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專題七原子與原子核 高考領(lǐng)航 真題剖析 備考跨越 高考領(lǐng)航過真題做筆記 真題在線 1 2018 全國 卷 17 用波長為300nm的光照射鋅板 電子逸出鋅板表面的最大初動(dòng)能為1 28 10 19J 已知普朗克常量為6 63 10 34J s 真空中的光速為3 00 108m s 1 能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為 A 1 1014HzB 8 1014HzC 2 1015HzD 8 1015Hz B 內(nèi)容排查 光電效應(yīng)方程 極限頻率 心得筆記 B 內(nèi)容排查 核反應(yīng)方程的書寫規(guī)律 心得筆記 B 解析 氘核聚變反應(yīng)中虧損的質(zhì)量 m 2 0136u 2 3 0150u 1 0087u 0 0035u 釋放的核能 E 0 0035 931MeV 3 3MeV 選項(xiàng)B正確 內(nèi)容排查 愛因斯坦質(zhì)能方程 心得筆記 4 2018 天津卷 1 國家大科學(xué)工程 中國散裂中子源 CSNS 于2017年8月28日首次打靶成功 獲得中子束流 可以為諸多領(lǐng)域的研究和工業(yè)應(yīng)用提供先進(jìn)的研究平臺 下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是 B 內(nèi)容排查 動(dòng)量守恒定律 半衰期 質(zhì)量虧損 心得筆記 5 2018 江蘇卷 12C 已知A和B兩種放射性元素的半衰期分別為T和2T 則相同質(zhì)量的A和B經(jīng)過2T后 剩有的A和B質(zhì)量之比為 A 1 4B 1 2C 2 1D 4 1 B 內(nèi)容排查 衰變剩余質(zhì)量的計(jì)算 心得筆記 真題剖析析真題得技法 考向一光電效應(yīng)與光的粒子性 典例1 2018 貴州黔東南二模 如圖所示電路可研究光電效應(yīng)規(guī)律 圖中標(biāo)有A和K的為光電管 其中A為陽極 K為陰極 理想電流表可檢測通過光電管的電流 理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓 現(xiàn)接通電源 用光子能量為10 5eV的光照射陰極K 電流表中有示數(shù) 若將滑動(dòng)變阻器的滑片P緩慢向右滑動(dòng) 電流表的讀數(shù)逐漸減小 當(dāng)滑至某一位置時(shí)電流表的讀數(shù)恰好為零 讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為6 0V 現(xiàn)保持滑片P位置不變 以下判斷錯(cuò)誤的是 A 光電管陰極材料的逸出功為4 5eVB 若增大入射光的強(qiáng)度 電流表的讀數(shù)為零C 若用光子能量為12eV的光照射陰極K 光電子的最大初動(dòng)能一定變大D 若用光子能量為9 5eV的光照射陰極K 同時(shí)把滑片P向左移動(dòng)少許 電流表的讀數(shù)一定不為零 D 審題突破 解析 該裝置所加的電壓為反向電壓 發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于6 0V時(shí) 電流表示數(shù)為0 知道光電子的最大初動(dòng)能為6 0eV 根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm h W0 W0 10 5eV 6 0eV 4 5eV 故A正確 現(xiàn)保持滑片P位置不變 增大光的強(qiáng)度時(shí)仍然發(fā)生了光電效應(yīng) 但光電子的最大初動(dòng)能不變 所以不會有電流流過電流表 故B正確 若用光子能量為12eV的光照射陰極K 入射光的頻率增大 根據(jù)光電效應(yīng)方程可知 光電子的最大初動(dòng)能一定增大 故C正確 改用能量為9 5eV的光子照射 入射光的頻率減小 根據(jù)光電效應(yīng)方程可知 光電子的最大初動(dòng)能一定減小 此時(shí)的遏止電壓小于6V 若把滑片P向左移動(dòng)少許時(shí) 電子可能仍然不能到達(dá)A極 所以電流表的讀數(shù)可能為零 故D錯(cuò)誤 規(guī)律總結(jié) 1 光電效應(yīng)的研究思路 1 兩條線索 2 兩條對應(yīng)關(guān)系 2 愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek h W0的研究對象是金屬表面的電子 意義是說 光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大 如圖所示 直線的斜率為h 直線與 軸的交點(diǎn)的物理意義是截止頻率 c 直線與Ek軸交點(diǎn)的物理意義是逸出功的負(fù)值 光強(qiáng)強(qiáng) 光子數(shù)目多 發(fā)射光電子多 光電流大 光子頻率高 光電子能量大 光電子的最大初動(dòng)能大 預(yù)測練1 2018 廣西桂林三模 某金屬在光的照射下產(chǎn)生光電效應(yīng) 其遏止電壓Uc與入射光頻率 