2018版高考物理大一轮复习第十二章波粒二象性原子结构和原子核单元质量检测(含解析)粤教版
高考物理试题分项解析：原子结构原子核和波粒二象性(含解析)
原子结构、原子核和波粒二象性【2018高考真题】1．在核反应方程中，X表示的是A. 质子B. 中子C. 电子D. α粒子【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（北京卷）【答案】 A【解析】设X为：，根据核反应的质量数守恒：，则：电荷数守恒：，则，即X为：为质子，故选项A正确，BCD错误。
点睛：本题考查了核反应方程式，要根据电荷数守恒、质量数守恒得出X的电荷数和质量数，从而确定X 的种类。
2．用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.2810-19 J。
已知普朗克常量为6.6310-34 J·s，真空中的光速为3.00108 m·s-1，能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为（）A. 11014 HzB. 81014 HzC. 21015 HzD. 81015 Hz【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国II卷）【答案】 B则代入数据可得：，故B正确；故选B点睛：本题比较简单，知道光电效应方程并利用方程求解即可。
3．氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定A. 对应的前后能级之差最小B. 同一介质对的折射率最大C. 同一介质中的传播速度最大D. 用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能【来源】2018年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题（天津卷）【答案】 A度最大，BC错误；的波长小于的波长，故的频率大于的频率，若用照射某一金属能发生光电效应，则不一定能，D错误．【点睛】光的波长越大，频率越小，同一介质对其的折射率越小，光子的能量越小．4．国家大科学过程——中国散裂中子源（CSNS）于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台，下列核反应中放出的粒子为中子的是A. 俘获一个α粒子，产生并放出一个粒子B. 俘获一个α粒子，产生并放出一个粒子C. 俘获一个质子，产生并放出一个粒子D. 俘获一个质子，产生并放出一个粒子【来源】2018年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题（天津卷）【答案】 B【解析】根据质量数和电荷数守恒可知四个核反应方程分别为、、，，故只有B选项符合题意；【点睛】核反应过程中，质量数与核电荷数守恒，应用质量数与核电荷数守恒即可写出核反应方程式．5．1934年，约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝核，产生了第一个人工放射性核素X ：。
全程复习构想近年高考物理一轮复习 第十二章 波粒二象性 原子结构和原子核 1 波粒二象性课时作业
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波粒二象性选择题(1~８题只有一个选项符合题目要求，9~14题有多个选项符合题目要求)1．如图所示，当弧光灯发出的光经一狭缝后,在锌板上形成明暗相间的条纹,同时与锌板相连的验电器铝箔有张角，则该实验( )A．只能证明光具有波动性Ｂ．只能证明光具有粒子性Ｃ.只能证明光能够发生衍射Ｄ.证明光具有波粒二象性解析：弧光灯发出的光经一狭缝后,在锌板上形成明暗相间的条纹，这是光的衍射,证明了光具有波动性，验电器铝箔有张角,说明锌板发生了光电效应，则证明了光具有粒子性，所以该实验证明了光具有波粒二象性，Ｄ正确.答案:Ｄ２.关于光电效应的规律，下列说法中正确的是（）A.只有入射光的波长大于该金属的极限波长,光电效应才能产生Ｂ．光电子的最大初动能跟入射光强度成正比Ｃ．发生光电效应的反应时间一般都大于10-7sD.发生光电效应时,单位时间内从金属内逸出的光电子数目与入射光强度成正比解析:由ε＝hν＝h＼f(c,λ)知,当入射光波长小于极限波长时，发生光电效应,故选项A错误;由E k＝hν－W０知,最大初动能由入射光频率决定,与光强度无关，故选项Ｂ错误；发生光电效应的时间一般不超过10-9ｓ，故选项C错误.答案:Ｄ3．当具有５.0 eＶ能量的光子射到一金属表面时，从金属表面逸出的电子具有的最大初动能为１．5 eV，为了使这种金属产生光电效应,入射光子的能量必须不小于( ) A．１.５eＶB.2.5 eVC．3.5 eV D．5.0 eV解析:根据爱因斯坦光电效应方程Ｅk=ｈν－Ｗ,得逸出功W＝hν－E k＝５.0 eV－1。
高考物理一轮复习 单元滚动检测卷 第十二章 波粒二象
单元滚动检测十二波粒二象性原子结构与原子核考生注意：1．本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共4页．2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上．3．本次考试时间90分钟，满分100分．4．请在密封线内作答，保持试卷清洁完整．第Ⅰ卷(选择题，共64分)一、选择题(本题共16小题，每小题4分，共64分．在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一个选项正确，第9～16题有多项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分)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2．如图1所示为康普顿效应示意图，光子与一个静止的电子发生碰撞，图中标出了碰撞后电子的运动方向．设碰前光子频率为ν，碰后为ν′，则关于光子碰后的运动方向和频率的说法中正确的是( )图1A．