2022年高考物理母题题源系列专题近代物理初步.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载专题 16 近代物理初步【母题来源一】2022 年上海卷【母题原题】 讨论放射性元素射线性质的试验装置如下列图；两块平行放置的金属板 A、B分别与电源的两极 a、b 连接,放射源发出的射线从其上方小孔向外射出；就：（）Aa 为电源正极,到达 A 板的为 射线 Ba 为电源正极,到达 A板的为 射线Ca 为电源负极,到达A 板的为 射线 Da 为电源负极,到达A板的为 射线【答案】 B 【考点定位】带电粒子在匀强电场中的偏转、射线和 射线的本质【方法技巧】 通过类平抛运动运算粒子在竖直方向的位移关系式,荷的关系,再结合图示进行

2、比较判定；【母题来源二】2022 年北京卷依据公式分析该位移与比【母题原题】 处于 n=3 能级的大量氢原子,向低能级跃迁时,辐射光的频率有：（）A1 种B2 种C3 种D4 种【答案】 C 【考点定位】考查了氢原子跃迁【方法技巧】解决此题的关键知道能级间跃迁辐射或吸取光子的能量等于两能级间的能级名师归纳总结 差,知道数学组合公式2 C n的应用,另外需要留意题中给的是“ 大量” 氢原子仍是一个氢原第 1 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载子；【命题意图】 此题考查近代物理学问中的一个重要考点玻尔理论,力；意在考查考

3、生的懂得能【考试方向】 近代物理部分,涉及的考点较多,主要有光电效应、波粒二象性、原子结构、玻尔理论、衰变、核反应和核能等,主要以挑选题的形式命题,可能单独命题,但更多的是 通过多个选项命制综合题；【得分要点】 光电效应波粒二象性主要考查方向有以下几个方面,结如下：1、由 Ek 图象可以得到的信息: c. （1）极限频率：图线与 轴交点的横坐标（2）逸出功：图线与 Ek轴交点的纵坐标的值 E=W0. （3）普朗克常量：图线的斜率 k=h. 2、光电效应中两条线索其主要破解方法也一并总线索一：通过频率分析：光子频率高光子能量大产生光电子的最大初动能大；线索二：通过光的强度分析：入射光强度大光子数

4、目多产生的光电子多光电流大；3、对光的波粒二象性、物质波的考查 光既有波动性,又有粒子性,两者不是孤立的,而是有机的统一体,其表现规律为：（1）个别光子的作用成效往往表现为粒子性；大量光子的作用成效往往表现为波动性（2）频率越低波动性越显著,越简洁看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著,越不简洁看到光的干涉和衍射现象,贯穿本事越强（3）光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时,往往表现为粒子性（4）由光子的能量 E=h ,光子的动量 p h 表达式也可以看出,光的波动性和粒子性并不冲突：表示粒子性的粒子能量和动量的运算式中都含有表示波的特点的物理量频率 和波长 ；由以上两式和波

5、速公式c= 仍可以得出： E=pc；玻尔理论的主要考查方向有以下几个方面,其主要破解方法也一并总结如下：（1）原子从基态跃迁到激发态需要吸取能量,而从激发态跃迁到基态就会以光子的形式向名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载外放出能量； 不论是吸取能量仍是放出能量,这个能量值不是任意的,而是等于发生跃迁的这两个能级间的能量差,即 h =Em- En；（2）原子从激发态向基态跃迁时发出光子的种类：当单个氢原子自发辐射,由量子数为 n（n1）的能级向低能级跃迁时最多只能形成（n-1 ）条谱线,或者说产生（

6、n-1 ）种不同频率的光子；当大量处于第 n 激发态的原子向低能级跃迁时最多可辐射 N C n 2 n n 1 种2光子；（3）原子跃迁时电子动能、原子势能和原子能量的变化（与天体运动规律相同）：当轨道半径减小时,库仑引力引力做正功,电子动能增大,原子的电势能减小,原子能量减小；当轨道半径增大时,库仑引力引力做负功,电子动能减小,原子的电势能增大,原子能量增大；原子核核反应方程主要考查方向有以下几个方面,其主要破解方法也一并总结如下：1、确定衰变次数的方法（1）设放射性元素AA ZX经过 n 次 衰变和 m次 衰变后,变成稳固的新元素AY,就表示Z该核反应的方程为XAYn 2 4Hem0eZZ

