工业应用供给先进的研究平台，以下核反响中放出的粒子为中子的是(B)A．147N俘获一个α粒子，产生178O并放出一个粒子B．2713Al俘获一个α粒子，产生3015P并放出一个粒子C．115B俘获一个质子，产生84Be并放出一个粒子D．63Li俘获一个质子，产生32He并放出一个粒子5．（2018天津理综）5．氢原子光谱在可见光地区内有四条谱线H、H、H、H，都是αβγδ氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，能够判断(A)A．Hα对应的前后能级之差最小B．同一介质对Hα的折射率最大C．同一介质中Hδ的流传速度最大D．用Hγ照耀某一金属能发生光电效应，则H也必定能β6．（2018海南物理）4.已知23490Th的半衰期为24天。

4g23490Th经过72天还剩下（B）B.C.IgD.鱼知水恩，乃幸福之源也。

高考物理二轮复习的时间安排2023高考物理二轮复习的时间安排寒假过后物理将进入二轮复习，物理学是一门自然科学，注重于研究物质、能量、空间、时间，尤其是它们各自的性质与彼此之间的相互关系。

下面是小编为大家整理的高考物理二轮复习的时间安排，希望能帮助到大家!高考物理二轮复习的时间安排章节内容时间考点专题一力与物体的平衡3月10日考向一受力分析3月11日考向二静态平衡3月12日考向三动态平衡3月14日考向四电磁感应中的受力平衡专题二力与直线运动3月15日考向一匀变速直线运动规律的应用3月16日考向二运动图象问题3月17日考向三牛顿运动定律的应用3月18日考向四动力学方法分析“传送带”模型和“板—块”模型3月19日考向五动力学中的临界问题专题三力学中的曲线运动3月21日考向一平抛运动的规律及应用3月22日考向二圆周运动的分析3月23日考向三万有引力定律的理解和应用3月24日考向四双星和多星问题专题四电学中的曲线运动3月25日考向一带电粒子在电场中的曲线运动 3月26日考向二带电粒子在磁场中的曲线运动专题五动量和能量3月28日考向一功和功率动能定理3月29日考向二能量观点的应用3月30日考向三动力学观点和能量观点的综合应用3月31日考向四动量定理的应用4月3日考向五动量观点、能量观点的应用4月5日考向六力学三大观点的综合应用专题六电场和磁场4月6日考向一电场的性质4月11日考向二电势差与电场强度的关系4月12日考向三平行板电容器相关问题分析4月13日考向四带电粒子（带电体）在电场中的运动4月14日考向五磁场的性质4月15日考向六带电粒子在匀强有磁场中的运动4月16日考向七带电粒子（带电体）在叠加场中的运动专题七电路与电磁感应4月18日考向一直流电路的计算及动态分析4月19日考向二交变电流及理想变压器4月20日考向三楞次定律和法拉第电磁感应定律4月21日考向四电磁感应中的图象问题4月22日考向五电磁感应定律中的能量和动量问题4月23日考向六动力学中的单杆、双杆、导线框问题专题八原子结构与原子核4月25日考向一氢原子能级跃迁和光电效应 4月26日考向二衰变、核反应与核能的计算专题九力学实验4月27日考向一基本仪器的使用与读数4月28日考向二“纸带类”实验4月29日考向三“弹簧”“橡皮条”类实验4月30日考向四力学实验拓展创新专题十电学实验5月4日考向一基本器材的使用与读数5月5日考向二电表的改装、多用电表的原理与使用5月6日考向三以测电阻为核心的实验5月11日考向四以测电源的电动势和内阻为核心的实验专题十一热学5月12日考向一分子动理论内能、用油膜法估测分子的大小5月13日考向二气体热现象的微观意义、固体和液体5月14日考向三气体实验定律和理想气体状态方程5月15日考向二气体实验定律与图象、热力学第一定律等的综合高考物理复习6个关键点重点扫除知识“盲点”对照考纲，把新课学习时不太清楚的知识点全部都弄清楚，把已经弄清楚的进一步熟练。

2018年高考物理二轮复习讲练测专题08 近代物理初步一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。

在每小题给出的四个选项中，1~8题只有一项符合题目要求；9~12题有多项符合题目要求。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

