高考物理一轮总复习 专题十三 动量、波粒二象性和近代物理初步 新人教版
高考物理一轮复习专题讲义：波粒二象性
高考物理一轮复习《波粒二象性》专题讲义[考点梳理]【考点一】黑体辐射和能量子1.热辐射①定义：我们周围的一切物体都在辐射，这种辐射与物体的有关，所以叫辐射。
②特点：当温度升高时，热辐射中较短波长的成分越来越；例如一个铁块不断加热，铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色，直至称为黄白色，说明铁块辐射电磁波的波长发生变化。
2.黑体和黑体辐射（1）黑体：一般物体在辐射电磁波的同时还会和外来的电磁波，如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而，这种物体就是绝对黑体，简称。
（2）黑体辐射的特点：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的有关。
注：一般物体的热辐射情况既与温度有关，又与材料种类及其表面状况有关，而黑体的热辐射只与温度有关。
3.黑体辐射的实验规律如右图为黑体辐射的实验规律图：①任何温度下黑体都会同时辐射各种波长的；②随着温度的升高，黑体辐射不同波长的电磁波的强度都有所；③随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长的方向移动。
4.维恩和瑞利的理论解释①建立理论的基础：依据学和学的知识寻求黑体辐射的理论解释。
②维恩公式：在波区与实验非常接近，在波区则与实验偏离很大。
③瑞利公式：在波区与实验基本一致，但在波区与实验严重不符，由理论得出的荒谬结果被称为“紫外灾难”。
5.能量子①定义：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的，例如，可能是ε或2ε、3ε当带电微粒辐射和吸收能量时，也是以这个最小能量值为单位一份一份和的，这个不可再分的能量值ε叫做。
②公式：ε=hν，其中ν是电磁波的频率，h是一个常量，称为普朗克常量，其值为h=6.63×10-34 J·s。
③能量量子化：微观世界中的能量不能变化，只能取分立值，这种现象叫做能量的量子化。
④能量子假说的意义：解决了“紫外灾难”的问题，破除了“能量连续变化”的传统观念；普朗克常量作为最基本的常量之一，体现了微观世界的基本特征，架起了电磁波波动性和粒子性的桥梁。
人教版高考物理一轮复习第13章 近代物理 第1节 波粒二象性44
第1节波粒二象性【基础梳理】提示：电子光电子大于增大hνhν－W0干涉波动性光电效应粒子性波动粒子【自我诊断】判一判(1)只要光照射的时间足够长,任何金属都能发生光电效应．( )(2)光电子就是光子．( )(3)极限频率越大的金属材料逸出功越大．( )(4)从金属表面出来的光电子的最大初动能越大,这种金属的逸出功越小．( )(5)入射光的频率越大,逸出功越大．( )提示：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×做一做在光电效应实验中,用频率为ν的光照射光电管阴极,发生了光电效应,下列说法正确的是( ) A．增大入射光的强度,光电流增大B．减小入射光的强度,光电效应现象消失C．改用频率小于ν的光照射,一定不发生光电效应D．改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大提示：选AD.增大入射光强度,单位时间内照射到单位面积的光电子数增加,则光电流将增大,故选项A正确；光电效应是否发生取决于照射光的频率,而与照射强度无关,故选项B错误；用频率为ν的光照射光电管阴极,发生光电效应,用频率较小的光照射时,若光的频率仍大于极限频率,则仍会发生光电效应,选项C错误；根据hν－W逸＝12mv2可知,增加照射光频率,光电子的最大初动能增大,故选项D正确．对光电效应现象的理解【典题例析】(2020·杭州质检)现用一光电管进行光电效应实验,当用某一频率的光入射时,有光电流产生．下列说法正确的是( )A．保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,饱和光电流变大B．入射光的频率变高,饱和光电流变大C．入射光的频率变高,光电子的最大初动能变大D．保持入射光的光强不变,不断减小入射光的频率,始终有光电流产生[解析] 根据光电效应规律,保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,则饱和光电流变大,选项A正确．由爱因斯坦光电效应方程知,入射光的频率变高,产生的光电子最大初动能变大,而饱和光电流与入射光的频率和光强都有关,选项B错误,C正确．保持入射光的光强不变,不断减小入射光的频率,当入射光的频率小于极限频率时,就不能发生光电效应,没有光电流产生,选项D错误．[答案] AC1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年,这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文,其中关于光量子的理论成功的解释了光电效应现象．关于光电效应,下列说法正确的是 ( ) A．当入射光的频率低于极限频率时,不能发生光电效应B．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C．光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D．某单色光照射一金属时不发生光电效应,改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应解析：选AD.根据光电效应现象的实验规律,只有入射光频率大于极限频率才能发生光电效应,A、D正确．根据光电效应方程,最大初动能与入射光频率为线性关系,但非正比关系,B错误；根据光电效应现象的实验规律,光电子的最大初动能与入射光强度无关,C错误．对光电效应规律的解释对应规律对规律的产生的解释存在极限频率ν0电子从金属表面逸出,首先必须克服金属原子核的引力做功W0,要使入射光子的能量不小于W0,对应的频率ν0＝W0h,即极限频率光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而增大,与入射光强度无关电子吸收光子能量后,一部分克服阻碍作用做功,剩余部分转化为光电子的初动能,只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能,对于确定的金属,W0是一定的,故光电子的最大初动能只随入射光的频率增大而增大效应具有瞬时性光照射金属时,电子吸收一个光子的能量后,动能立即增大,不需要积累能量的过程光较强时饱和电流大光较强时,包含的光子数较多,照射金属时产生的光电子较多,因而饱和电流较大光电效应方程【知识提炼】1．爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0hν：光电子的能量．W0：逸出功,即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功．E k：光电子的最大初动能．2．图象分析图象名称图线形状由图线直接(间接) 得到的物理量最大初动能E k与入射光频率ν的关系图线(1)极限频率：ν0(2)逸出功：W0＝|－E|＝E(3)普朗克常量：图线的斜率k＝h遏止电压U c与入射光频率ν的关系图线(1)截止(极限)频率：ν0(2)遏止电压U c：随入射光频率的增大而增大(3)普朗克常量：h＝ke(k为斜率,e为电子电量)频率相同、光强不同时,光电流与电压的关系(1)遏止电压：U c(2)饱和光电流：I m(电流的最大值)(3)最大初动能：E km＝eU c频率不同、光强相同时,光电流与电压的关系(1)遏止电压：U c1、U c2(2)饱和光电流：电流最大值(3)最大初动能：E k1＝eU c1,E k2＝eU c2【典题例析】以往我们认识的光电效应是单光子光电效应,即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识,用强激光照射金属,由于其光子密度极大,一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能,从而形成多光子光电效应,这已被实验证实．光电效应实验装置示意图如图所示．用频率为ν的普通光源照射阴极K,没有发生光电效应,换用同样频率为ν的强激光照射阴极K,则发生了光电效应；此时,若加上反向电压U,即将阴极K 接电源正极,阳极A 接电源负极,在KA 之间就形成了使光电子减速的电场．逐渐增大U,光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时,所加反向电压U 可能是下列的(其中W 为逸出功,h 为普朗克常量,e 为电子电量)( )A ．U ＝h νe －WeB ．U ＝2h νe －W eC ．U ＝2hν－WD ．U ＝5h ν2e －We[审题指导] 光电效应产生的条件是光子的频率大于金属的极限频率,遏止电压是光电流恰好为零时的反向电压,利用动能定理和光电效应方程联立求解即可．[解析] 以从阴极K 逸出的且具有最大初动能的光电子为研究对象,由动能定理得：－Ue ＝0－12mv 2m①由光电效应方程得： nh ν＝12mv 2m ＋W(n ＝2,3,4,…)② 由①②式解得：U ＝nh νe －We (n ＝2,3,4,…),故选项B 正确．[答案] B【题组过关】考向1 E k －ν图象的理解与应用1.(2020·嘉兴检测)在做光电效应的实验时,某金属被光照射时发生了光电效应,实验测得光电子的最大初动能E k 与入射光的频率ν的关系如图所示(图线上各点对应的坐标已知,只是未标出),由实验图线可求出( )A ．该金属的极限频率B ．普朗克常量C ．该金属的逸出功D ．单位时间内逸出的光电子数解析：选ABC.依据光电效应方程E k ＝hν－W 0可知,当E k ＝0时,ν＝νc ,即图线的横截距在数值上等于该金属的极限频率．图线的斜率k ＝h,即图线的斜率在数值上等于普朗克常量．ν＝0时,E k ＝－W 0,即图线的纵截距的绝对值等于该金属的逸出功,故A 、B 、C 正确．考向2 对I －U 图象的理解2．在光电效应实验中,某同学用同一光电管在不同实验条件下得到三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光),如图所示．则可判断出( )A ．甲光的频率大于乙光的频率B ．乙光的波长大于丙光的波长C ．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D ．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能解析：选B.由图象知,甲、乙光对应的遏止电压相等,由eU c ＝E k 和hν＝W 0＋E k 得甲、乙光频率相等,A 错误；丙光的频率大于乙光的频率,则丙光的波长小于乙光的波长,B 正确；由hνc ＝W 0得甲、乙、丙光对应的截止频率相同,C 错误；由光电效应方程知,甲光对应的光电子最大初动能小于丙光对应的光电子最大初动能,D 错误．考向3 U c －ν图象与光电效应方程的应用3．在某次光电效应实验中,得到的遏止电压U c 与入射光的频率ν的关系如图所示．若该直线的斜率和截距分别为k 和b,电子电荷量的绝对值为e,则普朗克常量可表示为________,所用材料的逸出功可表示为________．