2019高考物理二轮复习专题五加试选择题题型强化第3讲波粒二象性原子和原子核课件
2019高考物理二轮复习小题狂做专练二十七波粒二象性、原子结构与原子核
27 波粒二象性、原子结构与原子核一、选择题1．【浙江仿真模拟】2018年3月14日，英国剑桥大学著名物理学家斯蒂芬·威廉·霍金逝世，享年76岁，引发全球各界悼念。
在物理学发展的历程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，为物理学的建立，作出了巨大的贡献。
在对以下几位物理学家所做的科学贡献的叙述中，正确的是( )A．卡文迪许将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出万有引力定律，并测出了引力常量G的数值B．根据玻尔理论，原子从激发态向基态跃迁时将释放出核能C．布拉凯特利用云室照片发现，α粒子击中氮原子形成复核，复核不稳定，会放出一个质子D．爱因斯坦的光子说认为，只要增加光照时间，使电子多吸收几个光子，所有电子最终都能跃出金属表面成为光电子2．【江苏调研联考】(多选)2017年8月28日，位于东莞市大朗镇的中国散裂中子源（CSNO)首次打靶成功，获得中子束流，标志着三裂中子源主体工程完工，并投入试运行。
散裂中子源就是一个用中子来了解微观世界的工具，如一台“超级显微镜”，可以研究DNA、结品材料、聚合物等物质的微观结构。
下列关于中子的说法正确的是( )A．卢瑟福预言了中子的存在，査德威克通过实验发现了中子B．散裂中子源中产生的强中子束流可以利用电场使之慢化C．若散裂中子源中的中子束流经慢化后的速度相同，电子显微镜中的电子流速度相同，此时电子的物质波波长比中子的物质波波长短D．原子核中的中子与其他核子间无库仑力，但有核力，存助于维系原子核的稳定3．【大连模拟】以下有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是( )A．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子B．天然放射现象中发出的三种射线本质都是电磁波C．对不同的金属，若照射光频率不变，光电子的最大初动能与金属的逸出功成线性关系D．按玻尔理论，大量的氢原子从第4能级向低能级跃迁时会发出4种不同频率的光子4．【嘉兴教学测试】太阳内部不断进行着各种核聚变反应，其中一种为23411120H H He n +→+，氘核的质量为m 1，氚核的质量为m 2，氯核的质量为m 3，中子的质量为m 4，核反应中发射一种γ光子，该γ光子照射到逸出功为W 0的金属上打出的最大初动能的光电子速度为v ，已知光电子的质量为m ，光速为c ，普朗克常量为h ，则下列说法错误的是( )A ．聚变反应释放的核能为(m 1＋m 2－m 3－m 4)c 2B ．γ光子来源于原子核外电子的能级跃迁C ．光电子的德布罗意波长为h mvD ．γ光子的频率为2022mv W h+ 5．【西藏月考】在光电效应试验中，分别用频率为νa 、v b 的单色光a 和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 。
2019年高考高三物理波粒二象性、原子结构、原子核单元总结与测知识点分析(含解析)
2019年高考高三物理波粒二象性、原子结构、原子核单元总结与测知识网络学习重点和难点1、光电效应现象的基本规律。
在光电效应中（1）对光的强度的理解，（2）发生光电效应时光电流的强度为什么跟光电子的最大初动能无关，只与入射光的强度成正比，此处是难点之一；2、玻尔模型中能级的跃迁及计算。
在玻尔原子模型中能级的跃迁问题以及量子化的提出也是难点之一；3、原子核的衰变问题以及核能的产生与计算是本部分重点。
核能的计算与动量和能量的结合既是重点又是难点，要处理好。
知识要点知识梳理知识点一——光的本性1、光电效应（1）产生条件：入射光频率大于被照射金属的极限频率（2）入射光频率决定每个光子的能量决定光子逸出后最大初动能（3）入射光强度决定每秒逸出的光子数决定光电流的大小（4）爱因斯坦光电效应方程2、光的波粒二象性光既有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性，这就是光的本性。
（1）大量光子的传播规律体现波动性；个别光子的行为体现为粒子性。
（2）频率越低，波长越长的光，波动性越显著；频率越高，波长越短的波，粒子性越显著。
（3）可以把光的波动性看作是表明大量光子运动规律的一种概率波。
知识点二——原子核式结构1、α粒子散射α粒子散射实验结果：α粒子穿过金箔后，绝大多数沿原方向前进，少数发生较大角度偏转，极少数偏转角大于90°，有的甚至被弹回。
2、核式结构模型原子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的质量都集中在原子核，带负电的电子在核外空间绕核旋转。
原子半径大约为10-10m，核半径大约为10-15～10-14 m。
知识点三——氢原子跃迁对氢原子跃迁的理解：1、原子跃迁的条件原子从低能级向高能级或从高能级向低能级跃迁时吸收或放出恰好等于发生跃迁时的两能级间的能级差的光子；当光子的能量大于或等于13.6eV时，也可以被氢原子吸收，使氢原子电离；当氢原子吸收的光子能量大于13.6eV时，氢原子电离后，电子具有一定的动能；原子还可吸收实物粒子的能量而被激发，由于实物粒子的动能可全部或部分地被氢原子吸收，所以只要实物粒子的能量大于或等于两能级的差值，均可使原子发生能级跃迁。
高考物理二轮复习考前三个月专题波粒二象性原子和原子核教案
专题12 波粒二象性原子与原子核考题一光电效应与光子说E k＝hν－W0.2.用图象表示光电效应方程，如图1所示图1(1)极限频率：图线与ν轴交点横坐标ν0.(2)逸出功：图线与E k交点纵坐标值W0.(3)普朗克常量：图线斜率k＝h.3.处理光电效应问题两条线索：光强与光频率(1)光强→光子数目多→发射光电子数多→光电流大(2)光子频率高→光子能量大→产生光电子最大初动能大E km与入射光频率ν关系如图2所示，其中ν0为极限频率.从图中可以确定是( )图2ν有关ν＞ν0时，会逸出光电子C.E km与入射光强度成正比解析金属逸出功是由金属自身决定，与入射光频率ν无关，故A错误；当ν＞ν0时会有光电子逸出，故B正确；由光电效应方程E km＝hν－W0，知光电子最大初动能E km与入射光强度无关，故C错误；由光电效应方程E km＝hν－W0，知h＝ΔE kmΔν，故D正确.答案 BD 变式训练ν金属铯制成，光电管阳极A 与阴极K 之间正向电压为U .用波长为λh ，电子电荷量为e ，真空中光速为c .求：(1)金属铯逸出功W 0；(2)光电子到达阳极最大动能E k .答案 (1)hν (2)eU ＋h c λ－hν 解析 (1)由题知，金属铯逸出功W 0＝hν(2)根据光电效应方程知，光电子最大初动能E km ＝h c λ－W 0＝h c λ－hν 根据动能定理得：eU ＝E k －E km联立得：光电子到达阳极最大动能E k ＝eU ＋h c λ－hν 2.如图3所示电路可研究光电效应规律.图中标有A 与K 为光电管，其中K 为阴极，A 为阳极.理想电流计可检测通过光电管电流，理想电压表用来指示光电管两端电压.现接通电源，用光子能量为10.5 eV 光照射阴极K ，电流计中有示数；假设将滑动变阻器滑片P 缓慢向右滑动，电流计读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计读数恰好为零，读出此时电压表示数为 6.0 V ；现保持滑片P 位置不变，光电管阴极材料逸出功为__________，假设增大入射光强度，电流计读数________(选填“为零〞或“不为零〞).图3答案 4.5 eV 为零解析 由题知，当电流计电流为0时，UE km ＝hν－W 0，得W 0＝hν－E km ＝4.5 eV.光电子最大初动能与入射光强度无关，与入射光频率有关，故增大入射光强度，电流计读数仍为零.3.用同一实验装置如图4甲研究光电效应现象，分别用A 、B 、C 三束光照射光电管阴极，得到光电管两端电压与相应光电流关系如图乙所示，其中A 、C 两束光照射时对应遏止电压一样，均为U c1，以下论述正确是( )图4A.B 光束光子能量最小B.A 、C 两束光波长一样，且比B 光波长长B 光束照射时单位时间内产生光电子数量最多B 光束照射时光电管发出光电子最大初动能最大答案 BD解析 当光电流为零时光电管两端电压为截止电压，对应光频率为截止频率，由eU 截＝12mv 2m ＝hν－W 0知，入射光频率越高，对应截止电压U 截越大，A 光、C 光截止电压相等，故A 光、C 光频率相等，它们最大初动能也相等，而B 光频率最大，能量最大，故最大初动能也最大，对应波长最小，故A 、C 错误，B 、D 正确.考题二 氢原子光谱与能级(1)能级假设：氢原子E n ＝E 1n 2(n 为量子数). (2)跃迁假设：吸收或释放能量hν＝E m －E n (m >n )(3)轨道假设：氢原子r n ＝n 2r 1(n 为量子数)(1)原子跃迁时，所吸收或释放光子能量只能等于两能级之间能量差.(2)原子电离时，所吸收能量可以大于或等于某一能级绝对值.(3)一群氢原子处于量子数为n 激发态时，可能辐射光子种类N ＝C 2n ＝n n －12.(4)计算能级能量时应注意：因一般取无穷远处为零电势参考面，故各个能级能量值均为负值.例2 如图5所示是氢原子能级图，大量处于n ＝4激发态氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出6种不同频率光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n ＝2能级跃迁时释放光子，那么( )图5n ＝4激发态跃迁到基态时产生n ＝4能级氢原子电离至少要0.85 eV 能量D.在6种光子中，n ＝4能级跃迁到n ＝1能级释放光子康普顿效应最明显解析 巴耳末系是指氢原子由高能级向n ＝2能级跃迁时释放光子，大量处于n ＝4激发态氢原子向低能级跃迁时，可以从n ＝4跃迁到n＝2，可以从n ＝3跃迁到n ＝2，可知产生6种光子中有2种属于巴尔末系，故A 正确；从n ＝4跃迁到基态时，辐射光子能量最大，波长最短，故B 错误；n ＝4能级，氢原子具有能量为－0.85 eV ，可知使n ＝4能级氢原子电离至少要0.85 eV 能量，故C 正确；在6种光子中，n ＝4跃迁到n ＝1能级，光子能量最大，康普顿效应最明显，故D 正确.