2016届高考物理近代物理专题复习正式版
2016届高考物理二轮复习讲练测专题18近代物理初步(测)(解析版)
2016年高三二轮复习讲练测之测案【新课标版物理】总分 _______ 时间 _______ 班级 _______ 学号 _______ 得分_______【满分:110分 时间:90分钟】一、选择题: (本题共12小题,共60分。
在每小题给出的四个选项中,第1-8题只有一个选项符合题目要求,每小题5分。
第9-12题有多个选项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1. 【北京市朝阳区2015~2016学年度高三年级第一学期期中统一考试】以下说法中符合事实的是A .汤姆生发现电子并提出了原子核式结构模型B .玻尔发现电子并提出了原子核式结构模型C .卢瑟福做了α粒子散射实验并提出了原子核式结构模型D .密里根做了α粒子散射实验并提出了原子核式结构模型【答案】C 【名师点睛】此题是物理学史的考查;对课本上涉及到的物理学家的名字及在物理学中的贡献要熟练掌握;不仅如此还要学习物理学家为科学发展献身的伟大精神;对物理学史的考查历来是考试的热点问题.2.【北京市朝阳区2015~2016学年度高三年级第一学期期中统一考试】比较α、β、γ三种射线的电离作用和穿透能力A .β射线的电离作用最强B .γ射线的电离作用最强C .α射线的穿透能力最强D .γ射线的穿透能力最强【答案】D【解析】α、β、γ三种射线中,α射线的电离作用最强,γ射线的穿透能力最强;故选D.【名师点睛】此题考查了放射性元素的三种射线的作用;要知道α射线是氦核,它的电离本领是最强的,穿透本领最弱;β射线是高速电子流;γ射线是电磁波,是光子流,它的穿透能力最强,但是电离本领最弱.3. 【河北省衡水中学2016届高三上学期四调考试物理试题】已知钙和钾的截止频率分别为147.7310Hz ⨯和145.4410H ⨯z ,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【答案】A【名师点睛】解决本题的关键要掌握光电效应方程,明确光电子的动量与动能的关系、物质波的波长与动量的关系h P λ=4.【北京市丰台区2015年高三年级第二学期统一练习(一)理综物理试题】每种原子都有自己的特征谱线,所以运用光谱分析可以鉴别物质和进行深入研究。
高考物理专题——近代物理初步
一、光电效应1.实验规律(1)任何一种金属都有一个极限频率,入射光的频率低于这个频率时不发生光电效应。
(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)入射光照射到金属板上时,光电子的发射几乎是瞬时的,一般不会超过10-9 s。
(4)当入射光的频率大于或等于极限频率时,饱和光电流的大小与入射光的强度成正比。
2.三个概念(1)最大初动能:只有金属表面的电子直接向外飞出时,只需克服原子核的引力做功的情况,才具有最大初动能。
(2)饱和光电流:金属板飞出的光电子到达阳极,回路中便产生光电流,随着所加正向电压的增大,光电流趋于一个饱和值,这个饱和值是饱和光电流,在一定的光照条件下,饱和光电流与所加电压大小无关。
(3)入射光强度:入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量。
3.光电效应方程(1)方程:E k=hν-W0,光电子的最大初动能E k可以利用光电管用实验的方法测得,即E k=eU c,其中U c是遏止电压。
(2)极限频率:νc =W 0h 。
(3)逸出功:它与极限频率νc 的关系是W 0=hνc 。
二、能级跃迁1.氢原子能级2.谱线条数一群氢原子处于量子数为n 的激发态时,最多可能辐射出的光谱线条数N =C 2n =n (n -1)2。
三、核反应和核能1.原子核衰变 衰变类型α衰变 β衰变 衰变方程 A Z X →A -4Z -2Y +42He A Z X → A Z +1Y +0-1e衰变实质 2个质子和2个中子结合成一个整体射出核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子 211H +210n →42He 10n →11H +0-1e衰变规律电荷数守恒、质量数守恒(1)原子核的结合能:克服核力做功,使原子核分解为单个核子时吸收的能量,或若干单个核子在核力的作用下结合成原子核时放出的能量。
(2)质量亏损:原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的现象。
(3)质能方程:E =mc 2,即一定的能量和一定的质量相联系。
专题18 近代物理-决胜2016年高考全国名校试题物理分项汇编(江苏特刊)(原卷版)
一、单项选择题1.【2015·南京、盐城市高三年级第二次模拟考试】(4分)下列说法正确的是___________A .放射性元素的半衰期随温度升高而减小B .光和电子都具有波粒二象性C .α粒子散射实验可以估算出原子核的数量级为1010-mD .原子核的结合能越大,原子核越稳定2.【2015·淮安市高三第五次调研测试物理试题】下列说法正确的是____________A .β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流B .一个氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时,最多能产生3个不同频率的光子C .用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期D .原子核经过衰变生成新核,则新核的质量总等于原核的质量3.【2015·江苏省扬州中学高三物理开学考试】下列说法中正确的是 。
A .用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大B .查德威克发现中子的核反应是:nC He Be 101264294+→+C .β衰变说明了β粒子(电子)是原子核的组成部分D .“探究碰撞中的不变量”的实验中得到的结论是碰撞前后两个物体mv 的矢量和保持不变4.【2015·南通市高三第一次调研测试】钍23490Th 具有放射性,它能放出一个新的粒子而变为镤23491Pa ,同时伴随有γ射线产生,其方程为2342349091Th Pa x →+,钍的半衰期为24天.则下列说法中正确的是 .A .x 为质子B .x 是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的C .γ射线是镤原子核放出的D .1g 钍23490Th 经过120天后还剩0.2g 钍二、多项选择题1.【2015·苏锡常镇四市高三教学情况调研(一)】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,都能发生光电效应现象.对于这两个过程,下列四个物理量中,一定不同的是 ▲(A )单位时间内逸出的光电子数 (B )反向截止电压(C )饱和光电流 (D )光电子的最大初动能2.【江苏省扬州中学2014-2015学年第一学期质量检测高三物理试题】(选修模块3-5)(12分)近年来装修污染已经被列为“危害群众最大的五种环境污染”之一.目前,在居室装修中经常用到的花岗岩、大理石等装修材料,都不同程度地含有放射性元素,比如,含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性气体氡,而氡会发生放射性衰变,放出α、β、γ射线,这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病,根据有关放射性知识回答下列问题:(1)下列说法正确的是A.氡的半衰期为3.8天,则若在高温下其半衰期必缩短B.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的C.γ射线一般伴随着α或β射线产生,在这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,电离能力也最强D.发生α衰变时,新核与原来的原子核相比,中子数减少了23.【2015•江苏省扬州市扬州中学高三8月开学考试物理试题】下列实验中,深入地揭示了光的粒子性一面的有.4.【2015·盐城市高三年级第三次模拟考试物理试题】如图所示,把一块不带电的锌板接在验电器上,用紫外线灯照射锌板,验电器金属箔张开。
2016年全国普通高等学校招生统一考试物理(全国1卷精编版)
2016年全国普通高等学校招生统一考试物理(全国1卷精编版)绝密★启用前 2016年全国普通高等学校招生统一考试物理(全国1卷精编版) 试卷副标题 考试范围:xxx ;考试时间:100分钟;命题人:xxx 注意事项: 1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上 第I 卷(选择题) 请点击修改第I 卷的文字说明 一、单选题 1.一平行板电容器两极板之间充满云母介质,……外………________姓名……内………电容器 A .极板上的电荷量变大,极板间的电场强度变大 B .极板上的电荷量变小,极板间的电场强度变大 C .极板上的电荷量变大,极板间的电场强度不变 D .极板上的电荷量变小,极板间的电场强度不变 2.现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子,其示意图如图所示,其中加速电压恒定。
质子在入口处从静止开始被加速电场加速,经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。
若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速,为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场,需将磁感应强度增加到原来的12倍。
此离子和质子的质量比约为 A .11 B .12 C .121 D .144 3.一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻R 1、R 2和R 3的阻值分别为3Ω 、1Ω 和…○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________ …○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………………○…………订____________考号:………○…………订 另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b 。
外力F 向右上方拉b ,整个系统处于静止状态。
若F 方向不变,大小在一定范围内变化,物块b 仍始终保持静止,则 A .绳OO'的张力也在一定范围内变化 B .物块b 所受到的支持力也在一定范围内变化 C .连接a 和b 的绳的张力也在一定范围内变化 D .物块b 与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化 7.如图,一带负电荷的油滴在匀强电场中运动,其轨迹在竖直平面(纸面)内,且相对于过轨迹最低点P 的竖直线对称。
【大高考】(全国通用)2016届高考物理 专题十八 近代物理初步课件
MeV
热核反应 使核发生聚变需要几百万度以上的高温,因此聚变又叫_________.
