2023年高考物理二輪復(fù)習(xí)：近代物理（含解析）

專題12近代物理

一、單選題

1.（2022?廣東廣州?模擬預(yù)測(cè)）每一年年末物理學(xué)會(huì)都會(huì)公布當(dāng)年物理學(xué)的十項(xiàng)重大進(jìn)展，全科學(xué)界十分

關(guān)注物理學(xué)的發(fā)展。下列對(duì)歷史上的重大發(fā)現(xiàn)說(shuō)法正確的是（）

A.電子的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明原子核內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)

B.電子衍射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明實(shí)物粒子也有波動(dòng)性

C.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明原子內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)

D.光電效應(yīng)現(xiàn)象可以用連續(xù)的能量觀解釋

【答案】B

【詳解】A.原子呈現(xiàn)電中性，電子的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明原子內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，A錯(cuò)誤；

B.干涉與衍射是波的特有現(xiàn)象，電子衍射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明實(shí)物粒子也有波動(dòng)性，B正確；

C.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明原子核內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，C錯(cuò)誤；

D.光電效應(yīng)現(xiàn)象可以用愛(ài)因斯坦的光子說(shuō)，即能量的量子化來(lái)解釋，D錯(cuò)誤。

故選Bo

2.（2022?福建漳州?一模）2022年8月9日，中核集團(tuán)漳州核電2號(hào)機(jī)組反應(yīng)堆壓力容器順利吊裝就位，

2

向投產(chǎn)發(fā)電邁出了重要一步，該核電項(xiàng)目投產(chǎn)后核反應(yīng)堆中存在如下核反應(yīng)，^U+（；n^^Ba+^Kr+3^n,

則（）

A.該反應(yīng)為核聚變反應(yīng)

B.該核反應(yīng)過(guò)程沒(méi)有質(zhì)量虧損

C.該核反應(yīng)方程式中A=144

D.的質(zhì)子數(shù)是235,中子數(shù)是92

【答案】C

【詳解】A.該反應(yīng)為核裂變反應(yīng)，A錯(cuò)誤；

B.核裂變會(huì)產(chǎn)生大量能量，則該核反應(yīng)過(guò)程發(fā)生質(zhì)量虧損，B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)質(zhì)量數(shù)相同

235+1=A+89+3

解得

A=144

故C正確；

D.■u的質(zhì)子數(shù)是92,核子數(shù)為235,則中子數(shù)為143,D錯(cuò)誤。

故選Co

3.（2022?山東?模擬預(yù)測(cè)）如圖所示為賓館內(nèi)的煙霧探測(cè)器，探測(cè)器中裝有大約02筆的錮它是一

種半衰期長(zhǎng)達(dá)432年的放射性金屬，會(huì)釋放出a射線和Y射線。當(dāng)空氣分子穿過(guò)探測(cè)器時(shí)，釋放出的

射線將其電離，電離產(chǎn)生的正、負(fù)離子在電場(chǎng)力作用下移動(dòng)，形成微小電流，可被探測(cè)器內(nèi)芯片探測(cè)到，

