专题12 近代物理初步（易错起源）-2018年高考物理备考黄金易错点

专题12 近代物理初步（易错起源）-2018年高考物理备考黄金易错点

‎ ‎ ‎1．【2017·天津卷】我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。下列核反应方程中属于聚变反应的是 ‎ ‎ A． B．x-k..w C． D．‎ ‎【答案】A ‎ ‎ ‎2．【2017·新课标Ⅰ卷】大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是。已知的质量为2.013 6 u，的质量为3.015 0 u，的质量为1.008 7 u，1 u=931 MeV/c2。氘核聚变反应中释放的核能约为 A．3.7 MeV B．3.3 MeV C．2.7 MeV D．0.93 MeV ‎【答案】B ‎【解析】根据质能方程，释放的核能，，则 ‎，故B正确，ACD 错误。‎ ‎3．【2017·江苏卷】原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正确的有 ．‎ ‎ ‎ ‎（A）核的结合能约为14 MeV ‎（B）核比核更稳定 ‎（C）两个核结合成核时释放能量 ‎（D）核中核子的平均结合能比核中的大 ‎【答案】BC ‎【解析】由图知核的比结合能约为7 MeV，所以结合能约为4×7=28 MeV，故A错误； 核比核的比结合能大，所以核比核更稳定，B正确；两个核结合成核时，即由比结合能小的反应生成比结合能大的释放能量，C正确；由图知核中核子的平均结合能比核中的小，所以D错误．‎ ‎4．【2017·新课标Ⅲ卷】在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是 A．若νa>νb，则一定有Uaνb，则一定有Eka>Ekb C．若Uaνb，则一定有hνa–Eka>hνb–Ekb ‎【答案】BC ‎ ‎ ‎5．【2017·北京卷】2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm（1 nm=10–9 m）附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。‎ 一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。据此判断，能够电离一个分子的能量约为（取普朗克常量h=6.6×10–34 J·s，真空光速c=3×108 m/s）‎ A．10–21 J B．10–18 J C．10–15 J D．10–12 J ‎【答案】B ‎【解析】一个处于极紫外波段的光子的能量约为，由题意可知，光子的能量应比电离一个分子的能量稍大，因此数量级应相同，故选B。‎ ‎6．【2017·新课标Ⅱ卷】一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核，衰变方程为。下列说法正确的是 A．衰变后钍核的动能等于粒子的动能 B．衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小 C．铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间 D．衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量 ‎【答案】B ‎ ‎ ‎7．【2017·江苏卷】质子（）和α粒子（）被加速到相同动能时，质子的动量 （选填“大于”、“小于”或“等于”）α粒子的动量，质子和α粒子的德布罗意波波长之比为 ．‎ ‎【答案】小于 2:1‎ ‎【解析】动量与动能的关系： ，又质子的质量小于α粒子的质量所以质子的动量小于α粒子的动量，且；根据，可得质子和α粒子的德布罗意波波长之比为2:1．‎ ‎8．[2016·全国Ⅰ，35(1)，5分](多选)现用一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．下列说法正确的是( )‎ A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大 B．入射光的频率变高，饱和光电流变大 C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大 D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生 E．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关 ‎ ‎ ‎9．(2016·天津理综，6，6分)(多选)物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是( )‎ A．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论 B．查德威克用α粒子轰击N获得反冲核O，发现了中子 C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构 D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型 ‎1．