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1、專題十六波粒二象性原子物理,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,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A由光電效應方程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。,考查點本題考查光電效應等知識,屬于中等難度題。,錯解分析本題推理過程
2、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,學習過程中一定要打牢基礎。,,2.2011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系的圖中,符合黑體輻射實驗規(guī)律的是(),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)律可用光的波動性解釋 D.動能相等的質
3、子和電子,它們的德布羅意波長也相等,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=, 動能相等的質子和電子質量相差很多,所以德布羅意波長不相等,D錯誤。,考查點本題考查波粒二象性、光電效應、黑體輻射、德布羅意波長等知識,屬于中等難度題。,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。(已知普朗克常量為h、光速為c),答案12,,解析由愛因斯坦光電效應方程可
4、知EkA=h-W0=0,得W0=h EkB=h-h= A種光子的動量pA= B種光子的動量pB== 得pApB=12,5.2017江蘇單科,12C(2)質子H)和粒子He)被加速到相同動能時,質子的動量(選 填“大于”、“小于”或“等于”)粒子的動量,質子和粒子的德布羅意波波長之比為。,答案小于21,解析由動量與動能的關系p=可知,Ek相同時,質量小的動量也較小,故質子的動量小于 粒子的動量。德布羅意波長=,而p,故,則H==21。,,,6.2016江蘇單科,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。已知該可見光的波長范圍為 4
5、.010-77.610-7 m,普朗克常量h=6.6310-34 Js。,答案見解析,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。,,,7.2012江蘇單科,12C(3)A、B兩種光子的能量之比為21,它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應,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21EA-2EB,,解析光子能量=h,動量p=,且= 得p=,則pApB=21 A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-2EB,1.(2018課標,17,6分
6、)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)生光電效應的單色光的最低頻率約為() A.11014 HzB.81014 Hz C.21015 HzD.81015 Hz,B組統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組,答案B本題考查光電效應規(guī)律。由光電效應方程得Ek=-W0,而能使鋅產(chǎn)生光電效應的 單色光的最低頻率0應滿足h0=W0,聯(lián)立得0=-=81014 Hz,故選項B正確。,方法技巧光電效應現(xiàn)象的判斷 能使金屬產(chǎn)生光電效應的單色光的最低頻率即恰好發(fā)生光電效應的條件:照射光
7、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,中央條紋為紅色,選項D正確。,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
8、可見光區(qū)域內有四條譜線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對應的前后能級之差最小 B.同一介質對H的折射率最大 C.同一介質中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,則H也一定能,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,對應能級差最小,選項A正確;同一介質對頻率越大的光的折射率越大,波長越短,頻 率越大,故同一介質對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
9、此用H照射某一金屬能發(fā)生光電效應,而H不一定能,故選項D錯誤。,解題關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 率的關系是解答該題的關鍵。,,4.(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是相同的,故C、D皆錯誤。,易錯點撥關于光子的能量 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、質能方程是關鍵
10、。,,,5.(2017課標,19,6分)(多選)在光電效應實驗中,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EkaEkb C.若Uab,則一定有ha-Ekahb-Ekb,答案BC本題考查光電效應方程、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Ua
