2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題沖刺 專題復(fù)習(xí)篇九 光電效應(yīng) 原子結(jié)構(gòu)和原子核練習(xí)（含解析）

《2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題沖刺 專題復(fù)習(xí)篇九 光電效應(yīng) 原子結(jié)構(gòu)和原子核練習(xí)（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題沖刺 專題復(fù)習(xí)篇九 光電效應(yīng) 原子結(jié)構(gòu)和原子核練習(xí)（含解析）（18頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、光電效應(yīng)　原子結(jié)構(gòu)和原子核 要點(diǎn)提煉 1.玻爾理論的基本內(nèi)容 能級(jí)假設(shè)：氫原子能級(jí)En＝(n＝1,2,3，…)，n為量子數(shù)。 躍遷假設(shè)：hν＝Em－En(m>n)。 軌道量子化假設(shè)：氫原子的電子軌道半徑rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，n為量子數(shù)。 2．定態(tài)間的躍遷——滿足能級(jí)差 (1)從低能級(jí)(n小)高能級(jí)(n大)―→吸收能量，hν＝En大－En小。 (2)從高能級(jí)(n大)低能級(jí)(n小)―→放出能量，hν＝En大－En小。 3．氫原子電離 電離態(tài)：n＝∞，E＝0。 基態(tài)→電離態(tài)：E吸＝0－E1＝0－(－13.6 eV)＝13.6 eV。 n＝2→電離態(tài)：E吸＝0－

2、E2＝0－(－3.4 eV)＝3.4 eV。 如吸收能量足夠大，克服電離能后，獲得自由的電子還具有動(dòng)能。 4．光電效應(yīng)兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系 (1)光越強(qiáng)(一定頻率)→光子數(shù)目越多→發(fā)射光電子越多→飽和光電流越大。 (2)光子頻率越高→光子能量越大→光電子的最大初動(dòng)能越大。 5．光電效應(yīng)定量分析時(shí)應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)系式 (1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0。 (2)最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：Ek＝eUc。 (3)逸出功與極限頻率的關(guān)系：W0＝hνc。 6．核反應(yīng)方程的書寫 (1)核反應(yīng)過程一般不可逆，所以核反應(yīng)方程中用“→”表示方向而不能用等號(hào)代替。 (2)核反應(yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)

3、守恒、電荷數(shù)守恒，但核反應(yīng)前后的總質(zhì)量一般會(huì)發(fā)生變化(質(zhì)量虧損)且釋放出核能。 (3)核反應(yīng)的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能只依據(jù)兩個(gè)守恒規(guī)律憑空杜撰出生成物來(lái)寫核反應(yīng)方程。 7．核衰變問題 (1)核衰變規(guī)律：N余＝N原·，m余＝m原· (t表示衰變時(shí)間，τ表示半衰期)，半衰期長(zhǎng)短由核內(nèi)部自身的因素決定，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無(wú)關(guān)；是對(duì)大量原子核的行為做出的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)少數(shù)原子核不適用。 (2)α衰變和β衰變次數(shù)的確定方法 ①方法一：由于β衰變不改變質(zhì)量數(shù)，故可以先由質(zhì)量數(shù)改變確定α衰變的次數(shù)，再根據(jù)電荷數(shù)守恒確定β衰變的次數(shù)。 ②方法二：設(shè)α衰變次數(shù)為x，β衰變次數(shù)為y，

4、根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒列方程組求解。 8．核能的計(jì)算方法 (1)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，用核反應(yīng)虧損的質(zhì)量乘以真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2(J)。 (2)根據(jù)1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5兆電子伏(MeV)能量，用核反應(yīng)的質(zhì)量虧損的原子質(zhì)量單位數(shù)乘以931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5(MeV)。 (3)如果核反應(yīng)時(shí)釋放的核能是以動(dòng)能形式呈現(xiàn)的，則核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量即為釋放的核能。 高考考向1　光電效應(yīng)　能級(jí)躍遷 命題角度1 光電效應(yīng) 例1　(2019·哈爾濱三中二模)(多選)圖甲是研究光電效應(yīng)的電路圖，圖乙是用a、b、c光照射光電管得到的I-U