）1．下列有关光的现象中，不能用光的波动性进行解释的是（）A. 光的衍射现象B. 光的偏振现象C. 泊松亮斑D. 光电效应【答案】D【解析】光的衍射、偏振都是波特有的性质，故能说明光具有波动性（偏振是横波特有的属性），AB不符合题意；泊松亮斑是由于光的衍射形成的，能用光的波动性进行解释，故C 不符合题意；光电效应说明光具有粒子性，D符合题意．2．已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1014Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，下列说法正确的是（）A. 钙的逸出功大于钾的逸出功B. 钙逸出的电子的最大初动能大于钾逸出的电子的最大初动能C. 比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子．钾逸出的光电子具有较大的波长D. 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动量【答案】A3．我国科学家潘建伟院士预言十年左右量子通信将“飞”入千家万户。

在通往量子论的道路上，一大批物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法正确的是( )A. 玻尔在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念B. 爱因斯坦最早认识到了能量子的意义，提出光子说，并成功地解释了光电效应现象C. 德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念D. 普朗克大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性【答案】B【解析】普朗克在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，故A错误；爱因斯坦最早认识到了能量子的意义，为解释光电效应的实验规律提出了光子说，并成功地解释了光电效应现象，故B正确；玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，故C错误；德布罗意大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性，故D错误；故选B.4．入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么A. 从光照射金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B. 逸出的光电子的最大初动能将减小C. 单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D. 有可能不发生光电效应【答案】C5．用如图的装置研究光电效应现象，当用光子能量为3.0 eV的光照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2 mA,移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表读数为0，则A. 电键K断开后，没有电流流过电流表GB. 所有光电子的初动能为0.7 eVC. 光电管阴极的逸出功为2.3 eVD. 改用能量为1.5 eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小【答案】C6．下列说法正确的是（）A. 天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构B. 一群处于n=3能级激发态的氢原子，自发跃迁时能发出最多6种不同频率的光C. 放射性元素发生一次β衰变，原子序数增加1D. 235U的半衰期约为7亿年，随着地球环境的不断变化，半衰期可能变短92【答案】C【解析】天然放射现象的发现揭示了原子核具有复杂结构，故A错误；一群处于n=3能级激发态的氢原子，自发跃迁时能发出3种不同频率的光，分别是从n=3到n=2，从n=3到n=1，从n=2到n=1，故B错误；根据质量数与质子数守恒，则有放射性元素发生一次β衰变，原子序数增加1，故C正确；半衰期不随着地球环境的变化而变化，故D错误；故选C．7．氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62eV-3.11eV。