11、種金屬W0相同,與入射光的頻率無關,故ha-Eka=hb-Ekb,則D項錯誤。,歸納總結對光子能量、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。 遏止電壓只與光電子的最大初動能有關:eU=Ek。 光電效應方程:h-W0=Ek。,,6.2016課標,35(1),5分(多選)現(xiàn)用某一光電管進行光電效應實驗,當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
12、.遏止電壓的大小與入射光的頻率有關,與入射光的光強無關,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系,故B錯。由Ek=h-W,可知C正確。當入射光的頻率小于金屬的極限頻率時,光電效應不能發(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,故E正確。,,7.2015課標,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
13、C.人們利用慢中子衍射來研究晶體的結構 D.人們利用電子顯微鏡觀測物質的微觀結構 E.光電效應實驗中,光電子的最大初動能與入射光的頻率有關,與入射光的強度無關,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.在同種均勻介質中,a光的傳播速度比b光的大 B.從同種介質射入真空發(fā)生全反射時a光臨界角大 C.照射在同
14、一金屬板上發(fā)生光電效應時,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D由a、b兩光的干涉圖樣結合x=知,ab、nanb,由n=知va
15、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光側移量大 C.分別照射同一光電管,若b光能引起光電效應,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表面后,由于a光的折射率大,偏折程度大,a光側移量大,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,a光也一定能,C項正確
16、;由于b光的折射率小,b光從光密介質射向光疏介質發(fā)生全反射的臨界角大,當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。,3.2016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(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。,答案2.96 eV0.67 eV,解析入射光子的能量E=4.7410-19 J2.96 eV 由光電效應方程得Ek=E-W=0.67 eV,,,考點二
17、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,則相同質量的A和B經(jīng)過2T后,剩有的A和B質量之比為() A.14B.12C.21D.41,答案B經(jīng)過2T后A剩余的質量mA=m=,B剩余的質量mB=m=,==1 2。,規(guī)律總結質量為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量m=。,,,2.2012江蘇單科,12C(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C由h=h=E初-E末可知該原子躍遷前后的能級差越大,對
18、應光子的能量越大,波長越 短。由圖知a對應光子能量最大,波長最短,c次之,而b對應光子能量最小,波長最長,故C正確。,,3.2016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域中有著廣泛應用。下列屬于放射性衰變的是() ACNeBUnIY+n CHHHenDHeAlPn,答案AA是衰變,B是核裂變,C是核聚變,D是原子核的人工轉變,所以A符合題意。,,4.2017江蘇單科,12C(1)(多選)原子核的比結合能曲線如圖所示。根據(jù)該曲線,下列判斷正確的有() AHe核的結合能約為14 MeV BHe核比Li核更穩(wěn)定 C.兩個H核結合成He核時釋放能
19、量 DU核中核子的平均結合能比Kr核中的大,答案BC本題考查原子核的相關知識。 由圖像可知He的比結合能約為7 MeV,其結合能應為28 MeV,故A錯誤。比結合能較大的核 較穩(wěn)定,故B正確。比結合能較小的核結合成比結合能較大的核時釋放能量,故C正確。比結合能就是平均結合能,故由圖可知D錯誤。,知識歸納對比結合能的理解 比結合能較小的核結合成比結合能大些的核為輕核聚變; 比結合能較小的重核,分裂成幾個比結合能較大的中等質量的核,為重核裂變。上述兩類核反應均放出核能。 比結合能越大的核越穩(wěn)定。,,5.2015江蘇單科,12C(2)核電站利用原子核鏈式反應放出的巨大能量進行發(fā)電U是核電站 常用的核
20、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 使鏈式反應發(fā)生,裂變物質的體積要(選填“大于”或“小于”)它的臨界體積。,答案3大于,解析由UnBaKr+n可知,會產(chǎn)生3個中子,要使裂變持續(xù)進行(鏈式反應),裂變物 質的體積需大于它的臨界體積。,考查點本題考查原子核反應方程、鏈式反應等知識,屬于中等難度題。,友情提醒原子核反應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)玻爾原子結構理論,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”)。當大量He+處在n=4的激發(fā)態(tài)時,由于躍