应选A 、C 、D.答案 ACD 变式训练4.如图6所示为氢原子四个能级，其中E 1为基态，假设一群氢原子A 处于激发态E 2，一群氢原子B 处于激发态E 3，B 从E 3跃迁到E 2所发出光波长为λ1，A 从E 2跃迁到E 1所发出光波长为λ2.普朗克常量为h ，真空中光速为c ，其中两个能量差E 3－E 2＝________，假设B 从E 3直接跃迁到E 1所发出光波长为________.图6答案 hc λ1 λ1λ2λ1＋λ2解析 由玻尔理论可知，E 3－E 2＝hc λ1因hc λ1＋hc λ2＝hc λ3可得： λ3＝λ1λ2λ1＋λ2. 5.在探究光电效应实验中，用光照射某种金属，测得该金属外表有光电子逸出最大入射光波长为λ0.假设用氢原子发出光照射该金属，氢原子从能级3跃迁到能级2时发出光可使该金属发生光电效应，但从能级4跃迁到能级3发出光不能使该金属发生光电效应.氢原子能级如图7所示，真空中光速为c.那么以下说法正确是( )图7cλ0B.该金属逸出功大于0.66 eVC.当用氢原子从能级5跃迁到能级3发出光照射该金属时，该金属一定会发生光电效应D.当用氢原子从其他能级跃迁到能级1发出光照射该金属时，该金属一定会发生光电效应答案ABD解析由题知该金属极限频率为cλ0，故A正确；由题知该金属逸出功大于从能级4跃迁到能级3发出光子能量，故该金属逸出功大于0.66 eV，故B正确；由题知从能级3跃迁到能级2时发出光可使该金属发生光电效应，故该金属逸出功小于1.89 eV，当用氢原子从能级5跃迁到能级3发出光照射该金属时，该金属不一定会发生光电效应，故C错误；当用氢原子从其他能级跃迁到能级1发出光照射该金属时，发出光子能量大于等于10.20 eV，那么该金属一定会发生光电效应，故D正确.应选A、B、D.6.如图8所示为氢原子光谱中三条谱线，对这三条谱线描述中正确是( )图8D.每条谱线对应核外电子绕核旋转一条轨道，任一谱线频率等于电子做圆周运动频率答案C解析根据E＝hν＝h cλ，故甲谱线光子能量最大，故A错误；谱线是电子由激发态向基态跃迁发出，而电子由基态向激发态跃迁需要吸收光子，故B错误；丙谱线可以是电子在两个激发态间跃迁发出，故C正确；电子跃迁时辐射光子频率等于能级差值，与电子绕核做圆周运动频率无关，故D错误.应选C.考题三核反响与核能(1)核反响过程一般不可逆，所以核反响方程中用“→〞表示方向而不能用等号代替.(2)核反响方程遵循质量数、电荷数守恒，但核反响前后总质量会发生质量亏损且释放能量.(3)核反响生成物一定要以实验为根底，不能只依据两个守恒规律而凭空杜撰出生成物.(1)衰变实质：α衰变为211H＋210n→42He，即α射线；β衰变为10n→11H ＋0—1e，即β射线，在α衰变或β衰变过程中放出γ射线.(2)衰变快慢由原子核内部因素决定，与原子所处物理、化学状态无关；半衰期是统计规律，对个别、少数原子无意义.例3 静止原子核X，自发发生反响X→Y＋Z，分裂成运动新核Y与Z ，同时产生一对彼此向相反方向运动光子，光子能量均为E .X 、Y 、Z 质量分别为m 1、m 2、m 3，真空中光速为c ，求：(1)反响放出核能ΔE ；(2)新核Y 动能E kY .解析 (1)由题知，质量亏损Δm ＝m 1－m 2－m 3由爱因斯坦质能方程：ΔE ＝Δmc 2，得：释放核能ΔE ＝(m 1－m 2－m 3)c 2(2)由动量守恒定律知，初状态总动量为零那么末状态两个新核动量大小相等，方向相反，有：m 2v 2＝m 3v 3又由E k ＝12mv 2＝p 22m 知，E kY E kZ ＝m 3m 2由能量守恒得：新核Y 动能E kY ＝m 3m 2＋m 3[(m 1－m 2－m 3)c 2－2E ]. 答案 (1)(m 1－m 2－m 3)c 2(2)m 3m 2＋m 3[(m 1－m 2－m 3)c 2－2E ] 变式训练238 92U 核经α衰变成为234 90234 90Th 核动能为多少MeV(保存1位有效数字) 答案 0.07 MeV解析 由题意知，α衰变衰变方程为：238 92U→234 90Th ＋42He根据动量守恒定律得：m αv α＝m Th v Th ①式中，m α与m Th 分别为α粒子与Th 核质量，v α与v Th 分别为α粒子与Th 核速度大小，由题设条件知12m αv 2α＋12m Th v Th 2＝E k ②m αm Th ＝4234 ③式中E k ＝4.27 MeV 是α粒子与Th 核总动能由①②③式得：12m Th v Th 2＝m αm α＋m Th E k④ 代入数据得，衰变后234 90Th 核动能：12m Th v 2Th ≈0.07 MeV. 8.核裂变与核聚变过程中能够放出巨大核能.核裂变中经常使用235 92U 具有天然放射性，假设235 92U 经过7次α衰变与m 次β衰变，变成207 82Pb ，那么m ＝________.核聚变中，最常见反响就是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核.氘核比结合能是1.09 MeV ；氚核比结合能是2.78 MeV ；氦核比结合能是7.03 MeV ，那么氢核聚变方程是______________；一次氢核聚变释放出能量是________MeV. 答案 4 21H ＋31H→42He ＋10解析 根据质量数与电荷数守恒，由235 92U→207 82Pb ＋742He ＋m 0—1e 得m＝4；同理，得核聚变方程为：21H ＋31H→42He ＋10n ；根据ΔE ＝Δmc 2，得一次氢核聚变释放出能量：ΔE ＝ 7.03×4－(2.78×3＋1.09×2)＝17.6 MeV.C被考古学家称为“碳钟〞，它可以用来判定古生物体年代.宇宙射146线中高能量中子碰撞空气中氮原子后，就会形成不稳定146C，它容易发生β衰变，变成一个新核，其半衰期为5 730年.该衰变核反响方程式为_______________.146C生成与衰变通常是平衡，即生物机体中146146 C含量只有活体中25%，那么这具遗骸距今约有_______年.答案146C→147N＋0—1e 11 460解析根据电荷数与质量数守恒得：146C→147N＋0—1e，由，且T＝5 730年，得：t＝2×5 730＝11 460年.专题标准练1.卢瑟福利用α粒子轰击金箔实验研究原子构造，正确反映实验结果示意图是( )答案D解析实验结果是：离金原子核远α粒子偏转角度小，离金原子核近α粒子偏转角度大，正对金原子核α粒子被返回，故A、B、C错误，D正确.2.(多项选择)有关原子构造，以下说法正确是( )C.玻尔提出原子模型，否认了卢瑟福原子核式构造学说D.卢瑟福α粒子散射实验否认了汤姆孙关于原子构造“枣糕模型〞答案AD解析玻尔原子理论：(1)电子在一些特定可能轨道上绕核做圆周运动，离核越远能量越高；(2)可能轨道不连续；(3)当电子在这些可能轨道上运动时原子不发射也不吸收能量，只有当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时原子才发射或吸收能量，而且发射或吸收辐射是单频，辐射频率与能量之间关系为E＝hν.玻尔理论成功地说明了原子稳定性与氢原子光谱规律.故A正确；卢瑟福α粒子散射实验说明：(1)原子中绝大局部是空；(2)α 粒子受到较大库仑力作用；(3)α粒子在原子中碰到了比它质量大得多物体，否认了汤姆孙关于原子构造“枣糕模型〞，但不能说明原子内部存在带负电电子，也不能解释原子稳定性，故B错误，D正确；玻尔提出原子模型，并没有否认卢瑟福原子核式构造学说，故C错误.3.(多项选择)氢原子能级图如图1所示，当氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级时，辐射出光波长为656 nm.以下判断正确是( )图1n＝2能级跃迁到n＝1能级时，辐射出光波长大于656 nmB.用波长为325 nm光照射，可使氢原子从n＝1能级跃迁到n＝2能级n＝3能级上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光照射，不能使氢原子从n＝2能级跃迁到n＝3能级答案CD解析能级间跃迁辐射光子能量等于两能级间能级差，能级差越大，辐射光子频率越大，波长越小，A错误；由E m－E n＝hν可知，B错误，D正确；根据C23＝3可知，一群处于n＝3能级上氢原子向低能级跃迁时，辐射光子频率最多有3种，C正确；正确选项是C、D.4.(多项选择)如图2是氢原子能级图，一群氢原子处于n＝3能级，以下说法中正确是( )图2B.这群氢原子发出光子中，能量最大为10.2 eVn＝3能级跃迁到n＝2能级时发出光波长最长答案AC解析根据C23n＝3能级跃迁到n＝1能级，辐射光子能量最大，ΔEn ＝3能级跃迁到nn＝3氢原子发生跃迁，吸收能量必须等于两能级能级差，故D错误.5.以下说法正确是( )B.238 92U→234 90Th＋42He是核裂变反响方程n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子放出光子，能量增加D.将放射性元素温度降低，它半衰期会发生改变答案A解析太阳辐射能量主要来自太阳内部聚变反响，故A正确；238 92U→234 90 Th＋42n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子放出光子，能量减小少.故C错误.元素半衰期由原子核内部因素决定，与所处化学状态以及物理环境无关.故D错误.6.(多项选择)关于核衰变与核反响类型，以下表述正确有( )A.238 92U→234 90Th＋42He是α衰变B.14 7N＋42H→17 8O＋11H是β衰变C.21H＋31H→42He＋10n是轻核聚变D.8234Se→8236Kr＋20－1e是重核裂变答案AC解析A中由于有α粒子放出，故为α衰变，选项A正确；B是原子核人工转变方程，选项B错误；C是轻核聚变方程，选项C正确；D 中放射出电子，是β衰变方程，选项D错误.7.(多项选择)以下说法正确是( )n＝3能级跃迁到n＝1能级时，要吸收光子B.蓝光照射到某金属板外表时能够产生光电效应，那么换用强度较低紫光照射也可发生D.