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1、第3講波粒二象性 原子和原子核專題五加試選擇題題型強(qiáng)化(多選題型)考點(diǎn)一光電效應(yīng)的規(guī)律和理解考點(diǎn)三核反應(yīng)與核能考點(diǎn)二玻爾理論和能級(jí)光電效應(yīng)的規(guī)律和理解考點(diǎn)一真題研究1.(多選)(2016浙江4月選考16)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，采用極限頻率為c5.51014 Hz鈉陰極，已知普朗克常量h6.61034 Js，電子質(zhì)量m9.11031 kg.用頻率7.51014 Hz的紫光照射鈉陰極產(chǎn)生光電子的A.動(dòng)能的數(shù)量級(jí)為1019 JB.速率的數(shù)量級(jí)為108 m/sC.動(dòng)量的數(shù)量級(jí)為1027 kgm/sD.德布羅意波長(zhǎng)的數(shù)量級(jí)為109 m答案解析1234解析解析根據(jù)EkhW0，W0hc，得：Ek1.321019
2、 J，A正確；12342.(多選)(人教版選修35P34“例題”改編)如圖1是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率變化的圖線(直線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為4.27，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)為0.5).由圖可知圖1A.該金屬的截止頻率為4.271014 Hz B.該金屬的截止頻率為5.51014 HzC.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模擬訓(xùn)練1234答案解析1234解析解析根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0，Ek圖象的橫軸的截距大小等于截止頻率，由圖知該金屬的截止頻率為4.271014 Hz.故A正確，B錯(cuò)誤.由EkhW0得知，該圖線的斜率表示普朗克常量h，故C正
3、確.當(dāng)EkhW00時(shí)，逸出功為W0hc6.631034 Js4.271014 Hz 2.8311019 J1.77 eV.故D錯(cuò)誤.3.(多選)如圖2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A.有光子從鋅板逸出B.有電子從鋅板逸出C.驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度D.鋅板帶負(fù)電答案解析1234圖21234解析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外線的能量從鋅板表面逸出，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.4.如圖3所示為
4、光電管工作原理圖，當(dāng)有波長(zhǎng)(均指真空中的波長(zhǎng)，下同)為的光照射陰極K時(shí)，電路中有光電流，則A.換用波長(zhǎng)為1(1)的光照射陰極K時(shí)，電路中 一定沒(méi)有光電流B.換用波長(zhǎng)為2(2)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定有光電流C.增加電路中電源電壓，電路中的光電流一定增大D.將電路中電源的極性反接，電路中可能有光電流1234答案解析圖31234解析解析波長(zhǎng)為1(1)的光的頻率有可能大于極限頻率，電路中可能有光電流，A錯(cuò)誤；波長(zhǎng)為2(2)的光的頻率一定大于極限頻率，電路中一定有光電流，B正確；光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，C錯(cuò)誤；將電路中電源的極性反接，加的是反向電壓，此反向電壓可能低于遏止電壓，D正確.規(guī)律
5、總結(jié)規(guī)律總結(jié)1.光電效應(yīng)光電效應(yīng)在光的照射下金屬中的電子從金屬表面逸出的現(xiàn)象，叫做光電效應(yīng)，發(fā)射出來(lái)的電子叫做光電子.2.實(shí)驗(yàn)規(guī)律實(shí)驗(yàn)規(guī)律(1)每種金屬都有一個(gè)極限頻率.(2)光子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨入射光的頻率增大而增大.(3)光照射到金屬表面時(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的.(4)光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比.3.愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程(1)光子：光不僅在發(fā)射和吸收時(shí)能量是一份一份的，而且光本身就是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的，這些能量子稱為光子，頻率為的光的能量子為h.(2)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程表達(dá)式：hEkW0或EkhW0.物理意義：金屬中電子吸收一