21、遷所發(fā)射的譜線有條。,答案近6,,知識鏈接原子的結構模型與天體運動的行星模型有許多相似之處,注意采用類比學習法掌握原子的結構。,,7.2015江蘇單科,12C(3)取質子的質量mp=1.672 610-27 kg,中子的質量mn=1.674 910-27 kg,粒子的質量m=6.646 710-27 kg,光速c=3.0108 m/s。請計算粒子的結合能。(計算結果保留兩位有效數(shù)字),答案4.310-12 J,解析組成粒子的核子與粒子的質量差為m=(2mp+2mn)-m 結合能E=mc2 代入數(shù)據(jù)得E=4.310-12 J,考查點本題考查結合能等知識,屬于中等難度題。,友情提醒計算結果一定要注
22、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(E1<0),電子質量為m,基態(tài)氫原子中的電子吸收一頻率為的光子被電離后,電子速度大小為(普朗克常量為h)。 (3)有些核反應過程是吸收能量的。例如,在XNOH中,核反應吸收的能量Q=(mO+mH)- (mX+mN)c2。在該核反應方程中,X表示什么粒子?X粒子以動能Ek轟擊靜止的N核,若Ek=Q,則 該核反應能否發(fā)生?請簡要說明理由。,答案(2)越大 (3 He不能實現(xiàn),因為不能同時滿足能量守恒和動量守恒的
23、 要求。,,解析(2)根據(jù)玻爾理論可知,氫原子中的電子離核越遠,氫原子的能量越大,由mv2=h+E1可 得v=。 (3)根據(jù)核反應中的質量數(shù)守恒及電荷數(shù)守恒可知X粒子為He(粒子)。不能實現(xiàn),因為不能 同時滿足能量守恒和動量守恒的要求。,失分警示(1)要知道黑體輻射實驗規(guī)律。(2)要知道原子能級躍遷規(guī)律。(3)要會應用兩大守恒定律分析核反應中能量及動量問題。,評析本題重點考查了黑體輻射、原子電離及核反應等知識,屬于中等難度題。,,1.(2018課標,14,6分)1934年,約里奧-居里夫婦用粒子轟擊鋁核Al,產(chǎn)生了第一個人工放射 性核素X:Aln+X。X的原子序數(shù)和質量數(shù)分別為() A.15和
24、28B.15和30 C.16和30D.17和31,B組統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組,答案B本題考查核反應方程。在核反應過程中,質量數(shù)和電荷數(shù)分別守恒,則X的原子序數(shù)為2+13=15,X的質量數(shù)為4+27-1=30,選項B正確。,規(guī)律總結核反應方程的特點 核反應過程中,質量數(shù)和電荷數(shù)分別守恒。,,,2.(2018天津理綜,1,6分)國家大科學工程中國散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功,獲得中子束流,可以為諸多領域的研究和工業(yè)應用提供先進的研究平臺。下列核反應中放出的粒子為中子的是() A N俘獲一個粒子,產(chǎn)生O并放出一個粒子 BAl俘獲一個粒子,產(chǎn)生P并放出一個粒子 CB俘
25、獲一個質子,產(chǎn)生Be并放出一個粒子 DLi俘獲一個質子,產(chǎn)生He并放出一個粒子,答案B本題考查核反應方程。由核反應過程中遵循質量數(shù)、電荷數(shù)均守恒的原則,可寫出選項中的四個核反應方程N+HeOH,選項A錯誤AlHePn,選項B正確。 BeHe,選項C錯誤LiHHeHe,選項D錯誤。,解題關鍵核反應中的兩守恒 根據(jù)核反應過程中質量數(shù)和電荷數(shù)均守恒的原則,寫出核反應方程,同時應熟記幾種常用的微觀粒子的表示方法。,,3.(2017課標,15,6分)一靜止的鈾核放出一個粒子衰變成釷核,衰變方程為UTh He。下列說法正確的是() A.衰變后釷核的動能等于粒子的動能 B.衰變后釷核的動量大小等于粒子的動量
26、大小 C.鈾核的半衰期等于其放出一個粒子所經(jīng)歷的時間 D.衰變后粒子與釷核的質量之和等于衰變前鈾核的質量,答案B本題考查天然放射現(xiàn)象、半衰期、動量守恒。靜止的原子核在衰變前后動量守恒,由動量守恒定律得0=m1v1+m2v2,可知m1v1=-m2v2,故衰變后釷核的動量大小等于粒子的動量大小,選項B正確;而動能Ek=,由于釷核的質量(m1)大于粒子的質量(m2),故其動能不等,選項 A錯誤;鈾核的半衰期是大量的鈾核半數(shù)發(fā)生衰變所用的時間,而不是放出一個粒子所經(jīng)歷的時間,選項C錯誤;原子核衰變前后質量數(shù)守恒,衰變時放出核能,質量虧損,選項D錯誤。,關聯(lián)知識原子核衰變前后動量守恒、質量數(shù)和電荷數(shù)守恒
27、;動能和動量與質量的關系;半衰期的定義及其含義。,,4.(2016北京理綜,13,6分)處于n=3能級的大量氫原子,向低能級躍遷時,輻射光的頻率有( ) A.1種B.2種C.3種D.4種,答案C處于能級為n的大量氫原子向低能級躍遷能輻射光的種類為,所以處于n=3能級 的大量氫原子向低能級躍遷,輻射光的頻率有=3種,故C項正確。,,5.2016課標,35(1),5分(多選)一靜止的鋁原子核Al俘獲一速度為1.0107 m/s的質子p后,變 為處于激發(fā)態(tài)的硅原子核Si*。下列說法正確的是() A.核反應方程為pAlSi* B.核反應過程中系統(tǒng)動量守恒 C.核反應過程中系統(tǒng)能量不守恒 D.核反應前后