2.核反应的四种类型
类 型 自发 自发
17
可控性
核反应方程典例
238 90 2 92 U―→___________
α 衰变 衰变 β 衰变
234
Th+4He
235 1 144 89 1 3 0n. 92 U+0n―→ 56 Ba+36Kr+__
由重核裂变产生的中子使裂变反应能持续地进行的过程称为链式 反应,发生链式反应的条件是:裂变物质的体积大于等于 ________临界体积. 裂变的应用:原子弹、核反应堆.
质量较大 的核的反应过程.如: (2)轻核聚变:聚变是两个轻核结合成_________
强度 无关,只随入射光频率的 (2)光电子的最大初动能与入射光的_____ 增大 增大而_____. 几乎是瞬时 的,一般不超过10-9s. (3)光电效应的发生___________ (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
正比 强度成_____.
【易错防范】
(1)光电效应中的“光”指的是可见光.( × ) (2)只要光照射的时间足够长,任何金属都能产生光电效应.( × ) (3)光电子不是光子.( × ) (4)入射光的强度相同,入射光的频率不一定相同.( √ )
质量和要小Δm,这就是质量亏损.由质量亏损可求出释放的核能ΔE Δmc2 =_______.
【易错防范】 (1)核力是弱相互作用,作用力很小.( × ) (2)爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量,它们之间可以相 互转化.( × )
知识点九
裂变反应和聚变反应、裂变反应堆、核反应方程
2016届高考物理复习系列(真题+模拟)专题重组考点:实验专题+阶段滚动练+综合训练(共255页)
课时考点35 实验一 探究单摆的运动,用单摆测定重力加速度 实验二 测定玻璃的折射率实验三 用双缝干涉测量光的波长1.(2014·安徽理综,14)在科学研究中,科学家常将未知现象同已知现象进行比较,找出其共同点,进一步推测未知现象的特性和规律。
法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时,曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系。
已知单摆摆长为l ,引力常量为G ,地球质量为M ,摆球到地心的距离为r ,则单摆振动周期T 与距离r 的关系式为( )A .T =2πrGM l B .T =2πr l GM C .T =2πr GM l D .T =2πl rGM2.(2014·大纲全国卷,17)在双缝干涉实验中,一钠灯发出的波长为589 nm 的光,在距双缝1.00 m 的屏上形成干涉图样。
图样上相邻两明纹中心间距为0.350 cm ,则双缝的间距为( )A .2.06×10-7 mB .2.06×10-4 mC .1.68×10-4 mD .1.68×10-3 m3.[2014·江苏单科,12B(1)]某同学用单色光进行双缝干涉实验,在屏上观察到题(甲)图所示的条纹,仅改变一个实验条件后,观察到的条纹如题(乙)图所示。
他改变的实验条件可能是( )A.减小光源到单缝的距离B.减小双缝之间的距离C.减小双缝到光屏之间的距离D.换用频率更高的单色光源4.(2015·北京理综,21)图1(1)“测定玻璃的折射率”的实验中,在白纸上放好玻璃砖,aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面,如图1所示。
在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2,用“+”表示大头针的位置,然后在另一侧透过玻璃砖观察,并依次插上大头针P3和P4。
在插P3和P4时,应使()A.P3只挡住P1的像B.P4只挡住P2的像C.P3同时挡住P1、P2的像(2)用单摆测定重力加速度的实验装置如图2所示。
2016年高考物理母题题源系列专题16近代物理初步(含解析)
专题16近代物理初步【母题来源一】2016年上海卷【母题原题】研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示。
两块平行放置的金属板A 、B 分别与电源的两极a 、b 连接,放射源发出的射线从其上方小孔向外射出。
则:()A .a 为电源正极,到达A 板的为α射线B .a 为电源正极,到达A 板的为β射线C .a 为电源负极,到达A 板的为α射线D .a 为电源负极,到达A 板的为β射线【答案】B【考点定位】带电粒子在匀强电场中的偏转、α射线和β射线的本质【方法技巧】通过类平抛运动计算粒子在竖直方向的位移关系式,根据公式分析该位移与比荷的关系,再结合图示进行比较判断。
【母题来源二】2016年北京卷【母题原题】处于n =3能级的大量氢原子,向低能级跃迁时,辐射光的频率有:()A .1种B .2种C .3种D .4种【答案】C【考点定位】考查了氢原子跃迁【方法技巧】解决本题的关键知道能级间跃迁辐射或吸收光子的能量等于两能级间的能级差,知道数学组合公式2C n 的应用,另外需要注意题中给的是“大量”氢原子还是一个氢原子。
【命题意图】本题考查近代物理知识中的一个重要考点—玻尔理论,意在考查考生的理解能力。
【考试方向】近代物理部分,涉及的考点较多,主要有光电效应、波粒二象性、原子结构、玻尔理论、衰变、核反应和核能等,主要以选择题的形式命题,可能单独命题,但更多的是通过多个选项命制综合题。
【得分要点】光电效应波粒二象性主要考查方向有以下几个方面,其主要破解方法也一并总结如下:1、由Ek -ν图象可以得到的信息:(1)极限频率:图线与ν轴交点的横坐标νc .(2)逸出功:图线与E k 轴交点的纵坐标的值E =W 0.(3)普朗克常量:图线的斜率k =h .2、光电效应中两条线索线索一:通过频率分析:光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大。
线索二:通过光的强度分析:入射光强度大→光子数目多→产生的光电子多→光电流大。
五年高考真题)2016届高考物理_专题十八_近代物理
(五年高考真题)2016届高考物理专题十八近代物理初步(全国通用)考点一光电效应波粒二象性1.[2015·新课标全国Ⅱ,35(1),5分](难度★★)(多选)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.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构E.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通过双缝实验装置后可以形成干涉图样,可以说明电子是一种波,故A 正确;β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹,可以说明β射线是一种粒子,故B错误;人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构,中子衍射说明中子是一种波,故C正确;人们利用电子显微镜观测物质的微观结构,利用了电子束的衍涉现象,说明电子束是一种波,故D正确;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,说明光是一种粒子,故E错误.答案ACD2.[2015·江苏单科,12C(1),5分](难度★★★)(多选)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光电效应说明光的粒子性,所以A正确;热中子束在晶体上产生衍射图样,即运动的实物粒子具有波的特性,即说明中子具有波动性,所以B正确;黑体辐射的实验规律说明电磁辐射具有量子化,即黑体辐射是不连续的、 一份一份的,所以黑体辐射用光的粒子性解释,即C 错误;根据德布罗意波 长公式λ=h p,p 2=2mE k ,又质子的质量大于电子的质量,所以动能相等的质 子和电子,质子的德布罗意波较短,所以D 错误.答案 AB3.[2014·江苏单科,12C(1)](难度★★)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 由光电效应方程E km =hν-W =hν-hν0钙的截止频率大,因此钙中逸出的光电子的最大初动能小,其动量p =2mE km ,故动量小,由λ=hp,可知波长较大,则频率较小,选项A 正确.答案 A4.(2014·广东理综,18,6分)(难度★★★)(多选)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解析 增大入射光强度,使单位时间内逸出的光电子数增加,因此光电流增 大,选项A 正确;光电效应与照射光的频率有关,与强度无关,选项B 错误; 当照射光的频率小于ν,大于极限频率时发生光电效应,选项C 错误;由E km=hν-W ,增加照射光的频率,光电子的最大初动能变大,选项D 正确.答案 AD5. (2013·北京理综,14,6分)(难度★★)如图所示,一束可见光射向半圆形玻璃砖 的圆心O ,经折射后分为两束单色光a 和b .下列判断正确的是( )A .玻璃对a 光的折射小于对b 光的折射率B .a 光的频率大于b 光的频率C .