高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題十六 波粒二象性 原子物理課件

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1、專題十六波粒二象性原子物理高考物理高考物理(江蘇專用)考點(diǎn)一光的波粒二象性1.2014江蘇單科,12C(1)已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.731014 Hz和5.441014 Hz,在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應(yīng),比較它們表面逸出的具有最大初動(dòng)能的光電子,鈣逸出的光電子具有較大的()A.波長(zhǎng) B.頻率 C.能量 D.動(dòng)量五年高考A組自主命題江蘇卷題組答案答案 A由光電效應(yīng)方程Ekm=h-W=h-h0鈣的截止頻率大,因此鈣中逸出的光電子的最大初動(dòng)能小,因動(dòng)量p=,故動(dòng)量小,由=,可知波長(zhǎng)較大,則頻率較小,選項(xiàng)A正確。km2mEhp考查點(diǎn)考查點(diǎn)本題考查光電效應(yīng)等知識(shí),屬于中等難度題。錯(cuò)

2、解分析錯(cuò)解分析本題推理過程用到的公式有Ekm=h-h0、p=、=,部分考生因忘記公式而猜答案造成錯(cuò)答。因此,學(xué)習(xí)過程中一定要打牢基礎(chǔ)。km2mEhp2.2011江蘇單科,12C(1)下列描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)關(guān)系的圖中,符合黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是() 答案答案 A根據(jù)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律:隨著溫度的升高,各波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加,輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng),可知正確答案為A。3.2015江蘇單科,12C(1)(多選)波粒二象性是微觀世界的基本特征,以下說法正確的有( )A.光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性B.熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動(dòng)性C.黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光

3、的波動(dòng)性解釋D.動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子,它們的德布羅意波長(zhǎng)也相等答案答案 AB黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的粒子性解釋,C錯(cuò)誤;由=,p=,得=,動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子質(zhì)量相差很多,所以德布羅意波長(zhǎng)不相等,D錯(cuò)誤。hpk2mEk2hmE考查點(diǎn)考查點(diǎn)本題考查波粒二象性、光電效應(yīng)、黑體輻射、德布羅意波長(zhǎng)等知識(shí),屬于中等難度題。錯(cuò)解分析錯(cuò)解分析漏選B的較多,說明這部分考生對(duì)該知識(shí)點(diǎn)掌握不清。4.2018江蘇單科,12C(2)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,用波長(zhǎng)為0的單色光A照射某金屬板時(shí),剛好有光電子從金屬表面逸出。當(dāng)波長(zhǎng)為 的單色光B照射該金屬板時(shí),光電子的最大初動(dòng)能為 ,A、B兩種光子的動(dòng)量之比為 。(已知普朗克常量

4、為h、光速為c)02答案答案 1 20hc解析解析由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知EkA=h-W0=0,得W0=hEkB=h-h=A種光子的動(dòng)量pA=B種光子的動(dòng)量pB=得pA pB=1 20c0c02c0c0hc0h02h02h5.2017江蘇單科,12C(2)質(zhì)子H)和粒子He)被加速到相同動(dòng)能時(shí),質(zhì)子的動(dòng)量 (選填“大于”、“小于”或“等于”)粒子的動(dòng)量,質(zhì)子和粒子的德布羅意波波長(zhǎng)之比為 。11(42(答案答案小于2 1解析解析由動(dòng)量與動(dòng)能的關(guān)系p=可知,Ek相同時(shí),質(zhì)量小的動(dòng)量也較小,故質(zhì)子的動(dòng)量小于粒子的動(dòng)量。德布羅意波長(zhǎng)=,而p,故,則H =2 1。k2mEhpm1mmHm6.2016江