可能沿图中①方向B．可能沿图中②方向C．ν＝ν′ D．ν<ν′3．利用光电管研究光电效应实验如图2所示，用频率为ν的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则( )图2A．用紫外线照射，电流表不一定有电流通过B．用红光照射，电流表一定无电流通过C．用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头移到A端时，电流表中一定无电流通过D．用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头向B端滑动时，电流表示数可能不变4．现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa＞λb＞λc.用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应．若分别用a光束和c光束照射该金属，则可以判定( ) A．a光束照射时，不能发生光电效应B．c光束照射时，不能发生光电效应C．a光束照射时，释放出的光电子数目最多D．c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小5．研究光电效应的电路如图3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．下列关于光电流I与A、K之间的电压U AK的关系图象中，正确的是( )图36.如图4所示，当开关K断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零．由此可知阴极材料的逸出功为( )图4A．1.9 eV B．0.6 eVC．2.5 eV D．3.1 eV7．放射性元素(22286Rn)经α衰变成为钋(21884Po)，半衰期约为3.8天；但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素22286Rn的矿石，其原因是( )A．目前地壳中的22286Rn主要来自于其他放射性元素的衰变B．在地球形成的初期，地壳中元素22286Rn的含量足够高C．当衰变产物21884Po积累到一定量以后，21884Po的增加会减慢22286Rn的衰变进程D.22286Rn主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期8．红宝石激光器的工作物质红宝石是含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中铬离子产生激光．铬离子的能级图中，E1是基态，E2是亚稳态，E3是激发态，若以脉冲氙灯发出的波长为λ1的氯光照射晶体，处于基态的铬离子受到激发而跃迁到E3而后自发地跃迁到E2，释放出波长为λ2的光子，处于亚稳态E2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长为( )A.λ1λ2λ2－λ1B.λ1λ2λ1－λ2C.λ1－λ2λ1λ2D.λ2－λ1λ1λ29．按照玻尔原子理论，下列表述正确的是( )A．核外电子运动轨道半径可取任意值B．氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量越大C．电子跃迁时，辐射或吸收光子的能量由能级的能量差决定，即hν＝|E m－E n| D．氢原子从激发态向基态跃迁的过程，可能辐射能量，也可能吸收能量10．关于不确定性关系ΔxΔp≥h4π有以下几种理解，其中正确的是( ) A．微观粒子的动量不可确定B．微观粒子的位置坐标不可确定C．微观粒子的动量和位置不可能同时确定D．不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于其他宏观粒子11．以下是有关近代物理学的若干叙述，其中正确的有( )A．紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则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．每个核子只跟邻近的核子发生核力作用C．原子核式结构模型是由汤姆孙在α粒子散射实验基础上提出的D．太阳内部发生的核反应是热核反应12．下列说法正确的是( )A．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说B．若使用某种频率的光不能使某金属发生光电效应，则需增大入射光光照强度才行C．结合能越大，原子核结构一定越稳定D．用一束绿光照射某金属，能发生光电效应，若换成紫光来照射该金属，也一定能发生光电效应13．下列说法正确的是( )A.23290Th经过6次α衰变和4次β衰变后成为稳定的原子核20882PbB．在核反应堆中，为使快中子减速，在铀棒周围要放“慢化剂”，常用的慢化剂有石墨、重水和普通水C．当用蓝色光照射某金属表面时有光电子逸出，则改用红光照射也一定会有光电子逸出D．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变该放射性元素的半衰期14．下列说法正确的是( )A．用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变B．X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的C．发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D．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15．下列说法正确的是( )A．卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型B．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的C．爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说D．