下列說(shuō)法正確的是（）

一

A.錮2：；Am需要及時(shí)更換，保證探測(cè)器工作的穩(wěn)定性

2412374

B.發(fā)生衰變的方程是95Am-Np+?He+Y

241237

C'95Am的比結(jié)合能大于93Np的比結(jié)合能

D.使空氣分子發(fā)生電離的主要是Y射線

【答案】B

【詳解】A.因?yàn)閠Am的半衰期為432年，故不需要經(jīng)常更換，A錯(cuò)誤；

B.由質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒可知衰變方程為

2412374

AmtNp+He+y

95932

B正確；

241237241237

C.95Am衰變產(chǎn)生的93Np更穩(wěn)定，故95Am的比結(jié)合能小于Np的比結(jié)合能，C錯(cuò)誤；

D.a射線的電離能力最強(qiáng)，Y射線的電離能力最弱，故使空氣分子發(fā)生電離的主要是a射線，D錯(cuò)誤。

故選Bo

4.（2022?山東?模擬預(yù)測(cè)）鉆60（黑C。）是金屬元素鉆的放射性同位素之一，其半衰期為5.27年。它發(fā)生

￡衰變變成鐐60（2Ni）同時(shí)放出能量高達(dá)315keV的高速電子和兩束y射線。鉆60的應(yīng)用非常廣泛，幾

乎遍及各行各業(yè)。在農(nóng)業(yè)上，常用于輻射育種、食品輻射保藏與保鮮等；在工業(yè)上，常用于無(wú)損探傷、輻

射消毒、輻射加工、輻射處理廢物以及自動(dòng)控制等；在醫(yī)學(xué)上，常用于人體腫瘤的放射治療。關(guān)于鉆60,

下列說(shuō)法正確的是（

A.發(fā)生￡衰變的衰變方程為砥Co-；；Ni+：

B.將鉆60放入高溫高壓環(huán)境中可以加快其衰變

C.鉆60可以作為示蹤原子研究人體對(duì)藥物的吸收

D.10g鉆60經(jīng)過(guò)10.54年全部發(fā)生衰變

【答案】A

【詳解】A.根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，知鉆60發(fā)生￡衰變的衰變方程為

故A正確；

B.放射性元素衰變的快慢由核自身的因素決定，與所處的外部環(huán)境無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；

C.鉆60半衰期太長(zhǎng)，且衰變放出的高能粒子對(duì)人體傷害太大，不能作為藥品的示蹤原子，故C錯(cuò)誤。

D.10.54年為兩個(gè)半衰期，則剩下的鉆60為原來(lái)的:，沒(méi)有全部衰變，故D錯(cuò)誤。

4

故選Ao

5.（2022河北?模擬預(yù)測(cè)）由于太陽(yáng)自身巨大的重力擠壓，使其核心的壓力和溫度變得極高，形成了可以

發(fā)生核聚變反應(yīng)的環(huán)境。太陽(yáng)內(nèi)發(fā)生核聚變反應(yīng)主要為：;，已知笊核的比結(jié)合能是1.09MeV,

氮核的比結(jié)合能是7.03MeV。則該反應(yīng)釋放的核能約為（）

A.5MeVB.6MeVC.24MeVD.32MeV

【答案】C

【詳解】由比結(jié)合能的定義可知，該反應(yīng)釋放的核能約為

A￡=(7.03x4-1.09x2x2)MeV“24MeV

故ABD錯(cuò)誤，C正確。

故選Co

6.（2022?黑龍江哈爾濱,模擬預(yù)測(cè)）2021年12月15日，秦山核電站成為安全發(fā)電30年的核電基地，9

臺(tái)機(jī)組運(yùn)行業(yè)績(jī)多年穩(wěn)定處于世界先進(jìn)水平。圖是當(dāng)前普遍使用的核反應(yīng)堆的示意圖。下列說(shuō)法正確的是

鎘棒

水泥防護(hù)層

A.核反應(yīng)堆內(nèi)核燃料發(fā)生核聚變

B.石墨起到吸收中子的作用

C.鎘棒起到使中子減速的作用

D.與相同功率的火電站相比，核電站所需原料少，造成污染小

【答案】D

【詳解】A.核反應(yīng)堆內(nèi)核燃料發(fā)生核裂變，故A錯(cuò)誤；

B.在反應(yīng)堆中，速度與熱運(yùn)動(dòng)速度相當(dāng)?shù)闹凶幼钸m于引發(fā)裂變，而裂變產(chǎn)生的是速度很大的快中子，通

過(guò)在鈾棒周圍放置石墨來(lái)作為慢化劑，從而使快中子與與石墨中的原子核碰撞后能量減少，變?yōu)槁凶?