5、蘇單科,12C(3)幾種金屬的逸出功W0見下表:用一束可見光照射上述金屬的表面,請(qǐng)通過計(jì)算說明哪些能發(fā)生光電效應(yīng)。已知該可見光的波長(zhǎng)范圍為 4.010-77.610-7 m,普朗克常量h=6.6310-34 Js。 答案答案見解析解析解析光子的能量E=,取=4.010-7 m,則E5.010-19 J根據(jù)EW0判斷,鈉、鉀、銣能發(fā)生光電效應(yīng)。hc7.2012江蘇單科,12C(3)A、B兩種光子的能量之比為2 1,它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng),且所產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能分別為EA、EB。求A、B兩種光子的動(dòng)量之比和該金屬的逸出功。答案答案2 1 EA-2EB 解析解析光子能量=h,動(dòng)量p=,且

6、=得p=,則pA pB=2 1A光照射時(shí),光電子的最大初動(dòng)能EA=A-W0,同理,EB=B-W0解得W0=EA-2EBhcc1.(2018課標(biāo),17,6分)用波長(zhǎng)為300 nm的光照射鋅板,電子逸出鋅板表面的最大初動(dòng)能為1.2810-19 J。已知普朗克常量為6.6310-34 Js,真空中的光速為3.00108 ms-1。能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為()A.11014 HzB.81014 HzC.21015 HzD.81015 Hz B組統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組答案答案 B本題考查光電效應(yīng)規(guī)律。由光電效應(yīng)方程得Ek=-W0,而能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率0應(yīng)滿足h0=

7、W0,聯(lián)立得0=-=81014 Hz,故選項(xiàng)B正確。 hcckEh方法技巧方法技巧光電效應(yīng)現(xiàn)象的判斷能使金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率即恰好發(fā)生光電效應(yīng)的條件:照射光的能量等于金屬的逸出功。2.(2018北京理綜,15,6分)用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置得到白光的干涉條紋,在光源與單縫之間加上紅色濾光片后()A.干涉條紋消失 B.彩色條紋中的紅色條紋消失 C.中央條紋變成暗條紋 D.中央條紋變成紅色答案答案 D本題考查雙縫干涉實(shí)驗(yàn)。用白光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),屏上呈現(xiàn)彩色條紋,在光源與單縫間加紅色濾光片,光源發(fā)出的白光照射濾光片后,僅有紅光透過濾光片,故射到雙縫上的光為紅光,屏上呈現(xiàn)出的是紅色干涉條紋,

8、中央條紋為紅色,選項(xiàng)D正確。易錯(cuò)點(diǎn)撥易錯(cuò)點(diǎn)撥雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中濾光片的作用不要把紅色濾光片誤認(rèn)為是“濾掉”紅光的濾光片。3.(2018天津理綜,5,6分)氫原子光譜在可見光區(qū)域內(nèi)有四條譜線H、H、H和H,都是氫原子中電子從量子數(shù)n2的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)發(fā)出的光,它們?cè)谡婵罩械牟ㄩL(zhǎng)由長(zhǎng)到短,可以判定()A.H對(duì)應(yīng)的前后能級(jí)之差最小B.同一介質(zhì)對(duì)H的折射率最大C.同一介質(zhì)中H的傳播速度最大D.用H照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng),則H也一定能答案答案 A本題考查氫原子能級(jí)躍遷規(guī)律。由氫原子能級(jí)躍遷可知,=En-E2,H的波長(zhǎng)最長(zhǎng),故最小,對(duì)應(yīng)能級(jí)差最小,選項(xiàng)A正確;同一介質(zhì)對(duì)頻率越大的光的折射率越大,

9、波長(zhǎng)越短,頻率越大,故同一介質(zhì)對(duì)H的折射率最小而對(duì)H的折射率最大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由n=知,同一介質(zhì)中H的傳播速度最小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;H的頻率大于H的頻率,因此用H照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng),而H不一定能,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。hchccv解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵熟練掌握氫原子能級(jí)躍遷產(chǎn)生光子的能量h=Em-En和光的頻率或波長(zhǎng)與折射率的關(guān)系是解答該題的關(guān)鍵。hc4.(2017上海單科,2,3分)光子的能量與其()A.頻率成正比 B.波長(zhǎng)成正比C.速度成正比 D.速度平方成正比答案答案 A由E=h、c=得E=h=h,可見光子的能量與其頻率成正比、與其波長(zhǎng)成反比,A正確,B錯(cuò)誤。由于任意能量的光子在真空中傳播的速度都