七、近代物理【二级结论】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＝n(n－1)2.2．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．【保温训练】1．正误判断(1)光子和光电子都是实物粒子．(×)(2)只要入射光的强度足够强，就可以使金属发生光电效应．(×)(3)要使某金属发生光电效应，入射光子的能量必须大于金属的逸出功．(√)(4)光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比．(×)(5)光的频率越高，光的粒子性越明显，但仍具有波动性．(√)(6)德国物理学家普朗克提出了量子假说，成功地解释了光电效应规律．(×)(7)美国物理学家康普顿发现了康普顿效应，证实了光的粒子性．(√)(8)法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现为波动性．(√)(9)原子中绝大部分是空的，原子核很小．(√)(10)核式结构学说是卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出的．(√)(11)氢原子光谱是由一条一条亮线组成的．(√)(12)玻尔理论成功地解释了氢原子光谱，也成功地解释了氦原子光谱．(×)(13)按照玻尔理论，核外电子均匀分布在各个不连续的轨道上．(×)(14)人们认识原子具有复杂结构是从英国物理学家汤姆孙研究阴极射线发现电子开始的．(√)(15)人们认识原子核具有复杂结构是从卢瑟福发现质子开始的．(×)(16)如果某放射性元素的原子核有100个，经过一个半衰期后还剩50个．(×)(17)质能方程表明在一定条件下，质量可以转化为能量．(×)2．(多选)[2018·高三第二次全国大联考(新课标卷Ⅰ)]下列说法中正确的是() A．光子具有能量，但是没有动量B．玻尔认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的C．用X射线和紫光照射同一金属表面都能发生光电效应，则用X射线照射时光电子的最大初动能较大D．轻核聚变更为清洁、安全，目前大型核电站都是利用轻核的聚变发电的BC[光子不仅具有能量，也具有动量，A错误；玻尔认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的，B正确；用X射线和紫光照射同一金属表面都能发生光电效应，由光电效应方程E km＝hν－W可知，用频率比较大的X射线照射时光电子的最大初动能较大，C正确；目前核电站是利用重核的裂变发电的，D错误．]3．[2018·高三第二次全国大联考(新课标卷Ⅱ)]关于原子结构和原子核的结构，经过不断的实验探索，我们已经有了一定的认识，对于这个探索的过程，下列描述错误的是()A．卢瑟福根据α粒子轰击金箔时发生散射，提出了原子的核式结构模型B．为了解释原子的稳定性和辐射光谱的不连续性，玻尔提出了氢原子结构模型C．卢瑟福通过利用α粒子轰击铍原子核，最终发现了中子D．人类第一次实现的原子核的人工转变核反应方程是147N＋42He→178O＋11H C[α粒子轰击金箔时大部分粒子没有偏转，有部分发生大角度偏转，卢瑟福提出原子的大部分质量集中在原子中心，即原子的核式结构模型，选项A对．按照原子的核式结构模型，原子将不断对外辐射波长连续变化的光波并最终消失，为了解释事实上原子的稳定性和辐射光谱的不连续性，玻尔结合量子论提出了氢原子结构模型，选项B对．通过利用α粒子轰击铍原子核，最终发现了中子的不是卢瑟福，而是查德威克，选项C错．人类第一次实现的原子核的人工转变核反应方程是147N＋42He→178O＋11H，选项D对．]4．(多选)如图56所示，国际原子能机构2018年2月15日公布核辐射警示新标志，内有一个辐射波标记、一个骷髅头标记和一个逃跑的人形．核辐射会向外释放三种射线：α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电．现有甲、乙两个原子核原来都静止在同一匀强磁场中，其中一个核放出一个α粒子，另一个核放出一个β粒子，得出如图所示的四条径迹，则()图56A．磁场的方向一定垂直于纸面向里B．甲核放出的是α粒子，乙核放出的是β粒子C．a为α粒子的径迹，d为β粒子的径迹D．b为α粒子的径迹，c为β粒子的径迹BD[衰变过程中满足动量守恒，释放粒子与新核的动量大小相等、方向相反，根据带电粒子在磁场中的运动不难分析：若轨迹为外切圆，则为α衰变；若轨迹为内切圆，则为β衰变．又因为R＝m vqB知半径与电荷量成反比，可知B、D项正确．]5．(多选)据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界上第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试．下列关于“人造太阳”的说法正确的是()【导学号：19624214】A．“人造太阳”的核反应方程是21H＋31H―→42He＋10nB．“人造太阳”的核反应方程是23592U＋10n―→14156Ba＋9236Kr＋310nC．“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是ΔE＝Δmc2D．“人造太阳”核能大小的计算公式是E＝12mc2AC[“人造太阳”发生的是轻核聚变，所以核反应方程式为21H＋31H―→42 He＋10n，而B选项中的核反应是核裂变，故B错误；“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是ΔE＝Δmc2，而核能大小的计算公式为E＝mc2，D错误，故选项A、C正确．]。

精品基础教育教学资料，仅供参考，需要可下载使用！原子核专题一、单选题1．2018年7月27日将发生火星冲日能量，那时火星、地球和太阳几乎排列成一线，地球位于太阳与火星之间，已知地球和火星绕太阳公转的方向相同，火星公转轨道半径约为地球的1.5倍，若将火星和地球的公转轨迹近似看成圆，取，则相邻两次火星冲日的时间间隔约为（）A. 0.8年B. 1.6年C. 2.2年D. 3.2年【答案】C【解析】由万有引力充当向心力得：，解得行星公转周期：，则火星和地球的周期关系为：，已知地球的公转周期为1年，则火星的公转周期为年，相邻两次火星冲日的时间间隔设为t，则：化解得：，即：，求得故本题选C2．关于原子核的结合能，下列说法正确的是（）A. 原子核的比结合能等于将其完全分解成自由核子所需能量的最小值B. 原子核衰变成α粒子和另一原子核，并释放出能量，衰变产物的结合能之和一定小于原来原子核的结合能C. 铯原子核()的结合能小于铅原子核()的结合能D. 比结合能越大，原子核越不稳定【答案】C【解析】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，故A错误；原子核衰变成粒子和另一原子核，要释放能量，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，故B错误；铯原子核()的比结合能与铅原子核()的比结合能差不多，而铯原子核()的核子小于铅原子核() 的核子，故铯原子核()的结合能小于铅原子核()的结合能，故C正确；比结合能越大，原子核越稳定，故D错误；故选C。