解析：根据光电效应方程E km ＝hν－W 0及E km ＝eU c 得U c ＝h νe －W 0e ,故h e ＝k,b ＝－W 0e ,得h ＝ek,W 0＝－eb.答案：ek －eb1．应用光电效应方程时的注意事项(1)每种金属都有一个截止频率,光频率大于这个截止频率才能发生光电效应．(2)截止频率是发生光电效应的最小频率,对应着光的极限波长和金属的逸出功,即hν0＝h cλ0＝W 0.(3)应用光电效应方程E k ＝hν－W 0时,注意能量单位电子伏和焦耳的换算(1 eV ＝1.6×10－19J)．(4)作为能量守恒的一种表达式可以定性理解方程hν＝W 0＋12mv 2的意义：即入射光子的能量一部分相当于转换在金属的逸出功上,剩余部分转化为光电子的动能．对某种金属来说W 0为定值,因而光子频率ν决定了能否发生光电效应及光电子的初动能大小．每个光子的一份能量hν与一个光电子的动能12mv 2对应．2．光电效应中有关图象问题的解题方法 (1)明确图象中纵坐标和横坐标所表示的物理量．(2)明确图象所表示的物理意义及所对应的函数关系,同时还要知道截距、交点等特殊点的意义．例如： ①E km －ν图象,表示了光电子的最大初动能E km 随入射光频率ν的变化曲线,图甲中横轴上的截距是阴极金属的极限频率,纵轴上的截距表示了阴极金属的逸出功负值,直线的斜率为普朗克常量,图象的函数式：E k ＝hν－W 0.②光电效应中的I －U 图象,是光电流强度I 随两极板间电压U 的变化曲线,图乙中的I m 是饱和光电流,U c 为遏止电压．光的波粒二象性 物质波 【知识提炼】光既具有波动性,又具有粒子性,两者不是孤立的,而是有机的统一体,其表现规律为：1．从数量上看：个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性． 2．从频率上看：频率越低波动性越显著,越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著,越不容易看到光的干涉和衍射现象,贯穿本领越强．3．从传播与作用上看：光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时往往表现为粒子性． 4．波动性与粒子性的统一：由光子的能量E ＝hν,光子的动量p ＝hλ表达式也可以看出,光的波动性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——频率ν和波长λ.5．理解光的波粒二象性时不可把光当成宏观概念中的波,也不可把光当成宏观概念中的粒子．【典题例析】(2020·杭州质检)实物粒子和光都具有波粒二象性．下列事实中突出体现波动性的是( ) A ．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样 B ．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹 C ．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D ．光电效应实验中,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与入射光的强度无关[解析] 电子束具有波动性,通过双缝实验装置后可以形成干涉图样,选项A 正确．β射线在云室中高速运动时,径迹又细又直,表现出粒子性,选项B 错误．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构,体现出波动性,选项C 正确．光电效应实验,体现的是波的粒子性,选项D 错误．[答案] AC【题组过关】考向1 对光的波粒二象性的理解1．物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中,在光屏处放上照相底片,若减弱光的强度,使光子只能一个一个地通过狭缝．实验结果表明,如果曝光时间不太长,底片上只能出现一些不规则的点；如果曝光时间足够长,底片上就会出现规则的干涉条纹．对这个实验结果下列认识正确的是( )A ．曝光时间不长时,光的能量太小,底片上的条纹看不清楚,故出现不规则的点B ．单个光子的运动没有确定的轨道C ．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D ．只有大量光子的行为才表现出波动性解析：选BCD.单个光子通过双缝后的落点无法预测,大量光子的落点出现一定的规律性,落在某些区域的可能性较大,这些区域正是波通过双缝后发生干涉时振幅加强的区域．光具有波粒二象性,少数光子的行为表现为粒子性,大量光子的行为表现为波动性．所以正确选项为BCD.考向2 对物质波的考查2．德布罗意认为,任何一个运动着的物体,都有一种波与它对应,波长是λ＝h p ,式中p 是运动物体的动量,h 是普朗克常量．已知某种紫光的波长是440 nm,若将电子加速,使它的德布罗意波长是这种紫光波长的1×10－4倍．求：(1)电子的动量大小．(2)试推导加速电压跟德布罗意波长的关系,并计算加速电压的大小．(电子质量m ＝9.1×10－31kg,电子电荷量e ＝1.6×10－19C,普朗克常量h ＝6.6×10－34J ·s,加速电压的计算结果取一位有效数字)解析：(1)由λ＝hp得p ＝h λ＝ 6.6×10－341×10－4×440×10－9 kg ·m/s＝1.5×10－23kg ·m/s.(2)eU ＝E k ＝p 22m ,又λ＝hp联立解得U ＝h22em λ2,代入数据解得U ＝8×102V. 答案：(1)1.5×10－23kg ·m/s(2)U ＝h 22em λ2 8×102V[随堂检测]1．如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等,则它们相等的物理量是( ) A ．速度 B ．动能 C ．动量D ．总能量解析：选C.根据λ＝hp,知电子和中子的动量相等,选项C 正确．2．(2020·温州月考)用绿光照射一个光电管,能产生光电效应．欲使光电子从阴极逸出时最大初动能增大,可以( )A ．改用红光照射B ．改用紫光照射C ．改用蓝光照射D ．增加绿光照射时间解析：选BC.光电子的最大初动能与照射时间或照射强度无关,而与入射光子的能量有关,入射光子的能量越大,光电子从阴极逸出时最大初动能越大,所以本题中可以改用比绿光光子能量更大的紫光、蓝光照射,以增大光电子从阴极逸出时的最大初动能．3．波粒二象性是微观世界的基本特征,以下说法正确的有( ) A ．光电效应现象揭示了光的粒子性B ．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C ．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D ．动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波长也相等解析：选AB.光电效应现象、黑体辐射的实验规律都可以用光的粒子性解释,选项A 正确,选项C 错误；热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性,选项B 正确；由德布罗意波长公式λ＝h p 和p 2＝2mE k 知动能相等的质子和电子动量不同,德布罗意波长不相等,选项D 错误．4．(多选) (2020·1月浙江选考)如图所示,波长为λa 和λb 的两种单色光射入三棱镜,经折射后射出两束单色光a 和b,则这两束光( )A ．照射同一种金属均有光电子逸出,光电子最大初动能E ka >E kbB ．射向同一双缝干涉装置,其干涉条纹间距Δx a >Δx bC ．在水中的传播速度v a <v bD ．光子动量p a <p b 答案：BD5．小明用金属铷为阴极的光电管,观测光电效应现象,实验装置示意图如图甲所示．已知普朗克常量h ＝6.63×10－34J ·s.(1)图甲中电极A为光电管的________(选填“阴极”或“阳极”)；(2)实验中测得铷的遏止电压U c与入射光频率ν之间的关系如图乙所示,则铷的截止频率νc＝________Hz,逸出功W0＝________J；(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014Hz,则产生的光电子的最大初动能E k＝________J.解析：(1)在光电效应中,电子向A极运动,故电极A为光电管的阳极．(2)由题图可知,铷的截止频率νc为5.15×1014Hz,逸出功W0＝hνc＝6.63×10－34×5.15×1014J≈3.41×10－19 J.(3)当入射光的频率为ν＝7.00×1014Hz时,由E k＝hν－hνc得,光电子的最大初动能为E k＝6.63×10－34×(7.00－5.15)×1014 J≈1.23×10－19 J.答案：(1)阳极(2)5.15×1014[(5.12～5.18)×1014均视为正确]3．41×10－19[(3.39～3.43)×10－19均视为正确](3)1.23×10－19[(1.21～1.25)×10－19均视为正确][课后达标]不定项选择题1．(2020·衢州质检)下列为描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图(如图),其中符合黑体辐射实验规律的是( )答案：A2．用极微弱的可见光做双缝干涉实验,随着时间的增加,在照相底片上先后出现如图甲、乙、丙所示的图象,则( )A ．图象甲表明光具有粒子性B ．图象乙表明光具有波动性C ．用紫外线观察不到类似的图象D ．实验表明光是一种概率波 答案：ABD3．(2020·台州检测)某光波射到一逸出功为W 的光电材料表面,所产生的光电子在垂直于磁感应强度为B 的匀强磁场中做圆周运动的最大半径为r,设电子的质量为m,带电量为e,普朗克常量为h,则该光波的频率为( )A.Wh B.r 2e 2B 22mh C.W h ＋r 2e 2B 22mh D.W h －r 2e 2B 22mh答案：C4．(2018·11月浙江选考)处于较高能级的氢原子向较低能级跃迁时,能辐射出a 、b 两种可见光,a 光照射某金属表面时有光电子逸出,b 光照射该金属表面时没有光电子逸出,则( )A ．以相同的入射角射向一平行玻璃砖,a 光的侧移量小于b 光的B ．垂直入射到同一单缝衍射装置,a 光的衍射中央亮条纹宽度小于b 光的C ．a 光和b 光的频率之比可能是2027D ．a 光子的动量大于b 光子的解析：选BD.根据光电效应可知,a 光照射某金属表面时能发生光电效应,b 光不能发生光电效应,E ＝hν,说明频率νa ＞νb ,故选项C 错误；同种介质中a 、b 光的折射率n a ＞n b ,设玻璃砖的厚度为d,入射角为i,折射角为r,则n ＝sin isin r,a 、b 光以相同的入射角入射时,折射角r a ＜r b ,在玻璃砖中光的侧移量y ＝dcos r·sin(i －r),可知y a ＞y b ,选项A 错误；波长λa ＜λb ,单缝衍射时中央亮纹a 光比b 光小,选项B 正确；光子的动量为p ＝hλ,所以a 光子的动量大于b 光子的动量,选项D 正确．5．(2020·丽水检测)已知钙和钾的截止频率分别为7.73 ×1014Hz 和 5.44×1014Hz,在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应,比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子,钙逸出的光电子具有较大的( )A ．波长B ．频率C ．能量D ．动量解析：选A.