10、是相同的,故C、D皆錯(cuò)誤。c易錯(cuò)點(diǎn)撥易錯(cuò)點(diǎn)撥關(guān)于光子的能量光子的能量不能理解為動(dòng)能,不能由動(dòng)能的定義式Ek=mv2來處理光子能量的問題,謹(jǐn)記愛因斯坦的光子說、質(zhì)能方程是關(guān)鍵。125.(2017課標(biāo),19,6分)(多選)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,分別用頻率為a、b的單色光a、b照射到同種金屬上,測(cè)得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub、光電子的最大初動(dòng)能分別為Eka和Ekb。h為普朗克常量。下列說法正確的是()A.若ab,則一定有Uab,則一定有EkaEkbC.若UaUb,則一定有Ekab,則一定有ha-Ekahb-Ekb 答案答案 BC本題考查光電效應(yīng)方程、對(duì)遏止電壓的理解。光照射到同種金屬上,同種金屬的逸

11、出功相同。若ab,據(jù)Ek=h-W0可知,EkaEkb,則B項(xiàng)正確。由Ek=eU,可知UaUb,則A項(xiàng)錯(cuò)誤。若UaUb,說明EkaEkb,則C項(xiàng)正確。由Ek=h-W0得h-Ek=W0,而同一種金屬W0相同,與入射光的頻率無關(guān),故ha-Eka=hb-Ekb,則D項(xiàng)錯(cuò)誤。歸納總結(jié)歸納總結(jié)對(duì)光子能量、逸出功及最大初動(dòng)能的理解同一種金屬逸出功相同,與入射光的頻率無關(guān)。遏止電壓只與光電子的最大初動(dòng)能有關(guān):eU=Ek。光電效應(yīng)方程:h-W0=Ek。6.2016課標(biāo),35(1),5分(多選)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn),當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí),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

12、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(dòng)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)答案答案 ACE保持入射光的頻率不變,入射光的光強(qiáng)變大,單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子個(gè)數(shù)增加,則飽和光電流變大,故A正確。飽和光電流的大小與入射光的頻率無直接關(guān)系,故B錯(cuò)。由Ek=h-W,可知C正確。當(dāng)入射光的頻率小于金屬的極限頻率時(shí),光電效應(yīng)不能發(fā)生,故D錯(cuò)。由eU=mv2=h-W得eU=h-W,可見,遏止電壓U隨的增大而增大,與入射光的光強(qiáng)無關(guān),故E正確。127.2015

13、課標(biāo),35(1),5分(多選)實(shí)物粒子和光都具有波粒二象性。下列事實(shí)中突出體現(xiàn)波動(dòng)性的是()A.電子束通過雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣B.射線在云室中穿過會(huì)留下清晰的徑跡C.人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)D.人們利用電子顯微鏡觀測(cè)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)E.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān),與入射光的強(qiáng)度無關(guān)答案答案 ACD電子束通過雙縫產(chǎn)生干涉圖樣,體現(xiàn)的是波動(dòng)性,A正確;射線在云室中留下清晰的徑跡,不能體現(xiàn)波動(dòng)性,B錯(cuò)誤;衍射體現(xiàn)的是波動(dòng)性,C正確;電子顯微鏡利用了電子束波長(zhǎng)短的特性,D正確;光電效應(yīng)體現(xiàn)的是光的粒子性,E錯(cuò)誤。1.(2016天津理綜,2,6分)如圖是a、b