28、核子數(shù)相等,所以生成物的質量等于反應物的質量之和 E.硅原子核速度的數(shù)量級為105 m/s,方向與質子初速度的方向一致 答案ABE質子p即H,核反應方程為pAlSi*,A項正確;核反應過程遵循動量守恒定 律,B項正確;核反應過程中系統(tǒng)能量守恒,C項錯誤;在核反應中質量數(shù)守恒,但會發(fā)生質量虧損,所以D項錯誤;設質子的質量為m,則Si*的質量為28m,由動量守恒定律有mv0=28mv,得v= = m/s3.6105 m/s,方向與質子的初速度方向相同,故E項正確。,,6.2016課標,35(1),5分在下列描述核過程的方程中,屬于衰變的是,屬于衰變的是,屬于裂變的是,屬于聚變的是。(填正確答案標號
29、) ACNeBPSe CUThHeDNHeOH EUnXeSr+nFHHHen,答案CABEF,解析天然放射性元素自發(fā)地放出粒子(即氦核He)的衰變屬于衰變;放出粒子的衰變屬 于衰變;重核分裂成幾個中等質量原子核的現(xiàn)象為核裂變;輕原子核聚合成較重原子核的反應為核聚變。,,,1.(2017天津理綜,1,6分)我國自主研發(fā)制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先通過權威機構認證,這是我國對國際熱核聚變項目的重大貢獻。下列核反應方程中屬于聚變反應的是() A.HHHen BNHeOH CHeAlPn DUnBaKr+n,C組教師專用題組,答案A本題考查核反應類型。選項A是質量小的核結合成質量較大的核,
30、屬于核聚變。選項B是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質子的人工轉變方程。選項C是約里奧居里夫婦發(fā)現(xiàn)人工放射性同位素的人工轉變方程。選項D是鈾核在中子轟擊下分裂為中等質量的核的過程,屬于核裂變。,易混點撥輕核聚變與人工轉變 從本質過程來看,輕核聚變是質量較小的原子核在高溫下或在高壓下接近到核力能發(fā)生作用的范圍時,在核力作用下結合為質量較大的原子核,同時放出能量;人工轉變是在高速粒子的轟擊下使靶核發(fā)生轉變,同時被擊出某種粒子,此過程中通常要吸收能量。從方程形式來看,二者相近,不易區(qū)分?？赏ㄟ^典型人工轉變方程的記憶來解決,幾種典型人工轉變是發(fā)現(xiàn)質子、中子、放射性同位素與正電子的核反應。,,2.2016浙江自選,14(1)
31、,4分以下說法正確的是() A.氫原子的能量是量子化的 B.在核反應過程中,質子數(shù)守恒 C.半衰期越大,原子核衰變越快 D.如果一個系統(tǒng)不受外力,系統(tǒng)的總動量一定為零,答案A根據(jù)玻爾原子理論,氫原子的能量是量子化的,A項正確;核反應中電荷數(shù)守恒、質量數(shù)守恒,質子數(shù)不一定守恒,B項錯誤;半衰期是指大量原子核衰變時,有半數(shù)原子核發(fā)生衰變所用的時間,半衰期越大,原子核衰變越慢,C項錯誤;系統(tǒng)不受外力或所受合外力為零,系統(tǒng)總動量保持不變,D項錯誤。,,3.2015浙江自選,14(1),4分以下說法正確的是() A.所有原子核中的質子數(shù)和中子數(shù)都相等 B.在核反應中,質量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒 C.氫原子從
32、高能級向低能級躍遷時能輻射出射線 D.只要光照射金屬電極的時間足夠長,就能發(fā)生光電效應,答案B質量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒是核反應中兩大基本規(guī)律,B正確。,,4.(2015北京理綜,14,6分)下列核反應方程中,屬于衰變的是() A.NHeOHBUThHe CHHHenDThPae,答案BA項屬于原子核的人工轉變,B項屬于衰變,C項屬于聚變反應,D項屬于衰變。,,5.2015福建理綜,30(1),6分下列有關原子結構和原子核的認識,其中正確的是() A.射線是高速運動的電子流 B.氫原子輻射光子后,其繞核運動的電子動能增大 C.太陽輻射能量的主要來源是太陽中發(fā)生的重核裂變 D.Bi的半衰期是5天,1
33、00克Bi經(jīng)過10天后還剩下50克,答案B射線是光子流,選項A錯誤;氫原子輻射光子后能量減小,軌道半徑減小,其繞核運動的電子動能增大,總能量減小,選項B正確;太陽輻射能量的主要來源是太陽中發(fā)生的氫核聚變,選項C錯誤;由m=,n==2得m== g=25 g,選項D錯誤。,,6.(2015重慶理綜,1,6分)圖中曲線a、b、c、d為氣泡室中某放射物發(fā)生衰變放出的部分粒子的徑跡,氣泡室中磁感應強度方向垂直于紙面向里。以下判斷可能正確的是() A.a、b為粒子的徑跡B.a、b為粒子的徑跡 C.c、d為粒子的徑跡D.c、d為粒子的徑跡,答案D粒子不帶電,不會發(fā)生偏轉,故B錯。由左手定則可判定,a、b粒子
34、帶正電,c、d粒子帶負電,又知粒子帶正電,粒子帶負電,故A、C均錯,D正確。,,7.(2014重慶理綜,1,6分)碘131的半衰期約為8天。若某藥物含有質量為m的碘131,經(jīng)過32天后,該藥物中碘131的含量大約還有() A.B.C.D.,答案C設剩余質量為m剩,則由m剩=m(,得m剩=m(==,C正確。,,8.(2016天津理綜,6,6分)(多選)物理學家通過對實驗的深入觀察和研究,獲得正確的科學認知,推動物理學的發(fā)展。下列說法符合事實的是() A.赫茲通過一系列實驗,證實了麥克斯韋關于光的電磁理論 B.查德威克用粒子轟擊N獲得反沖核O,發(fā)現(xiàn)了中子 C.貝克勒爾發(fā)現(xiàn)的天然放射性現(xiàn)象,說明原子
