高考物理 考點匯總 考點18 波粒二象性 原子物理

考點18波粒二象性原子物理一、選擇題1.（2012·天津理綜·T1）下列說法正確的是()A.采用物理或化學方法可以有效地改變放射性元素的半衰期B.由玻爾理論知道氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時會放出光子C.從高空對地面進行遙感攝影是利用紫外線良好的穿透能力D.原子核所含核子單獨存在時的總質(zhì)量小于該原子核的質(zhì)量【解題指南】本題考查對物理基本知識的識記和理解，只有對這些知識有準確的記憶，且理解知識點間的聯(lián)系才能正確地解答.【解析】選B.元素的半衰期由元素本身的性質(zhì)決定，不能通過物理或化學的方法改變，A錯；根據(jù)玻爾理論，氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時放出能量，這些能量以光子的形式釋放，B對；從高空對地面進行遙感攝影是利用了紅外線的穿透能力，C錯；原子核所含核子單獨存在時的總質(zhì)量大于該原子核的質(zhì)量，D錯.2.（2012·北京理綜·T13）一個氫原子從n=3能級躍遷到n=2能級.該氫原子()A.放出光子,能量增加B.放出光子,能量減少C.吸收光子,能量增加D.吸收光子,能量減少【解題指南】本題需要把握以下兩點:(1)玻爾理論能級的概念.(2)玻爾理論躍遷規(guī)律.【解析】選B.根據(jù)玻爾理論,氫原子能級越高對應(yīng)的能量越大,當氫原子從較高能級向較低能級躍遷時放出光子,能量減少.3.（2012·北京理綜·T20）“約瑟夫森結(jié)”由超導(dǎo)體和絕緣體制成.若在結(jié)兩端加恒定電壓U,則它會輻射頻率為ν的電磁波,且ν與U成正比,即ν=kU.已知比例系數(shù)k僅與元電荷e的2倍和普朗克常量h有關(guān).你可能不了解此現(xiàn)象的機理,但仍可運用物理學中常用的方法,在下列選項中,推理判斷比例系數(shù)k的值可能為()A.B.C.D.【解題指南】本題需要把握以下兩點:(1)電磁波的頻率、普朗克常量、能量之間的關(guān)系.(2)電壓、電量與能量的關(guān)系.【解析】選B.電磁波的頻率、普朗克常量、能量之間的關(guān)系，因為，所以；電壓、電量與能量的關(guān)系是，由題意知，所以4.（2012·廣東理綜·T18）能源是社會發(fā)展的基礎(chǔ)，發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一，下列釋放核能的反應(yīng)方程，表述正確的有A.是核聚變反應(yīng)B.是β衰變C.是核裂變反應(yīng)D．是α衰變【解題指南】解答本題需要掌握核反應(yīng)基本知識，主要考查衰變與其他的核反應(yīng)的區(qū)別.【解析】選A、C.兩個輕核聚合成一個較重的核的反應(yīng)為核聚變反應(yīng),故A對B錯.重核被中子轟擊后分裂成兩個中等質(zhì)量的原子核并放出若干個中子的反應(yīng)為核裂變反應(yīng),故C對.原子核放出α或β粒子后變成另一種原子核的反應(yīng)稱為原子核的衰變.原子核的衰變的反應(yīng)物只有一種,故D錯.5.（2012·福建理綜·T29（1））關(guān)于近代物理,下列說法正確的是()A.α射線是高速運動的氦原子B.核聚變反應(yīng)方程

中,表示質(zhì)子C.從金屬表面逸出的光電子的最大初動能與照射光的頻率成正比D.玻爾將量子觀念引入原子領(lǐng)域,其理論能夠解釋氫原子光譜的特征【解題指南】解答本題時應(yīng)明確以下三點:(1)分清原子、原子核、核子.(2)理解光電效應(yīng)方程.(3)玻爾的量子觀念.【解析】選D.α射線是氦原子核，A錯；表示中子，B錯；據(jù)光電效應(yīng)方程可知光電子的最大初動能隨照射光的頻率的增大而增大,并不成正比，C錯；玻爾的量子觀能解釋氫原子光譜，D對.6.（2012·江蘇物理·T12·C（1））如圖所示是某原子的能級圖,a、b、c為原子躍遷所發(fā)出的三種波長的光.在下列該原子光譜的各選項中,譜線從左向右的波長依次增大,則正確的是()【解析】根據(jù),可知，能級差越大，波長越小，所以a的波長最小，b的波長最大，答案選C.7.（2012·海南單科·T19(1)）產(chǎn)生光電效應(yīng)時，關(guān)于逸出光電子的最大初動能Ek，下列說法正確的是()對于同種金屬，Ek與照射光的強度無關(guān)對于同種金屬，Ek與照射光的波長成正比對于同種金屬，Ek與照射光的時間成正比對于同種金屬，Ek與照射光的頻率成線性關(guān)系對于不同種金屬，若照射光頻率不變，Ek與金屬的逸出功成線性關(guān)系【解題指南】愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0表明，Ek與入射光的頻率ν成線性關(guān)系，而不是成正比，且與光的強弱無關(guān)，不需要積累能量的時間?！窘馕觥窟xA、D、E。