第16講近代物理高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計(jì)GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI2025課程標(biāo)準(zhǔn)考點(diǎn)考情梳理浙江真題問(wèn)題情境光電效應(yīng)2023.1,T11天體向“天眼”輻射光子2023.1,T15光電效應(yīng)裝置分析光2023.6,T15新型光電效應(yīng)量子材料原子結(jié)構(gòu)2022.6,T7氫原子能級(jí)躍遷2024.1,T12氫原子光譜2024.6,T10玻爾氫原子電子軌道原子核2022.1,T14秦山核電站2022.6,T142023.1,T9宇宙射線2023.6,T5“玉兔二號(hào)”的核電池2024.1,T7氘核與氚核聚變2024.6,T4發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)與“玉兔二號(hào)”核電池考點(diǎn)一光電效應(yīng)能級(jí)躍遷統(tǒng)攬主干知識(shí)1.光電效應(yīng)兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系(1)光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動(dòng)能大;(2)光照強(qiáng)(同種頻率的光)→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→光電流大。2.光電效應(yīng)的四類圖像分析

圖像名稱圖線形狀由圖線直接(或間接)得到的物理量最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系

Ek=hν-hνc(1)截止頻率νc:圖線與ν軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)(2)逸出功:圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對(duì)值W0=|-E|=E(3)普朗克常量:圖線的斜率k=h顏色相同、強(qiáng)弱不同的光,光電流與電壓的關(guān)系

(1)遏止電壓Uc:圖線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)(2)飽和電流Im1、Im2:光電流的最大值(3)最大初動(dòng)能:Ek=eUc圖像名稱圖線形狀由圖線直接(或間接)得到的物理量顏色不同時(shí),光電流與電壓的關(guān)系

(1)遏止電壓:Uc1>Uc2,則ν1>ν2(2)最大初動(dòng)能:Ek1=eUc1,Ek2=eUc2遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系

(1)截止頻率νc:圖線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)(2)普朗克常量h:等于圖線的斜率與電子電荷量的乘積,即h=ke(注:此時(shí)兩極之間接反向電壓)3.解決氫原子能級(jí)躍遷問(wèn)題的三點(diǎn)技巧(1)原子躍遷時(shí),所吸收或輻射的光子能量只能等于兩能級(jí)的能量差。(2)原子從某一能級(jí)電離時(shí),所吸收的能量可以大于或等于這一能級(jí)能量的絕對(duì)值,剩余能量為自由電子的動(dòng)能。(3)一個(gè)氫原子躍遷可能發(fā)出的光譜線條數(shù)最多為n-1,而一群氫原子躍遷可能發(fā)出的光譜線條數(shù)可用

求解。研學(xué)選考命題1.(2022浙江6月選考)如圖為氫原子的能級(jí)圖。大量氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài),在向低能級(jí)躍遷時(shí)放出光子,用這些光子照射逸出功為2.29eV的金屬鈉。下列說(shuō)法正確的是(

)A.逸出光電子的最大初動(dòng)能為10.80eVB.n=3躍遷到n=1放出的光子動(dòng)量最大C.有3種頻率的光子能使金屬鈉產(chǎn)生光電效應(yīng)D.用0.85eV的光子照射,氫原子躍遷到n=4激發(fā)態(tài)B

2.(2024浙江1月選考)氫原子光譜按頻率展開(kāi)的譜線如圖所示,此四條譜線滿足巴耳末公式,n=3,4,5,6,用Hδ和Hγ光進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)研究,則(

)A.照射同一單縫衍射裝置,Hδ光的中央明條紋寬度寬B.以相同的入射角斜射入同一平行玻璃磚,Hδ光的側(cè)移量小C.以相同功率發(fā)射的細(xì)光束,真空中單位長(zhǎng)度上Hγ光的平均光子數(shù)多D.相同光強(qiáng)的光分別照射同一光電效應(yīng)裝置,Hγ光的飽和電流小C【解析】

根據(jù)巴耳末公式可知,Hδ與Hγ相比,Hγ光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)。波長(zhǎng)越長(zhǎng),越容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,故照射同一單縫衍射裝置,Hγ光的中央明條紋寬度寬,故A錯(cuò)誤;根據(jù)

可知Hγ光的頻率較小,則Hγ光的折射率較小,在平行玻璃磚中的偏折較小,Hγ光的側(cè)移量小,故B錯(cuò)誤;Hγ光的頻率較小,則Hγ光的光子能量較小,以相同功率發(fā)射的細(xì)光束,Hγ光的光子數(shù)較多,則真空中單位長(zhǎng)度上Hγ光的平均光子數(shù)多,故C正確;若Hδ、Hγ光均能發(fā)生光電效應(yīng),相同光強(qiáng)的光分別照射同一光電效應(yīng)裝置,Hγ光的頻率較小,Hγ光的光子能量較小,Hγ光的光子數(shù)較多,則Hγ光的飽和電流大,故D錯(cuò)誤。3.(2024浙江6月選考)玻爾氫原子電子軌道示意圖如圖所示,處于n