【点睛】比结合能：原子核结合能对其中所有核子的平均值，亦即若把原子核全部拆成自由核子，平均对每个核子所要添加的能量．用于表示原子核结合松紧程度．结合能：两个或几个自由状态的粒子结合在一起时释放的能量．分散的核子组成原子核时放出的能量叫做原子核结合能．3．到2018年1月，全球30个国家和地区共有440个核电机组，总装机容量为390吉瓦，发电量约占全球发电量的11%。

专题十二 近代物理初步——————[知识结构互联]——————[核心要点回扣]——————1．能级和能级跃迁(1)轨道量子化：核外电子只能在一些分立的轨道上运动r n ＝n 2r 1(n ＝1,2,3，…)(2)能量量子化：原子只能处于一系列不连续的能量状态E n ＝E 1n 2(n ＝1,2,3，…)(3)辐射条件：h ν＝E m －E n .(4)辐射光谱线条数：一群处于量子数为n 的激发态的氢原子，可辐射出的光谱线条数N ＝C 2n .2．光电效应(1)光电效应规律．(2)光电效应方程：h ν＝E k ＋W 0.3．核反应、核能的计算(1)两个守恒：质量数守恒、电荷数守恒．(2)核反应过程中释放(或吸收)的核能：①ΔE ＝Δmc 2.②ΔE ＝Δm ×931.5 MeV，Δm 以原子质量单位u 为单位．考点1 光电效应与原子结构(对应学生用书第63页)■品真题·感悟高考……………………………………………………………·[考题统计] 五年4考：2017年Ⅲ卷T 19 2016年Ⅰ卷T 35(1)2015年Ⅰ卷T35(1)、Ⅱ卷T35(1)[考情分析]1．该考点考查的重点是光电效应规律及爱因斯坦光电效应方程的应用．2．复习中要注意掌握有关光电效应现象的四类图象的特点及图线的斜率、截距的意义．3．不清楚光电效应的发生是光的频率决定还是光的强度决定易出错．4．光电流、饱和光电流与光的强度、光电管两端的正向电压大小的关系不清易出错．5．不明白能级之间跃迁与处于某能级的原子发生电离的区别易出错．1．(光电效应及方程)(多选)(2017·Ⅲ卷T19)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U a和U b、光电子的最大初动能分别为E k a和E k b.h为普朗克常量．下列说法正确的是( )A．若νa>νb，则一定有U a＜U bB．若νa>νb，则一定有E k a＞E k bC．若U a＜U b，则一定有E k a＜E k bD．若νa>νb，则一定有hνa－E k a＞hνb－E k b[题眼点拨] ①“同种金属”说明逸出功相同；②“遏止电压为U a和U b、最大初动能分别为E k a和E k b”说明U a e＝E k a，U b e＝E k b.BC[光电效应中遏止电压与最大初动能之间的关系为eU＝E k，根据光电效应方程可知E k＝hν－W0，若νa＞νb，则E k a＞E k b，U a＞U b，选项A错误，选项B正确；若U a＜U b，则E k a＜E k b，选项C正确；由光电效应方程可得W0＝hν－E k，则hνa－E k a＝hνb－E k b，选项D错误．](2016·Ⅰ卷T35(1)改编)现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．下列说法正确的是( )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AC[产生光电效应时，光的强度越大，单位时间内逸出的光电子数越多，饱和光电流越大，说法A正确．饱和光电流大小与入射光的频率无关，说法B错误．光电子的最大初动能随入射光频率的增加而增加，与入射光的强度无关，说法C正确．减小入射光的频率，如低于极限频率，则不能发生光电效应，没有光电流产生，说法D错误．]2．(光的波粒二象性)(多选)(2015·Ⅱ卷T35(1)改编)实物粒子和光都具有波粒二象性．下列事实中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ACD[电子束具有波动性，通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，选项A正确．β射线在云室中高速运动时，径迹又细又直，表现出粒子性，选项B错误．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，体现出波动性，选项C正确．电子显微镜是利用电子束工作的，体现了波动性，选项D正确．]■释疑难·类题通法…………………………………………………………………·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：2．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E k轴交点的纵坐标的值W0＝E.(3)普朗克常量：图线的斜率k＝h.3．原子能级跃迁的三个关键问题(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＝h ν＝|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级能量的绝对值．(3)一群氢原子和一个氢原子不同．只有大量的处于n 能级上的氢原子，发射光子的种类才有：N ＝C 2n ＝n n －2.■对考向·高效速练…………………………………………………………………..· 考向1 光电效应1．(2017·泰安市高三第一轮复习质量检测)如图12­1所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K 上时，电路中有光电流，则( )图12­1A ．