1、2019屆高考物理 專題二十三 原子物理精準培優專練培優點二十三原子物理一、考點分析1.本部分內容涉及點較多，改為必考內容后，從這兩年的命題看，逐漸向著多個考點融合的方向發展，且主要以選擇題的形式考查。2.記住幾個二級結論：(1)遏止電壓Uc與入射光頻率、逸出功W0間的關系式：Uc。(2)截止頻率c與逸出功W0的關系：hcW00，據此求出截止頻率c。(3)光照引起的原子躍遷，光子能量必須等于能級差；碰撞引起的躍遷，只需要實物粒子的動能大于(或等于)能級差。(4)大量處于定態的氫原子向基態躍遷時可能產生的光譜線條數：Cn2。(5)磁場中的衰變：外切圓是衰變，內切圓是衰變，半徑與電荷量成反比。(6

2、)平衡核反應方程：質量數守恒、電荷數守恒。二、考題再現典例1.(2018全國II卷17)用波長為300nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動能為1.2810-19J。已知普朗克常量為6.6310-34Js，真空中的光速為3.00108ms-1，能使鋅產生光電效應的單色光的最低頻率約為()A.11014HzB.81014HzC.21015HzD.81015Hz【解析】由光電效應方程式，得，剛好發生光電效應的臨界頻率為，則，代入數據可得，故B正確。【答案】B典例2.(2018全國III卷14)1934年，約里奧居里夫婦用粒子轟擊鋁核，產生了第一個人工放射性核素X：。X的原子序數和質量數分別為

3、()A.15和28B.15和30C.16和30D.17和31【解析】本題考查核反應方程遵循的規律及其相關的知識點。根據核反應遵循的質量數守恒和電荷數守恒可知，X的電荷數為21315，質量數為427130，根據原子核的電荷數等于原子序數，可知X的原子序數為15，質量數為30，選項B正確。【答案】B三、對點速練1.下列說法中正確的是()A.在光電效應的實驗中，只要入射光足夠強，時間足夠長，金屬表面就會逸出光電子B在光電效應的實驗中，飽和光電流大小取決于入射光頻率，頻率越大，飽和光電流越大C根據玻爾的原子理論，氫原子從n5的激發態躍遷到n2的激發態時，原子能量減小，電勢能增加D根據玻爾的原子理論，大

4、量處于基態的氫原子吸收波長為0的光子后，如果輻射出3種頻率的光子，則其中波長最小的為0【答案】D2.如圖所示為氫原子的能級圖，一群氫原子處于n4的激發態，在向低能級躍遷的過程中向外發出光子，用這些光照射逸出功為1.90eV的金屬銫，下列說法正確的是()A.這群氫原子能發出6種頻率不同的光，其中從n4躍遷到n3所發出的光波長最短B.這群氫原子能發出3種頻率不同的光，其中從n4躍遷到n1所發出的光頻率最高C.金屬銫表面所逸出的光電子的初動能最大值為12.75eVD.金屬銫表面所逸出的光電子的初動能最大值為10.85eV【答案】D【解析】從n4躍遷到n3所發出的光的頻率最小，波長最長，選項A錯誤；這

5、群氫原子能發出第=6種頻率的光子，從n4躍遷到n1所發出的光的頻率最高，選項B錯誤；光電子的最大初動能對應入射光子的頻率最高時，最大入射光能量對應的入射光子的頻率最高，即EE4E10.85eV(13.60eV)12.75eV，由光電效應方程知EkEW010.85eV，選項C錯誤，D正確。3根據玻爾理論，氫原子的能級公式為(n為能級，A為基態能量)，一個氫原子中的電子從n4的能級直接躍遷到基態，在此過程中()A氫原子輻射一個能量為的光子B氫原子輻射一個能量為的光子C氫原子輻射一系列頻率的光子，其中頻率最大的光子能量為D氫原子輻射一系列頻率的光子，其中頻率最大的光子能量為【答案】B【解析】根據玻爾

