高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題十六 波粒二象性 原子物理課件

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1、專題十六波粒二象性原子物理高考物理高考物理(江蘇專用)考點一光的波粒二象性1.2014江蘇單科,12C(1)已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.731014 Hz和5.441014 Hz,在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應(yīng),比較它們表面逸出的具有最大初動能的光電子,鈣逸出的光電子具有較大的()A.波長 B.頻率 C.能量 D.動量五年高考A組自主命題江蘇卷題組答案答案 A由光電效應(yīng)方程Ekm=h-W=h-h0鈣的截止頻率大,因此鈣中逸出的光電子的最大初動能小,因動量p=,故動量小,由=,可知波長較大,則頻率較小,選項A正確。km2mEhp考查點考查點本題考查光電效應(yīng)等知識,屬于中等難度題。錯

2、解分析錯解分析本題推理過程用到的公式有Ekm=h-h0、p=、=,部分考生因忘記公式而猜答案造成錯答。因此,學(xué)習(xí)過程中一定要打牢基礎(chǔ)。km2mEhp2.2011江蘇單科,12C(1)下列描繪兩種溫度下黑體輻射強度與波長關(guān)系的圖中,符合黑體輻射實驗規(guī)律的是() 答案答案 A根據(jù)黑體輻射的實驗規(guī)律:隨著溫度的升高,各波長的輻射強度都增加,輻射強度的極大值向波長較短的方向移動,可知正確答案為A。3.2015江蘇單科,12C(1)(多選)波粒二象性是微觀世界的基本特征,以下說法正確的有( )A.光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性B.熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性C.黑體輻射的實驗規(guī)律可用光

3、的波動性解釋D.動能相等的質(zhì)子和電子,它們的德布羅意波長也相等答案答案 AB黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的粒子性解釋,C錯誤;由=,p=,得=,動能相等的質(zhì)子和電子質(zhì)量相差很多,所以德布羅意波長不相等,D錯誤。hpk2mEk2hmE考查點考查點本題考查波粒二象性、光電效應(yīng)、黑體輻射、德布羅意波長等知識,屬于中等難度題。錯解分析錯解分析漏選B的較多,說明這部分考生對該知識點掌握不清。4.2018江蘇單科,12C(2)光電效應(yīng)實驗中,用波長為0的單色光A照射某金屬板時,剛好有光電子從金屬表面逸出。當(dāng)波長為 的單色光B照射該金屬板時,光電子的最大初動能為 ,A、B兩種光子的動量之比為 。(已知普朗克常量

4、為h、光速為c)02答案答案 1 20hc解析解析由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知EkA=h-W0=0,得W0=hEkB=h-h=A種光子的動量pA=B種光子的動量pB=得pA pB=1 20c0c02c0c0hc0h02h02h5.2017江蘇單科,12C(2)質(zhì)子H)和粒子He)被加速到相同動能時,質(zhì)子的動量 (選填“大于”、“小于”或“等于”)粒子的動量,質(zhì)子和粒子的德布羅意波波長之比為 。11(42(答案答案小于2 1解析解析由動量與動能的關(guān)系p=可知,Ek相同時,質(zhì)量小的動量也較小,故質(zhì)子的動量小于粒子的動量。德布羅意波長=,而p,故,則H =2 1。k2mEhpm1mmHm6.2016江

5、蘇單科,12C(3)幾種金屬的逸出功W0見下表:用一束可見光照射上述金屬的表面,請通過計算說明哪些能發(fā)生光電效應(yīng)。已知該可見光的波長范圍為 4.010-77.610-7 m,普朗克常量h=6.6310-34 Js。 答案答案見解析解析解析光子的能量E=,取=4.010-7 m,則E5.010-19 J根據(jù)EW0判斷,鈉、鉀、銣能發(fā)生光電效應(yīng)。hc7.2012江蘇單科,12C(3)A、B兩種光子的能量之比為2 1,它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng),且所產(chǎn)生的光電子最大初動能分別為EA、EB。求A、B兩種光子的動量之比和該金屬的逸出功。答案答案2 1 EA-2EB 解析解析光子能量=h,動量p=,且

