1、2017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页考点一考点二专题限时集训考点三专题十二 近代物理初步 2017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页1.本专题为 2017 年考纲新增必考内容.专 题说明 2.本专题命题热点为原子结构、能级跃迁、原子核衰变、核反应方程及核能的计算，题型多为选择题.2017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页考点 1|光电效应与原子结构(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 n4 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 12017版高三二轮复习与策略上一页
2、返回首页下一页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 n4 跃迁到 n1 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2017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页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 n4 跃迁到 n1 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
3、 6 条光谱线，能量大于 2.21 eV 的光谱线有 4 条，故 D 正确2017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页处理氢原子能级跃迁问题，应注意以下几点：1氢原子能量：氢原子在各个不同的能量状态对应不同的电子轨道，电子绕核做圆周运动的动能和系统的电势能之和即为原子的能量，即 EnEknEpn.,电子绕核做圆周运动由库仑力提供向心力，有 ke2r2nmv2nrn.电子的动能 Ekn12mv2nke22rn.2017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页系统的电势能变化根据库仑力做功来判断：靠近核，库仑力对电子做正功，系统电势能减小；远离核，库仑力对电子做负功，系统电势能增大.,2氢原子
4、在跃迁时辐射或吸收光子的频率或波长的计算：首先由能级的高低或轨道半径的大小确定是吸收还是放出光子，然后由玻尔理论 EmEnh 或 EmEnhc求频率 或波长.2017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页3辐射的光谱条数：一个氢原子核外只有一个电子，在一次跃迁时只能辐射或吸收一个光子，因而只能辐射或吸收某一特定频率的光谱.一个氢原子处于量子数为 n 的激发态时，可辐射的光谱条数为 Nn1；而一群氢原子处于量子数为 n 的激发态时，由于向各个低能级跃迁的可能性均存在，因此可辐射的光谱条数为 Nnn12.2017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页考向 1 光电效应规律分析1(多选)现用某一
5、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2017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页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大而增大，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
6、光电流产生，说法 D 错误2017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页考向 2 光电效应方程的应用2以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实2017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页光电效应实验装置如图 2 所示用频率为 的普通光源照射阴极 K，没有发生光电效应换用同样频率 的强激光照射阴极 K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压 U，即将阴极 K 接电源正极，阳极
7、A 接电源负极，在 KA 之间就形成了使光电子减速的电场逐渐增大 U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压 U 可能是下列的(其中 W 为逸出功，h 为普朗克常量，e 为电子电量)()2017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页图 2AUhe WeBU2he WeCU2hWDU5h2e We2017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页B 同频率的光照射 K 极，普通光不能使其发生光电效应，而强激光能使其发生光电效应，说明一个电子吸收了多个光子设吸收的光子个数为 n，光电子逸出的最大初动能为 Ek，由光电效应方程知 EknhW(n2)；光电子逸出后克服减速电场做功，由动
8、能定理知 EkeU，联立上述两式得 Unhe We，当n2 时，B 正确，其他选项均不可能2017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页考向 3 氢原子能级跃迁3(多选)氢原子部分能级示意图如图 3 所示，不同色光的光子能量如下表，有关处于某激发态的氢原子发射的光谱线，下列判断正确的是()图 32017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页不同色光光子能量范围/eV 红橙黄 1.612.002.002.072.072.14 绿蓝靛紫 2.142.532.532.762.763.10A.从 n3 到 n2，发出的光谱线在红色光范围内B从 n3 到 n2，发出的光谱线在蓝靛光范围内C从 n4
