江蘇專用2024高考物理一輪復(fù)習(xí)專題十三波粒二象性原子物理含解析

PAGE16-專題十三波粒二象性、原子物理備考篇【考情探究】課標(biāo)解讀考情分析備考指導(dǎo)考點內(nèi)容波粒二象性1.知道光是一種電磁波。知道光的能量是不連續(xù)的。初步了解微觀世界的量子化特征。2.了解光電效應(yīng)現(xiàn)象。知道愛因斯坦光電效應(yīng)方程及其意義。3.知道實物粒子具有波動性。由近幾年考情分析可見,本專題考查學(xué)問面較廣,主要考查點有光電效應(yīng)、波粒二象性、核能計算、衰變問題、原子模型、核反應(yīng)方程等等,光電效應(yīng)和核能計算為考查的熱點?？疾轭}型有填空、選擇、計算,難度中等偏易。主要考查考生的科學(xué)推理素養(yǎng)。對本專題的復(fù)習(xí),肯定要全面駕馭,不留盲點。由于學(xué)問點較多,所以復(fù)習(xí)時要抓住學(xué)問間的邏輯關(guān)系,提高復(fù)習(xí)的效率。如由光電效應(yīng)方程延長出的光電效應(yīng)的各種相關(guān)問題;由原子能級圖引申出的玻爾原子模型的各種應(yīng)用;應(yīng)用質(zhì)能方程和能量守恒定律解決核能的相關(guān)問題等等。本專題中各類圖像較多,要時刻不忘運用數(shù)形結(jié)合理解和分析圖像問題的核心思想。原子結(jié)構(gòu)模型1.知道原子的核式結(jié)構(gòu)模型。通過對氫原子光譜的分析,了解原子的能級結(jié)構(gòu)。2.了解原子核的組成和核力的性質(zhì)。知道四種基本相互作用。能依據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷守恒寫出核反應(yīng)方程。放射性元素的衰變、核反應(yīng)1.了解放射性和原子核衰變。知道半衰期及其統(tǒng)計意義。了解放射性同位素的應(yīng)用,知道射線的危害與防護(hù)。2.相識原子核的結(jié)合能,了解核裂變反應(yīng)和核聚變反應(yīng)?！菊骖}探秘】基礎(chǔ)篇【基礎(chǔ)集訓(xùn)】考點一波粒二象性1.[2024江蘇宿遷期中,12B(1)](多選)物理學(xué)家做了一個好玩的試驗:在雙縫干涉試驗中,在光屏處放上照相底片,若減弱光的強(qiáng)度,使光子只能一個一個地通過狹縫,試驗結(jié)果表明,假如曝光時間不太長,底片上只出現(xiàn)一些不規(guī)則的點子;假如曝光時間足夠長,底片上就會出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋。對這個試驗結(jié)果有下列相識,正確的是()A.曝光時間不長時,出現(xiàn)不規(guī)則的點子,表現(xiàn)出光的波動性B.單個光子通過雙縫后的落點無法預(yù)料C.干涉條紋中光明的部分是光子到達(dá)機(jī)會較多的地方D.只有大量光子的行為才能表現(xiàn)出光的粒子性1.答案BC2.(2025屆江蘇宿遷月考,4)(多選)對光的相識,以下說法中正確的是()A.個別光子的行為表現(xiàn)出粒子性,大量光子的行為表現(xiàn)出波動性B.高頻光是粒子,低頻光是波C.光表現(xiàn)出波動性時,就不具有粒子性了;光表現(xiàn)出粒子性時,就不再具有波動性了D.光的波粒二象性應(yīng)理解為:在某種場合下光的波動性表現(xiàn)得明顯,在另外某種場合下,光的粒子性表現(xiàn)得明顯2.答案AD3.用同一光電管探討a、b兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng),得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖。則a光光子的頻率b光光子的頻率(選填“大于”“小于”或“等于”);且a光的強(qiáng)度b光的強(qiáng)度(選填“大于”“小于”或“等于”)。

3.答案大于大于考點二原子結(jié)構(gòu)模型4.(2025屆江蘇南師大附中期中,4)關(guān)于光譜的下列說法中,正確的是()A.用光柵或棱鏡的色散作用,可以把光按波長綻開,獲得的光的波長和強(qiáng)度分布的記錄叫光譜B.氫原子光譜證明了玻爾提出的“原子核的能級量子化”的假說C.白熾燈光和霓虹燈光的光譜都是明線光譜,都能用來做光譜分析D.太陽光譜是汲取光譜,暗線說明太陽的內(nèi)部存在著與這些暗線相對應(yīng)的元素4.答案A5.(多選)如圖所示是氫原子的能級圖,對于一群處于n=4能級的氫原子,下列說法正確的是()A.這群氫原子能夠汲取隨意能量的光子后向更高能級躍遷B.這群氫原子能夠發(fā)出6種不同頻率的光C.這群氫原子發(fā)出的光子中,能量最大為10.2eVD.從n=4能級躍遷到n=3能級發(fā)出的光的波長最長5.答案BD考點三放射性元素的衰變、核反應(yīng)6.(多選)關(guān)于自然放射性,下列說法正確的是()A.全部元素都可能發(fā)生衰變B.放射性元素的半衰期與外界的溫度無關(guān)C.放射性元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性D.α、β和γ三種射線中,γ射線的穿透實力最強(qiáng)E.一個原子核在一次衰變中可同時放出α、β和γ三種射線6.答案BCD7.一靜止的鈾核