对于任何一种金属都存在一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极限频率，才能产生光电效应16．如图5所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则( )图5A．若换用波长为λ1(λ1＞λ0)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流B．若换用波长为λ2(λ2＜λ0)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流C．保持入射光的波长不变，增大光强，光电流一定增大D．增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大第Ⅱ卷(非选择题，共36分)二、非选择题(共36分)17．(12分)(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→139 53I＋9539Y＋210nC.21H＋31H→42He＋10nD.42He＋2713Al→3015P＋10n(2)已知光速为c，普朗克常量为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________．(3)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.18．(12分)已知镭的原子序数是88，原子核的质量数是226，问：(1)镭核中有几个质子？几个中子？(2)镭核所带电荷量是多少？(3)若镭原子呈电中性，它核外有几个电子？(4)22888Ra是镭的一种同位素，让22688Ra和22888Ra核以相同速度垂直射入磁感应强度为B 的匀强磁场中，它们运动的轨迹半径之比是多少？19．(12分)一个静止的铀核23292U(原子质量为232.037 2 u)放出一个α粒子(原子质量为4.002 6 u)后衰变成钍核22890Th(原子质量为228.028 7 u)．(已知：原子质量单位1 u ＝1.67×10－27 kg,1 u相当于931.5 MeV的能量)(1)写出核衰变反应方程；(2)算出该核衰变反应中释放出的核能；(3)假设反应中释放出的核能全部转化为钍核和α粒子的动能，则钍核获得的动能有多大？答案精析1．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．B [因为碰撞后动量守恒，所以碰后电子的方向斜向下，则光子的方向斜向上，沿②方向．碰后光子将部分能量转移给电子，则光子能量减小，频率减小，故B 正确，A 、C 、D 错误．]3．D [因紫外线的频率比可见光的频率高，所以用紫外线照射时，电流表中一定有电流通过，A 错误；因不知阴极K 的截止频率，所以用红光照射时，有可能发生光电效应，所以B 错误；即使U AK ＝0，电流表中也有电流，所以C 错误；当滑动触头向B 端滑动时，U AK 增大，阳极A 吸收光电子的能力增强，光电流会增大，当所有光电子都到达阳极A 时，电流达到最大，即饱和电流．若在滑动前，电流已经达到饱和电流，那么即使增大U AK ，光电流也不会增大，所以D 正确．]4．A [由a 、b 、c 三束单色光的波长关系λa ＞λb ＞λc 得其频率关系为νa ＜νb ＜νc ，b 光束恰能使金属发生光电效应，c 光束频率比b 高，a 光束频率比b 低，故c 光束能使金属发生光电效应，a 光束不能使金属发生光电效应，A 正确，B 、C 错误．由光电效应方程h ν＝W 0＋E k ，知c 光束频率最高，其照射金属释放出的光电子的最大初动能最大，故D 错误．]5．C [根据光电效应的结论可知，当入射光的频率一定时，最大初动能相同，根据eU c ＝12mv 2，故频率一定的光照射K 极时，遏止电压是一定的；光的强度越大，则单位时间射出的光电子的数量越多，则光电流越大，故C 正确．]6．A [由题意知光电子的最大初动能为E k ＝eU c ＝0.60 eV ，所以根据光电效应方程E k ＝h ν－W 0可得W 0＝h ν－E k ＝(2.5－0.60) eV ＝1.9 eV.]7．A [元素半衰期的长短由原子核自身因素决定，与原子所处的物理、化学状态以及周围环境、温度无关，C 、D 错误；即使元素氡的含量足够高，经过漫长的地质年代，地壳中也几乎没有氡了，一定是来自于其他放射性元素的衰变，故A 正确，B 错误．]8．A [E 3－E 1＝hc λ1，E 3－E 2＝hc λ2，E 2－E 1＝hc λ，根据E 3－E 1＝(E 3－E 2)＋(E 2－E 1)可得hcλ1－hcλ2＝hc λ，则λ＝λ1λ2λ2－λ1.] 9．BC [根据玻尔理论，核外电子运动的轨道半径是确定的值，而不是任意值，A 错误；氢原子中的电子离原子核越远，能级越高，能量越大，B 正确；由跃迁规律可知C 正确；氢原子从激发态向基态跃迁的过程中，应辐射能量，D 错误．]10．CD11．BD [根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝h ν－W 0可知，最大初动能与光的照射强度无关，与光的频率有关，A 错误．核子之间的核力是短程力，每个核子只跟邻近的核子发生核力作用，B 正确．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，C 错误．太阳内部发生的核反应是聚变反应属于热核反应，D 正确．]12．AD [普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说，A 正确．只有当入射光的频率不小于金属的极限频率时，才会发生光电效应，B 错误．比结合能(平均结合能)越大，原子核结构一定越稳定，C 错误．由于紫光的频率大于绿光的频率，故绿光照射某金属能发生光电效应，若换成紫光来照射该金属，也一定能发生光电效应，D 正确．]13．