5、圖線，Uc1、Uc2表示遏止電壓，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．在光照條件不變的情況下，隨著所加電壓的增大，光電流一直會(huì)增加 B．a(chǎn)、c光的頻率相等 C．光電子的能量只與入射光的強(qiáng)弱有關(guān)，而與入射光的頻率無(wú)關(guān) D．a(chǎn)光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng) 解析　在光照條件不變的情況下，隨著所加電壓的增大，光電流會(huì)先增加后不變，A錯(cuò)誤；當(dāng)光電流為零時(shí)，光電管兩端加的電壓為遏止電壓，根據(jù)eUc＝hν－W0，入射光的頻率越高，對(duì)應(yīng)的遏止電壓Uc越大，a、c兩光的遏止電壓相等，且小于b光的遏止電壓，所以a、c兩光的頻率相等且小于b光的頻率，根據(jù)λ＝，可知a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)，B、D正確；光電子的能量

6、只與入射光的頻率有關(guān)，而與入射光的強(qiáng)弱無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤。 答案　BD 光電效應(yīng)的四類圖象分析 備課記錄： 　 1．(2019·北京高考)光電管是一種利用光照射產(chǎn)生電流的裝置，當(dāng)入射光照在管中金屬板上時(shí)，可能形成光電流。表中給出了6次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。 由表中數(shù)據(jù)得出的論斷中不正確的是(　　) A．兩組實(shí)驗(yàn)采用了不同頻率的入射

7、光 B．兩組實(shí)驗(yàn)所用的金屬板材質(zhì)不同 C．若入射光子的能量為5.0 eV，逸出光電子的最大動(dòng)能為1.9 eV D．若入射光子的能量為5.0 eV，相對(duì)光強(qiáng)越強(qiáng)，光電流越大 答案　B 解析　光子的能量E＝hν，兩組實(shí)驗(yàn)中入射光子的能量不同，故入射光的頻率不同，A正確；由愛因斯坦的光電效應(yīng)方程hν＝W＋Ek，可求出兩組實(shí)驗(yàn)中金屬板的逸出功W均為3.1 eV，故兩組實(shí)驗(yàn)所用的金屬板材質(zhì)相同，B錯(cuò)誤；由hν＝W＋Ek，W＝3.1 eV知，當(dāng)hν＝5.0 eV時(shí)，Ek＝1.9 eV，C正確；相對(duì)光強(qiáng)越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)射出的光子數(shù)越多，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)越多，形成的光電流越大，D正確。 命

8、題角度2 氫原子能級(jí)躍遷 例2　(2019·河南省鄭州市三模)如圖所示為氫原子能級(jí)的示意圖，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) A．處于基態(tài)的氫原子吸收10.5 eV的光子后能躍遷至n＝2能級(jí) B．大量處于n＝4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，最多可輻射出3種不同頻率的光 C．若用從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)輻射出的光，照射某金屬時(shí)恰好發(fā)生光電效應(yīng)，則用從n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)輻射出的光，照射該金屬時(shí)一定能發(fā)生光電效應(yīng) D．用n＝4能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)輻射出的光，照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為6.41 eV 解析　處于基態(tài)的氫原子吸收10.2 eV的光

9、子后能躍遷至n＝2能級(jí)，不能吸收10.5 eV的光子，A錯(cuò)誤；大量處于n＝4能級(jí)的氫原子，最多可以輻射出C＝6種不同頻率的光，B錯(cuò)誤；從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)輻射出的光的能量值大于從n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)輻射出的光的能量值，用從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)輻射出的光，照射某金屬時(shí)恰好發(fā)生光電效應(yīng)，則用從n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)輻射出的光，照射該金屬時(shí)一定不能發(fā)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)誤；處于n＝4能級(jí)的氫原子躍遷到n＝1能級(jí)產(chǎn)生的輻射光的光子能量為E＝E4－E1＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV，根據(jù)光電效應(yīng)方程，照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)

10、能為Ekm＝E－W＝12.75 eV－6.34 eV＝6.41 eV，D正確。 答案　D 能級(jí)躍遷問題的四點(diǎn)注意 (1)一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時(shí)，最多可輻射出N＝C＝種不同頻率的光。 (2)一個(gè)氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時(shí)，最多可輻射出(n－1)種不同頻率的光。 (3)如果氫原子的躍遷是吸收實(shí)物粒子的動(dòng)能發(fā)生的，只要其動(dòng)能大于等于兩能級(jí)間的能量差即可。 (4)氫原子在兩定態(tài)間躍遷時(shí)，入射光子的能量必須等于兩定態(tài)的能量差才會(huì)被吸收。 備課記錄：