6、個(gè)光子獲得的能量是h，這些能量一部分用于克服金屬的逸出功，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的初動(dòng)能Ek.玻爾理論和能級(jí)考點(diǎn)二真題研究1.(多選)(2017浙江4月選考14)下列說(shuō)法正確的是A.、射線都是電磁波B.原子核中所有核子單獨(dú)存在時(shí)質(zhì)量總和大于該原子核的總質(zhì)量C.在LC振蕩電路中，電容器剛放電時(shí)，電容器極板上電量最多，回路電 流最小D.處于n4激發(fā)態(tài)的氫原子共能輻射出4種不同頻率的光子答案解析123456解析解析射線為高速電子流，不是電磁波，選項(xiàng)A錯(cuò).原子核的總質(zhì)量小于組成它的所有核子的質(zhì)量之和，所以選項(xiàng)B正確.LC振蕩電路中，電容器開始放電時(shí)，由于自感線圈的阻礙作用，因此回路電流從小變大，即選項(xiàng)
7、C正確.處于n4激發(fā)態(tài)的氫原子可以放出 6種不同頻率的光子，選項(xiàng)D錯(cuò).1234562.(多選)(2016浙江10月選考15)如圖4為氫原子能級(jí)圖，氫原子中的電子從n5能級(jí)躍遷到n2能級(jí)可產(chǎn)生a光；從n4能級(jí)躍遷到n2能級(jí)可產(chǎn)生b光.a光和b光的波長(zhǎng)分別為a和b，照射到逸出功為2.29 eV的金屬鈉表面均可產(chǎn)生光電效應(yīng)，遏止電壓分別為Ua和Ub.則A.abB.UaUbC.a光的光子能量為2.86 eVD.b光產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能Ek0.26 eV答案解析123456圖4123456解析解析根據(jù)能級(jí)躍遷知識(shí)haE5E20.54(3.4) eV2.86 eV，hbE4E20.85(3.4)eV2.
8、55 eV，顯然a光的光子能量大于b光的，即a光頻率要大，波長(zhǎng)要短，所以A錯(cuò)，C正確.根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，最大初動(dòng)能EkhW0，所以a光照射后的最大初動(dòng)能為Eka(2.862.29) eV0.57 eV，b光照射后的最大初動(dòng)能為Ekb(2.552.29) eV0.26 eV，選項(xiàng)D正確.根據(jù)遏止電壓知識(shí)可知，UaUb，選項(xiàng)B正確.3.(多選)(2015浙江10月選考14改編)氫原子從n6躍遷到n2能級(jí)時(shí)輻射出頻率為1的光子，從n5躍遷到n2能級(jí)時(shí)輻射出頻率為2的光子.下列說(shuō)法正確的是A.頻率為1 的光子的能量較大B.頻率為1的光子的動(dòng)量較大C.做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，頻率為1的光產(chǎn)生的條紋間距較大
9、D.用同一種金屬做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，若均可發(fā)生光電效應(yīng)，頻率為1的 光產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能較大答案解析123456解析解析氫原子從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)時(shí)會(huì)輻射出光子，有hE末E初，故可知頻率為1的光子能量較大，12，A正確；123456做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，EkhW0，頻率為1的光產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能較大，故D正確.4.(多選)(人教版選修35P58“玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋”改編)氫原子的部分能級(jí)如圖5所示，已知可見(jiàn)光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之間.由此可推知，氫原子A.從高能級(jí)向n1能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光的波長(zhǎng)比可見(jiàn) 光的短B.從高能級(jí)向n2能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光均為可見(jiàn)光C.從高能
