近代物理初步知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、光電效應(yīng)波粒二象性知識(shí)點(diǎn)一、光電效應(yīng)1. 定義照射到金屬外表的光，能使金屬中的電子從外表逸岀的現(xiàn)象。2. 光電子光電效應(yīng)中發(fā)射出來(lái)的電子。3. 光電效應(yīng)規(guī)律(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)極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)。低于這個(gè)頻率的光不能產(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(wú)關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大。_(3) 光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎瞬時(shí)的，一般不超過(guò)10 9s。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。知識(shí)點(diǎn)二、愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程1. 光子說(shuō)在空間傳播的光是不連續(xù)的， 而是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光的能量子，簡(jiǎn)稱光子，光子

2、的能量 尸hv其中h=x 1034Js。(稱為普朗克常量)2. 逸出功Wo使電子脫離某種金屬所做功的最小值。3. 最大初動(dòng)能發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，金屬外表上的電子吸收光子后克服原子核的引力逸岀時(shí)所具有的動(dòng)能的最大值。4. 愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程(1) 表達(dá)式：Ek= h V- W0o(2) 物理意義：金屬外表的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是hv，這些能量的一局部用來(lái)克服金屬的逸出功1W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后光電子的最大初動(dòng)能Ek= jmev2o知識(shí)點(diǎn)三、光的波粒二象性與物質(zhì)波1. 光的波粒二象性(1) 光的干預(yù)、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有波動(dòng)性。(2) 光電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性。(3) 光既具有波動(dòng)性，又

3、具有粒子性，稱為光的波粒二象性。2. 物質(zhì)波(1) 概率波光的干預(yù)現(xiàn)象是大量光子的運(yùn)動(dòng)遵守波動(dòng)規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子到達(dá)概率大的地方，暗條紋是光子到達(dá)概率小的地方，因此光波又叫概率波。(2) 物質(zhì)波任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種波與它對(duì)應(yīng)，其波長(zhǎng)Ah，p為運(yùn)動(dòng)物體的P動(dòng)量，h為普朗克常量。題組自測(cè)題組一光電效應(yīng)現(xiàn)象及光電效應(yīng)方程的應(yīng)用1. 多項(xiàng)選擇如圖1所示，用導(dǎo)線把驗(yàn)電器與鋅板相連接，當(dāng)用紫外線照射鋅板時(shí)，發(fā)生的現(xiàn)象是圖1A. 有光子從鋅板逸出B. 有電子從鋅板逸出C 驗(yàn)電器指針張開(kāi)一個(gè)角度D.鋅板帶負(fù)電解析 用紫外線照射鋅板是能夠發(fā)生光電效應(yīng)的，鋅板上的電子吸收紫

4、外線的能量從鋅板外表逸岀，稱之為光電子，故A錯(cuò)誤、B正確；鋅板與驗(yàn)電器相連，帶有相同電性的電荷，鋅板失去電子應(yīng)該帶正電，且失去電子越多，帶正電的電荷量越多，驗(yàn)電器指針張角越大，故C正確、D錯(cuò)誤。答案 BC2. 多項(xiàng)選擇光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：對(duì)某種金屬A無(wú)論光強(qiáng)多強(qiáng)，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)B無(wú)論光的頻率多低，只要光照時(shí)間足夠長(zhǎng)就能產(chǎn)生光電效應(yīng)C 超過(guò)極限頻率的入射光強(qiáng)度越弱，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越小D .超過(guò)極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越大解析 每種金屬都有它的極限頻率 v,只有入射光子的頻率大于極限頻率v時(shí)，才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)A正確、B

5、錯(cuò)誤；光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，隨入射光頻率的增大而增大，選項(xiàng)D正確、C錯(cuò)誤。答案 AD3關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是A 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)才能產(chǎn)生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)的反響時(shí)間一般都大于107sD.發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)從金屬內(nèi)逸出的光電子數(shù)目與入射光強(qiáng)度成正比解析 由 尸hv=山片知，當(dāng)入射光波長(zhǎng)小于金屬的極限波長(zhǎng)時(shí)，發(fā)生光電效應(yīng)，故A錯(cuò)；由Ek= h v- Wo知，人最大初動(dòng)能由入射光頻率決定，與入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)；發(fā)生光電效應(yīng)的時(shí)間一般不超過(guò) 10-9s，故C錯(cuò)；發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)從

6、金屬內(nèi)逸岀的光電子數(shù)目與入射光的強(qiáng)度是成正比的，D正確。答案 D題組二波粒二象性4. 多項(xiàng)選擇關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是A不僅光子具有波粒二象性，一切運(yùn)動(dòng)的微粒都具有波粒二象性B 運(yùn)動(dòng)的微觀粒子與光子一樣，當(dāng)它們通過(guò)一個(gè)小孔時(shí)，都沒(méi)有特定的運(yùn)動(dòng)軌道C 波動(dòng)性和粒子性，在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對(duì)立的，但在微觀高速運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的D 實(shí)物的運(yùn)動(dòng)有特定的軌道，所以實(shí)物不具有波粒二象性解析 由德布羅意波可知 A、C對(duì)；運(yùn)動(dòng)的微觀粒子，到達(dá)的位置具有隨機(jī)性，而沒(méi)有特定的運(yùn)動(dòng)軌道，B對(duì)；由德布羅意理論知，宏觀物體的德布羅意波的波長(zhǎng)太小，實(shí)際很難觀察到波動(dòng)性，不是不具有波粒二 象性，D錯(cuò)