根据爱因斯坦光电效应方程12mv 2m ＝hν－W.由题知W 钙>W 钾,所以钙逸出的光电子的最大初动能较小．根据p ＝2mE k 及p ＝h λ和c ＝λν知,钙逸出的光电子的特点是：动量较小、波长较长、频率较小．选项A 正确,选项B 、C 、D 错误．6．(2020·浙江省稽阳联谊学校高三联考选考)用强度相同的红光和蓝光分别照射同一种金属,均能使该金属发生光电效应．下列判断正确的是( )A ．用红光照射时,该金属的逸出功小,用蓝光照射时,该金属的逸出功大B ．用红光照射时,该金属的截止频率低,用蓝光照射时,该金属的截止频率高C ．用红光照射时,逸出光电子所需时间长,用蓝光照射时,逸出光电子所需时间短D ．用红光照射时,逸出的光电子最大初动能小,用蓝光照射时,逸出的光电子最大初动能大解析：选D.由hν－W ＝E km ,ν红<ν蓝．可得：E km 蓝>E km 红,D 正确；金属的逸出功和截止频率与入射光频率无关,A 、B 均错误；只要能发生光电效应,逸出光电子所需时间与光的频率无关,C 错误．7．(2020·宁波调研)如图甲,合上开关,用光子能量为2.5 eV 的一束光照射阴极K,发现电流表读数不为零．调节滑动变阻器,发现当电压表读数小于0.60 V 时,电流表读数仍不为零,当电压表读数大于或等于0.60 V 时,电流表读数为零．把电路改为图乙,当电压表读数为2 V 时,逸出功及电子到达阳极时的最大动能为( )A ．1.5 eV 0.6 eVB ．1.7 eV 1.9 eVC ．1.9 eV 2.6 eVD ．3.1 eV 4.5 eV解析：选C.由图甲,用光子能量hν＝2.5 eV 的光照射阴极,电流表读数不为零,则说明能发生光电效应,当电压表读数大于或等于0.60 V 时,电流表读数为零,则说明电子不能到达阳极．由动能定理eU ＝12mv 2m 知,最大初动能E k ＝eU ＝0.6 eV,由光电效应方程hν＝E k ＋W 0知W 0＝1.9 eV ；对图乙,当电压表读数为2 V 时,电子到达阳极的最大功能E′k ＝E k ＋eU′＝0.6 eV ＋2 eV ＝2.6 eV,故C 正确．8．用波长为λ和2λ的光照射同一种金属,分别产生的速度最快的光电子速度之比为2∶1,普朗克常量和真空中光速分别用h 和c 表示,那么下列说法正确的有( )A ．该种金属的逸出功为hc 3λB ．该种金属的逸出功为hc λC ．波长超过2λ的光都不能使该金属发生光电效应D ．波长超过4λ的光都不能使该金属发生光电效应解析：选AD.由hν＝W ＋E k 知h c λ＝W ＋12mv 21,h c 2λ＝W ＋12mv 22,又v 1＝2v 2,所以W ＝hc 3λ.光的波长小于或等于3λ时方能发生光电效应,故A 、D 项正确．9．(2020·嘉兴调研)如图所示,用导线把验电器与锌板相连接,当用紫外线照射锌板时,发生的现象是( )A ．有光子从锌板逸出B ．有电子从锌板逸出C ．验电器指针张开一个角度D ．锌板带负电解析：选BC.用紫外线照射锌板是能够发生光电效应的,锌板上的电子吸收紫外线的能量从锌板表面逸出,称之为光电子,故A 错误,B 正确；锌板与验电器相连,带有相同电性的电荷,锌板失去电子应该带正电,且失去电子越多,带正电的电荷量越多,验电器指针张角越大,故C 正确,D 错误．10.研究光电效应电路如图所示,用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K),钠极板发射出的光电子被阳极A 吸收,在电路中形成光电流．下列光电流I 与AK 之间的电压U AK 的关系图象中,正确的是( )解析：选C.由于是强度不同的光照射同种钠极板,则遏止电压相同,强度不同,饱和光电流不同．选项C 正确．11．(2020·绍兴质检)根据爱因斯坦的“光子说”可知( )A ．“光子说”本质就是牛顿的“微粒说”B ．光的波长越长,光子的能量越小C．一束单色光的能量可以连续变化D．只有光子数很多时,光才具有粒子性解析：选B.“光子说”不同于牛顿的“微粒说”,A错；光的波长越大,频率越低,由E＝hν知能量越小,B对；因光子是一份一份的,其能量也是一份一份的,不可连续变化,C错；光具有波粒二象性,与光子的个数无关,只是光子数越多,其波动性越显著,光子数越少,其粒子性越显著,D错．12．在光电效应实验中,用同一种单色光,先后照射锌和银的表面,都能发生光电效应．对于这两个过程,下列四个物理量中,一定不同的是( )A．遏止电压B．饱和光电流C．光电子的最大初动能D．逸出功解析：选ACD.同一种单色光照射不同的金属,入射光的频率和光子能量一定相同,金属逸出功不同,根据光电效应方程E km＝hν－W0知,最大初动能不同,则遏止电压不同；同一种单色光照射,入射光的强度相同,所以饱和光电流相同．故选ACD.13(2020·舟山质检)三种不同的入射光线甲、乙、丙分别照射在三种不同的金属a、b、c上,均恰能使金属中逸出光电子．已知三种光线的波长λ甲>λ乙>λ丙,则( )A．用入射光甲照射金属b,可能发生光电效应B．用入射光丙照射金属b,一定发生光电效应C．用入射光甲和乙同时照射金属c,可能发生光电效应D．用入射光乙和丙同时照射金属a,一定发生光电效应解析：选BD.由λ＝cν,λ甲>λ乙>λ丙可知,ν甲<ν乙<ν丙．用入射光甲、乙、丙照射金属a、b、c均恰好发生光电效应,说明a金属极限频率最小,c金属的极限频率最大,结合光电效应发生条件可知,A、C错误,B、D正确．14．关于物质的波粒二象性,下列说法中不正确的是( )A．不仅光子具有波粒二象性,一切运动的微粒都具有波粒二象性B．运动的微观粒子与光子一样,当它们通过一个小孔时,都没有特定的运动轨道C．波动性和粒子性,在宏观现象中是矛盾的、对立的,但在微观高速运动的现象中是统一的D．实物的运动有特定的轨道,所以实物不具有波粒二象性解析：选 D.光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律,大量光子运动的规律表现出光的波动性,而单个光子的运动表现出光的粒子性．光的波长越长,波动性越明显,光的频率越高,粒子性越明显．而宏观物体的德布罗意波的波长太小,实际很难观察到波动性,不是不具有波粒二象性,D项不正确．15．(2020·温州高二期中)如图所示,用a、b两种不同频率的光分别照射同一金属板,发现当a光照射时验电器的指针偏转,b光照射时指针未偏转,以下说法正确的是( )。
高考物理一轮复习专题十三：动量、波粒二象性和近代物理初步ppt(7份) 人教课标版
动量守恒中几种常见的模型
突破一 子弹打木块模型(详见本专题第2讲方法模型)
突破二 人船模型
“人船模型”的适用条件是一个原来处于静止状态的系 统，且在系统发生相对运动的过程中，动量守恒或有一个方向
动量守恒，其表达式是 m人 s人＝m船 s船，只要问题不涉及速度，
就可以使用人船模型．
例船停在静水
为 m1的小物块A 从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道
时无机械能损失，为使 A 制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑
道延长线 M 处的墙上，另一端与质量为 m2 的挡板 B 相连，弹
簧处于原长时，B 恰好位于滑道的末端 O 点．A 与 B 碰撞时间 极短，碰撞后结合在一起共同压缩弹簧．已知在 OM 段 A、B 与水平面间的动摩擦因数为μ，其余各处的摩擦不计，重力加 速度为 g，求：
图Z13-3 (1)物块 A 在挡板 B 碰撞瞬间的速度 v 的大小． (2)弹簧最大压缩量为 d 时的弹性势能 Ep(设弹簧处于原长
时弹性势能为零)．
1 解：(1)由机械能守恒定律得，有 m1gh＝2m1v2，得 v＝ 2gh (2)A、B 在碰撞过程中动量守恒有 m1v＝(m1＋m2)v′ A、B 克服摩擦力所做的功 W＝μ(m1＋m2)gd 1 根据能量守恒定律得2(m1＋m2)v′2＝Ep＋μ(m1＋m2)gd m2 1 解得 Ep＝ gh－μ(m1＋m2)gd m1＋m2
突破三 滑块—木板模型 例2：如图 Z13-2 所示，在长为 2 m，质量 m＝2 kg 的平板 小车的左端放有一质量为 M＝3 kg 的铁块，两者之间的动摩擦 因数为μ＝0.5.开始时，小车和铁块一起在光滑的水平地面上以
v0＝3 m/s 的速度向右运动，之后小车与墙壁发生正碰．设碰撞 中无机械能损失且碰撞时间极短．求：
高考物理一轮复习-第13章 动量守恒定律 波粒二象性课件 新人教版
最新考纲
5．原子核的组成、放 射性、原子核的衰变 、半衰期Ⅰ 6．放射性同位素Ⅰ 7．核能、核反应方程 Ⅰ 8．结合能、质量亏损 Ⅰ 9．裂变反应和聚变反 应、裂变反应堆Ⅰ 10．放射性的防护Ⅰ
考向瞭望
4．原子的核式结构、玻尔理论、能 级公式、原子跃迁条件这部分内容 在选做部分出现的几率将会提高， 既可能单独出现，也可能与选修3— 5中的其他内容联合命题。 5．半衰期、质能方程的应用、计算 以及核反应方程的书写是高考的热 点问题，这部分内容较为简单，在 学习中要注意抓好基本知识。 6．裂变、聚变及三种射线，这部分 内容在高考命题中可能结合动量守 恒、电场、磁场等知识来研究带电 粒子在电场、磁场中运动。
走向高考 ·物理
版 ·高考总复习
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
第十三章
动量守恒定律 波粒二象性 原子结构与原子核
1 高考导航 2 名师点拨
高考导航
最新考纲
1.动量、动量守恒定 律及其应用Ⅱ 2．弹性碰撞和非弹 性碰撞Ⅰ 3．氢原子光谱Ⅰ 4．氢原子的能级结 构、能级公式Ⅰ
考向瞭望
1.动量守恒定律的应用是高考热点， 动量、动量的变化量两个概念常穿插 在规律中考查。 2．在高考题中动量守恒定律常与能 量转化与守恒定律结合，解决碰撞、 打击、反冲、滑块摩擦等问题，还要 重视动量守恒与圆周运动、核反应的 结合。 3．探究和验证碰撞中的动量守恒， 在高考实验考查中出现频率很高。
名师点拨
动量守恒定律、动量与能量是高考考查的重点，高考命题 常与其他知识综合出题。单独考查的题型一般为选择题，综合 其他知识考查的一般为计算题。
黑体辐射、光电效应、波粒二象性都是高考考查的重点， 经常与其他知识综合出题。考查的题型一般为选择题，难度中 等。
近年届高考物理一轮复习第13章动量守恒定律近代物理4第三节光电效应波粒二象性随堂检测巩固落实新人教
（浙江专版）2019届高考物理一轮复习第13章动量守恒定律近代物理4 第三节光电效应波粒二象性随堂检测巩固落实新人教版编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（（浙江专版）2019届高考物理一轮复习第13章动量守恒定律近代物理4 第三节光电效应波粒二象性随堂检测巩固落实新人教版）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为（浙江专版）2019届高考物理一轮复习第13章动量守恒定律近代物理4 第三节光电效应波粒二象性随堂检测巩固落实新人教版的全部内容。
