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專題13 近代物理初步 第一部分名師綜述 綜合分析近幾年的高考物理試題發(fā)現(xiàn)，試題在考查主干知識(shí)的同時(shí)，注重考查必修中的基本概念和基本規(guī)律。 考綱要求 1、知道什么是光電效應(yīng)，理解光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律；會(huì)利用光電效應(yīng)方程計(jì)算逸出功、極限頻率、最大初動(dòng)能等物理量；知道光的波粒二象性，知道物質(zhì)波的概念． 2、知道兩種原子結(jié)構(gòu)模型，會(huì)用玻爾理論解釋氫原子光譜；掌握氫原子的能級(jí)公式并能結(jié)合能級(jí)圖求解原子的躍遷問題。 3、掌握原子核的衰變、半衰期等知識(shí)；會(huì)書寫核反應(yīng)方程，并能根據(jù)質(zhì)能方程求解核能問題． 命題規(guī)律 1、光電效應(yīng)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)規(guī)律和光電效應(yīng)方程，光的波粒二象性和德布羅意波是理解的難點(diǎn)，也是考查的熱點(diǎn)，一般以選擇題形式出現(xiàn)，光電效應(yīng)方程可能會(huì)以填空題或計(jì)算題形式出現(xiàn)。 2、核式結(jié)構(gòu)、玻爾理論、能級(jí)公式、原子躍遷條件在選做題部分出現(xiàn)的幾率將會(huì)增加，可能單獨(dú)命題，也可能與其它知識(shí)聯(lián)合出題． 3、半衰期、質(zhì)能方程的應(yīng)用、計(jì)算和核反應(yīng)方程的書寫是高考的熱點(diǎn)問題，試題一般以基礎(chǔ)知識(shí)為主，較簡(jiǎn)單. 第二部分精選試題 一、單選題 1．盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，這一模型建立的基礎(chǔ)是 A．α粒子的散射實(shí)驗(yàn) B．對(duì)陰極射線的研究 C．天然放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) D．質(zhì)子的發(fā)現(xiàn) 【答案】 A 【解析】 盧瑟福提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型是根據(jù)a粒子的散射實(shí)驗(yàn)提出來的，A正確。 2．托卡馬克（Tokamak）是一種復(fù)雜的環(huán)形裝置，結(jié)構(gòu)如圖所示。環(huán)心處有一歐姆線圈，四周是一個(gè)環(huán)形真空室，真空室外部排列著環(huán)向場(chǎng)線圈和極向場(chǎng)線圈。當(dāng)歐姆線圈中通以變化的電流時(shí)，在托卡馬克的內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生巨大的渦旋電場(chǎng)，將真空室中的等離子體加速，從而達(dá)到較高的溫度。再通過其他方式的進(jìn)一步加熱，就可以達(dá)到核聚變的臨界溫度。同時(shí)，環(huán)形真空室中的高溫等離子體形成等離子體電流，與極向場(chǎng)線圈、環(huán)向場(chǎng)線圈共同產(chǎn)生磁場(chǎng)，在真空室區(qū)域形成閉合磁籠，將高溫等離子體約束在真空室中，有利于核聚變的進(jìn)行。已知真空室內(nèi)等離子體中帶電粒子的平均動(dòng)能與等離子體的溫度T成正比，下列說法正確的是 A．托卡馬克裝置中核聚變的原理和目前核電站中核反應(yīng)的原理是相同的 B．極向場(chǎng)線圈和環(huán)向場(chǎng)線圈的主要作用是加熱等離子體 C．歐姆線圈中通以恒定電流時(shí)，托卡馬克裝置中的等離子體將不能發(fā)生核聚變 D．為了約束溫度為T的等離子體，所需要的磁感應(yīng)強(qiáng)度B必須正比于溫度T 【答案】 C 【解析】 【詳解】 A、目前核電站中核反應(yīng)的原理是核裂變，原理不同，故A錯(cuò)誤； B、極向場(chǎng)線圈、環(huán)向場(chǎng)線圈主要作用是將高溫等離子體約束在真空室中，有利于核聚變的進(jìn)行，故B錯(cuò)誤； C、歐姆線圈中通以恒定的電流時(shí)，產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，恒定的磁場(chǎng)無法激發(fā)電場(chǎng)，則在托卡馬克的內(nèi)部無法產(chǎn)生電場(chǎng)，等離子體無法被加速，因而不能發(fā)生核聚變，故C正確。 D、帶電粒子的平均動(dòng)能與等離子體的溫度T成正比，則T∝12mv2，由洛倫茲力提供向心力，則qvB=mv2R，則有B∝T，故D錯(cuò)誤。 3．一對(duì)正、負(fù)電子可形成一種壽命比較短的稱為“電子偶素”的新粒子。