14、兩光分別經(jīng)過同一雙縫干涉裝置后在屏上形成的干涉圖樣,則()A.在同種均勻介質(zhì)中,a光的傳播速度比b光的大B.從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時(shí)a光臨界角大C.照射在同一金屬板上發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),a光的飽和電流大D.若兩光均由氫原子能級(jí)躍遷產(chǎn)生,產(chǎn)生a光的能級(jí)能量差大C組教師專用題組答案答案 D由a、b兩光的干涉圖樣結(jié)合x=知,ab、nanb,由n=知vavb,A項(xiàng)錯(cuò)誤。sin C=,故CaCb,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),飽和電流與入射光的強(qiáng)度有關(guān),C項(xiàng)錯(cuò)誤;由能級(jí)躍遷h=Em-En,由于a光的光子能量大,因此產(chǎn)生a光的能級(jí)能量差大,選項(xiàng)D正確。Ldcv1n2.(2015天津理綜,2,6分)中國(guó)古人

15、對(duì)許多自然現(xiàn)象有深刻認(rèn)識(shí),唐人張志和在玄真子濤之靈中寫道:“雨色映日而為虹”。從物理學(xué)角度看,虹是太陽(yáng)光經(jīng)過雨滴的兩次折射和一次反射形成的。如圖是彩虹成因的簡(jiǎn)化示意圖,其中a、b是兩種不同頻率的單色光,則兩光()A.在同種玻璃中傳播,a光的傳播速度一定大于b光B.以相同角度斜射到同一玻璃板透過平行表面后,b光側(cè)移量大C.分別照射同一光電管,若b光能引起光電效應(yīng),a光也一定能D.以相同的入射角從水中射入空氣,在空氣中只能看到一種光時(shí),一定是a光答案答案 C根據(jù)光路圖可知,a光的折射率大于b光的折射率。由n=可知,在同種玻璃中,a光的傳播速度應(yīng)小于b光,A項(xiàng)錯(cuò)誤;以相同角度斜射到同一玻璃板透過平行

16、表面后,由于a光的折射率大,偏折程度大,a光側(cè)移量大,B項(xiàng)錯(cuò)誤;折射率大的a光頻率也高,所以分別照射同一光電管,若b光能引起光電效應(yīng),a光也一定能,C項(xiàng)正確;由于b光的折射率小,b光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)發(fā)生全反射的臨界角大,當(dāng)a、b光以相同的入射角從水中射入空氣時(shí),若在空氣中只能看到一種光,說明該光未發(fā)生全反射,所以一定是b光,D項(xiàng)錯(cuò)誤。cv3.2016浙江自選,14(2)金屬鈉的逸出功為2.29 eV。波長(zhǎng)為420 nm的紫光照射在金屬鈉表面產(chǎn)生光電效應(yīng)(普朗克常量h=6.6310-34 Js,1 eV=1.610-19 J,c=3.0108 m/s)。求入射光子的能量;光電子的最大初動(dòng)能

17、。答案答案2.96 eV0.67 eV解析解析入射光子的能量E=4.7410-19 J2.96 eV由光電效應(yīng)方程得Ek=E-W=0.67 eVhc考點(diǎn)二原子與原子核A組自主命題江蘇卷題組1.2018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 2 C.2 1 D.4 1答案答案 B經(jīng)過2T后A剩余的質(zhì)量mA=m=,B剩余的質(zhì)量mB=m=,=12。2124m1122mABmm4m2m規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)質(zhì)量為m的放射性元素經(jīng)過n個(gè)半衰期剩余該放射性元素的質(zhì)量m=。2nm2.2012江蘇單科,12C(

18、1)如圖所示是某原子的能級(jí)圖,a、b、c為原子躍遷所發(fā)出的三種波長(zhǎng)的光。在下列該原子光譜的各選項(xiàng)中,譜線從左向右的波長(zhǎng)依次增大,則正確的是()答案答案 C由h=h=E初-E末可知該原子躍遷前后的能級(jí)差越大,對(duì)應(yīng)光子的能量越大,波長(zhǎng)越短。由圖知a對(duì)應(yīng)光子能量最大,波長(zhǎng)最短,c次之,而b對(duì)應(yīng)光子能量最小,波長(zhǎng)最長(zhǎng),故C正確。c3.2016江蘇單科,12C(1)貝可勒爾在120年前首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(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()ACNeBUnIY+nCHHHenDHeAlPn146.1470123592.1013953953910221.31421042

