2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 近代物理初步學(xué)案.doc

2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 近代物理初步學(xué)案基礎(chǔ)考點(diǎn)常考考點(diǎn)(xxxx考情統(tǒng)計(jì))命題概率?？冀嵌葰湓庸庾V() 氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)、能級(jí)公式() 放射性同位素() 射線的危害和防護(hù)() 以上4個(gè)考點(diǎn)未曾獨(dú)立命題光電效應(yīng)()17卷T19(6分) 16卷T35(1)(5分)獨(dú)立命題概率40%(1)光電效應(yīng)現(xiàn)象與光電效應(yīng)方程的應(yīng)用(2)原子核式結(jié)構(gòu)(3)氫原子光譜規(guī)律、能級(jí)躍遷(4)核衰變與核反應(yīng)方程(5)核能與愛因斯坦質(zhì)能方程愛因斯坦光電效應(yīng)方程()15卷T35(1)(5分) 15卷T35(1)(5分)獨(dú)立命題概率40%原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期()17卷T15(6分) 14卷T35(1)(6分) 14卷T35(1)(5分)獨(dú)立命題概率60%核力、核反應(yīng)方程()16卷T35(1)(5分) 13卷T35(1)(6分)獨(dú)立命題概率40%結(jié)合能、質(zhì)量虧損()17卷T17(6分)獨(dú)立命題概率30%裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、裂變反應(yīng)堆()13卷T35(1)(5分)獨(dú)立命題概率30%(1)光子和光電子都是實(shí)物粒子。()(2)只要入射光的強(qiáng)度足夠強(qiáng)，就可以使金屬發(fā)生光電效應(yīng)。()(3)要使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，入射光子的能量必須大于金屬的逸出功。()(4)光電子的最大初動(dòng)能與入射光子的頻率成正比。()(5)光的頻率越高，光的粒子性越明顯，但仍具有波動(dòng)性。()物理學(xué)史判斷(1)德國(guó)物理學(xué)家普朗克提出了量子假說，成功地解釋了光電效應(yīng)規(guī)律。()(2)美國(guó)物理學(xué)家康普頓發(fā)現(xiàn)了康普頓效應(yīng)，證實(shí)了光的粒子性。()(3)法國(guó)物理學(xué)家德布羅意大膽預(yù)言了實(shí)物粒子在一定條件下會(huì)表現(xiàn)為波動(dòng)性。()1. 每種金屬都有一個(gè)極限頻率，入射光的頻率必須大于這個(gè)極限頻率才能使金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)。2光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大。3當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，飽和光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比。4解題中常用到的二級(jí)結(jié)論：(1)遏止電壓Uc與入射光頻率、逸出功W0間的關(guān)系式：Uc。(2)截止頻率c與逸出功W0的關(guān)系：hcW00，據(jù)此求出截止頻率c。突破點(diǎn)(一)對(duì)光電效應(yīng)的理解1與光電效應(yīng)有關(guān)的五組概念對(duì)比(1)光子與光電子：光子指光在空間傳播時(shí)的每一份能量，光子不帶電；光電子是金屬表面受到光照射時(shí)發(fā)射出來的電子，其本質(zhì)是電子。光子是光電效應(yīng)的因，光電子是果。(2)光電子的動(dòng)能與光電子的最大初動(dòng)能：光照射到金屬表面時(shí)，電子吸收光子的全部能量，可能向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，需克服原子核和其他原子的阻礙而損失一部分能量，剩余部分為光電子的初動(dòng)能；只有金屬表面的電子直接向外飛出時(shí)，只需克服原子核的引力做功的情況，才具有最大初動(dòng)能。光電子的初動(dòng)能小于或等于光電子的最大初動(dòng)能。(3)光電流與飽和光電流：金屬板飛出的光電子到達(dá)陽(yáng)極，回路中便產(chǎn)生光電流，隨著所加正向電壓的增大，光電流趨于一個(gè)飽和值，這個(gè)飽和值是飽和光電流，在一定的光照條件下，飽和光電流與所加電壓大小無關(guān)。(4)入射光強(qiáng)度與光子能量：入射光強(qiáng)度指單位時(shí)間內(nèi)照射到金屬表面單位面積上的總能量。(5)光的強(qiáng)度與飽和光電流：飽和光電流與入射光強(qiáng)度成正比的規(guī)律是對(duì)頻率相同的光照射金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)而言的，對(duì)于不同頻率的光，由于每個(gè)光子的能量不同，飽和光電流與入射光強(qiáng)度之間沒有簡(jiǎn)單的正比關(guān)系。2光電效應(yīng)的研究思路(1)兩條線索：(2)兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系：(3)三點(diǎn)提醒：能否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光的強(qiáng)度而取決于光的頻率。光電效應(yīng)中的“光”不是特指可見光，也包括不可見光。逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無關(guān)。題點(diǎn)全練1(xx天津模擬)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用波長(zhǎng)為的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說法正確的是()A僅增大入射光的強(qiáng)度，光電流大小不變 B僅減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象可能消失 C改用波長(zhǎng)大于的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大 D改用波長(zhǎng)大于的光照射，可能不發(fā)生光電效應(yīng)解析：選D發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，能否發(fā)生光電效應(yīng)與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，與光照時(shí)間也無關(guān)，當(dāng)發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，增大入射光的強(qiáng)度，則光電流會(huì)增大，故A錯(cuò)誤；入射光的頻率大于金屬的極限頻率，才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，故B錯(cuò)誤；在光電效應(yīng)中，根據(jù)光電效應(yīng)方程知，EkmW0，改用波長(zhǎng)大于的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變小，或者可能不發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。2.(xx西安六校聯(lián)考)如圖所示，當(dāng)一束一定強(qiáng)度某一頻率的黃光照射到光電管陰極K上時(shí)，此時(shí)滑片P處于A、B中點(diǎn)，電流表中有電流通過，則()A若將滑動(dòng)觸頭P向B端移動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)有可能不變B若將滑動(dòng)觸頭P向A端移動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)一定增大C若用紅外線照射陰極K時(shí)，電流表中一定沒有電流通過D若用一束強(qiáng)度相同的紫外線照射陰極K時(shí)，電流表讀數(shù)不變解析：選A所加的電壓，使光電子到達(dá)陽(yáng)極，則靈敏電流表中有電流流過，且可能處于飽和電流，當(dāng)滑片向B端移動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)有可能不變；當(dāng)滑片向A端移動(dòng)時(shí)，所加電壓減小，則光電流可能減小，也可能不變，故A正確，B錯(cuò)誤。