7、。答案 ABC5. 用很弱的光做雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)，把入射光減弱到可以認(rèn)為光源和感光膠片之間不可能同時(shí)有兩個(gè)光子存在，如圖2所示是不同數(shù)量的光子照射到感光膠片上得到的照片。這些照片說(shuō)明()Ab電子 3 (W0個(gè)電子TO 000-t電子圖2A .光只有粒子性沒(méi)有波動(dòng)性B .光只有波動(dòng)性沒(méi)有粒子性C 少量光子的運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性，大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示粒子性D 少量光子的運(yùn)動(dòng)顯示粒子性，大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性解析 光具有波粒二象性，這些照片說(shuō)明少量光子的運(yùn)動(dòng)顯示粒子性，大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性，故D正確。答案 DSTEP考點(diǎn)突破檢心考點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)突議考點(diǎn)一光電效應(yīng)現(xiàn)象和光電效應(yīng)方程的應(yīng)用1. 對(duì)光電效應(yīng)的四點(diǎn)提醒(

8、1) 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。(2) 光電效應(yīng)中的“光不是特指可見(jiàn)光，也包括不可見(jiàn)光。(3) 逸岀功的大小由金屬本身決定，與入射光無(wú)關(guān)。(4) 光電子不是光子，而是電子。2 兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系光強(qiáng)大T光子數(shù)目多T發(fā)射光電子多T光電流大；光子頻率高T光子能量大T光電子的最大初動(dòng)能大。3. 定量分析時(shí)應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)系式(1) 愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek= h V- Wo。(2) 最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：Ek= eUc。(3) 逸出功與極限頻率的關(guān)系：Wo= h V?！纠?】(多項(xiàng)選擇)(2022 廣東卷，18)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為v的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，

9、以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 ()A增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大B減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失C改用頻率小于v的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng)D .改用頻率大于 v的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大解析 用頻率為v的光照射光電管陰極，發(fā)生光電效應(yīng)，改用頻率較小的光照射時(shí)， 有可能發(fā)生光電效應(yīng)， 故C錯(cuò)誤；據(jù)h v- W逸=2mv2可知增加照射光頻率，光電子最大初動(dòng)能增大，故D正確；增大入射光強(qiáng)度， 單位時(shí)間內(nèi)照射到單位面積的光電子數(shù)增加，那么光電流將增大，故A正確；光電效應(yīng)是否發(fā)生與照射光頻率有關(guān)而與照射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故 B錯(cuò)誤。答案 AD【變式訓(xùn)練】1關(guān)于光電效應(yīng)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A .極限頻率越

10、大的金屬材料逸岀功越大B只要光照射的時(shí)間足夠長(zhǎng)，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng)C .從金屬外表逸岀的光電子的最大初動(dòng)能越大，這種金屬的逸岀功越小D 入射光的光強(qiáng)一定時(shí)，頻率越高，單位時(shí)間內(nèi)逸岀的光電子數(shù)就越多解析 逸出功Wo = hv，Wo«v，A正確；只有照射光的頻率 v大于金屬極限頻率 v,才能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn) 象，B錯(cuò)；由光電效應(yīng)方程 Ekm= h v- W知，因v不確定時(shí)，無(wú)法確定 Ekm與Wo的關(guān)系，C錯(cuò)；光強(qiáng)E = nh v, v越大，E 一定，那么光子數(shù)n越小，單位時(shí)間內(nèi)逸岀的光電子數(shù)就越少，D錯(cuò)。答案 A考點(diǎn)二光電效應(yīng)的圖象分析圖象名稱圖線形狀由圖線直接間接得到的物理量極限頻

11、率：圖線與 v軸交點(diǎn)的橫/坐標(biāo)v最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率v的關(guān)逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐系圖線07叫kif標(biāo)的值Wo= E|= E普朗克常量：圖線的斜率k= h強(qiáng)比苗遏止電壓Uc：圖線與橫軸的交點(diǎn)顏色相同、強(qiáng)度不同的光，光電流1弱托黃飽和光電流Im：電流的最大值與電壓的關(guān)系艮oU最大初動(dòng)能：Ekm = eUc壯遏止電壓 U cl、Uc2顏色不同時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系一一就飽和光電流1 &最大初動(dòng)能 Eki= eUci，Ek2= eUc2遏止電壓Uc與入射光頻率V的關(guān)系圖線Z 截止頻率V：圖線與橫軸的交點(diǎn) 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

12、子電量的乘積，即 h= ke。注： 此時(shí)兩極之間接反向電壓【例2】在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，飛飛同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線甲光、乙光、丙光，如圖3所示。那么可判斷出因而丙光的頻率較高， 波長(zhǎng)較短,1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。某種金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能Ekm與入射光頻率v的關(guān)系如圖4所示，其中V0為極限頻率。從圖中可以確定的是A .甲光的頻率大于乙光的頻率B 乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng)C .乙光對(duì)應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率D.甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光的光電子最大初動(dòng)能解析 由于是同一光電管，因而不管對(duì)哪種光，極限頻率和金屬的逸出功相同，對(duì)于甲、乙兩

13、種光，反向截止電壓相同，因而頻率相同，A錯(cuò)誤；丙光對(duì)應(yīng)的反向截止電壓較大,對(duì)應(yīng)的光電子的最大初動(dòng)能較大，故C、D均錯(cuò)，B正確。答案 B【變式訓(xùn)練】2. 愛(ài)因斯坦因提出了光量子概念并成功地解釋光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得A .逸岀功與v有關(guān)B . Ekm與入射光強(qiáng)度成正比C .當(dāng)V V0時(shí)，會(huì)逸出光電子D.圖中直線的斜率與普朗克常量有關(guān)解析 由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程 Ek= hv Wo和Wo= hv(Wo為金屬的逸出功)可得，Ek= hv hvo,可見(jiàn)圖象 的斜率表示普朗克常量，D正確；只有v?v時(shí)才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)；金屬的逸岀功只和金屬的極限頻 率有關(guān)，與入射光的頻率無(wú)關(guān)，A錯(cuò)；最大初動(dòng)能取決于入射

