第1部分 专题5 近代物理初步(Word教参)-【衡中学案】2023老高考物理二轮总复习(老教材)

专题五　近代物理初步 真题速练·明考情 1．(2022·全国甲卷，17)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(　C　) A．　 B． C．　 D． 【解析】　设半衰期为t0的原子核总数为n1，半衰期为2t0的原子核总数为n2，n＝n1＋n2，经过2t0，尚未衰变的原子核总数为n＝2n1＋n2，经过时间4t0，尚未衰变的原子核总数为n′＝4n1＋2n2，解得n′＝，选项C正确，A、B、D错误． 2．(2022·全国乙卷，17)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(　B　) A．1×102 m　　　 B．3×102 m C．6×102 m　　　 D．9×102 m 【解析】　一个光子的能量为ε＝hν，ν为光的频率，光的波长与频率的关系满足c＝λν，光源在时间t内发出的光子的个数为n＝＝，P为光源的功率．以光源为球心的球面上每平方米的光子数相同，半径为R的球的表面积为S＝4πR2，则t＝1 s时有S＝ m2，联立以上各式解得R约为3×102 m，故B正确． 3．(2022·湖北卷)上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案：如果静止原子核Be俘获核外K层电子e，可生成一个新原子核X，并放出中微子νe，即Be＋e→X＋νe．根据核反应后原子核X的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在．下列说法正确的是(　A　) A．原子核X是Li B．核反应前后的总质子数不变 C．核反应前后总质量数不同 D．中微子νe的电荷量与电子的相同 【解析】　根据质量数守恒和电荷数守恒有，X的质量数为7，电荷数为3，可知原子核X是Li，A正确、C错误；由选项A可知，原子核X是Li，则核反应方程为Be＋e→Li＋νe，则反应前的总质子数为4，反应后的总质子数为3，B错误；中微子不带电，则中微子νe的电荷量与电子的不相同，D错误． 4．(2022·浙江6月高考)如图为氢原子的能级图．大量氢原子处于n＝3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29 eV的金属钠．下列说法正确的是(　B　) A．逸出光电子的最大初动能为10.80 eV B．n＝3跃迁到n＝1放出的光子动量最大 C．有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应 D．用0.85 eV的光子照射，氢原子跃迁到n＝4激发态 【解析】　从n＝3跃迁到n＝1放出的光子能量最大，根据Ek＝E－W0可得光电子最大初动能为Ek＝9.8 eV，故A错误；根据p＝＝，E＝hν，又因为从n＝3跃迁到n＝1放出的光子能量最大，故可知动量最大，故B正确；大量氢原子从n＝3的激发态跃迁基态能放出C＝3种频率的光子，其中从n＝3跃迁到n＝2放出的光子能量为ΔEk＝3.4 eV－1.51 eV＝1.89 eV＜2.29 eV，不能使金属钠产生光电效应，其他两种均可以，故C错误；由于从n＝3跃迁到n＝4能级需要吸收的光子能量为ΔE＝1.51 eV－0.85 eV＝0.66 eV≠0.85 eV，所以用0.85 eV的光子照射，不能使氢原子跃迁到n＝4激发态，故D错误． 〔备考策略〕 多以选择题的形式出现，重点考查氢原子能级结构和能级公式，光电效应规律和爱因斯坦光电效应方程，核反应方程式的书写，原子核的衰变及半衰期，结合能和核能的计算等． 常用到的思想方法有：图象法、对比法． 核心知识·固双基 “必备知识”解读 一、光电效应及其规律 1．爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0． 2．最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc． 3．逸出功与截止频率的关系：W0＝hνc． 4．Ek-ν图线：是一条倾斜直线，但不过原点，如图所示． (1)横轴截距表示截止频率； (2)纵轴截距的绝对值表示逸出功； (3)图线的斜率表示普朗克常量h． 二、原子结构与玻尔理论 知识体系 三、原子核及其衰变 知识体系 四、核反应　核能的计算 知识体系 “关键能力”构建 一、光电效应的研究思路 二、一个氢原子能级跃迁与一群氢原子能级跃迁的区别 1．一群处于较高能级n的氢原子向低能级跃迁时，释放出的谱线条数为N＝C＝． 2．一个处于较高能级n的氢原子向低能级跃迁时，释放出的光谱线条数最多为n－1． 三、计算核能的几种思路 1．根据爱因斯坦质能方程，用核反应的质量亏损的千克数乘以真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2． 2．根据1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏(MeV)能量，用核反应的质量亏损的原子质量