7、1依据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：AA 4n,ZZ 2nm（2）确定衰变次数,由于 衰变对质量数无影响,先由质量数的转变确定 衰变的次数,然后再依据衰变规律确定 衰变的次数；2、核能的运算方法（1）利用爱因斯坦的质能方程运算核能：利用爱因斯坦的质能方程运算核能,关键是求出质量亏损, 而求质量亏损主要是利用其核反应方程式,能；再利用质量与能量相当的关系求出核（2）利用阿伏加德罗常数运算核能：求宏观物体原子核发生核反应过程中所释放的核能,一般利用核反应方程及其比例关系和阿伏加德罗常数；（3）由动量守恒和能量守恒运算核能：由动量守恒定律和能量守恒定律来求；（4）说明：依据 E mc 2运算,运算

8、时 m的单位是“kg”,c 的单位是“m/s” , E 的单位是“J” 依据 E m 931.5 MeV 运算因 1 原子质量单位 u 相当于 931.5 MeV 的能量,所以运算时 m的单位是“u” , E的单位是“MeV” 利用质能方程运算核能时,不能用质量数代替质量进行运算【母题 1】以下说法正确选项； （填入正确选项前的字母,选对一个给3 分,选对两个给4分,选对三个给5 分,每选错一个扣3 分,最低得分为0 分）A.假如用紫光照耀某种金属发生光电效应,改用绿光照耀该金属肯定发生光电效应名师归纳总结 B.粒子散射试验中少数 粒子发生了较大偏转,这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主第 3

9、页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载要依据之一C在康普顿效应中,当入射光子与晶体中的电子碰撞时,把一部分动量转移给电子,因此,光子散射后波长变长D某放射性原子核经过2 次 衰变和一次 衰变,核内质子数削减4 个E依据玻尔理论,氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放肯定频率的光子,同时电子的动能增大,原子的电势能减小；【答案】 BCE 考点：原子核衰变及半衰期、衰变速度【名师点睛】此题考查光电效应、粒子散射试验、衰变衰变的区分、康普顿效应等基础学问点,比较简洁,关键熟识教材,牢记这些基础学问点,并强化训练；【

10、母题 2】受日本福岛核泄漏的影响, 中国内地部分地区在空气中相继检测出极微量人工核素碘 131、铯 137 等. 已知碘 131 即131 53I 的半衰期为8 天, 就以下有关福岛核泄露问题的说5法正确选项； （填入正确选项前的字母,选对一个给3 分,选对两个给4 分,选对三个给分,每选错一个扣3 分,最低得分为0 分） A. 核反应堆发生的是轻核聚变反应B.20 个放射性核素碘131 即131 53I , 经过 8 天后 , 未衰变的个数不肯定是10 个C.4 月份以后 , 随着气温上升、风力增强, 碘 131 即131 53I 的半衰期会逐步减小D.碘 131 即131 53I 衰变放出

11、的射线是原子核受激产生的E原子弹的反应类型和反应堆的反应类型相同【答案】 BD E 【解析】 核反应堆发生的是重核裂变反应,选项 A 错误；因半衰期是大量原子核的统计意义,131对少量原子核不适应, 故 20 个放射性核素碘 131 即 53I , 经过 8 天后 , 未衰变的个数不肯定131是 10 个,选项 B 正确；半衰期与外部因素无关,选项 C错误；碘 131 即 53I 衰变放出的 射线是原子核受激产生的,选项 D正确；原子弹的反应类型和反应堆的反应类型相同,都是重核的裂变反应,选项 E 正确；应选 BDE. 考点：核反应；半衰期；三种衰变；名师归纳总结 - - - - - - -第

12、 4 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载【名师点睛】 此题比较简洁, 考查了有关原子核的基础学问,累和记忆,平常加强懂得和应用；对于这些基本学问也要留意积【母题 3】以下说法正确选项； （填入正确选项前的字母,选对一个给 3 分,选对两个给 4分,选对三个给 5 分,每选错一个扣 3 分,最低得分为 0 分）A、产生光电效应时,逸出光电子的最大初动能为 E,对于同种金属,E与照耀光的波长成正比B、依据波尔理论可知,氢原子辐射出一个光子后,氢原子的电势能减小,核外电子的运动速度增大C、一块纯的放射性元素的矿石,经过一个半衰期以后,它的质量仅剩下

13、原先质量的一半D、232 90Th 经过 6 次衰变和 4 次衰变后成为稳固的原子核208 82Pb当入射光子与晶体中的电子碰撞时,E、在康普顿效应中,把一部分动量转移给电子,因此,光子散射后波长变长【答案】 BDE 考点：光电效应、衰变、【名师点睛】 考查黑体辐射的规律,把握物理史实, 知道衰变产生新核,懂得光电效应方程,此题考查的学问点较多,难度不大,需要我们在学习选修课本时要全面把握,多看多记；【母题 4】以下说法正确选项； （填入正确选项前的字母,选对一个给3 分,选对两个给4分,选对三个给5 分,每选错一个扣3 分,最低得分为0 分）A.假如用紫光照耀某种金属发生光电效应, 改用绿光