電子偶素中的正電子與負(fù)電子都以速率v繞它們連線的中點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)。假定玻爾關(guān)于氫原子的理論可用于電子偶素，電子的質(zhì)量m、速率v和正、負(fù)電子間的距離r的乘積也滿足量子化條件，即mvnrn=nh2π，式中n稱為量子數(shù)，可取整數(shù)值1、2、3、，h為普朗克常量。已知靜電力常量為k，電子質(zhì)量為m、電荷量為e，當(dāng)它們之間的距離為r時(shí)，電子偶素的電勢(shì)能Ep=-ke2r，則關(guān)于電子偶素處在基態(tài)時(shí)的能量，下列說法中正確的是（） A．π2k2e4mh2 B．π2k2e2mh2 C．-π2k2e4mh2 D．-π2k2e2mh2 【答案】 C 【解析】 【分析】 正電子與負(fù)電子都以速率v繞它們連線的中點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，兩者間的庫(kù)侖力充當(dāng)向心力；結(jié)合題中量子化的條件，可得n=1時(shí)正、負(fù)電子間的距離r1、電子的速率v1。求出n=1時(shí)兩個(gè)電子的動(dòng)能和電子偶素的電勢(shì)能可得電子偶素處在基態(tài)時(shí)的能量。 【詳解】 設(shè)n=1時(shí)正、負(fù)電子間的距離為r1、電子的速率為v1，則ke2r12=mv12r12，由量子化條件可得mv1r1=h2π，聯(lián)立解得：v1=πke2h、r1=h22kmπ2e2。每個(gè)電子的動(dòng)能Ek=12mv12，系統(tǒng)的電勢(shì)能EP=-ke2r1，則電子偶素處在基態(tài)時(shí)的能量E1=2Ek+EP，解得：E1=-π2k2e4mh2。故C項(xiàng)正確，ABD三項(xiàng)錯(cuò)誤。 4．已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1，激發(fā)態(tài)能量為En=E1n2，其中n＝2，3，4…已知普朗克常量為h，則下列說法正確的是(　　) A．氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)后，核外電子動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能減小 B．基態(tài)氫原子中的電子吸收一頻率為ν的光子被電離后，電子速度大小為2(hν-E1)m C．大量處于n＝3的激發(fā)態(tài)的氫原子，向低能級(jí)躍遷時(shí)可輻射出3種不同頻率的光 D．若原子從n＝6能級(jí)向n＝1能級(jí)躍遷時(shí)所產(chǎn)生的電磁波能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則原子從n＝6能級(jí)向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)所產(chǎn)生的電磁波也一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) 【答案】 C 【解析】 【詳解】 A、氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)后，核外電子的動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大，總能量增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤； B、基態(tài)的氫原子中的電子吸收一頻率為ν的光子被電離后，最大動(dòng)能為Ekm＝hν－E1，設(shè)電子的最大速度為vm，則vm＝2(hν-E1)m，選項(xiàng)B錯(cuò)誤； C、大量處于n＝3的激發(fā)態(tài)的氫原子，向低能級(jí)躍遷可能輻射的光線的條數(shù)C32＝3種，選項(xiàng)C正確； 從n＝6能級(jí)向n＝1能級(jí)躍遷產(chǎn)生的電磁波能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則從n＝6能級(jí)向n＝2能級(jí)躍遷產(chǎn)生的電磁波不一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 故選C 5．如圖所示，靜止的92238U核發(fā)生衰變后生成反沖Th核，兩個(gè)產(chǎn)物都在垂直于它們的速度方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法錯(cuò)誤的是：(　　) A．衰變方程可表示為92238U→90234Th+24He B．Th核和粒子的圓周軌道半徑之比為1:45 C．Th核和粒子的動(dòng)能之比為1:45 D．