核反响：235 92U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋a X中X为中子，a＝3答案BCD解析氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级时，要放出光子，A错；紫光频率比蓝光大，因此蓝光照射到某金属板外表时能够产生光电效应，紫光也可以，B对；原子序数大于83原子核都具有放射性，C 对，根据核电荷数与质量数守恒可知D正确，所以此题选择B、C、D.8.以下说法正确是( )答案B解析元素半衰期是由元素本身决定与外部环境无关，故A错误；由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子，故B正确；卫星遥感工作原理与红外线夜视仪工作原理是一样.从高空对地面进展遥感摄影是利用红外线良好穿透能力，故C错误；由于核子结合为原子核时存在质量亏损，故D错误；应选B.9.质子、中子与氘核质量分别为m1、m2与m3.当一个质子与一个中子结合成氘核时，释放能量是(c表示真空中光速)( )A.(m1＋m2－m3)cB.(m1－m2－m3)cC.(m1＋m2－m3)c2D.(m1－m2－m3)c2答案C解析由质能方程ΔE＝Δmc2，其中Δm＝m1＋m2－m3，可得ΔE ＝(m1＋m2－m3)c2，选项C正确.10.(多项选择)光电效应实验结论是：对于某种金属( )A.无论光强多强，只要光频率小于极限频率就不能产生光电效应B.无论光频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C.超过极限频率入射光强度越弱，所产生光电子最大初动能就越小D.超过极限频率入射光频率越高，所产生光电子最大初动能就越大答案AD解析每种金属都有它极限频率νc，只有入射光子频率大于等于极限频率νc时，才会发生光电效应，且入射光强度越大那么产生光子数越多，光电流越强；由光电效应方程E k＝hν－W0＝hν－hνc，可知入射光子频率越大，产生光电子最大初动能也越大，与入射光强度无关，所以A、D正确.11.(多项选择)在光电效应实验中，用频率为ν光照射光电管阴极，发生了光电效应，以下说法正确是( )A.增大入射光强度，光电流增大B.减小入射光强度，光电效应现象消失ν光照射，一定不发生光电效应ν光照射，光电子最大初动能变大答案 ADν光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小光照射时，假设光频率仍大于或等于极限频率，那么仍会发生光电效应，选项C 错误；根据hν－W 0＝12mv 2可知，增加照射光频率，光电子最大初动能也增大，应选项D 正确.E k ＝hν－W 0，下面理解正确是( )A.用一样频率光照射同一金属，逸出所有光电子都具有一样初动能E k U c e ＝W 0W 0与极限频率νc 之间满足关系式W 0＝ hνc答案 C解析 用一样频率光照射同一金属，逸出光电子最大初动能E km 都一样，选项A 错误；U c e ＝12mv 2m ，选项B 错误；逸出功W 0与极限频率νc 之间满足关系式W 0＝ hνc ，选项C 正确；光电子最大初动能与入射光频率满足12mv 2m ＝hν－W 0，故光电子最大初动能与入射光频率不是正比关系，选项D 错误.13.如图3所示，用光子能量为2.82 eV紫光照射光电管中金属涂层时，毫安表指针发生了偏转，假设将电路中滑动变阻器滑片P向右移动到某一位置时，毫安表读数恰好减小到零，电压表读数为1 V，那么该金属涂层逸出功约为( )图3A.2.9×10－19 JB.6.1×10－19 JC.1.6×10－19 JD.4.5×10－19 J答案A解析假设将电路中滑动变阻器滑片PUe＝12mv2，根据光电效应方程可得W0＝E－12mv2，U＝1 V，e＝1.6×10－19C，联立可得：W0≈2.9×10－19 J，A正确.14.(多项选择)以下说法中正确是( )B.光电效应与康普顿效应深入提醒了光粒子性，前者说明光子具有能量，后者说明光子除了具有能量外还具有动量C.放射性元素衰变快慢不受外界温度、压强影响，但如果以单质形式存在，其衰变要比以化合物形式存在快答案AB解析α粒子散射实验否认了汤姆孙枣糕模型，从而以此为依据使卢瑟福建立了原子核式构造模型，选项A对.光电效应说明光粒子性证明光子具有能量，康普顿效应就是用光子碰撞过程动量守恒与能量守恒来解释光现象，选项B对.放射性元素衰变快慢不受外界温度、压强影响，不管以单质形式还是化合物形式衰变快慢都一样，选项C错.一对正负电子对湮灭后生成光子伴随着质量亏损，但是并不能否认质量守恒定律，因为损失质量以能量形式存在于光子中，选项D错.。
高考物理复习特训考点波粒二象性原子和原子核
考点15 波粒二象性原子和原子核1．下列说法正确的是( )A．α粒子的散射实验说明原子的能量是量子化的B．玻尔的原子轨道理论认为电子运动的轨道是连续的C．放射性元素的原子核能够发出β射线，说明原子核内存在电子D．两轻核发生聚变释放能量，生成核的比结合能增加答案 D2．(2020·湖南怀化市二模)下列说法中错误的是( )A．光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性B．光电效应中光电子的最大动能与入射光频率有关，与入射光强度无关C．通过α粒子散射实验卢瑟福提出了原子核式结构模型D．太阳辐射能量主要来自于太阳内部的裂变反应答案 D解析光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性，选项A正确；光电效应中光电子的最大动能与入射光频率有关，与入射光强度无关，选项B正确；通过α粒子散射实验卢瑟福提出了原子核式结构模型，选项C正确；太阳辐射能量主要来自于太阳内部的聚变反应，选项D错误；故选D.3．三个原子核X、Y、Z，X核与氦核(42He)发生核反应后生成Y核和中子，Y核放出一个正电子后变成Z核，则下面说法正确的是( )A．X核比Z核少2个质子B．X核比Z核少2个中子C．X核的质量数比Z核质量数小2D．X核的电荷数与Z核的电荷数相等答案 B4．(多选)(2020·山东菏泽市模拟)下列关于近代物理知识的描述中，正确的是( )A．当用紫色光照射某金属表面时有电子逸出，则改用红光照射也一定会有电子逸出B．处于n＝4能级的大量氢原子自发跃迁时，能发出6种频率的光子C．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的D．在14 7N＋42He→17 8O＋X核反应中，X是质子，这个反应过程叫α衰变答案BC5．(多选)(2020·吉林长春外国语模拟)氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离原子核较近的轨道上，下列说法中正确的是( )A．核外电子受力变小B．原子的能量减少C．氢原子要吸收一定频率的光子D．氢原子要放出一定频率的光子答案 BD解析 根据F ＝k e 2r2得，轨道半径减小，则核外电子受力变大，故A 错误；由较远轨道跃迁到较近轨道，原子能量减小，故B 正确；因为原子能量减小，则氢原子放出一定频率的光子，故C 错误，D 正确．6．(2020·山东滨州市模拟)一群氢原子从n ＝5能级向n ＝2能级跃迁，能够发出x 种频率的光子，x 等于( )A ．3B ．5C ．6D ．10答案 C解析 根据数学组合公式C 24＝6知，一群氢原子从n ＝5能级向n ＝2能级跃迁，可能发出6种频率不同的光子，故C 正确．7．(2020·陕西渭南市二模)如图1，当电键K 断开时，用光子能量为3.0 eV 的一束光照射阴极P ，发现电流表读数不为零，合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.80 V 时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.80 V 时，电流表读数为零，由此可知阴极材料的逸出功为( )图1A ．0.8 eVB ．2.2 eVC ．3.0 eVD ．3.8 eV答案 B解析 设用光子能量为3.0 eV 的光照射时，光电子的最大初动能为E km ，当反向电压达到U ＝0.80 V 以后，电流表读数为零说明具有最大初动能的光电子也达不到阳极，因此E km ＝eU ＝0.80 eV ，根据光电效应方程有E km ＝hν－W 0，阴极材料的逸出功为W 0＝hν－E km ＝2.2 eV.8．(2020·山东调研)按照玻尔的理论，氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值，它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能，能级图如图2所示．当大量氢原子从n ＝4的能级向低能级跃迁时，下列说法正确的是( )图2A ．电子的动能增加，氢原子系统的总能量增加B ．氢原子系统的电势能减小，总能量减少C ．氢原子可能辐射4种不同波长的光D ．从n ＝4到n ＝1发出的光的波长最长答案 B解析 当一个氢原子从n ＝4的能级向低能级跃迁时，轨道半径减小，能量减小，根据k e 2r 2＝m v 2r知，电子动能增大，电势能减小，氢原子系统的总能量减小，故A 错误，B 正确；大量的氢原子从n ＝4能级向低能级跃迁时，可根据数学组合得C 24＝6种，故C 错误；因发出光的能量越小，频率越低，波长越长，依据能级跃迁能量差公式ΔE＝E m －E n ，可知，从n ＝4到n ＝1发出的光能量最大，则其波长最短，故D 错误．9．(2020·甘肃兰州市模拟)下列说法正确的是( )A ．光电效应现象揭示了光具有波动性B ．电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性C ．重核裂变时平均每个核子释放的能量要比轻核聚变时多D ．天然放射现象使人们认识到原子具有复杂的结构答案 B解析 光电效应现象揭示了光的粒子性，故A 选项错误；电子是实物，其衍射现象说明实物粒子具有波动性，故B 选项正确；聚变反应时平均每个核子放出的能量比裂变时平均每个核子放出的能量多，故C 选项错误；天然放射现象使人们认识到原子核具有复杂结构，故D 选项错误．高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