在真空中a 光的波长大于b 光的波长D .a 光光子能量小于b 光光子能量解析 由光路图知,a 光比b 光的偏折程度大,说明a 光的频率大于b 光的频 率,B 选项正确;同一种介质,对频率大的光折射率大,A 选项错误;在真 空中的波长λ=cν,故频率大的光波长短,C 选项错误;光子能量E =hν,ν 为光的频率,故频率越大,光子能量越大,D 选项错误.答案 B6. (2013·北京理综,20,6分)(难度★★)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.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 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 -W e解析 假设电子吸收光子个数为n (n >1),则nhν=E k +W ,又E k =eU ,解得U =nh νe-W e,B 正确.答案 B7.[2012·福建理综,29(1),6分](难度★★)关于近代物理,下列说法正确的是( )A .α射线是高速运动的氦原子B .核聚变反应方程21H +31H →42He +10n 中,10n 表示质子C .从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D .玻尔将量子观念引入原子领域,其理论能够解释氢原子光谱的特征解析 α射线是高速运动的氦原子核,A 错误;10n 为中子,B 错误;光电效 应中,金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hν,这些能量一部分用来克 服金属的逸出功W 0,剩下的表现为逸出后电子的初动能E k ,C 错误;玻尔将 量子观念引入原子领域,D 正确.答案 D8.[2013·江苏物理,12C(1)](难度★★★)如果一个电子的德布罗意波长和一个中 子的相等,则它们的________也相等. A .速度B .动能C .动量D .总能量解析 由德布罗意波长公式λ=hp可知,波长相等,则动量相等,故C 正确; 由于电子和中子质量不等,由p =mv 可知速度不等,故A 错误;动能E k =12mv2=p 22m,故动能不等,B 错误;总能量E =mc 2,故D 错误.答案 C9.[2015·新课标全国Ⅰ,35(1),5分](难度★★★)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 光电效应中,入射光子能量hν,克服逸出功W 0后多余的能量转换为 电子动能,反向遏制电压eU =hν-W 0,整理得U =h e ν-W 0e ,斜率即h e=k , 所以普朗克常量h =ek ,截距为b ,即eb =-W 0,所以逸出功W 0=-eb .答案 ek -eb10.(2011·新课标全国卷,35(1),6分)(难度★★)在光电效应实验中,某金属的截 止频率相应的波长为λ0,该金属的逸出功为________.若用波长为λ(λ<λ0) 的单色光做该实验,则其遏止电压为________.已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h.解析设该金属的截止频率为ν0,则该金属的逸出功W0=hν0=hcλ0;对光电子,由动能定理得eU c=h cλ-W0,解得U c=hce·λ0-λλλ0.答案hcλ0hce·λ0-λλλ0考点二原子结构氢原子光谱1.[2015·福建理综,30(1),6分](难度★★))下列有关原子结构和原子核的认识,其中正确的是( )A.γ射线是高速运动的电子流B.氢原子辐射光子后,其绕核运动的电子动能增大C.太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D.21083 Bi的半衰期是5天,100克21083Bi经过10天后还剩下50克解析γ射线是光子流,故A错误;氢原子辐射光子后,由高能级向低能级跃迁,半径减小,绕核运动的动能增大,故B正确;太阳辐射能量主要来源是太阳中发生的轻核聚变,故C错误;100克21083Bi经过10天即2个半衰期还剩下122×100克=25克,故D错误.答案 B2.(2015·重庆理综,1,6分)(难度★★)图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹,气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里.以下判断可能正确的是( )A.a、b为β粒子的径迹B.a、b为γ粒子的径迹C.c、d为α粒子的径迹D.c、d为β粒子的径迹解析γ粒子是不带电的光子,在磁场中不偏转,选项B错误;α粒子为氦核带正电,由左手定则知向上偏转,选项A、C错误;β粒子是带负电的电子,应向下偏转,选项D正确.答案 D3.(2014·天津理综,6,6分)(难度★★)(多选)下列说法正确的是( ) A.玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立B.可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施C.天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转D.观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同解析玻尔对氢原子光谱的研究完善了核式结构模型,选项A错误;紫外线有荧光效应,故B选项正确;天然放射现象中的γ射线不带电,在电场或磁场中不发生偏转,选项C错误;观察者与波源互相远离,由多普勒效应可知接收到的频率变小,故选项D正确.答案BD4.[2014·山东理综,39(1)](难度★★★)(多选)氢原子能级如图,当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时,辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是( )A.氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时,辐射光的波长大于656 nmB.用波长为325 nm的光照射,可使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级C.一群处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D.用波长为633 nm的光照射,不能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级解析由E初-E终=hν=h cλ可知,氢原子跃迁时始、末能级差值越大,辐射的光子能量越高、波长越短,由能级图知E3-E2<E2-E1,故A错误;由-1.51-(-3.4)-3.4-(-13.6)=λ656得λ=121.6 nm<325 nm,故B错误;由C23=3可知C 正确;因跃迁中所吸收光子的能量必须等于始、末能级的差值,即从n=2跃迁到n=3的能级时必须吸收λ=656 nm的光子,故D正确.答案CD5.(2013·福建理综,30(2),6分)(难度★★)在卢瑟福α粒子散射实验中,金箔中的原子核可以看做静止不动,下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹,其中正确的是( )解析α粒子与原子核均带正电荷,所以α粒子受到原子核的作用力为斥力,据此可排除选项A、D;α粒子不可能先受到吸引力,再受到排斥力,B错误.答案 C6.(2013·天津理综,1,6分)(难度★★)下列说法正确的是( )A.原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B.α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流C.氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D.发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关解析原子核发生衰变时有质量亏损,质量不守恒,选项A错;γ射线是光子流,不是带电粒子流,选项B错;氢原子从激发态向基态跃迁,辐射的光子能量hν=E m-E n,即只能辐射特定频率的光子,C项正确;光电效应的光电子动能E k=hν-W,只与入射光频率有关,而与入射光强度无关,D项错误.答案 C7.(2012·北京理综,13,6分)(难度★★)一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级,该氢原子( )A.放出光子,能量增加B.放出光子,能量减少C.吸收光子,能量增加D.吸收光子,能量减少解析根据玻尔原子理论知,氢原子从高能级n=3向低能级n=2跃迁时,将以光子形式放出能量,放出光子后原子能量减少,故B选项正确.答案 B8. (2012·四川理综,17,6分)(难度★★★)如图为氢原子能级示意图的一部分,则氢原子( )A.从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出电磁波的波长长B.