若用紅外線照射陰極K時(shí)，因紅外線頻率小于可見光，但是不一定不能發(fā)生光電效應(yīng)，電流表不一定沒有電流，故C錯(cuò)誤。若用一束強(qiáng)度相同的紫外線照射陰極K時(shí)，紫外線的頻率大于紅外線的頻率，則光子數(shù)目減小，電流表讀數(shù)減小，故D錯(cuò)誤。3多選(xx全國(guó)卷)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)解析：選ACE根據(jù)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論：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，故A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得：入射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能變大，故C正確；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)，保持入射光的光強(qiáng)不變，若低于截止頻率，則沒有光電流產(chǎn)生，故D錯(cuò)誤，E正確。突破點(diǎn)(二)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程及應(yīng)用1三個(gè)關(guān)系(1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0。(2)光電子的最大初動(dòng)能Ek可以利用光電管實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)得，即EkeUc，其中Uc是遏止電壓。(3)光電效應(yīng)方程中的W0為逸出功，它與極限頻率c的關(guān)系是W0hc。2四類圖像圖像名稱圖線形狀讀取信息最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率的關(guān)系圖線截止頻率(極限頻率)：橫軸截距逸出功：縱軸截距的絕對(duì)值W0|E|E普朗克常量：圖線的斜率kh遏止電壓Uc與入射光頻率的關(guān)系圖線截止頻率c：橫軸截距遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電荷量的乘積，即hke顏色相同、強(qiáng)度不同的光，光電流與電壓的關(guān)系遏止電壓Uc：橫軸截距飽和光電流Im：電流的最大值最大初動(dòng)能：EkmeUc顏色不同時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系遏止電壓Uc1、Uc2飽和光電流最大初動(dòng)能Ek1eUc1，Ek2eUc2典例多選(xx全國(guó)卷)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a>b，則一定有Ua<UbB若a>b，則一定有Eka>EkbC若Ua<Ub，則一定有Eka<EkbD若a>b，則一定有haEka>hbEkb解析設(shè)該金屬的逸出功為W，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程有EkhW，同種金屬的W不變，則逸出光電子的最大初動(dòng)能隨的增大而增大，B項(xiàng)正確；又EkeU，則最大初動(dòng)能與遏止電壓成正比，C項(xiàng)正確；根據(jù)上述有eUhW，遏止電壓U隨增大而增大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；又有hEkW，W相同，則D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案BC方法規(guī)律應(yīng)用光電效應(yīng)方程時(shí)的注意事項(xiàng)(1)每種金屬都有一個(gè)截止頻率，入射光頻率大于這個(gè)截止頻率時(shí)才能發(fā)生光電效應(yīng)。(2)截止頻率對(duì)應(yīng)著光的極限波長(zhǎng)和金屬的逸出功，即hchW0。(3)應(yīng)用光電效應(yīng)方程EkhW0時(shí)，注意能量單位電子伏和焦耳的換算(1 eV1.61019 J)。集訓(xùn)沖關(guān)1.多選(xx西安模擬)xx年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主威拉德博伊爾和喬治史密斯主要成就是發(fā)明了電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器。他們的發(fā)明利用了愛因斯坦的光電效應(yīng)原理。如圖所示電路可研究光電效應(yīng)規(guī)律。圖中標(biāo)有A和K的為光電管，其中K為陰極，A為陽(yáng)極。理想電流計(jì)可檢測(cè)通過光電管的電流，理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓。現(xiàn)接通電源，用光子能量為10.5 eV的光照射陰極K，電流計(jì)中有示數(shù)，若將滑動(dòng)變阻器的滑片P緩慢向右滑動(dòng)，電流計(jì)的讀數(shù)逐漸減小，當(dāng)滑至某一位置時(shí)電流計(jì)的讀數(shù)恰好為零，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為6.0 V；現(xiàn)保持滑片P位置不變，以下判斷正確的是()A光電管陰極材料的逸出功為4.5 eVB若增大入射光的強(qiáng)度，電流計(jì)的讀數(shù)不為零C若用光子能量為12 eV的光照射陰極K，光電子的最大初動(dòng)能一定變大D若用光子能量為9.5 eV的光照射陰極K，同時(shí)把滑片P向左移動(dòng)少許，電流計(jì)的讀數(shù)一定不為零解析：選AC由電路圖可知圖中所加電壓為反向減速電壓，根據(jù)題意可知遏止電壓為6 V，由EkhW0eUc得W04.5 V，選項(xiàng)A正確；當(dāng)電壓達(dá)到遏止電壓時(shí)，所有電子都不能到達(dá)A極，無論光強(qiáng)如何變化，電流計(jì)示數(shù)仍為零，選項(xiàng)B錯(cuò)；若光子能量增大，根據(jù)光電效應(yīng)方程，光電子的最大初動(dòng)能一定變大，選項(xiàng)C正確；若光子能量為9.5 eV的光照射陰極K，則遏止電壓為5 V，滑片P向左移動(dòng)少許，電流計(jì)的讀數(shù)仍可能為零，選項(xiàng)D錯(cuò)。2多選1905年，愛因斯坦把普朗克的量子化概念進(jìn)一步推廣，成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象，提出了光子說。在給出與光電效應(yīng)有關(guān)的四個(gè)圖像中，下列說法正確的是()A圖1中，當(dāng)紫外線照射鋅板時(shí)，發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，說明鋅板帶正電，驗(yàn)電器帶負(fù)電B圖2中，從光電流與電壓的關(guān)系圖像中可以看出，電壓相同時(shí)，光照越強(qiáng)，光電流越大，說明遏止電壓和光的強(qiáng)度有關(guān)C圖3中，若電子電荷量用e表示，1、c、U1已知，由Uc圖像可求得普朗克常量的表達(dá)式為hD圖4中，由光電子最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率的關(guān)系圖像可知該金屬的逸出功為E或h0解析：選CD用紫外線燈發(fā)出的紫外線照射鋅板，鋅板失去電子帶正電，驗(yàn)電器與鋅板相連，則驗(yàn)電器的金屬球和金屬指針帶正電，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由題圖可知電壓相同時(shí)，光照越強(qiáng)，光電流越大，只能說明光電流強(qiáng)度與光的強(qiáng)度有關(guān)，遏止電壓只與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程UcehW0，可知Uc，圖像Uc的斜率表示，即，解得h，故選項(xiàng)C正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW0，Ek圖線的縱軸截距的絕對(duì)值表示逸出功，則逸出功為E，當(dāng)最大初動(dòng)能為零，入射光的頻率等于金屬的極限頻率，則金屬的逸出功等于h0，故選項(xiàng)D正確。