AB [发生α衰变是放出42He ，发生β衰变是放出电子 0－1e ，设发生了x 次α衰变和y 次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x －y ＋82＝90,4x ＋208＝232，解得x ＝6，y ＝4，故衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变，A 正确；在核反应堆中，为使快中子减速，在铀棒周围要放“慢化剂”，常用的慢化剂有石墨、重水和普通水，故B 正确；发生光电效应的条件是入射光的频率大于等于金属的极限频率，红光的频率小于蓝光，不一定有光电效应现象，故C 错误；放射性元素的半衰期只由自身性质决定，与外界无关，故D 错误．]14．AD [根据光电效应方程可知，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，A 正确．电子的衍射说明粒子的波动性，证实了物质波的存在，B 错误．根据光电效应方程E km ＝h ν－W 0，可知光电子的最大初动能与入射光的频率有关，是线性关系，不是成正比，C 错误．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，D 正确．]15．ACD [卢瑟福通过α粒子散射建立了原子核式结构模型，A 正确．β衰变中产生的β射线实际上是原子核中的中子转变成质子而发出的电子，B 错误．爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说，C 正确．对于任意一种金属都存在一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极限频率，才能产生光电效应．D 正确．]16．BC [由题设条件，不能知道光电管阴极材料极限波长的确切值，只能知道其极限波长λ极≥λ0，换用的波长λ1虽比λ0大，但因为λ极大小不确定，因而无法确定是否发生光电效应，故A 错误．但若λ2＜λ0，则一定能发生光电效应，故B 正确．增大光强，单位时间内产生的光电子数增多，光电流增大，故C 正确．光电管两端电压在原来情况下光电流是否达到最大(饱和)题设条件并不清楚，因而增大电压，光电流是否增大也不能确定，故D 错误．]17．(1)A (2)h νc 2h νc (3)hc λ0 hc e ·λ0－λλλ0解析 (1)A 属于β衰变，B 属于裂变，C 是聚变，D 是原子核的人工转变，故选A 项．(2)光子的动量p ＝mc ＝h νc 2c ＝h νc选光被镜面反射回去的方向为正方向，则p 1＝－h νc p 2＝h νc ，动量的变化量Δp ＝p 2－p 1＝2h νc. (3)由逸出功定义有W 0＝hcλ0由光电效应方程有hc λ＝W 0＋E k ＝hcλ0＋E k 又由动能定理有－eU ＝0－E k 则hc λ＝hc λ0＋eU ，U ＝hc e (1λ－1λ0)＝hc e ·λ0－λλλ018．(1)88 138 (2)1.41×10－17 C (3)88(4)113∶114解析 (1)因为原子序数与核内质子数、核电荷数、中性原子的核外电子数都是相等的，原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和．由此可得：镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数为88，中子数N 等于原子核的质量数A 与质子数Z 之差，即 N ＝A －Z ＝226－88＝138.(2)镭核所带电荷量Q ＝Ze ＝88×1.6×10－19 C≈1.41×10－17 C.(3)镭原子呈电中性，则核外电子数等于质子数，故核外电子数为88.(4)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力，故有Bqv ＝m v 2r，两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故r 226r 228＝226228＝113114. 19．(1)232 92U→228 90 Th ＋42He (2)5.5 MeV(3)0.095 MeV解析 (1)核衰变反应方程为：232 92U→228 90Th ＋42He.(2)ΔE ＝Δmc 2＝(232.037 2 u －228.028 7 u －4.002 6 u)×931.5 MeV/u≈5.5 MeV.(3)根据动量守恒定律：m 钍v 钍＝m αv α，则E k 钍E k α＝12m 钍v 2钍12m αv 2α＝m αm 钍v 钍2m 钍m αv α2＝m αm 钍＝4228＝157故E k 钍＝ΔE 58＝5.5 MeV 58≈0.095 MeV.。
2018届高三物理一轮复习 跟踪演练 强化提升 第十二章 波粒二象性 原子结构 原子核 第1讲 波粒二象性
波粒二象性跟踪演练·强化提升【课堂达标检测】1.(多选)在光电效应实验中,用同一种单色光,先后照射锌和银金属的表面,都能产生光电效应。
对于这两个过程,下列四个物理量中,一定不同的是( )A.遏止电压B.饱和光电流C.光电子的最大初动能D.逸出功【解析】选A、C、D。
同一束光照射不同的金属,一定相同的是入射光的光子能量。
不同的金属,逸出功不同,根据光电效应方程E k=hν-W0知,最大初动能不同,则遏止电压不同。
同一束光照射,光中的光子数目相等,所以饱和光电流是相同的。
2.(多选)(2017·开封模拟)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(直线与横轴的交点为4.27,与纵轴的交点为0.5)。
由图可知导学号42722256( )A.该金属的截止频率为4.27×1014HzB.该金属的截止频率为5.5×1014HzC.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A、C。
由光电效应方程E k=hν-W0可知,图中横轴的截距为该金属的截止频率,选项A正确,B错误;图线的斜率表示普朗克常量h,选项C正确;该金属的逸出功W0=hνc=6.63×10-34×4.27×1014J≈1.77 eV 或W0=hν-E k=6.63×10-34×5.5×1014J-0.5 eV≈1.78 eV,选项D错误。