35、核有復雜結構 D.盧瑟福通過對陰極射線的研究,提出了原子核式結構模型,答案AC1886年,德國科學家赫茲做了赫茲的電火花等一系列實驗,證實了麥克斯韋關于光的電磁理論,A項正確;查德威克用粒子轟擊Be獲得反沖核C,發(fā)現(xiàn)了中子,B項錯誤; 貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射性現(xiàn)象,原子序數(shù)大于或等于83的原子核在自然界中自發(fā)地發(fā)生衰變,說明原子核有復雜結構,C項正確;盧瑟福通過粒子散射現(xiàn)象,提出了原子核式結構模型,D項錯。,9.(2015廣東理綜,18,6分)(多選)科學家使用核反應獲取氚,再利用氘和氚的核反應獲得能量。核反應方程分別為:X+YH+4.9 MeV和 HHHe+X+17.6 MeV。下列表述正確的
36、 有() A.X是中子 B.Y的質子數(shù)是3,中子數(shù)是6 C.兩個核反應都沒有質量虧損 D.氘和氚的核反應是核聚變反應,答案AD設X、Y的電荷數(shù)分別為Z、Z,質量數(shù)分別為A、A,由質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒有:A+A=4+3,2+3=A+4,Z+Z=2+1,1+1=2+Z,可得A=1,A=6,Z=0,Z=3,故X是中子,Y是Li,A正確; 由Li知Y的質子數(shù)、中子數(shù)都是3,故B錯誤;兩個核反應中都釋放了能量,故都有質量虧損,C 錯誤;氘和氚的核反應中質量較小的核結合成了質量較大的核,故D正確。,10.(2017北京理綜,23,18分)在磁感應強度為B的勻強磁場中,一個靜止的放射性原子核發(fā)生了一次衰變
37、。放射出的粒子He)在與磁場垂直的平面內做圓周運動,其軌道半徑為R。 以m、q分別表示粒子的質量和電荷量。 (1)放射性原子核用X表示,新核的元素符號用Y表示,寫出該衰變的核反應方程。 (2)粒子的圓周運動可以等效成一個環(huán)形電流,求圓周運動的周期和環(huán)形電流大小。 (3)設該衰變過程釋放的核能都轉化為粒子和新核的動能,新核的質量為M,求衰變過程的質量虧損m。,答案見解析,,解析本題考查了原子核的衰變、動量和能量守恒、帶電粒子在勻強磁場中的運動、質能方程等多個考點,是一道綜合題,難度中等。 (1XYHe (2)設粒子的速度大小為v,由qvB=m,T=,得 粒子在磁場中運動周期T= 環(huán)形電流大小I=
38、= (3)由qvB=m,得v= 設衰變后新核Y的速度大小為v,系統(tǒng)動量守恒 Mv-mv=0 v== 由mc2=Mv2+mv2 得m=,說明:若利用M=m解答,亦可。,方法技巧衰變中的動量和能量守恒 在衰變過程中,靜止的原子核放射粒子,新核與粒子的總動量保持不變(為零),而衰變釋放的能量與質量虧損之間必然遵循質能方程E=mc2。,考點一光的波粒二象性 1.2018江蘇揚州期中,12C(1)在光電效應實驗中,飛飛同學用同一光電管在不同實驗條件下得到了三條光電流與電壓之間的關系曲線(甲光、乙光、丙光),如圖所示,則可判斷出() A.甲光的頻率大于乙光的頻率 B.乙光的波長大于丙光的波長 C.乙光的頻
39、率大于丙光的頻率 D.甲光對應的光電子最大初動能大于丙光對應的光電子最大初動能,三年模擬,A組 20162018年高考模擬基礎題組,答案B由題圖可知,甲、乙兩光對應的遏止電壓均為Uc2,由愛因斯坦光電效應方程Ek=h-W0及動能定理-eUc=0-Ek可知甲、乙兩光的頻率相同,且小于丙光的頻率,A、C項錯誤;甲光頻率小于丙光的頻率,則甲光對應的光電子的最大初動能小于丙光對應光電子的最大初動能,D項錯誤;乙光頻率小于丙光頻率,由c=可知乙光的波長大于丙光的波長,B項正確。,2.2018江蘇宿遷期中,12B(1)(多選)物理學家做了一個有趣的實驗:在雙縫干涉實驗中,在光屏處放上照相底片,若減弱光的強
40、度,使光子只能一個一個地通過狹縫,實驗結果表明,如果曝光時間不太長,底片上只出現(xiàn)一些不規(guī)則的點子;如果曝光時間足夠長,底片上就會出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋。對這個實驗結果有下列認識,正確的是() A.曝光時間不長時,出現(xiàn)不規(guī)則的點子,表現(xiàn)出光的波動性 B.單個光子通過雙縫后的落點無法預測 C.干涉條紋中明亮的部分是光子到達機會較多的地方 D.只有大量光子的行為才能表現(xiàn)出光的粒子性,答案BC曝光時間短時,光子到達底片的個數(shù)少,表現(xiàn)出光的粒子性,曝光時間長時,光子到達底片的個數(shù)多,則表現(xiàn)出光的波動性,干涉條紋中的明條紋部分是光子到達機會較多的地方,但單個光子的落點是無法預測的,綜上所述,B、C正確,A、D
41、錯誤。,命題意圖本題可幫助學生理解光是概率波,體會光的波粒二象性。,,3.2018江蘇揚州調研,12B(1)(多選)在光電效應實驗中,兩個實驗小組分別在各自的實驗室,約定用相同頻率的單色光,分別照射鋅和銀的表面,結果都能發(fā)生光電效應,如圖甲,并記錄相關數(shù)據(jù)。對于這兩組實驗,下列判斷正確的是(),A.飽和光電流一定不同 B.因為材料不同逸出功不同,所以遏止電壓Uc不同 C.光電子的最大初動能不同 D.因為光強不確定,所以單位時間逸出的光電子數(shù)可能相同 E.分別用不同頻率的光照射之后繪制Uc-圖像(為照射光頻率,圖乙為其中一小組繪制的圖像),圖像的斜率可能不同,答案BCD雖然光的頻率相同,但光強不
42、確定,所以單位時間逸出的光電子數(shù)可能相同,飽和光電流可能相同,故A錯誤,D正確;根據(jù)光電效應方程Ekm=h-W0和eUc=Ekm得出,相同頻率,不同逸出功,則光電子的最大初動能不同,遏止電壓也不同,故B、C正確;由Uc=-知圖像的斜率 等于,故E錯誤。,,4.2018江蘇南通一模,12C(2)利用圖甲所示電路研究光電效應中金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率的關系,描繪出圖乙中的圖像,由此算出普朗克常量h,圖乙中U1、1、0均已知,電子電荷量用e表示,當入射光的頻率增大時,為了測定遏止電壓,滑動變阻器的滑片P應向(選填“M”或“N”)端移動,由Uc-圖像可求得普朗克常量h=。(用題中字母表示)。,答