高中物理 专题复习 《 波粒二象性》《原子与原子核》(含答案解析)
第12课时波粒二象性原子与原子核考点光电效应波粒二象性1．光电效应方程(1)光子：频率为ν的光的能量子为hν.(2)方程表达式：hν＝E k＋W0或E k＝hν－W0.2．三个关系式(1)爱因斯坦光电效应方程：E k＝hν－W0(2)最大初动能与遏止电压：E k＝eU c(3)逸出功与截止频率：W0＝hνc3．两个图象(1)光电流与电压的关系，如图1所示图1①I m为饱和光电流，由光照强度决定．②U c为遏止电压，对应光电子的最大初动能，由光的频率决定．(2)用图象表示光电效应方程，如图2所示图2①截止频率：图线与ν轴的交点的横坐标νc②逸出功：图线与E k轴交点的纵坐标的绝对值W0③普朗克常量：图线的斜率k＝h.4．两条线索(1)光强大→光子数目多→发射光电子数多→光电流大(2)光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大5．光的波粒二象性(1)大量光子易显示出波动性，而少量光子易显示出粒子性．(2)波长长(频率低)的光波动性强，而波长短(频率高)的光粒子性强．例1(2019·河南九师联盟质检)关于光电效应，下列说法正确的是()A．在光电效应实验中，用不同频率的光照射相同的金属表面，这种金属的逸出功不同B.若用紫光照射某金属表面能发生光电效应，用黄光照射该金属表面时一定能发生光电效应C．用同一种频率的单色光照射不同的金属(都有光电效应发生)，光电子的最大初动能与金属的逸出功成线性关系D．只要增加光照时间和光照强度照射金属表面，该金属一定能发生光电效应答案 C解析在光电效应实验中，金属的逸出功是由金属本身决定的物理量，与入射光的频率无关，选项A错误；黄光的频率小于紫光，则若用紫光照射某金属表面能发生光电效应，用黄光照射该金属表面时不一定能发生光电效应，选项B错误；根据E k＝hν－W0可知，用同一种频率的单色光照射不同的金属(都有光电效应发生)，光电子的最大初动能与金属的逸出功成线性关系，选项C正确；能否发生光电效应，由入射光的频率决定，与光照时间和光照强度无关，选项D错误．变式训练1．(2019·四川综合能力提升卷)用一种红光照射某种金属，发生了光电效应．现改用紫光照射该金属，下列说法正确的是()A．若紫光强度较小，可能不会产生光电子B．用红光照射时，该金属的逸出功小，用紫光照射时该金属的逸出功大C．用紫光照射时，光电子的最大初动能更大D．两种光比较，用红光照射产生的光电子的动能都比用紫光照射产生的光电子的动能小答案 C解析因为紫光的频率大于红光的频率，红光照射某种金属，发生了光电效应，则紫光一定发生光电效应，选项A错误；某种金属的逸出功与入射光的频率无关，选项B错误；照射在都能产生光电效应的同一种金属上，紫光的光子能量较大，则用紫光照射时，光电子的最大初动能更大，选项C正确；两种光比较，用红光照射产生的光电子的最大初动能比用紫光照射产生的光电子的最大初动能小，但用红光照射产生的光电子的动能不一定都比用紫光照射产生的光电子的动能小，选项D错误．例2(多选)(2019·浙江嘉丽3月联考)某同学用某一金属为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图3甲所示．测得该金属的遏止电压U c与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.则()图3A．图甲中电极A为光电管的阳极B．探究遏止电压U c与入射光频率ν关系时，电源的左侧是正极C．该金属的截止频率νc为5.15×1014 HzD．该金属的逸出功为3.41×10－19 eV答案AC解析电子从金属板上射出后被电场加速，知A板为阳极，故选项A正确；探究遏止电压U c与入射光频率ν关系时，应让电子减速，直至光电流为零，故电源左侧是负极，选项B错误；由E k＝hν－W0和eU c＝E k知，当U c＝0时，hνc＝W0.据题图乙知截止频率νc＝5.15×1014Hz，故选项C正确；W0＝hνc＝6.63×10－34×5.15×1014 J≈3.41×10－19 J，故D错误．变式训练2.(2020·山东等级考模拟卷·6)如图4所示，有一束单色光入射到极限频率为ν0的金属板K 上，具有最大初动能的某出射电子，沿垂直于平行板电容器极板的方向，从左侧极板上的小孔入射到两极板间的匀强电场后，到达右侧极板时速度刚好为零.已知电容器的电容为C ，带电荷量为Q ，极板间距为d ，普朗克常量为h ，电子电荷量的绝对值为e ，不计电子的重力.关于电容器右侧极板的带电情况和入射光的频率ν，以下判断正确的是( )图4A.带正电，ν0＋Qe ChB.带正电，ν0＋QeChdC.带负电，ν0＋QeChD.带负电，ν0＋QeChd答案 C解析 以最大初动能入射至电容器的电子经板间电场到达右侧极板时速度刚好为零，说明电场力做负功，电场强度方向向右，右侧极板带负电，且－eU ＝0－E k0，由电容器电压与电荷量的关系知U ＝QC ，由最大初动能与单色光入射频率的关系知E k0＝hν－hν0，代入化简可得ν＝ν0＋Qe Ch.3．(2019·浙江宁波市 “十校联考”)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5.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K 、A 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 0为逸出功，h 为普朗克常量，e 为电子电荷量)( )图5A ．U ＝hνe －W 0eB ．U ＝2hνe －W 0eC ．U ＝2hν－W 0D ．U ＝5hν2e －W 0e答案 B解析 发生光电效应时有E k ＝nhν－W 0(n ＝2,3,4…)，在K 、A 间逐渐增大U ，当光电流为零时，由－eU ＝0－E k 得U ＝nhνe －W 0e(n ＝2,3,4…)，故B 项正确．考点氢原子模型与原子结构1.玻尔理论的基本内容(1)能级假设：氢原子E n ＝E 1n2(n 为量子数)．(2)跃迁假设：吸收或释放的能量hν＝E m －E n (m >n )． (3)轨道假设：氢原子r n ＝n 2r 1(n 为量子数)． 2．两类能级跃迁(1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子． 光子的频率ν＝ΔE h ＝E 高－E 低h.(2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量．①光照(吸收光子)：光子的能量必须恰好等于能级差ΔE . ②碰撞：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E 外≥ΔE . ③大于电离能的光子被吸收，原子被电离． 3．四点技巧(1)原子跃迁时，所吸收或释放的光子能量只能等于两能级之间的能量差． (2)原子电离时，所吸收的能量可以大于或等于某一能级的绝对值．(3)一群氢原子处于量子数为n 的激发态时，可能辐射光子的种类N ＝C 2n＝n (n －1)2. (4)计算能级能量时应注意：因一般取无穷远处为零电势参考面，故各个能级的能量值均为负值．例3(2019·河南濮阳市5月模拟)He －Ne 激光器产生的波长为6.33×10－7 m 的谱线是Ne 原子从激发态能级(用E 1表示)向能量较低的激发态能级(用E 2表示)跃迁时发生的；波长为3.39×10－6 m 的谱线是Ne 原子从激发态能级E 1向能量较低的激发态能级(用E 3表示)跃迁时发生的．已知普朗克常量h 与光速c 的乘积hc ＝1.24×10－6 m·eV .由此可知Ne 的激发态能级E 2与E 3的能量差为(结果保留两位有效数字)( ) A ．1.6 eV B ．2.6 eV C ．3.6 eV D ．4.0 eV答案 A解析 由E m －E n ＝hcλ，有E 2－E 1＝hcλ1，E 3－E 1＝hcλ2，则ΔE ＝E 2－E 3＝hc λ1－hcλ2代入数值得ΔE ≈1.6 eV ，故A 项正确．变式训练4．(2019·四川宜宾市第二次诊断)玻尔首先提出能级跃迁．如图6所示为氢原子的能级图，现有大量处于n ＝3能级的氢原子向低能级跃迁．下列说法正确的是( )图6A．这些氢原子总共可辐射出三种不同频率的光B．氢原子由n＝3能级跃迁到n＝2能级产生的光频率最大C．氢原子由n＝3能级跃迁到n＝1能级产生的光波长最长D．这些氢原子跃迁时辐射出光子能量的最大值为10.2 eV答案 A5．(2019·全国卷Ⅰ·14)氢原子能级示意图如图7所示．光子能量在1.63 eV～3.10 eV的光为可见光．要使处于基态(n＝1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为()图7A．12.09 eV B．10.20 eVC．1.89 eV D．1.51 eV答案 A解析因为可见光光子的能量范围是1.63 eV～3.10 eV，所以处于基态的氢原子至少要被激发到n＝3能级，要给氢原子提供的能量最少为E＝(－1.51＋13.60) eV＝12.09 eV，故选项A 正确．考点核反应与核能1．核反应的四种类型2.原子核的衰变(1)衰变的实质：α衰变为211H＋210n→42He，即放出α射线；β衰变为10n→11H＋0－1e，即放出β射线，在α衰变或β衰变过程中放出γ射线．(2)衰变的快慢由原子核内部因素决定，与原子所处的物理、化学状态无关；半衰期是统计规律，对个别、少数原子无意义．3．核反应方程解答技巧(1)熟记常见基本粒子的符号——是正确书写核反应方程的基础．如质子(11H)、中子(10n)、α粒子(42He)、β粒子(0－1e)、正电子( 0+1e)、氘核(21H)、氚核(31H)等．(2)掌握核反应方程遵守的规律——是正确书写核反应方程或判断核反应方程是否正确的依据，所以要理解并会应用质量数守恒和电荷数守恒．(3)明白核反应过程是不可逆的——核反应方程只能用箭头连接并表示反应方向，不能用等号连接．4．核能的计算方法(1)根据ΔE＝Δmc2计算时，Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算时，Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．