新高考物理二轮复习讲练测课件专题18 近代物理（含解析）

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考点一 近代物理考向一 光电效应与波粒二象性 物质波考向二 原子结构与原子核 核能
1. 解答光电效应及其图像类问题的两条规律及分析技巧2. 解决氢原子能级跃迁问题的三点技巧3. 解答原子结构问题的三大规律4. 核能的计算方法
考向1 光电效应与波粒二象性 物质波考向2 原子结构与原子核 核能
例1 (2023•浙江•高考真题) (多选) 氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图1所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图2和图3所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（　　）A．图1中的Hα对应的是ⅠB．图2中的干涉条纹对应的是ⅡC．Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量D．P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大
【考向】光电效应的规律 波粒二象性
P向a移动，遏止电压变大
例2 (2022•河北•高考真题) 如图是密立根于1916年发表的钠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。由图像可知（　　）A．钠的逸出功为hνC B．钠的截止频率为8.5×1014Hz C．图中直线的斜率为普朗克常量hD．遏止电压UC与入射光频率ν成正比
【考向】光电效应的规律
例3 (2023•全国•高考真题) 在下列两个核反应方程中 、 ，X和Y代表两种不同的原子核，以Z和A分别表示X的电荷数和质量数，则（ ）A．Z=1，A=1 B．Z=1，A=2 C．Z=2，A=3D．Z=2，A=4
例4 (2023•浙江•高考真题) “玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将 衰变释放的核能一部分转换成电能。 的衰变方程为 ，则（　　） A．衰变方程中的X等于233 B． 的穿透能力比γ射线强 C． 比 的比结合能小 D．月夜的寒冷导致 的半衰期变大
半衰期由原子核本身决定的，与温度等外部因素无关
例5 (2023•全国•高考真题) 2022年10月，全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴，其中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜等装置在该事件观测中作出重要贡献。由观测结果推断，该伽马射线暴在1分钟内释放的能量量级为1048J 。假设释放的能量来自于物质质量的减少，则每秒钟平均减少的质量量级为（光速为3×108m/s）( )A．1019kg B． 1024kg C． 1029kg D． 1034kg
1）两条对应关系①光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大；②光照强度大（同种频率的光）→光子数目多→发射光电子多→光电流大
解答光电效应及其图像类问题的两条规律及分析技巧
2）光电效应的四类图像分析Ⅰ、最大初动能 与入射光频率 的关系图线①截止频率(极限频率) νC：图线与ν轴交点的横坐标②逸出功W0：图线与 轴交点的纵坐标的绝对值W0 = |-E|=E③普朗克常量 h：图线的斜率k=h Ⅱ、遏止电压 与入射光频率 的关系图线①截止频率 νC ：图线与横轴的交点的横坐标②遏止电压UC：随入射光频率的增大而增大③普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积，即h=ke (注：此时两极之间接反向电压)
2）光电效应的四类图像分析Ⅲ、颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系①遏止电压UC ：图线与横轴的交点的横坐标的绝对值②饱和电流：电流的最大值③最大初动能：Ek=eUC Ⅳ、颜色不同时，光电流与电压的关系①遏止电压UC1 、 UC2 ②饱和电流③最大初动能 Ek1=eUC1 ， Ek2=eUC2
1）原子跃迁时,所吸收或辐射的光子能量只能等于两能级的能量差。2）原子从某一能级电离时,所吸收的能量可以大于或等于这一能级能量的绝对值,剩余能量为自由电子的动能。3）光谱线条数的确定方法①一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n－1)．②一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数
解决氢原子能级跃迁问题的三点技巧
1）根据ΔE= Δmc2计算时, Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”.2）根据ΔE= Δm×931.5MeV计算时，Δm的单位是“u” ，ΔE的单位是“MeV”.3）根据核子比结合能来计算核能:原子核的结合能=核子的比结合能×核子数.核反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差,就是该核反应所释放(或吸收)的核能.
【考向】光电效应与波粒二象性 物质波
1. (2024•浙江绍兴•浙江省新昌中学校考模拟预测) (多选) 如图甲所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图像（直线与横轴的交点的横坐标为4.29，与纵轴的交点的纵坐标为0.5），如图乙所示是氢原子的能级图，下列说法正确的是（　　）A．根据该图像能求出普朗克常量B．该金属的逸出功为1.82eVC．该金属的极限频率为5.50×1014HzD．用n=4能级的氢原子跃迁到n=2能级时所辐射的光照射该金属能使该金属发生光电效应
2. (2024•浙江•校联考模拟预测) (多选) 如图甲所示为光电效应实验装置，图乙为a、b、c三种光分别照射图甲装置得到的电流表与电压表读数的关系曲线，图丙为氢原子能级图，图丁是几种金属的逸出功和极限频率。已知c光子能量为2.81eV。则（ ）A．若b为绿光，a不可能是紫光B．若a为绿光，c可能是紫光C．用c照射大量n=2激发态氢原子可产生6种不同频率光D．用c照射铷阴极产生的光电子撞击大量n=3激发态氢原子可产生6种不同频率光
【考向】原子结构与原子核 核能
3. (2024•浙江嘉兴•统考一模) 如图所示是氢原子的能级图。已知可见光的波长范围为4.0×10-7m~ 7.6×10-7m ，普朗克常量h=6.6×10-34J·s，真空中的光速c=3.0×108m/s，关于大量氢原子的能级跃迁，下列说法正确的是（　　） A．氢原子处在n=4能级，会辐射可见光 B．氢原子从高能级向n=3能级跃迁时，辐射的光具有显著的热效应 C．氢原子从n=4能级向n=2能级和n=1能级跃迁时辐射的两种光，在同一介质中传播时前者速度小于后者 D．氢原子从n=4能级向低能级跃迁，辐射的光子的最大动量是5.44×10-27kg·m/s
3. (2024•吉林白山•统考一模) 心脏起搏器使用“氚电池”供电，这是一种利用氚核β衰变产生的能量的新型核能电池，其使用寿命长达20年。氚核（ ）发生β衰变的半衰期为12.5年。下列说法正确的是（ ） A．氚核发生β衰变时，电荷数守恒、质量数守恒 B．氚核发生β衰变产生的新核为 C．环境温度升高时，核的半衰期会缩短 D．100个 经过12.5年后一定剩余50个
3. (2024•安徽•统考一模) 核能是蕴藏在原子核内部的能量，合理利用核能，可以有效缓解常规能源短缺问题。在铀核裂变实验中，核反应方程是 ， 核的结合能为E1， 核的结合能为E2， 核的结合能为E3．则（　　） A．该核反应过程动量不守恒 B．该核反应方程中的X为 C．该核反应中释放的核能为 D．该核反应中电荷数守恒，质量数不守恒