6、=得p=,則pA pB=2 1A光照射時,光電子的最大初動能EA=A-W0,同理,EB=B-W0解得W0=EA-2EBhcc1.(2018課標(biāo),17,6分)用波長為300 nm的光照射鋅板,電子逸出鋅板表面的最大初動能為1.2810-19 J。已知普朗克常量為6.6310-34 Js,真空中的光速為3.00108 ms-1。能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為()A.11014 HzB.81014 HzC.21015 HzD.81015 Hz B組統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組答案答案 B本題考查光電效應(yīng)規(guī)律。由光電效應(yīng)方程得Ek=-W0,而能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率0應(yīng)滿足h0=

7、W0,聯(lián)立得0=-=81014 Hz,故選項B正確。 hcckEh方法技巧方法技巧光電效應(yīng)現(xiàn)象的判斷能使金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率即恰好發(fā)生光電效應(yīng)的條件:照射光的能量等于金屬的逸出功。2.(2018北京理綜,15,6分)用雙縫干涉實驗裝置得到白光的干涉條紋,在光源與單縫之間加上紅色濾光片后()A.干涉條紋消失 B.彩色條紋中的紅色條紋消失 C.中央條紋變成暗條紋 D.中央條紋變成紅色答案答案 D本題考查雙縫干涉實驗。用白光做雙縫干涉實驗時,屏上呈現(xiàn)彩色條紋,在光源與單縫間加紅色濾光片,光源發(fā)出的白光照射濾光片后,僅有紅光透過濾光片,故射到雙縫上的光為紅光,屏上呈現(xiàn)出的是紅色干涉條紋,

8、中央條紋為紅色,選項D正確。易錯點撥易錯點撥雙縫干涉實驗中濾光片的作用不要把紅色濾光片誤認為是“濾掉”紅光的濾光片。3.(2018天津理綜,5,6分)氫原子光譜在可見光區(qū)域內(nèi)有四條譜線H、H、H和H,都是氫原子中電子從量子數(shù)n2的能級躍遷到n=2的能級時發(fā)出的光,它們在真空中的波長由長到短,可以判定()A.H對應(yīng)的前后能級之差最小B.同一介質(zhì)對H的折射率最大C.同一介質(zhì)中H的傳播速度最大D.用H照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng),則H也一定能答案答案 A本題考查氫原子能級躍遷規(guī)律。由氫原子能級躍遷可知,=En-E2,H的波長最長,故最小,對應(yīng)能級差最小,選項A正確;同一介質(zhì)對頻率越大的光的折射率越大,

9、波長越短,頻率越大,故同一介質(zhì)對H的折射率最小而對H的折射率最大,選項B錯誤;由n=知,同一介質(zhì)中H的傳播速度最小,選項C錯誤;H的頻率大于H的頻率,因此用H照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng),而H不一定能,故選項D錯誤。hchccv解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵熟練掌握氫原子能級躍遷產(chǎn)生光子的能量h=Em-En和光的頻率或波長與折射率的關(guān)系是解答該題的關(guān)鍵。hc4.(2017上海單科,2,3分)光子的能量與其()A.頻率成正比 B.波長成正比C.速度成正比 D.速度平方成正比答案答案 A由E=h、c=得E=h=h,可見光子的能量與其頻率成正比、與其波長成反比,A正確,B錯誤。由于任意能量的光子在真空中傳播的速度都

10、是相同的,故C、D皆錯誤。c易錯點撥易錯點撥關(guān)于光子的能量光子的能量不能理解為動能,不能由動能的定義式Ek=mv2來處理光子能量的問題,謹記愛因斯坦的光子說、質(zhì)能方程是關(guān)鍵。125.(2017課標(biāo),19,6分)(多選)在光電效應(yīng)實驗中,分別用頻率為a、b的單色光a、b照射到同種金屬上,測得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub、光電子的最大初動能分別為Eka和Ekb。h為普朗克常量。下列說法正確的是()A.若ab,則一定有Uab,則一定有EkaEkbC.若UaUb,則一定有Ekab,則一定有ha-Ekahb-Ekb 答案答案 BC本題考查光電效應(yīng)方程、對遏止電壓的理解。光照射到同種金屬上,同種金屬的逸