14、光的頻率，而與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，B錯(cuò)。答案 D考點(diǎn)三對(duì)光的波粒二象性、物質(zhì)波的考查光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，兩者不是孤立的，而是有機(jī)的統(tǒng)一體，其表現(xiàn)規(guī)律為：(1) 個(gè)別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性；大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動(dòng)性。(2) 頻率越低波動(dòng)性越顯著，越容易看到光的干預(yù)和衍射現(xiàn)象；頻率越高粒子性越顯著，越不容易看到光的干預(yù)和衍射現(xiàn)象，而貫穿本領(lǐng)越強(qiáng)。(3) 光在傳播過(guò)程中往往表現(xiàn)岀波動(dòng)性；在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)，往往表現(xiàn)為粒子性?！纠?】以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A 有的光是波，有的光是粒子B .光子與電子是同樣的一種粒子C 光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，其波動(dòng)性越顯著；波長(zhǎng)越短，其粒子性越顯著D

15、. Y寸線具有顯著的粒子性，而不具有波動(dòng)性解析 從光的波粒二象性可知：光是同時(shí)具有波粒二象性的，只不過(guò)在有的情況下波動(dòng)性顯著，有的情況下粒子性顯著。光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，越容易觀察到其顯示波動(dòng)特征。光子是一種不帶電的微觀粒子，而電子是帶負(fù)電的微觀粒子，它們雖然都是微觀粒子，但有本質(zhì)區(qū)別，故上述選項(xiàng)中正確的選項(xiàng)是C。答案 C【變式訓(xùn)練】3. 2022江蘇單科，12C(1)如果一個(gè)電子的德布羅意波長(zhǎng)和一個(gè)中子的相等，那么它們的 也相等。A 速度 B 動(dòng)能 C.動(dòng)量 D 總能量解析 由德布羅意波長(zhǎng) 匸p知二者的動(dòng)量應(yīng)相同，故C正確，由p = mv可知二者速度不同，Ek= gmv2=盒, 二者動(dòng)能不同，由E=

16、 mc2可知總能量也不同，故 A、B、D均錯(cuò)。答案 CSTEP隨堂演練效果桁測(cè) 知能提升1(多項(xiàng)選擇)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，以下表述正確的選項(xiàng)是()A光照時(shí)間越長(zhǎng)光電流越大B .入射光足夠強(qiáng)就可以有光電流C .遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)D.入射光頻率大于極限頻率才能產(chǎn)生光電子解析 光電流的大小與光照時(shí)間無(wú)關(guān)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；如果入射光的頻率小于金屬的極限頻率，入射光再?gòu)?qiáng)也 不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；遏止電壓 Uc滿足eUc= h v h v,從表達(dá)式可知，遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)，C項(xiàng)正確；只有當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率，才會(huì)有光電子逸出，D項(xiàng)正確。答案 CD2當(dāng)用一束紫外線照射鋅板時(shí)，產(chǎn)生了光電效應(yīng)

17、，這時(shí)A. 鋅板帶負(fù)電B有正離子從鋅板逸岀C.有電子從鋅板逸出D .鋅板會(huì)吸附空氣中的正離子解析 鋅板在紫外線的照射下產(chǎn)生了光電效應(yīng)，說(shuō)明鋅板上有光電子飛岀，所以鋅板帶正電，C正確，A、B、D錯(cuò)誤。答案 C3. 2022江蘇卷，12C1鈣和鉀的截止頻率分別為X1014 Hz和X 1014 Hz，在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應(yīng)， 比擬它們外表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)量一 1 1解析 由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程 h v= W°+ 2mvm，又由Wo= h v,可得光電子的最大初動(dòng)能 空口帛=h v- hv，由

18、于鈣的截止頻率大于鉀的截止頻率，所以鈣逸岀的光電子的最大初動(dòng)能較小，因此它具有較小的能量、 頻率和動(dòng)量，B、C、D錯(cuò)；又由c=入可知光電子頻率較小時(shí)，波長(zhǎng)較大，A對(duì)。答案 A4. 2022上海卷，6在光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，與光的波動(dòng)理論不矛盾的是A .光電效應(yīng)是瞬時(shí)發(fā)生的B 所有金屬都存在極限頻率C 光電流隨著入射光增強(qiáng)而變大D .入射光頻率越大，光電子最大初動(dòng)能越大解析 根據(jù)波動(dòng)理論，認(rèn)為只要光照射的時(shí)間足夠長(zhǎng)、足夠強(qiáng)就能發(fā)生光電效應(yīng)， 且光電子的初動(dòng)能就大，但實(shí)驗(yàn)中金屬外表沒(méi)有溢岀電子的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，發(fā)生是瞬時(shí)的，且入射光頻率越大，光電子最大初動(dòng)

19、能越大，這與光的波動(dòng)理論相矛盾，故A、B、D錯(cuò)誤。波動(dòng)理論認(rèn)為光強(qiáng)度越大，光電流越大；光電效應(yīng)中認(rèn)為光強(qiáng)度越大，光子越多，金屬外表溢岀的光電子越多，即光電流越大，所以該實(shí)驗(yàn)結(jié)果與波動(dòng)理論不矛盾，故C正確。答案 C5. 多項(xiàng)選擇2022海南卷，17在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用同一種單色光，先后照射鋅和銀的外表，都能發(fā)生光電效應(yīng)。對(duì)于這兩個(gè)過(guò)程，以下四個(gè)物理過(guò)程中，一定不同的是A .遏止電壓B.飽和光電流C .光電子的最大初動(dòng)能D .逸出功解析 同一種單色光照射不同的金屬，入射光的頻率和光子能量一定相同，金屬逸岀功不同，根據(jù)光電效 應(yīng)方程Ekm = hv Wo知，最大初動(dòng)能不同，那么遏止電壓不同；同一種單