3.(xx全國(guó)卷)在某次光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率的關(guān)系如圖所示。若該直線的斜率和截距分別為k和b，電子電荷量的絕對(duì)值為e，則普朗克常量可表示為_，所用材料的逸出功可表示為_。解析：根據(jù)光電效應(yīng)方程EkmhW0及EkmeUc得Uc，故k，b，得hek，W0eb。答案：ekeb突破點(diǎn)(三)對(duì)波粒二象性的理解1對(duì)光的波動(dòng)性和粒子性的進(jìn)一步理解光的波動(dòng)性光的粒子性實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)干涉和衍射光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)表現(xiàn)光是一種概率波，即光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性大小(概率)可用波動(dòng)規(guī)律來描述大量的光子在傳播時(shí)，表現(xiàn)出光的波動(dòng)性當(dāng)光同物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)，這種作用是“一份一份”進(jìn)行的，表現(xiàn)出粒子的性質(zhì)少量或個(gè)別光子容易顯示出光的粒子性說明光的波動(dòng)性是光子本身的一種屬性，不是光子之間相互作用產(chǎn)生的光的波動(dòng)性不同于宏觀觀念的波粒子的含義是“不連續(xù)”“一份一份”的光子不同于宏觀觀念的粒子2.波動(dòng)性和粒子性的對(duì)立與統(tǒng)一(1)大量光子易顯示出波動(dòng)性，而少量光子易顯示出粒子性。(2)波長(zhǎng)長(zhǎng)(頻率低)的光波動(dòng)性強(qiáng)，而波長(zhǎng)短(頻率高)的光粒子性強(qiáng)。(3)光子說并未否定波動(dòng)說，Eh中，和就是波的概念。(4)波和粒子在宏觀世界是不能統(tǒng)一的，而在微觀世界卻是統(tǒng)一的。3物質(zhì)波(1)定義：任何運(yùn)動(dòng)著的物體都有一種波與之對(duì)應(yīng)，這種波叫做物質(zhì)波，也叫德布羅意波。(2)物質(zhì)波的波長(zhǎng)：，h是普朗克常量。題點(diǎn)全練1(xx上海高考)用很弱的光做單縫衍射實(shí)驗(yàn)，改變曝光時(shí)間，在膠片上出現(xiàn)的圖像如圖所示，該實(shí)驗(yàn)表明()A光的本質(zhì)是波B光的本質(zhì)是粒子C光的能量在膠片上分布不均勻D光到達(dá)膠片上不同位置的概率相同解析：選C用很弱的光做單縫衍射實(shí)驗(yàn)，改變曝光時(shí)間在膠片出現(xiàn)的圖樣，說明光有波粒二象性，故A、B錯(cuò)誤；說明光到達(dá)膠片上的不同位置的概率是不一樣的，也就說明了光的能量在膠片上分布不均勻，故C正確，D錯(cuò)誤。2多選(xx蚌埠月考)關(guān)于光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)的規(guī)律，下列說法正確的是()A光電效應(yīng)中，金屬板向外發(fā)射的光電子又可以叫做光子B用光照射金屬不能發(fā)生光電效應(yīng)是因?yàn)樵撊肷涔獾念l率小于金屬的截止頻率C對(duì)于同種金屬而言，遏止電壓與入射光的頻率無關(guān)D石墨對(duì)X射線散射時(shí)，部分X射線的散射光波長(zhǎng)會(huì)變長(zhǎng)，這個(gè)現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng)解析：選BD光電效應(yīng)中，金屬板向外發(fā)射的電子叫光電子，光子是光量子的簡(jiǎn)稱，A錯(cuò)誤；用光照射金屬不能發(fā)生光電效應(yīng)是因?yàn)樵撊肷涔獾念l率小于金屬的截止頻率，B正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程hW0eUc可知，對(duì)于同種金屬而言(逸出功一樣)，入射光的頻率越大，遏止電壓也越大，即遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)，C錯(cuò)誤；在石墨對(duì)X射線散射時(shí)，部分X射線的散射光波長(zhǎng)會(huì)變長(zhǎng)的現(xiàn)象稱為康普 頓效應(yīng)，D正確。3多選(xx全國(guó)卷)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)解析：選ACD電子束具有波動(dòng)性，通過雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣，選項(xiàng)A正確。射線在云室中高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，徑跡又細(xì)又直，表現(xiàn)出粒子性，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)出波動(dòng)性，選項(xiàng)C正確。電子顯微鏡是利用電子束工作的，體現(xiàn)了波動(dòng)性，選項(xiàng)D正確。光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)的是粒子性，選項(xiàng)E錯(cuò)誤。(一)普通高中適用作業(yè)A級(jí)基礎(chǔ)小題練熟練快1(xx茂名一模)用一束紫外線照射某金屬時(shí)不能發(fā)生光電效應(yīng)，可能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的措施是()A改用紅光照射B改用X射線照射C改用強(qiáng)度更大的原紫外線照射D延長(zhǎng)原紫外線的照射時(shí)間解析：選B根據(jù)光電效應(yīng)發(fā)生的條件0，必須用能量更大，即頻率更高的粒子。能否發(fā)生光電效應(yīng)與光的強(qiáng)度和照射時(shí)間無關(guān)。X射線的頻率大于紫外線的頻率，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確。2關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律，下列說法中正確的是()A發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，不改變?nèi)肷涔獾念l率，增大入射光強(qiáng)度，則單位時(shí)間內(nèi)從金屬內(nèi)逸出的光電子數(shù)目增多B光電子的最大初動(dòng)能跟入射光強(qiáng)度成正比C發(fā)生光電效應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間一般都大于107 sD只有入射光的波長(zhǎng)大于該金屬的極限波長(zhǎng)，光電效應(yīng)才能發(fā)生解析：選A發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，不改變?nèi)肷涔獾念l率，增大入射光強(qiáng)度，則單位時(shí)間內(nèi)打到金屬上的光子個(gè)數(shù)增加，則從金屬內(nèi)逸出的光電子數(shù)目增多，選項(xiàng)A正確；光電子的最大初動(dòng)能跟入射光強(qiáng)度無關(guān)，隨入射光的頻率增大而增大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；發(fā)生光電效應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間一般都不超過109 s，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；只有入射光的頻率大于該金屬的極限頻率時(shí)，即入射光的波長(zhǎng)小于該金屬的極限波長(zhǎng)時(shí)，光電效應(yīng)才能發(fā)生，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3多選美國(guó)物理學(xué)家康普頓在研究石墨對(duì)X射線的散射時(shí)，發(fā)現(xiàn)光子除了具有能量之外還具有動(dòng)量，被電子散射的X光子與入射的X光子相比()A速度減小B頻率減小C波長(zhǎng)減小D能量減小解析：選BD光速不變，A錯(cuò)誤；光子將一部分能量轉(zhuǎn)移到電子，其能量減小，隨之光子的頻率減小、波長(zhǎng)變長(zhǎng)，B、D正確，C錯(cuò)誤。