10、級(jí)向n3能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光的頻率比可見(jiàn)光的高D.從n3能級(jí)向n2能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光為可見(jiàn)光模擬訓(xùn)練圖5123456答案解析解析解析從高能級(jí)向n1能級(jí)躍遷時(shí)，輻射的光子能量最小為10.2 eV，大于可見(jiàn)光的光子能量，則波長(zhǎng)小于可見(jiàn)光的波長(zhǎng).故A正確.從高能級(jí)向n2能級(jí)躍遷時(shí)輻射的光子能量最大為3.4 eV, 大于可見(jiàn)光的能量.故B錯(cuò)誤.從高能級(jí)向n3能級(jí)躍遷時(shí)輻射的光子能量最大為1.51 eV，小于可見(jiàn)光的光子能量.故C錯(cuò)誤.從n3能級(jí)向n2能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光子能量為1.89 eV，在可見(jiàn)光能量范圍之內(nèi).故D正確.1234565.(多選)下列關(guān)于玻爾原子理論及氫原子能級(jí)的說(shuō)法，正確的是A.原子中
11、的電子運(yùn)動(dòng)軌道分布是連續(xù)的B.原子中的電子在某一定態(tài)時(shí)，電子繞原子核運(yùn)動(dòng)，但不向外輻射能量C.氫原子的核外電子由一個(gè)能級(jí)躍遷到另一個(gè)能級(jí)吸收光子時(shí)，氫原子 的能量不變D.一群氫原子從n3能級(jí)向n1能級(jí)躍遷，最多能發(fā)出3種不同頻率的光子答案解析123456123456解析解析原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)，而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的，故A錯(cuò)誤；原子處于稱為定態(tài)的能量狀態(tài)時(shí)，雖然電子做加速運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量，故B正確；核外電子由一個(gè)能級(jí)躍遷到另一個(gè)能級(jí)時(shí)，吸收一定頻率的光子后，能量會(huì)增大，故C錯(cuò)誤；氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)是隨機(jī)的，一群處于n3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷
12、時(shí)最多可能發(fā)出 3種不同頻率的光子，故D正確.6.(多選)(2017嘉興市3月模擬)氫原子光譜如圖6甲所示， 圖中給出了譜線對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng).玻爾的氫原子能級(jí)圖如圖乙所示.已知普朗克常量h6.631034 Js，則A.H譜線對(duì)應(yīng)光子的能量小于H譜線對(duì)應(yīng)光子的能量B.圖甲所示的四種光均屬于可見(jiàn)光范疇C.H對(duì)應(yīng)光子的能量約為10.2 eVD.H譜線對(duì)應(yīng)的躍遷是從n3能級(jí)到n2能級(jí)答案123456圖6規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)1.玻爾理論的理解玻爾理論的理解(1)電子繞核運(yùn)動(dòng)的半徑是不連續(xù)的；(2)電子躍遷輻射光子的頻率不等于電子繞核圓周運(yùn)動(dòng)的頻率；(3)實(shí)物粒子也能使原子發(fā)生能級(jí)躍遷；(4)能級(jí)之間躍遷時(shí)放出的光
13、子頻率是不連續(xù)的.2.兩類能級(jí)躍遷兩類能級(jí)躍遷(1)自發(fā)躍遷：高能級(jí)低能級(jí)，釋放能量，發(fā)出光子.(2)受激躍遷：低能級(jí)高能級(jí)，吸收能量.光照(吸收光子)：光子的能量必須恰等于能級(jí)差E.碰撞、加熱等：只要入射粒子能量大于或等于能級(jí)差即可，E外E.大于電離能的光子被吸收，原子被電離.3.譜線條數(shù)的確定方法譜線條數(shù)的確定方法(1)一個(gè)氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為n1.(2)一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)的兩種求解方法：利用能級(jí)圖求解：在氫原子能級(jí)圖中將氫原子躍遷的各種可能情況一一畫出，然后相加.核反應(yīng)與核能考點(diǎn)三真題研究12341.(多選)(2017浙江11月選考14)下列說(shuō)法正確的是答