4 第三节光电效应波粒二象性1．如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们相等的物理量是( ）A．速度B．动能C．动量D．总能量解析:选C．根据λ＝错误!,知电子和中子的动量相等，选项C正确．2．(高考江苏卷)已知钙和钾的截止频率分别为 7．73 ×1014 Hz 和5．44×1014 Hz,在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的( )A．波长B．频率C．能量D．动量解析:选A．根据爱因斯坦光电效应方程错误!mv错误!＝hν－W．由题知W钙>W钾，所以钙逸出的光电子的最大初动能较小．根据p＝错误!及p＝错误!和c＝λν知,钙逸出的光电子的特点是：动量较小、波长较长、频率较小．选项A正确,选项B、C、D错误．3．用绿光照射一个光电管，能产生光电效应．欲使光电子从阴极逸出时最大初动能增大,可以( ）A．改用红光照射B．改用紫光照射C．改用蓝光照射D．增加绿光照射时间解析：选BC．光电子的最大初动能与照射时间或照射强度无关，而与入射光子的能量有关，入射光子的能量越大，光电子从阴极逸出时最大初动能越大，所以本题中可以改用比绿光光子能量更大的紫光、蓝光照射，以增大光电子从阴极逸出时的最大初动能．4．（2015·高考江苏卷)波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有（）A．光电效应现象揭示了光的粒子性B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D．动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波长也相等解析：选AB．光电效应现象、黑体辐射的实验规律都可以用光的粒子性解释，选项A正确，选项C错误；热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性，选项B正确;由德布罗意波长公式λ＝错误!和p2＝2mE k知动能相等的质子和电子动量不同,德布罗意波长不相等,选项D错误．5．如图所示，这是一个研究光电效应的电路图,下列叙述中正确的是( )A．只调换电源的极性,移动滑片P，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压U0的数值B．保持光照条件不变，滑片P向右滑动的过程中，电流表示数将一直增大C．不改变光束颜色和电路,增大入射光束强度，电流表示数会增大D．阴极K需要预热，光束照射后需要一定的时间才会有光电流解析：选AC．只调换电源的极性，移动滑片P，电场力对电子做负功，当电流表示数为零时,则有eU＝12mv错误!，那么电压表示数为遏止电压U的数值，故A项正确;当其他条件不变，P向右滑动，加在光电管两端的电压增加，光电子运动更快,由I＝错误!得电流表读数变大，若电流达到饱和电流，则电流表示数不会增大,B项错误；只增大入射光束强度时,单位时间内光电子数变多,电流表示数变大,C项正确；因为光电效应的发生是瞬间的，阴极K不需要预热，所以D项错误．6．小明用金属铷为阴极的光电管,观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示．已知普朗克常量h＝6．63×10－34 J·s．(1）图甲中电极A为光电管的__________(选填“阴极”或“阳极”）;(2)实验中测得铷的遏止电压U c与入射光频率ν之间的关系如图乙所示,则铷的截止频率νc＝________Hz,逸出功W0＝________J；（3)如果实验中入射光的频率ν＝7．00×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能E k＝________J．解析：(1)在光电效应中，电子向A极运动，故电极A为光电管的阳极．(2)由题图可知，铷的截止频率νc为5．15×1014Hz,逸出功W0＝hνc＝6．63×10－34×5．15×1014 J≈3．41×10－19 J．（3）当入射光的频率为ν＝7．00×1014Hz时，由E k＝hν－hνc得，光电子的最大初动能为E k＝6．63×10－34×（7．00－5．15）×1014 J≈1．23×10－19 J．答案：（1）阳极（2）5．15×1014[(5．12～5．18)×1014均视为正确] 3．41×10－19［(3．39~3．43)×10－19均视为正确]（3)1．23×10－19［（1．21~1．25）×10－19均视为正确]7．如图甲所示是研究光电效应规律的光电管．用波长λ＝0．50 μm的绿光照射阴极K，实验测得流过G表的电流I与AK之间的电势差U AK满足如图乙所示规律，取h＝6．63×10－34 J·s．结合图象,求：(结果保留两位有效数字）（1）每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大动能．(2）该阴极材料的极限波长．解析：（1）光电流达到饱和时，阴极发射的光电子全部到达阳极A，阴极每秒钟发射的光电子的个数n＝错误!＝错误!（个)＝4．0×1012（个）光电子的最大初动能为:E＝eU0＝1．6×10－19 C×0．6 V＝9．6×10－20 J．km(2)设阴极材料的极限波长为λ0，根据爱因斯坦光电效应方程：E km＝h错误!－h错误!，代入数据得λ0＝0．66 μm．答案：（1)4．0×1012个9．6×10－20 J（2)0．66 μm。
2019-2020年高中物理专题十三光电效应波粒二象性复习题新人教版
2019-2020年高中物理专题十三光电效应波粒二象性复习题新人教版1．下列说法正确的是( )A ．有的光是波，有的光是粒子B ．光子与电子是同样的一种粒子C ．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D ．γ射线具有显著的粒子性，而不具有波动性2．根据爱因斯坦的“光子说”可知( )A ．“光子说”本质就是牛顿的“微粒说” B．光的波长越大，光子的能量越小C ．一束单色光的能量可以连续变化D ．只有光子数很多时，光才具有粒子性3．如图所示，用a 、b 两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a 光照射时验电器的指针偏转，b 光照射时指针未偏转，以下说法正确的是( )A ．增大a 光的强度，验电器的指针偏角一定减小B ．a 光照射金属板时验电器的金属小球带负电C ．a 光在真空中的速度大于b 光在真空中的速度D ．a 光在真空中的波长小于b 光在真空中的波长4. 在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示，则可判断出( )A ．甲光的频率大于乙光的频率B ．乙光的波长大于丙光的波长C ．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D ．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能5. 图为一光电管电路，滑动变阻器滑动触头P 位于AB 上某点，用光照射光电管阴极，电表无偏转，要使电表指针偏转，可采取的措施有( )A ．加大照射光强度B ．换用波长短的光照射C ．将P 向B 滑动D ．将电源正负极对调6．某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象．当用某单色光照射光电管的阴极K 时，会发生光电效应现象．闭合开关S ，在阳极A 和阴极K 之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中的电流恰好为零，此时电压表的电压值U 称为反向截止电压，根据反向截止电压可以计算出光电子的最大初动能E km .现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极K ，测量到反向截止电压分别为U 1和U 2，设电子的质量为m ，带电荷量为e ，则下列关系式中不正确的是( )A ．频率为ν1的光照射时光电子的最大初速度v ＝ 2eU 1mB ．阴极K 金属的逸出功W 0＝h ν1－eU 1C ．阴极K 金属的极限频率ν0＝U 2ν1－U 1ν2U 1－U 2D ．普朗克常量h ＝e 1－U 2ν1－ν27．用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图甲、乙、丙所示的图象，则( )A ．图象甲表明光具有粒子性B ．图象乙表明光具有波动性C ．用紫外光观察不到类似的图象D ．实验表明光是一种概率波8．光电效应的实验结论是：对某种金属( )A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大9．用频率为ν1的单色光照射某种金属表面，发生了光电效应现象．现改为频率为ν2的另一单色光照射该金属表面，下面说法正确的是( )A．如果ν2＞ν1，能够发生光电效应B．如果ν2＜ν1，不能够发生光电效应C．如果ν2＞ν1，逸出光电子的最大初动能增大D．如果ν2＞ν1，逸出光电子的最大初动能不受影响10．产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能E k，下列说法正确的是( ) A．对于同种金属，E k与照射光的强度无关B．对于同种金属，E k与照射光的波长成反比C．对于同种金属，E k与光照射的时间成正比D．对于同种金属，E k与照射光的频率成线性关系E．对于不同种金属，若照射光频率不变，E k与金属的逸出功成线性关系11．如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标为 4.27，与纵轴交点坐标为0.5)．由图可知( )A．该金属的截止频率为4.27×1014 HzB．该金属的截止频率为5.5×1014 HzC．该图线的斜率表示普朗克常量D．该金属的逸出功为0.5 eV12．图所示是研究光电管产生的电流的电路图，A、K是光电管的两个电极，已知该光电管阴极的极限频率为ν0.现将频率为ν(大于ν0)的光照射在阴极上，下列方法一定能够增加饱和光电流的是( )A．照射光频率不变，增加光强B．照射光强度不变，增加光的频率C．增加A、K电极间的电压D．减小A、K电极间的电压13．强激光的出现丰富了人们对光电效应的认识．用强激光照射金属时，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应．如图所示，用频率为ν的强激光照射光电管阴极K，假设电子在极短时间内吸收两个光子形成光电效应．(已知该金属的逸出功为W0，普朗克常量为h，电子的电荷量为e)．求：(1)光电子的最大初动能；(2)当光电管两极间反向电压增加到多大时，光电流恰好为零．。
高考物理一轮复习第十四章近代物理初步第讲光电效应波粒二象性学案新人教版
第十四章近代物理初步课标解读课程标准命题热点1．了解人类探索原子结构的历史。
知道原子核式结构模型。
通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。
2．了解原子核的组成和核力的性质。
知道四种基本相互作用。
能根据质量数守恒和电荷数守恒写出核反应方程。
3．了解放射性和原子核衰变。
知道半衰期及其统计意义。
了解放射性同位素的应用，知道射线的危害与防护。
4．认识原子核的结合能，了解核裂变反应和核聚变反应。
关注核技术应用对人类生活和社会发展的影响。
5．了解人类对物质结构的探索历程。
6．通过实验，了解光电效应现象。
能根据实验结论说明光的波粒二象性。
知道爱因斯坦光电效应方程及其意义。
7．知道实物粒子具有波动性，了解微观世界的量子化现象。
体会量子论的建立对人们认识物质世界的影响。
(1)光电效应的规律及爱因斯坦光电效应方程的应用。
(2)氢原子的能级结构、能级跃迁公式的理解及应用。
(3)原子核的衰变规律、半衰期公式的理解及应用。
(4)核反应方程及核能的计算。
(5)光子说、原子结构模型、元素的放射性、质子及中子和正电子的发现等有关物理学史。