的關(guān)系圖像如圖所示 則由圖像可知 A 入射光頻率越大 該金屬的逸出功越大B 入射光的頻率越大 則遏止電壓越大C 由圖可求出普朗克常量h D 光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比 B 預(yù)測練2 2018 北京大學(xué)附中三模 在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中 小明同學(xué)用同一實(shí)驗(yàn)裝置 如圖 a 在甲 乙 丙三種光的照射下得到了三條電流表與電壓表讀數(shù)之間的關(guān)系曲線 如圖 b 所示 則下列說法中正確的是 A 乙光的頻率小于甲光的頻率B 甲光的波長大于丙光的波長C 丙光的光子能量小于甲光的光子能量D 乙光對應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能小于丙光的光電子最大初動(dòng)能 B 解析 乙丙兩種光的遏止電壓相等 且大于甲光的遏止電壓 根據(jù)Ekm eUc 知乙丙兩光照射產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能相等 大于甲光照射產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能 根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm h W0 知乙丙兩光的頻率相等 大于甲光的頻率 所以乙丙兩光的光子能量相等大于甲光的光子能量 甲光頻率小 則波長長 故B正確 A C D錯(cuò)誤 預(yù)測練3 2018 吉林長春三模 在研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中 從甲 乙兩種金屬中飛出光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率 的關(guān)系如圖所示 則下列說法正確的是 A 兩條圖線與橫軸的夾角 和 一定不相等B 若增大入射光頻率 則遏止電壓Uc隨之增大C 某一頻率的光可以使甲金屬發(fā)生光電效應(yīng) 則一定能使乙金屬發(fā)生光電效應(yīng)D 若不改變?nèi)肷涔忸l率 增加入射光的強(qiáng)度 則光電子的最大初動(dòng)能將增大 B 考向二原子結(jié)構(gòu)和能級躍遷 典例2 2018 貴州遵義二模 如圖所示為氫原子的能級示意圖 一群氫原子處于n 3的激發(fā)態(tài) 在向較低能級躍遷的過程中向外放出光子 用這些光照射逸出功為2 49eV的金屬鈉 說法正確的是 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n 2所發(fā)出的光波長最短B 這群氫原子能發(fā)出兩種頻率不同的光 其中從n 3躍遷到n 1所發(fā)出的光頻率最小C 金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能為9 60eVD 金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能為11 11eV C 解析 一群氫原子處于n 3的激發(fā)態(tài) 可能放出3種不同頻率的光子 從n 3躍遷到n 1輻射的光子頻率最大 波長最短 故A B錯(cuò)誤 從n 3躍遷到n 1輻射的光子能量最大 為12 09eV 則光電子的最大初動(dòng)能Ekm h W0 12 09 2 49 eV 9 60eV 故C正確 D錯(cuò)誤 拓展變式 在 典例2 中 假若一個(gè)處于n 3的激發(fā)態(tài)氫原子向較低能級躍遷的可能情況是怎樣的 最多有幾種不同頻率的光子 解析 一個(gè)處于n 3的激發(fā)態(tài)氫原子向較低能級躍遷時(shí) 可能情況是3到2 2再到1 或者3到1 產(chǎn)生不同頻率的光子是一種或兩種 最多有兩種 答案 3到2 2再到1 或者3到1 兩種 規(guī)律總結(jié) 1 原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識歷程 2 對躍遷的理解 1 氫原子從低能級向高能級躍遷 吸收一定頻率的光子 當(dāng)光子的能量滿足h E末 E初時(shí) 才能被某一個(gè)原子吸收 否則不吸收 2 氫原子從高能級向低能級躍遷 以光子的形式向外輻射能量 所輻射的光子能量恰等于發(fā)生躍遷時(shí)兩能級間的能量差 3 電離 當(dāng)光子能量大于等于原子所處的能級的能量值的絕對值時(shí) 也可以被氫原子吸收 使氫原子電離 多余的能量作為電子的初動(dòng)能 4 光譜線條數(shù) 一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時(shí) 可能輻射出的光譜線條數(shù)為N 5 氫原子還可吸收外來實(shí)物粒子的能量而被激發(fā) 由于實(shí)物粒子的動(dòng)能可全部或部分地被原子吸收 所以只要入射粒子的能量大于或等于兩能級差 均可使氫原子躍遷 預(yù)測練4 氦氖激光器能產(chǎn)生三種波長的激光 其中兩種波長分別為 1 0 6328 m 2 3 39 m 已知波長為 