由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0可知，Ek與入射光的強度無關(guān)，選項A正確；Ek與入射光的頻率ν成線性關(guān)系，與波長不是成反比的關(guān)系，選項B錯誤、D正確；由于電子一次性吸收光子的全部能量，Ek與入射光時間無關(guān)，選項C錯誤；對于不同金屬，若照射光的頻率不變，由光電效應(yīng)方程可知，Ek與金屬的逸出功成線性關(guān)系，選項E正確。二、填空題1.（2012·江蘇物理·T12·C(2)）一個中子與某原子核發(fā)生核反應(yīng),生成一個氘核,其核反應(yīng)方程式為.該反應(yīng)放出的能量為Q,則氘核的比結(jié)合能為.【解析】方程式為核子結(jié)合成原子核要放出能量，這個能量叫做原子核的結(jié)合能.，它的結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱做比結(jié)合能，由題意知氘核的核子數(shù)為2，所以比結(jié)合能為Q/2.【答案】(2)Q/22.（2012·新課標全國卷·T35（1））氘核和氚核可發(fā)生熱核聚變而釋放出巨大的能量，該反應(yīng)方程為：eq\a(2,1)H+\a(3,1)H→\a(4,2)He+x，式中x是某種粒子.已知：eq\a(2,1)H、eq\a(3,1)H、eq\a(4,2)He和粒子x的質(zhì)量分別為2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u=931.5MeV/c2，c是真空中的光速.由上述反應(yīng)方程和數(shù)據(jù)可知，粒子x是__________，該反應(yīng)釋放出的能量為_________MeV（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）【解題指南】解答本題應(yīng)明確以下兩點：根據(jù)核電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒書寫核反應(yīng)方程根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程計算反應(yīng)釋放的能量.【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得x是（中子）.核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為△m=（2.0141u+3.0161u﹣4.0026u﹣1.0087u）=0.0189u所以該反應(yīng)釋放出的能量為△E=△m·c2=17.6(MeV)【答案】（或中子）；17.6三、計算題1.（2012·江蘇物理·T12·C(3)）A、B兩種光子的能量之比為2∶1,它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng),且所產(chǎn)生的光電子最大初動能分別為EA、EB.求A、B兩種光子的動量之比和該金屬的逸出功.【解析】光子能量ε=hν,動量p=,且ν=得p=,則pA∶pB=2∶1A照射時,光電子的最大初動能EA=εA-W0.同理,EB=εB-W0解得W0=EA-2EB【答案】2∶1EA-2EB2.(2012·新課標全國卷·T35(2）)如圖，小球a、b用等長細線懸掛于同一固定點O.讓球a靜止下垂，將球b向右拉起，使細線水平.從靜止釋放球b，兩球碰后粘在一起向左擺動，此后細線與豎直方向之間的最大偏角為60°.忽略空氣阻力，求（i）兩球a、b的質(zhì)量之比；（ii）兩球在碰撞過程中損失的機械能與球b在碰前的最大動能之比.【解題指南】解答本題應(yīng)明確以下兩點：a、b碰撞動量守恒碰前b球下擺過程機械能守恒；碰后a、b兩球共同上擺過程機械能守恒.【解析】（i）設(shè)小球a、b質(zhì)量分別為m1、m2，細線長為L，b球擺至最低點與a球碰撞前的速度為v0，碰撞后的速度為v，則對b球擺至最低點由機械能守恒得①最低點小球a、b碰撞由動量守恒定律得m2v0=(m1+m2)v②小球a、b一起擺至最高點，由機械能守恒得③聯(lián)立①②③式得④并代入題給數(shù)據(jù)得⑤（ii）兩球在碰撞過程中的機械能損失是Q=m2gL﹣(m1+m2)gL(1﹣cosθ)⑥聯(lián)立①⑥式，Q與碰前球b的最大動能Ek=m2gL之比為⑦聯(lián)立⑤⑦式，并代入數(shù)據(jù)得⑧【答案】（i）（ii）3.（2012·海南單科·T19（2））一靜止的核經(jīng)α衰變成為，釋放出的總動能為4.27MeV。問此衰變后核的動能為多少MeV（保留1位有效數(shù)字）？【解題指南】根據(jù)動量守恒和能量守恒綜合分析計算?！窘馕觥繐?jù)題意知，此α衰變的方程為根據(jù)動量定理得eq\o\ac(○,1)式中，和分別為α粒子和Th核的質(zhì)量，和分別為α粒子和Th核的速度的大小，由題設(shè)條件知eq\o\ac