【金榜创新预测】3.(多选)可以用甲图的电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的频率等物理量间的关系。
某次用甲装置,分别用a、b、c三束光照射同一个光电管阴极。
分别得到三条光电流与电压关系的图线如图乙所示。
根据你所学的相关理论,下列论述正确的是( )A.由乙图可知a、c的饱和光电流不同,所以a、c入射光的频率不同B.由乙图可知a、c的遏止电压相同,所以a、c光照射产生的光电子最大初动能相同C.由乙图可知a、b的遏止电压不同,可以判断b光的频率比a光的频率高D.由乙图可知a、c的饱和光电流不同,可以判断a的光强比c的光强大【解析】选B、C、D。
2018版高考物理(全国通用)大一轮复习讲义文档：第十二章波粒二象性原子结构与原子核第2讲含答案
第2讲原子结构和原子核一、原子结构光谱和能级跃迁1．电子的发现英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子,提出了原子的“枣糕模型"．2．原子的核式结构(1)1909～1911年，英籍物理学家卢瑟福进行了α粒子散射实验，提出了核式结构模型．图1(2）α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞了回来”，如图1所示．（3)原子的核式结构模型：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．3．氢原子光谱（1)光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长（频率)和强度分布的记录，即光谱．(2）光谱分类（3）氢原子光谱的实验规律：巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线，其波长公式错误!＝R（错误!－错误!）(n＝3,4，5,…，R是里德伯常量，R ＝1。
10×107 m－1)．(4）光谱分析：利用每种原子都有自己的特征谱线可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高．在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义．4．氢原子的能级结构、能级公式(1）玻尔理论①定态:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量．②跃迁：电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会放出能量为hν的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝E m－E n.(h是普朗克常量，h＝6。
63×10－34J·s)③轨道:原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的．（2)能级和半径公式：①能级公式：E n＝1n2E1（n＝1，2，3，…），其中E1为基态能量,其数值为E1＝－13.6 eV.②半径公式：r n＝n2r1（n＝1,2，3，…）,其中r1为基态半径,又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m。
2018高考物理人教一轮复习全程构想课件：第十二章 波粒二象性 原子结构和原子核11.2 精品
[解析] 由于原、副线圈两端电压不变，当滑动变阻器滑动 触头 P 向上滑动时，连入电路的电阻变大，所在电路总电阻变大， 副线圈中电流减小，R1 中电流减小，R1 消耗的功率减小，A 项 错误；R1 中电流减小，则 R1 两端电压减小，而副线圈两端电压 不变，所以滑动变阻器两端电压增大，电压表示数变大，B 项正 确；副线圈中电流减小，原线圈中电流随之减小，故 C 项错误； 若闭合开关 S，负载电路的总电阻减小，副线圈中电流增大，R1 中电流增大，则 R1 两端电压升高，R2 两端电压减小，A2 示数变 小，D 项错误．
解析：由题意知：U1＝220 V，U2＝110 V，所以nn12＝UU12＝ ： 1，U2m＝110 2 V，选项 B、C 均错误．由图象可知：I2m＝0.05 A，T＝0.02 s，则负载电流的函数表达式为 i＝0.05 sin(100πt) A，
选项 D 错误．变压器的输入功率 P1＝P2＝I2U2＝0.025×110 W≈3.9 W，选项 A 正确．
解析：设灯泡的额定电压为 U0，输入电压为灯泡额定电压 的 10 倍时灯泡正常发光，则变压器原线圈的电压为 9U0，变压 器原、副线圈的匝数比为 ：1，选项 A 正确，选项 B 错误； 由 9U0Ia＝U0Ib 得，流过 b 灯泡的电流是流过 a 灯泡电流的 9 倍， 根据 P＝UI，a、b 灯泡的电功率之比为 1 ：9，选项 C 错误， 选项 D 正确．
解析：Q 位置不动，副线圈电压 U2 不变，当 P 上滑时，R 增大，由 P＝R＋U22R0可知总功率减小，原线圈电压 U1 不变，由 P ＝U1I1 可知原线圈电流 I1 减小，故 A 错误，B 正确；当 P 位置
2018届高三物理一轮复习第十二章波粒二象性原子结构原子核第1讲波粒二象性课件
【易错辨析】 (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。 金属的逸出功越小。 ( )
(4)从金属表面出来的光电子的最大初动能越大,这种 (5)入射光的频率越大,逸出功越大。 ( )
流I与AK之间的电势差UAK满足如图乙所示规律,h取 6.63×10-34J·s。结合图象,求:(结果均保留两位有效 数字)
(1)阴极每秒钟发射的光电子数和光电子飞出阴极K时 的最大动能。 (2)该阴极材料的极限波长。
【解析】(1)光电流达到饱和时,阴极发射的光电子全 部到达阳极A,阴极每秒钟发射的光电子的个数
知识点2
爱因斯坦光电效应方程
连续 的,而是一份一份的,每一份 1.光子说:光不是_____
ε =hν 。 光叫一个光子,一个光子的能量为_______