AC 赫兹通过著名的电火花实验证实了电磁波的存在，并通过一系列实验证明了电磁波的波速为光速等麦克斯韦关于光的电磁理论，A正确．查德威克通过α粒子轰击铍核(Be)获得碳核(6C) 的实验发现了中子，B错误．C项与事实相符是正确的．卢瑟福是根据α粒子的散射实验提出的原子核式结构模型，D错误．‎ ‎10．【2017·北京卷】（18分）在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。放射出的α粒子（）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量。‎ ‎（1）放射性原子核用表示，新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方程。‎ ‎（2）α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小。‎ ‎（3）设该衰变过程释放的核能都转为为α粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损Δm。‎ ‎【答案】（1） （2） （3）‎ ‎【解析】（1）根据核反应中质量数与电荷数守恒可知，该α衰变的核反应方程为 ‎（2）设α粒子在磁场中做圆周运动的速度大小为v，由洛伦兹力提供向心力有 根据圆周运动的参量关系有 得α粒子在磁场中运动的周期 根据电流强度定义式，可得环形电流大小为 ‎（3）由，得 ‎ ‎ ‎ 易错起源1、光电效应与原子结构 例1、(多选)如图1为玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图，一群氢原子处于n＝4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，以下说法符合玻尔理论的有( )‎ ‎ ‎ 图1‎ A．电子轨道半径减小，动能增大 B．氢原子跃迁时，可发出连续不断的光谱线 C．由n＝4跃迁到n＝1时发出光子的频率最小 D．金属钾的逸出功为2.21 eV，能使金属钾发生光电效应的光谱线有4条 ‎【答案】AD 【解析】氢原子从第4能级向低能级跃迁时，原子的能量减小，电子的轨道半径减小，动能增大，电势能减小，故A正确；能级间跃迁时辐射或吸收的光子能量必须等于两能级间的能级差，则氢原子跃迁时，发出不连续的光谱线，故B错误；由n＝4跃迁到n＝1时辐射的光子能量最大，发出光子的频率最大，故C错误；一群处于第4能级的氢原子跃迁到较低能级时可以放出6条光谱线，能量大于2.21 eV的光谱线有4条，故D正确．‎ ‎【名师点睛】‎ 处理氢原子能级跃迁问题，应注意以下几点：‎ ‎1.)氢原子能量：氢原子在各个不同的能量状态对应不同的电子轨道，电子绕核做圆周运动的动能和系统的电势能之和即为原子的能量，即En＝Ekn＋Epn.,电子绕核做圆周运动由库仑力提供向心力，有k＝mn.电子的动能Ekn＝mv＝.‎ ‎2.系统的电势能变化根据库仑力做功来判断：靠近核，库仑力对电子做正功，系统电势能减小；远离核，库仑力对电子做负功，系统电势能增大.,(2)氢原子在跃迁时辐射或吸收光子的频率或波长的计算：首先由能级的高低或轨道半径的大小确定是吸收还是放出光子，然后由玻尔理论Em－En＝hν或Em－En＝h求频率ν或波长λ ‎3.辐射的光谱条数：一个氢原子核外只有一个电子，在一次跃迁时只能辐射或吸收一个光子，因而只能辐射或吸收某一特定频率的光谱.一个氢原子处于量子数为n 的激发态时，可辐射的光谱条数为N＝n－1；而一群氢原子处于量子数为n的激发态时，由于向各个低能级跃迁的可能性均存在，因此可辐射的光谱条数为N＝ .‎ 易错起源2、核反应方程及核能的计算 例2、两个动能均为0.35 MeV的氘核对心碰撞，聚变后生成氦核，同时放出一个中子，已知氘核的质量为3.343 6×10－27 kg，氦核的质量为5.004 9×10－27 kg，中子质量为1.674 9×10－27 kg，设聚变中放出的能量全部转化为氦核和中子的动能，求氦核的动能是多少？‎ ‎2EkH＋ΔE＝mHev＋mnv 代入数据解得EkHe＝mHev＝1.22 MeV.‎ ‎【答案】 1.22 MeV ‎【名师点睛】‎ ‎1．书写核反应方程的原则及方法 ‎(1)无论何种核反应方程，都必须遵守电荷数守恒和质量数守恒(注意：不是质量守恒)，有些核反应方程还要考虑能量守恒及动量守恒．‎ ‎(2)核反应过程一般是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头“→”表示反应进行的方向，不能把箭头写成等号．‎ ‎(3)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空地只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程．‎ ‎2．根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2计算核能 质能方程ΔE＝Δmc2中Δm的单位用“kg”，c的单位用“m/s”，则ΔE的单位为“J”．‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