第1讲光电效应波粒二象性知识梳理·双基自测ZHI SHI SHU LI SHUANG JI ZI CE知识点1 光电效应1．光电效应现象：在光的照射下，金属中的电子从表面逸出的现象，发射出来的电子叫光电子。
2．光电效应的产生条件：入射光的频率大于金属的极限频率。
3．光电效应的四个规律：(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于截止频率或极限频率才能产生光电效应。
低于截止频率时不能发生光电效应。
(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。
(3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s。
(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比。
注意：入射光频率一定时，光照强度决定着每秒钟光源发射的光子数，而光的频率决定着每个光子的能量。
高考物理一轮复习近代物理初步练案波粒二象性新人教
练案[40] 波粒二象性一、选择题(本题共12小题，1～6题为单选，7～12题为多选)1．(2020·山东省潍坊市高三上学期期末试题)关于光电效应，下列说法正确的是 ( B )A．只要入射光的强度足够强，就可以使金属发生光电效应B．光子的能量大于金属的逸出功就可以使金属发生光电效应C．照射时间越长光电子的最大初动能越大D．光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比[解析] 根据光电效应规律，只要入射光的频率足够大，就可以使金属发生光电效应，选项A错误；光子的能量大于金属的逸出功就可以使金属发生光电效应，选项B正确；光电子的最大初动能与照射时间无关，选项C错误；光电子的最大初动能随入射光子的频率增大而增大，并不是成正比，选项D错误；故选B。
2．(2020·黑龙江大庆中学月考)下列说法中错误的是 ( C )A．大如太阳、地球等这些宏观的运动物体也具有波动性，这种波是物质波B．光子与物质微粒发生相互作用时，不仅遵循能量守恒，还遵循动量守恒C．光子与光电子是同一种粒子，它们对应的波也都是概率波D．核力是一种强相互作用力，热核反应中库仑力做功与核力做功相比能忽略[解析] 大如太阳、地球等这些宏观的运动物体也具有波动性，这种波是物质波，故A正确；光子与物质微粒发生相互作用时，不仅遵循能量守恒，还遵循动量守恒，故B正确；光子是光的组成部分，而光电子是电子，故二者不相同，故C错误；根据核力的特点可知，核力是一种强相互作用力，热核反应中库仑力做功与核力做功相比可以忽略，故D正确。
本题选错误的，故选C。
3．(2020·江西南昌月考)如图所示，1887年德国物理学家赫兹利用紫外线照射锌板后，发现与锌板连接的验电器箔片张开。
关于这一现象，下列说法中正确的是 ( C )A．验电器箔片张开，是因为箔片带负电B．验电器箔片张开，是因为锌板得到了正电荷C．紫外线灯功率增大，箔片张角也增大D．换用红外线灯照射锌板，箔片也一定张开[解析] 用紫外线照射锌板，可以从锌板上打出电子，锌板带正电，验电器的箔片张开，是因为箔片带正电，A、B错误；紫外线灯功率增大，即入射光的强度增大，则箔片上的带电荷量增大，箔片的张角也增大，C正确；换用红外线灯照射锌板，不一定会使锌板发生光电效应，即箔片不一定会张开，D错误。
高三物理一轮复习 高考热点探究动量守恒律 波粒二象性 原子结构与原子核
图1图2峙对市爱惜阳光实验学校【步步高】高三物理一轮复习高考热点探究〔13〕动量守恒律波粒二象性原子结构与原子核一、动量守恒律的考查1．一炮艇总质量为M，以速度v0匀速行驶，从艇上以相对艇的速度u水平地沿方向射出一质量为m的炮弹，不计水的阻力，那么发炮后炮艇的速度v′满足以下各式中的哪一个( )A．Mv0＝(M－m)v′＋muB．Mv0＝(M－m)v′＋m(u＋v0)C．Mv0＝(M－m)v′＋m(u－v′)D．Mv0＝(M－m)v′＋m(u＋v′)2. (2021·单科·19(2))一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上，其截面如图1所示．图中ab为粗糙的水平面，长度为L；bc为一光滑斜面，斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接．现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a 点向左运动，在斜面上上升的最大高度为h，返回后在到达a点前与物体P相对静止．重力加速度为g.求：(1)木块在ab段受到的摩擦力f；(2)木块最后距a点的距离s.3．(2021·理综·38(2))如图2所示，滑块A、C质量均为m，滑块B质量为32m.开始时A、B分别以v1、v2的速度沿光滑水平轨道向固在右侧的挡板运动，现将C无初速地放在A上，并与A粘合不再分开，此时A与B相距较近，B与挡板相距足够远．假设B与挡板碰撞将以原速率反弹，A与B碰撞将粘合在一起．为使B能与挡板碰撞两次，v1、v2满足什么关系？二、原子与原子核4．(2021·理综·2)以下关于原子和原子核的说法正确的选项是( )A．β衰变现象说明电子是原子核的组成B．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固5．(2021·单科·1)卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的根底是 ( )A．α粒子的散射 B．对阴极射线的研究C．天然放射性现象的发现 D．质子的发现6．(2021·理综·16)核电站泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线．以下说法正确的选项是( )A．碘131释放的β射线由氦核组成B．铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量C．与铯137相比，碘131衰变更慢D．铯133和铯137含有相同的质子数三、能级跃迁7．(2021·理综·18)氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为ν1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为ν2，普朗克常量为h，假设氢原子从能级k跃迁到能级m，那么( ) A．吸收光子的能量为hν1＋hν2B．辐射光子的能量为hν1＋hν2C．吸收光子的能量为hν2－hν1D．辐射光子的能量为hν2－hν1四、质能方程与核反方程8．(2021··12)(1)以下描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是( )(2)按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量________(选填“越大〞或“越小〞)．氢原子的基态能量为E1(E1<0)，电子质量为m，基态氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后，电子速度大小为________(普朗克常量为h)．(3)有些核反过程是吸收能量的．例如，在X＋14 7N→17 8O＋11H中，核反吸收的能量Q＝[(m O＋m H)－(m X＋m N)]c2.在该核反方程中，X表示什么粒子？X粒子以动能E k轰击静止的14 7N核，假设E k＝Q，那么该核反能否发生？请简要说明理由．解析 (3)根据公式v ＝ΔxΔt由题图可知，撞前v A ＝164 m/s ＝4 m/s ，v B ＝ 0(1分)撞后v A ′＝v B ′＝v ＝20－168－4 m/s ＝1 m/s (1分)那么由m A v A ＝(m A ＋m B )v (1分)解得：m B ＝m A v A －m A vv＝3 kg (1分)答案 (1)BD (2)13755Cs→13756Ba ＋ 0－1e E /c 2(3)3 kg试题分析本试题在课标区多以拼盘式呈现．一般第一问为选择题，考查能级、原子核、核反问题．第二问为计算题，多考查动量守恒，两次或屡次碰撞，有时涉及临界问题．氢原子光谱、能级图及跃迁、核反方程、半衰期，动量守恒为考查的．知识链接1．动量守恒律：m 1v 1＋m 2v 2＝m 1v 1′＋m 2v 2′.2．碰撞：(1)碰撞是指两个或两个以上的相对运动的物体相遇时，作用时间极短、而相互作用力很大的现象．(2)分类弹性碰撞：碰撞过程中机械能守恒．非弹性碰撞：碰撞过程中总机械能不守恒．完全非弹性碰撞：碰撞后物体合为一个整体，具有相同的速度．这种碰撞系统的机械能损失最大．3．玻尔的原子模型：(1)①轨道不连续；②能量不连续；③在各个态中，原子稳，不向外辐射能量．(2)能级：原子的各个不连续的能量值，叫做能级．4．氢原子能级图及跃迁规律．5．氢原子光谱．6．天然放射现象及三种射线的比拟． 7．原子核的衰变、半衰期． 8．核反及反方程式． 9．核能及计算.1．以下说法正确的选项是 ( ) A ．光电效中的光电子是从原子核内部释放出来的 B ．天然的放射现象揭示了原子核结构的复杂性C ．氢原子从高能级向低能级跃迁可以解释氢原子的发光现象D ．根据α粒子散射，建立起原子的能级结构模型2．以下说法中正确的选项是图4( )A ．实物粒子只具有粒子性，不具有波动性B ．卢瑟福通过α粒子散射实现现象，提出了原子的核式结构模型C ．光波是概率波，光子在和传播过程中，其位置和动量能够同时确D ．在工业和医疗中经常使用激光，是因为其光子的能量远大于γ光子的能量3．三个原子核X 、Y 、Z ，X 核射出一个正电子后变为Y 核，Y 核与质子发生核反后生成Z 核并放出一个氦(He)，那么下面说法正确的选项是 ( )A ．X 核比Z 核多一个质子B ．X 核比Z 核少一个中子C ．X 核的质量数比Z 核质量数大3D ．X 核与Z 核的总电荷是Y 核电荷的3倍4．14C 是一种半衰期为5 730年的放射性同位素．假设考古工作者探测到某古木中14C 的含量为原来的14，那么该古树死亡的时间距今大约 ( )A ．22 9B ．11 460年C ．5 730年D ．2 865年5．(1)核能作为一种能源在社会中已不可缺少，但平安是核电站面临的非常严峻的问题．核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，钚的危险性在于它对人体的毒性，与其他放射性相比钚这方面更强，一旦侵入人体，就会潜伏在人体肺部、骨骼组织细胞中，破坏细胞基因，提高罹患癌症的风险．钚的一种同位素23994Pu 的半衰期为24 100年，其衰变方程为23994Pu→X＋42He ＋γ，以下有关说法正确的选项是 ( ) A ．X 原子核中含有143个中子B ．100个23994Pu 经过24 100年后一还剩余50个 C ．由于衰变时释放巨大能量，根据E ＝mc 2，衰变过程总质量增加 D ．衰变发出的γ放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力 (2)氢原子的光谱在可见光范围内有四条谱线，其中在靛紫色区内的一条是处于量子数n＝4能级的氢原子跃迁到n ＝2的能级发出的，氢原子的能级如图4所示，普朗克常量h ＝3×10－34J·s，那么该条谱线光子 的能量为______ eV ，该条谱线光子的频率为____ Hz.(结果保存3位有效数字)(3)金属铷的极限频率为5×1014 Hz ，现用波长为5.0×10－7m的一束光照射金属铷，能否使金属铷发生光电效？假设能，请算出逸出光电图5子的最大初动能．