最小值 2.逸出功:使电子脱离某种金属所做功的_______, 用W0表示,不同金属的逸出功不同。
3.爱因斯坦光电效应方程: Ek=hν -W0 。 (1)表达式:_________ (2)物理意义:金属表面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光电子的最大初动 ________,
提示:(1)×。光子照射金属能发生光电效应的条件是 照射光的频率达到极限频率,如果没有达到极限频率, 照射时间再长也不会发生光电效应。 (2)×。光电子是被光子打出的电子,其实质是电子。
(3)√。逸出功的大小等于普朗克常量乘以极限频率,
因此极限频率越大逸出功越大。
(4)×。光电子的最大初动能不仅与金属的逸出功有关 还与照射金属的光子的频率有关,不能简单地说从金属 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。
【创新设计】(浙江选考)2018版高考物理总复习 第12章 动量守恒定律 波粒二象性 原子结构与原子核教师用书
【创新设计】（浙江选考）2018版高考物理总复习第12章动量守恒定律波粒二象性原子结构与原子核教师用书第12章动量守恒定律波粒二象性原子结构与原子核 [考纲要求]第1课时动量定理动量守恒定律及其应用考点一动量和动量定理(－/c)[基础过关]1．动量(1)定义：运动物体的质量和速度的乘积叫做物体的动量，通常用p来表示。
(2)表达式：p＝mv。
(3)单位：kg·m/s。
(4)标矢性：动量是矢量，其方向和速度方向相同。
(5)动量的变化量：是矢量，其表达式Δp＝p2－p1为矢量式，当p2、p1在同一条直线上时，可规定正方向，将矢量运算转化为代数运算。
(6)与动能的区别与联系：①区别：动量是矢量，动能是标量。
②联系：动量和动能都是描述物体运动状态的物理量，大小关系为E k＝p22m或p＝2mE k。
2．冲量(1)定义：力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量。
(2)表达式：I＝Ft。
单位：N·s。
(3)标矢性：冲量是矢量，它的方向由力的方向决定。
3．动量定理【过关演练】1．(多选)(2016·浙江镇海中学选考模拟)当我们从高处跳到低处时，都有这样的生活常识：为了安全，一般都是让脚尖先着地。
从力的动量的角度来看，这样做的目的是( )A．减小动量B．减小动量的变化量C．延长和地面的冲击时间，从而减小支持力D．增大人对地的压强，起到安全作用解析根据动量定理分析，延长时间的目的是减小合力，从而减小支持力。
答案 C2．如图所示，运动员挥拍将质量为m的网球击出。
如果网球被拍子击打前、后瞬间速度的大分别为v1，v2，v1与v2方向相反，且v2>v1。
忽略重力，则此过程中拍子对网球作用力的冲量( )A．大小为m(v2－v1)，方向与v1方向相同B．大小为m(v2＋v1)，方向与v1方向相同C．大小为m(v2－v1)，方向与v2方向相同D．大小为m(v2＋v1)，方向与v2方向相同解析在球拍击打网球的过程中，选取v2方向为正方向，对网球运用动量定理有I＝mv2－(－mv1)＝m(v2＋v1)，即拍子对网球作用力的冲量大小为m(v2＋v1)，方向与v2方向相同。
2018版高考物理一轮总复习第12章波粒二象性课件
2．[2016· 阳光模拟](多选)在如图所示的实验中，发现 用一定频率的 A 单色光照射光电管时，电流表指针会发生 偏转，而用另一频率的 B 单色光照射时不发生光电效应， 那么( )
A．A 光的频率一定等于光电管金属材料的极限频率 B．B 光的频率小于 A 光的频率 C．用 A 光照射光电管时流过电流表 G 的电流方向是 由a向b D．用 A 光照射光电管时流过电流表 G 的电流方向是 由b向a
解析
金属的逸出功与入射光的频率 ν 无关， 只与极限
频率 ν0 有关，选项 A 错误；光电子的最大初动能与入射光 强度无关，与入射光的频率和金属的逸出功有关，选项 B 错误；当入射光的频率小于极限频率，不能发生光电效应 现象，选项 C 错误；据光电效应方程 Ek＝hν－W0 可知，图 象的斜率即为普朗克常量，选项 D 正确。
率的光不能产生光电效应。 (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)光电效应的发生 几乎是瞬时
－9
的， 一般不超过 10
s。
(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强 度与入射光的强度成 正比 。
知识点 2 1.光子说
爱因斯坦光电效应方程
Ⅰ
在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份 叫做一个光的能量子，简称光子，光子的能量 ε＝ hν 。 其中 h＝6.63×10
出功 W＝hν－Ek＝5.0 eV－1.5 eV＝3.5 eV，由光电效应条 件可知，入射光子的能量必须不小于逸出功，故 C 正确。
4．[对波粒二象性的理解 ](多选)在单缝衍射实验中， 中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的 95%以上。假 设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子( A．一定落在中央亮纹处 B．一定落在亮纹处 C．可能落在暗纹处 D．落在中央亮纹处的可能性最大 )
人教版高考物理一轮复习 第12章 波粒二象性原子结构原子核 1波粒二象性
2.图像分析: 图像名称
最大初动能Ek与入 射光频率ν的关系 图线
图形形状
由图线直线(间接)得到的物 理量
(1)极限频率:ν0; (2)逸出功:W0=|-E|=E; (3)普朗克常量:图线的斜率 k=h
像名称
遏止电压Uc与入射光 频率ν的关系图线
频率相同、光强不同 时,光电流与电压的 关系
图形形状
由图线直线(间接)得到的物 理量 (1)截止(极限)频率ν0; (2)遏止电压Uc:随入射光频 率的增大而增大; (3)普朗克常量:h=ke(k为斜 率,e为电子电量)