故B錯(cuò)誤；

C.鎘吸收中子的能力很強(qiáng)，在鈾棒之間插進(jìn)一些鎘棒作為控制棒，從而達(dá)到調(diào)節(jié)中子數(shù)目以控制反應(yīng)速

度的目的，故C錯(cuò)誤；

D.與相同功率的火電站相比，核電站所需原料少，造成污染小，故D正確。

故選D。

7.（2022?江蘇省海頭高級(jí)中學(xué)二模）如圖是氨離子（He+）的能級(jí)圖。通常我們認(rèn)為可見(jiàn)光光子的能量在

1.64-3.19eV之間。按照這一標(biāo)準(zhǔn)，下列操作中丕能使處于基態(tài)的氮離子輻射可見(jiàn)光的是（）

A.用能量為48.36eV的光子照射時(shí)

B.用能量為52.89eV的光子照射時(shí)

C.用能量為53.89eV的電子轟擊時(shí)

D.用能量為56.45eV的電子轟擊時(shí)

【答案】A

【詳解】A.用能量為48.36eV的光子照射時(shí)，光子被全部吸收，氨離子躍遷到〃=3激發(fā)態(tài)，氨離子由〃=3

激發(fā)態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí)，釋放的最小能量光子為7.56eV,不是可見(jiàn)光，故A正確；

BCD.用能量為52.89eV的光子照射時(shí)，光子被全部吸收，氨離子躍遷到〃=6激發(fā)態(tài)，由圖可知，氨離子

由〃=6激發(fā)態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí)，存在釋放光子為可見(jiàn)光光子（〃=4到W3）；用能量為53.89eV或能量為

56.45eV的電子轟擊時(shí)，氫離子可以吸收部分能量，可能躍遷到〃=6激發(fā)態(tài)，同理，可能輻射可見(jiàn)光，故

BCD錯(cuò)誤。

故選Ao

8.（2022?湖北?模擬預(yù)測(cè)）如圖有關(guān)量子力學(xué)建立之初的幾個(gè)重要實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.普朗克為解釋圖甲的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出了能量子的概念，被稱為“量子力學(xué)之父”

B.如圖乙，在光照下，電流表發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，則無(wú)論如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，都無(wú)法使電流表示數(shù)變

為零

C.康普頓依據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，測(cè)量計(jì)算出普朗克常量，與普朗克根據(jù)黑體輻射得出的值在誤差

允許的范圍內(nèi)是一致的

D.可以用圖丙中的原子特征譜線來(lái)做光譜分析

【答案】C

【詳解】A.普朗克為解釋圖甲的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出了能量子的概念，被稱為“量子力學(xué)之父”，故A正確,

不符合題意；

B.如圖乙，在光照下，電流表發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，由圖可知接的正向電壓，則無(wú)論如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，

都無(wú)法使電流表示數(shù)變?yōu)榱?，故B正確，不符合題意；

C.密里根依據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，測(cè)量計(jì)算出普朗克常量，與普朗克根據(jù)黑體輻射得出的值在誤差

允許的范圍內(nèi)是一致的，故C錯(cuò)誤，符合題意；

D.每種原子都有自己的特征譜線，則可以用圖丙中的原子特征譜線來(lái)做光譜分析，故D正確，不符合題

意。

故選Co

9.（2022.山西.懷仁市第一中學(xué)校模擬預(yù)測(cè)）碳14是碳的一種放射性同位素，是通過(guò)宇宙射線撞擊空氣中

的氮14原子產(chǎn)生的，其半衰期為5730年，衰變后又轉(zhuǎn)變?yōu)榈?4。由于其不斷地產(chǎn)生、衰變使得大氣中

的碳14達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，從而使大氣及活體生物中碳元素的碳14豐度（碳14原子占碳原子總數(shù)的百分比）