若增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大B ．若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生C ．若换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K 时，电路中一定没有光电流D ．若换用波长为λ2(λ2<λ0)的光照射阴极K 时，电路中一定有光电流D [光电流的强度与入射光的强度有关，当光越强时，光电子数目会增多，初始时电压增加光电流可能会增加，当达到饱和光电流后，再增大电压，则光电流也不会增大了，故A 错误；将电路中电源的极性反接，电子受到电场阻力，到达A 极的数目会减小，则电路中电流会减小，甚至没有电流，故B 错误；若换用波长为λ1(λ1>λ0)的光的频率有可能大于极限频率，电路中可能有光电流，故C 错误；若换用波长为λ2(λ2<λ0)的光的频率一定大于极限频率，电路中一定有光电流，故D 正确．所以D 正确，A 、B 、C 错误．](多选)(2017·衡水中学七调)用甲、乙两种单色光照射同一金属做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所示．已知普朗克常量为h ，被照射金属的逸出功为W 0，遏止电压为U C ，电子的电荷量为e ，则下列说法正确的是( )A ．甲光的强度大于乙光的强度B ．甲光的频率大于乙光的频率C ．甲光照射时产生的光电子初动能均为eU cD ．乙光的频率为W 0＋eU c hAD [根据光的强度越强，则光电子数目越多，对应的光电流越大，即可判定甲光的强度较大，选项A 正确；由光电效应方程12mv 2＝h ν－W 0，12mv 2＝U c e ，由图可知，甲、乙的截止电压相同，故甲、乙的频率相同，选项B 错误；甲光照射时产生的光电子的最大初动能均为eU c ，选项C 错误；根据12mv 2＝h ν－W 0＝U c e ，可得ν＝U c e ＋W 0h，选项D 正确．故选A 、D.]考向2 光的波粒二象性2．(多选)(2017·天津市红桥区期末)下列说法正确的是( )【导学号：19624147】A ．光的干涉和衍射现象说明光具有波动性B ．光电效应现象说明光具有粒子性，光子具有能量C ．康普顿效应说明光具有粒子性，光子具有动量D ．黑体辐射的实验规律说明在宏观世界里能量是连续的ABC [光的干涉和衍射现象说明光具有波动性，故A 正确．光电效应现象、康普顿效应说明光具有粒子性；光电效应表明光子具有能量，康普顿效应表明光子除了具有能量之外还具有动量，故B 、C 正确．黑体辐射的实验规律说明宏观世界里能量是量子化的，不连续的，故D 错误．故选A 、B 、C.]考向3 氢原子能级结构及跃迁3．(2017·甘肃省高三第二次诊断考试)如图12­2为氢原子的能级示意图，现有大量的氢原子处于n ＝4的激发态，当原子向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光．关于这些光下列说法正确的是( )图12­2A ．最容易发生衍射现象的光是由n ＝4能级跃迁到n ＝1能级产生的B ．频率最小的光是由n ＝2能级跃迁到n ＝1能级产生的C ．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D ．用n ＝2能级跃迁到n ＝1能级辐射出的光去照射逸出功为6.34 eV 的金属铂能发生光电效应D [由n ＝4能级跃迁到n ＝3能级产生的光，能量最小，波长最长，因此最容易表现出衍射现象，故A 错误；由能级差可知能量最小的光频率最小，是由n ＝4能级跃迁到n ＝3能级产生的，故B 错误；处于n ＝4能级的氢原子能发射n n －2＝6种频率的光，故C 错误；由n ＝2能级跃迁到n ＝1能级辐射出的光的能量为ΔE ＝－3.4 eV －(－13.6) eV ＝10.2 eV ，大于6.34 eV ，能使金属发生光电效应，故D 正确．]1.(2016·北京市丰台区二模)关于玻尔建立的氢原子模型，下列说法正确的是( )A ．氢原子处于基态时，电子的轨道半径最大B ．氢原子在不同能量态之间跃迁时可以吸收任意频率的光子C ．氢原子从基态向较高能量态跃迁时，电子的动能减小D ．氢原子从基态向较高能量态跃迁时，系统的电势能减小C [氢原子处于基态时，电子的轨道半径最小，故A 错误；由h ν＝E m －E n 知氢原子在不同能量态之间跃迁时只可以吸收特定频率的光子，故B 错误；氢原子从基态向较高能量态跃迁，电子距离氢原子核的距离增大，匀速圆周运动的半径增大，线速度减小，动能减小，C 正确；氢原子从基态向较高能量态跃迁时，电子距离氢原子核的距离增大，电场力做负功，电势能增大，D 错误．]2.(多选)(2016·黑龙江省实验中学二模)如图1为玻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( )A ．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AD [氢原子从第4能级向低能级跃迁时，原子的能量减小，电子的轨道半径减小，动能增大，电势能减小，故A 正确；能级间跃迁时辐射或吸收的光子能量必须等于两能级间的能级差，则氢原子跃迁时，发出不连续的光谱线，故B 错误；由n ＝4跃迁到n ＝1时辐射的光子能量最大，发出光子的频率最大，故C 错误；一群处于第4能级的氢原子跃迁到较低能级时可以放出6条光谱线，能量大于2.21 eV 的光谱线有4条，故D 正确．]考点2 核反应方程及核能的计算(对应学生用书第64页)■品真题·感悟高考……………………………………………………………·[考题统计] 五年8考：2017年Ⅰ卷T17、Ⅱ卷T152016年Ⅱ卷T35(1)、Ⅲ卷T35(1)2014年Ⅰ卷T35(1)、Ⅱ卷T35(1)2013年ⅠT35(1)、Ⅱ卷T35(1)[考情分析]1．