(结果保存两位有效数字)6．(1)以下说法中错误的选项是 ( )A ．卢瑟福通过发现了质子的核反方程为42He ＋147N→178O ＋11H B ．铀核裂变的核反是23592U→14156Ba ＋9236Kr ＋210nC ．质子、中子、α粒子的质量分别为m 1、m 2、m 3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m 1＋2m 2－m 3)c2D ．原子从a 能级状态跃迁到b 能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b 能级状态跃迁到c 能级状态时吸收波长为λ2的光子，λ1>λ2，那么原子从a 能级状态跃迁到c 能级状态时将要吸收波长为λ1λ2λ1－λ2的光子(2)如图5所示，质量M ＝40 g 的靶盒A 静止在光滑水平导轨上的O 点，水平轻质弹簧一端拴在固挡板P 上，另一端与靶盒A 连接．Q 处有一固的发射器B ，它可以瞄准靶盒发颗水平速度为v 0＝50 m/s ，质量m ＝10 g 的弹丸．当弹丸打入靶盒A后，便留在盒内．碰撞时间极短，不计空气阻力．问：弹丸进入靶盒A 后，弹簧的最大弹性势能为多少？7．(1)核泄漏物中的碘－131具有放射性，它在自发地进行β衰变时，生成元素氙(元素符号为Xe)，同时辐射出γ射线，请完成后面的核反方程13153I→____＋____＋γ.碘－131的半衰期为8天，经过32天(约为一个月)，其剩余的碘－131为原来的________，所以在自然状态下，其辐射强度会较快减弱，不必恐慌．(2)甲、乙两冰球运发动为争抢冰球而迎面相撞，甲运发动的质量为60 kg ，乙运发动的质量为70 kg ，接触前两运发动速度大小均为5 m/s ，冲撞后甲被撞回，速度大小为2 m/s ，问撞后乙的速度多大？方向如何？答案 考题展示 1．B2．(1)mv 20－3mgh 3L (2)v 20－6gh v 20－3ghL3．v 2<v 1≤2v 2或12v 1≤v 2<23v 14．B 5.A 6.D 7.D 8．(1)A (2)越大2(hν＋E 1)m(3)42He ；不能发生，因为不能同时满足能量守恒和动量守恒的要求 预测演练1．BC 2.B 3.C 4.B 5．(1)AD (2)5 5×1014(3)能 ×10－20J6．(1)B (2) J 7．(1)13154Xe0－1e 1/16(2)1 m/s 方向与乙撞前(或甲撞后)的运动方向相反(或与甲撞前的运动方向相同)TP。
高考物理一轮复习近代物理初步波粒二象性习题新人教
第十四章第1讲波粒二象性1．(2020·全国卷Ⅲ，19)(多选)在光电效应实验中，分别用频率为νa，νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为U a和U b、光电子的最大初动能分别为E ka和E kb。
h为普朗克常量。
下列说法正确的是导学号 21992892( BC )A．若νa>νb，则一定有U a<U bB．若νa>νb，则一定有E ka>E kbC．若U a<U b，则一定有E ka<E kbD．若νa>νb，则一定有hνa－E ka>hνb－E kb[解析] 设该金属的逸出功为W，根据爱因斯坦光电效应方程有E k＝hν－W，同种金属的W不变，则逸出光电子的最大初动能随ν的增大而增大，B项正确；又E k＝eU，则最大初动能与遏止电压成正比，C 项正确；根据上述有eU＝hν－W，遏止电压U随ν增大而增大，A项错误；又有hν－E k＝W，W相同，则D项错误。
2．(2020·北京，18)2020年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100nm(1nm＝10－9m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。
大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。
一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。
据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，真空光速c＝3×108m/s)导学号 21992893( B )A．10－21J B．10－18JC．10－15J D．10－12J[解析] 光子的能量E＝hν，c＝λν，联立解得E≈2×10－18J，B项正确。
3．(2020·全国卷Ⅰ)(多选)现用某一光电管进行光电效应的实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。
高考物理大一轮复习 第十三章 动量守恒定律 波粒二象性 原子结构与原子核 第2讲 光电效应 波粒二象
（江苏专用）2018版高考物理大一轮复习第十三章动量守恒定律波粒二象性原子结构与原子核第2讲光电效应波粒二象性（选修3-5）编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（（江苏专用）2018版高考物理大一轮复习第十三章动量守恒定律波粒二象性原子结构与原子核第2讲光电效应波粒二象性（选修3-5））的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为（江苏专用）2018版高考物理大一轮复习第十三章动量守恒定律波粒二象性原子结构与原子核第2讲光电效应波粒二象性（选修3-5）的全部内容。
第2讲光电效应波粒二象性1.在光电效应实验中,飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图1所示．则可判断出（）．图1A．甲光的频率大于乙光的频率B．乙光的波长大于丙光的波长C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能解析由于是同一光电管，因而不论对哪种光，极限频率和逸出功都相同,对于甲、乙两种光,反向截止电压相同，因而频率相同,A项错误；丙光对应的反向截止电压较大,因而丙光的频率较高，波长较短,对应的光电子的最大初动能较大,故C、D均错，只有B项正确．答案B2.太阳能光电直接转换的基本原理是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能．如图2所示是测定光电流的电路简图，光电管加正向电压．图2(1)说出电源和电流表的正、负极．（2）入射光应照射在________极上．(3)若电流表读数是10 μA，则每秒钟从光电管阴极发射出的光电子数至少是________个．解析（1)电源左边为正极，右边为负极，电流表是上边正极下边负极．（2）入射光应照射到阴极板上，即题图中的B极．（3）q＝It＝10×10－6×1 C＝10－5 C,而n＝错误!，所以每秒发射出6。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
专题十三动量、波粒二象性和近代物理初步第1讲动量守恒定律一、单项选择题1.下列说法中正确的是( )A.物体的动量变化，其速度大小一定变化B.物体的动量变化，其速度方向一定变化C.物体的动量变化，其动能一定变化D.物体的速率变化，其动量一定变化2.把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平地面上，枪发射出子弹时，关于枪、子弹和小车的下列说法中正确的是( )A.枪和子弹组成的系统动量守恒B.枪和小车组成的系统动量守恒C.只有在忽略子弹和枪筒之间的摩擦时，枪、子弹和小车组成的系统动量才守恒D.枪、子弹和小车组成的系统动量守恒3.如图K1311所示，一车厢长度为L、质量为M，静止于光滑的水平面上，车厢内有一质量为m的物体以初速度v0向右运动，与车厢来回碰撞n次后静止于车厢中，这时车厢的速度为( )图K1311A.v0B.0C.mv0M＋m D.mv0M－m4.如图K1312所示，在距离车底面高20 m处以一定的初速度向左平抛质量为0.5 kg的小球，小球落在以7.5 m/s速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中，车底涂有一层粘胶，车与粘胶的总质量为4 kg，设小球在落到车底前瞬时速度是25 m/s，取g＝10 m/s2，则当小球与小车相对静止时，小车的速度大小是( )图K1312A.5 m/sB.4 m/sC.8.5 m/sD.9.5 m/s5.(2013年天津卷)我国女子短道速滑队在2013年世锦赛上实现女子3000 m接力三连冠.如图K1313，观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出.在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则( )图K1313A.甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量B.甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反C.甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D.甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功6.(2014年福建卷)如图K1314所示，一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离.已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为( )图K1314 A.v 0－v 2 B.v 0＋v 2 C.v 0－m 2m 1v 2 D.v 0＋m 2m 1(v 0－v 2) 7.(2016年河北衡水中学调研)下列说法正确的是( ) A.物体速度变化越大，则加速度越大 B.物体动量发生变化，则物体的动能一定变化 C.合外力对系统做功为零，则系统的动量一定守恒 D.系统所受合外力为零，则系统的动量一定守恒 二、多项选择题8.(2016年河北衡水中学调研)A 、B 两物体在光滑水平面上沿同一直线运动，图K1315所示为发生碰撞前后的v t 图线，由图线可以判断( )图K1315A.A、B的质量比为3∶2B.A、B作用前后总动量守恒C.A、B作用前后总动量不守恒D.A、B作用前后总动能不变9.(2016年江西上高月考)如图K1316甲所示，一物块在t＝0时刻，以初速度v0从足够长的粗糙斜面底端向上滑行，物块速度随时间变化的图象如图乙所示，t0时刻物块到达最高点，3t0时刻物块又返回底端.由此可以确定( )甲乙图K1316A.物块返回底端时的速度B.物块所受摩擦力大小C.斜面倾角θD.3t0时间内物块克服摩擦力所做的功10.如图K1317所示，在质量为M的小车中挂有一单摆，摆球的质量为m0，小车和单摆以恒定的速度v沿光滑水平地面运动，与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞，碰撞的时间极短，在此碰撞瞬间，下列情况可能发生的是( )图K1317A.小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别变为v1、v2、v3，满足(M＋m0)v＝Mv1＋mv2＋m0v3B.摆球的速度不变，小车和木块的速度发生变化，分别变为v1和v2，满足Mv＝Mv1＋mv2C.摆球的速度不变，小车和木块的速度都发生变化，变为v1，满足Mv＝(M＋m)v1D.