Th核和粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)的方向相同 【答案】 C 【解析】 【詳解】 由電荷守恒及質(zhì)量守恒可知，衰變方程可表示為92238U→90234Th+24He，故A正確；粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力作向心力，所以有，R=mvqB；而P=mv相同、B相同，故Th核和α粒子的圓周軌道半徑之比RThRα=290=145，故B正確；由動(dòng)量守恒可得衰變后vThvα=mαmTh=4234，所以Th核和α粒子的動(dòng)能之比EkThEkα=EkThEkα=12mThvTh212mαvα2=4234=2117，故C錯(cuò)誤；Th核和α粒子都帶正電荷，所以在圖示勻強(qiáng)磁場(chǎng)中都是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，故D正確；此題選擇錯(cuò)誤的選項(xiàng)，故選C。 【點(diǎn)睛】 此題類似反沖問題，結(jié)合動(dòng)量守恒定律和軌道半徑公式討論；寫衰變方程時(shí)要注意電荷、質(zhì)量都要守恒即反應(yīng)前后各粒子的質(zhì)子數(shù)總和不變，相對(duì)原子質(zhì)量總數(shù)不變，但前后結(jié)合能一般發(fā)生改變。 6．紫外光電管是利用光電效應(yīng)原理對(duì)油庫(kù)等重要場(chǎng)所進(jìn)行火災(zāi)報(bào)警的裝置，其工作電路如圖所示，其中A為陽極，K為陰極，只有當(dāng)明火中的紫外線照射到Κ極時(shí)，c、d端才會(huì)有信號(hào)輸出。已知地球表面太陽光中紫外線波長(zhǎng)主要在315nm-400nm之間，而明火中的紫外線波長(zhǎng)主要在200nm-280nm之間，下列說法正確的是 A．要實(shí)現(xiàn)有效報(bào)警，照射光電管的紫外線波長(zhǎng)應(yīng)大于280nm B．明火照射到搬時(shí)間要足夠長(zhǎng)，c、d端才有輸出電壓 C．僅有太陽光照射光電管時(shí)，c、d端輸出的電壓為零 D．火災(zāi)報(bào)警時(shí)，照射光電管的紫外線波長(zhǎng)越大，逸出的光電子最大初動(dòng)能越大 【答案】 C 【解析】A、根據(jù)題意要實(shí)現(xiàn)有效報(bào)警，照射光電管的紫外線波長(zhǎng)應(yīng)介于200nm-280nm之間，故A錯(cuò)； B、光電效應(yīng)的發(fā)生具有瞬時(shí)性，故B錯(cuò)； C、僅有太陽光照射光電管時(shí)，由于波長(zhǎng)大于明火的波長(zhǎng)即頻率小于明火的頻率，所以不能發(fā)生光電效應(yīng)，回路中沒有電流，cd段也就沒有電壓，故C正確； D、火災(zāi)報(bào)警時(shí)，照射光電管的紫外線波長(zhǎng)越大，則頻率越小，那么逸出的光電子最大初動(dòng)能就越小，故D錯(cuò)誤； 故選C 7．關(guān)于原子核、原子核的衰變、核能，下列說法正確的是(　　) A．原子核的結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定 B．任何兩個(gè)原子核都可以發(fā)生核聚變 C．92238U衰變成82206Pb要經(jīng)過8次β衰變和6次α衰變 D．發(fā)生α衰變時(shí)，新核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了2 【答案】 D 【解析】 A．比結(jié)合能越大原子核越穩(wěn)定，原子核的結(jié)合能越大，原子核不一定越穩(wěn)定，故A錯(cuò)誤； B．入射光頻率大于極限頻率能產(chǎn)生光電子，故B正確； C．鈾核92238U衰變?yōu)殂U核82206Pb的過程中，α衰變一次質(zhì)量數(shù)減少4個(gè)，次數(shù)n=238-2064=8；β衰變的次數(shù)為n=28-(92-82)=6，要經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變，故C錯(cuò)誤； D．α粒子為氦核，由兩個(gè)質(zhì)子和兩種中子組成，所以發(fā)生α衰變時(shí)，新核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了2，故D正確． 故選：BD 8．現(xiàn)在很多血管?？漆t(yī)院引進(jìn)了一種被稱為“心臟灌注顯像”的檢測(cè)技術(shù)，將若干毫升含放射性元素锝（Tc）的注射液注入被檢測(cè)者的動(dòng)脈中，經(jīng)過40分鐘后，這些含放射性物質(zhì)的注射液通過血液循環(huán)均勻地分布到血液中，這時(shí)對(duì)被檢測(cè)者的心臟進(jìn)行造影。心臟血管正常的位置由于放射性物質(zhì)隨血液到達(dá)而有放射線射出；心臟血管被堵塞的部分由于無放射性物質(zhì)到達(dá)，將無放射線射出。