(3)根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子比结合能×核子数．例4(2019·安徽A10联盟开年考)关于核反应方程238 92U→X 90Th＋42He，其中X为Th原子核的质量数，则下列说法正确的是()A．该反应属于β衰变B. X 90Th中含有148个中子C.238 92U的平均结合能比X 90Th大D．该反应新生成的粒子X 90Th具有放射性答案 D解析该反应放出α粒子，属于α衰变，选项A错误；根据电荷数守恒可知X＝238－4＝234，则X 90Th中含有234－90＝144个中子，选项B错误；核电荷数越小的平均结合能越大，则238 92U 的平均结合能比X 90Th小，选项C错误；该反应新生成的粒子X 90Th原子序数大于83，具有放射性，选项D正确．变式训练7．(2019·天津市和平区上学期期末)天然放射现象的发现，证明了原子核具有复杂的结构．关于原子核，下列说法正确的是()A．β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流B．某原子核经过一次α衰变后，核内质子数减少4个C．增大压强不能改变原子核衰变的半衰期D．α射线的贯穿作用很强，可用来进行金属探伤答案 C解析β射线是原子核内的一个中子转化为一个质子同时生成一个电子形成的，故A错误；α衰变是原子核自发放射α粒子的核衰变过程．α粒子是核电荷数为2、质量数为4的氦核．质子数等于核电荷数2，所以“核内质子数减少4个”是错误的，则B错误；原子核的半衰期有其自身决定，与原子所处的物理、化学状态和外部条件无关，故改变压强不能改变半衰期，C正确；γ射线的贯穿作用很强，可用来进行金属探伤，α射线的电离本领最强，D错误．8．(2019·湖北武汉市二月调研)据悉我国第四代先进核能系统之一的钍基熔盐堆核能系统(TMSR)研究已获重要突破．该反应堆以钍为核燃料，钍俘获一个中子后经过若干次β衰变转化成铀；铀的一种典型裂变产物是钡和氪，同时释放巨大能量．下列说法正确的是() A．钍核232 90Th有90个中子，142个质子B．铀核裂变的核反应方程为233 92U＋10n→142 56Ba＋8936Kr＋310nC．放射性元素衰变的快慢与核内部自身因素无关，由原子所处的化学状态和外部条件决定D．重核分裂成中等大小的核，核子的比结合能减小答案 B解析钍核232 90Th有90个质子，142个中子，故A错误；根据反应前后质量数守恒，电荷数守恒可知，故B正确；根据半衰期的特点可知，放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，故C错误；较重的核分裂成中等质量大小的核或较轻的核合并成中等质量大小的核的过程中会释放一定的能量，所以核子的比结合能都会增大，故D错误．例5(2019·全国卷Ⅱ·15)太阳内部核反应的主要模式之一是质子－质子循环，循环的结果可表示为411H→42He＋201e＋2γ，已知11H和42He的质量分别为m p＝1.007 8 u和mα＝4.002 6 u,1 u＝931 MeV/c2，c为光速．在4个11H转变成1个42He的过程中，释放的能量约为()A．8 MeV B．16 MeVC．26 MeV D．52 MeV答案 C解析因电子的质量远小于质子的质量，计算中可忽略不计．核反应质量亏损Δm＝4×1.007 8 u －4.002 6 u＝0.028 6 u，释放的能量ΔE＝0.028 6×931 MeV≈26.6 MeV，选项C正确．变式训练9．(多选)(2019·浙江绍兴市3月选考)一座核电站反应堆产生的热功率为3 400 MW，发电功率为1 100 MW.已知一个铀235核裂变时释放的能量约为200 MeV，下列说法正确的是() A．核裂变的反应方程为23592U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋210nB．核反应后总质量增加了C．核电站的发电效率约为32%D．每秒钟约有1.1×1020个铀235核发生裂变答案CD解析根据质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程应为23592U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n，由于释放核能，据ΔE＝Δmc2，总质量一定减小；发电效率η＝1 100 MW3 400 MW×100%≈32%；由Pt＝nE，每秒发生裂变的铀核n＝ 3 400×106 W×1 s≈1.1×1020个．200×106×1.6×10－19J专题突破练级保分练1．(2019·山东日照市上学期期末)用光电管进行光电效应实验中，分别用频率不同的单色光照射到同种金属上，下列说法正确的是()A．频率较小的入射光，需要经过足够长的时间照射才能发生光电效应B．入射光的频率越大，极限频率就越大C．入射光的频率越大，遏止电压就越大D．入射光的强度越大，光电子的最大初动能就越大答案 C解析只要入射光的频率低于金属的极限频率，无论时间多长，无论光的强度多大，都不会发生光电效应，故A错误；金属材料的性质决定金属的逸出功，而逸出功决定金属的极限频率，与入射光的频率无关，故B错误；根据eU c＝hν－W0可知，入射光的频率越大，遏止电压就越大，故C正确；根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0，可知光电子的最大初动能随照射光的频率增大而增大，与入射光的强度无关，故D错误．2.(多选)(2019·安徽皖江名校联盟摸底大联考) 利用光电效应可以把光信号转变为电信号，因此利用光电效应制作的光电器件在工农业生产、科学技术和文化生活领域内得到了广泛的应用，其中光电管就是应用最普遍的一种光电器件，把光电管接入如图1所示的电路中，闭合开关S，用波长为λ的单色光照射光电管时发生了光电效应，下列说法正确的是()图1A．照射的单色光越强，饱和光电流将越大B．若用波长更长的单色光照射光电管，则光电管中金属的逸出功越大C．若把滑片c向左滑动，电流表G的示数一定增大D．若把电源正负极反接，电流表G的示数可能为零答案AD解析发生光电效应时，保持入射光的频率不变，饱和光电流随入射光强度的增大而增大，A正确；金属的逸出功与入射光的频率(波长)无关，由金属本身决定，B错误；若把滑片c 向左滑动，当电流达到饱和电流后，电流不在随电压的增大而增大，C错误；若把电源正负极反接，则电压为遏止电压，当遏止电压与电子电荷量的乘积大于光电子的最大初动能时，光电子不能到达阳极，光电流为零，D正确．3.(多选)(2019·浙江嘉兴一中高三期末)如图2所示，是某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压U c与入射光频率ν的关系图象．则由图象可知()图2A．遏止电压与入射光的频率无关B．该金属的逸出功等于hν0C．图象的斜率表示普朗克常量hD．入射光的频率为3ν0时，产生的光电子的最大初动能为2hν0答案BD4．(2019·江西宜春市上学期期末)下列说法中不正确的是()A．光电效应表明光子有能量，康普顿效应表明光子有动量，这两者均证明了光的粒子性B．卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构C．玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，成功地解释了所有原子的光谱D．天然放射现象表明原子核有更为精细的结构答案 C解析光电效应表明光子具有能量，康普顿效应表明光子除了具有能量之外还具有动量，它们都是光的粒子性的证明，故A正确；卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，故B正确；玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，成功地解释了氢原子光谱的实验规律，不能解释所有原子光谱的实验规律，故C错误；天然放射现象表明原子核有更为精细的结构，故D正确．5．(多选)(2019·贵州部分重点中学教学质量评测)下列说法中正确的是()A．在核反应21H＋31H→42He＋10n，42He与10n的质量和一定小于21H与31H的质量和B．卫星可以在大于地球半径的任意圆轨道上运动，电子也可以在大于基态轨道半径的任意圆轨道上运动C．分别用绿光和紫光照射同一金属表面都能发生光电效应，逸出的光电子的最大初动能可能相等D．随着黑体温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动答案AD解析在核裂变和核聚变反应中有能量释放，对应的有质量亏损，故A正确；由玻尔理论知电子绕原子核的圆周运动轨道半径是不连续的，故B错误；对同一金属来讲逸出功是一定的，紫光光子的能量大于绿光光子的能量，由光电效应方程知用紫光照射同一金属表面，逸出的光电子的最大初动能较绿光大，故C错误；根据黑体辐射理论，黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故D正确．6．(2019·贵州安顺市上学期质量监测)下列说法正确的是()A．电子在核外绕核旋转，向心力为万有引力B．一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子吸收光子，能量增加C．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型D．光电子的最大初动能随着入射光的强度增大而增大答案 C解析电子在核外绕核旋转，向心力为原子核对电子的静电引力，选项A错误；一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子释放光子，能量减小，选项B错误；根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，选项C正确；根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能随着入射光的频率增大而增大，选项D错误．7.(2020·山东等级考模拟卷·1)2019年是世界上首次实现元素人工转变100周年.1919年，卢瑟福用氦核轰击氮原子核，发现产生了另一种元素，该核反应方程可写为42He＋147N→m 8X＋1n Y.