4多選下列關(guān)于波粒二象性的說法正確的是()A光電效應(yīng)揭示了光的波動(dòng)性B使光子一個(gè)一個(gè)地通過單縫，若時(shí)間足夠長(zhǎng)，底片上也會(huì)出現(xiàn)衍射圖樣C黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的粒子性解釋D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)性解析：選BCD光電效應(yīng)揭示了光的粒子性，A錯(cuò)誤；單個(gè)光子通過單縫后在底片上呈現(xiàn)出隨機(jī)性，但大量光子通過單縫后在底片上呈現(xiàn)出波動(dòng)性，B正確；黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律說明了電磁輻射是量子化的，即黑體輻射是不連續(xù)的、一份一份的，所以黑體輻射可用光的粒子性來解釋，C正確；熱中子束射在晶體上產(chǎn)生衍射圖樣，是由于運(yùn)動(dòng)的實(shí)物粒子具有波的特性，即說明中子具有波動(dòng)性，D正確。5(xx日照模擬)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用頻率為的光照射時(shí)，有光電流產(chǎn)生。下列說法正確的是()A光照時(shí)間越長(zhǎng)，光電流就越大B減小入射光的強(qiáng)度，光電流消失C用頻率小于的光照射，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失D用頻率為2的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大解析：選D光電流的大小與入射光的時(shí)間無關(guān)，入射光的強(qiáng)度越大，飽和光電流越大，故A錯(cuò)誤；能否發(fā)生光電效應(yīng)與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，減小入射光的強(qiáng)度，光電流不能消失，故B錯(cuò)誤；用頻率為的光照射時(shí)，有光電流產(chǎn)生，用頻率小于的光照射，光電效應(yīng)現(xiàn)象不一定消失，還要看入射光的頻率是否小于極限頻率，故C錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大，故D正確。6(xx北京高考)xx年年初，我國(guó)研制的“大連光源”極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長(zhǎng)在100 nm(1 nm109 m)附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強(qiáng)的極紫外激光脈沖?！按筮B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)域的研究中發(fā)揮重要作用。一個(gè)處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個(gè)分子，但又不會(huì)把分子打碎。據(jù)此判斷，能夠電離一個(gè)分子的能量約為(取普朗克常量h6.61034 Js，真空光速c3108 m/s)()A1021 JB1018 JC1015 J D1012 J解析：選B光子的能量Eh，c，聯(lián)立解得E21018 J，B項(xiàng)正確。7某光源發(fā)出的光由不同波長(zhǎng)的光組成，不同波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度如圖所示，表中給出了一些材料的極限波長(zhǎng)，用該光源發(fā)出的光照射表中材料()材料鈉銅鉑極限波長(zhǎng)(nm)541268196A僅鈉能產(chǎn)生光電子B僅鈉、銅能產(chǎn)生光電子C僅銅、鉑能產(chǎn)生光電子D都能產(chǎn)生光電子解析：選D根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，只要光源的波長(zhǎng)小于某金屬的極限波長(zhǎng)，就有光電子逸出，該光源發(fā)出的光的波長(zhǎng)有的小于100 nm，小于鈉、銅、鉑三個(gè)的極限波長(zhǎng)，都能產(chǎn)生光電子，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。8(xx湖北八校聯(lián)考)下表是按照密立根的方法進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的某金屬的遏止電壓Uc和入射光的頻率的幾組數(shù)據(jù)。Uc/V0.5410.6370.7140.8090.878/1014 Hz5.6445.8886.0986.3036.501由以上數(shù)據(jù)應(yīng)用Excel描點(diǎn)連線，可得直線方程，如圖所示。則這種金屬的截止頻率約為()A3.51014 Hz B4.31014 HzC5.51014 Hz D6.01014 Hz解析：選B遏止電壓為零時(shí)，入射光的頻率等于截止頻率，根據(jù)方程Uc0.397 31.702 4，當(dāng)Uc0解得4.31014 Hz，B正確。9(xx泰安質(zhì)檢)如圖所示是光電管的原理圖，已知當(dāng)有波長(zhǎng)為0的光照到陰極K上時(shí)，電路中有光電流，則()A若增加電路中電源電壓，電路中光電流一定增大B若將電源極性反接，電路中一定沒有光電流產(chǎn)生C若換用波長(zhǎng)為1(1>0)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定沒有光電流D若換用波長(zhǎng)為2(20)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定有光電流解析：選D光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，當(dāng)光越強(qiáng)時(shí)，光電子數(shù)目會(huì)增多，增加電路中電源電壓，光電流可能會(huì)增加，當(dāng)達(dá)到飽和光電流后，再增大電壓，則光電流不會(huì)增大，故A錯(cuò)誤；將電路中電源的極性反接，電子受到電場(chǎng)阻力，到達(dá)A極的數(shù)目會(huì)減少，則電路中電流會(huì)減小，甚至沒有電流，故B錯(cuò)誤；若換用波長(zhǎng)為1(1>0)的光，其頻率有可能大于極限頻率，電路中可能有光電流，故C錯(cuò)誤；若換用波長(zhǎng)為2(2<0)的光，其頻率一定大于極限頻率，電路中一定有光電流，故D正確。B級(jí)中檔題目練通抓牢10.多選(xx淮北一中模擬)用甲、乙兩種單色光照射同一金屬做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)光電流與電壓的關(guān)系如圖所示。已知普朗克常量為h，被照射金屬的逸出功為W0，遏止電壓為Uc，電子的電荷量為e，則下列說法正確的是()A甲光的強(qiáng)度大于乙光的強(qiáng)度B甲光的頻率大于乙光的頻率C甲光照射時(shí)產(chǎn)生的光電子初動(dòng)能均為eUcD乙光的頻率為解析：選AD根據(jù)光的強(qiáng)度越強(qiáng)，則光電子數(shù)目越多，對(duì)應(yīng)的光電流越大，即可判定甲光的強(qiáng)度較大，選項(xiàng)A正確；由光電效應(yīng)方程mv2hW0，mv2Uce，由題圖可知，甲、乙的截止電壓相同，故甲、乙的頻率相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；甲光照射時(shí)產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能均為eUc，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)mv2hW0Uce，可得，選項(xiàng)D正確。11(xx南平檢測(cè))用如圖甲所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。閉合開關(guān)S，用頻率為的光照射光電管時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)。