11、 　 2－1　(2019·全國(guó)卷Ⅰ) 氫原子能級(jí)示意圖如圖所示。光子能量在1.63 eV～3.10 eV的光為可見光。要使處于基態(tài)(n＝1)的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見光光子，最少應(yīng)給氫原子提供的能量為(　　) A．12.09 eV B．10.20 eV C．1.89 eV D．1.51 eV 答案　A 解析　可見光光子的能量范圍為1.63 eV～3.10 eV，則氫原子能級(jí)差應(yīng)該在此范圍內(nèi)，可簡(jiǎn)單推算如下：2、1能級(jí)差為10.20 eV，此值大于可見光光子

12、的能量；3、2能級(jí)差為1.89 eV，此值屬于可見光光子的能量，符合題意。氫原子處于基態(tài)，要使氫原子達(dá)到第3能級(jí)，需提供的能量為－1.51 eV－(－13.60 eV)＝12.09 eV，此值也是提供給氫原子的最少能量，A正確。 2－2　(2019·湖北省武漢市檢測(cè))已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1，激發(fā)態(tài)能量En＝，其中n＝2,3，…。若氫原子從n＝3的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)放出光子的頻率為ν，能使氫原子從基態(tài)電離的光子的最小頻率為(　　) A.ν B．4ν C.ν D．9ν 答案　C 解析　由題意可知：－＝hν；能使氫原子從基態(tài)電離的光子的最小頻率滿足0－E1＝hν′，解得ν′＝ν

13、，故選C。 高考考向2　衰變、核反應(yīng)與核能的計(jì)算 例3　(2019·全國(guó)卷Ⅱ)太陽(yáng)內(nèi)部核反應(yīng)的主要模式之一是質(zhì)子—質(zhì)子循環(huán)，循環(huán)的結(jié)果可表示為 4H→He＋2e＋2ν 已知H和He的質(zhì)量分別為mp＝1.0078 u和mα＝4.0026 u,1 u＝931 MeV/c2，c為光速。在4個(gè)H轉(zhuǎn)變成1個(gè)He的過程中，釋放的能量約為(　　) A．8 MeV B．16 MeV C．26 MeV D．52 MeV 解析　因電子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于質(zhì)子的質(zhì)量，計(jì)算中可忽略不計(jì)。質(zhì)量虧損Δm＝4mp－mα，由質(zhì)能方程得ΔE＝Δmc2＝(4×1.0078－4.0026)×931 MeV≈26.6

14、MeV，C正確。 答案　C 核能的理解與計(jì)算 (1)比結(jié)合能越大，原子核結(jié)合得越牢固。 (2)核能的計(jì)算方法 ①根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，用核反應(yīng)的質(zhì)量虧損的千克數(shù)乘以真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2(J)。 ②根據(jù)1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5兆電子伏(MeV)能量，用核反應(yīng)的質(zhì)量虧損的原子質(zhì)量單位數(shù)乘以931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5(MeV)。 ③如果核反應(yīng)時(shí)釋放的核能是以動(dòng)能形式呈現(xiàn)，則核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量即為釋放的核能。 ④根據(jù)平均結(jié)合能計(jì)算核能，原子核的結(jié)合能＝平均結(jié)合能×核子數(shù)。 備課記錄：

15、 　 3－1　(2019·長(zhǎng)春質(zhì)量監(jiān)測(cè))(多選)2017年1月9日，大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)工程獲得國(guó)家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。大多數(shù)原子核發(fā)生核反應(yīng)的過程中都伴著中微子的產(chǎn)生，例如核裂變、核聚變、β衰變等。下列關(guān)于核反應(yīng)的說(shuō)法正確的是(　　) A.Th衰變?yōu)镽n，經(jīng)過3次α衰變，2次β衰變 B.H＋H→He＋n是α衰變方程，Th→Pa＋e是β衰變方程 C.U＋n→Ba＋Kr＋3n是核裂變方程，也是