以下判断正确的是()A.m＝16，n＝1B.m＝17，n＝1C.m＝16，n＝0D.m＝17，n＝0答案 B解析由质量数和电荷数守恒可得：4＋14＝m＋1,2＋7＝8＋n，解得：m＝17，n＝1. 8．(2019·山东临沂市2月质检)氢原子的能级图如图3所示，不同色光的光子能量如下表所示．图3一群处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内只有1条，其颜色为() A．红色 B. 黄色 C. 绿色 D. 蓝—靛答案 A解析如果激发态的氢原子处于第二能级，能够发出10.2 eV的光子，不属于可见光；如果激发态的氢原子处于第三能级，能够发出12.09 eV、10.2 eV、1.89 eV的三种光子，只有1.89 eV属于红色可见光；如果激发态的氢原子处于第四能级，能够发出12.75 eV、12.09 eV、10.2 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV的六种光子，1.89 eV和2.55 eV属于可见光，1.89 eV的光子为红光，2.55 eV的光子为蓝－靛光；由题意，由一群处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内只有1条，则一定对应着从第三能级到低能级的跃迁，其可见光的颜色为红色，故选A.9．(多选)(2019·浙江超级全能生2月联考)如图4所示的四幅图，下列说法中正确的是()图4A．根据甲图氢原子的电子云示意图可知，电子在玻尔理论中的某一轨道上稳定运动，应该是一个概率问题B．根据乙图中原子核的比结合能示意图可知，63Li原子核中的平均核子质量比16 8O的要小C．丙图中的链式反应要能持续，裂变物质必须具有一定的体积或质量D．根据丁图中氡的衰变可知，1 g氡经过38天后还剩0.1 g答案AC10．(2019·山东菏泽市下学期第一次模拟)下列关于核力、原子核的结合能、比结合能的说法正确的是()A．维系原子核稳定的力是核力，核力就是表现为相邻核子间的相互吸引力B．核力是强相互作用的一种表现，原子核尺度内，核力比库仑力小C．比结合能小的原子核分解成比结合能大的原子核时会释放核能D．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能答案 C解析维系原子核稳定的力是核力，核力既可以是核子间的相互吸引力，也可以是排斥力，A项错误；核力是强相互作用的一种表现，原子核尺度内，核力比库仑力大的多，B项错误；比结合能小的原子核分解成比结合能大的原子核时会亏损质量，释放核能，C项正确；自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，D项错误．级争分练11.(2019·辽宁葫芦岛市一模)如图5所示，氢原子在不同能级间发生的a、b、c三种跃迁时，释放光子的频率分别是νa、νb、νc，下列关系式正确的是()图5A．νb＝νa＋νcB．νa＝νbνcνb＋νcC．νb＝νaνcνa＋νcD．νc＝νbνaνa＋νb答案 A解析因为E m－E n＝hν，知E b＝E a＋E c，即hνb＝hνa＋hνc，解得νb＝νa＋νc，故选A.12.(2019·湖北恩施州2月教学质量检测)利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟，可以制成氢原子钟；如图6所示为氢原子的能级图，一群处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁，能辐射出波长最短的电磁波的频率约为(已知普朗克常量为6.63×10－34 J·s)()图6A．3.08×1014 Hz B．3.08×1015 HzC．1.93×1014 Hz D．1.93×1015 Hz答案 B解析辐射出的波长最短的电磁波为频率最高的电磁波，即为能量最大的电磁波，根据玻尔理论可知：E4－E1＝hν，解得ν＝[－0.85－(－13.6)]×1.6×10－196.63×10－34Hz≈3.08×1015 Hz，故选B.13.(多选)(2019·浙南名校联盟高三期末)如图7为普通使用的“慢中子”核反应堆的示意图，铀棒是核燃料，一种典型的铀核裂变方程：235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n，用重水做慢化剂可使快中子减速，假设中子与重水中的氘核(21H)每次碰撞都是弹性正碰，而且认为碰撞前氘核是静止的，氘核的质量是中子的两倍，则下列说法正确的是()图7A ．钡核的比结合能比铀核的大B ．若碰撞前中子的动能为E 0，经过一次弹性碰撞后中子动能变成19E 0 C ．镉棒插入深一些可增大链式反应的速度D ．水泥防护层可用来屏蔽裂变产物放出的射线答案 ABD14．(2019·福建泉州市第一次质量检查)重核裂变的一个核反应方程为235 92U ＋10n →136 54Xe ＋9038Sr＋х10n ，已知235 92U 、136 54Xe 、9038Sr 的平均结合能分别为7.6 MeV 、8.4 MeV 、8.7 MeV ，则( )A ．该核反应方程中x ＝10B.235 92U 的中子数为92 C ．该核反应中质量增加D.235 92U 的平均结合能比136 54Xe 小，235 92U 比136 54Xe 更稳定 答案 A解析 根据质量数和电荷数守恒可知，x ＝10，故A 正确；235 92U 的质子数为92，质量数为235，所以中子数为143，故B 错误；该核反应是重核裂变，质量会发生亏损，故C 错误；平均结合能越大，表示原子越稳定，故D 错误．15．(多选)(2019·山东实验中学第二次模拟)核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的元素，它可破坏细胞基因，增加患癌的风险．已知钚的一种同位素239 94Pu 的半衰期为24 100年，其衰变方程为239 94Pu →X ＋42He ＋γ，则下列说法中正确的是( )A ．衰变发出的γ射线是波长很短的光子，穿透能力很强B ．上述衰变方程中的X 含有143个中子。
浙江版2019高考物理复习第二部分选择题部分精练6波粒二象性原子和原子核
精练6 波粒二象性原子和原子核1.加试题以下说法正确的是( )A．天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构B．β射线实际就是电子流，它来自原子核内C．一个处于n＝4激发态的氢原子最多能辐射出3种不同频率的光子D．发生光电效应时，照射到金属表面的入射光波长越大，逸出光电子的最大初动能越大2.加试题放射性同位素被广泛应用，下列说法正确的是( )A．放射性同位素的半衰期都比较短，对环境的危害较小B．放射性同位素能够消除静电是因为其发出的γ射线C．用放射性同位素参与化学反应可以起到示踪的作用D．放射性同位素可以作为核燃料进行发电3.加试题下列说法中正确的是( )A．光既有波动性，又有粒子性，两者不是孤立的，而是有机的统一体B．一群氢原子从n＝5的激发态跃迁，有可能辐射出10种不同频率的光子C．卢瑟福通过α粒子散射实验说明了原子核内部是有结构的D．原子核衰变时电荷数和质量都守恒4.加试题下列有关近代物理内容的叙述，正确的是( )A．紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，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．卢瑟福根据α粒子散射实验结果建立了原子的核式结构模型C．太阳内部发生的核反应是核裂变反应D．受普朗克量子论的启发，爱因斯坦提出了光子说5.加试题(2018·温州学考模拟)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．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构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6.加试题(2018·诸暨市牌头中学期中)下列说法中正确的是( )A．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变长B．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一C．由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能减少，电势能增大D．原子核发生α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了47.加试题关于原子结构，下列说法正确的是( )A．汤姆孙根据气体放电管实验断定阴极射线是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷B．卢瑟福α粒子散射实验表明：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动C．各种原子的发射光谱都是连续谱D．玻尔在原子核式结构模型的基础上，结合普朗克的量子概念，提出了玻尔的原子模型8.加试题如图1甲所示为研究光电效应的电路图，实验得到了如图乙所示的遏止电压U c和入射光频率ν的关系图象，下列说法不正确的是( )图1A．图象与横轴交点坐标的物理意义是该金属的截止频率B．图象斜率为普朗克常量hC．遏止电压越高，截止频率越大D．入射光频率增大，逸出功也增大9.加试题下面四幅示意图中能正确反映核反应过程的是( )10.加试题(2018·诸暨市诸暨中学段考)氢原子从n＝6能级跃迁到n＝2能级时辐射出频率为ν1的光子，从n＝5跃迁到n＝2能级时辐射出频率为ν2的光子．下列说法正确的是( ) A．频率为ν1的光子的能量较大B．频率为ν1的光子的动量较大C．通过同一双缝干涉装置时，频率为ν1的光产生的干涉条纹间距较大D．做光电效应实验时，频率为ν1的光产生的光电子的最大初动能较大11.加试题(2017·杭州市四校联考)图2是氢原子的能级图，a是从E4跃迁到E2时产生的光，b是从E5跃迁到E3时产生的光．