该考点是高考中的热考点，主要考查核衰变规律、三种射线特性、核反应方程及核能的计算．2．掌握核反应过程中必须遵守的两大守恒规律及核能计算的两种途径是关键．3．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量原子核的衰变不适用．4．核反应过程中满足质量数守恒而不是质量守恒．5．并不是生成物中有42He的就是α衰变，有0－1e的就是β衰变．3．(原子核的衰变和半衰期)(2017·Ⅱ卷T15)一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为238 92U→234 90Th＋42He.下列说法正确的是( )A．衰变后钍核的动能等于α粒子的动能B．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C．铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间D．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量[题眼点拨] “静止的铀核”说明铀核衰变前初动量为零，衰变后钍核与α粒子合动量也为零．B[衰变过程遵守动量守恒定律，故选项A错，选项B对．根据半衰期的定义，可知选项C错．α衰变释放核能，有质量亏损，故选项D错．](2014·Ⅰ卷T35(1)改编)关于天然放射性，下列说法正确的是________．A．所有元素都可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强BCD[自然界中绝大部分元素没有放射现象，选项A错误；放射性元素的半衰期只与原子核结构有关，与其他因素无关，选项B、C正确；α、β和γ三种射线电离能力依次减弱，穿透能力依次增强，选项D正确．]4．(核反应方程与核能计算)(2017·Ⅰ卷T 17)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电．氘核聚变反应方程是：21H ＋21H→32He ＋10n.已知21H 的质量为2.013 6 u ，32He 的质量为3.015 0 u ，10n 的质量为1.008 7 u,1 u ＝931 MeV/c 2.氘核聚变反应中释放的核能约为( )A ．3.7 MeVB ．3.3 MeVC ．2.7 MeVD ．0.93 MeV B [在核反应方程21H ＋21H→32He ＋10n 中，反应前物质的质量m 1＝2×2.013 6 u＝4.027 2u ，反应后物质的质量m 2＝3.015 0 u ＋1.008 7 u ＝4.023 7 u ，质量亏损Δm ＝m 1－m 2＝0.003 5 u ．则氘核聚变释放的核能为E ＝931×0.003 5 MeV≈3.3 MeV，选项B 正确．](2016·Ⅲ卷T 35(1)改编)一静止的铝原子核2713Al 俘获一速度为1.0×107 m/s 的质子p 后，变为处于激发态的硅原子核2814Si *.下列说法正确的是________．A ．核反应方程为p ＋2713Al→2814Si *B ．核反应过程中系统动量守恒C ．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和D ．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ABD [核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为p ＋2713Al→2814Si *，说法A 正确．核反应过程中遵从动量守恒和能量守恒，说法B 正确．核反应中发生质量亏损，生成物的质量小于反应物的质量之和，说法C 错误．根据动量守恒定律有m p v p ＝m Si v Si ，碰撞后硅原子核速度的数量级为105 m/s ，方向与质子初速度方向一致，说法D 正确．]■熟技巧·类题通法…………………………………………………………………·1．四种核反应(1)衰变：放射性元素的原子核自发放出某种粒子后变成新的原子核的变化．①α衰变方程：A Z X→A －4Z －2Y ＋42Heα衰变实质：2个质子和2个中子结合成一个氦核②β衰变方程：A Z X→ A Z ＋1Y ＋ 0－1e衰变实质：1个中子转化为1个质子和1个电子(2)原子核的人工转变：用人工的方法，使原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程．①质子的发现：14 7N ＋42He→17 8O ＋11H(卢瑟福)②中子的发现：94Be ＋42He→12 6C ＋10n(查德威克)(3)裂变：一个重核分裂成两个中等质量的核，这样的核反应叫作裂变．23592U ＋10n→144 56Ba ＋8936Kr ＋310n(4)聚变：两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫作聚变．21H ＋31H→42He ＋10n ＋17.6 MeV 2．书写核反应方程的原则及方法(1)无论何种核反应方程，都必须遵守电荷数守恒和质量数守恒(注意：不是质量守恒)，有些核反应方程还要考虑能量守恒及动量守恒．(2)核反应过程一般是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头“→”表示反应进行的方向，不能把箭头写成等号．