16、氫彈的核反應(yīng)方程 D．高速運(yùn)動(dòng)的α粒子轟擊氮核可從氮核中打出質(zhì)子，其核反應(yīng)方程為He＋N→O＋H 答案　AD 解析　Th衰變?yōu)镽n，由核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，該反應(yīng)經(jīng)過3次α衰變，2次β衰變，故A正確；H＋H→He＋n是核聚變方程，Th→Pa＋e是β衰變方程，故B錯(cuò)誤；U＋n→Ba＋Kr＋3n是核裂變方程，不是氫彈的核反應(yīng)方程，故C錯(cuò)誤；高速運(yùn)動(dòng)的α粒子轟擊氮核可從氮核中打出質(zhì)子，其核反應(yīng)方程為He＋N→O＋H，故D正確。 3－2　(2019·天津高考)(多選)我國(guó)核聚變反應(yīng)研究大科學(xué)裝置“人造太陽(yáng)”2018年獲得重大突破，等離子體中心電子溫度首次達(dá)到1億攝氏度，為人類開發(fā)

17、利用核聚變能源奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。下列關(guān)于聚變的說(shuō)法正確的是(　　) A．核聚變比核裂變更為安全、清潔 B．任何兩個(gè)原子核都可以發(fā)生聚變 C．兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，總質(zhì)量較聚變前增加 D．兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，核子的比結(jié)合能增加 答案　AD 解析　核聚變沒有放射性污染，比核裂變更為安全、清潔，A正確；只有原子序數(shù)較小的“輕”核才能發(fā)生聚變，B錯(cuò)誤；兩個(gè)輕核聚變成質(zhì)量較大的原子核，核子的比結(jié)合能增加，總質(zhì)量減小，C錯(cuò)誤，D正確。 閱卷現(xiàn)場(chǎng)　對(duì)結(jié)合能與比結(jié)合能理解不清楚出錯(cuò) 例4　(2017·江蘇高考)(6分)(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

18、判斷正確的有(　　) A.He核的結(jié)合能約為14 MeV B.He核比Li核更穩(wěn)定 C．兩個(gè)H核結(jié)合成He核時(shí)釋放能量 D.U核中核子的平均結(jié)合能比Kr核中的大 正解　本題考查原子核的相關(guān)知識(shí)。由圖象可知，He的比結(jié)合能約為7 MeV，其結(jié)合能約為28 MeV，故A錯(cuò)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(shí)釋放能量，故C正確。比結(jié)合能就是平均結(jié)合能，故由圖可知D錯(cuò)誤。 答案　BC(6分) 錯(cuò)解　He的比結(jié)合能約為7 MeV，下標(biāo)是2，故其結(jié)合能是14 MeV，故A正確。結(jié)合能較大的核更穩(wěn)定，由題圖可知Li的比結(jié)合能約為5 MeV,5 Me

19、V×3＝15 MeV>14 MeV，故B錯(cuò)誤。根據(jù)核聚變時(shí)，兩個(gè)輕核結(jié)合成一個(gè)較重的核時(shí)釋放能量知，兩個(gè)H結(jié)合成He時(shí)也釋放能量，故C正確。由題圖可知，U的比結(jié)合能約為7 MeV，上標(biāo)是235，故平均結(jié)合能是 MeV；Kr的比結(jié)合能大于8 MeV，上標(biāo)是89，其平均結(jié)合能大于 MeV，大于 MeV，故D錯(cuò)誤。 答案　AC(扣6分) 本題所列的錯(cuò)解，是典型的概念不清導(dǎo)致出錯(cuò)。答案的選項(xiàng)中僥幸碰對(duì)一個(gè)，但是由于多選的答案中只要有一個(gè)選項(xiàng)錯(cuò)誤，則該題得分為0分。清楚、準(zhǔn)確理解原子核與核能部分的概念，以及選擇題不理解的選項(xiàng)不亂選，是這類問題能得到較高分?jǐn)?shù)的保證。 對(duì)此，必須明確表示原子核的符