11、出功相同。若ab,據(jù)Ek=h-W0可知,EkaEkb,則B項正確。由Ek=eU,可知UaUb,則A項錯誤。若UaUb,說明EkaEkb,則C項正確。由Ek=h-W0得h-Ek=W0,而同一種金屬W0相同,與入射光的頻率無關(guān),故ha-Eka=hb-Ekb,則D項錯誤。歸納總結(jié)歸納總結(jié)對光子能量、逸出功及最大初動能的理解同一種金屬逸出功相同,與入射光的頻率無關(guān)。遏止電壓只與光電子的最大初動能有關(guān):eU=Ek。光電效應(yīng)方程:h-W0=Ek。6.2016課標(biāo),35(1),5分(多選)現(xiàn)用某一光電管進行光電效應(yīng)實驗,當(dāng)用某一頻率的光入射時,有光電流產(chǎn)生。下列說法正確的是()A.保持入射光的頻率不變,入射

12、光的光強變大,飽和光電流變大B.入射光的頻率變高,飽和光電流變大C.入射光的頻率變高,光電子的最大初動能變大D.保持入射光的光強不變,不斷減小入射光的頻率,始終有光電流產(chǎn)生E.遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān),與入射光的光強無關(guān)答案答案 ACE保持入射光的頻率不變,入射光的光強變大,單位時間內(nèi)逸出的光電子個數(shù)增加,則飽和光電流變大,故A正確。飽和光電流的大小與入射光的頻率無直接關(guān)系,故B錯。由Ek=h-W,可知C正確。當(dāng)入射光的頻率小于金屬的極限頻率時,光電效應(yīng)不能發(fā)生,故D錯。由eU=mv2=h-W得eU=h-W,可見,遏止電壓U隨的增大而增大,與入射光的光強無關(guān),故E正確。127.2015

13、課標(biāo),35(1),5分(多選)實物粒子和光都具有波粒二象性。下列事實中突出體現(xiàn)波動性的是()A.電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣B.射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡C.人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)D.人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)E.光電效應(yīng)實驗中,光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān),與入射光的強度無關(guān)答案答案 ACD電子束通過雙縫產(chǎn)生干涉圖樣,體現(xiàn)的是波動性,A正確;射線在云室中留下清晰的徑跡,不能體現(xiàn)波動性,B錯誤;衍射體現(xiàn)的是波動性,C正確;電子顯微鏡利用了電子束波長短的特性,D正確;光電效應(yīng)體現(xiàn)的是光的粒子性,E錯誤。1.(2016天津理綜,2,6分)如圖是a、b

14、兩光分別經(jīng)過同一雙縫干涉裝置后在屏上形成的干涉圖樣,則()A.在同種均勻介質(zhì)中,a光的傳播速度比b光的大B.從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時a光臨界角大C.照射在同一金屬板上發(fā)生光電效應(yīng)時,a光的飽和電流大D.若兩光均由氫原子能級躍遷產(chǎn)生,產(chǎn)生a光的能級能量差大C組教師專用題組答案答案 D由a、b兩光的干涉圖樣結(jié)合x=知,ab、nanb,由n=知vavb,A項錯誤。sin C=,故CaCb,選項B錯誤;發(fā)生光電效應(yīng)時,飽和電流與入射光的強度有關(guān),C項錯誤;由能級躍遷h=Em-En,由于a光的光子能量大,因此產(chǎn)生a光的能級能量差大,選項D正確。Ldcv1n2.(2015天津理綜,2,6分)中國古人

15、對許多自然現(xiàn)象有深刻認識,唐人張志和在玄真子濤之靈中寫道:“雨色映日而為虹”。從物理學(xué)角度看,虹是太陽光經(jīng)過雨滴的兩次折射和一次反射形成的。如圖是彩虹成因的簡化示意圖,其中a、b是兩種不同頻率的單色光,則兩光()A.在同種玻璃中傳播,a光的傳播速度一定大于b光B.以相同角度斜射到同一玻璃板透過平行表面后,b光側(cè)移量大C.分別照射同一光電管,若b光能引起光電效應(yīng),a光也一定能D.以相同的入射角從水中射入空氣,在空氣中只能看到一種光時,一定是a光答案答案 C根據(jù)光路圖可知,a光的折射率大于b光的折射率。由n=可知,在同種玻璃中,a光的傳播速度應(yīng)小于b光,A項錯誤;以相同角度斜射到同一玻璃板透過平行