保持一個(gè)定值，而死亡的生物體中的碳14原子卻由于衰變而不斷減少，這就是碳14測(cè)定年代的原理。根

據(jù)以上描述，以下說(shuō)法正確的是（）

A.碳14發(fā)生的衰變是。衰變

B.若某待測(cè)生物體樣本的碳14豐度為大氣的12.5%,則可判定該生物體死亡約17190年

C.衰變產(chǎn)生的氮14新核的質(zhì)量大于碳14的質(zhì)量

D.碳14的半衰期會(huì)受到環(huán)境溫度、濕度以及所處化學(xué)狀態(tài)（化合態(tài)或游離態(tài)）的影響

【答案】B

【詳解】A.“碳14衰變后又轉(zhuǎn)變?yōu)榈?4”，說(shuō)明碳14發(fā)生的是〃衰變，故A錯(cuò)誤；

B.生物體樣本的碳14豐度為大氣的12.5%,說(shuō)明經(jīng)過(guò)了三個(gè)半衰期，即17190年，故B正確；

C.衰變過(guò)程核能釋放，質(zhì)量虧損，故C錯(cuò)誤；

D.衰變是原子核的變化，不會(huì)受環(huán)境溫度、濕度及化學(xué)狀態(tài)的影響，故D錯(cuò)誤。

故選Bo

10.（2022?浙江?模擬預(yù)測(cè)）大量處于〃=5能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的0、6兩種單色光照射某光

電管的陰極時(shí)，測(cè)得遏止電壓之比為2:1,根據(jù)該信息下列說(shuō)法正確的是（）

A.在同種介質(zhì)中，6光的傳播速度是a光的Y1倍

2

B.若b光是躍遷到?=3能級(jí)產(chǎn)生的，則a光可能是躍遷到〃=4能級(jí)產(chǎn)生的

C.用同樣的裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，6光束的條紋間距是a光束的兩倍

D.當(dāng)兩種光從水中射向空氣時(shí)，a光的臨界角小于6光的臨界角

【答案】D

【詳解】A.遏止電壓是光電流為零時(shí)的最小反向電壓，根據(jù)動(dòng)能定理可知

eU°=Ek=hv-網(wǎng)

因測(cè)得遏止電壓之比為2:1,則a、6兩種單色光的頻率

Vb<Va<2Vb

在同種介質(zhì)中，頻率越大，拆射率越大，光速越小，因a光的頻率大，所以b光的傳播速度大于a光的傳

播速度，A錯(cuò)誤；

B.a光的頻率大，則a光的光子能量大于6光的光子能量，若6光是躍遷到"=3能級(jí)產(chǎn)生的，則a光躍

遷到比〃=3能級(jí)低才能產(chǎn)生，B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)

C

V=—

A

b兩種單色光的頻率有匕＜2乜，則b光的波長(zhǎng)比〃光波長(zhǎng)的2倍小，由

，。

Ax——LA

d

可知b光束的條紋間距比a光束的條紋間距的2倍小，C錯(cuò)誤；

D.a光的頻率大，在同一種介質(zhì)中，其折射率大，根據(jù)

,「1

sinC=—

n

可知a光的臨界角小，D正確。

故選D。

二、多選題

11.(2022?江西景德鎮(zhèn)?二模)如圖所示為氫原子的能級(jí)示意圖，一群氫原子處于〃=3的激發(fā)態(tài)，原子在向

較低能級(jí)躍遷的過(guò)程中向外發(fā)出光子。若用這些光照射逸出功為2.49eV的金屬鈉，則下列說(shuō)法正確的是

()

Eg---------------------0

n=4------------------------0.85eV

片3-------------------------l-51eV

M=2------------------------3.40eV

n=l------------------------13.6eV

A.這群氫原子能發(fā)出三種頻率不同的光，其中從n=3躍遷到?=2所發(fā)出的光波長(zhǎng)最長(zhǎng)

B.這群氫原子能發(fā)出兩種頻率不同的光，其中從〃=3躍遷到?=1所發(fā)出的光頻率最高

C.金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動(dòng)能最大值為ll.lleV

D.金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動(dòng)能最大值為9.60eV

【答案】AD

【詳解】AB.這群氫原子能發(fā)出頻率不同的光子數(shù)為

C；=3

據(jù)光子能量公式

E=hv=h—

2

可知，其中從〃=3躍遷到〃=2所發(fā)出的光子能量最小，波長(zhǎng)最長(zhǎng)，從〃=3躍遷到〃=1所發(fā)出的光子能量

最大，頻率最高，A正確，B錯(cuò)誤；

CD.據(jù)光電效應(yīng)方程

從〃=3躍遷到所發(fā)出的光子能量最大，為12.09eV,代入解得金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動(dòng)能最