20、色光照射，入射光的強(qiáng)度相同，所 以飽和光電流相同。應(yīng)選 ACD。答案 ACD6. 2022江西七校聯(lián)考用頻率為v的光照射光電管陰極時(shí)，產(chǎn)生的光電流隨陽(yáng)極與陰極間所加電壓的變化規(guī)律如圖5所示，Uc為遏止電壓。電子電荷量為一 e，普朗克常量為h，求：圖51光電子的最大初動(dòng)能Ekm;該光電管發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率解析1Ekm= eUcV。2由光電效應(yīng)方程有Ekm= h v W其中W= hv 解得V= V晉答案eU c也eT強(qiáng)牝訓(xùn)陳 技能提皚根本技能練1. 如圖1所示，當(dāng)弧光燈發(fā)岀的光經(jīng)一狹縫后，在鋅板上形成明暗相間的條紋，同時(shí)與鋅板相連的驗(yàn)電器 鋁箔有張角，那么該實(shí)驗(yàn)A 只能證明光具有波動(dòng)性B 只能

21、證明光具有粒子性C 只能證明光能夠發(fā)生衍射D 證明光具有波粒二象性解析 弧光燈發(fā)岀的光經(jīng)一狹縫后,在鋅板上形成明暗相間的條紋,這是光的衍射，證明了光具有波動(dòng)性,驗(yàn)電器鋁箔有張角，說(shuō)明鋅板發(fā)生了光電效應(yīng)，那么證明了光具有粒子性，所以該實(shí)驗(yàn)證明了光具有波粒二象性，D正確。答案 D2. 在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用單色光照射某種金屬外表，有光電子逸出，那么光電子的最大初動(dòng)能取決于入射光的A 頻率 B 強(qiáng)度 C.照射時(shí)間 D 光子數(shù)目解析 由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程 Ek= hv Wo可知，Ek只與頻率v有關(guān)，應(yīng)選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)，選項(xiàng)A正確。答案 A3. 多項(xiàng)選擇產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)，關(guān)于逸出光電子的最大初動(dòng)能Ek，以

22、下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A對(duì)于同種金屬，B.對(duì)于同種金屬，Ek與照射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)Ek與照射光的波長(zhǎng)成反比C對(duì)于同種金屬，D.對(duì)于同種金屬，Ek與光照射的時(shí)間成正比Ek與照射光的頻率成線性關(guān)系E.對(duì)于不同種金屬，假設(shè)照射光頻率不變，Ek與金屬的逸岀功成線性關(guān)系解析 根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程 Ek= hv Wo?？傻茫篍k與照射光的強(qiáng)度和照射時(shí)間無(wú)關(guān)，與照射光的頻率成線性關(guān)系，與波長(zhǎng)不成反比，所以A、D正確，B、C錯(cuò)誤；對(duì)于不同種金屬，金屬的逸出功 Wo不同，假設(shè)照射光頻率不變，Ek與Wo成線性關(guān)系，所以E正確。答案 ADE4. 頻率為v的光照射某金屬時(shí)，產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為Ekm。改為頻率為2 v

23、的光照射同一金屬， 所產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為h為普朗克常量A . Ekm h v B . 2Ekm C . Ekm+ h v D . Ekm + 2h v解析 根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程得：Ekm= hv Wo，假設(shè)入射光頻率變?yōu)?2v，那么Ekm' = h 2 v Wo= 2hv(hv Ekm) = h 卄 Ekm，應(yīng)選 C答案 C5. 多項(xiàng)選擇如圖2所示，電路中所有元件完好，但光照射到光電管上，靈敏電流計(jì)中沒(méi)有電流通過(guò)，其原因可能是圖2A .入射光太弱B .入射光波長(zhǎng)太長(zhǎng)C .光照時(shí)間短D.電源正、負(fù)極接反B正確；電路中電源解析 入射光波長(zhǎng)太長(zhǎng)，入射光的頻率低于截止頻率時(shí)，不能發(fā)生

24、光電效應(yīng)，應(yīng)選項(xiàng)D正確。反接，對(duì)光電管加了反向電壓，假設(shè)該電壓超過(guò)了遏止電壓，也沒(méi)有光電流產(chǎn)生，應(yīng)選項(xiàng)答案 BD直線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)6. 多項(xiàng)選擇如圖3所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖線A .該金屬的截止頻率為X 1014HzB .該金屬的截止頻率為X 1014HzC. 該圖線的斜率表示普朗克常量D .該金屬的逸出功為 0.5 eV解析 由光電效應(yīng)方程Ek= hv Wo可知，圖中橫軸的截距為該金屬的截止頻率，選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤；圖線的斜率表示普朗克常量 h，C正確；該金屬的逸出功 Wo = h vo= X 1034XX 1014j= 1.77

25、 eV或Wo= h Ek =X io 34xx 1O14J o.5 eV= 1.78 eV，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤。答案 AC7. 多項(xiàng)選擇下表列出了幾種不同物體在某種速度下的德布羅意波的波長(zhǎng)和頻率為1 MHz的無(wú)線電波的波長(zhǎng)，由表中數(shù)據(jù)可知質(zhì)量/kg速度/(m s i)波長(zhǎng)/m彈子球2 X 10 2X 1O2X 1O 30電子(ioo eV)X io31X io6X io iO無(wú)線電波1 MHzX io8X io2A要檢測(cè)彈子球的波動(dòng)性幾乎不可能B無(wú)線電波通常情況下表現(xiàn)岀波動(dòng)性C .電子照射到金屬晶體大小約為1O iom上能觀察到波動(dòng)性D .只有可見(jiàn)光才有波動(dòng)性解析 彈子球的波長(zhǎng)相對(duì)太小，所以檢測(cè)其