圖乙是該光電管發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率 的關(guān)系圖像，圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(a,0)，與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0，b)，下列說法中正確的是()A普朗克常量為hB斷開開關(guān)S后，電流表G的示數(shù)不為零C僅增加照射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能將增大D保持照射光強(qiáng)度不變，僅提高照射光頻率，電流表G的示數(shù)保持不變解析：選B由hW0Ek，變形得EkhW0，可知圖線的斜率為普朗克常量，即h，故A錯(cuò)誤；斷開開關(guān)S后，初動(dòng)能大的光電子，也可能達(dá)到陽(yáng)極，所以電流表G的示數(shù)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(dòng)能，與光的強(qiáng)度無關(guān)，故C錯(cuò)誤；保持照射光強(qiáng)度不變，僅提高照射光頻率，單個(gè)光子的能量增大，而光的強(qiáng)度不變，那么光子數(shù)一定減少，發(fā)出的光電子數(shù)也減少，電流表G的示數(shù)要減小，故D錯(cuò)誤。C級(jí)難度題目自主選做12多選研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，以頻率為的光照射光電管陰極K時(shí)，有光電子產(chǎn)生。由于光電管K、A間加的是反向電壓，光電子從陰極K發(fā)射后將向陽(yáng)極A做減速運(yùn)動(dòng)。光電流i由圖中電流計(jì)測(cè)出，反向電壓U由電壓表測(cè)出。當(dāng)電流計(jì)的示數(shù)恰好為零時(shí)，電壓表的示數(shù)稱為反向遏止電壓Uc，在下圖所表示光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的圖像中，正確的是()解析：選ACD當(dāng)反向電壓U與入射光頻率一定時(shí)，光電流i與光強(qiáng)成正比，所以A圖正確；頻率為的入射光照射陰極所發(fā)射出的光電子的最大初動(dòng)能為mevmax2hW0，而截止電壓Uc與最大初動(dòng)能的關(guān)系為eUcmvmax2，所以截止電壓Uc與入射光頻率的關(guān)系是eUchW0，其函數(shù)圖像不過原點(diǎn)，所以B圖錯(cuò)誤；當(dāng)光強(qiáng)與入射光頻率一定時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)單位面積上逸出的光電子數(shù)及其最大初動(dòng)能是一定的，所形成的光電流強(qiáng)度會(huì)隨反向電壓的增大而減少，所以C圖正確；根據(jù)光電效應(yīng)的瞬時(shí)性規(guī)律，不難確定D圖是正確的。13如圖甲所示是研究光電效應(yīng)規(guī)律的光電管。用波長(zhǎng)0.50 m的綠光照射陰極K，實(shí)驗(yàn)測(cè)得流過表的電流I與AK之間的電勢(shì)差UAK滿足如圖乙所示規(guī)律，取h6.631034 Js。結(jié)合圖像，求：(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)和光電子飛出陰極K時(shí)的最大動(dòng)能。(2)該陰極材料的極限波長(zhǎng)。解析：(1)光電流達(dá)到飽和時(shí)，陰極發(fā)射的光電子全部到達(dá)陽(yáng)極A，陰極每秒鐘發(fā)射的光電子的個(gè)數(shù)n(個(gè))4.01012(個(gè))光電子的最大初動(dòng)能為：EkmeU01.61019 C0.6 V9.61020 J。(2)設(shè)陰極材料的極限波長(zhǎng)為0，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ekmhh，代入數(shù)據(jù)得00.66 m。答案：(1)4.01012個(gè)9.61020 J(2)0.66 m(二)重點(diǎn)高中適用作業(yè)A級(jí)保分題目巧做快做1.多選(xx黑龍江雙鴨山模擬)用兩束頻率相同，光照強(qiáng)度不同的紫外線去照射兩種不同金屬板，都能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則()A金屬板帶正電，因?yàn)橛须娮訌慕饘侔逡莩鯞用強(qiáng)度大的紫外線照射時(shí)，所產(chǎn)生的光電子的初速度一定大C從極限頻率較小的金屬中飛出的光電子的最大初動(dòng)能一定大D用光照強(qiáng)度大的紫外線所照射的金屬，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)目一定多解析：選ACD因?yàn)橛须娮訌慕饘侔逡莩觯式饘侔鍘д?，選項(xiàng)A正確；光電子最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，故B錯(cuò)誤；由EkmhW逸出功hh0可知，從極限頻率較小的金屬中飛出的光電子的最大初動(dòng)能一定大，選項(xiàng)C正確；單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)目與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，故強(qiáng)度較大的紫外線照射的金屬，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)目一定多，故D正確。2.(xx江西吉安一中段考)用圖示裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，光電管陰極K與滑動(dòng)變阻器的中心抽頭c相連，當(dāng)滑動(dòng)頭P從a移到c的過程中，光電流始終為零。為了產(chǎn)生光電流，可采取的措施是()A增大入射光的強(qiáng)度B增大入射光的頻率C把P向a移動(dòng)D把P從c向b移動(dòng)解析：選B能否產(chǎn)生光電效應(yīng)與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，增大入射光的強(qiáng)度，仍不能產(chǎn)生光電流，故A錯(cuò)誤。增大入射光的頻率，當(dāng)入射光的頻率大于金屬的極限頻率時(shí)，產(chǎn)生光電效應(yīng)，金屬有光電子發(fā)出，電路中能產(chǎn)生光電流，故B正確。把P向a移動(dòng)，P點(diǎn)電勢(shì)大于c點(diǎn)的電勢(shì)，光電管加上正向電壓，但不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，沒有光電流形成，故C錯(cuò)誤。把P從c向b移動(dòng)，光電管加反向電壓，不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，沒有光電流形成，故D錯(cuò)誤。3.一個(gè)德布羅意波長(zhǎng)為1的中子和另一個(gè)德布羅意波長(zhǎng)為2的氘核同向正碰后結(jié)合成一個(gè)氚核，該氚核的德布羅意波長(zhǎng)為()A.B.C.D.解析：選A中子的動(dòng)量p1，氘核的動(dòng)量p2，同向正碰后形成的氚核的動(dòng)量p3p2p1，所以氚核的德布羅意波長(zhǎng)3，A正確。4(xx日照模擬)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用頻率為的光照射時(shí)，有光電流產(chǎn)生。下列說法正確的是()A光照時(shí)間越長(zhǎng)，光電流就越大B減小入射光的強(qiáng)度，光電流消失C用頻率小于的光照射，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失D用頻率為2的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大解析：選D光電流的大小與入射光的時(shí)間無關(guān)，入射光的強(qiáng)度越大，飽和光電流越大，故A錯(cuò)誤；能否發(fā)生光電效應(yīng)與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，減小入射光的強(qiáng)度，光電流不能消失，故B錯(cuò)誤；用頻率為的光照射時(shí)，有光電流產(chǎn)生，用頻率小于的光照射，光電效應(yīng)現(xiàn)象不一定消失，還要看入射光的頻率是否小于極限頻率，故C錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大，故D正確。