20、號(hào)中，左上角標(biāo)的數(shù)字表示的是核的質(zhì)量數(shù)，等于核內(nèi)的核子數(shù)，即核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和；左下角標(biāo)的數(shù)字表示的是核的電荷數(shù)，大小等于核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)。此外還必須清楚理解結(jié)合能與比結(jié)合能兩個(gè)基本概念。 原子核的結(jié)合能在大小上等于該原子核的比結(jié)合能與該原子核的核子數(shù)的乘積。比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定。比結(jié)合能較小的原子核裂變?yōu)楸冉Y(jié)合能較大的原子核，或者比結(jié)合能較小的原子核聚變?yōu)楸冉Y(jié)合能較大的原子核，都會(huì)釋放能量。 專題作業(yè) 1．(2019·貴州省貴陽(yáng)市二模)已知用頻率為ν的單色光照射某金屬表面時(shí)，逸出的光電子的最大初動(dòng)能為E，則要使此金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率應(yīng)為(　　) A．ν－ B．ν＋

21、C．ν＋Eh D．ν－Eh 答案　A 解析　用頻率為ν的光照射某種金屬時(shí)會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，且光電子最大初動(dòng)能為E，根據(jù)光電效應(yīng)方程有E＝hν－W0，而W0＝hν0，則該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率為ν0＝ν－，故選A。 2. (2019·山東省泰安市模擬)人們平時(shí)所用的鐘表，精度高的每年大約會(huì)有1分鐘的誤差，這對(duì)日常生活是沒有影響的，但在要求很高的生產(chǎn)、科研中就需要更準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)工具。原子鐘是利用原子吸收或釋放能量時(shí)發(fā)出的電磁波來(lái)計(jì)時(shí)的，精度可以達(dá)到每2000萬(wàn)年誤差1秒。某種原子鐘利用氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷發(fā)出的電磁波來(lái)計(jì)時(shí)。一群處于n＝3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷，已知普朗克常量h＝6

22、.63×10－34 J·s，電子的電荷量e＝－1.6×10－19 C，輻射出的電磁波的最小頻率約為(　　) A．4.6×1015 Hz B．4.6×1014 Hz C．2.4×1015 Hz D．2.9×1016 Hz 答案　B 解析　一群氫原子處于n＝3的激發(fā)態(tài)向低能級(jí)躍遷，則輻射出光子的最小能量為Emin＝(－1.51 eV)－(－3.4 eV)＝1.89 eV，得最小頻率為νmin＝＝ Hz≈4.6×1014 Hz，故選B。 3．(2019·福建省泉州市二模)(多選)下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．目前核電站都是利用重核裂變釋放的核能發(fā)電的 B．原子核發(fā)生一次β衰變

23、，質(zhì)子數(shù)減少了一個(gè) C．某頻率的入射光照射金屬鈉，逸出的所有光電子的初動(dòng)能都相等 D．氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，核外電子動(dòng)能減小，原子能量增大 答案　AD 解析　目前的核電站是利用重核裂變釋放的核能發(fā)電的，A正確；β衰變的本質(zhì)是核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成了一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，所以發(fā)生一次β衰變，質(zhì)子數(shù)增加了一個(gè)，B錯(cuò)誤；某頻率的入射光照射金屬鈉，根據(jù)光電效應(yīng)方程可知Ek＝hν－W0，最大初動(dòng)能相同，但不是所有光電子都是以最大初動(dòng)能逸出，所以不是所有光電子的初動(dòng)能都相等，C錯(cuò)誤；氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，吸收能量，總能量增大，軌道半徑變大，根據(jù)庫(kù)侖力提供向心力得k＝m，則有v＝ ，所以軌道半徑

24、變大，速度減小，動(dòng)能減小，D正確。 4．(2019·山東省濟(jì)南市三模)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用某一頻率的光照射時(shí)，有光電流產(chǎn)生。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大 B．入射光的頻率變高，飽和光電流一定變大 C．入射光的頻率變高，光強(qiáng)不變，光電子的最大初動(dòng)能不變 D．保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生 答案　A 解析　根據(jù)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論知，保持入射光的頻率不變，入射光的強(qiáng)度變大，飽和電流變大，A正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0知，照射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能變大，飽和光電流

25、不一定變大，B錯(cuò)誤，C錯(cuò)誤；保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，當(dāng)入射光的頻率小于金屬的截止頻率時(shí)，則不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，便不會(huì)有光電流產(chǎn)生，D錯(cuò)誤。 5．(2019·遼寧省大連市二模)用一束綠光和一束藍(lán)光照射某種金屬的表面，均發(fā)生了光電效應(yīng)。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．藍(lán)光照射金屬時(shí)，逸出的光電子最大初動(dòng)能更大 B．藍(lán)光照射金屬時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)更多 C．增加光照強(qiáng)度，逸出的光電子最大初動(dòng)能增大 D．如果換作紅光照射，一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) 答案　A 解析　因?yàn)樗{(lán)光頻率更高，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，所以藍(lán)光照射時(shí)，光電子最大初動(dòng)能更大，A正確；單