26、波動(dòng)性幾乎不可能，A正確；無(wú)線電波波長(zhǎng)較長(zhǎng)，所以通常表現(xiàn)為波動(dòng)性，B正確；電子波長(zhǎng)與金屬晶體尺度差不多，所以能利用金屬晶體觀察電子的波動(dòng)性，C正確;由物質(zhì)波理論知，D錯(cuò)誤 答案 ABC&在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某金屬截止頻率相應(yīng)的波長(zhǎng)為 /O，該金屬的逸出功為 。假設(shè)用波長(zhǎng)為b的單色光做該實(shí)驗(yàn)，那么其遏止電壓為 。電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為e、c和h。解析 由波長(zhǎng)、頻率、波速的關(guān)系知，該金屬的極限頻率為v = CO,故該金屬的逸出功為 hv =寸。設(shè)遏止he he rhe 巾入電壓為 Ue, _那么eUe=二一幣，解得 Ue= 飛示。答案hehe 力一l、- he 入一力

27、e itt與為 e lor也可9如圖4所示電路可研究光電效應(yīng)的規(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(guò)光電管的電流，理想電壓表用來(lái)指示光電管兩端的電壓?，F(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)，假設(shè)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， 讀岀此時(shí)電壓表的示數(shù)為 6.0 V;現(xiàn)保持滑片P位置不變,光電管陰極材料的逸出功為 為零。，假設(shè)增大入射光的強(qiáng)度，電流計(jì)的讀數(shù)填“為零或“不圖4解析 根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程得:Ek= h v- W，Ek= Ue= 6 eV，解得逸

28、出功W= 10.5 eV- 6 eV = 4.5 eV，假設(shè)增大入射光的強(qiáng)度，電流計(jì)的讀數(shù)仍為零。答案 4.5 eV 為零能力提高練方法是讓電子通過(guò)電場(chǎng)加速10.多項(xiàng)選擇利用金屬晶格大小約10- 10m作為障礙物觀察電子的衍射圖樣,后，讓電子束照射到金屬晶格上， 從而得到電子的衍射圖樣。 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，那么以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是 A 該實(shí)驗(yàn)說(shuō)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 假設(shè)用相同動(dòng)能的質(zhì)子替代電子，衍射現(xiàn)象將更加明顯解析能得到電子的衍射圖樣，說(shuō)明電子具有波動(dòng)性，A正

29、確；由德布羅意波的波長(zhǎng)公式0= h及動(dòng)量pP.2mEk= 2meU，可得 0=, B 正確；由,2meU= 2meU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)誤答案 AB5甲所示。普朗克常量h11 小明用金屬銣為陰極的光電管，觀測(cè)光電效應(yīng)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖=x 10- 34J So圖5圖甲中電極A為光電管的 (填“陰極或邙日極);實(shí)驗(yàn)中測(cè)得銣的遏止電壓 Uc與入射光頻率v之間的關(guān)系如圖乙所示，那么銣的截止頻率 v =Hz ,逸出功Wo=J;(3) 如果實(shí)驗(yàn)中入射光的頻率v=X 1014Hz，那么

30、產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek =Jo解析(1)由光電管的結(jié)構(gòu)知，A為陽(yáng)極。Uc v圖象中橫軸的截距表示截止頻率v,逸出功 Wo= h vco(3)由愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)方程Ek= h v Wo,可求結(jié)果。答案 陽(yáng)極 5.18)X 1014 3.43)X 1019 1.25)X 10 1912.用不同頻率的光照射某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，測(cè)量金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率 得到Uc-v圖象如圖6所示，根據(jù)圖象求岀該金屬的截止頻率v=Hz，普朗克常量h =Jso (電子電荷量 e=x 1019c)解析 由題圖線可知 v= x 1014Hz，又eUc = hv WO，所以Uc = h v- Wo結(jié)合圖線可得

31、e eh14k= e= ,x 1014)V/Hz，h=錯(cuò)誤！ J s= x IO34J s。答案 X IO14 X io3413. (1)研究光電效應(yīng)的電路如圖 7所示。用頻率相同、強(qiáng)度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板 (陰極K)， 鈉極板發(fā)射出的光電子被陽(yáng)極 A吸收，在電路中形成光電流。以下光電流I與A、K之間的電壓Uak的關(guān)系圖象中，正確的選項(xiàng)是()圖7鈉金屬中的電子吸收光子的能量，從金屬外表逸岀，這就是光電子，光電子從金屬外表逸岀的過(guò)程中, 其動(dòng)量的大小(選填“增大、“減小或“不變 )，原因是(3)氫原子處在第一、第二激發(fā)態(tài)的能級(jí)分別為3.4 eV和1.51 eV，金屬鈉的截止頻率為X

32、 1014Hz，普朗克常量h=x 10 3J s,請(qǐng)通過(guò)計(jì)算判斷，氫原子從第二激發(fā)態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)過(guò)程中發(fā)岀的光照射 金屬鈉板，能否發(fā)生光電效應(yīng)。1解析(1)設(shè)遏止電壓為 Uka '，由光電效應(yīng)規(guī)律知 eUKA ' = -mv2= h v Wo，因都是頻率相同的光照射鈉 極板，即 v Wo均相同，故強(qiáng)光和弱光的遏止電壓相同；當(dāng)Uak = 0時(shí)，強(qiáng)光的光電流應(yīng)大于弱光的光電流。所以C對(duì)。因?yàn)殡娮訌慕饘偻獗硪輰绲倪^(guò)程中受到金屬外表層中力的阻礙作用，所以其動(dòng)量會(huì)減小。(3)氫原子放出的光子能量E= E3 E2,代入數(shù)據(jù)得E= 1.89 eV。金屬鈉的逸出功 Wo= h v，代入數(shù)據(jù)

33、得 W0= 2.3 eV。因?yàn)镋<W0，所以不能發(fā)生光電效應(yīng)。答案(1)C 減小 光電子受到金屬外表層中力的阻礙作用(或需要克服逸出功)(3)見(jiàn)解析第3課時(shí)原子結(jié)構(gòu)原子核知識(shí)梳理知識(shí)點(diǎn)一、氫原子光譜、氫原子的能級(jí)、能級(jí)公式1. 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a粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)a粒子穿過(guò)金箔后根本上仍沿原來(lái)方向前進(jìn)，但有少數(shù)a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(shuō)它們幾乎被“撞了回來(lái)。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