5(xx北京高考)xx年年初，我國(guó)研制的“大連光源”極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長(zhǎng)在100 nm(1 nm109 m)附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強(qiáng)的極紫外激光脈沖?！按筮B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)域的研究中發(fā)揮重要作用。一個(gè)處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個(gè)分子，但又不會(huì)把分子打碎。據(jù)此判斷，能夠電離一個(gè)分子的能量約為(取普朗克常量h6.61034 Js，真空光速c3108 m/s)()A1021 JB1018 JC1015 J D1012 J解析：選B光子的能量Eh，c，聯(lián)立解得E21018 J，B項(xiàng)正確。6某光源發(fā)出的光由不同波長(zhǎng)的光組成，不同波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度如圖所示，表中給出了一些材料的極限波長(zhǎng)，用該光源發(fā)出的光照射表中材料()材料鈉銅鉑極限波長(zhǎng)(nm)541268196A僅鈉能產(chǎn)生光電子 B僅鈉、銅能產(chǎn)生光電子C僅銅、鉑能產(chǎn)生光電子 D都能產(chǎn)生光電子解析：選D根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，只要光源的波長(zhǎng)小于某金屬的極限波長(zhǎng)，就有光電子逸出，該光源發(fā)出的光的波長(zhǎng)有的小于100 nm，小于鈉、銅、鉑三個(gè)的極限波長(zhǎng)，都能產(chǎn)生光電子，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。7(xx湖北八校聯(lián)考)下表是按照密立根的方法進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的某金屬的遏止電壓Uc和入射光的頻率的幾組數(shù)據(jù)。Uc/V0.5410.6370.7140.8090.878/1014 Hz5.6445.8886.0986.3036.501由以上數(shù)據(jù)應(yīng)用Excel描點(diǎn)連線，可得直線方程，如圖所示。則這種金屬的截止頻率約為()A3.51014 Hz B4.31014 HzC5.51014 Hz D6.01014 Hz解析：選B遏止電壓為零時(shí)，入射光的頻率等于截止頻率，根據(jù)方程Uc0.397 31.702 4，當(dāng)Uc0解得4.31014 Hz，B正確。8(xx泰安質(zhì)檢)如圖所示是光電管的原理圖，已知當(dāng)有波長(zhǎng)為0的光照到陰極K上時(shí)，電路中有光電流，則()A若增加電路中電源電壓，電路中光電流一定增大B若將電源極性反接，電路中一定沒有光電流產(chǎn)生C若換用波長(zhǎng)為1(1>0)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定沒有光電流D若換用波長(zhǎng)為2(20)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定有光電流解析：選D光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，當(dāng)光越強(qiáng)時(shí)，光電子數(shù)目會(huì)增多，增加電路中電源電壓，光電流可能會(huì)增加，當(dāng)達(dá)到飽和光電流后，再增大電壓，則光電流不會(huì)增大，故A錯(cuò)誤；將電路中電源的極性反接，電子受到電場(chǎng)阻力，到達(dá)A極的數(shù)目會(huì)減少，則電路中電流會(huì)減小，甚至沒有電流，故B錯(cuò)誤；若換用波長(zhǎng)為1(1>0)的光，其頻率有可能大于極限頻率，電路中可能有光電流，故C錯(cuò)誤；若換用波長(zhǎng)為2(2<0)的光，其頻率一定大于極限頻率，電路中一定有光電流，故D正確。9.多選(xx淮北一中模擬)用甲、乙兩種單色光照射同一金屬做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)光電流與電壓的關(guān)系如圖所示。已知普朗克常量為h，被照射金屬的逸出功為W0，遏止電壓為Uc，電子的電荷量為e，則下列說法正確的是()A甲光的強(qiáng)度大于乙光的強(qiáng)度B甲光的頻率大于乙光的頻率C甲光照射時(shí)產(chǎn)生的光電子初動(dòng)能均為eUcD乙光的頻率為解析：選AD根據(jù)光的強(qiáng)度越強(qiáng)，則光電子數(shù)目越多，對(duì)應(yīng)的光電流越大，即可判定甲光的強(qiáng)度較大，選項(xiàng)A正確；由光電效應(yīng)方程mv2hW0，mv2Uce，由題圖可知，甲、乙的截止電壓相同，故甲、乙的頻率相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；甲光照射時(shí)產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能均為eUc，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)mv2hW0Uce，可得，選項(xiàng)D正確。B級(jí)拔高題目穩(wěn)做準(zhǔn)做10.多選利用金屬晶格(大小約1010 m)作為障礙物觀察電子的衍射圖樣，方法是讓電子束通過電場(chǎng)加速后，照射到金屬晶格上，從而得到電子的衍射圖樣。已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，初速度為0，加速電壓為U，普朗克常量為h，則下列說法中正確的是()A該實(shí)驗(yàn)說明了電子具有波動(dòng)性B實(shí)驗(yàn)中電子束的德布羅意波的波長(zhǎng)為C加速電壓U越大，電子的衍射現(xiàn)象越明顯D若用相同動(dòng)能的質(zhì)子替代電子，衍射現(xiàn)象將更加明顯解析：選AB能得到電子的衍射圖樣，說明電子具有波動(dòng)性，A正確；由德布羅意波的波長(zhǎng)公式及動(dòng)量p，可得，B正確；由可知，加速電壓越大，電子的波長(zhǎng)越小，衍射現(xiàn)象就越不明顯，C錯(cuò)誤；用相同動(dòng)能的質(zhì)子替代電子，質(zhì)子的波長(zhǎng)變小，衍射現(xiàn)象與電子相比不明顯，故D錯(cuò)誤。11(xx南平檢測(cè))用如圖甲所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。閉合開關(guān)S，用頻率為的光照射光電管時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)。圖乙是該光電管發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率 的關(guān)系圖像，圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(a,0)，與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0，b)，下列說法中正確的是()A普朗克常量為hB斷開開關(guān)S后，電流表G的示數(shù)不為零C僅增加照射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能將增大D保持照射光強(qiáng)度不變，僅提高照射光頻率，電流表G的示數(shù)保持不變解析：選B由hW0Ek，變形得EkhW0，可知圖線的斜率為普朗克常量，即h，故A錯(cuò)誤；斷開開關(guān)S后，初動(dòng)能大的光電子，也可能達(dá)到陽(yáng)極，所以電流表G的示數(shù)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(dòng)能，與光的強(qiáng)度無關(guān)，故C錯(cuò)誤；保持照射光強(qiáng)度不變，僅提高照射光頻率，單個(gè)光子的能量增大，而光的強(qiáng)度不變，那么光子數(shù)一定減少，發(fā)出的光電子數(shù)也減少，電流表G的示數(shù)要減小，故D錯(cuò)誤。12.多選研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，以頻率為的光照射光電管陰極K時(shí)，有光電子產(chǎn)生。由于光電管K、A間加的是反向電壓，光電子從陰極K發(fā)射后將向陽(yáng)極A做減速運(yùn)動(dòng)。