钠的极限频率ν＝5.53×1014 Hz，普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，电子电荷量e＝－1.6×10－19 C( )图2A．a光的频率大于b光的频率B．在水中传播时，a光的速度大于b光的速度C．a光照射钠时能产生光电子，b光则不能D．a光与b光的动量之比为97∶25512.加试题根据玻尔理论，氢原子能级图如图3所示，下列说法正确的是( )图3A．一群原处于n＝4能级的氢原子回到n＝1的状态过程中，最多放出6种频率不同的光子B．一群原处于n＝4能级的氢原子回到n＝1的状态过程中，最多放出3种频率不同的光子C．一个原处于n＝4能级的氢原子回到n＝1的状态过程中，最多放出6种频率不同的光子D．一个原处于n＝4能级的氢原子回到n＝1的状态过程中，最多放出3种频率不同的光子13.加试题下列说法中正确的是( )A.238 92U衰变为222 86Rn要经过4次α衰变和2次β衰变B.235 92U的半衰期约为7亿年，随着地球环境的不断变化，其半衰期可能会变短C．发生光电效应时，若入射光频率确定，则光的强度越大，形成的饱和光电流越大D．已知氢原子的基态能量E1＝－13.6 eV，一个处于基态的氢原子吸收了一个14 eV的光子后被电离14.加试题一个氘核(21H)与氚核(31H)反应生成一个新核同时放出一个中子，并释放能量．下列说法正确的是( )A．该核反应为裂变反应B．该新核的中子数为2C．氘核(21H)与氚核(31H)是两种不同元素的原子核D．若该核反应释放的核能为ΔE，真空中光速为c，则反应过程中的质量亏损为ΔE c215.加试题如图4所示，关于原子结构和核反应的说法中正确的是( )图4A．卢瑟福在α粒子散射实验基础上提出了原子的核式结构模型B．天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的C．据图可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出能量D．据图可知，原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量答案精析1．BC [天然放射现象的发现说明原子核内部具有复杂的结构，A错误；β射线是电子流，它是由原子核内中子转变而来，B正确；一个处于n＝4激发态的氢原子最多能辐射出4－1＝3种不同频率的光子，C正确；根据光电效应规律知，发生光电效应时，照射到金属表面的入射光波长越小，即频率越大，逸出光电子的最大初动能越大，D错误．]2．AC [放射性同位素的半衰期都比较短，衰变的快，对环境的危害较小，故A正确；α射线能使空气分子电离成导体，所以能够消除静电，γ射线的电离本领较小，故B错误；放射性同位素参与化学反应可以起到示踪的作用，故C正确；放射性的同位素大多是人工合成的同位素，成本高，存在量较少，不能作为核燃料进行发电，故D错误．]3．AB [α粒子散射实验说明了原子的核式结构，C错误；原子核衰变时电荷数和质量数守恒，质量不守恒，D错误．]4．BD [增大光照强度，光电子的最大初动能不变，故A错误；原子核式结构模型是由卢瑟福在α粒子散射实验基础上提出的，故B正确；太阳内部发生的是热核反应，故C错误；受普朗克量子论的启发，爱因斯坦在对光电效应的研究中提出了光子说，故D正确．] 5．AC [电子束通过双缝产生干涉图样，体现的是波动性，A正确；β射线在云室中留下清晰的径迹，不能体现波动性，B错误；电子显微镜利用了电子束波长短的特性，C正确；光电效应体现的是光的粒子性，D错误．]6．AB [在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，根据λ＝h p 知波长增大，故A 正确；α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一，故B 正确；由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增加，电势能减小，故C 错误；原子核发生α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2，质子数也减小了2，故D 错误．]7．ABD [汤姆孙通过研究求出了阴极射线的比荷，明确阴极射线是电子，故A 正确；由于极少数α粒子发生了大角度偏转，原子全部正电荷集中在原子中央很小的体积内，电子在正电体的外面运动，故B 正确；各种原子的发射光谱都是线状谱，故C 错误；玻尔在原子核式结构模型的基础上，结合普朗克的量子概念，提出了玻尔的原子模型，故D 正确．]8．BCD9．AD [用α粒子轰击氮原子核，发现了质子，其核反应方程为：42He ＋14 7N→17 8O ＋11H ，故A 正确，B 错误；用α粒子轰击铍原子核，发现了中子，其核反应方程为：42He ＋94Be→12 6C ＋10n ，故C 错误，D 正确．]10．ABD [氢原子从n ＝6的能级跃迁到n ＝2的能级的能级差大于从n ＝5的能级跃迁到n ＝2的能级时的能级差，根据E m －E n ＝h ν可知，频率为ν1的光子的能量大于频率为ν2的光子的能量，故A 正确；频率为ν1的光子频率大于频率为ν2的光子的频率，根据c ＝λν可知，频率为ν1的光子的波长小，根据p ＝h λ，可知频率为ν1的光子的动量较大，故B 正确；频率为ν1的光子频率大于频率为ν2的光子的频率，频率为ν1的光子的波长小，根据干涉条纹间距公式：Δx ＝l d λ，可知频率为ν1的光产生的干涉条纹间距较小，故C 错误；频率为ν1的光子的能量大于频率为ν2的光子的能量，根据光电效应方程E km ＝h ν－W 0，可知，使用该金属做光电效应实验时，频率为ν1的光产生光电子的最大初动能较大，故D 正确．]11．AC12．AD [由于处在激发态的氢原子会自动向低能级跃迁，所以一群原处于n ＝4能级的氢原子回到n ＝1的状态过程中，最多放出6种频率不同的光子，故A 正确，B 错误；一个原处于n ＝4能级的氢原子回到n ＝1的状态过程中，跃迁次数最多的路径为4→3→2→1，最多放出3种频率不同的光子，故C 错误，D 正确．]13．ACD [因为β衰变时质量数不变，所以α衰变的次数n ＝238－2224＝4，在α衰变的过程中电荷数总共少4×2＝8，则β衰变的次数m ＝8－(92－86)1＝2，故A 正确．半衰期由原子核内部因素决定，与温度、压强、化学性质无关，故B 错误．饱和光电流的大小与入射光的强度有关，能使金属发生光电效应的光，若保持其频率不变，入射光越强，饱和光电流越大，故C 正确．氢原子的基态能量为E 1＝－13.6 eV ，一个处于基态的氢原子吸收了一个14 eV(>13.6 eV)的光子后，会被电离，故D 正确．]14．BD [一个氘核(21H)与氚核(31H)反应生成一个新核同时放出一个中子，根据电荷数守恒、质量数守恒知，新核的电荷数为2，质量数为4，则新核的中子数为2，属于轻核的聚变，故A 错误，B 正确；氘核(21H)与氚核(31H)都只有一个质子，属于同一种元素的两种同位素，故C 错误；若该核反应释放的核能为ΔE ，真空中光速为c ，根据爱因斯坦质能方程可知，反应过程中的质量亏损为ΔE c 2，故D 正确．] 15．AC [α粒子散射实验中，绝大多数α粒子能够穿过原子，只有极少数发生大角度偏转，故卢瑟福在此基础上提出了原子的核式结构模型，故A 正确；天然放射现象的发现，揭示了原子核也有复杂的结构，后来的研究才揭示了原子核是由质子和中子组成的，故B 错误；据题图可知，原子核A 裂变成原子核B 和C 过程中有质量亏损，故会放出核能，故C 正确；原子核D 和E 聚变成原子核F 过程中有质量亏损，故会放出核能，故D 错误．]。
2019年高三物理专项波粒二象性、原子结构和原子核
2019年高三物理专项波粒二象性、原子结构和原子核【一】单项选择题1、〔广东省汕头四中2018—2018学年度高三级第二次月考试卷〕以下表达中，符合历史事实的是A、卢瑟福通过对阴极射线的研究发现了电子B、法拉第发现了电磁感应现象C、贝克勒尔通过对天然放射现象的研究发现了原子的核式结构D、牛顿总结出了万有引力定律并测出了万有引力常量2、〔广东省罗定市2018届高三下学期三校5月联考〕以下有关物理学的史实中，正确的选项是（）A、伽利略认为力是维持物体运动的原因B、奥斯特最早发现了电磁感应现象C、爱因斯坦提出光子假设并建立了光电效应方程D、卢瑟福的α粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的2.C解析：伽利略认为力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因；法拉第发现了电磁感应现象，奥斯特发现了电流的磁效应；卢瑟福的α粒子散射实验证明了原子具有核式结构模型。
此题答案为C。
3、〔广东省湛江二中2018届高三上学期第一次月考理综试题〕以下说法中正确的选项是A、放射性元素发生一次β衰变，原子序数减少1B、氢原子由N＝3向N＝1的能级跃迁时，只能辐射2种频率的光子C、在光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光强无关，只随入射光的频率增大而增大D、23592U的半衰期约为7亿年，随着地球环境的不断变化，半衰期可以变短3.C解析：β衰变时，原子核放出一个电子，同时转化成新核，形如eYX01b1aba-++→，可见，原子序数增加1，选项A错误；氢原子由N＝3向N＝1的能级跃迁时，能辐射N＝323=C种频率的光子，选项B错误；根据光电效应方程EK＝Hν－W0可知，选项C正确；放射性元素的半衰期由原子核内部的本身因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态无关，选项D错误。
此题答案为C。
4.〔甘肃省兰州一中2018届高三上学期期中考试理综试题〕下面列出的是两个核反应方程式，X1和X2各代表某种粒子。
①错误！未找到引用源。
2019届高考物理二轮专题复习精品课件：专题十一 波粒二象性 原子结构与原子核
考点一
-8-
答案:B 解析:由光电效应方程Ek=hν-W0可知,图象斜率都为h,A错误;遏止电 ������k 压Uc= ������ ,ν增大导致Ek增大,则Uc增大,B正确;由图象可知乙的逸出 功W0大,能使乙发生光电效应的光一定能使甲发生,反之未必,C错 误;最大初动能与光的强度无关,D错误.故选B.