92232U(原子質(zhì)量為232.0372u)放出一個帶電粒子(原子質(zhì)量為4.0026u)后衰變成釷核(1)寫出該過程的衰變方程;(2)求該衰變過程中放出的核能(1u相當(dāng)于931.5MeV,結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。7.答案(1)92232U→90綜合篇【綜合集訓(xùn)】拓展一對光的波粒二象性的理解1.(2025屆江蘇淮安月考,14)(多選)波粒二象性是微觀世界的基本特征,以下說法正確的是()A.光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性B.黑體輻射的試驗規(guī)律可用光的波動性說明C.動能相等的質(zhì)子和電子,它們的德布羅意波長也相等D.熱中子束射到晶體上產(chǎn)生的衍射圖樣說明中子具有波動性1.答案AD2.(2024江蘇蘇錫常鎮(zhèn)宿五市教學(xué)調(diào)研一,17)用極微弱的紅光做雙縫干涉試驗,隨著曝光時間的延長,可以先后得到如圖(a)、(b)、(c)所示的圖樣,這里的圖樣(填“是”或“不是”)光子之間相互作用引起的,試驗表明光波是一種(填“概率波”或“物質(zhì)波”)。

2.答案不是概率波拓展二原子結(jié)構(gòu)模型3.(2025屆江蘇連云港期中,3)對原子光譜,下列說法錯誤的是()A.原子光譜是不連續(xù)的B.由于原子都是由原子核和電子組成的,所以各種原子的原子光譜是相同的C.各種原子的原子結(jié)構(gòu)不同,所以各種原子的原子光譜也不相同D.分析物質(zhì)發(fā)光的光譜可以鑒別物質(zhì)中含有哪些元素3.答案B4.(2025屆江蘇無錫期中,4)下列說法正確的是()A.原子的核式結(jié)構(gòu)模型是玻爾建立起來的B.在α粒子散射試驗中,絕大多數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)C.玻爾模型能夠說明全部原子的光譜現(xiàn)象D.玻爾認(rèn)為,電子的軌道是量子化的,原子的能量也是量子化的4.答案D5.(2025屆江蘇常州高三月考,12)(多選)關(guān)于原子的核式結(jié)構(gòu)模型,下列說法正確的是()A.原子中絕大部分是“空”的,原子核很小B.電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)的向心力由原子核對它的庫侖力供應(yīng)C.原子的全部電荷和質(zhì)量都集中在原子核里D.原子核的直徑的數(shù)量級是10-10m5.答案AB拓展三原子核的衰變6.(2025屆江蘇南京月考,13)14C發(fā)生放射性衰變變成14N,半衰期約5700年。已知植物存活期間,其體內(nèi)14C與12C的比例不變;生命活動結(jié)束后,14C的比例持續(xù)削減。現(xiàn)通過測量得知,某古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一。下列說法錯誤的是()A.該古木的年頭距今約5700年B.12C、14C具有相同的中子數(shù)C.12C、14C具有相同的質(zhì)子數(shù)D.14C衰變?yōu)?4N的過程中放出β射線6.答案B7.(2025屆江蘇徐州一中月考,5)氡的半衰期是3.8天,下列說法正確的是()A.上升溫度,可以使氡的半衰期變短B.增加壓強(qiáng),可以使氡的半衰期變短C.4克氡原子核,經(jīng)過7.6天就只剩下1克氡原子核D.4個氡原子核,經(jīng)過7.6天就只剩下1個氡原子核答案C應(yīng)用篇應(yīng)用一光電效應(yīng)方程的應(yīng)用【應(yīng)用集訓(xùn)】1.(2024江蘇南京三模)(多選)如圖所示,當(dāng)開關(guān)S斷開時,用光子能量為2.8eV的一束光照耀陰極K,發(fā)覺電流表讀數(shù)不為零。合上開關(guān),調(diào)整滑動變阻器,發(fā)覺當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.70V時,電流表讀數(shù)仍不為零。