19、.2713301510答案答案 A A是衰變,B是核裂變,C是核聚變,D是原子核的人工轉(zhuǎn)變,所以A符合題意。4.2017江蘇單科,12C(1)(多選)原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示。根據(jù)該曲線,下列判斷正確的有()AHe核的結(jié)合能約為14 MeVBHe核比Li核更穩(wěn)定C.兩個(gè)H核結(jié)合成He核時(shí)釋放能量DU核中核子的平均結(jié)合能比Kr核中的大42.42.63214223592.8936答案答案 BC本題考查原子核的相關(guān)知識(shí)。由圖像可知He的比結(jié)合能約為7 MeV,其結(jié)合能應(yīng)為28 MeV,故A錯(cuò)誤。比結(jié)合能較大的核較穩(wěn)定,故B正確。比結(jié)合能較小的核結(jié)合成比結(jié)合能較大的核時(shí)釋放能量,故C正確。比結(jié)合能

20、就是平均結(jié)合能,故由圖可知D錯(cuò)誤。42,知識(shí)歸納知識(shí)歸納對(duì)比結(jié)合能的理解比結(jié)合能較小的核結(jié)合成比結(jié)合能大些的核為輕核聚變; 比結(jié)合能較小的重核,分裂成幾個(gè)比結(jié)合能較大的中等質(zhì)量的核,為重核裂變。上述兩類核反應(yīng)均放出核能。比結(jié)合能越大的核越穩(wěn)定。5.2015江蘇單科,12C(2)核電站利用原子核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)放出的巨大能量進(jìn)行發(fā)電U是核電站常用的核燃料U受一個(gè)中子轟擊后裂變成Ba和Kr兩部分,并產(chǎn)生 個(gè)中子。要使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)生,裂變物質(zhì)的體積要 (選填“大于”或“小于”)它的臨界體積。23592,23592。144568936答案答案3大于解析解析由UnBaKr+n可知,會(huì)產(chǎn)生3個(gè)中子,要使裂變持續(xù)進(jìn)行

21、(鏈?zhǔn)椒磻?yīng)),裂變物質(zhì)的體積需大于它的臨界體積。2359210144568936103考查點(diǎn)考查點(diǎn)本題考查原子核反應(yīng)方程、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)等知識(shí),屬于中等難度題。友情提醒友情提醒原子核反應(yīng)方程中若兩端有相同的粒子,寫方程時(shí)不可約掉。6.2013江蘇單科,12C(2)根據(jù)玻爾原子結(jié)構(gòu)理論,氦離子(He+)的能級(jí)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(shí),由于躍遷所發(fā)射的譜線有 條。 答案答案近6知識(shí)鏈接知識(shí)鏈接原子的結(jié)構(gòu)模型與天體運(yùn)動(dòng)的行星模型有許多相似之處,注意采用類比學(xué)習(xí)法掌握原子的結(jié)構(gòu)。解析解析量子數(shù)小的軌道半徑小,因此

22、n=3的軌道比n=5的軌道離核近;能級(jí)躍遷發(fā)射的譜線條數(shù)為=6條。2Cn24C考查點(diǎn)考查點(diǎn)本題考查玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論等知識(shí),屬于中等難度題。7.2015江蘇單科,12C(3)取質(zhì)子的質(zhì)量mp=1.672 610-27 kg,中子的質(zhì)量mn=1.674 910-27 kg,粒子的質(zhì)量m=6.646 710-27 kg,光速c=3.0108 m/s。請(qǐng)計(jì)算粒子的結(jié)合能。(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)答案答案4.310-12 J解析解析組成粒子的核子與粒子的質(zhì)量差為m=(2mp+2mn)-m結(jié)合能E=mc2代入數(shù)據(jù)得E=4.310-12 J考查點(diǎn)考查點(diǎn)本題考查結(jié)合能等知識(shí),屬于中等難度題。友情提醒友情