醫(yī)生根據(jù)顯像情況就可判定被檢測(cè)者心臟血管有無病變，并判定病變位置。你認(rèn)為檢測(cè)所用放射性锝的半衰期應(yīng)該最接近（） A．6分鐘 B．6小時(shí) C．6天 D．6個(gè)月 【答案】 B 【解析】 試題分析：根據(jù)題意可知，將若干毫升含放射性元素锝（Tc）的注射液注入被檢測(cè)者的動(dòng)脈中，經(jīng)過40分鐘后，這些含放射性物質(zhì)的注射液通過血液循環(huán)均勻地分布到血液中，可知檢測(cè)所用放射性锝的半衰期應(yīng)該最接近6小時(shí)才合適，故選B． 考點(diǎn)：半衰期 【名師點(diǎn)睛】本題較簡(jiǎn)單，學(xué)生對(duì)習(xí)題的信息量較大，增大了閱讀的難度，但該題注重了結(jié)合生活來考查物理知識(shí)，是今后考試考查的方向，學(xué)生在學(xué)習(xí)中應(yīng)注意搜集與物理相關(guān)的知識(shí)。 9．從1907 年起，密立根就開始測(cè)量金屬的遏止電壓C U （即圖1 所示的電路中電流表○G 的讀數(shù)減小到零時(shí)加在電極K 、A 之間的反向電壓）與入射光的頻率v，由此算出普朗克常量h ，并與普朗克根據(jù)黑體輻射得出的h 相比較，以檢驗(yàn)愛因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性。按照密立根的方法我們利用圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到了某金屬的UC --v圖像如圖2 所示。下列說法正確的是 A．該金屬的截止頻率約為4．27 1014 Hz B．該金屬的截止頻率約為5．50 1014 Hz C．該圖線的斜率為普朗克常量 D．該圖線的斜率為這種金屬的逸出功 【答案】 A 【解析】試題分析：設(shè)金屬的逸出功為光電子的最大初動(dòng)能Ek 與遏止電壓UC 的關(guān)系是聯(lián)立兩式可得：可解得，即金屬的截止頻率約為Hz，在誤差允許范圍內(nèi)，可以認(rèn)為A 正確；B 錯(cuò)誤。 考點(diǎn)：光電效應(yīng)。 10．質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3。當(dāng)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核時(shí)，釋放的能量是（c表示真空中的光速）（） A．（m1+m2-m3）c B．（m1-m2-m3）c C．（m1+m2-m3）c2 D．（m1-m2-m3）c2 【答案】 C 【解析】 試題分析：根據(jù)質(zhì)能方程ΔE=Δmc2知，核反應(yīng)過程中釋放的能量等于質(zhì)量的減少量與光速c平方的乘積，C正確，A、B、D錯(cuò)誤。 考點(diǎn)：主要考查質(zhì)能方程 二、多選題 11．靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的原子核X發(fā)生α衰變后變成新原子核Y。已知核X的質(zhì)量數(shù)為A，電荷數(shù)為Z，核X、核Y和α粒子的質(zhì)量分別為mX、mY和mα，α粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為R。則 A．衰變方程可表示為ZAX→Z-2A-4Y+24He B．核Y的結(jié)合能為（mx-my-mα）c2 C．核Y在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為2RZ-2 D．核Y的動(dòng)能為EKY=mY(mX-mY-mα)c2mY+mα 【答案】 AC 【解析】 【詳解】 A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，衰變方程可表示為ZAX→Z-2A-4Y+24He，選項(xiàng)A正確； B．此反應(yīng)中放出的總能量為：?E=（mx-my-mα）c2，可知核Y的結(jié)合能不等于（mx-my-mα）c2，選項(xiàng)B錯(cuò)誤； C．根據(jù)半徑公式r=mvqB，又mv=P（動(dòng)量），則得r=PqB，在衰變過程遵守動(dòng)量守恒，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得：0=PY-Pα，則PY=Pα，得半徑之比為rYrα=qαqY=2Z-2，則核Y在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為rY=2RZ-2，故C正確； D．兩核的動(dòng)能之比：EkYEkα=12mYvY212mαvα2=mα(mYvY)2mY(mαvα)2=mαmY，因EkY+Ekα=ΔE=（mx-my-mα）c2，解得EkY=mα(mX-mY-mα)c2mY+mα，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 12．