合上開關(guān),調(diào)整滑動變阻器,發(fā)覺當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.70V時,電流表讀數(shù)仍不為零;當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.70V時,電流表讀數(shù)為零。則下列說法正確的是()A.陰極材料的逸出功為2.10eVB.陰極材料的逸出功為1.40eVC.若將光照強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼亩?則遏止電壓為0.70VD.若將光照強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼亩?則遏止電壓為1.40V答案AC2.[2024江蘇揚(yáng)州月考,12C(3)]用能量為50eV的光子照耀到光電管陰極后,測得光電流與電壓的關(guān)系如圖所示,已知電子的質(zhì)量m=9.0×10-31kg、電荷量e=1.6×10-19C,普朗克常量h=6.63×10-34J·s。試求:①光電管陰極金屬的逸出功W;②光電子的最大動量和對應(yīng)物質(zhì)波的波長λ。答案①30eV②2.4×10-25kg·m·s-12.76×10-9m應(yīng)用二質(zhì)能方程的應(yīng)用【應(yīng)用集訓(xùn)】1.(2025屆江蘇南京月考,13)有一種聚變反應(yīng)是四個氫核聚變成一個氦核,同時釋放出兩個正電子。則:(1)該聚變反應(yīng)釋放多少能量?(2)若1g氫完全聚變,能釋放多少能量?(3)1g氫完全聚變,釋放的能量相當(dāng)于多少煤完全燃燒放出的能量?(已知煤的熱值q=3.36×107J/kg,氫核質(zhì)量為1.008142u,氦核質(zhì)量為4.001509u,電子的質(zhì)量為0.000549u)答案(1)4.47×10-12J(2)6.7×1011J(3)2.0×104kg2.(2025屆江蘇連云港月考,13)1(1)一個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合為氚核時,是汲取還是放出能量?該能量為多少?(2)氚核的結(jié)合能和比結(jié)合能各是多少?(3)假如這些能量是以光子形式放出的,則光子的頻率是多少?答案(1)放出能量7.97MeV(2)7.97MeV2.66MeV(3)1.92×1021Hz【五年高考】A組基礎(chǔ)題組1.[2024江蘇單科,12C(1)]已知A和B兩種放射性元素的半衰期分別為T和2T,則相同質(zhì)量的A和B經(jīng)過2T后,剩有的A和B質(zhì)量之比為()A.1∶4 B.1∶2C.2∶1 D.4∶11.答案B2.[2024江蘇單科,12C(1)](多選)原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示。依據(jù)該曲線,下列推斷正確的有()A.2B.24He核比C.兩個

12H核結(jié)合成D.92235U核中核子的平均結(jié)合能比2.答案BC3.[2024江蘇單科,12C(1)]貝可勒爾在120年前首先發(fā)覺了自然放射現(xiàn)象,如今原子核的放射性在眾多領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用。下列屬于放射性衰變的是()A.614C→714N+-10e B.92235UC.12H+13H→24He+01n D3.答案A4.[2024江蘇單科,12C(2)]光電效應(yīng)試驗中,用波長為λ0的單色光A照耀某金屬板時,剛好有光電子從金屬表面逸出。當(dāng)波長為λ02的單色光B照耀該金屬板時,光電子的最大初動能為,A、B兩種光子的動量之比為4.答案hcλ5.[2024江蘇單科,12C(2)]質(zhì)子(11H)和α粒子(24He)被加速到相同動能時,質(zhì)子的動量5.答案小于2∶16.[2024江蘇單科,12(2)(3)](2)100年前,盧瑟福用α粒子轟擊氮核打出了質(zhì)子。后來,人們用α粒子轟擊