23、提醒計(jì)算結(jié)果一定要注意有效數(shù)字位數(shù)的要求。8.2011江蘇單科,12C(2)(3)(2)按照玻爾原子理論,氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn),氫原子的能量 (選填“越大”或“越小”)。已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1(E10)的光照射陰極K時(shí),電路中一定沒有光電流B.若換用波長(zhǎng)為2(22,根據(jù)=可知,波長(zhǎng)為1的光的頻率不一定小于金屬的極限頻率,因此有可能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象,A項(xiàng)錯(cuò)誤;同理可以判斷,B項(xiàng)正確;光電流的大小與入射光的強(qiáng)度有關(guān),在一定頻率與強(qiáng)度的光照射下,開始時(shí),光電流隨電壓U的增加而增大,當(dāng)U增大到一定程度時(shí),光電流達(dá)到飽和值,這時(shí)即使再增大U,在單位時(shí)間內(nèi)也不可能有更多的光電子定向移動(dòng),光電流也

24、就不會(huì)再增加,即飽和光電流是在一定頻率與強(qiáng)度的光照射下的最大光電流,增大電源電壓,若光電流達(dá)到飽和值,則光電流不會(huì)增大,C項(xiàng)錯(cuò)誤;將電源極性反接,若光電子的最大初動(dòng)能大于在光電管兩極間克服電場(chǎng)力做的功,電路中仍有光電流產(chǎn)生,D項(xiàng)錯(cuò)誤。c解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵理解研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)原理是解決本題的關(guān)鍵。3.(2017江蘇四市一模)下列說法正確的是()A.光電效應(yīng)中,從金屬中逸出的光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比B.對(duì)黑體輻射的研究表明:隨著溫度的升高,輻射強(qiáng)度的最大值向波長(zhǎng)較長(zhǎng)的方向移動(dòng)C.核裂變與核聚變反應(yīng)中均存在質(zhì)量虧損,會(huì)釋放出較多的核能DU的半衰期隨著環(huán)境的不斷變化,半衰期可能變短2

25、3592.答案答案 C由Ek=h-W可見,Ek與不是正比關(guān)系,故A錯(cuò)。隨著溫度的升高,輻射強(qiáng)度的最大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng),故B錯(cuò)。裂變和聚變反應(yīng)中均釋放核能,由E=mc2可知C正確。半衰期只決定于原子核本身,與環(huán)境無關(guān),故D錯(cuò)。4.2018江蘇蘇錫常鎮(zhèn)一模聯(lián)考,12C(1)放射性元素氡(Rn)的半衰期為T,氡核放出一個(gè)X粒子后變成釙核(Po),設(shè)氡核、釙核和X粒子的質(zhì)量為m1、m2、m3,下列說法正確的是()A.該過程的核反應(yīng)方程是RnPoHeB.發(fā)生一次核反應(yīng)釋放的核能為(m2+m3-m1)c2C.1 g氡經(jīng)2T時(shí)間后,剩余氡原子的質(zhì)量為0.5 gD.釙核的比結(jié)合能比氡核的比結(jié)合能大222

26、8621884222862188442二、多項(xiàng)選擇題(每小題4分,共8分)答案答案 AD根據(jù)核反應(yīng)過程質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒,該核反應(yīng)方程是RnPoHe,故A正確;核反應(yīng)中虧損的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量,故釋放的核能為E=(m1-m2-m3)c2,故B錯(cuò)誤;1 g氡經(jīng)2T時(shí)間后,剩余氡原子的質(zhì)量為0.25 g,故C錯(cuò)誤;從氡核衰變到釙核放出核能,所以釙核的比結(jié)合能比氡核的比結(jié)合能大,故D正確。222862188442解題指導(dǎo)解題指導(dǎo)核反應(yīng)方程要遵循質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒;正確利用質(zhì)能方程求釋放的能量;比結(jié)合能越大,表示原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定。5.2016江蘇蘇錫常鎮(zhèn)一模,12C(1)下列說法