26、位時(shí)間逸出的光電子數(shù)與光強(qiáng)有關(guān)，由于不知道光的強(qiáng)度，所以無(wú)法確定光電子數(shù)目的多少，B錯(cuò)誤；根據(jù)Ek＝hν－W0，可知光電子的最大初動(dòng)能與光強(qiáng)無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；因?yàn)榧t光的頻率比綠光的還小，無(wú)法確定是否會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，D錯(cuò)誤。 6．(2019·北京市東城區(qū)二模)研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律的電路如圖所示。加正向電壓時(shí)，圖中光電管的A極接電源正極，K極接電源負(fù)極；加反向電壓時(shí)，反之。當(dāng)有光照射K極時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．K極中有無(wú)光電子射出與入射光頻率無(wú)關(guān) B．光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率有關(guān) C．只有光電管加正向電壓時(shí)，才會(huì)有光電流 D．光電管加的正向電壓越大，光電流強(qiáng)度一定越大

27、 答案　B 解析　K極中有無(wú)光電子射出與入射光頻率有關(guān)，只有當(dāng)入射光的頻率大于K極金屬的極限頻率時(shí)才有光電子射出，A錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，可知光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率有關(guān)，B正確；光電管加反向電壓時(shí)，只要反向電壓小于遏止電壓，就會(huì)有光電流產(chǎn)生，C錯(cuò)誤；在未達(dá)到飽和光電流之前，光電管加的正向電壓越大，光電流強(qiáng)度一定越大，達(dá)到飽和光電流后，光電流的大小與正向電壓無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤。 7．(2019·福建省廈門市二模)日本福島核事故是世界上最大的核事故之一，2019年2月13日日本宣布福島核電站核殘?jiān)状伪弧坝|及”，其中部分殘留的放射性物質(zhì)半衰期可長(zhǎng)達(dá)1570萬(wàn)年，下列有關(guān)說(shuō)法

28、正確的是(　　) A.U衰變成Pb的核反應(yīng)方程為U→Pb＋7He＋4e B.U的比結(jié)合能大于Pb的比結(jié)合能 C．天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的α射線的速度與光速相當(dāng)，穿透能力很強(qiáng) D．將由放射性元素組成的化合物進(jìn)行高溫分解，不會(huì)改變放射性元素的半衰期 答案　D 解析　衰變前后電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)應(yīng)守恒，故A錯(cuò)誤；原子核的衰變要放出大量的能量，所以生成的新核比結(jié)合能更大，故U的比結(jié)合能小于Pb的比結(jié)合能，B錯(cuò)誤；天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的α射線的速度約為光速的，穿透能力很弱，C錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期只與元素本身有關(guān)，與其所處的化學(xué)狀態(tài)及外界環(huán)境無(wú)關(guān)，故將由放射性元素組成的化合物進(jìn)行高溫分解，不會(huì)改變放射

29、性元素的半衰期，D正確。 8．(2019·福建省寧德市檢測(cè))近日從中科院獲悉，我國(guó)第四代反應(yīng)堆核能系統(tǒng)釷基熔鹽堆能源系統(tǒng)(TMSR)研究已獲重要突破。該系統(tǒng)是以釷作為核燃料，釷核Th俘獲一個(gè)中子后經(jīng)過兩次β衰變可得到核燃料鈾233。鈾核U的一種典型裂變產(chǎn)物是氪和鋇，同時(shí)釋放出巨大能量。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．釷核Th有90個(gè)中子，142個(gè)質(zhì)子 B．釷核俘獲一個(gè)中子的反應(yīng)方程是Th＋n→U C．產(chǎn)生U的反應(yīng)方程是Th→U＋2e D．生成的氪和鋇的比結(jié)合能比鈾233大 答案　D 解析　釷核Th有90個(gè)質(zhì)子，232－90＝142個(gè)中子，A錯(cuò)誤；釷核俘獲一個(gè)中子后經(jīng)過兩次β衰變得到