大值為

￡km=9.60eV

C錯(cuò)誤，D正確。

故選ADO

12.（2022,新疆,博樂(lè)市高級(jí)中學(xué)（華中師大一附中博樂(lè)分校）模擬預(yù)測(cè)）如圖，圖甲為氫原子的能級(jí)圖，

大量處于"=4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，發(fā)出頻率不同的大量光子，其中頻率最高的光子照射到圖乙電路中

光電管陰極K上時(shí)，電路中電流隨電壓變化的圖像如圖丙。下列說(shuō)法正確的是（）

nE/eV

8---------------------0

4-0.85

3------------------------1.51

2------------------------3.40

1-----------------------13.6

A.光電管陰極K金屬材料的逸出功為5.75eV

B.這些氫原子躍遷時(shí)共發(fā)出3種頻率的光

C.若調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片能使光電流為零，則可判斷圖乙中電源右側(cè)為負(fù)極

D.氫原子躍遷放出的光子中共有2種頻率的光子可以使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象

【答案】AC

【詳解】B.這些氫原子躍遷時(shí)共發(fā)出光的頻率種數(shù)為

N=C；=6

故B錯(cuò)誤；

A.大量處于〃=4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，發(fā)出頻率最高的光子能量為

￡=以-￡]=12.75ev

由圖丙可知遏止電壓為”=7V,設(shè)光電管陰極K金屬材料的逸出功為航，根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程以

及動(dòng)能定理綜合可得

E*eq=EM

解得

匕=5.75eV

故A正確；

C.若調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片能使光電流為零，說(shuō)明光電管所加電壓為反向電壓，光電子受到電場(chǎng)力指向陰

極K,即電源正極與陰極K相連，則電源左側(cè)為正極，右側(cè)為負(fù)極，故C正確；

D,由能級(jí)圖可知，從〃=4到躍遷、從〃=3到躍遷、從〃=2到躍遷時(shí)所放出光子的能量分

別為12.75eV、12.09eV,10.2eV,都大于%,而其余3種躍遷放出光子的能量都小于%,所以共有3種

頻率的光子可以使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。

故選

ACO

13.（2022?福建省福州第一中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）1899年，蘇聯(lián)物理學(xué)家列別捷夫首先從實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了“光射到

物體表面上時(shí)會(huì)產(chǎn)生壓力”，我們將光對(duì)物體單位面積的壓力叫壓強(qiáng)或光壓。已知頻率為丫的光子的動(dòng)量

為名，式中〃為普朗克常量（仁6.63xl0&j.s）,c為光速（c=3xl08m/s）,某激光器發(fā)出的激光功率為

P=1000W,該光束垂直射到某平整元件上，其光束截面積為S=L00mml該激光的波長(zhǎng)2=500nm下列說(shuō)

法正確的有（）

A.該激光器單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)可表示為孕?

he

B.該激光定能使金屬鴇（截止頻率為1.095X1015HZ）發(fā)生光電效應(yīng)

該激光不能使處于第一激發(fā)態(tài)的氫原子（19）電離

C.￡2=-3.4eV=-5.44xl0J

D.該光束可能產(chǎn)生的最大光壓約為6.67Pa

【答案】AC

【詳解】A.單位時(shí)間內(nèi)射到平整元件上的光能為

W=Pt

每個(gè)光子的能量為

E=me2=hv=h—

A

則該激光器單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)

WPA

n=——二--

Ethe

故A正確；

B.入射光的頻率為

15

V=-=0,6X10HZ

2

入射光的頻率小于金屬鴇的截止頻率，不能發(fā)生光電效應(yīng)，故B錯(cuò)誤；

C.入射光子的能量

E=捫=4X1()T9j

光子能量小于處于第一激發(fā)態(tài)的氫原子的電離能，不能使其電離，故C正確；

D.對(duì)單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光子，根據(jù)動(dòng)量定理