27、中正確的是()A.電子的衍射圖樣證實(shí)了實(shí)物粒子具有波動(dòng)性B.為了解釋黑體輻射的規(guī)律,普朗克提出了能量量子化的觀點(diǎn)C.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(shí)將放出光子D.光電效應(yīng)現(xiàn)象中存在極限頻率,導(dǎo)致含有光電管的電路存在飽和電流答案答案 AB衍射是波特有的現(xiàn)象,故A正確。B項(xiàng)敘述正確。電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)需吸收能量,C錯(cuò)。極限頻率是能否產(chǎn)生光電效應(yīng)的臨界頻率,與飽和電流的存在性無關(guān),D錯(cuò)。6.2018江蘇南京、鹽城一模聯(lián)考,12C(1)(2)(6分)(1)下面四幅示意圖中能正確反映核反應(yīng)過程的是 。(2)氦原子的一個(gè)核外電子被電離,形成類氫結(jié)構(gòu)的氦離子。如圖

28、所示為氦離子能級(jí)的示意圖?，F(xiàn)有氦離子從n=4能級(jí)躍遷到n= 能級(jí)輻射出的光子能量為10.2 eV;用該光照射逸出功為2.29 eV的金屬鈉,光電子產(chǎn)生的最大初動(dòng)能為 eV。三、非選擇題(共33分) 答案答案(1)AD(2)27.91解析解析(1)根據(jù)核反應(yīng)過程必須滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒這兩個(gè)條件分析可知,A、D正確,B、C均錯(cuò)。(2)由E4-En=10.2 eV,即-3.4 eV-En=10.2 eV得,En=-13.6 eV,對(duì)應(yīng)第2能級(jí)。由光電效應(yīng)方程得Ekm=h-W0=10.2 eV-2.29 eV=7.91 eV。7.(2017江蘇新海月考)(10分)(1)加拿大薩德伯里中微子觀測(cè)

29、站揭示了中微子失蹤的原因,即觀測(cè)到的中微子數(shù)目比理論值少是因?yàn)椴糠种形⒆釉谶\(yùn)動(dòng)過程中轉(zhuǎn)化為一個(gè)子和一個(gè)子。該研究過程中牛頓運(yùn)動(dòng)定律 (選填“依然適用”或“不能適用”)。若發(fā)現(xiàn)子和中微子的運(yùn)動(dòng)方向相反,則子的運(yùn)動(dòng)方向與中微子的運(yùn)動(dòng)方向 (選填“相同”“相反”或“無法確定”)。(2)一銅板暴露在波長(zhǎng)為的紫外線中,觀測(cè)到有電子從銅板表面逸出。在銅板所在空間加一方向垂直于板面、大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),電子能運(yùn)動(dòng)到與板面的最大距離為d的位置。已知真空中的光速為c,普朗克常量為h,電子的電荷量為e,求:入射光光子的能量;銅板的極限頻率。答案答案(1)不能適用相同(2)- hcceEdh解析解析(1)牛頓運(yùn)動(dòng)

30、定律的適用范圍是宏觀物體低速運(yùn)動(dòng),不適用于微觀粒子高速運(yùn)動(dòng);微觀粒子在相互作用過程中遵循動(dòng)量守恒定律,子和中微子的運(yùn)動(dòng)方向相反,子與中微子的運(yùn)動(dòng)方向相同。(2)入射光光子的能量E0=。由功能關(guān)系可知光電子的最大初動(dòng)能Ekm=eEd設(shè)銅板的極限頻率為0,則E0=h0+Ekm解得0=-。hcceEdh考查點(diǎn)考查點(diǎn)本題考查動(dòng)量守恒定律、光子的能量、光電效應(yīng)方程等知識(shí)。為中等難度題。知識(shí)拓展知識(shí)拓展經(jīng)典理論適用于宏觀、低速的物質(zhì)世界;微觀世界遵守量子力學(xué)的理論,高速運(yùn)動(dòng)的物體要用相對(duì)論理論研究。8.(2017江蘇高考模擬卷二)(11分)(1)如圖甲所示為研究發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)通過光電管上的電流隨電壓變化的

