10 专题五　近代物理初步（教师用书）-【金版新学案】2023高考物理大二轮专题复习与测试（老教材）

1．(2022·全国乙卷)一点光源以113 W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6×10－7 m的光，在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3×1014个。普朗克常量为h＝6.63×10－34 J·s。R约为(　　) A．1×102 m B．3×102 m C．6×102 m D．9×102 m B　[一个光子的能量为ε＝hν，ν为光的频率，光的波长与频率有以下关系c＝λν，光源每秒发出的光子的个数为n＝＝，P为光源的功率，光子以球面波的形式传播，那么以光源为原点的球面上的光子数相同，此时距光源的距离为R处，每秒垂直通过每平方米的光子数为3×1014个，那么此处的球面的表面积为S＝4πR2，则＝3×1014，联立以上各式解得R≈3×102 m，故选B。] 2．(2022·河北高考)如图是密立根于1916年发表的纳金属光电效应的遏止电压Uc与入射光频率ν的实验曲线，该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图象可知(　　) A．钠的逸出功为hνc B．钠的截止频率为8.5×1014 Hz C．图中直线的斜率为普朗克常量h D．遏止电压Uc与入射光频率ν成正比 A　[根据遏止电压与最大初动能的关系有eUc＝Ek，根据光电效应方程有Ek＝hν－W0，结合题中图象可知，当Uc为0时，解得W0＝hνc，A正确；钠的截止频率为νc，根据题中图象可知，截止频率小于8.5×1014 Hz，B错误；结合遏止电压与光电效应方程可解得Uc＝ν－，可知，图中直线的斜率表示，C错误；根据遏止电压与入射光的频率关系式可知，遏止电压Uc与入射光频率ν成线性关系，不是成正比，D错误。] 3.(2021·全国乙卷)医学治疗中常用放射性核素113In产生γ射线，而113In是由半衰期相对较长的113Sn衰变产生的。对于质量为m0的113Sn，经过时间t后剩余的113Sn质量为m，其­t图线如图所示。从图中可以得到113Sn的半衰期为(　　) A．67.3 d B．101.0 d C．115.1 d D．124.9 d C　[由题图可知从＝到＝恰好衰变了一半，根据半衰期的定义可知半衰期为T＝182.4 d－67.3 d＝115.1 d，故选C。] 4．(2022·全国甲卷)两种放射性元素的半衰期分别为t0和2t0，在t＝0时刻这两种元素的原子核总数为N，在t＝2t0时刻，尚未衰变的原子核总数为，则在t＝4t0时刻，尚未衰变的原子核总数为(　　) A． B． C． D． C　[根据题意设半衰期为t0的元素原子核数为x，另一种元素原子核数为y，依题意有x＋y＝N，经历2t0后有x＋y＝，联立可得x＝N，y＝N，在t＝4t0时，原子核数为x的元素经历了4个半衰期，原子核数为y的元素经历了2个半衰期，则此时未衰变的原子核总数为n＝x＋y＝，故选C。] 5．(2020·全国卷Ⅱ)氘核H可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式6H→2He＋2H＋2n＋43.15 MeV表示。海水中富含氘，已知1 kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个，若全都发生聚变反应，其释放的能量与质量为M的标准煤燃烧时释放的热量相等；已知1 kg 标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107 J，1 MeV＝1.6×10－13 J，则M约为(　　) A．40 kg B．100 kg C．400 kg D．1 000 kg C　[结合核反应方程知，1 kg海水中的氘核全部发生聚变反应放出的能量E＝×43.15×1.6×10－13 J≈1.15×1010 J，根据题意得M＝M0＝×1 kg≈400 kg，故A、B、D项错误，C项正确。] 纵览分析近几年的全国高考试题的特点，本部分内容常以选择题的形式呈现，常考查考生对与光电效应、原子结构、原子核等有关基本概念的理解，还有对光电效应方程、玻尔的原子模型及能级图、原子核的衰变、各种核反应、核能的计算等有关规律的理解及应用问题；试题多为基础性问题，难度一般，属于“送分题”。 学生用书第86页 考点一　光电效应的规律及应用 1．光电效应问题涉及的五个常用关系 (1)逸出功W0一定时，入射光的频率决定着能否产生光电效应以及光电子的最大初动能。 (2)入射光的频率一定时，入射光的强度决定着单位时间内发射出来的光电子数。 (3)爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0。 (4)光电子的最大初动能Ek可以利用光电管用实验的方法测得，即Ek＝eUc，其中Uc为遏止电压。 (5)光电效应方程中的W0为逸出功。它与极限频率νc的关系是W0＝hνc。 2．光电效应的三类图象特点及应用 图象名称 图象形状 由图象直接(或间接) 得到的物理量 最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象