34、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)。2. 光譜(1) 光譜用光柵或棱鏡可以把光按波長(zhǎng)展開(kāi)，獲得光的波長(zhǎng) _瀕率)和強(qiáng)度分布的記錄，即光譜。(2) 光譜分類有些光譜是一條條的亮線樣的光譜叫做線狀譜。有的光譜是連在一起的光帶樣的光譜叫做連續(xù)譜。(3) 氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律巴耳末線系是氫原子光譜在可見(jiàn)光區(qū)的譜線，其波長(zhǎng)公式 $ R(£活)，5 = 3,4,5,)，R是里德伯常量,R=x 107 m1，n為量子數(shù)。3. 玻爾理論(1) 定態(tài)：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中,在這些能量狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的,電子雖然繞核運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量。(2)

35、 躍遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩個(gè)定態(tài) 的能量差決定，即hv= Em En。(h是普朗克常量，h = x 1034 Js)(3) 軌道：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)。原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電 子的可能軌道也是不連續(xù)的。4. 氫原子的能級(jí)、能級(jí)公式(1) 氫原子的能級(jí)能級(jí)圖如圖1所示(2) 氫原子的能級(jí)和軌道半徑1 氫原子的能級(jí)公式：En= nE1 (n = 1,2,3,)，其中E1為基態(tài)能量，其數(shù)值為 E1 = 13.6 eV。 氫原子的半徑公式：rn= n£(n= 1,2,3,)，其中n為基態(tài)半徑，

36、又稱玻爾半徑，其數(shù)值為n = x 1010 m。 知識(shí)點(diǎn)二、原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期、放射性同位素1. 原子核的組成：原子核是由質(zhì)子和中子組成的，原子核的電荷數(shù)等于核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)2. 天然放射現(xiàn)象(1) 天然放射現(xiàn)象元素自發(fā)地放岀射線的現(xiàn)象，首先由貝克勒爾發(fā)現(xiàn)。天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。(2) 放射性和放射性元素物質(zhì)發(fā)射某種看不見(jiàn)的射線的性質(zhì)叫放射性。具有放射性的元素叫放射性元素。(3) 三種射線：放射性元素放射岀的射線共有三種，分別是a射線、B射線、丫射線。(4) 放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù) 放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素兩類，放射性同位

37、素的化學(xué)性質(zhì)相同。 應(yīng)用：消除靜電、工業(yè)探傷、作示蹤原子等。 防護(hù)：防止放射性對(duì)人體組織的傷害。3. 原子核的衰變(1) 衰變：原子核放岀 a粒子或B粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變。(2) 分類a衰變：AX A-2Y + 2HeB衰變：AX ziY +e(3) 半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間。半衰期由原子核內(nèi)部的因素決定，跟原子所 處的物理、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)。知識(shí)點(diǎn)三、核力、結(jié)合能、質(zhì)量虧損1. 核力(1) 定義：原子核內(nèi)部，核子間所特有的相互作用力。(2) 特點(diǎn)： 核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)； 核力是短程力，作用范圍在x1015m之內(nèi)； 每個(gè)核子只跟它的相鄰核子

38、間才有核力作用。2. 結(jié)合能核子結(jié)合為原子核時(shí)釋放塹總量或原子核分解為核子時(shí)吸收白墮量，叫做原子核的結(jié)合能，亦稱核能。3. 比結(jié)合能(1) 定義：原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱做比結(jié)合能，也叫平均結(jié)合能。(2) 特點(diǎn)：不同原子核的比結(jié)合能不同，原子核的比結(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。_4. 質(zhì)能方程、質(zhì)量虧損愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程 e=應(yīng)，原子核的質(zhì)量必然比組成它的核子的質(zhì)量和要小如，這就是質(zhì)量虧損。由質(zhì)量虧損可求出釋放的核能注。知識(shí)點(diǎn)四、裂變反響和聚變反響、裂變反響堆核反響方程1. 重核裂變(1) 定義：質(zhì)量數(shù)較大的原子核受到高能粒子的轟擊而分裂成幾個(gè)質(zhì)量數(shù)較小的原子核的

39、過(guò)程。(2) 典型的裂變反響方程：+ On39Kr + 144Ba + 30n。(3) 鏈?zhǔn)椒错懀河芍睾肆炎儺a(chǎn)生的中子使裂變反響一代接一代繼續(xù)下去的過(guò)程。(4) 臨界體積和臨界質(zhì)量：裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒错懙淖钚◇w積及其相應(yīng)的質(zhì)量。(5) 裂變的應(yīng)用：原子彈、核反響堆。(6) 反響堆構(gòu)造：核燃料、減速劑、鎘棒、防護(hù)層。2. 輕核聚變(1) 定義：兩輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的反響過(guò)程。輕核聚變反響必須在高溫下進(jìn)行，因此又叫熱核反響。(2) 典型的聚變反響方程：1H + 和2He + in + 17.6 MeV思維深化判斷正誤，正確的畫(huà) “V ，錯(cuò)誤的畫(huà)“x 。(1) 粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了原子的正電荷

40、和絕大局部質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上。()(2) 氫原子由能量為En的定態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí)，氫原子輻射的光子能量為hv=En。()(3) 氡的半衰期為天，假設(shè)取 4個(gè)氡原子核，經(jīng)天后就剩下一個(gè)原子核了。()(4) 核反響遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，同時(shí)遵循電荷數(shù)守恒。()(5) 愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程反映了物體的質(zhì)量就是能量，它們之間可以相互轉(zhuǎn)化。()答案 V (2) x (3)x V (5) X題組自測(cè)題組一原子的核式結(jié)構(gòu)模型1. (多項(xiàng)選擇)關(guān)于原子結(jié)構(gòu)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 ()A玻爾原子模型能很好地解釋氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律B盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型可以很好地解釋原子的穩(wěn)定性C盧瑟福的a粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)