从n =5能级跃迁到n =1能级比从n =5能级跃迁到n =4能级辐射出电磁 波的速度大 C .处于不同能级时,核外电子在各处出现的概率是一样的 D .从高能级向低能级跃迁时,氢原子核一定向外放出能量解析 光子能量E =hν=hc λ,而E 4-3<E 3-2,故λ4-3>λ3-2,A 项正确;由于 光波的波速由介质和频率共同决定,且在真空中传播时与频率无关,故B 错; 电子在核外不同能级出现的概率是不同的,故C 错;能级跃迁是核外电子在 不同轨道间的跃迁,与原子核无关,故D 错误.答案 A9.(2012·江苏单科,12C(1))(难度★★)如图所示是某原子的能级图,a 、b 、c 为 原子跃迁所发出的三种波长的光.在下列该原子光谱的各选项中,谱线从左 向右的波长依次增大,则正确的是______.解析 由hν=h cλ=E 初-E 末可知该原子跃迁前、后的能级差越大,对应光线 的能量越大,波长越短.由图知a 对应光子能量最大,波长最短,c 次之,而 b 对应光子能量最小,波长最长,故C 正确.答案 C10.(2011·全国理综,18)(难度★★★)已知氢原子的基态能量为E 1,激发态能量 E n=E 1n2,其中n =2,3,….用h 表示普朗克常量,c 表示真空中的光速.能使 氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为( ) A .-4hc 3E 1 B .-2hc E 1 C .-4hc E 1 D .-9hc E 1解析 根据激发态能量公式E n =E 1n 2可知氢原子第一激发态的能量为E 14,设能 使氢原子从第一激发态电离的最大波长(设波长为λm )的光子能量为ΔE ,则 有E 14+ΔE =0,且ΔE=h c λm ,联立解得λm =-4hcE 1,所以本题正确选项只有 C.答案 C11.[2015·海南单科,17(1),4分](难度★★★)氢原子基态的能量为E 1=-13.6 eV.大量氢原子处于某一激发态.由这些氢原子可能发出的所有的光子中,频率 最大的光子能量为-0.96E 1,频率最小的光子的能量为______eV(保留2位有 效数字),这些光子可具有________种不同的频率.解析 频率最大的光子能量为-0.96E 1,即E n -E 1=-0.96E 1,则E n =E 1- 0.96E 1=(-13.6 eV)-0.96×(-13.6 eV)=0.54 eV ,即n =5,从n =5能级开 始跃迁,这些光子能发出的频率数n =5×(5-1)2=10种.频率最小的光子 是从n =5能级跃迁到n =4能级,其能量为E min =-0.54 eV -(-0.85 eV)= 0.31 eV.答案 0.31 eV 10考点三 天然放射现象 核反应 核能1.(2015·北京理综,14,6分)(难度★★)下列核反应方程中,属于α衰变的是( ) A.147N +42He →178O +11H B.238 92U →234 90Th +42He C.21H +31H →42He +10nD.23490Th →23491Pa + 0-1e解析 α衰变是重核自发的发出α粒子的天然放射现象,其中α粒子是42He , 所以B正确;A 为人工转变,C 为轻核的聚变,D 是β衰变,故A 、C 、D 皆 错误.答案 B2.(2015·广东理综,18,6分)(难度★★)(多选)科学家使用核反应获取氚,再利用 氘和氚的核反应获得能量,核反应方程分别为:X +Y→42He +31H +4.9 MeV 和21H +31H →42He +X +17.6 MeV ,下列表述正确的有( ) A .X 是中子B .Y 的质子数是3,中子数是6C .两个核反应都没有质量亏损D .氘和氚的核反应是核聚变反应解析 根据核反应中质量数和电荷数守恒,可知X 是10X ,所以为中子,A 正 确;Y 应为63Y,所以Y 的质子数为3,核子数为6,中子数为3,B 错误;两核反应均有能量释放,根据爱因斯坦质能方程,两核反应都有质量亏损,C 错误;由聚变反应概念知,D 正确.答案 AD3.(2015·天津理综,1,6分)(难度★★)物理学重视逻辑,崇尚理性,其理论总是建立在对事实观察的基础上.下列说法正确的是( )A.天然放射现象说明原子核内部是有结构的B.电子的发现使人们认识到原子具有核式结构C.α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D.密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的解析放射性现象中释放出了其他粒子,说明原子核内部具有一定的结构,A 正确;电子的发现使人们认识到:原子是可以分割的,是由更小的微粒组成的,B错误;α粒子散射实验否定了汤姆逊提出的枣糕式原子模型,建立了核式结构模型,C错误;密立根油滴实验测定了电子的电荷量,D错误.答案 A4.(2015·北京理综,17,6分)(难度★★)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,则( )A.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解析静止的原子核发生β衰变,动量守恒,即MV=mv,新核和电子在磁场中做匀速圆周运动,根据qvB=m v2r知r=mvqB,即r∝1q,故轨迹1是电子的,轨迹2是新核的,又由左手定则可知磁场的方向为垂直于纸面向里,所以只有选项D正确.答案 D5.[2015·山东理综,39(1)](难度★★)(多选)14C发生放射性衰变成为14N,半衰期约5700年.已知植物存活期间,其体内14C与12C的比例不变;生命活动结束后,14C的比例持续减少.现通过测量得知,某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一.下列说法正确的是( )a.该古木的年代距今约5700年b.12C、13C、14C具有相同的中子数c.14C衰变为14N的过程中放出β射线d.增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变解析因古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一,则可知经过的时间为一个半衰期,即该古木的年代距今约为5 700年,选项a正确;12C、13C、14C具有相同的质子数,由于质量数不同,故中子数不同,选项b 错误;根据核反应方程可知,14C 衰变为14N的过程中放出电子,即发出β射线,选项c正确;外界环境不影响放射性元素的半衰期,选项d错误.答案ac6.[2014·新课标全国Ⅰ,35(1),6分](难度★★)(多选)关于天然放射性,下列说法正确的是________.A.所有元素都可能发生衰变B.放射性元素的半衰期与外界的温度无关C.放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D.α、β和γ三种射线中,γ射线的穿透能力最强E.一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线解析原子序数大于或等于83的元素,都能发生衰变,而原子序数小于83 的部分元素能发生衰变,故A错;放射性元素的衰变是原子核内部结构的变化,与核外电子的得失及环境温度无关,故B、C项正确;在α、β、γ三种射线中,α、β为带电粒子,穿透本领较弱,γ射线不带电,具有较强的穿透本领,故D项正确;一个原子核不能同时发生α和β衰变,故E项错误.答案BCD7.[2014·新课标全国Ⅱ,35(1),5分](难度★★)(多选)在人类对微观世界进行探索的过程中,科学实验起到了非常重要的作用.下列说法符合历史事实的是________.A.密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B.贝克勒尔通过对天然放射现象的研究,发现了原子中存在原子核C.居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D.卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子E .汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验,发现了阴极射线是由带 负电的粒子组成的,并测出了该粒子的比荷解析 密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值,选项A 正确;贝克勒尔 通过对天然放射现象的研究,说明原子核的组成情况,而原子中存在原子核是卢瑟福的α粒子散射实验发现的,选项B 、D 错误;居里夫妇发现钋和镭 是从沥青中分离出来的,选项C 正确;汤姆逊通过阴极射线在电磁场中的偏 转,发现阴极射线是由带负电的粒子组成的,并测出其比荷,选项E 正确.答案 ACE8.(2014·北京理综,14,6分)(难度★★)质子、中子和氘核的质量分别为m 1、m 2 和m 3。
高中物理一轮复习 专题:近代物理 第1讲 光电效应 讲义