43、案N,,解析入射光的頻率增大,光電子的最大初動能增大,則遏止電壓增大,測遏止電壓時,應使滑動變阻器的滑片P向N端移動;根據(jù)Ekm=h-hc,由Uc-圖像可知,當遏止電壓為零時,=0,所以這種金屬的截止頻率為0;根據(jù)Ekm=h-hc=eUc,解得Uc=-,圖線的斜率k==,則h= 。,5.2018江蘇南通摸底,12C(3)德布羅意認為,任何一個運動著的物體,都有一種波與它對應,波長是=,式中p是運動物體的動量,h是普朗克常量。已知某種紫光的波長是440 nm,若將電子 加速,使它的德布羅意波長是這種紫光波長的10-4。求: 電子的動量大小; 試推導加速電壓跟德布羅意波長的關系,并計算加速電壓的大
44、小。電子質量m=9.110-31 kg,電子電荷量e=1.610-19 C,普朗克常量h=6.610-34 Js,加速電壓的計算結果取一位有效數(shù)字。,答案1.510-23 kg m/sU=8102 V,,解析由=,得p== kg m/s=1.510-23 kg m/s; eU=Ek=,且= 聯(lián)立解得U=,代入數(shù)據(jù)解得U=8102 V。,考點二原子與原子核 1.2018江蘇南通二模,12C(1)改編關于原子核和原子核的變化,下列說法中正確的是() A.維系原子核穩(wěn)定的力是核力,核力可能是吸引力,也可能是排斥力 B.原子序數(shù)小于83的元素不可能自發(fā)地衰變 C.重核發(fā)生裂變反應時,生成新核的比結合能
45、變小 D.原子核發(fā)生變化時,一定會釋放能量,答案A相鄰核子之間的距離大于0.810-15 m時,核力表現(xiàn)為吸引力,距離小于0.810-15 m時,核力表現(xiàn)為斥力,故A正確。原子序數(shù)大于或等于83的元素,都能自發(fā)地放出射線,原子序數(shù)小于83的元素,有的也能放出射線,B錯。重核裂變時釋放能量,生成的新核更加穩(wěn)定,新核的比結合能變大,故C錯。有的原子核需要吸收能量才能發(fā)生核反應,故D錯。,,2.2016江蘇南通一模,12C(1)下列說法中正確的是() A.玻爾通過對氫原子光譜的研究建立了原子的核式結構模型 B.核力存在于原子核內任意兩個核子之間 C.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)使人類認識到原子具有復雜的結構
46、D.黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關,答案D盧瑟福通過粒子散射實驗的研究建立了原子的核式結構模型,A錯。核力為短程力,只存在于相鄰的核子之間,B錯。天然放射現(xiàn)象反映了原子核具有復雜的結構,C錯。D項敘述符合普朗克對黑體輻射的研究結果,正確。,,3.2018江蘇揚州期末,12C(1)(多選)關于核反應方程,下列說法正確的是() A.H+HHe+n是核聚變反應 B.鈾核裂變的核反應為UBaKr+n C.在衰變方程PuX+He+中,X原子核的質量數(shù)是234 D.盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質子的核反應方程為HNOH,答案AD兩個輕核結合成質量較大的核,屬于核聚變反應,由此可見A正確。中子轟擊鈾核才
47、能發(fā)生裂變反應,故B錯。為高頻電磁波,He的質量數(shù)為4,由239=x+4得,X原子核的質量數(shù)x=235,故C錯。盧瑟福用粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)了質子,D正確。,,4.2018江蘇泰州二模,12C(1)(多選)下列說法正確的是() A.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短的方向移動 B.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子,并提出了原子的核式結構模型 C.氡222的半衰期是3.8天,鐳226的半衰期是1620年,所以一個確定的氡222核一定比一個確定的鐳226先衰變 D.德布羅意指出微觀粒子的動量越大,其對應的波長就越短 E.原子核越大,它的結合能越高,原子核越穩(wěn)定,答案AD對黑體輻射的研究
48、表明,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,所以A選項是正確的。湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子,盧瑟福提出了原子核式結構模型,故B錯誤。半衰期是統(tǒng)計規(guī)律,對少量原子核來講是沒有意義的,故C錯誤。根據(jù)德布羅意波長公式=, 可以知道,微觀粒子的動量越大,其對應的波長就越短,所以D選項是正確的。比結合能的大小反映原子核的穩(wěn)定情況,比結合能越大,原子核越穩(wěn)定,故E錯誤。,解題指導根據(jù)黑體輻射的規(guī)律可以知道,隨溫度的降低,相同波長的光輻射強度都會減小,同時最大輻射強度向右側移動,即向波長較長的方向移動。半衰期是大量放射性元素衰變的統(tǒng)計規(guī)律。根據(jù)德布羅意波長公式=,可以知道波長與動量的關系。,,5.20
49、18江蘇蘇錫常鎮(zhèn)一模聯(lián)考,12C(2)如圖是氫原子的能級示意圖,已知基態(tài)氫原子能量為E1,普朗克常量為h,則氫原子從n=2能級躍遷到n=1能級時輻射出的光子的頻率為;若此光子恰好能使某金屬發(fā)生光電效應,則當氫原子從能級n=3躍遷到n=1時放出的光子照射到該金屬表面時,逸出的光電子的最大初動能為。,答案--,,解析根據(jù)玻爾理論,處于n=2能級的氫原子能量為E1/4,當氫原子從能級n=2躍遷到n=1時,放出光子的頻率為E1/4-E1=h,=-;根據(jù)玻爾理論,處于n=3能級的氫原子能量為E1/9,當氫原子 從能級n=3躍遷到n=1時,放出光子的能量為E1/9-E1=-8E1/9,照射到該金屬表面時,