30、鈾233，其反應(yīng)方程是Th＋n→U＋2e，B、C錯(cuò)誤；鈾233裂變放出巨大的能量，所以生成的氪和鋇的比結(jié)合能更大，D正確。 9．(2019·河北省唐山一中檢測(cè))用如圖所示的裝置演示光電效應(yīng)現(xiàn)象。當(dāng)用某種頻率的光照射到光電管上時(shí)，電流表G的讀數(shù)為i。則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．若將電池的正負(fù)極性反轉(zhuǎn)，則電流表示數(shù)一定變?yōu)? B．若將開關(guān)S斷開，也一定會(huì)有電流流過電流表G C．若將變阻器的滑片由c點(diǎn)向b端略微移動(dòng)一些，則這一過程中電流表示數(shù)一定會(huì)減小一些 D．若換用頻率更高的光照射到光電管上，電流表G的讀數(shù)一定比原來(lái)大 答案　B 解析　將電池的正負(fù)極性反轉(zhuǎn)，所加電壓為反向電壓

31、，但由于光電子射出時(shí)有一定動(dòng)能，所以仍可能有電子通過光電管，形成電流，A錯(cuò)誤；因?yàn)榘l(fā)生了光電效應(yīng)，即使斷開開關(guān)，也會(huì)有光電子到達(dá)陽(yáng)極，并且電流表、滑動(dòng)變阻器等組成閉合回路，仍能形成電流，B正確；變阻器的滑片由c點(diǎn)向b端略微移動(dòng)一些，正向電壓減小，但可能移動(dòng)后電流仍飽和，則移動(dòng)過程中電流表示數(shù)不變，C錯(cuò)誤；換用頻率更高的光照射到光電管上，由于光強(qiáng)大小未知，所以電流表讀數(shù)無(wú)法確定，D錯(cuò)誤。 10．(2019·陜西省西安市三檢)下列說(shuō)法正確的是(　　) A．鈾核裂變的核反應(yīng)方程是U→Ba＋Kr＋2n B．根據(jù)愛因斯坦的“光子說(shuō)”可知，光的波長(zhǎng)越短能量越大 C．玻爾根據(jù)光的波粒二象性，大膽提出

32、假設(shè)，認(rèn)為實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性 D．一個(gè)基態(tài)的氫原子吸收光子躍遷到n＝3激發(fā)態(tài)后，最多輻射出三種頻率的光子 答案　B 解析　鈾核裂變有多種形式，其中一種的核反應(yīng)方程是U＋n→Ba＋Kr＋3n，A錯(cuò)誤；根據(jù)愛因斯坦的“光子說(shuō)”可知，光的波長(zhǎng)越短能量越大，B正確；1924年，德布羅意大膽地把光的波粒二象性推廣到實(shí)物粒子，如電子、質(zhì)子等，他提出實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，C錯(cuò)誤；一群基態(tài)的氫原子吸收光子躍遷到n＝3激發(fā)態(tài)后，最多發(fā)射出三種頻率的光子，而一個(gè)基態(tài)的氫原子吸收光子躍遷到n＝3激發(fā)態(tài)后，最多輻射出2種頻率的光子，D錯(cuò)誤。 11．(2019·山東省泰安市二模)一靜止的鈉核發(fā)生衰變，衰變方程

33、為Na→Mg＋Y，假設(shè)釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為Mg和Y的動(dòng)能，下列說(shuō)法正確的是(　　) A.Mg中的A為24，Mg與Na的中子數(shù)相同 B．衰變后Mg的動(dòng)量大小大于Y的動(dòng)量大小 C．衰變后Mg的動(dòng)能小于Y的動(dòng)能 D．鈉核的比結(jié)合能大于鎂核的比結(jié)合能 答案　C 解析　原子核的衰變滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，由電荷數(shù)守恒可判斷Y應(yīng)為電子，鈉核發(fā)生的是β衰變，由質(zhì)量數(shù)守恒可知A＝24，其中Mg的中子數(shù)為24－12＝12，Na的中子數(shù)為13，A錯(cuò)誤；一靜止的鈉核放出一個(gè)電子衰變成鎂核，根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)量守恒知衰變后鎂核的動(dòng)量大小等于電子的動(dòng)量大小，動(dòng)量與動(dòng)能的關(guān)系式為Ek＝，鎂核的質(zhì)量遠(yuǎn)大于電子的質(zhì)量