第1讲光电效应[学生用书P229]【基础梳理】一、光电效应1.定义:在光的照射下从物体发射出电子的现象(发射出的电子称为光电子).2.产生条件:入射光的频率大于极限频率.3.光电效应规律(1)存在着饱和电流:对于一定颜色的光,入射光越强,单位时间内发射的光电子数越多.(2)存在着遏止电压和截止频率:光电子的能量只与入射光的频率有关,而与入射光的强弱无关.当入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应.(3)光电效应具有瞬时性:当频率超过截止频率时,无论入射光怎样微弱,几乎在照到金属时立即产生光电流,时间不超过10-9 s.二、光电效应方程1.基本物理量(1)光子的能量ε=hν,其中h=6.626×10-34 J·s(称为普朗克常量).(2)逸出功:使电子脱离某种金属所做功的最小值.(3)最大初动能:发生光电效应时,金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有动能的最大值.2.光电效应方程:E k=hν-W0.三、光的波粒二象性与物质波1.光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性.(2)光电效应说明光具有粒子性.(3)光既具有波动性,又具有粒子性,称为光的波粒二象性.2.物质波(1)概率波:光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现,亮条纹是光子到达概率大的地方,暗条纹是光子到达概率小的地方,因此光波又叫概率波.(2)物质波:任何一个运动着的物体,小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应,其波长λ=h p,p为运动物体的动量,h为普朗克常量.【自我诊断】(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)×(多选)(高考广东卷)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=12m v2可知,增加照射光频率,光电子的最大初动能也增大,故选项D正确.对光电效应现象的理解[学生用书P230]【知识提炼】1.与光电效应有关的五组概念对比(1)光子与光电子:光子指光在空间传播时的每一份能量,光子不带电;光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子,其本质是电子.光子是光电效应的因,光电子是果.(2)光电子的初动能与光电子的最大初动能:光照射到金属表面时,电子吸收光子的全部能量,可能向各个方向运动,需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量,剩余部分为光电子的初动能;只有金属表面的电子直接向外飞出时,只需克服原子核的引力做功的情况,才具有最大初动能.光电子的初动能小于等于光电子的最大初动能.(3)光电流和饱和光电流:金属板飞出的光电子到达阳极,回路中便产生光电流,随着所加正向电压的增大,光电流趋于一个饱和值,这个饱和值是饱和光电流,在一定的光照条件下,饱和光电流与所加电压大小无关.(4)入射光强度与光子能量:入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量.(5)光的强度与饱和光电流:饱和光电流与入射光强度成正比的规律是对频率相同的光照射金属产生光电效应而言的,对于不同频率的光,由于每个光子的能量不同,饱和光电流与入射光强度之间没有简单的正比关系.2.光电效应的研究思路(1)两条线索:(2)两条对应关系:光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大;光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大.【典题例析】(多选)(2016·高考全国卷Ⅰ改编)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]AC(多选)1905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,故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.光电效应方程[学生用书P230]【知识提炼】1.三个关系(1)爱因斯坦光电效应方程E k=hν-W0.(2)光电子的最大初动能E k可以利用光电管用实验的方法测得,即E k=eU c,其中U c是遏止电压.(3)光电效应方程中的W0为逸出功,它与极限频率νc的关系是W0=hνc.2.四类图象(多选)(2017·高考全国卷Ⅲ)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 k a 和E k b .h 为普朗克常量.下列说法正确的是( )A .若νa >νb ,则一定有U a <U bB .若νa >νb ,则一定有E k a >E k bC .若U a <U b ,则一定有E k a <E k bD .若νa >νb ,则一定有hνa -E k a >hνb -E k b[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.[答案] BC1.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+12m v 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12m v 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.【迁移题组】1 对E k -ν图象的理解1.(多选)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4.27,与纵轴交点坐标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 eV解析:选AC .图线在横轴上的截距为截止频率,A 正确、B 错误;由光电效应方程E k =hν-W 0,可知图线的斜率为普朗克常量,C 正确;金属的逸出功为:W 0=hν0=6.63×10-34×4.27×10141.6×10-19eV ≈1.77 eV ,D 错误.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对应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.3 对U c -ν图象的理解3.(2015·高考全国卷Ⅰ)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 =hνe -W 0e ,故h e =k ,b =-W 0e ,得h =ek ,W 0=-eb .答案:ek -eb光的波粒二象性 物质波[学生用书P232]【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为波动性;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.【跟进题组】1.(多选)(2015·高考全国卷Ⅱ改编)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:选AC .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.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=hp ,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=h p 得p =hλ=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 =h 22em 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[学生用书P232]1.(2017·高考北京卷)2017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100 nm(1 nm =10-9 m)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 =3×108 m/s) ( )A .10-21J B .10-18J C .10-15J D .10-12J解析:选B .由题意知,电离一个分子的能量等于照射分子的光子能量,E =hν=h c λ≈2×10-18 J ,故选项B 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12m v 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 =hλ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.(多选)(2018·河北保定模拟)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U 0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 =12m v 2m ,那么电压表示数为遏止电压U 0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 =qt 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.4.