16、表面后,由于a光的折射率大,偏折程度大,a光側(cè)移量大,B項錯誤;折射率大的a光頻率也高,所以分別照射同一光電管,若b光能引起光電效應(yīng),a光也一定能,C項正確;由于b光的折射率小,b光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)發(fā)生全反射的臨界角大,當(dāng)a、b光以相同的入射角從水中射入空氣時,若在空氣中只能看到一種光,說明該光未發(fā)生全反射,所以一定是b光,D項錯誤。cv3.2016浙江自選,14(2)金屬鈉的逸出功為2.29 eV。波長為420 nm的紫光照射在金屬鈉表面產(chǎn)生光電效應(yīng)(普朗克常量h=6.6310-34 Js,1 eV=1.610-19 J,c=3.0108 m/s)。求入射光子的能量;光電子的最大初動能

17、。答案答案2.96 eV0.67 eV解析解析入射光子的能量E=4.7410-19 J2.96 eV由光電效應(yīng)方程得Ek=E-W=0.67 eVhc考點二原子與原子核A組自主命題江蘇卷題組1.2018江蘇單科,12C(1)已知A和B兩種放射性元素的半衰期分別為T和2T,則相同質(zhì)量的A和B經(jīng)過2T后,剩有的A和B質(zhì)量之比為()A.1 4 B.1 2 C.2 1 D.4 1答案答案 B經(jīng)過2T后A剩余的質(zhì)量mA=m=,B剩余的質(zhì)量mB=m=,=12。2124m1122mABmm4m2m規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)質(zhì)量為m的放射性元素經(jīng)過n個半衰期剩余該放射性元素的質(zhì)量m=。2nm2.2012江蘇單科,12C(

18、1)如圖所示是某原子的能級圖,a、b、c為原子躍遷所發(fā)出的三種波長的光。在下列該原子光譜的各選項中,譜線從左向右的波長依次增大,則正確的是()答案答案 C由h=h=E初-E末可知該原子躍遷前后的能級差越大,對應(yīng)光子的能量越大,波長越短。由圖知a對應(yīng)光子能量最大,波長最短,c次之,而b對應(yīng)光子能量最小,波長最長,故C正確。c3.2016江蘇單科,12C(1)貝可勒爾在120年前首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象,如今原子核的放射性在眾多領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用。下列屬于放射性衰變的是()ACNeBUnIY+nCHHHenDHeAlPn146.1470123592.1013953953910221.31421042

19、.2713301510答案答案 A A是衰變,B是核裂變,C是核聚變,D是原子核的人工轉(zhuǎn)變,所以A符合題意。4.2017江蘇單科,12C(1)(多選)原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示。根據(jù)該曲線,下列判斷正確的有()AHe核的結(jié)合能約為14 MeVBHe核比Li核更穩(wěn)定C.兩個H核結(jié)合成He核時釋放能量DU核中核子的平均結(jié)合能比Kr核中的大42.42.63214223592.8936答案答案 BC本題考查原子核的相關(guān)知識。由圖像可知He的比結(jié)合能約為7 MeV,其結(jié)合能應(yīng)為28 MeV,故A錯誤。比結(jié)合能較大的核較穩(wěn)定,故B正確。比結(jié)合能較小的核結(jié)合成比結(jié)合能較大的核時釋放能量,故C正確。比結(jié)合能

20、就是平均結(jié)合能,故由圖可知D錯誤。42,知識歸納知識歸納對比結(jié)合能的理解比結(jié)合能較小的核結(jié)合成比結(jié)合能大些的核為輕核聚變; 比結(jié)合能較小的重核,分裂成幾個比結(jié)合能較大的中等質(zhì)量的核,為重核裂變。上述兩類核反應(yīng)均放出核能。比結(jié)合能越大的核越穩(wěn)定。5.2015江蘇單科,12C(2)核電站利用原子核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)放出的巨大能量進行發(fā)電U是核電站常用的核燃料U受一個中子轟擊后裂變成Ba和Kr兩部分,并產(chǎn)生 個中子。要使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)生,裂變物質(zhì)的體積要 (選填“大于”或“小于”)它的臨界體積。23592,23592。144568936答案答案3大于解析解析由UnBaKr+n可知,會產(chǎn)生3個中子,要使裂變持續(xù)進行