6、理論，一個氫原子中的電子從n4的能級直接躍遷到基態，輻射一個光子的能量為EE4E1，選項B正確，A、C、D錯誤。4.下列說法中正確的是()A.鈾核裂變的某種核反應方程是B.已知質子、中子、粒子的質量分別為m1、m2、m3，那么2個質子和2個中子結合成一個粒子，釋放的能量是C.盧瑟福通過粒子散射實驗驗證了在原子核內部存在質子D.一群處于能級態的氫原子，自發向低能級躍遷的過程中能輻射12中不同頻率的電磁波【答案】B5近幾年中國等許多國家積極發展“月球探測計劃”，該計劃中的科研任務之一是探測月球上氦3的含量。氦3是一種清潔、安全和高效的核發電燃料，可以采用在高溫高壓下用氘和氦3進行核聚變反應發電。若

7、已知氘核的質量為2.0136u，氦3的質量為3.0150u，氦核的質量為4.00151u，質子質量為1.00783u，中子質量為1.008665u，1u相當于931.5MeV。則下列說法正確的是()A.一個氘和一個氦3的核聚變反應釋放的核能約為17.9MeVB.氘和氦3的核聚變反應方程式：+X，其中X是中子C.因為聚變時釋放能量，出現質量虧損，所以生成物的總質量數減少D.目前我國的秦山、大亞灣等核電站廣泛使用氦3進行核聚變反應發電【答案】A6光電效應實驗裝置如圖所示，用頻率為的光源照射陰極K產生了光電效應，已知逸出功為W，普朗克常量為h，電子的電荷量為e。調節變阻器滑動片，使光電流逐漸減小；當

8、靈敏電流計示數恰好減小到零時，電壓表的示數U可能是下列的()ABCD【答案】A7.下列說法正確的是()A.鈾核裂變的核反應是B.玻爾根據光的波粒二象性，大膽提出假設，認為實物粒子也具有波動性C.原子從低能級向髙能級躍遷，不吸收光子也能實現D.根據愛因斯坦的“光子說”可知，光的波長越大，光子的能量越大【答案】C8.下列說法正確的是()A光子像其他粒子一樣，不但具有能量，也具有動量B比結合能越大，原子核越不穩定C將由放射性元素組成的化合物進行高溫分解，會改變放射性元素的半衰期D原子核的質量大于組成它的核子的質量之和，這個現象叫做質量虧損【答案】A【解析】光子像其他粒子一樣，不但具有粒子性，而且也有

9、波動性，則不但具有能量，也具有動量，故A正確；比結合能越大的原子核越穩定，B錯誤；放射性元素的半衰期與外界因素沒有任何關系，只和本身性質有關，C錯誤；原子核的質量小于組成它的核子的質量之和，這個現象叫做質量虧損，故D錯誤。9用如圖甲所示的裝置研究光電效應現象。閉合開關S，用頻率為的光照射光電管時發生了光電效應。圖乙是該光電管發生光電效應時光電子的最大初動能Ek與入射光頻率的關系圖象，圖線與橫軸的交點坐標為(a,0)，與縱軸的交點坐標為(0，b)，下列說法中正確的是()A普朗克常量為hB斷開開關S后，電流表G的示數不為零C僅增加照射光的強度，光電子的最大初動能將增大D保持照射光強度不變，僅提高照

10、射光頻率，電流表G的示數保持不變【答案】B【解析】由hW0Ek，變形得EkhW0，可知圖線的斜率為普朗克常量，即h，故A錯誤；斷開開關S后，初動能大的光電子，也可能達到陽極，所以電流表G的示數不為零，故B正確；只有增大入射光的頻率，才能增大光電子的最大初動能，與光的強度無關，故C錯誤；保持照射光強度不變，僅提高照射光頻率，單個光子的能量增大，而光的強度不變，那么光子數一定減少，發出的光電子數也減少，電流表G的示數要減小，故D錯誤。10.用圖示裝置研究光電效應現象，光電管陰極K與滑動變阻器的中心抽頭c相連，當滑動頭P從a移到c的過程中，光電流始終為零。為了產生光電流，可采取的措施是()A增大入射光的強度B增大入射光的頻率C把P向a移動D把P從c向b移動【答案】B【解析】能否產生光電效應與入射光的強度無關，增大入射光的強度，仍不能產生光電流，故A錯誤；增大入射光的頻率，當入射光的頻率大于金屬的極限頻率時，產生光電效應，金屬有光電子發出，電路中能產生光電流，故B正確；把P向a移動，P點電勢大于c點的電勢，光電管加上正向電壓，但不能產生光電效應，沒有光電流形成，故C錯誤；把P從c向b移動，光電管加反向電壓，不能產生光電效應，沒有光