31、電路,用頻率為的單色光照射陰極K時(shí),能發(fā)生光電效應(yīng)。改變光電管兩端的電壓,測(cè)得電流隨電壓變化的圖像如圖乙所示。已知電子的帶電荷量為-e,真空中的光速為c,普朗克常量為h。從陰極K逸出光電子的最大初動(dòng)能Ek= ,陰極K的極限頻率0= 。若用上述單色光照射一群處于基態(tài)的氫原子,恰能使氫原子躍遷到n=4的激發(fā)態(tài),氫原子處于基態(tài)時(shí)的能量E1= (已知?dú)湓觧能級(jí)上的能量En與基態(tài)的能量E1滿足En=)。(2)某元素A在發(fā)生衰變生成B元素的同時(shí),能放出頻率為的光子,設(shè)有一個(gè)靜止的原子核A,質(zhì)量為m0,衰變時(shí)在粒子的速度方向上放出一個(gè)光子,已知放出粒子的質(zhì)量為m,速度為v,光子的速度為c,靜質(zhì)量為0,光子

32、的動(dòng)量為,則:元素A發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程式 ,如果元素A的半衰期為10天,在對(duì)160 g元素A的單質(zhì)加熱40天后,還剩下元素A的單質(zhì) g;靜止的原子核A衰變后生成的B元素的速度v。12EnYXhYX答案答案(1)eUc -h(2)ABHe10見解析ceUh1615YX42YX42解析解析(1)Uc為遏止電壓,由動(dòng)能定理:Ek=eUc,結(jié)合光電效應(yīng)方程有:h=eUc+h0則0=-根據(jù)玻爾的原子理論有:h=E4-E1,E4=,解得:E1=-h(2)由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒有:ABHe由衰變規(guī)律可得元素A剩下的質(zhì)量m=m0=160 g=10 g由動(dòng)量守恒定律有:0=mBv+mv+結(jié)合=ceUh116

33、E1615YX42YX4212n412h0mYB4mY 解得:v=-負(fù)號(hào)表示v與v方向相反。0()(4)Y m vhm Y友情提醒友情提醒核反應(yīng)過程中動(dòng)量守恒,有光子放出時(shí),不要遺漏光子的動(dòng)量。友情提醒友情提醒核反應(yīng)過程中動(dòng)量守恒,有光子放出時(shí),不要遺漏光子的動(dòng)量?？疾辄c(diǎn)考查點(diǎn)本題考查光電效應(yīng)、能級(jí)躍遷、核反應(yīng)方程、半衰期、動(dòng)量守恒定律等知識(shí)。為中等難度題。9.2018江蘇泰州二模,12C(3)(6分)在微觀領(lǐng)域,動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律依然適用。在輕核聚變的核反應(yīng)中,兩個(gè)氘核H)以相同的動(dòng)能E0做對(duì)心碰撞,該反應(yīng)中釋放的核能為E,假設(shè)釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為氦核He)和另一種粒子的動(dòng)能。寫出核反應(yīng)方程式;在上述輕核聚變的核反應(yīng)中生成的氦核和另一種粒子的動(dòng)能各是多少?21(32(答案答案HHen或HHHen(2E0+E) (2E0+E)2123210212132101434解析解析根據(jù)核反應(yīng)中系統(tǒng)的能量守恒,有EkHe+Ekn=2E0+E,根據(jù)核反應(yīng)中系統(tǒng)的動(dòng)量守恒,有pHe-pn=0又有Ek=可知=解得EkHe=(2E0+E),Ekn=(2E0+E)解題思路解題思路根據(jù)核反應(yīng)過程滿足動(dòng)量守恒和能量守恒解題。22pmkHeknEE131434