(1)遏止电压:Uc; (2)饱和光电流:Im(电流的最 大值); (3)最大初动能:Ekm=eUc
图像名称
频率不同、光强相 同时,光电流与电压 的关系
【解析】选B、C。由爱因斯坦光电效应方程hν=Ekm+W0,由动能定理可得Ekm=eU, 故当νa>νb时,Ua>Ub,Eka>Ekb,故A错误,B正确;若Ua<Ub,则一定有Eka<Ekb,故C正 确;由光电效应方程可得:金属的逸出功W0=hνa-Eka=hνb-Ekb,故D错误。
光较强时 饱和电流大
光较强时,包含的光子数较多,照射金属时产生的光电子较 多,因而饱和电流较大
2.区分光电效应中的五组概念: (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。
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第十二章波粒二象性原子结构和原子核一、选择题（1～9题为单项选择题，10～14题为多项选择题）1．下列说法正确的是（）A．卢瑟福的原子结构模型很好地解释了α粒子散射实验B．β衰变中产生的β射线是原子核外电子挣脱原子核束缚后形成的C．某放射性元素的4个原子核经过一个半衰期后一定还剩下2个没有发生衰变D．利用γ射线可以消除静电解析卢瑟福做了α粒子散射实验，并根据实验结果提出了原子的核式结构模型，所以卢瑟福的原子结构模型很好地解释了α粒子散射实验，选项A正确；β衰变中产生的β射线是原子核内的中子转变为质子时产生的高速电子流，所以β射线来自原子核内，选项B错误；原子核的半衰期是一个统计规律，只对大量的原子核才适用，所以选项C错误；γ射线是高频电磁波，其电离本领很弱，不可以用来消除静电，α粒子的电离本领较强，可以用来消除静电，选项D错误。
答案 A2．放射性元素发生β衰变放出一个电子，这个电子是（）A．核外电子向内层轨道跃迁时放出来的B．核内有一个质子分裂时放出的C．核内有电子受激发后由核内射出来的D．核内中子转化为质子时放出来的解析10n→11H＋0－1e，核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，质子留在核内，而电子放射出来，选项D正确。
答案 D3．玻尔的原子模型在解释原子的下列问题时，和卢瑟福的核式结构学说观点不同的是（）A．电子绕核运动的向心力，就是电子与核之间的静电引力B．电子只能在一些不连续的轨道上运动C．电子在不同轨道上运动时能量不同D．电子在不同轨道上运动时静电引力不同解析卢瑟福的核式结构学说的内容是原子有一个很小的核，集中了原子的全部正电荷和几乎全部的质量，核外电子绕核旋转，由此得出向心力和能量等与半径关系的描述。
而玻尔的原子模型提出核外电子只能在某些不连续的轨道上运动，即轨道量子化，而在可能的轨道上的运动仍遵守牛顿运动定律。
选项B 正确。
答案 B4．氢原子从能级m 跃迁到能级n 时辐射红光的频率为ν1，从能级n 跃迁到能级k 时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h ，若氢原子从能级k 跃迁到能级m ，则 （ ）A ．吸收光子的能量为h ν1＋h ν2B ．辐射光子的能量为h ν1＋h ν2C ．吸收光子的能量为h ν2－h ν1D ．辐射光子的能量为h ν2－h ν1解析 氢原子从能级m 跃迁到能级n 时辐射红光，说明能级m 高于能级n ，而从能级n 跃迁到能级k 时吸收紫光，说明能级k 也比能级n 高，而紫光的频率ν2大于红光的频率ν1，所以h ν2＞h ν1，因此能级k 比能级m 高，所以若氢原子从能级k 跃迁到能级m ，应辐射光子，且光子能量应为h ν2－h ν1。
故选项D 正确。
答案 D5．若元素甲的半衰期为4天，元素乙的半衰期为5天，经过20天后两种放射性元素的质量恰好相等，则在这20天前这两种元素的质量比m 甲∶m 乙等于（ ）A ．5∶4B ．4∶5C ．1∶2D ．2∶1解析 20天是元素甲的5个半衰期，是元素乙的4个半衰期，由题意有m 甲（12）5＝m 乙（12）4，m 甲∶m 乙＝2∶1选项D 正确。
答案 D6．图1为X 射线管的结构示意图，E 为灯丝电源。
要使射线管发出X 射线，须在K 、A 两电极间加上几万伏的直流高压（ ）图1A ．高压电源正极应接在P 点，X 射线从K 极发出B ．高压电源正极应接在P 点，X 射线从A 极发出C ．高压电源正极应接在Q 点，X 射线从K 极发出D ．高压电源正极应接在Q 点，X 射线从A 极发出解析 K 受热放出电子，电子通过电场加速，高速撞击A ，使A 原子的内层电子受激发发出X 射线，加速电场方向应由A 到K ，故Q 接高压电源正极。
答案 D7．一个静止的放射性同位素的原子核3015P 衰变为3014Si ，另一个静止的天然放射性元素的原子核234 90Th 衰变为234 91Pa ，在同一磁场中，得到衰变后粒子的运动径迹1、2、3、4，如图2所示，则这四条径迹依次是（ ）图2A ．电子，234 91Pa ，3014Si 、正电子B.234 91Pa ，电子，正电子，3014SiC.3014Si ，正电子，电子，234 91PaD ．正电子，3014Si ，234 91Pa ，电子解析 衰变前后动量守恒，由运动半径r ＝mv qB知，1、4为反冲核，根据旋转方向知2是电子，3是正电子。
选项B 正确。
答案 B8．如图3所示，为氢原子的能级图，处于n ＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，若从n ＝3能级跃迁到n ＝2能级，辐射的光子恰能使某种金属发生光电效应，则其他跃迁中能使该金属发生光电效应的有（ ）图3A ．5种B ．4种C ．3种D ．2种解析 根据玻尔理论和光电效应规律，光子能量与跃迁的能级差有关，能级差越大，辐射光子的能量越高，光电效应越容易发生。
氢原子在如图所示的各能级间跃迁时能产生6种不同能量的光子，除由n ＝4能级向n ＝3能级跃迁时辐射的光子不能使金属产生光电效应外，其余4种均可。
选项B 正确。