如圖為英國(guó)物理學(xué)家查德威克發(fā)現(xiàn)中子的實(shí)驗(yàn)示意圖，利用釙（84210Po）衰變放出的α粒子轟擊鈹(49Be)時(shí)產(chǎn)生了未知射線。查德威克曾用這種射線分別轟擊氫原子(11H)和氮原子(714N），結(jié)果打出了一些氫核和氮核。他測(cè)量了被打出的氫核和氮核的速度，并認(rèn)為速度最大昀氫核和氮核是由未知射線中的粒子分別與它們發(fā)生彈性正碰的結(jié)果，設(shè)氫核的最大速度為VH，氮核的最大速度為VN，氫核和氮核在未被打出前可認(rèn)為是靜止的。查德威克運(yùn)用能量和動(dòng)量的知識(shí)推算了這種未知粒子的質(zhì)量。設(shè)氫原子的質(zhì)量為m，以下說法正確的是 A．釙的衰變方程為84210Po→82208Pb+24He B．圖中粒子A是中子 C．未知粒子的質(zhì)量為14vN-vHvH-vNm D．未知粒子的質(zhì)量為14vN+vHvH-vNm 【答案】 BC 【解析】 【詳解】 根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，A中的核反應(yīng)是錯(cuò)誤的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)題意可知，圖中不可見粒子A是中子，選項(xiàng)B正確；氫原子的質(zhì)量為m，則氮核的質(zhì)量為14m，設(shè)未知射線粒子的質(zhì)量為m0，碰前速度為v0，則由動(dòng)量守恒和能量守恒可知：m0v0=m0v1+mvH；12m0v02=12m0v12+12mvH2；聯(lián)立解得：vH=2m0v0m0+m；同理未知射線與氮核碰撞時(shí)，氮核的速度：vN=2m0v0m0+14m；由兩式可得：m0=14vN-vHvH-vNm，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；故選BC. 13．在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，分別用頻率為νa、νb的單色光a、b照射到同種金屬上，測(cè)得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub、光電子的最大初動(dòng)能分別為Eka和Ekb。h為普朗克常量。下列說法正確的是 A．若νa>νb，則一定有Uaνb，則一定有Eka>Ekb C．若Uaνb，則一定有hνa–Eka>hνb–Ekb 【答案】 BC 【解析】 【詳解】 根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=hv-W0知，va＞vb，逸出功相同，則Eka＞Ekb，又Ekm=eUc，則Ua＞Ub，故A錯(cuò)誤，B正確。根據(jù)Ekm=eUc知，若Ua＜Ub，則一定有Eka＜Ekb，故C正確。逸出功W0=hv-Ekm，由于金屬的逸出功相同，則有：hva-Eka=hvb-Ekb，故D錯(cuò)誤。故選B。 【點(diǎn)睛】 解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)方程以及知道最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系，注意金屬的逸出功與入射光的頻率無關(guān)． 14．如圖所示，兩塊相同的玻璃等腰三棱鏡ABC置于空氣中，兩者的AC面相互平行放置，由紅光和藍(lán)光組成的細(xì)光束平行于BC面從P點(diǎn)射入，通過兩棱鏡后，從a、b兩點(diǎn)射出。對(duì)于從a、b射出的這兩束光下列說法正確的是 A．從a、b兩點(diǎn)射出的兩束光不平行 B．從a、b兩點(diǎn)射出的兩束光仍平行，且平行于BC邊 C．從b點(diǎn)射出的光比從a點(diǎn)射出的光更容易使金屬產(chǎn)生光電效應(yīng) D．從a點(diǎn)射出的光比從b點(diǎn)射出的光更容易觀察到單縫衍射現(xiàn)象 【答案】 BCD 【解析】 【分析】 根據(jù)光路可逆性原理，分析知道從a、b兩點(diǎn)射出的單色光平行．紅光的折射率小于藍(lán)光的折射率，根據(jù)偏折角的大小判斷知，從a點(diǎn)射出的為紅光，從b點(diǎn)射出的為藍(lán)光．再結(jié)合光電效應(yīng)的條件和衍射現(xiàn)象的條件分析即可． 【詳解】 根據(jù)光路的可逆性，從a、b兩點(diǎn)射出的光線與入射光線平行，則從a、b兩點(diǎn)射出的單色光仍平行，且平行于BC面。故A錯(cuò)誤，B正確。紅光的折射率小于藍(lán)光的折射率，光線經(jīng)過三棱鏡ABC后紅光的偏折角小于藍(lán)光的偏折角，進(jìn)入三棱鏡CBA后，從a點(diǎn)射出的為紅光，從b點(diǎn)射出的為藍(lán)光。紅光的頻率小于藍(lán)光的頻率。