(3)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空地只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程．3．计算核能的方法(1)根据爱因斯坦质能方程，用核反应的质量亏损的千克数乘以真空中光速c 的平方，即ΔE ＝Δmc 2(J)．(2)根据1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏(MeV)能量，用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV ，即ΔE ＝Δm ×931.5(MeV)．(3)如果核反应时释放的核能是以动能形式呈现，则核反应过程中系统动能的增量即为释放的核能．■对考向·高效速练…………………………………………………………………..· 考向1 原子核的衰变和半衰期4．(2017·常德市高三模拟)某一放射性物质发生衰变时放出α、β、γ三种射线，让这三种射线进入磁场，运动情况如图12­3所示，下列说法正确的是( )图12­3A ．该放射性物质的半衰期随温度的升高会增大B ．C 粒子是原子核的重要组成部分C ．A 粒子一定带正电D ．B 粒子的穿透性最弱C [半衰期由原子核本身决定，与外界因素无关，故A 错误；由图可知C 粒子为电子，而原子核带正电，故B 错误；由左手定则可知，A 粒子一定带正电，故C 正确；B 粒子为γ射线，穿透性最强，故D 错误．]5．(2017·宝鸡市一模)放射性同位素钍232 90Th 经一系列α、β衰变后生成氡22086Rn ，以下说法正确的是( )【导学号：19624148】A ．每经过一次α衰变原子核的质量数会减少2个B ．每经过一次β衰变原子核的质子数会增加1个C ．放射性元素钍232 90Th 的原子核比氡22086Rn 原子核的中子数少4个D ．钍232 90Th 衰变成氡220 86Rn 一共经过2次α衰变和3次β衰变B [经过一次α衰变，电荷数少2，质量数少4，故A 错误．经过一次β衰变，电荷数多1，质量数不变，质子数等于电荷数，则质子数增加1个，故B 正确．元素钍232 90Th 的原子核的质量数为232，质子数为90，则中子数为142，氡220 86Rn 原子核的质量数为220，质子数为86，则中子数为134，可知放射性元素钍232 90Th 的原子核比氡220 86Rn 原子核的中子数多8个，故C 错误．钍232 90Th 衰变成氡220 86Rn ，可知质量数少12，电荷数少4，因为经过一次α衰变，电荷数少2，质量数少4，经过一次β衰变，电荷数多1，质量数不变，可知经过3次α衰变，2次β衰变，故D 错误．](多选)静止的镭原子核228 88Ra 经一次α衰变后变成一个新核Rn ，则下列相关说法正确的是( )A ．该衰变方程为228 88 Ra→224 86Rn ＋42HeB ．若该元素的半衰期为τ，则经过2τ的时间，2 kg 的228 88 Ra 中有1.5 kg 已经发生了衰变C ．随着该元素样品的不断衰变，剩下未衰变的原子核228 88Ra 越来越少，其半衰期也变短D ．若把该元素放到密闭的容器中，则可以减慢它的衰变速度 AB [由镭的α衰变方程228 88Ra→224 86Rn ＋42He ，可判断A 正确．由m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ，可知，t ＝2τ时，m ＝0.5 kg ，则已衰变的镭为m 衰＝2 kg －0.5 kg ＝1.5 kg ，B 正确．放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，C 、D 错误．]考向2 核反应方程与核能计算6．(多选)(2017·株洲市高三教学质量统一检测)核电站中采用反应堆使重核裂变，将释放出的巨大能量转换成电能．反应堆中一种可能的核反应方程式是235 92U ＋10n→143 60Nd ＋9040Zr ＋x ＋y ，设U 核质量为m 1，中子质量为m 2，Nd 核质量为m 3，Zr 核质量为m 4，x 质量为m 5，y 质量为m 6，那么，在所给的核反应中( )【导学号：19624149】A ．x 可能是311H ，y 可能是11 0－1eB ．x 可能是310n ，y 可能是80－1e11 C ．释放的核能为(m 1＋m 2－m 3－m 4－m 5－m 6)c 2D ．释放的核能为(m 3＋m 4＋m 5＋m 6＋m 1－m 2)c 2BC [根据质量数和电荷数守恒，若x 是311H ，y 是110－1e ，则质量数不守恒，x 是310n ，y 是8 0－1e ，则都满足，故A 错误，B 正确；根据能量转化可知反应前的质量大于反应后的质量，因为反应时一部分质量转化为能量释放出去了，故C 正确，D 错误．](2017·哈尔滨市第六中学高三下学期第二次模拟考试)静止在匀强电场中的碳14原子核，某时刻放射的某种粒子与反冲核的初速度方向均与电场方向垂直，且经过相等的时间后形成的轨迹如图所示(a 、b 表示长度)．那么碳14的核反应方程可能是()A.14 6C→42He ＋10 4BeB.14 6C→01e ＋145B C.14 6C→0－1e ＋14 7N D.14 6C→21H ＋12 5B A [由轨迹弯曲方向可以看出，反冲核与放出的射线的受力方向均与电场强度方向相同，均带正电，设与v 1对应的粒子质量为m 1，电荷量为q 1，与v 2对应的粒子质量为m 2，电荷量为q 2，则a ＝v 1t,2a ＝12q 1E m 1t 2， b ＝v 2t,4b ＝12q 2E m 2t 2，由动量守恒有m 1v 1＝m 2v 2，解得q 1q 2＝12.所以放出的粒子为α粒子，即发生α衰变，则核反应方程是14 6C→42He ＋10 4Be ，故A 正确．]。