14、照耀这种金属不肯定发生光电效应B.由玻尔理论可知 , 氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时 , 要释放肯定频率的光子, 同时电子的动能减小 , 电势能增大C. 粒子散射试验中少数 粒子发生了较大偏转 , 这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一D.原子核的比结合能大小可反映原子核的稳固程度, 该值随质量数的增加而增大名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载E.放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身因素打算的 状态无关【答案】 ACE , 与外界的物理条件和所处的化学【解析】 假如用紫光照耀某

15、种金属发生光电效应,知紫光的频率大于金属的极限频率,由于绿光的频率小于紫光的频率,所以绿光照耀不肯定发生光电效应故 A正确 由玻尔理论可知,氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放肯定频率的光子,能量减小,轨道半径减小,依据2 kemv2知,电子的动能增大,由于能量等于电子动能和电势能的r2r总和,就电势能减小故B 错误 粒子散射试验中少数粒子发生了较大偏转,这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一故 C正确 比结合能越大, 表示原子核中核子结合得越牢靠, 原子核越稳固, 比结合能并非随着质量数的最大而增大,故 D错误；放射性 元素衰变的快慢是由原子核内部自身因素打算的,与外界的

16、物理条件和所处的化学状态无 关,故 E 正确；应选 ACE. 考点：光电效应、 粒子散射试验、能级的跃迁、衰变、半衰期 粒子散射试验、能级的跃迁、衰变、半衰期等基础学问【名师点睛】此题考查光电效应、点,比较简洁,关键熟识教材,牢记这些基础学问点,并强化训练；【母题 5】以下有关近代物理内容的如干表达,正确选项；（填入正确选项前的字母,选对一个给 3 分,选对两个给4 分,选对三个给5 分,每选错一个扣3 分,最低得分为0 分）A紫外线照耀到金属锌板表面时能发生光电效应,就当增大紫外线的照耀强度时,从锌板 表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大 B波尔认为,原子中电子轨道是量子化的,能量也是量子

17、化的 C 射线是原子核外电子高速运动形成的 D光子不仅具有能量,也具有动量E依据波尔能级理论,氢原子辐射出一个光子后,将由高能级向较低能级跃迁,核外电子 的动能增加【答案】 BDE 考点：光电效应；物质波；氢原子的能级公式和跃迁名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载【名师点睛】 此题全面考查了选修3-5 中的基础学问, 对于该部分学问一是留意平常的积存与记忆,并把握光电效应方程的内容,懂得玻尔理论的内容,留意 射线来自原子核内；【母题 6】如图为氢原子的能级图,已知可见光的光子的能量范畴为16231

18、1 eV ,锌板的电子逸出功为 334 eV ,那么对氢原子在能级跃迁的过程中辐射或吸取光子的特点认识正确选项； （填入正确选项前的字母,选对一个给 3 分,选对两个给 4 分,选对三个给 5分,每选错一个扣 3 分,最低得分为 0 分）A用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照耀锌板,肯定不能产生光电效应现象B用能量为 110 eV 的自由电子轰击,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态C处于 n2 能级的氢原子能吸取任意频率的紫外线D处于 n3 能级的氢原子可以吸取任意频率的紫外线,并且使氢原子电离E用波长为 60 nm 的伦琴射线照耀,可使处于基态的氢原子电离出自由电子【答案】 BDE 考点：氢

19、原子的能级公式和跃迁名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载【名师点睛】解决此题的关键知道什么是电离,以及能级的跃迁满意 h E m E ,留意吸收光子是向高能级跃迁,释放光子是向低能级跃迁,同时把握吸取或释放能量要正好等于能级之差；【母题 7】以下的如干表达中,正确选项；（填入正确选项前的字母,选对一个给 3 分,选对两个给 4 分,选对三个给 5 分,每选错一个扣 3 分,最低得分为 0 分）A黑体辐射电磁波的强度按波长分布只与黑体的温度有关B对于同种金属产生光电效应时,逸出光电子的最大初动能与照

20、耀光的频率成线性关系C一块纯洁的放射性元素矿石,经过一个半衰期以后,它的总质量仅剩下一半D依据玻尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,原子的能量也减小了E将核子束缚在原子核内的核力,是不同于万有引力和电磁力的另一种相互作用【答案】 ABE 考点：光电效应；玻尔模型和氢原子的能级结构【名师点睛】 考查黑体辐射的规律,把握物理史实, 知道衰变产生新核,懂得光电效应方程,此题考查的学问点较多,难度不大,需要我们在学习选修课本时要全面把握,多看多记；【母题 8】2022 年诺贝尔物理学奖得主威拉德. 博伊尔和乔治 . 史密斯主要成就是创造了电荷耦合器件（ CCD