產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，則從b點(diǎn)射出的藍(lán)光比從a點(diǎn)射出的紅光更容易使金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，故C正確。紅光的波長(zhǎng)比藍(lán)光的長(zhǎng)，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，波動(dòng)性越強(qiáng)，越容易產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，則從a點(diǎn)射出的紅光比從b點(diǎn)射出的藍(lán)光更容易觀察到單縫衍射現(xiàn)象，故D正確。故選BCD。 【點(diǎn)睛】 本題關(guān)鍵是利用光路的可逆性．考查對(duì)光的色散現(xiàn)象的理解能力，同時(shí)要掌握光電效應(yīng)和衍射現(xiàn)象的條件，頻率越大越容易發(fā)生光電效應(yīng)，波長(zhǎng)越大越容易衍射． 15．在做光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，某種金屬被光照射發(fā)生了光電效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光的頻率ν的關(guān)系如圖所示，由實(shí)驗(yàn)圖象可求出(??) A．該金屬的極限頻率和極限波長(zhǎng) B．普朗克常量 C．該金屬的逸出功 D．單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù) E. 任意入射光頻率v時(shí)逸出的光電子的動(dòng)能 【答案】 ABC 【解析】 A、C、根據(jù)Ekm=hγ-W0得，縱軸截距的絕對(duì)值等于金屬的逸出功，等于E．當(dāng)最大初動(dòng)能為零時(shí)，入射光的頻率等于截止頻率，所以金屬的截止頻率為γ0=Eh．由λ=cγ，可求得極限波長(zhǎng)，故A、C正確．B、逸出功等于E，則E=hγ0，所以h=Eγ0.或通過圖線的斜率求出k=h=Eγ0.故B正確．D、單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)，與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，故D錯(cuò)誤．E、只有當(dāng)入射光頻率大于極限頻率，即要能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，才能有入射光的頻率與逸出的光電子的動(dòng)能關(guān)系，故E錯(cuò)誤；故選ABC． 【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)方程，知道最大初動(dòng)能與入射光頻率的關(guān)系，同時(shí)理解光電效應(yīng)產(chǎn)生的條件． 16．云室能顯示射線的徑跡，把云室放在磁場(chǎng)中，從帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的彎曲方向和半徑大小就能判斷粒子的屬性，放射性元素A的原子核靜止放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中發(fā)生衰變，放射出粒子并變成新原子核B，放射出的粒子與新核運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，測(cè)得兩圓的半徑之比R1：R2=42：1，且R1=0.2m，已知α粒子質(zhì)量mα=6.6410-27kg，β粒子質(zhì)量mβ=9.110-31kg，普朗克常量取h=6.610-34Js，下列說法正確的是：（） A．新原子核B的核電荷數(shù)為84 B．放射性元素A原子核發(fā)生的是β衰變 C．衰變放射出的粒子的速度大小為2.4107m/s D．如果A原子核衰變時(shí)釋放出一種頻率為1.21015Hz的光子，那么這種光子能使逸出功為4.54eV的金屬鎢發(fā)生光電效應(yīng) 【答案】 ACD 【解析】 由動(dòng)量守恒0=mv-mαvα，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)向心力等于洛倫茲力qvB=mv2r，又qα=2e，R1：R2=42：1，由以上關(guān)系得該放射性元素的電荷量q=84e，即衰變前原子核的電荷數(shù)為84，故A正確．衰變過程中動(dòng)量守恒，因初動(dòng)量為零，故衰變后兩粒子動(dòng)量大小相等，方向相反．粒子軌跡為外切圓，說明兩粒子所受的洛倫茲力方向相反，均帶正電，故發(fā)生的是α衰變，故B錯(cuò)誤．因R1=mαvαqαB ，得vα=qαBR1mα=21.610-192.50.26.6410-27m/s≈2.4107m/s，故C正確．