21、(鏈?zhǔn)椒磻?yīng)),裂變物質(zhì)的體積需大于它的臨界體積。2359210144568936103考查點考查點本題考查原子核反應(yīng)方程、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)等知識,屬于中等難度題。友情提醒友情提醒原子核反應(yīng)方程中若兩端有相同的粒子,寫方程時不可約掉。6.2013江蘇單科,12C(2)根據(jù)玻爾原子結(jié)構(gòu)理論,氦離子(He+)的能級圖如圖所示。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”)。當(dāng)大量He+處在n=4的激發(fā)態(tài)時,由于躍遷所發(fā)射的譜線有 條。 答案答案近6知識鏈接知識鏈接原子的結(jié)構(gòu)模型與天體運動的行星模型有許多相似之處,注意采用類比學(xué)習(xí)法掌握原子的結(jié)構(gòu)。解析解析量子數(shù)小的軌道半徑小,因此

22、n=3的軌道比n=5的軌道離核近;能級躍遷發(fā)射的譜線條數(shù)為=6條。2Cn24C考查點考查點本題考查玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論等知識,屬于中等難度題。7.2015江蘇單科,12C(3)取質(zhì)子的質(zhì)量mp=1.672 610-27 kg,中子的質(zhì)量mn=1.674 910-27 kg,粒子的質(zhì)量m=6.646 710-27 kg,光速c=3.0108 m/s。請計算粒子的結(jié)合能。(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)答案答案4.310-12 J解析解析組成粒子的核子與粒子的質(zhì)量差為m=(2mp+2mn)-m結(jié)合能E=mc2代入數(shù)據(jù)得E=4.310-12 J考查點考查點本題考查結(jié)合能等知識,屬于中等難度題。友情提醒友情

23、提醒計算結(jié)果一定要注意有效數(shù)字位數(shù)的要求。8.2011江蘇單科,12C(2)(3)(2)按照玻爾原子理論,氫原子中的電子離原子核越遠,氫原子的能量 (選填“越大”或“越小”)。已知氫原子的基態(tài)能量為E1(E10)的光照射陰極K時,電路中一定沒有光電流B.若換用波長為2(22,根據(jù)=可知,波長為1的光的頻率不一定小于金屬的極限頻率,因此有可能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象,A項錯誤;同理可以判斷,B項正確;光電流的大小與入射光的強度有關(guān),在一定頻率與強度的光照射下,開始時,光電流隨電壓U的增加而增大,當(dāng)U增大到一定程度時,光電流達到飽和值,這時即使再增大U,在單位時間內(nèi)也不可能有更多的光電子定向移動,光電流也

24、就不會再增加,即飽和光電流是在一定頻率與強度的光照射下的最大光電流,增大電源電壓,若光電流達到飽和值,則光電流不會增大,C項錯誤;將電源極性反接,若光電子的最大初動能大于在光電管兩極間克服電場力做的功,電路中仍有光電流產(chǎn)生,D項錯誤。c解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵理解研究光電效應(yīng)規(guī)律的實驗原理是解決本題的關(guān)鍵。3.(2017江蘇四市一模)下列說法正確的是()A.光電效應(yīng)中,從金屬中逸出的光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比B.對黑體輻射的研究表明:隨著溫度的升高,輻射強度的最大值向波長較長的方向移動C.核裂變與核聚變反應(yīng)中均存在質(zhì)量虧損,會釋放出較多的核能DU的半衰期隨著環(huán)境的不斷變化,半衰期可能變短2