2860Ni核也打出了質(zhì)子:24He+2860Ni→2962Cu+1(3)在“焊接”視網(wǎng)膜的眼科手術(shù)中,所用激光的波長λ=6.4×10-7m,每個激光脈沖的能量E=1.5×10-2J。求每個脈沖中的光子數(shù)目。(已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s,光速c=3×108m/s。計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)答案(2)中子核裂變(3)5×10167.[2024江蘇單科,12C(3)]幾種金屬的逸出功W0見下表:金屬鎢鈣鈉鉀銣W0(×10-19J)7.265.123.663.603.41用一束可見光照耀上述金屬的表面,請通過計算說明哪些能發(fā)生光電效應(yīng)。已知該可見光的波長范圍為4.0×10-7~7.6×10-7m,普朗克常量h=6.63×10-34J·s。7.答案光子的能量E=hcλ,取λ=4.0×10-7m,則E≈5.0×10-19依據(jù)E>W0推斷,鈉、鉀、銣能發(fā)生光電效應(yīng)。B組綜合題組1.(2024課標(biāo)Ⅰ,14,6分)氫原子能級示意圖如圖所示。光子能量在1.63eV~3.10eV的光為可見光。要使處于基態(tài)(n=1)的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見光光子,最少應(yīng)給氫原子供應(yīng)的能量為()A.12.09eV B.10.20eVC.1.89eV D.1.51eV1.答案A2.(2024北京理綜,19,6分)光電管是一種利用光照耀產(chǎn)生電流的裝置,當(dāng)入射光照在管中金屬板上時,可能形成光電流。表中給出了6次試驗的結(jié)果。組次入射光子的能量/eV相對光強(qiáng)光電流大小/mA逸出光電子的最大動能/eV第一組1234.04.04.0弱中強(qiáng)2943600.90.90.9其次組4566.06.06.0弱中強(qiáng)2740552.92.92.9由表中數(shù)據(jù)得出的論斷中不正確的是()A.兩組試驗采納了不同頻率的入射光B.兩組試驗所用的金屬板材質(zhì)不同C.若入射光子的能量為5.0eV,逸出光電子的最大動能為1.9eVD.若入射光子的能量為5.0eV,相對光強(qiáng)越強(qiáng),光電流越大2.答案B3.(2024天津理綜,5,6分)如圖為a、b、c三種光在同一光電效應(yīng)裝置中測得的光電流和電壓的關(guān)系。由a、b、c組成的復(fù)色光通過三棱鏡時,下述光路圖中正確的是()3.答案C4.(2024天津理綜,1,6分)國家大科學(xué)工程——中國散裂中子源(CSNS)于2024年8月28日首次打靶勝利,獲得中子束流,可以為諸多領(lǐng)域的探討和工業(yè)應(yīng)用供應(yīng)先進(jìn)的探討平臺。下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是()A.714N俘獲一個α粒子,產(chǎn)生B.1327Al俘獲一個α粒子,產(chǎn)生C.511B俘獲一個質(zhì)子,產(chǎn)生D.36Li俘獲一個質(zhì)子,產(chǎn)生4.答案B5.(2024北京理綜,18,6分)2024年年初,我國研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置,發(fā)出了波長在100nm(1nm=10-9m)旁邊連續(xù)可調(diào)的世界上最強(qiáng)的極紫外激光脈沖。大連光源因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的探討中發(fā)揮重要作用。一個處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個分子,但又不會把分子打碎。據(jù)此推斷,能夠電離一個分子的能量約為(取普朗克常量h=6.6×10-34J·s,真空光速c=3×108m/s)()A.10-21J B.10-18J C.10-15J D.10-12J5.答案B6.[2024課標(biāo)Ⅰ,35(1),5分](多選)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)試驗,當(dāng)用某一頻率的光入射時,有光電流產(chǎn)生。下列說法正確的是()A.保持入射光的頻率不變,入射光的光強(qiáng)變大,飽和光電流變大B.入射光的頻率變高,飽和光電流變大C.入射光的頻率變高,光電子的最大初動能變大D.保持入射光的光強(qiáng)不變,不斷減小入射光的頻率,始終有光電流產(chǎn)生E.遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān),與入射光的光強(qiáng)無關(guān)6.答案ACEC組老師專用題組1.[2013江蘇單科,12C(1)]假如一個電子的德布羅意波長和一個中子的相等,則它們下列哪個物理量也相等()A.速度 B.動能 C.動量 D.總能量答案C2.(2024課標(biāo)Ⅲ,14,6分)1934年,約里奧-居里夫婦用α粒子轟擊鋁核