A原子核衰變時(shí)釋放出一種頻率為1.21015 Hz的光子，依據(jù)E=hγ=6.610-341.21015 J=7.9210-19 J=4.95eV＞4.54 eV，因此能使金屬鎢發(fā)生光電效應(yīng)，故D正確；故選ACD． 點(diǎn)睛：本題考查了動(dòng)量守恒定律、粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式等知識(shí)點(diǎn)，難度中等，綜合性較強(qiáng)，需加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練，同時(shí)掌握光電效應(yīng)產(chǎn)生條件，及注意電子伏特與焦耳的單位轉(zhuǎn)換． 17．核電站核泄漏的污染物中含有碘131和銫137。碘131的半衰期約為8天，會(huì)釋放射線；銫137是銫133的同位素，半衰期約為30年，發(fā)生衰變時(shí)會(huì)輻射射線，下列說法正確的是（） A．碘131釋放的射線由氦核組成，衰變的方程是 B．碘131釋放的射線是電子流，衰變的方程是 C．與銫137相比，碘131衰變更慢，且銫133和銫137含有相同的質(zhì)子數(shù) D．銫137衰變時(shí)輻射出的光子能量大于可見光光子能量 【答案】 BD 【解析】試題分析：射線實(shí)際是電子流，故A錯(cuò)誤，B正確；半衰期是放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，碘131的半衰期為8天，銫137半衰期為30年，碘131衰變更快；同位素是具有相同的質(zhì)子數(shù)和不同的中子數(shù)的元素，故銫133和銫137含有相同的質(zhì)子數(shù)，故C錯(cuò)誤。射線是高頻電磁波，其光子能量大于可見光的能量，故D正確。 考點(diǎn)：可控?zé)岷朔磻?yīng)、愛因斯坦質(zhì)能方程、重核的裂變 【名師點(diǎn)睛】本題比較簡(jiǎn)單，考查了有關(guān)原子核的基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)于這些基本知識(shí)也要注意積累和記憶，平時(shí)加強(qiáng)理解和應(yīng)用。 18．下列說法正確的是。 A．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)分布與黑體的溫度無關(guān) B．德布羅意提出了實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性的猜想，而電子衍射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了他的猜想 C．據(jù)光電效應(yīng)方程可知，發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子最大初動(dòng)能與入射光頻率成正比 D．用頻率一定的光照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間發(fā)出的光電子數(shù)越多 E．光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)都揭示了光具有粒子性 【答案】 BDE 【解析】 試題分析：A、根據(jù)黑體輻射規(guī)律：黑體輻射電磁波的強(qiáng)度，按波長(zhǎng)的分布，只與黑體的溫度有關(guān)，故A正確；B、德布羅意首先提出了物質(zhì)波的猜想，之后電子衍射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了他的猜想，故B正確；C、根據(jù)光電效應(yīng)方程知，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成一次函數(shù)關(guān)系，不是正比關(guān)系．故C錯(cuò)誤；D、用頻率一定的光照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光越強(qiáng)，則光束中的光電子的數(shù)目越多，單位時(shí)間發(fā)出的光電子數(shù)越多，故D正確；E、光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)都揭示了光具有粒子性．故E正確．故選BDE． 考點(diǎn)：考查光電效應(yīng)；物質(zhì)波． 【名師點(diǎn)睛】考查黑體輻射的規(guī)律，理解光的波粒兩面性，知道光電效應(yīng)與康普頓效應(yīng)的作用，注意實(shí)物粒子的波動(dòng)性的理解． 19．下列五幅圖涉及到不同的物理知識(shí)，其中說法正確的是（ ） A．圖甲：原子核是由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子組成，而質(zhì)子和中子則由更小的微粒組成 B．