25、3592.答案答案 C由Ek=h-W可見,Ek與不是正比關(guān)系,故A錯。隨著溫度的升高,輻射強度的最大值向波長較短的方向移動,故B錯。裂變和聚變反應(yīng)中均釋放核能,由E=mc2可知C正確。半衰期只決定于原子核本身,與環(huán)境無關(guān),故D錯。4.2018江蘇蘇錫常鎮(zhèn)一模聯(lián)考,12C(1)放射性元素氡(Rn)的半衰期為T,氡核放出一個X粒子后變成釙核(Po),設(shè)氡核、釙核和X粒子的質(zhì)量為m1、m2、m3,下列說法正確的是()A.該過程的核反應(yīng)方程是RnPoHeB.發(fā)生一次核反應(yīng)釋放的核能為(m2+m3-m1)c2C.1 g氡經(jīng)2T時間后,剩余氡原子的質(zhì)量為0.5 gD.釙核的比結(jié)合能比氡核的比結(jié)合能大222

26、8621884222862188442二、多項選擇題(每小題4分,共8分)答案答案 AD根據(jù)核反應(yīng)過程質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒,該核反應(yīng)方程是RnPoHe,故A正確;核反應(yīng)中虧損的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量,故釋放的核能為E=(m1-m2-m3)c2,故B錯誤;1 g氡經(jīng)2T時間后,剩余氡原子的質(zhì)量為0.25 g,故C錯誤;從氡核衰變到釙核放出核能,所以釙核的比結(jié)合能比氡核的比結(jié)合能大,故D正確。222862188442解題指導(dǎo)解題指導(dǎo)核反應(yīng)方程要遵循質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒;正確利用質(zhì)能方程求釋放的能量;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。5.2016江蘇蘇錫常鎮(zhèn)一模,12C(1)下列說法

27、中正確的是()A.電子的衍射圖樣證實了實物粒子具有波動性B.為了解釋黑體輻射的規(guī)律,普朗克提出了能量量子化的觀點C.氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時將放出光子D.光電效應(yīng)現(xiàn)象中存在極限頻率,導(dǎo)致含有光電管的電路存在飽和電流答案答案 AB衍射是波特有的現(xiàn)象,故A正確。B項敘述正確。電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時需吸收能量,C錯。極限頻率是能否產(chǎn)生光電效應(yīng)的臨界頻率,與飽和電流的存在性無關(guān),D錯。6.2018江蘇南京、鹽城一模聯(lián)考,12C(1)(2)(6分)(1)下面四幅示意圖中能正確反映核反應(yīng)過程的是 。(2)氦原子的一個核外電子被電離,形成類氫結(jié)構(gòu)的氦離子。如圖

28、所示為氦離子能級的示意圖。現(xiàn)有氦離子從n=4能級躍遷到n= 能級輻射出的光子能量為10.2 eV;用該光照射逸出功為2.29 eV的金屬鈉,光電子產(chǎn)生的最大初動能為 eV。三、非選擇題(共33分) 答案答案(1)AD(2)27.91解析解析(1)根據(jù)核反應(yīng)過程必須滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒這兩個條件分析可知,A、D正確,B、C均錯。(2)由E4-En=10.2 eV,即-3.4 eV-En=10.2 eV得,En=-13.6 eV,對應(yīng)第2能級。由光電效應(yīng)方程得Ekm=h-W0=10.2 eV-2.29 eV=7.91 eV。7.(2017江蘇新海月考)(10分)(1)加拿大薩德伯里中微子觀測

29、站揭示了中微子失蹤的原因,即觀測到的中微子數(shù)目比理論值少是因為部分中微子在運動過程中轉(zhuǎn)化為一個子和一個子。該研究過程中牛頓運動定律 (選填“依然適用”或“不能適用”)。若發(fā)現(xiàn)子和中微子的運動方向相反,則子的運動方向與中微子的運動方向 (選填“相同”“相反”或“無法確定”)。(2)一銅板暴露在波長為的紫外線中,觀測到有電子從銅板表面逸出。在銅板所在空間加一方向垂直于板面、大小為E的勻強電場時,電子能運動到與板面的最大距離為d的位置。已知真空中的光速為c,普朗克常量為h,電子的電荷量為e,求:入射光光子的能量;銅板的極限頻率。答案答案(1)不能適用相同(2)- hcceEdh解析解析(1)牛頓運動