光電流i由圖中電流計(jì)測(cè)出，反向電壓U由電壓表測(cè)出。當(dāng)電流計(jì)的示數(shù)恰好為零時(shí)，電壓表的示數(shù)稱為反向遏止電壓Uc，在下圖所表示光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的圖像中，正確的是()解析：選ACD當(dāng)反向電壓U與入射光頻率一定時(shí)，光電流i與光強(qiáng)成正比，所以A圖正確；頻率為的入射光照射陰極所發(fā)射出的光電子的最大初動(dòng)能為mevmax2hW0，而截止電壓Uc與最大初動(dòng)能的關(guān)系為eUcmvmax2，所以截止電壓Uc與入射光頻率的關(guān)系是eUchW0，其函數(shù)圖像不過原點(diǎn)，所以B圖錯(cuò)誤；當(dāng)光強(qiáng)與入射光頻率一定時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)單位面積上逸出的光電子數(shù)及其最大初動(dòng)能是一定的，所形成的光電流強(qiáng)度會(huì)隨反向電壓的增大而減少，所以C圖正確；根據(jù)光電效應(yīng)的瞬時(shí)性規(guī)律，不難確定D圖是正確的。13如圖甲所示是研究光電效應(yīng)規(guī)律的光電管。用波長(zhǎng)0.50 m的綠光照射陰極K，實(shí)驗(yàn)測(cè)得流過表的電流I與AK之間的電勢(shì)差UAK滿足如圖乙所示規(guī)律，取h6.631034 Js。結(jié)合圖像，求：(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)和光電子飛出陰極K時(shí)的最大動(dòng)能。(2)該陰極材料的極限波長(zhǎng)。解析：(1)光電流達(dá)到飽和時(shí)，陰極發(fā)射的光電子全部到達(dá)陽(yáng)極A，陰極每秒鐘發(fā)射的光電子的個(gè)數(shù)n(個(gè))4.01012(個(gè))光電子的最大初動(dòng)能為：EkmeU01.61019 C0.6 V9.61020 J。(2)設(shè)陰極材料的極限波長(zhǎng)為0，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ekmhh，代入數(shù)據(jù)得00.66 m。答案：(1)4.01012個(gè)9.61020 J(2)0.66 m第2節(jié)原子結(jié)構(gòu)與原子核(1)原子中絕大部分是空的，原子核很小。()(2)氫原子光譜是由一條一條亮線組成的。()(3)按照玻爾理論，核外電子均勻分布在各個(gè)不連續(xù)的軌道上。()(4)如果某放射性元素的原子核有100個(gè)，經(jīng)過一個(gè)半衰期后還剩50個(gè)。()(5)質(zhì)能方程表明在一定條件下，質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化為能量。()物理學(xué)史判斷(1)核式結(jié)構(gòu)學(xué)說是盧瑟福在粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出的。()(2) 玻爾理論成功地解釋了氫原子光譜，也成功地解釋了氦原子光譜。()(3)人們認(rèn)識(shí)原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)是從盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子開始的。()(4)人們認(rèn)識(shí)原子具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)是從英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫研究陰極射線發(fā)現(xiàn)電子開始的。()解題中常用到的二級(jí)結(jié)論：(1)光照引起的躍遷，光子能量必須等于能級(jí)差；碰撞引起的躍遷，只需要實(shí)物粒子的動(dòng)能大于(或等于)能級(jí)差。(2)大量處于定態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)可能產(chǎn)生的光譜線條數(shù)：Cn2。(3)磁場(chǎng)中的衰變：外切圓是衰變，內(nèi)切圓是衰變，半徑與電荷量成反比。(4)平衡核反應(yīng)方程：質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒。突破點(diǎn)(一)原子的核式結(jié)構(gòu)1電子的發(fā)現(xiàn)英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子。2粒子散射實(shí)驗(yàn)19091911年，英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福和他的助手進(jìn)行了用粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)粒子穿過金箔后基本上仍沿原來方向前進(jìn)，但有少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90，也就是說它們幾乎被“撞”了回來。3原子的核式結(jié)構(gòu)模型在原子中心有一個(gè)很小的核，原子全部的正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)。題點(diǎn)全練1(xx上海高考)在粒子散射實(shí)驗(yàn)中，電子對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)的影響可以忽略。這是因?yàn)榕c粒子相比，電子的()A電量太小B速度太小C體積太小D質(zhì)量太小解析：選D在粒子散射實(shí)驗(yàn)中，由于電子的質(zhì)量太小，電子的質(zhì)量只有粒子的，它對(duì)粒子速度的大小和方向的影響就像灰塵對(duì)槍彈的影響，完全可以忽略。故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。2如圖是盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置，在一個(gè)小鉛盒里放有少量的放射性元素釙，它發(fā)出的粒子從鉛盒的小孔射出，形成很細(xì)的一束射線，射到金箔上，最后打在熒光屏上產(chǎn)生閃爍的光點(diǎn)。下列說法正確的是()A該實(shí)驗(yàn)是盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù)B該實(shí)驗(yàn)證實(shí)了湯姆孫原子模型的正確性C粒子與原子中的電子碰撞會(huì)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)D絕大多數(shù)的粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)解析：選A盧瑟福根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，選項(xiàng)A正確；盧瑟福提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型的假設(shè)，從而否定了湯姆孫原子模型的正確性，B錯(cuò)誤；電子質(zhì)量太小，對(duì)粒子的影響不大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；絕大多數(shù)粒子穿過金箔后，幾乎仍沿原方向前進(jìn)，D錯(cuò)誤。3(xx安徽高考)如圖所示是粒子(氦原子核)被重金屬原子核散射的運(yùn)動(dòng)軌跡，M、N、P、Q是軌跡上的四點(diǎn)，在散射過程中可以認(rèn)為重金屬原子核靜止。圖中所標(biāo)出的粒子在各點(diǎn)處的加速度方向正確的是()AM點(diǎn)BN點(diǎn)CP點(diǎn) DQ點(diǎn)解析：選C粒子(氦原子核)和重金屬原子核都帶正電，互相排斥，加速度方向與粒子所受斥力方向相同。帶電粒子加速度方向沿相應(yīng)點(diǎn)與重金屬原子核連線指向曲線的凹側(cè)，故只有選項(xiàng)C正確。突破點(diǎn)(二)玻爾理論的理解與計(jì)算1定態(tài)間的躍遷滿足能級(jí)差(1)從低能級(jí)(n小)高能級(jí)(n大)吸收能量。hEn大En小(2)從高能級(jí)(n大)低能級(jí)(n小)放出能量。hEn大En小2兩類能級(jí)躍遷(1)自發(fā)躍遷：高能級(jí)低能級(jí)，釋放能量，發(fā)出光子。