圖乙：盧瑟福通過分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子 C．圖丙：用中子轟擊鈾核使其發(fā)生聚變……，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)會(huì)釋放出巨大的核能 D．圖?。浩绽士送ㄟ^研究黑體輻射提出能量子的概念，成為量子力學(xué)的奠基人之一 E．圖戊：玻爾理論指出氫原子能級(jí)是分立的，所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的 【答案】 ADE 【解析】 試題分析：A圖原子由原子核和核外電子組成，原子核由質(zhì)子和中子組成．故A正確．B圖為α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置圖，盧瑟福通過分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出原子的核式結(jié)構(gòu)模型．故B錯(cuò)誤．C圖用中子轟擊鈾核使其發(fā)生裂變．故C錯(cuò)誤．D圖普朗克通過研究黑體輻射提出能量子的概念，成為量子力學(xué)的奠基人之一．故D正確．E圖玻爾理論指出氫原子能級(jí)是分立的，所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的．故E正確．故選ADE。 考點(diǎn)：α粒子散射實(shí)驗(yàn)；重核裂變；黑體輻射；玻爾理論 20．以下說法中正確的是____________． A．圖甲是α粒子散射實(shí)驗(yàn)示意圖，當(dāng)顯微鏡在A、B、C、D中的A位置時(shí)熒光屏上接收到的α粒子數(shù)最多． B．圖乙是氫原子的能級(jí)示意圖，氫原子從n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)時(shí)吸收了一定頻率的光子能量． C．圖丙是光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)示意圖,當(dāng)光照射鋅板時(shí)驗(yàn)電器的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn),則此時(shí)驗(yàn)電器的金屬桿帶的是正電荷． D．圖丁是電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣，該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性． E．圖戊是風(fēng)力發(fā)電的國(guó)際通用標(biāo)志． 【答案】 ACD 【解析】 試題分析：A、圖甲是α粒子散射實(shí)驗(yàn)示意圖，當(dāng)顯微鏡在A、B、C、D中的A位置時(shí)熒光屏上接收到的α粒子數(shù)最多．故A正確；B、圖乙是氫原子的能級(jí)示意圖，結(jié)合氫光譜可知，氫原子從n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)時(shí)產(chǎn)生的光子的頻率屬于紫外線范疇．故B錯(cuò)誤；C、當(dāng)光照射鋅板時(shí)，金屬板失去電子，將帶正電，所以與之相連的驗(yàn)電器的指針將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，此時(shí)驗(yàn)電器的金屬桿帶的是正電荷．故C正確；D、圖丁是電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣，由于衍射是波特有的性質(zhì)，所以該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性．故D正確；E、圖戊是輻射標(biāo)志（亦稱三葉草）．不是風(fēng)力發(fā)電的國(guó)際通用標(biāo)志．故E錯(cuò)誤．故選ACD． 考點(diǎn)：考查光電效應(yīng)；粒子散射實(shí)驗(yàn)． 【名師點(diǎn)睛】（1）由α粒子的散射實(shí)驗(yàn)可知，原子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)：中心有一個(gè)很小的核，全部正電荷及幾乎全部的質(zhì)量都集中在里面，外面自由電子繞核高速旋轉(zhuǎn)，知道α粒子的散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果；（2）解決本題的關(guān)鍵知道發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)有光電子從金屬中飛出，理解光電效應(yīng)的產(chǎn)生；（3）理解光電效應(yīng)產(chǎn)生的條件，以及光電流大小的決定因素，并能在具體問題中正確應(yīng)用．