14、案解析C.發(fā)生衰變時(shí)原子核放出電子，說(shuō)明電子是原子核的組成部分D.中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核，若該過(guò)程質(zhì)量虧損為m，則氘核的結(jié)合能為mc21234根據(jù)重核裂變的核反應(yīng)方程配平方式可知，選項(xiàng)B正確；衰變時(shí)原子核內(nèi)部中子衰變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)釋放出高速電子，電子并不是原子核的組成部分，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)質(zhì)能方程可知，選項(xiàng)D正確.1234答案解析解析解析鈾核在裂變過(guò)程中需要中子的轟擊，產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)在進(jìn)行過(guò)程中，需要鈾礦達(dá)到臨界體積才能維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)持續(xù)不斷進(jìn)行下去，所以選項(xiàng)C正確.12343.(多選)(2017杭州市高三上期末)在家居裝飾中常用到花崗巖、大理石等天然石材，這些巖石都
15、含有不同程度的放射性元素.下列說(shuō)法中正確的是答案解析1234B.衰變中，粒子獲得的能量越大，其德布羅意波長(zhǎng)越短C.衰變中產(chǎn)生的電子來(lái)源于原子核的內(nèi)部，故半衰期會(huì)受元素化學(xué)狀態(tài) 的影響D.若某一原子核衰變輻射出一個(gè)頻率為的光子，該過(guò)程質(zhì)量虧損為m， 則hmc2模擬訓(xùn)練衰變中產(chǎn)生的電子來(lái)源于原子核的內(nèi)部，但是半衰期不會(huì)受元素化學(xué)狀態(tài)的影響，故C錯(cuò)誤；原子核衰變后，質(zhì)量虧損產(chǎn)生的能量為mc2hEk，可知hmc2，故D錯(cuò)誤.12341234答案解析4.(多選)(2017浙江“七彩陽(yáng)光”聯(lián)考)2006年美國(guó)和俄羅斯的科學(xué)家利用回旋加速器，通過(guò) Ca(鈣48)轟擊 Cu(銅249)發(fā)生核反應(yīng)，成功合成了質(zhì)
16、量數(shù)為297的第118號(hào)元素，這是迄今為止門捷列夫元素周期表中原子序數(shù)最大的元素.實(shí)驗(yàn)表明，該元素的原子核先放出3個(gè)相同的質(zhì)量不為零的粒子X(jué)，再連續(xù)經(jīng)過(guò)3次衰變后，變成質(zhì)量數(shù)為282的第112號(hào)元素的原子核.則A.上述過(guò)程中的粒子X(jué)是電子B.118號(hào)元素的核內(nèi)含有179個(gè)中子C.在衰變過(guò)程中，起主要作用的是強(qiáng)相互作用D.在合成第118號(hào)元素的核反應(yīng)過(guò)程，質(zhì)量數(shù)守恒，所以質(zhì)量不變1234解析解析衰變過(guò)程中質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒.根據(jù)電荷數(shù)守恒可得，118321120，所以X粒子的核電荷數(shù)為零.再根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒，297432823，所以X粒子的質(zhì)量數(shù)為1，所以X粒子為中子，A錯(cuò)誤；118號(hào)元素的核
17、內(nèi)含有中子數(shù)297118179個(gè)，故B正確；衰變是原子核內(nèi)的質(zhì)子和中子結(jié)合成粒子的過(guò)程，故起主要作用的是強(qiáng)相互作用，C正確；在合成第118號(hào)元素的核反應(yīng)過(guò)程，質(zhì)量數(shù)守恒，但質(zhì)量會(huì)虧損，D錯(cuò)誤.規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)1.核反應(yīng)的四種類型核反應(yīng)的四種類型類型可控性核反應(yīng)方程典例衰變衰變自發(fā)衰變自發(fā)人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂萍s里奧居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時(shí)發(fā)現(xiàn)正電子重核裂變比較容易進(jìn)行人工控制輕核聚變很難控制2.對(duì)質(zhì)能方程的理解對(duì)質(zhì)能方程的理解(1)一定的能量和一定的質(zhì)量相聯(lián)系，物體的總能量和它的質(zhì)量成正比，即Emc2.方程的含義：物體具有的能量與它的質(zhì)量之間存在簡(jiǎn)單的正比關(guān)系，物體的能量增大，質(zhì)量也增大；物體的能量減少，質(zhì)量也減少.(2)核子在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量虧損m，其能量也要相應(yīng)減少，即Emc2.(3)原子核分解成核子時(shí)要吸收一定的能量，相應(yīng)的質(zhì)量增加m，吸收的能量為Emc2.
物理五 加試選擇題題型強(qiáng)化（多選題型）第3講 波粒二象性 原子和原子核