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W 0=________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5.15×1014 Hz,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][学生用书P353(单独成册)](建议用时:60分钟)一、单项选择题1.入射光照到某金属表面发生光电效应,若入射光的强度减弱,而频率保持不变,则下列说法中正确的是()A.从光照射到金属表面上到金属发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B.逸出的光电子的最大初动能减小C.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D.有可能不发生光电效应解析:选C.光电效应瞬时(10-9 s)发生,与光强无关,A错误;光电子的最大初动能只与入射光的频率有关,入射光的频率越大,最大初动能越大,B错误;光电子数目多少与入射光的强度有关,光强减弱,单位时间内从金属表面逸出的光电子数目减少,C正确;能否发生光电效应,只取决于入射光的频率是否大于极限频率,与光强无关,D错误.2.(2018·太原质检)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项错误.3.在光电效应的实验结果中,与光的波动理论不矛盾的是()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解析:选C.按照光的波动理论,电子吸收光子的能量需要时间,因此光电效应不可能瞬时发生,这与光电效应具有瞬时性矛盾;按照光的波动理论,只要有足够长的时间,电子会吸收足够的能量,克服原子的束缚成为光电子,因此所有金属均可以发生光电效应,这与光电效应有极限频率矛盾;按照光的波动理论,照射光越强,电子获得的能量越大,打出的光电子的最大初动能越大,这与光电效应中打出的光子的最大初动能与光强无关,而与照射光的频率有关矛盾;按照光的波动理论也可以得到光越强打出的光电子越多,光电流越大,因此C 项正确.4.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A 、K 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.5.(2017·高考上海卷)光子的能量与其( ) A .频率成正比 B .波长成正比 C .速度成正比D .速度平方成正比解析:选A .由E =hν=h cλ,可见光子的能量与其频率成正比、与其波长成反比,A 正确,B 错误;由于任意能量的光子在真空中传播的速度都是相同的,故C 、D 皆错误.6.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 =hνe -WeB .U =2hνe -WeC .U =2hν-WD .U =5hν2e -We解析:选B .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 =0-12m v 2m①由光电效应方程得:nh ν=12m v 2m+W (n =2,3,4,…)② 由①②式解得:U =nhνe -We (n =2,3,4,…),故选项B 正确. 二、多项选择题7.如图所示,电路中所有元件完好,但光照射到光电管上,灵敏电流计中没有电流通过,其原因可能是( )A .入射光太弱B .入射光波长太长C .光照时间短D .电源正、负极接反解析:选BD .入射光波长太长,入射光的频率低于截止频率时,不能发生光电效应,故选项B 正确;电路中电源反接,对光电管加了反向电压,若该电压超过了遏止电压,也没有光电流产生,故选项D 正确.8.1927年戴维逊和革末完成了电子衍射实验,该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一.如图所示的是该实验装置的简化图,下列说法正确的是( )A .亮条纹是电子到达概率大的地方B .该实验说明物质波理论是正确的C .该实验再次说明光子具有波动性D .该实验说明实物粒子具有波动性解析:选ABD .电子属于实物粒子,电子衍射实验说明电子具有波动性,说明物质波理论是正确的,与光的波动性无关,B 、D 正确,C 错误;物质波也是概率波,亮条纹是电子到达概率大的地方,A 正确.9.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解析:选ABD .图象甲曝光时间短,通过光子数很少,呈现粒子性.图象乙曝光时间长,通过了大量光子,呈现波动性,故A 、B 正确;同时也表明光波是一种概率波,故D 也正确;紫外线本质和可见光本质相同,也可以发生上述现象,故C 错误.10.(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=hp 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.11.(2018·北京朝阳模拟)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.12.(2018·济南模拟)如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系图象.由。
(通用版)2016高考物理二轮复习第一部分考前复习方略汇总
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2016届高考物理二轮复习讲练测专题18近代物理初步(练)(原卷版)
2016高三二轮复习之讲练测之练案【新课标版物理】1.【2015·上海·11】某光源发出的光由不同波长的光组成,不同波长的光的强度如图所示,表中给出了一些材料的极限波长,用该光源发出的光照射表中材料A.仅钠能产生光电子B.仅钠、铜能产生光电子C.仅铜、铂能产生光电子D.都能产生光电子2.【2015·福建·30(1)】下列有关原子结构和原子核的认识,其中正确的是。
A.射线是高速运动的电子流B.氢原子辐射光子后,其绕核运动的电子动能增大C.太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D.的半衰期是5天,100克经过10天后还剩下50克3.【2015·山东·39(1)】发生放射性衰变为,半衰期约为5700年。
已知植物存活其间,其体内与的比例不变;生命活动结束后,的比例持续减少。
现通过测量得知,某古木样品中的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。
下列说法正确的是_____。
(双选,填正确答案标号)a.该古木的年代距今约为5700年b.、、具有相同的中子数c.衰变为的过程中放出β射线d.增加样品测量环境的压强将加速的衰变4.【2015·上海·6】经过一系列衰变和衰变后变成,则比少A.16个中子,8个质子B.8个中子,16个质子C.24个中子,8个质子D.8个中子,24个质子5.【2015·全国新课标Ⅱ·35(1)】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。
(填正确答案标号,选对1个给2分,选对2个得4分,选对3个得5分,每选错1个扣3分,最低得分0分)A.电子束通过双缝实验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.人们利慢中子衍射来研究晶体的结构D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构E.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1.【2016•甘肃省兰州一中高三12月月考】(6分)下列说法正确的是_____(选对一个给3分,选对两个给4分,选对3个给6分。
专题15 近代物理初步