小车和摆球的速度都变为v1，木块的速度变为v2，满足(M＋m0)v＝(M＋m0)v1＋mv2三、非选择题11.(2016年湖南师范大学附中月考)如图K1318所示，质量M＝0.040 kg的靶盒A静止在光滑水平导轨上的O点，水平轻质弹簧一端拴在固定挡板P上，另一端与靶盒A连接.Q 处有一固定的发射器B，它可以瞄准靶盒发射一颗水平速度为v0＝50 m/s，质量m＝0.010 kg的弹丸，当弹丸打入靶盒A后，便留在盒内，碰撞时间极短.不计空气阻力.求弹丸进入靶盒A后，弹簧的最大弹性势能为多少？图K1318第2讲动量守恒定律的综合运用一、单项选择题1.甲球追赶乙球，并相碰，甲球的速度减小了5 m/s，乙球的速度增大了3 m/s，则甲、乙两球质量之比m甲∶m乙是( )A.2∶1B.3∶5C.5∶3D.1∶22.质量为M的木块置于光滑水平面上，一质量为m的子弹以水平速度v0打入木块并留在木块中，如图K1321所示，此过程中木块向前运动位移s，子弹打入木块深度d，则下列判断正确的是( )图K1321A.木块对子弹做功12mv 20B.子弹对木块做功12Mv 20C.子弹动能的减少等于木块动能的增加D.木块和子弹的总机械能一定减少3.如图K1322所示，细线上端固定于O 点，其下端系一小球，细线长L .现将细线和小球拉至图中实线位置，此时细线与竖直方向的夹角θ＝60°，在小球摆动的最低点处放置一质量相同的泥球，然后使小球从实线位置由静止释放，当它运动到最低点时与泥球碰撞并合为一体，它们一起摆动中可达到的最大高度是( )图K1322A.L2B.L4C.L8D.L164.(2015年安徽铜陵五中月考)如图K1323所示将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上，槽的左侧有一固定在水平面上的物块.现让一小球自左侧槽口A点的正上方从静止开始落下，与圆弧槽相切自A点进入槽内，则以下结论中正确的是( )图K1323A.小球在半圆槽内运动的全过程中，只有重力对它做功B.小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向上动量守恒C.小球自半圆槽的最低点B 点向C 点运动的过程中，小球与半圆槽在水平方向上动量守恒D.小球离开C 点以后，将做竖直上抛运动5.(2013年福建卷)将静置在地面上，质量为M (含燃料)的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v 0竖直向下喷出质量为m 的炽热气体.忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是( )A.mv 0MB.Mv 0mC.Mv 0M －m D.mv 0M －m6.(2015年福建卷)如图K1324，两滑块A 、B 在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A 的质量为m ，速度为2v 0，方向向右，滑块B 的质量为2m ，速度大小为v 0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是( )图K1324A.A 和B 都向左运动B.A 和B 都向右运动C.A 静止，B 向右运动D.A 向左运动，B 向右运动7.(2015年北京卷)实验观察到，静止在匀强磁场中A 点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图K1325，则( )图K1325A.轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外B.轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外C.轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里D.轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里二、多项选择题8.如图K1326所示，三个质量都是m的小球a、b、c放于光滑的水平面上，小球b、c 与轻弹簧相连且静止，小球a以速度v0冲向小球b，碰撞后与小球b粘在一起.在整个运动过程中，下列说法正确的是( )图K1326A.三球与弹簧组成的系统总动量守恒，总机械能不守恒B.三球与弹簧组成的系统总动量守恒，总机械能也守恒C.当小球b、c速度相等时，弹簧的弹性势能最大D.当弹簧恢复原长时，小球c的动能最大，小球b的动能为零9.如图K1327所示，质量分别为m和2m的两个木块A、B间用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A靠紧竖直墙.用水平力F将B向左压，使弹簧被压缩一定长度，静止后弹簧储存的弹性势能为E.这时突然撤去F，关于A、B和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是( )图K1327A.撤去F 后，系统动量守恒，机械能守恒B.撤去F 后，A 离开竖直墙前，系统动量不守恒，机械能守恒C.撤去F 后，A 离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为ED.撤去F 后，A 离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为13E 10.如图K1328所示，静止在光滑水平面上的小车质量为m ，固定在小车上的杆用长为l 的轻绳与质量为m 的小球相连，将小球拉至水平右端后放手，则( )图K1328A.系统的动量守恒B.水平方向任意时刻m 与M 的动量等大反向C.m 不能向左摆到原高度D.M 向右移动的最大距离为2lm M ＋m三、非选择题11.(2014年广东珠海摸底)如图K1329所示，劲度系数为k 的轻弹簧，左端连着绝缘介质小球B，右端连在固定板上，放在光滑绝缘的水平面上.整个装置处在场强大小为E、方向水平向右的匀强电场中.现有一质量为m、带电荷量为＋q的小球A，从距B球为s的O处自由释放，并与B球发生碰撞.碰撞中无机械能损失，且A球的电荷量始终不变.已知B球的质量M＝3m，B球被碰后做周期性运动，其运动周期T＝2πMk(A、B小球均可视为质点).(1)求A球与B球第一次碰撞后瞬间，A球的速度v1和B球的速度v2.(2)要使A球与B球第二次仍在B球的初始位置迎面相碰，求劲度系数k的可能取值.图K1329第3讲光电效应波粒二象性一、多项选择题(下列选项中有三个选项为正确答案)1.(2014年海南卷)在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应.对于这两个过程.下列四个物理量中，一定不同的是( )A.遏止电压B.饱和光电流C.光电子的最大初动能D.逸出功2.光照射到金属表面上能够发生光电效应，下列关于光电效应的叙述中，正确的是( )A.金属的逸出功与入射光的频率成正比B.单位时间内逸出的光电子数与入射光的强度无关C.逸出的光电子的初动能与光强度无关D.单位时间内逸出的光电子数与入射光强度有关E.能否产生光电效应现象，决定于入射光的频率是否大于极限频率3.硅光电池是利用光电效应原理制成的器件，下列说法正确的是( )A.硅光电池是把光能转变为电能的一种装置B.硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出C.逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关D.任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应E.只有当入射光的频率大于金属的极限频率时才能发生光电效应4.(2014年广东揭阳模拟)下列说法正确的是( )A.某色光照射在某金属表面上，不能发生光电效应，是由于该色光波长太长B.太阳上进行的核反应方程是235 92U＋10n→141 55Ba＋9235Kr＋310nC.大量处于n＝4能量轨道的氢原子，可能发出6种不同频率的光D.在可见光中，红光光子能量最大E.玻尔的原子模型引入了普朗克的量子观念5.以下说法正确的是( )A.在光电效应中，若某材料的逸出功是W 0，则它的极限频率ν0＝W 0hB.卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构C.氢原子从高能级跃迁到低能级要放出光子D.原子核放出β粒子后，转变成的新核所对应的元素是原来的同位素E.太阳辐射能量主要来自太阳内部的核聚变反应6.(2016年湖北龙泉中学、宜昌一中联考)已知能使某种金属发生光电效应的光子的最小频率为ν0.一群氢原子处于量子数n ＝4的激发态，这些氢原子能够自发地跃迁到较低的能量状态，并向外辐射多种频率的光，且氢原子从量子数n ＝3的激发态跃迁到量子数n ＝2的能量状态时向外辐射频率为ν0的光子.下列说法正确的是( )A.这些氢原子向外辐射的光子频率有6种B.当照射光的频率ν 大于ν0 时，若ν 增大，则逸出功增大C.当用频率为2ν0 的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hν0D.当照射光的频率ν 大于ν0 时，若光强增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍E.这些氢原子向外辐射的所有频率的光子中，只有一种不能使这种金属发生光电效应7.(2013年上海卷改编)在光电效应的实验结果中，与光的波动理论矛盾．．的是( ) A.光电效应是瞬时发生的B.所有金属都存在极限频率C.光电流随着入射光增强而变大D.入射光频率越大，光电子最大初动能越大8.(2013年北京卷改编)以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出.强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实.光电效应实验装置示意如图K1331所示.用频率为ν的普通光源照射阴极K ，没有发生光电效应.换用同样频率ν的强激光照射阴极K ，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U ，即将阴极K 接电源正极，阳极A 接电源负极，在KA 之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U ，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U 不可能是下列的(其中W 为逸出功，h 为普朗克常量，e 为电子电荷量)( )图1331A.U ＝hνe －W eB.U ＝2hνe －W eC.U ＝2hν－WD.U ＝5hν2e －W e9.(2015年浙江宁波期末改编)一个德布罗意波波长为λ1的中子和另一个德布罗意波波长为λ2的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波波长不可能为( )A.λ1λ2λ1＋λ2 B.λ1λ2λ1－λ2 C.λ1＋λ22 D.λ1－λ22二、非选择题10.(2015年山东潍坊模拟)某同学采用如图K1332所示的实验电路研究光电效应，用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象.闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压的示数U称为反向遏止电压.