答案 B9．氢原子核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道时（ ）A ．要吸收光子，电子的动能、电势能都减小B ．要吸收光子，电子的动能增大，电势能减小C ．要放出光子，电子的动能、电势能都减小D ．要放出光子，电子的动能增大，电势能减小解析 根据E k ＝12mv 2n ，而ke 2r 2n ＝mv 2n r n ，有E k ＝ke 22r n ，当r n 减小时，E k 增加，而氢原子的能量（包括动能和电势能）E n ＝E 1n 2＝－13.6n 2 eV ，所以当r n 减小时，氢原子的能量要减少，原子能量中动能增加，总能量减少，所以电势能必然减少。
选项D 正确。
答案 D10．（2017·广东梅州一模）关于天然放射现象，以下叙述正确的是（ ）A ．若使某放射性物质的温度升高，其半衰期将变短B ．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的C ．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强D ．铀核（238 92U ）衰变为铅核（206 82Pb ）的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变 解析 半衰期是放射性元素有半数发生衰变的时间，由原子核的种类决定，与温度等外界因素无关，故A 错误；β衰变的实质是原子核中的中子转变成质子和电子，即电子来源于原子核，故B 错误；在α、β、γ这三种射线中，γ射线是波长很短的电磁波，其穿透能力最强，α射线是He 原子核，带正电，故其电离能力最强，故C 正确；铀核（238 92U ）衰变为铅核（206 82Pb ）的过程的方程为：238 92U→206 82Pb ＋842He ＋60-1e ，即每次α衰变放出一个α粒子，每次β衰变放出一个电子，故D 正确。
答案 CD11．下列说法正确的是（ ）A ．发现中子的核反应方程是94Be ＋42He→12 6C ＋10nB ．20个238 92U 的原子核经过两个半衰期后剩下5个238 92UC.235 92U 在中子轰击下生成9438Sr 和140 54Xe 的过程中，原子核中的平均核子质量变小D．原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定辐射出一定频率的光子解析发现中子的核反应方程是94Be＋42He→12 6C＋10n，A正确；原子核的半衰期是一个统计规律，只对大量的原子核才适用，所以B错误；235 92U在中子轰击下生成9438Sr和140 54Xe的过程中，原子核中的平均核子质量变小，所以该反应过程会产生质量亏损，从而放出核能，C 正确；原子从一种定态跃迁到另一种定态时，可能辐射出一定频率的光子，也可能会吸收一定频率的光子，所以D错误。
答案AC12．下列说法正确的是（）A．一个氢原子从n＝3的能级发生跃迁，可能只辐射一种频率的光子B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应C．比结合能越小，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定D．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短解析一个氢原子从n＝3的能级发生跃迁，可能辐射一种或者两种频率的光子，选项A 正确；太阳辐射的能量是氢核聚变产生的能量，选项B正确；比结合能越大，核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项C错误；半衰期由原子核内部因素决定，与元素的化学状态、温度、压强等因素无关，选项D错误。
答案AB13．氘核、氚核、中子、氦核的质量分别是m1、m2、m3和m4，如果氘核和氚核结合生成氦核，则下列说法中正确的是（）A．核反应方程式为21H＋31H→42He＋10nB．这是一个裂变反应C．核反应过程中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3D．核反应过程中释放的核能ΔE＝（m1＋m2－m3－m4）c2解析由氘核和氚核的结合以及电荷数、质量数守恒可知选项A正确；该核反应为聚变反应，选项B错误；核反应过程中的质量亏损为Δm＝m1＋m2－m3－m4，选项C错误；由爱因斯坦质能方程可知核反应过程中释放的核能ΔE＝Δmc2，可知选项D正确。
答案AD14．如图4所示，为汞原子的能级图，一个自由电子的总能量为9 eV，和处于基态的汞原子碰撞后（不计汞原子能量的变化），该电子剩余能量可能为（碰撞时系统无能量损失）（）图4A．0.2 eV B．1.4 eV C．2.3 eV D．5.5 eV解析由能级图知E2－E1＝4.9 eV，E3－E1＝6.7 eV，E4－E1＝8.8 eV。
电子碰撞激发汞原子跃迁，电子剩余能量可能为（9－4.9）eV＝4.1 eV，（9－6.7）eV＝2.3 eV，（9－8.8）eV＝0.2 eV。
选项A、C正确。
答案AC二、非选择题15．如图5所示，静止在匀强磁场中的63Li核俘获一个速度为v0＝7.7×104 m/s的中子而发生核反应63Li＋10n→31H＋42He。
若已知42He的速度v2＝2.0×104m/s，其方向与反应前中子速度方向相同，求：图5（1）31H的速度是多大；（2）在图中画出两粒子的运动轨迹并求出轨道半径之比；（3）当粒子42He旋转3圈时，粒子31H旋转几圈。
解析（1）中子撞击锂核生成氚核和氦核过程中动量守恒，有m0v0＝m1v1＋m2v2式中m0，m1，m2分别为中子、氚核、氦核的质量，v1为氚核速度，代入数据得v1＝1.0×103 m/s，方向与v0相反（即与v2相反）。
（2）氚核、氦核在磁场中做匀速圆周运动的半径之比为r 1∶r 2＝m 1v 1Bq 1∶m 2v 2Bq 2＝3×0.1×104B ×1∶4×2×104B ×2＝3∶40运动轨迹如图所示。
（3）氚核、氦核做圆周运动的周期之比为T 1∶T 2＝2πm 1Bq 1∶2πm 2Bq 2＝2π×3B ×1∶2π×4B ×2＝3∶2所以它们旋转周数之比为n 1∶n 2＝T 2∶T 1＝2∶3当α粒子旋转3圈时，氚核旋转2圈。