41、明原子內(nèi)部存在帶負(fù)電的電子D盧瑟福的a粒子散射實(shí)驗(yàn)否認(rèn)了湯姆孫關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的“西瓜模型解析玻爾提岀的原子模型能很好地解釋氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律；盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型不能解釋原子的穩(wěn)定性；盧瑟福的a粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明原子具有核式結(jié)構(gòu)，否認(rèn)了湯姆孫關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的“西瓜模型，故A、D正確，B、C錯(cuò)誤。答案 AD2. 在盧瑟福a粒子散射實(shí)驗(yàn)中，金箔中的原子核可以看作靜止不動(dòng)，以下各圖畫(huà)岀的是其中兩個(gè) a粒子經(jīng)歷金箔散射過(guò)程的徑跡，其中正確的選項(xiàng)是()解析 金箔中的原子核與 a粒子都帶正電，a粒子接近原子核過(guò)程中受到斥力而不是引力作用，A、D錯(cuò)誤;B錯(cuò)、由原子核對(duì)a粒子的斥力作用及物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件，知曲線

42、軌跡的凹側(cè)應(yīng)指向受力一方，選項(xiàng)答案 C 題組二氫原子能級(jí)及能級(jí)躍遷3. 圖2所示為氫原子的四個(gè)能級(jí)， 其中E1為基態(tài)，假設(shè)氫原子A處于激發(fā)態(tài)E2,氫原子B處于激發(fā)態(tài)E3, 那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是圖2A 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 原子A從激發(fā)態(tài)E2躍遷到Ei,只輻射一種頻率的光子， A錯(cuò)。原子B從激發(fā)態(tài)E3躍遷到基態(tài)Ei可能輻射三種頻率的光子， B對(duì)。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

43、到E4, C錯(cuò)。A原子發(fā)出的光子能量 AE = E2- Ei大于E4- E3,故原子B 不可能躍遷到能級(jí)E4, D錯(cuò)。答案 B4根據(jù)玻爾原子結(jié)構(gòu)理論，氦離子He+的能級(jí)圖如圖3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。0b- -1.5152.1843.403 213.6L-54.4圖3解析 根據(jù)玻爾原子理論，量子數(shù) n越小，軌道越靠近原子核，所以n = 3比n = 5的軌道離原子核近，大量處于n = 4激發(fā)態(tài)的原子躍遷一共有6種情形，即產(chǎn)生6條譜線。答案近6題組三原子核的衰變及核反響方程5.

44、多項(xiàng)選擇在以下4個(gè)核反響方程中，X表示a粒子的是A. 3010S i + X B.Ut 290Th + XC. ?3aI + X 42Mg +1H D.27AI + X t 30p + 0n解析 根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，四個(gè)選項(xiàng)中的X分別代表：0e 2He、1n、2He，選項(xiàng)B、D正答案 BD6.235U經(jīng)過(guò)m次a衰變和n次B衰變，變成207Pb,那么A . m= 7, n = 3 B . m= 7, n = 4C. m= 14, n= 9 D. m= 14, n= 18解析 衰變過(guò)程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒。寫(xiě)出核反響方程：235U207Pb + mHe + n°e根據(jù)質(zhì)

45、量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒列出方程235 = 207 + 4m,92 = 82 + 2m n解得m= 7, n= 4，應(yīng)選項(xiàng)B正確，選項(xiàng) A、C、D錯(cuò)誤。答案 B7恒星向外輻射的能量來(lái)自于其內(nèi)部發(fā)生的各種熱核反響，當(dāng)溫度到達(dá)108 K時(shí)，可以發(fā)生“氦燃燒。 完成"氦燃燒的核反響方程：解析由質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒 He + 4He 8Be+ 丫t1在t= x 1016s時(shí)間內(nèi)，原子核衰變的次數(shù) n = T = 3故m= ©m。1答案 2He或a1或12.5% 題組四質(zhì)量虧損及核能的計(jì)算 多項(xiàng)選擇2022新課標(biāo)全國(guó)卷351關(guān)于原子核的結(jié)合能，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A原子核的結(jié)合能等于使其完

46、全分解成自由核子所需的最小能量B 一重原子核衰變成 a粒子和另一原子核，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來(lái)重核的結(jié)合能C .銫原子核Cs的結(jié)合能小于鉛原子核Pb的結(jié)合能D. 比結(jié)合能越大，原子核越不穩(wěn)定E. 自由核子組成原子核時(shí)，其質(zhì)量虧損所對(duì)應(yīng)的能量大于該原子核的結(jié)合能解析 由原子核的結(jié)合能定義可知，原子核分解成自由核子時(shí)所需的最小能量為原子核的結(jié)合能，選項(xiàng)A正確；重原子核的核子平均質(zhì)量大于輕原子核的平均質(zhì)量，因此原子核衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于衰 變前的結(jié)合能，選項(xiàng) B正確；銫原子核的核子數(shù)少，因此其結(jié)合能小，選項(xiàng)C正確；比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；自由核子組成原子核時(shí)，其質(zhì)量

47、虧損所對(duì)應(yīng)的能量等于該原子核的結(jié)合能，選項(xiàng) E錯(cuò)誤。答案 ABC9當(dāng)前，發(fā)電站溫室氣體排放問(wèn)題引起了越來(lái)越多的關(guān)注，相比煤炭等傳統(tǒng)能源，核電能夠大幅降低二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和粉塵等物質(zhì)的排放，已成為世界快速開(kāi)展的電力工業(yè)。經(jīng)廣闊科技工作者的不懈努力，我國(guó)的核電技術(shù)已進(jìn)入世界的先進(jìn)行列，世界各地現(xiàn)在正在興建的核電反響堆到達(dá)57座，我國(guó)以20座名列第一。核電站的最核心局部是核反響堆，核反響堆中的燃料235U產(chǎn)生裂變，在短時(shí)間內(nèi)釋放出He + 4Be+y 4Be是一種不穩(wěn)定的粒子，其半衰期為x1016s。一定質(zhì)量的8Be，經(jīng)X 10 16s后所剩4Be占開(kāi)始時(shí)的。大量的核能可供人類利用。核反