1的激光是氖原子在能級間隔為 E1 1 96eV的兩個(gè)能級之間躍遷產(chǎn)生的 用 E2表示產(chǎn)生波長為 2的激光所對應(yīng)的躍遷的能級間隔 則 E2的近似值為 A 10 50eVB 0 98eVC 0 53eVD 0 37eV D 預(yù)測練5 多選 用大量具有一定能量的電子轟擊大量處于基態(tài)的氫原子 觀測到了一定數(shù)目的光譜線 調(diào)高電子的能量再次進(jìn)行觀測 發(fā)現(xiàn)光譜線的數(shù)目比原來增加了5條 用 n表示兩次觀測中最高激發(fā)態(tài)的量子數(shù)n之差 E表示調(diào)高后電子的能量 根據(jù)氫原子的能級圖可以判斷 n和E的可能值為 A n 1 13 22eV E 13 32eVB n 2 13 22eV E 13 32eVC n 1 12 75eV E 13 06eVD n 2 12 75eV E 13 06eV AD 考向三核反應(yīng)和核能的計(jì)算 C 規(guī)律總結(jié)1 四種核反應(yīng) 2 半衰期 1 特點(diǎn) 由原子核本身決定 與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部環(huán)境無關(guān) 3 適用條件 大量原子核 3 核能的理解與計(jì)算 1 比結(jié)合能越大 原子核中核子結(jié)合得越牢固 2 到目前為止 核能發(fā)電還只停留在利用裂變核能發(fā)電 3 核能的計(jì)算方法 根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程 用核反應(yīng)的質(zhì)量虧損的千克數(shù)乘以真空中光速c的平方 即 E mc2 根據(jù)1原子質(zhì)量單位 u 相當(dāng)于931 5兆電子伏 MeV 能量 用核反應(yīng)的質(zhì)量虧損的原子質(zhì)量單位數(shù)乘以931 5MeV 即 E m 931 5MeV 如果核反應(yīng)時(shí)釋放的核能是以動(dòng)能形式呈現(xiàn) 則核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量即為釋放的核能 B B 預(yù)測練8 2018 山東臨沂三模 下列說法正確的是 A 某原子核發(fā)生了 衰變 說明該原子核中有電子B 放射性元素一次衰變能同時(shí)產(chǎn)生 射線和 射線C 放射性元素發(fā)生 衰變 產(chǎn)生的新核的化學(xué)性質(zhì)不變D 比結(jié)合能越大 原子核中核子結(jié)合得越牢固 原子核越穩(wěn)定 D 解析 衰變是中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子而放出的電子 所以某原子核發(fā)生了 衰變 不能說明該原子核中有電子 故A錯(cuò)誤 放射性元素一次衰變不可能同時(shí)產(chǎn)生 射線和 射線 只可能同時(shí)產(chǎn)生 射線和 射線或 射線和 射線 故B錯(cuò)誤 放射性元素發(fā)生 衰變 電荷數(shù)少2 原子序數(shù)發(fā)生改變 化學(xué)性質(zhì)改變 故C錯(cuò)誤 比結(jié)合能是原子的結(jié)合能與核子數(shù)之比 比結(jié)合能越大 原子核中的核子結(jié)合得越牢固 原子核越穩(wěn)定 故D正確 備考跨越構(gòu)網(wǎng)絡(luò)練培優(yōu) 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 培優(yōu)精練 培優(yōu)練1 2018 江蘇二模 多選 關(guān)于下列四幅圖的說法 正確的是 BC A 圖 甲 中放射源放出的三種射線是由同一種元素的原子核釋放的B 圖 乙 中用紫外光燈照射與驗(yàn)電器相連的鋅板 鋅板和驗(yàn)電器均帶正電C 圖 丙 為黑體輻射規(guī)律 普朗克提出能量子概念成功解釋了這個(gè)規(guī)律D 圖 丁 中電子束通過鋁箔后的衍射圖樣說明電子具有粒子性 解析 一個(gè)原子核在一次衰變中不可能同時(shí)放出 和 三種射線 故A錯(cuò)誤 用紫外光燈照射與驗(yàn)電器相連的鋅板 發(fā)生光電效應(yīng) 電子逃出 此時(shí)鋅板和驗(yàn)電器均帶正電 故B正確 為了解釋黑體輻射規(guī)律 普朗克提出電磁輻射的能量是量子化的 故C正確 電子束通過鋁箔后的衍射圖樣說明電子具有波動(dòng)性 并不是粒子性 故D錯(cuò)誤 ABD 培優(yōu)練3 2018 福建寧德質(zhì)檢 氫原子能級圖如圖所示 用大量處于n 2能級的氫原子躍遷到基態(tài)時(shí) 發(fā)射出的光照射光電管陰極K 測得光電管電流的遏止電壓為7 6V 已知普朗克常量h 6 63 10 34J s 電子電荷量e 1 6 10 19C 下列判斷正確的是 A 電子從陰極K表面逸出的最大初動(dòng)能為2 6eVB 陰極K材料的逸出功為7 6eVC 陰極K材料的極限頻率為6 27 1014HzD 氫原子從n 4躍遷到n 2能級 發(fā)射出的光照射該光電管陰極K時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng) C