光子的頻率。(2)受激躍遷：低能級(jí)高能級(jí)，吸收能量。光照(吸收光子)：光子的能量必須恰等于能級(jí)差，hE。碰撞、加熱等：只要入射粒子能量大于或等于能級(jí)差即可，E外E。大于電離能的光子被吸收，將原子電離。3譜線條數(shù)的確定方法(1)一個(gè)氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為(n1)。(2)一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)的兩種求解方法。用數(shù)學(xué)中的組合知識(shí)求解：NCn2。利用能級(jí)圖求解：在氫原子能級(jí)圖中將氫原子躍遷的各種可能情況一一畫出，然后相加。典例多選如圖是氫原子的能級(jí)圖，一群氫原子處于n3能級(jí)，下列說法中正確的是()A這群氫原子躍遷時(shí)能夠發(fā)出3種不同頻率的光子B這群氫原子發(fā)出的光子中，能量最大為10.2 eVC從n3能級(jí)躍遷到n2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光波長(zhǎng)最長(zhǎng)D這群氫原子能夠吸收任意光子的能量而向更高能級(jí)躍遷解析根據(jù)C323知，這群氫原子能夠發(fā)出3種不同頻率的光子，故A正確；由n3躍遷到n1，輻射的光子能量最大，E(13.61.51)eV12.09 eV，故B錯(cuò)誤；從n3躍遷到n2輻射的光子能量最小，頻率最小，則波長(zhǎng)最長(zhǎng)，故C正確；一群處于n3能級(jí)的氫原子吸收光子能量發(fā)生躍遷，吸收的能量必須等于兩能級(jí)的能級(jí)差，故D錯(cuò)誤。答案AC集訓(xùn)沖關(guān)1.如圖所示為氫原子的四個(gè)能級(jí)，其中E1為基態(tài)，若氫原子A處于激發(fā)態(tài)E2，氫原子B處于激發(fā)態(tài)E3，則下列說法正確的是()A原子A可能輻射出3種頻率的光子B原子B可能輻射出3種頻率的光子C原子A能夠吸收原子B發(fā)出的光子并躍遷到能級(jí)E4D原子B能夠吸收原子A發(fā)出的光子并躍遷到能級(jí)E4解析：選B原子A從激發(fā)態(tài)E2躍遷到E1，只輻射一種頻率的光子，A錯(cuò)誤；原子B從激發(fā)態(tài)E3躍遷到基態(tài)E1可能輻射三種頻率的光子，B正確；由原子能級(jí)躍遷理論可知，原子A可能吸收原子B由E3躍遷到E2時(shí)放出的光子并躍遷到E3，但不能躍遷到E4，C錯(cuò)誤；A原子發(fā)出的光子能量EE2E1大于E4E3，故原子B不可能躍遷到能級(jí)E4，D錯(cuò)誤。2.(xx甘肅第二次診斷)如圖為氫原子的能級(jí)示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處于n4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)原子向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出若干不同頻率的光。關(guān)于這些光，下列說法正確的是()A最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的光是由n4能級(jí)躍遷到n1能級(jí)產(chǎn)生的B頻率最小的光是由n2能級(jí)躍遷到n1能級(jí)產(chǎn)生的C這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光D用n2能級(jí)躍遷到n1能級(jí)輻射出的光去照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng)解析：選D由n4能級(jí)躍遷到n3能級(jí)產(chǎn)生的光，能量最小，波長(zhǎng)最長(zhǎng)，因此最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；由能級(jí)差可知能量最小的光頻率最小，是由n4能級(jí)躍遷到n3能級(jí)產(chǎn)生的，故B錯(cuò)誤；大量處于n4能級(jí)的氫原子能發(fā)射6種頻率的光，故C錯(cuò)誤；由n2能級(jí)躍遷到n1能級(jí)輻射出的光的能量為E3.4 eV(13.6) eV10.2 eV，大于6.34 eV，能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故D正確。突破點(diǎn)(三)原子核的衰變規(guī)律1放射性元素具有放射性的元素稱為放射性元素，原子序數(shù)大于或等于83的元素，都能自發(fā)地放出射線，原子序數(shù)小于83的元素，有的也能放出射線，它們放射出來的射線共有射線、射線、射線三種。2三種射線的比較種類射線射線射線組成高速氦核流高速電子流光子流(高頻電磁波)帶電荷量2ee0質(zhì)量4mp，mp1.671027 kg靜止質(zhì)量為零速度0.1c0.99cc(光速)在電磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)與射線反向偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)貫穿本領(lǐng)最弱，用紙能擋住較強(qiáng)，能穿透幾毫米厚的鋁板最強(qiáng)，能穿透幾厘米厚的鉛板對(duì)空氣的電離作用很強(qiáng)較弱很弱3衰變、衰變的比較衰變類型衰變衰變衰變方程XYHeXYe衰變實(shí)質(zhì)2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)整體射出1個(gè)中子轉(zhuǎn)化為1個(gè)質(zhì)子和1個(gè)電子2H2nHenHe衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、動(dòng)量守恒4衰變次數(shù)的確定方法方法一：確定衰變次數(shù)的方法是依據(jù)兩個(gè)守恒規(guī)律，設(shè)放射性元素ZAX經(jīng)過n次衰變和m次衰變后，變成穩(wěn)定的新元素Y，則表示該核反應(yīng)的方程為XYnHeme。根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可列方程AA4nZZ2nm由以上兩式聯(lián)立解得n，mZZ由此可見確定衰變次數(shù)可歸結(jié)為求解一個(gè)二元一次方程組。方法二：因?yàn)樗プ儗?duì)質(zhì)量數(shù)無影響，可先由質(zhì)量數(shù)的改變確定衰變的次數(shù)，然后根據(jù)衰變規(guī)律確定衰變的次數(shù)。5對(duì)半衰期的理解(1)半衰期公式：N余N原，m余m原。(2)半衰期的物理意義：半衰期是表示放射性元素衰變快慢的物理量，同一放射性元素的衰變速率一定，不同的放射性元素半衰期不同，有的差別很大。(3)半衰期的適用條件：半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，是對(duì)大量的原子核衰變規(guī)律的總結(jié)，對(duì)于一個(gè)特定的原子核，無法確定何時(shí)發(fā)生衰變。題點(diǎn)全練1(xx上海高考)研究放射性元素射線性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。兩塊平行放置的金屬板A、B分別與電源的兩極a、b連接，放射源發(fā)出的射線從其上方小孔向外射出。則()Aa為電源正極，到達(dá)A板的為射線Ba為電源正極，到達(dá)A板的為射線Ca為電源負(fù)極，到達(dá)A板的為射線Da為電源負(fù)極，到達(dá)A板的為射線解析：選B從題圖可以看出，到達(dá)兩極板的粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，到達(dá)A極板的粒子在初速度方向的位移小于到達(dá)B板的粒子在初速度方向的位移，粒子在初速度方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則根據(jù)公式xv0tv0，兩個(gè)粒子初速度v0相差不大，兩極板間電壓U相同，放射源與兩極板的距離也相同，而電子的小得多，所以電子在初速度方向的位移小，故達(dá)到A極板的是射線，A極板帶正電，a為電源的正極，故選項(xiàng)B正確。2(xx上海高考)放射性元素A經(jīng)過2次衰變和1次衰變后生成一新元素B，則元素B在元素周期表中的位置較元素A的位置向前移動(dòng)了()A1位B2位C3位D4位解析：選C粒子是He，粒子是e，因此發(fā)生一次衰變電荷數(shù)減少2，發(fā)生一次衰變電荷數(shù)增加1，據(jù)題意，電荷數(shù)變化為：2