50、逸出的光電子的最大初動能為Ek=-8E1/9-(-3E1/4)=-。,6.2018江蘇蘇錫常鎮(zhèn)四市聯(lián)考,12C(2)正電子發(fā)射型計算機斷層顯像,是核醫(yī)學領域比較先進的臨床檢查影像技術,放射性同位素在衰變過程中會釋放出正電子,一個正電子遇到一個電子后發(fā)生湮滅,產(chǎn)生方向相反的一對光子,已知電子質量為m,光速為c,則一對靜止的正、負電子湮滅過程中產(chǎn)生的一個光子能量是,湮滅的反應方程式為。,答案mc2ee2,解析由于光子無靜止的質量,則電子對撞過程中的質量虧損為m=2m-0=2m。由愛因斯坦質能方程知電子對撞放出的能量為E=mc2=2mc2,根據(jù)能量守恒得,每個光子的能量為mc2。根據(jù)質量數(shù)守恒與電荷
51、數(shù)守恒寫出湮滅的反應方程式為ee2。,,,7.(2017江蘇六市二模)2017年1月,我國“墨子號”量子科學實驗衛(wèi)星正式進入應用研究。在量子理論中,有共同來源的兩個微觀粒子,不論它們相距多遠,它們總是相關的,一個粒子的行為會立即影響到另一個粒子的狀態(tài),這就是所謂的量子糾纏。 (1)關于量子理論,下列說法中正確的有。 A.玻爾氫原子理論,第一次提出了能量量子化的概念 B.愛因斯坦研究光電效應提出光子說,光子說屬于量子理論的范疇 C.量子理論中,實物粒子具有波粒二象性 D.微觀粒子在受力情況和初速度確定的前提下,可以確定它此后運動狀態(tài)和位置 (2)設一對靜止的正、負電子湮滅后產(chǎn)生兩個光子A和B,已
52、知電子質量為m,真空中光速為c,普朗克常量為h,則光子A的頻率是;若測得光子A的波長為,則光子B的動量大小為。 (3)原子核的能量也是量子化的,釷核Th)的能級圖如圖所示Ac發(fā)生衰變產(chǎn)生釷核,釷核 處于n=3的能級。,寫出Ac發(fā)生衰變的方程; 發(fā)生上述衰變時,探測器能接收到射線譜線有幾條?求波長最長的光子的能量E。,答案(1)BC(2)(3)見解析,,解析(1)能量量子化概念首先由普朗克提出,A錯。D選項違反了不確定性關系。 選B、C。 (2)由質能方程得:E=mc2=2mc2 又因為E=2h 所以= B光子動量p=(A、B光子頻率相等,波長也相等)。 (3)AcThe 在三個能級間躍遷有3條
53、譜線。 波長最長對應能級差最小,E=E2-E1=0.072 1 MeV,考查點本題考查光的波粒二象性、能級躍遷、光電效應、核反應方程、物質波、質能方程等知識,為中等難度題。,命題研究本題情景設置新穎,不落俗套,而且緊扣基礎知識和基本能力,為一道好題。,,8.2017江蘇四市一聯(lián),12C(2)(3)(2)氫原子各定態(tài)能量為En=,E1為基態(tài)氫原子能量,現(xiàn)有大量 氫原子處于n=4激發(fā)態(tài)。這些氫原子可以發(fā)出種不同頻率的光子,其中頻率最大的光子能量為頻率最小的光子能量的倍(可保留分數(shù))。 (3)靜止的鋰核Li俘獲一個速度為8106 m/s的中子,發(fā)生核反應后產(chǎn)生了兩個新粒子,其中一 個粒子為氦核He,
54、它的速度大小是3.5106 m/s,方向與反應前的中子速度方向相同,試寫出核 反應方程,并求反應后產(chǎn)生的另一個粒子的速度大小。,答案(2)6(3)見解析,,解析(2)由=6可見,可以發(fā)出6種不同頻率的光子。 ===。 (3)核反應方程為LinHeH 由動量守恒定律得:mnvn=mHevHe+mHvH 得:-vH==2106 m/s 速度大小為2106 m/s。,考查點本題考查氫原子能級、核反應方程、動量守恒等知識,為中等難度題。,思路點撥畫出能級圖,并在能級圖上標出躍遷的各種情況,形象直觀,易于解題。根據(jù)質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,書寫核反應方程。,,1.2018江蘇泰州摸底,12C(1)下表給出
55、了四種放射性同位素的輻射線和半衰期。在醫(yī)療技術中,常用放射線治療腫瘤,其放射線必須滿足:具有較強的穿透能力,以輻射到體內的腫瘤處;在較長時間內具有相對穩(wěn)定的輻射強度。為此所選擇的放射源應為(),B組 20162018年高考模擬綜合題組 (時間：30分鐘 分值：50分),一、選擇題（每題3分，共9分）,A.釙210B.锝99 C.鈷60D.鍶90,答案C因放射線要有較強的穿透能力,所以應為射線,要使其在較長時間具有相對穩(wěn)定的輻射強度,放射源應具有較長的半衰期,故選項C正確。,知識鏈接在放射性元素產(chǎn)生的三種射線中,射線的穿透能力最強,射線的電離能力最強。,,2.2018江蘇泰州調研,12C(1)如
56、圖所示是光電管的原理圖,已知當有波長為0的光照到陰極K上時,電路中有光電流,則() A.若換用波長為1(10)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(2<0)的光照射陰極K時,電路中一定有光電流 C.增加電路中電源電壓,電路中光電流一定增大 D.若將電源極性反接,電路中一定沒有光電流產(chǎn)生,答案B用波長為0的光照射陰極K,電路中有光電流,說明入射光的頻率大于金屬的極限頻率,換用波長為1的光照射陰極K,因為12,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,在一定頻率與強度