1327Al,產(chǎn)生了第一個人工放射性核素X:αA.15和28 B.15和30 C.16和30 D.17和31答案B3.(2024課標(biāo)Ⅱ,17,6分)用波長為300nm的光照耀鋅板,電子逸出鋅板表面的最大初動能為1.28×10-19J。已知普朗克常量為6.63×10-34J·s,真空中的光速為3.00×108m·s-1。能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為()A.1×1014Hz B.8×1014Hz C.2×1015Hz D.8×1015Hz答案B4.[2013江蘇單科,12C(2)]依據(jù)玻爾原子結(jié)構(gòu)理論,氦離子(He+)的能級圖如圖所示。電子處在n=3軌道上比處在n=5軌道上離氦核的距離(選填“近”或“遠(yuǎn)”)。當(dāng)大量He+處在n=4的激發(fā)態(tài)時,由于躍遷所放射的譜線有條。

答案近6【三年模擬】時間:40分鐘分值60分一、單項選擇題(每小題3分,共12分)1.(2025屆江蘇泰州期中,5)下列說法正確的是()A.陰極射線的存在說明原子核是可分的B.玻爾理論很好地說明了原子光譜的成因C.原子的核式結(jié)構(gòu)模型可以說明原子的穩(wěn)定性D.235U裂變產(chǎn)生的新核的比結(jié)合能比235U的比結(jié)合能大1.答案D2.(2025屆江蘇蘇州一中月考,6)以下說法正確的是()A.氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時,電子的動能減小,原子的電勢能增大,原子能量減小B.紫外線照耀到金屬鋅板表面時能夠產(chǎn)生光電效應(yīng),則當(dāng)增大紫外線的照耀強(qiáng)度時,從鋅板表面逸出的光電子的個數(shù)增多,光電子的最大初動能增大C.氫原子光譜有許多不同的亮線,說明氫原子能發(fā)出許多不同頻率的光,它的光譜是連續(xù)譜D.自然放射現(xiàn)象的發(fā)覺揭示了原子核有困難的結(jié)構(gòu),β射線是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時產(chǎn)生的高速電子流2.答案D3.(2025屆江蘇連云港高級中學(xué)摸底,13)下列說法正確的是()A.放射性元素的半衰期與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件有關(guān)B.結(jié)合能越大,原子中核子結(jié)合得越堅固,原子核越穩(wěn)定C.一束光照耀到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng),是因為該束光的波長太小D.各種氣體原子的能級不同,躍遷時放射光子的能量(頻率)不同,因此利用不同的氣體可以制成五彩繽紛的霓虹燈3.答案D4.(2025屆江蘇徐州一中月考,13)以下有關(guān)近代物理的內(nèi)容敘述正確的是()A.放射性元素在發(fā)生α衰變時2個中子和2個質(zhì)子結(jié)合為一個α粒子,設(shè)中子、質(zhì)子和α粒子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3,則2(m1+m2)=m3B.在關(guān)于物質(zhì)波的表達(dá)式ε=hν和p=hλC.在原子核發(fā)生衰變后,新核往往處于不穩(wěn)定的高能級狀態(tài),會自發(fā)地向低能級躍遷D.重核的裂變過程質(zhì)量增大,輕核的聚變過程有質(zhì)量虧損4.答案C二、多項選擇題(每小題4分,共20分)5.(2025屆江蘇無錫月考,13)下列說法正確的是()A.頻率越低的光,粒子性越顯著B.無論光強(qiáng)多強(qiáng),只要入射光的頻率小于金屬的截止頻率,就不能發(fā)生光電效應(yīng)C.氫原子汲取光子后,電子運動的軌道半徑變大,動能也變大D.發(fā)生β衰變時,新核的質(zhì)量數(shù)不變5.答案BD6.(2024江蘇南京學(xué)情調(diào)研,5)下列說法中正確的是()A.圖甲中正確反映了黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布與黑體的溫度的關(guān)系B.圖乙的放射性同位素應(yīng)選擇衰變時放出α粒子的同位素C.圖丙中A、B兩球質(zhì)量相等,當(dāng)A球以速度v與靜止的B球發(fā)生正碰后,B球的速度未必是vD.圖丁中是電子束通過鋁箔產(chǎn)生的衍射圖樣,證明了物質(zhì)波的存在6.答案