16年高考真题专题15 近代物理初步1.[2016·全国卷Ⅰ] [物理——选修35](1)现用某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E .遏止电压的大小与入射光的频率有关,与入射光的光强无关答案:ACE解析:根据光电效应实验得出的结论: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;入射光的频率高,饱和光电流不变,故A 正确,B 错误;根据爱因斯坦光电效应方程得:入射光的频率变高,光电子的最大初动能变大,故C 正确;遏止电压的大小与入射光的频率有关,与入射光的光强无关,保持入射光的光强不变,不断减小入射光的频率,若低于截止频率,则没有光电流产生,故D 错误,E 正确.2.[2016·江苏卷]C .[选修35](2)已知光速为c ,普朗克常数为h ,则频率为ν的光子的动量为________.用该频率的光垂直照射平面镜,光被镜面全部垂直反射回去,则光子在反射前后动量改变量的大小为________.答案:h νc 2h νc解析:因为光速c =λν,则λ=c ν,所以光子的动量p =h λ=h νc,由于动量是矢量,因此若以射向平面镜时光子的动量方向为正方向,即p 1=h νc ,反射后p 2=-h νc ,动量的变化量Δp =p 2-p 1=-h νc -h νc =-2h νc ,则光子在反射前后动量改变量的大小为2h νc. 3.[2016·江苏卷]C .[选修35] (3)几种金属的逸出功W 0见下表:由一束可见光照射上述金属的表面,请通过计算说明哪些能发生光电效应.已知该可见光的波长的范围为4.0×10-7~7.6×10-6 m ,普朗克常数h =6.63×10-34 J ·s.答案:钠、钾、铷能发生光电效应解析:光子的能量E =hc λ,当λ=4.0×10-7 m 时,E =5.0×10-19 J. 根据E >W 0判断,钠、钾、铷能发生光电效应.4.[2016·全国卷Ⅱ] [物理——选修35]在下列描述核过程的方程中,属于α衰变的是________,属于β衰变的是________,属于裂变的是________,属于聚变的是________.(填正确答案标号)A. 14 6C →14 7N + 0-1eB. 3215P →3216S + 0-1eC. 238 92U →234 90Th +42HeD. 14 7N +42He →17 8O +11HE. 235 92U +10n →140 54Xe +9438Sr +210nF. 31H +21H →42He +10n答案: C AB E F解析:α衰变是原子核自发地放射出α粒子的核衰变过程,选C ;β衰变是原子核自发地放射出β粒子的核衰变过程,选A 、B ;重核裂变选E ;轻核聚变选F.5.[2016·全国卷Ⅲ] [物理——选修35]一静止的铝原子核2713Al 俘获一速度为1.0×107 m/s 的质子p 后,变为处于激发态的硅原子核2814Si *,下列说法正确的是________.A .核反应方程为p +2713Al ―→2814Si *B .核反应过程中系统动量守恒C .核反应过程中系统能量不守恒D .核反应前后核子数相等,所以生成物的质量等于反应物的质量之和E .硅原子核速度的数量级为105m/s ,方向与质子初速度的方向一致答案:ABE解析:核反应方程为p +2713Al →2814Si *,A 正确;核反应过程中系统动量守恒、能量守恒(只是前后表现形式不同罢了)、质量数守恒、电荷数守恒,但质量亏损,亏损部分以能量的形式释放出去,所以B正确,C、D错误;由动量守恒定律得0+m1v1=m2v2,即0+1×107=28v2,解得v2≈0.036×107 m/s=3.6×105 m/s,E正确.6.[2016·北京卷] 处于n=3能级的大量氢原子,向低能级跃迁时,辐射光的频率有( ) A.1种 B.2种C.3种 D.4种答案:C解析:处在高能级的氢原子向低能级跃迁时,可以向任意低能级跃迁.选项C正确,A、B、D不正确.7.[2016·江苏卷]C.[选修35](1)贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象,如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用.下列属于放射性衰变的是________.A. 14 6C→14 7N+0-1eB. 235 92U+10n→131 53I+103 39Y+210nC. 21H+31H→42He+10nD. 42He+2713Al→3015P+10n答案:A解析:原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的变化叫作原子核的衰变,只有选项A符合.选项B是核裂变反应.选项D是人工核转变反应,选项C是核聚变反应.8.[2016·海南卷 [物理——选修358分](1)(4分)下列说法正确的是_________。
2016届高考物理二轮复习讲练测专题18近代物理初步(测)(原卷版)
2016年高三二轮复习讲练测之测案【新课标版物理】总分_______ 时间_______ 班级_______ 学号_______ 得分_______【满分:110分时间:90分钟】一、选择题:(本题共12小题,共60分。
在每小题给出的四个选项中,第1-8题只有一个选项符合题目要求,每小题5分。
第9-12题有多个选项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1.【北京市朝阳区2015~2016学年度高三年级第一学期期中统一考试】以下说法中符合事实的是A.汤姆生发现电子并提出了原子核式结构模型B.玻尔发现电子并提出了原子核式结构模型C.卢瑟福做了α粒子散射实验并提出了原子核式结构模型D.密里根做了α粒子散射实验并提出了原子核式结构模型2.【北京市朝阳区2015~2016学年度高三年级第一学期期中统一考试】比较α、β、γ三种射线的电离作用和穿透能力A.β射线的电离作用最强B.γ射线的电离作用最强C.α射线的穿透能力最强D.γ射线的穿透能力最强3.【河北省衡水中学2016届高三上学期四调考试物理试题】已知钙和钾的截止频率分别为和z,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4.【北京市丰台区2015年高三年级第二学期统一练习(一)理综物理试题】每种原子都有自己的特征谱线,所以运用光谱分析可以鉴别物质和进行深入研究。
氢原子光谱中巴耳末系的谱线波长公式为:,n = 3、4、5…,E1为氢原子基态能量,h为普朗克常量,c为光在真空中的传播速度。
锂离子的光谱中某个线系的波长可归纳成一个公式:,m = 9、12、15…,为锂离子基态能量,经研究发现这个线系光谱与氢原子巴耳末系光谱完全相同。
由此可以推算出锂离子基态能量与氢原子基态能量的比值为A. 3B. 6C. 9D. 125.【北京四中2014-2015学年度第二学期高二年级期末测验物理学科物理试卷】在下列核反应方程式中,X代表质子的方程有( )A.①③ B.②④ C.②③ D.①④6.【2016•衡水中学高三上四调】氢原子能级如图,当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时,辐射光的波长为656nm,以下判断正确的是()A、氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时,辐射光的波长大于656nmB、用波长为325nm的光照射,可使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级C、一群处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D、用波长为633nm的光照射,不能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级7.【2015·上海·5】铀核可以发生衰变和裂变,铀核的A.衰变和裂变都能自发发生B.衰变和裂变都不能自发发生C.衰变能自发发生而裂变不能自发发生D.衰变不能自发发生而裂变能自发发生8.【北京市清华大学附属中学2015届高三4月综合能力测试(四)】如图所示氢原子能级图,如果有大量处在n=3激发态的氢原子向低能级跃迁,则能辐射出几种频率不同的光及发出波长最短的光的能级跃迁是A.3种,从n=3到n=2B.3种,从n=3到n=1C.2种,从n=3到n=2D.2种,从n=3到n=19.【北京四中2014-2015学年度第二学期高二年级期末测验物理学科物理试卷】如图为玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能量级示意图,一群氢原子处于n=4的激发态,当他们自发地跃迁到较低能级时,以下说法符合玻尔理论的有( )A.电子轨道半径减小,动能要增大B.氢原子跃迁时,可发出连续不断的光谱线C.由n=4跃迁到n=1时发出光子的频率最小D.金属钾的逸出功为2.21eV,能使金属钾发生光电效应的光谱线有4条10.【2016•重庆市巴蜀中学高三上期中】(5分)下列说法正确的是()(填正确答案标号。
2016届高考物理近代物理专题复习
2.玻尔理论(三点假设)
(1) 电子绕核运行的可能轨道是不连续的.各可能轨道的半径rn= r1/n2(n=1,2,3,…),基态轨道半径为r1.
(2) 原子只能处于一系列不连续的、稳定的能量状态(定态),其总能量 En(包括动能和电势能)与基态总能量的关系为En=E1/n2(n=1,2,3,…).
En=E1/n2(n=1,2,3,…),E1代表电子在第一条可能轨道上运动 时的能量,E1=-13.6 eV,如图为氢原子能级示意图的一部分.
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考点71 原子结构 氢原子光谱分析
考法2 原子结构 氢原子光谱分析★★★
原子结构模型和玻尔理论是研究原子物理的基础,每年高考都会 考查此方面的内容.试题难度不大,主要是直接考查考生的记忆和理 解能力.题目涉及对物理学史、原子的核式结构理论、α粒子散射实验 的实验结论的认识等知识,其中氢原子的能级和跃迁问题是高考对原 子物理考查的重点.解决该部分问题时要掌握以下要点、方法和技 巧.