FAt=nmc=me

he

根據(jù)以上分析可知

h

m=——

cA

代入&=1,可得

FP

P=—=——=3.33Pa

mScS

故D錯(cuò)誤。

故選ACo

三、解答題

14.(2022?上海徐匯三模)1945年7月16日，美國(guó)的第一顆原子彈在新墨西哥州的沙漠中試爆成功。由

于當(dāng)時(shí)美國(guó)對(duì)原子彈武器的細(xì)節(jié)都是絕對(duì)保密的，因此試爆后測(cè)量的各種數(shù)據(jù)都是不為人知的。到了1947

年，美國(guó)軍方只是公布了原子彈爆炸火球隨時(shí)間變化的照片，這些原子彈爆炸產(chǎn)生的蘑菇云照片在當(dāng)時(shí)引

起了人們極大的興趣，出現(xiàn)在世界各地的報(bào)紙和雜志上。

(1)該原子彈是以缽(言Pu)為核原料的，在中子的轟擊下，一種典型的核裂變產(chǎn)物是鏡(7Xe)和錯(cuò)

(4o'Zr),試寫出此核反應(yīng)方程;

(2)英國(guó)物理學(xué)家杰弗里,泰勒爵士通過(guò)對(duì)照片的分析，認(rèn)為原子彈爆炸火球的實(shí)時(shí)半徑「與時(shí)間f,爆炸

能量E以及空氣密度。有關(guān)。請(qǐng)你寫出。會(huì)影響廠的理由，并指出當(dāng)0增大時(shí)，7?將增大還是減??；

(3)接上問(wèn)，如果認(rèn)為「只與E,0有關(guān)，可以得到：「=口'0'",其中x、了、z、C是無(wú)單位的

常數(shù).試求出X、＞、z的數(shù)值；

(4)接上問(wèn)，我們假定常數(shù)C=l,取空氣密度0=1.2kg/n?。觀察圖片可得，當(dāng)f=0.025s時(shí)，火球半徑

約等于132m。已知1噸TNT當(dāng)量=4.2xl09j,試估算該次核爆炸的當(dāng)量少。

711

【答案】(1)%Pu+：nf]：Xe+胃Zr+4：n；(2)見(jiàn)解析；⑶x=j,>=不z=-不；(4)1.83xl()4噸

TNT當(dāng)量

【詳解】(1)根據(jù)反應(yīng)過(guò)程滿足質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得此核反應(yīng)方程為

2；；Pu+；n.i；；Xe+%Zr+4；n

(2)將空氣密度想象成空氣的“厚度”，那么空氣密度越大，空氣越“厚”，它會(huì)阻礙火球的傳播，因

此傳播了更短的距離后火球就停止前進(jìn)了，即空氣密度。增大時(shí)，廠將減??；

(3)半徑『的國(guó)際單位為m,時(shí)間f國(guó)際的單位為s,能量￡的國(guó)際單位為kg.百次2,空氣密度夕的國(guó)際

單位為kg/n?,為了消去質(zhì)量的單位kg,則有

kg-m2/s2_m5

pkg/m3s2

為了消去時(shí)間的單位，則有

E.m515

—t2=l--s2=lm

Ps

如果認(rèn)為一只與％,E,P有關(guān)，則有

r^k-t2

p

可得

2]__i_

r=Ct^E^p'

結(jié)合

r=CtxEypz

可得

2II

x=M，z="

(4)假定常數(shù)C=l,取空氣密度P=1.2kg/n?。觀察圖片可得，當(dāng)/=0.025s時(shí)，火球半徑約等于132m,

則該次核爆炸的能量為

pr51.2xl325

E=J?7.69xlO13J

0.0252

則有

7.69xlQ13

?1.83xl04

4.2xl09

可知該次核爆炸的當(dāng)量約為1.83x1O4噸TNT當(dāng)量。

15.(2022,北京?高考真題)利用物理模型對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析，是重要的科學(xué)思維方法。

(1)某質(zhì)量為"?的行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌跡為橢圓，在近日點(diǎn)速度為匕，在遠(yuǎn)日點(diǎn)速度為V2。求從近日點(diǎn)