考点一
-10-
答案:A 解析:在跃迁的过程中释放或吸收的光子能量等于两能级间的能级 差,ΔE42=-0.85 eV-(-3.40) eV=2.55 eV=hν,此种光的频率大于金属 的极限频率,故发生了光电效应.ΔE41=-0.85 eV-(-13.6) eV=12.75 eV>ΔE42,光的频率一定大于金属的极限频率,故一定发生了光电效 应,则A正确.ΔE31=-1.51 eV-(-13.6) eV=12.09 eV>ΔE41,也能让金属 发生光电效应,则B错误;由光电效应方程Ekm=hν-W0,入射光的频率 变大,飞出的光电子的最大初动能也变大,故C错误;由Ekm=hν-W0知 光电子的最大初动能由入射光的频率和金属的逸出功决定,而与入 射光的光强无关,则D错误.故选A.
考点一
-7-
2.(2018吉林长春普通高中高三质量检测三)在研究光电效应的实验 中,从甲、乙两种金属中飞出光电子的最大初动能Ek与入射光频率 ν的关系如图所示,则下列说法正确的是( )
A.两条图线与横轴的夹角α和β一定不相等 B.若增大入射光频率ν,则遏止电压Uc随之增大 C.某一频率的光如果使甲金属发生光电效应,则一定能使乙金属发 生光电效应 D.若不改变入射光频率ν,增加入射光的强度,则光电子的最大初动 能将增大
考点一
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4.(多选)(2018山东潍坊高三第二次高考模拟)2017年度中国10项重 大科学进展中,位列榜首的是实现千公里级量子纠缠和密钥分发, 创新性地突破了多项国际领先的关键技术.下列与量子理论有关的 说法正确的是( ) A.德布罗意首先提出了量子理论 B.玻尔在研究氢原子结构时引入了量子理论 C.爱因斯坦认为光子能量是量子化的,光子能量E=hν D.根据量子理论,增大光的照射强度光电子的最大初动能增加 答案:BC 解析:普朗克首先提出了量子理论,选项A错误;玻尔在研究氢原子 结构时引入了量子理论,成功揭示了氢原子光谱,选项B正确;爱因 斯坦认为光子能量是量子化的,光子能量E=hν,选项C正确;根据爱 因斯坦光电效应理论,增大光的频率光电子的最大初动能增加,选 项D错误.故选BC.
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图2
D.改用黄色弧光灯照射锌板时，只要光足够强，原来不带电的验电器的
解析 答案
2.(多选)光电效应实验中，下列表述正确的是
A.发生光电效应时，光照越强，光电流越大 √
B.入射光足够强就可以有光电流
C.遏止电压与入射光的频率有关 √ D.入射光频率大于极限频率才能产生光电子 √
解析
答案
3.(多选)(2018· 新高考研究联盟联 考 ) 研究光电效应的实验电路图 如图3a所示，其光电流与电压的 关系如图 b 所示 . 则下列说法中正 确的是
专题五 加试选择题题型强化
第3讲 波粒二象性 原子和原子核
内容索引
考点一 考点二 考点三
光电效应的规律和理解 玻尔理论和能级 核反应与核能
考点一
光电效应的规律和理解
1.光电效应 在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发 射出来的电子叫做光电子. 2.实验规律 (1)每种金属都有一个极限频率. (2) 光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)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的. (4)在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大.
解析 答案
5.(多选)如图5所示，μ子与氢原子核(质子)构成的原子
称为μ氢原子(bydrogen muonatom).它在原子核物理的
研究中有重要作用.图为μ氢原子的能级示意图，假定
光子能量为E的一束光照射容器中大量处于 n＝2能级
的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为ν1、ν2、
ν3、ν4、ν5和ν6的光，且频率依次增大，则
例1
(多选)如图1甲所示，在光电效应实验中，某同学用相同频率的单
色光，分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管，结果都能发生 光电效应.图乙为某中一个光电管的遏止电压 Uc随入射光频率ν变化的函 数关系图象.对于这两个光电管，下列判断正确的是 A.因为材料不同逸出功不同，所以遏止 √ B.光电子的最大初动能不同 √ C.因为光强不确定，所以单位时间逸出的 √ 光电子数可能相同，饱和光电流也可能相同 D.两个光电管的Uc－ν图象的斜率可能不同 图1
解析 答案
电压Uc不同
拓展训练
1.( 多选) 在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电 器相连，用蓝色弧光灯照射锌板时，验电器的指针张开了一个角度，如 图2所示，则 A.验电器指针带正电 √ B.验电器指针带负电
C.改用紫色弧光灯照射锌板时，原来不带电 √
的验电器的指针能张开一个角度 指针一定能张开一个角度
3.爱因斯坦光电效应方程 (1) 光子：光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是 由一个个不可分割的能量子组成的，这些能量子称为光子，频率为ν的 光的能量子为hν. (2)爱因斯坦光电效应方程 ①表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0. ②物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量一部 分用于克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的初动能Ek.
A.氢原子从高能级跃迁到基态时，会辐射γ射线 图4 B.氢原子处在n＝4能级时，会辐射可见光 √ C.氢原子从高能级向n＝3能级跃迁时，辐射的光具有显著的热效应 √
D.氢原子从高能级向n＝2能级跃迁时，辐射的光在同一介质中传播速度
最小的光子能量为1.89 eV
解析 答案
拓展训练
4.(多选)下列关于玻尔原子理论及氢原子能级的说法，正确的是 A.原子中的电子运动轨道分布是连续的 B.原子中的电子在某一定态时，电子绕原子核运动，但不向外辐射能量 √ C.氢原子的核外电子由一个能级跃迁到另一个能级吸收光子时，氢原子 的能量不变 D.一群氢原子从n＝3能级向n＝1能级跃迁，最多能发出3种不同频率的 √ 光子
(2)一群处于第n能级的氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解 方法：
①用数学中的组合知识求解：N＝C2 n＝ nn－1 . 2
②利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情
况一一画出，然后相加.
例2 (多选)(2018· 浙江4月选考· 15)氢原子的能级图如图4所 示，关于大量氢原子的能级跃迁，下列说法正确的是(可 见光的波长范围为4.0×10－7 m～7.6×10－7 m，普朗克常量 h＝6.6×10－34 J· s，真空中的光速c＝3.0×108 m/s)
下列判断正确的是
A.用光子能量为13.01 eV的光照射一群处于基态的氢 原子，可观测到多种不同频率的光 C.氢原子从n＝4激发态跃迁到n＝2激发态需要吸收光子 D.氢原子的核外电子由高能级跃迁到低能级时，氢原子的电势能减小， √ 电子的动能增大
解析 答案
图6
B.大量处于n＝4激发态的氢原子向基态跃迁时，可能发出6条光谱线 √
(3)实物粒子也能使原子发生能级跃迁；
(4)能级之间跃迁时放出的光子频率是不连续的.
2.两类能级跃迁
(1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子.
ΔE E高－E低 光子的频率 ν＝ h ＝ h .
(2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量. ①光照(吸收光子)：光子的能量必须恰等于能级差ΔE. ②碰撞：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E外≥ΔE. ③大于电离能的光子被吸收，原子被电离. 3.谱线条数的确定方法 (1)一个处于第n能级的氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为n－1.
A.μ氢原子吸收光子后处于n＝5能级 B.μ氢原子吸收光子后处于n＝4能级 √ C.E等于h(ν6－ν4) √ D.E等于h(ν5－ν2)
图5
解析
答案
6.(多选) 根据国家科技部 2017年3月6 日报道，迄今为
止，科学家已经成功检测定位了纳米晶体结构中的氢
原子，按玻尔氢原子理论，氢原子的能级如图 6所示，
A.若把滑动变阻器的滑图3
B.图线甲与乙是同一种入射光，且甲的入射光强度大于乙光 √ C.由图可知，乙光的频率小于丙光频率 √ D.若将甲光换成丙光来照射锌板，其逸出功将减小
答案
考点二
玻尔理论和能级
1.玻尔理论的理解
(1)电子绕核运动的半径是不连续的；
(2)电子跃迁辐射光子的频率不等于电子绕核圆周运动的频率；