21、）图像传感器；他们的创造利用了爱因斯坦的光电效应原理；如下列图电路可讨论光电效应规律,图中标有 A和 K 的为光电管,其中 A 为阴极, K为阳极；抱负电流计可检测通过光电管的电流,抱负电压表用来指示光电管两端的电压；现接通电源, 用光子能量为 10.5eV 的光照耀阴极 A,电流计中有示数,如将滑动变阻器的滑片 P 缓慢向右滑动,电流计的读数逐步减小,当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零,读出此时电压有的示数为6.0V ；现保持滑片 P 位置不变,以下判定正确选项；（填入正确选项前的字母,选对一个给3 分,选对两个给 4 分,选对三个给 5 分,每选错一个扣 3 分,最低得分为 0 分）A、

22、光电管阴极 A 射出的光电子是具有瞬时性的名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载B、光电管阴极材料的逸出功为 4.5eVC、如增大入射光的强度,电流计的读数不为零D、如用光子能量为12eV 的光照耀阴极A,光电子的最大初动能肯定变大E、如用光子能量为A,同时把滑片P向左移动少许,电流计的读数肯定9.5eV 的光照耀阴极不为零【答案】 ABD 【解析】射出的光电子是具有瞬时性的,故 A 正确；电流计的读数恰好为零,此时电压表的示数为 6.0V ,依据动能定理得,eU E Km 6 eV ,再依据光电效

23、应方程知：W 0 h E Km 10.5 6 4.5 eV ,故 B正确； 光电效应的产生的最大初动能与入射光的强度无关,与入射光的频率有关,故C错误；增大入射光的光子能量,依据光电效应方程知,光电子的最大初动能变大,故 D正确；如用光子能量为 9.5eV 的光照耀阴极 A,能发生光电效应,但是把滑片 P 向左移动少许,电流计的读数不肯定不为零,故 E错误；考点：光电效应、爱因斯坦光电效应方程【名师点睛】 图示电路所加的电压为反向电压,当电流计的读数恰好为零时,依据动能定理可以求出光电子的最大初动能,通过光电效应方程可以求出逸出功的大小；此题考查了光电效应、质能方程等基础学问,比较简洁,关键把

24、握这些学问点的基本概念和基本规律；【母题 9】2022 年诺贝尔物理学奖授予一名日本科学家和一名加拿大科学家,以表彰他们发现并证明白中微子 Ve 振荡现象,揭示出中微子无论多小都具有质量,这是粒子物理学历史性的发觉已知中微子可以将一个氯核转变为一个氩核,其核反应方程式为37 37 37 37Ve 17 Cl 18 Ar B 上述核反应中 B粒子为；已知 17Cl核的质量为 36.95658u ,18Ar核的质量为 36.9569lu ,B 粒子的质量为 0.00055u ,1u 质量对应的能量为 931.5MeV依据以上数据,可以判定参加上述反应的中微子的最小能量为 MeV（结果保留两位有效数

25、字）【答案】电子或 01 e ; 0.82考点：考查核反应、核能 . 【名师点睛】此题考查了核反应方程的书写规律,把握能量守恒在原子物理学问中的应用,要解答这类问题关键是在运算上不要出错- 【母题 10】某光电管的阴极是用金属钾制成的,它的逸出功为 2.21 eV,用波长为 2.5 107 m的紫外线照耀阴极,已知真空中的光速为 3.0 10 8 m/s,元电荷为 1.6 10-19 C,普朗克常量为 6.63 10-34 J s；就钾的极限频率是 Hz,该光电管发射的光电子的最大初动能是 J；（保留二位有效数字）名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 10 页精选学习资料 -

26、 - - - - - - - - 学习好资料0W 0欢迎下载1914 5.3 10Hz；【答案】（1）5.3 1014 ,4.4 10-19 2.21 1.6 10【解析】（ 1）依据据逸出功W0=h0,得：h6.63 1034（2）依据光电效应方程：EK=h -W0 光速、波长、频率之间关系为：c 由解得： EK=4.4 10-19 J 考点：光电效应方程【名师点睛】此题考察学问点简洁,但是同学在学习中要牢记公式以及物理量之间的关系,逸出功 W0=h0,和光电效应方程：EK=h -W；同时留意逸出功运算时的单位,及运算的精确性；名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 10 页