到遠(yuǎn)日點(diǎn)過(guò)程中太陽(yáng)對(duì)行星所做的功W；

(2)設(shè)行星與恒星的距離為八請(qǐng)根據(jù)開普勒第三定律(叁=斤)及向心力相關(guān)知識(shí)，證明恒星對(duì)行星的

作用力F與7?的平方成反比；

(3)宇宙中某恒星質(zhì)量是太陽(yáng)質(zhì)量的2倍,單位時(shí)間內(nèi)向外輻射的能量是太陽(yáng)的16倍。設(shè)想地球“流浪”

后繞此恒星公轉(zhuǎn)，且在新公轉(zhuǎn)軌道上的溫度與“流浪”前一樣。地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期為刀，繞此恒星公

轉(zhuǎn)的周期為乃，求，

【答案】(1)少=；(2)見(jiàn)解析；⑶1-=4V2

【詳解】(1)根據(jù)動(dòng)能定理有

Wmv；—gmV12

(2)設(shè)行星繞恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，行星的質(zhì)量為如運(yùn)動(dòng)半徑為乙運(yùn)動(dòng)速度大小為V。恒星對(duì)行星的

作用力/提供向心力，貝U

F=m—

r

運(yùn)動(dòng)周期

T①

V

根據(jù)開普勒第三定律5=左，左為常量，得

l4兀2km

即恒星對(duì)行星的作用力/與r的平方成反比。

(3)假定恒星的能量輻射各向均勻，地球繞恒星做半徑為r的圓周運(yùn)動(dòng)，恒星單位時(shí)間內(nèi)向外輻射的能

量為外。以恒星為球心，以廠為半徑的球面上，單位面積單位時(shí)間接受到的輻射能量

P=

4^r2

設(shè)地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)半徑為，/在新軌道上公轉(zhuǎn)半徑為廠2。地球在新公轉(zhuǎn)軌道上的溫度與“流浪”前一樣，必

須滿足P不變，由于恒星單位時(shí)間內(nèi)向外輻射的能量是太陽(yáng)的16倍，得

/2=4//

設(shè)恒星質(zhì)量為加，地球在軌道上運(yùn)行周期為7萬(wàn)有引力提供向心力，有

GMm4/

丁二的亨

解得

4/尸3

T=

GM

由于恒星質(zhì)量是太陽(yáng)質(zhì)量的2倍，得

烏=4行

16.（2022?北京口01中學(xué)三模）（1）用波長(zhǎng)為2的光照射金屬表面所產(chǎn)生的光電子垂直進(jìn)入磁感強(qiáng)度為2

的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其最大半徑為凡電子質(zhì)量為如電量為e,光速為c,普朗克常量為兒

求金屬的逸出功W,

（2）一個(gè)光源以［=L6W的功率向四周均勻地發(fā)射能量。在離光源距離R=2.5m處放置一小鉀箔，鉀的

逸出功少=2.2eV,假設(shè)入射光的能量是連續(xù)地和平穩(wěn)地垂直傳給鉀箔，光的平均波長(zhǎng)為X。

①根據(jù)愛(ài)因斯坦的光子說(shuō)和質(zhì)能方程，證明光子動(dòng)量p=;（6是普朗克恒量）。

②假設(shè)鉀箔完全吸收所有照射到它上面的能量。求：

a.鉀箔在垂直入射光方向上單位面積上受到光的平均作用力（用題目中的物理符號(hào)表示）。

b.按照經(jīng)典電磁理論，鉀箔只需吸收足夠的能量就可以逐出電子，若一個(gè)要被逐出的電子收集能量的圓

形截面的半徑約為一個(gè)典型原子的半徑廠=5.0xl0fm,求：此光源照射條件下，用此光源照射時(shí)電子將

被逐出的時(shí)間。

C.根據(jù)你的計(jì)算結(jié)果，你認(rèn)為經(jīng)典電磁理論在解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象時(shí)是否合理？談?wù)勀愕目捶ā?/p>

【答案】（1）如一謹(jǐn)E;（2）①見(jiàn)解析；②；b.2200s",不合理、見(jiàn)解析

22m4小我

【詳解】（1）由光電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力

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