9、到 n3，发出的光谱线在蓝靛光范围内D从 n4 到 n3，发出的光谱线不在色光范围内2017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页AD 氢原子从高能级跃迁到低能级时辐射光子，从 n3 能级到 n2 能级发出光子的能量为 3.40 eV1.51 eV1.89 eV，光谱线在红光范围内，选项 A 正确，B 错误；从 n4 能级到 n3 能级发出光子的能量为 1.51 eV0.85 eV0.66 eV，为不可见光，选项 C 错误，D 正确2017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页考点 2|核反应方程及核能的计算 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
10、，已知氘核的质量为 3.343 61027 kg，氦核的质量为 5.004 91027 kg，中子质量为 1.674 91027 kg，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？【解题关键】(1)书写核反应方程应注意质量数，电荷数守恒(2)对心碰撞碰撞前后各粒子运动方向在同一直线上且满足动量守恒和能量守恒 2017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页【解析】根据题意可知聚变方程为21H21H32He10n，该反应中的质量亏损为 m2mHmHemn7.41030kg 故释放的核能为 Emc24.16 MeV 两个氘核对心碰撞时动量守恒，有 mHvHmHvHmHevHe
11、mnvn，解得vHevn 13 又两核对心碰撞时能量守恒，有 2017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页2EkHE12mHev2He12mnv2n 代入数据解得 EkHe12mHev2He1.22 MeV.【答案】1.22 MeV2017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页1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
12、规律杜撰出生成物来写核反应方程 2017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页2根据爱因斯坦质能方程 Emc2 计算核能 质能方程 Emc2 中 m 的单位用“kg”，c 的单位用“m/s”，则 E 的单位为“J”2017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页考向 1 原子核的衰变及半衰期4(多选)静止的镭原子核228 88Ra 经一次 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 Ra224 86Rn42HeB若该元素的半衰期为，则经过 2 的时间，2 kg 的228 88 Ra 中有 1.5 kg 已经发生了衰变2017版高三二轮复习与策略上一页返回首
13、页下一页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 衰变方程228 88Ra224 86Rn42He，可判断 A 正确由 mm012t，可知，t2 时，m0.5 kg，则已衰变的镭为 m 衰2 kg0.5 kg1.5 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2017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页考向 2 核反应方程5(2016全国甲卷)在下列描述核过程的方程中，属于 衰变的是_，属于 衰变的是_，属于
14、裂变的是_，属于聚变的是_(填正确答案标号)A.146 C147N01eB.3215P3216S01eC.23892U23490Th42HeD.14 7N42He178O11H2017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页E.23592 U10n14054 Xe9438Sr210nF.31H21H42He10n【解析】衰变是一种元素衰变成另一种元素过程中释放出 粒子的现象，选项 C 为 衰变；衰变为衰变过程中释放出 粒子的现象，选项 A、B 均为 衰变；重核裂变是质量较大的核变成质量较小的核的过程，选项 E 是常见的一种裂变；聚变是两个较轻的核聚合成质量较大的核的过程，选项 F 是典型的核聚
15、变过程【答案】C AB E F2017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页考向 3 衰变次数的计算6自然界里一些放射性重元素往往会发生一系列连续的衰变，形成放射系如图 4 所示为锕系图的一部分，纵坐标 N 表示中子数，则图中 U 衰变成 Po，经历了_次 衰变，_次 衰变2017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页图 42017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页【解析】由题图得出 U 变为 Po 时，U 的中子数为 143，质子数为 92，Po的中子数为 131，质子数为 84，设发生 x 次 衰变，y 次 衰变，则有 2354x215,922xy84 联立两方程得 x5，y2.
16、【答案】5 22017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页考向 4 核能的计算7已知氘核的平均结合能为 1.1 MeV，氦核的平均结合能为 7.1 MeV，则两个氘核结合成一个氦核时()A释放出 4.9 MeV 的能量B释放出 6.0 MeV 的能量C释放出 24.0 MeV 的能量D吸收 4.9 MeV 的能量2017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页C 根据题意可写出两个氘核结合成一个氦核的核反应方程为21H21H42He，由于氘核的平均结合能为 1.1 MeV，氦核的平均结合能为 7.1 MeV，故结合前氘核的结合能为 E121.1 MeV，结合后氦核的结合能为 E247.1 MeV，故 E2E1E224.0 MeV，负号表示释放能量，选项 C 正确2017版高三二轮复习与策略上一页返回首页下一页专题限时集训（十二）点击图标进入