30、定律的適用范圍是宏觀物體低速運動,不適用于微觀粒子高速運動;微觀粒子在相互作用過程中遵循動量守恒定律,子和中微子的運動方向相反,子與中微子的運動方向相同。(2)入射光光子的能量E0=。由功能關(guān)系可知光電子的最大初動能Ekm=eEd設(shè)銅板的極限頻率為0,則E0=h0+Ekm解得0=-。hcceEdh考查點考查點本題考查動量守恒定律、光子的能量、光電效應(yīng)方程等知識。為中等難度題。知識拓展知識拓展經(jīng)典理論適用于宏觀、低速的物質(zhì)世界;微觀世界遵守量子力學(xué)的理論,高速運動的物體要用相對論理論研究。8.(2017江蘇高考模擬卷二)(11分)(1)如圖甲所示為研究發(fā)生光電效應(yīng)時通過光電管上的電流隨電壓變化的

31、電路,用頻率為的單色光照射陰極K時,能發(fā)生光電效應(yīng)。改變光電管兩端的電壓,測得電流隨電壓變化的圖像如圖乙所示。已知電子的帶電荷量為-e,真空中的光速為c,普朗克常量為h。從陰極K逸出光電子的最大初動能Ek= ,陰極K的極限頻率0= 。若用上述單色光照射一群處于基態(tài)的氫原子,恰能使氫原子躍遷到n=4的激發(fā)態(tài),氫原子處于基態(tài)時的能量E1= (已知氫原子n能級上的能量En與基態(tài)的能量E1滿足En=)。(2)某元素A在發(fā)生衰變生成B元素的同時,能放出頻率為的光子,設(shè)有一個靜止的原子核A,質(zhì)量為m0,衰變時在粒子的速度方向上放出一個光子,已知放出粒子的質(zhì)量為m,速度為v,光子的速度為c,靜質(zhì)量為0,光子

32、的動量為,則:元素A發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程式 ,如果元素A的半衰期為10天,在對160 g元素A的單質(zhì)加熱40天后,還剩下元素A的單質(zhì) g;靜止的原子核A衰變后生成的B元素的速度v。12EnYXhYX答案答案(1)eUc -h(2)ABHe10見解析ceUh1615YX42YX42解析解析(1)Uc為遏止電壓,由動能定理:Ek=eUc,結(jié)合光電效應(yīng)方程有:h=eUc+h0則0=-根據(jù)玻爾的原子理論有:h=E4-E1,E4=,解得:E1=-h(2)由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒有:ABHe由衰變規(guī)律可得元素A剩下的質(zhì)量m=m0=160 g=10 g由動量守恒定律有:0=mBv+mv+結(jié)合=ceUh116

33、E1615YX42YX4212n412h0mYB4mY 解得:v=-負號表示v與v方向相反。0()(4)Y m vhm Y友情提醒友情提醒核反應(yīng)過程中動量守恒,有光子放出時,不要遺漏光子的動量。友情提醒友情提醒核反應(yīng)過程中動量守恒,有光子放出時,不要遺漏光子的動量?？疾辄c考查點本題考查光電效應(yīng)、能級躍遷、核反應(yīng)方程、半衰期、動量守恒定律等知識。為中等難度題。9.2018江蘇泰州二模,12C(3)(6分)在微觀領(lǐng)域,動量守恒定律和能量守恒定律依然適用。在輕核聚變的核反應(yīng)中,兩個氘核H)以相同的動能E0做對心碰撞,該反應(yīng)中釋放的核能為E,假設(shè)釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為氦核He)和另一種粒子的動能。寫出核反應(yīng)方程式;在上述輕核聚變的核反應(yīng)中生成的氦核和另一種粒子的動能各是多少?21(32(答案答案HHen或HHHen(2E0+E) (2E0+E)2123210212132101434解析解析根據(jù)核反應(yīng)中系統(tǒng)的能量守恒,有EkHe+Ekn=2E0+E,根據(jù)核反應(yīng)中系統(tǒng)的動量守恒,有pHe-pn=0又有Ek=可知=解得EkHe=(2E0+E),Ekn=(2E0+E)解題思路解題思路根據(jù)核反應(yīng)過程滿足動量守恒和能量守恒解題。22pmkHeknEE131434