=3能級(jí)的原子向低能級(jí)躍遷,會(huì)產(chǎn)生三種頻率分別為ν31、ν32、

ν21的光,下標(biāo)數(shù)字表示相應(yīng)的能級(jí)。已知普朗克常量為h,光速為c。下列說(shuō)法正確的是(

)A.頻率為ν31的光,其動(dòng)量為B.頻率為ν31和ν21的兩種光分別射入同一光電效應(yīng)裝量,均產(chǎn)生光電子,其最大初動(dòng)能之差為hν32C.頻率為ν31和ν21的兩種光分別射入雙縫間距為d、雙縫到屏的距離為L(zhǎng)的干涉裝置,產(chǎn)生的干涉條紋間距之差為D.若原子從n=3能級(jí)躍遷至n=4能級(jí),入射光的頻率ν34'>答案

B

4.(多選)(2023浙江1月選考)氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí),會(huì)產(chǎn)生四種頻率的可見(jiàn)光,其光譜如圖1所示。氫原子從能級(jí)6躍遷到能級(jí)2產(chǎn)生可見(jiàn)光Ⅰ,從能級(jí)3躍遷到能級(jí)2產(chǎn)生可見(jiàn)光Ⅱ。用同一雙縫干涉裝置研究?jī)煞N光的干涉現(xiàn)象,得到如圖2和圖3所示的干涉條紋。用兩種光分別照射如圖4所示的實(shí)驗(yàn)裝置,都能產(chǎn)生光電效應(yīng)。下列說(shuō)法正確的是(

)A.圖1中的Hα對(duì)應(yīng)的是ⅠB.圖2中的干涉條紋對(duì)應(yīng)的是ⅡC.Ⅰ的光子動(dòng)量大于Ⅱ的光子動(dòng)量D.P向a移動(dòng),電流表示數(shù)為零時(shí)Ⅰ對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)比Ⅱ的大CD5.(多選)(2023浙江6月選考)有一種新型光電效應(yīng)量子材料,其逸出功為W0。當(dāng)紫外光照射該材料時(shí),只產(chǎn)生動(dòng)能和動(dòng)量單一的相干光電子束。用該電子束照射間距為d的雙縫,在與縫相距為L(zhǎng)的觀測(cè)屏上形成干涉條紋,測(cè)得條紋間距為Δx。已知電子質(zhì)量為m,普朗克常量為h,光速為c,則(

)AD考點(diǎn)二核反應(yīng)核能統(tǒng)攬主干知識(shí)1.核衰變問(wèn)題

(2)α衰變和β衰變次數(shù)的確定方法①方法一:由于β衰變不改變質(zhì)量數(shù),故可以先由質(zhì)量數(shù)改變確定α衰變的次數(shù),再根據(jù)電荷數(shù)守恒確定β衰變的次數(shù)。②方法二:設(shè)α衰變次數(shù)為x,β衰變次數(shù)為y,根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒列方程組求解。2.核反應(yīng)的四種類型

研學(xué)選考命題1.(多選)(2022浙江1月選考)2021年12月15日秦山核電站迎來(lái)了安全發(fā)電30周年,核電站累計(jì)發(fā)電約6.9×1011kW·h,相當(dāng)于減排二氧化碳六億多噸。為了提高能源利用率,核電站還將利用冷卻水給周圍居民供熱。下列說(shuō)法正確的是(

)A.秦山核電站利用的是核聚變釋放的能量B.秦山核電站發(fā)電使原子核虧損的質(zhì)量約為27.6kgC.核電站反應(yīng)堆中需要用鎘棒控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度CDDC4.(2024浙江1月選考)已知氘核質(zhì)量為2.0141u,氚核質(zhì)量為3.0161u,氦核質(zhì)量為4.0026u,中子質(zhì)量為1.0087u,阿伏加德羅常數(shù)NA取6.0×1023mol-1,氘核摩爾質(zhì)量為2g/mol,1u相當(dāng)于931.5MeV。關(guān)于氘與氚聚變成氦,下列說(shuō)法正確的是(

)B.氘核的比結(jié)合能比氦核的大C.氘核與氚核的間距達(dá)到10-10m就能發(fā)生核聚變D.4g氘完全參與聚變釋放出能量的數(shù)量級(jí)為1025MeVD誤;氘核的比結(jié)合能比氦核的小,故B錯(cuò)誤;氘核與氚核發(fā)生核聚變,要使它們間的距離達(dá)到10-15

m以內(nèi),故C錯(cuò)誤;一個(gè)氘核與一個(gè)氚核聚變反應(yīng)的質(zhì)量虧損Δm=(2.014

1+3.016

1-4.002

6-1.008

7)

u=0.018

9

u,聚變反應(yīng)釋放的能量ΔE=Δm·931.5

MeV≈17.6

MeV,4

g氘完全參與聚變釋放