锁着母亲的日子,我回家更勤了。我怕她摔倒了,怕她烫着了,更怕她年迈的孤独了。有次,我出门,母亲明明是坐着的,可我走出楼道,偶一回头,母亲趴在阳台上了,她一动不动的看着我。这种情形,小时候母亲送我上学、迎我回家是常见的,可这时候她的目光里多了一份依赖和不舍。 母亲是听不见我的脚步声的,她一定在心里默数着我的步履,数着我走下四楼、三楼,再看我走出一楼的那一刻。我想母亲是老了,她能看见我一定是她最大的心安了。母亲眼睛不好,她的目光抵达不了远方,但她浑浊的目光总能锁住儿子的背影。即使人来人往,亲情这个坐标,母亲说什么也不会丢失的。
这是我工作的学校,现在也是母亲没有预计的旅店了。母亲常说,无事莫如三堂。三堂,就是学堂、庙堂、祠堂。年初,我连哄带骗、好说歹说,让母亲离开了她空巢的老家。短短几天,母亲便意兴萧索了。我知道,离巢的老人比老人空巢更加无助、冷清和落寞了。 锁着母亲,其实是我最大的心殇。年前,要强的母亲、88岁的母亲,终于用一根拐杖走上了暮年。她是摔伤的,卧病一年后又奇迹般地站起来了。只是她迈上几步,两腿颤颤巍巍的,让一边看的人更加着急。刚开始,母亲在我房间里走走,坐坐。一次,母亲居然一个人走下了四楼。我看见她的时候,她坐在一丛石楠树下,她和一个老婆婆在大声地闲聊。两位耳背的老人,大多听不清对方讲的什么,但这不影响她们交谈,她们聊得那么的开心。
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考点70 考点71 考点72 光电效应 原子结构
近代物理
波粒二象性 氢原子光谱分析 核反应 核能
天然放射现象
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考点70
光电效应
波粒二象性
1. 光电效应现象中的几个概念
(1) 光电效应:在光的照射下金属发射电子的现象叫做光电效应,发射 出来的电子叫做光电子.
(2) 极限频率:能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的
考点70 光电效应 波粒二象性
考法1 对光电效应相关知识点的考查★★ 光电效应是证明光具有粒子性的一个典型现象,爱因斯坦的光量子
理论成功地解释了光电效应现象及其规律.在高考中,光电效应是高考 的热点.纵观近几年的高考,对光电效应的考查,几乎涵盖了课本中提 到的所有现象和规律,包括对课本中插图的考查,解决这类问题需要掌 握光电效应现象及其规律、理解光电效应曲线、熟练应用光电效应方程 求解有关问题.
能级的高低或轨道半径的大小确定是吸收还是放出光子,然后由玻尔理
论Em-En=hν或Em-En= ,求频率ν或波长λ.
(3) 辐射的光谱条数:一个氢原子核外只有一个电子,在一次跃迁 时只能辐射或吸收一个光子,因而只能辐射或吸收某一特定频率的光谱 .一个氢原子处于量子数为n的激发态时,可辐射的光谱条数为N=n- 1;而一群氢原子处于量子数为n的激发态时,由于向各个低能级跃迁的 可能性均存在,因此可辐射的光谱条数为 12 .
En=E1/n2(n=1,2,3,…),E1代表电子在第一条可能轨道上运动 时的能量,E1=-13.6 eV,如图为氢原子能级示意图的一部分.
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考点71 原子结构 氢原子光谱分析
考法2 原子结构
氢原子光谱分析★★★
原子结构模型和玻尔理论是研究原子物理的基础,每年高考都会 考查此方面的内容.试题难度不大,主要是直接考查考生的记忆和理
极限频率. (3) 逸出功:电子从金属中逸出所需做功的最小值叫做该金属的逸出功. (4) 遏止电压:使光电流减小到零的反向电压称为遏止电压. (5) 光子说:在空间传播的光不是连续的,而是一份一份的,每一份叫 做一个光量子,简称光子,光子的能量E=hν. 2. 光电效应方程 :Ek=hν-W0.Ek为光电子的最大初动能,ν为入射光 的频率,W0为金属的逸出功. 2
考点70 光电效应 波粒二象性
2.对爱因斯坦光电效应方程的考查 在光电效应中,金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hν,这些 能量的一部分用来克服金属的逸出功W0,剩下的表现为逸出后的电子 的初动能.方程Ek=hν-W0. 式中W0为金属的逸出功,Ek为电子的最大初动能, .
若金属极限频率为ν0,则金属的逸出功W0=hν0,爱因斯坦光电效 应方程能解释光电效应现象规律.
解能力.题目涉及对物理学史、原子的核式结构理论、α粒子散射实验
的实验结论的认识等知识,其中氢原子的能级和跃迁问题是高考对原 子物理考查的重点.解决该部分问题时要掌握以下要点、方法和技巧 . 1.原子的核式结构学说及对α粒子散射现象的解释 (1) α粒子散射实验:用α粒子轰击金箔,绝大多数α粒子穿过 金箔后仍沿原来方向前进;少数粒子却发生了较大的偏转;极少数粒 子偏转角度超过了90°;有的甚至被弹回,偏转角度几乎达到180°. 10
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考点71 原子结构 氢原子光谱分析 (3) 原子在两个定态之间跃迁时,将辐射(或吸收)一定频率的光子 ,光子的能量为hν=E初-E末.若E初>E末辐射光子,若E初<E末吸收光子 . 3.氢原子的能级图:原子在各个定态时的能量值称为 原子的能
级.它对应电子在各条可能轨道上运动时的能量En(包括动能和势能).
道,电子绕核做圆周运动的动能和系统的电势能之和即为原子的能量,
即En=Ekn+Epn. 电子绕核做圆周运动由库仑力提供向心力, .
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考点71 原子结构 氢原子光谱分析 电子的动能 .
系统的电势能变化根据库仑力做功来判断:靠近核,库仑力对电子 做正功,系统电势能减小;远离核,库仑力对电子做负功,系统电势能 增大. (2) 氢原子在跃迁时辐射或吸收光子的频率或波长的计算:首先由
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考点70 光性 3.光电效应实验
光电效应是一个实验规律,利用光电管可作出光电流I与电压U的关
系曲线,从金属板飞出的光电子到达阳极,回路中便产生光电流,如图 所示电路,随着所加正向电压的增大,光电流趋于一个饱和值,这个饱 和值就是饱和光电流.
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考点71 原子结构 氢原子光谱分析
(2) 核式结构学说对散射现象的解释:由于原子的全部正电荷都集 中在原子核里,当α粒子与核十分接近时,会受到很大的库仑斥力而发 生大角度偏转;但因为原子内部大部分是空的,核又很小,所以α粒子 穿过原子时靠近核的机会很小,绝大多数α粒子离核较远,受到的库仑 斥力小,基本上沿直线前进,极少数α粒子离核较近,发生大角度偏转 . 2.氢原子的能级跃迁问题 (1) 氢原子能量:氢原子在各个不同的能量状态对应不同的电子轨
考点71 原子结构 光谱分析
氢原子
1. 卢瑟福的核式结构学说:在原子的中心有一个很小的核,叫原子
核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子
在核外空间绕核旋转. 2.玻尔理论(三点假设) (1) 电子绕核运行的可能轨道是不连续的 . 各可能轨道的半径 rn = r1/n2(n=1,2,3,…),基态轨道半径为r1. (2) 原子只能处于一系列不连续的、稳定的能量状态(定态),其总能量 En(包括动能和电势能)与基态总能量的关系为En=E1/n2(n=1,2,3,…).
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考点70 光电效应 波粒二象性 1.对光电效应实验规律的考查 (1) 任何一种金属,都有一个极限频率,入射光的频率必须大于这 个极限频率,才能产生光电效应;低于这个频率的光不能产生光电效应 .所以判断光电效应是否发生应该比较题目中给出的入射光频率和对应 金属的极限频率的大小. (2) 光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随着入射光频率 的增大而增大. (3) 入射光照射到金属上时,光电子的发射几乎是瞬时的,一般不 超过10-9 s. (4) 当入射光的频率大于极限频率时,光电流的强度与入射光的强 度成正比. 4