57、的光照射下,開始時,光電流隨電壓U的增加而增大,當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,在單位時間內也不可能有更多的光電子定向移動,光電流也就不會再增加,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。,解題關鍵理解研究光電效應規(guī)律的實驗原理是解決本題的關鍵。,,3.(2017江蘇四市一模)下列說法正確的是() A.光電效應中,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:
58、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中均存在質量虧損,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,答案C由Ek=h-W可見,Ek與不是正比關系,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,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),設氡核、釙核和X粒子的質量為m1、m2、m3,下列說法正確的是() A.該過程的核反應方程是RnP
59、oHe B.發(fā)生一次核反應釋放的核能為(m2+m3-m1)c2 C.1 g氡經(jīng)2T時間后,剩余氡原子的質量為0.5 g D.釙核的比結合能比氡核的比結合能大,二、多項選擇題(每小題4分,共8分),答案AD根據(jù)核反應過程質量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒,該核反應方程是RnPoHe,故 A正確;核反應中虧損的質量轉化為能量,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,所以釙核的比結合能比氡核的比結合能大,故D正確。,解題指導核反應方程要遵循質量數(shù)和電荷數(shù)守恒;正確利用質能方程求釋放的能量;比結合能越大,表示原
60、子核中核子結合得越牢固,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.光電效應現(xiàn)象中存在極限頻率,導致含有光電管的電路存在飽和電流,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)生光電效應的臨界頻率,與飽和電流的存在性無關,D錯。,6.2018江蘇南京、鹽城一模聯(lián)考,12C(1)(2)(6分)(1)下面四
61、幅示意圖中能正確反映核反應過程的是。 (2)氦原子的一個核外電子被電離,形成類氫結構的氦離子。如圖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(1)AD(2)27.91,,解析(1)根據(jù)核反應過程必須滿足質量數(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,對應第2能級。由光電效應方程得Ekm=h-W0=10.2 eV-2.
62、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
63、子的能量; 銅板的極限頻率。,答案(1)不能適用相同 (2)-,,解析(1)牛頓運動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=。 由功能關系可知光電子的最大初動能Ekm=eEd 設銅板的極限頻率為0,則E0=h0+Ekm 解得0=-。,考查點本題考查動量守恒定律、光子的能量、光電效應方程等知識。為中等難度題。,知識拓展經(jīng)典理論適用于宏觀、低速的物質世界;微觀世界遵守量子力學的理論,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)(
64、11分)(1)如圖甲所示為研究發(fā)生光電效應時通過光電管上的電流隨電壓變化的電路,用頻率為的單色光照射陰極K時,能發(fā)生光電效應。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,設有一個靜止的原子核A, 質量為m0,衰變時在粒子的速度方向上放出
65、一個光子,已知放出粒子的質量為m,速度為v,光子的速度為c,靜質量為0,光子的動量為,則: 元素A發(fā)生衰變的核反應方程式,如果元素A的半衰期為10天,在對160 g元素A的單質加熱40天后,還剩下元素A的單質g; 靜止的原子核A衰變后生成的B元素的速度v。,答案(1)eUc--h (2)ABHe10見解析,,解析(1)Uc為遏止電壓,由動能定理:Ek=eUc, 結合光電效應方程有: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剩下的質量 m=m0=160 g=10 g 由動量守恒定
66、律有: 0=mBv+mv+ 結合=,解得:v=- 負號表示v與v方向相反。,友情提醒核反應過程中動量守恒,有光子放出時,不要遺漏光子的動量。,友情提醒核反應過程中動量守恒,有光子放出時,不要遺漏光子的動量。,考查點本題考查光電效應、能級躍遷、核反應方程、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中,兩個氘核H)以相同的動能E0做對心碰撞,該反應中釋放的核能為E,假 設釋放的核能全部轉化為氦核He)和另一種粒子的動能。 寫出核反應方程式; 在上述輕核聚變的核反應中生成的氦核和另一種粒子的動能各是多少?,答案HHen或HHHen (2E0+E)(2E0+E),,解析根據(jù)核反應中系統(tǒng)的能量守恒,有EkHe+Ekn=2E0+E, 根據(jù)核反應中系統(tǒng)的動量守恒,有pHe-pn=0 又有Ek= 可知= 解得EkHe=(2E0+E),Ekn=(2E0+E),解題思路根據(jù)核反應過程滿足動量守恒和能量守恒解題。,,
（江蘇專版）2019版高考物理一輪復習 專題十六 波粒二象性 原子物理課件.ppt