高三物理二轮复习专题突破系列：整合测试--动量守恒原子物理本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。

满分100分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷(选择题共20分)一、选择题(共5小题，每小题4分，共20分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有的小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(2013·北京东城区一模)下列说法正确的是( )A．α射线是高速运动的氦原子核B．核聚变反应方程21H＋31H→42He＋10n中，10n表示质子C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D．氢原子的核外电子从低能级跃迁到高能级时，向外辐射光子[答案]A[解析]α射线是高速运动的氦核流，A正确；10n表示中子，B错误；当照射光的频率大于金属的极限频率，能发生光电效应时，从金属表面逸出的光电子的最大初动能E k＝hν－W0，可见E k与ν不成正比，C错误；氢原子的核外电子从低能级跃迁到高能级时，吸收光子，D错误。

2．(2013·山东济南一模)在下列四个核反应方程中， x1、x2、x3和x4各代表某种粒子( )①31H＋x1→42He＋10n②14 7N＋42He→17 8O＋x2③94Be＋42He→12 6C＋x3④32He＋21H→42He＋x4以下判断中正确的是( )A．x1是电子B．x2是质子C．x3是中子D．x4是中子[答案]BC[解析]根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知，x1是氘核，x2是质子，x3是中子，x4是质子，故B、C正确。

3．(2013·福建泉州质检)“爆竹声中一岁除，春风送暖人屠苏”，爆竹声响是辞旧迎新的标志，是喜庆心情的流露。

有一个质量为3m的爆竹斜向上抛出，到达最高点时速度大小为v0、方向水平向东，在最高点爆炸成质量不等的两块，其中一块质量为2m，速度大小为v，方向水平向东，则另一块的速度大小是( )A．3v0－v B．2v0－3vC．3v0－2v D．2v0＋v[答案] C[解析] 设向东为正方向，在最高点由水平方向动量守恒得：3mv 0＝2mv ＋mv′，则v′＝3v 0－2v ，C 正确。