48、響堆中的鎘棒起 作用，核反響方程應(yīng)為235u +-96心+161Ba+ 3缶。假設(shè)其質(zhì)量分別為 mu = 390.313 9X 1027 kg , mn= 1.674 9X 1027 kg , mBa= 234.001 6X 1027 kg ,mKr = 152.604 7X 1027 kg,核反響中釋放的能量為AE =J。解析 控制中子數(shù)可以控制反響速度；如=mu+ mn mBa mKr 3mn= 0.357 8X 10-27 kg, AE = mcf2 = X 10-11 Jo答案 吸收中子控制核反響速度0n X 10STEP考點(diǎn)突破檢心考點(diǎn)點(diǎn)直突礪考點(diǎn)一氫原子能級(jí)及能級(jí)躍遷1. 定態(tài)間的

49、躍遷滿足能級(jí)差躍遷1從低能級(jí)n小-高能級(jí)n大吸收能量。h v= En 大一En 小躍遷2從高能級(jí)n大-低能級(jí)n小一放出能量。h v= En 大一En 小2. 電離電離態(tài)與電離能電離態(tài)：n = s, E= 0基態(tài)電離態(tài)：E吸=0 13.6 eV = 13.6 eV電離能。n= 2電離態(tài)：E 吸 = 0 E2= 3.4 eV如吸收能量足夠大，克服電離能后，獲得自由的電子還攜帶動(dòng)能【例1】多項(xiàng)選擇2022 山東卷，39氫原子能級(jí)如圖4,當(dāng)氫原子從n = 3躍遷到n = 2的能級(jí)時(shí)，輻射 光的波長(zhǎng)為656 nm。以下判斷正確的選項(xiàng)是n£7cV30*43L512-3.40I圖4A 氫原子從n

50、= 2躍遷到n= 1的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)大于656 nmB .用波長(zhǎng)為325 nm的光照射，可使氫原子從 n = 1躍遷到n = 2的能級(jí)C 一群處于n = 3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生3種譜線D .用波長(zhǎng)為633 nm的光照射，不能使氫原子從n = 2躍遷到n= 3的能級(jí)解析 由玻爾的能級(jí)躍遷公式 Em En= hv= h予得E3 E2= h, E2 E1 = h爲(wèi)，又入1= 656 nm，結(jié)合能級(jí)圖 上的能級(jí)值解得22= 122 nm<656 nm，故A、B均錯(cuò)，D對(duì)；根據(jù)C3= 3可知，一群處于n = 3能級(jí)氫原子向低級(jí)躍遷，輻射的光子頻率最多 3種，故C對(duì)答案 CD|

51、反思總第|解答氫原子能級(jí)圖與原子躍遷問(wèn)題應(yīng)注意：能級(jí)之間發(fā)生躍遷時(shí)放出(吸收)光子的頻率由hv= Em En求得。假設(shè)求波長(zhǎng)可由公式 C=入求得。(2) 個(gè)氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為(n 1)。(3) 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。n n 1 用數(shù)學(xué)中的組合知識(shí)求解：N = C2= 2。 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(huà)出，然后相加?！咀兪接?xùn)練】1 如圖5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。在以下該原解析 根據(jù)玻爾的原子躍遷公式 h Em En可知，兩個(gè)能級(jí)間的能量差值越大，輻射光的波長(zhǎng)越短，從圖中可看岀，

52、能量差值最大的是E3 Ei,輻射光的波長(zhǎng)a最短，能量差值最小的是E3 E2,輻射光的波長(zhǎng)b最長(zhǎng)，所以譜線從左向右的波長(zhǎng)依次增大的是a、c、b，C正確。答案 C考點(diǎn)二原子核的衰變及半衰期1 衰變規(guī)律及實(shí)質(zhì)(1) 衰變和B衰變的比擬衰變類型a衰變B衰變衰變方程MX -M2Y + 2HeMX Ml 1Y + 0停衰變實(shí)質(zhì)2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)整體射出中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子21H+ 2亦2Hein店+ °代衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒2 Y寸線：丫射線經(jīng)常是伴隨著 a衰變或B衰變同時(shí)產(chǎn)生的。2. 半衰期半衰期的計(jì)算：根據(jù)半衰期的概念，可總結(jié)岀公式。N 余 = N 原(1)t/T m 余

53、= m 原(2)"T 式中 N 原m原表示衰變前的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量,N余、m余表示衰變后尚未發(fā)生衰變的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，t表示衰變時(shí)間，T表示半衰期。3. 衰變次數(shù)確實(shí)定方法因?yàn)锽衰變對(duì)質(zhì)量數(shù)無(wú)影響，可先由質(zhì)量數(shù)的改變確定a衰變的次數(shù)，然后再根據(jù)衰變規(guī)律確定B衰變的次數(shù)?！纠?】多項(xiàng)選擇2022新課標(biāo)全國(guó)卷I,35關(guān)于天然放射性，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A 所有元素都可能發(fā)生衰變B 放射性元素的半衰期與外界的溫度無(wú)關(guān)C 放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性D . a、B和y三種射線中，y射線的穿透能力最強(qiáng)E. 個(gè)原子核在一次衰變中可同時(shí)放出a B和丫三種射線解析 只有原子序號(hào)超過(guò) 83的元素才能發(fā)生衰變，選項(xiàng) A錯(cuò)；半衰期由原子核內(nèi)部的結(jié)構(gòu)決定，與外界溫度無(wú)關(guān)，選項(xiàng)B對(duì)；放射性來(lái)自于原子核內(nèi)部，與其形成的化合