根据反向遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能.现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到反向遏止电压分别为U1和U2，求：(1)阴极K所用金属的极限频率；(2)用题目中所给条件表示普朗克常量h.图K1332第4讲原子结构和原子核多项选择题(下列选项中有三个选项为正确答案)1.(2015年广东韶关十校联考)下列说法正确的是( )A.12 6C经一次α衰变后成为84CB.42He核由两个中子和两个质子组成C.温度升高不能改变放射性元素的半衰期D.核反应方程应遵循质子数守恒和中子数守恒E.氢原子由较低能级跃迁到较高能级时，电子动能增加，原子势能减小2.根据卢瑟福的原子核式结构模型，下列说法正确的是( )A.原子的中心有个核，叫做原子核B.原子中的正电荷均匀分布在整个原子范围内C.原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原子范围内D.原子中的正电荷和几乎全部质量都集中在很小的区域范围内E.卢瑟福的原子结构学说可以解释α粒子散射现象3.关于核能和爱因斯坦质能方程，下列说法中正确的是( )A.E＝mc2是物体各种形式能的总称B.原子核能是指核子结合成原子核时吸收的能量或原子核分解为核子时放出的能量C.1 u(原子质量单位)相当于931.5 MeV能量D.由ΔE＝Δmc2知，在核反应中，亏损的质量Δm转化成能量ΔE放出E.E＝mc2反映了一定的质量与一定的能量有相当的关系4.(2014年广东佛山质检)已知金属钙的逸出功为2.7 eV，氢原子的能级图如图K1341所示.一群氢原子处于量子数n＝4的能级状态，下列说法中正确的是( )图K1341A.氢原子最多可能辐射4种频率的光子B.氢原子最多可能辐射6种频率的光子C.有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应D.辐射的光子中有些光子能使钙发生光电效应E.处于基态的氢原子能够吸收能量为11 eV的光子向高能级跃迁5.我国科学家研制“两弹”所涉及的基本核反应有：①235 92U＋10n→9038Sr＋136 54Xe＋k10n.②21H＋31H→42He＋d10n.关于这两个方程的下列说法，正确的是( )A.方程①属于α衰变B.方程①属于重核裂变C.方程②属于轻核聚变D.方程①中k＝10，方程②中d＝1E.方程①中k＝6，方程②中d＝16.以下说法正确的是( )A.当氢原子从n＝3的状态跃迁到n＝1的状态时，要吸收光子B.蓝光照射到某金属板表面时能够产生光电效应，则换用强度较低的紫光照射不可以发生光电效应现象C.原子序数大于83的原子核都具有放射性D.核反应：235 92U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋a X中X为中子，a＝3E.放射性元素发生一次β衰变，原子序数增加17.(2014年广东揭阳一中摸底)氘核、氚核、中子、氦核的质量分别是m1、m2、m3和m4，如果氘核和氚核结合生成氦核，则下列说法中正确的是( )A.核反应方程为21H＋31H→42He＋10nB.这是一个裂变反应C.核反应过程中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3D.核反应过程中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3－m4E.核反应过程中释放的核能ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c28.(2014年广东茂名月考)下列核反应方程及其表述完全正确的是( )A.32He＋21H→42He＋11H是聚变反应B.238 92U→234 90Th＋42He是人工核转变C.235 92U＋10n→9236Kr＋141 56Ba＋310n是裂变反应D.2411Na→2412Mg＋0－1e是裂变反应E.234 91Pa→234 92O＋0－1e是β衰变方程9.(2013年海南卷)原子核232 90Th具有天然放射性，它经过若干次α衰变和β衰变后会变成新的原子核.下列原子核中，有三种是232 90Th衰变过程中可以产生的，它们是( )A.204 82PbB.203 82PbC.216 84PoD.224 88RaE.226 88Ra10.(2016年吉林实验中学一模)以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的有( )A.紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B.每个核子只跟邻近的核子发生核力作用C.原子核式结构模型是由汤姆逊在α粒子散射实验基础上提出的D.太阳内部发生的核反应是热核反应E.关于原子核内部的信息，最早来自天然放射现象11.(2016年重庆月考)下列说法正确的是( )A.方程式238 92U→234 90He＋42He是重核裂变反应方程B.铯原子核(133 55Cs)的结合能小于铅原子核(208 82Pb)的结合能C.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的D.核力是短程力，与核子间的距离有关，有时表现为引力，有时表现为斥力E.原子核所含核子单独存在时的总质量等于该原子核的质量实验十六验证动量守恒定律一、单项选择题1.在做验证碰撞中的动量守恒的实验时，选用入射小球和被碰小球的要求是( )A.入射小球的质量大于被碰小球的质量，两球的直径相同B.入射小球的质量小于被碰小球的质量，两球的直径相同C.两球的质量相同，入射小球的直径大于被碰小球的直径D.两球的质量和直径均相同2.在做“验证动量守恒定律”的实验时，入射球a的质量为m1，被碰球b的质量为m2，小球的半径为r，各小球的落地点如图S161所示，下列关于这个实验的说法正确的是( )图S161A.入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相等的小球B.让入射球与被碰球连续10次相碰，每次都要使入射球从斜槽上不同的位置滚下C.要验证的表达式是m1·OP＝m1·OM＋m2·OND.要验证的表达式是m1·(OP－2r)＝m1·(OM－2r)＋m2·ON3.在做“碰撞中的动量守恒”的实验中，入射球每次滚下都应从斜槽上的同一位置无初速度释放，这是为了使( )A.小球每次都能水平飞出槽口B.小球每次都以相同的速度飞出槽口C.小球在空中飞行的时间不变D.小球每次都能对心碰撞4.在“验证碰撞中的动量守恒”的实验中，下列说法不符合本实验要求的是( )A.入射球比被碰球质量大或者小均可，但二者的直径必须相同B.在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放C.安装轨道时，轨道末端必须水平D.需要使用的测量仪器有天平和刻度尺5.在“验证动量守恒定律”实验中，设入射球、被碰球的质量分别为m1、m2，半径分别为r1、r2，为了减小实验误差，下列说法正确的是( )A.m1＝m2，r1＞r2B.m1＞m2，r1<r2C.降低斜槽的高度D.入射小球释放点要适当高一些6.在“验证动量守恒定律”实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是，可以通过间接地测量解决这个问题，下列关于所测量物理量的说法中正确的是( )A.小球开始释放高度B.小球抛出点距地面的高度C.小球做平抛运动的射程D.同时测量小球抛出点距地面的高度和小球的水平射程二、多项选择题7.在“研究碰撞中动量守恒”的实验中，入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中，错误的是( )A.释放点越高，两球相碰时相互作用力越大，碰撞前动量之差越小，误差越小B.释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，支柱对被碰小球的水平冲量就越小C.释放点越低，小球受阻力越大，入射小球速度越小，误差越小D.释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越小，实验误差也越小8.如图S162，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射球m1多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复.接下来要完成的必要步骤是( )图S162A.用天平测量两个小球的质量m1、m2B.测量小球m1开始释放高度hC.测量抛出点距地面的高度HD.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、NE.测量平抛射程OM、ON三、非选择题9.如图S163所示为“验证动量守恒定律”的实验装置.图S163(1)下列说法中符合本实验要求的是________(填选项前面的字母).A.入射球比被碰球质量大或者小均可，但两者的直径必须相同B.在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放C.安装轨道时，轨道末端必须水平D.需要使用的测量仪器有天平、刻度尺和秒表(2)实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点，经多次释放入射球，在记录纸上找到了两球平均落点位置为M、P、N，并测得它们到O点的距离分别为OM、OP和ON.已知入射球的质量为m1，被碰球的质量为m2，如果测得m1·OM＋m2·ON近似等于____________，则认为成功地验证了碰撞中的动量守恒.10.某实验小组利用“验证动量守恒定律”的器材来验证小滑块沿斜槽滚下过程中机械能守恒，实验装置如图S164所示.(已知小滑块质量为m)图S164(1)部分实验步骤如下：A.把斜槽固定在实验台边缘，调整斜槽使斜槽出口末端____________.B.出口末端拴上重锤线，重锤投影在水平地面O点，地面铺上________________.C.从斜槽某高处同一点A由静止开始释放小滑块多次，找出平均落地点P.(2)实验中应测量的数据有_________________________________________(填上文字和相应的符号).(3)除了测量引起误差外，从器材角度考虑，用______代替小滑块能减小误差.专题提升十三动量守恒中几种常见的模型1.(2015年福建莆田一中期末)如图Z131所示，一质量M＝3.0 kg的长方形木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量m＝1.0 kg的小木块A.给A和B以大小均为4.0 m/s，方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，A始终没有滑离B板. 在小木块A做加速运动的时间内，木板速度大小可能是( )图Z131A.1.8 m/sB.2.4 m/sC.2.8 m/sD.3.0 m/s2.(2016年黑龙江实验中学月考)如图Z132所示，在光滑的水平面上有一长为L的木板B，其右侧边缘放有小滑块C，与木板B完全相同的木板A以一定的速度向左运动，与木板B 发生正碰，碰后两者粘在一起并继续向左运动，最终滑块C刚好没有从木板上掉下.已知木板A、B和滑块C的质量均为m，C与A、B之间的动摩擦因数均为μ.求：(1)木板A与B碰前的速度v0.(2)整个过程中木板B对木板A的冲量I.。