34、，所以衰變后鎂核的動(dòng)能小于電子的動(dòng)能，B錯(cuò)誤，C正確；衰變過程釋放能量，可知鎂核的比結(jié)合能大于鈉核的比結(jié)合能，D錯(cuò)誤。 12．(2019·云南省昆明市模擬)2019年4月1日，在中國(guó)核能可持續(xù)發(fā)展論壇上，生態(tài)環(huán)境部介紹2019年會(huì)有核電項(xiàng)目陸續(xù)開工建設(shè)。某核電站獲得核能的核反應(yīng)方程為U＋n→Ba＋Kr＋xn，已知鈾核U的質(zhì)量為m1，鋇核Ba的質(zhì)量為m2，氪核Kr的質(zhì)量為m3，中子n的質(zhì)量為m4，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．該核電站通過核聚變獲得核能 B．鈾核U的質(zhì)子數(shù)為235 C．在上述核反應(yīng)方程中x＝3 D．一個(gè)鈾核U發(fā)生上述核反應(yīng)，釋放的能量為(m1－m2－m3－m4)c2

35、 答案　C 解析　從核反應(yīng)方程可知，該核電站通過核裂變獲得核能，A錯(cuò)誤；鈾核U的質(zhì)子數(shù)為92，B錯(cuò)誤；由質(zhì)量數(shù)守恒得235＋1＝144＋89＋x，解得x＝3，C正確；一個(gè)鈾核U發(fā)生上述核反應(yīng)，由質(zhì)能方程可得：ΔE＝Δmc2＝(m1＋m4－m2－m3－3m4)c2＝(m1－m2－m3－2m4)c2，D錯(cuò)誤。 13. (2019·山東省臨沂市二模)利用氫原子能級(jí)躍遷時(shí)輻射出來(lái)的電磁波去控制校準(zhǔn)石英鐘，可以制成氫原子鐘。如圖所示為氫原子的能級(jí)圖(　　) A．當(dāng)氫原子處于不同能級(jí)時(shí)，核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的 B．氫原子從n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)比從n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)輻射出

36、的電磁波的波長(zhǎng)長(zhǎng) C．當(dāng)用能量為11 eV的電子撞擊處于基態(tài)的氫原子時(shí)，氫原子一定不能躍遷到激發(fā)態(tài) D．從n＝4能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)釋放的光子可以使逸出功為2.75 eV的金屬發(fā)生光電效應(yīng) 答案　B 解析　處于不同能級(jí)時(shí)，核外電子在各處出現(xiàn)的概率不同，A錯(cuò)誤；從n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)比從n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)輻射出的光子能量小，則輻射的光子頻率小，所以輻射的電磁波的波長(zhǎng)長(zhǎng)，B正確；當(dāng)用能量為11 eV的電子撞擊處于基態(tài)的氫原子時(shí)，氫原子可以吸收其中的10.2 eV的能量，躍遷到n＝2的激發(fā)態(tài)，C錯(cuò)誤；從n＝4能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)釋放的光子的能量為E＝E4－E2＝－0.85

37、eV＋3.4 eV＝2.55 eV＜2.75 eV，所以不能使逸出功為2.75 eV的金屬發(fā)生光電效應(yīng)，D錯(cuò)誤。 14．(2019·河南省洛陽(yáng)市三檢)精確的研究表明，不同的原子核，其核子的平均質(zhì)量(原子核的質(zhì)量除以核子數(shù))與原子序數(shù)Z有如圖所示的關(guān)系。根據(jù)該圖所提供的信息及原子核的聚變、裂變有關(guān)知識(shí)，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．從圖中可以看出，F(xiàn)e原子核中核子的平均質(zhì)量最大 B．原子序數(shù)較大的重核A分裂成原子序數(shù)小一些的核B和C，質(zhì)量會(huì)增加 C．原子序數(shù)很小的輕核D和E結(jié)合成一個(gè)原子序數(shù)大些的F核，能釋放核能 D．原子序數(shù)較大的重核裂變成原子序數(shù)小一些的核B和C，需要吸收能量

38、 答案　C 解析　從圖中可以看出，F(xiàn)e原子核中核子的平均質(zhì)量最小，A錯(cuò)誤；由圖象可知，A的核子平均質(zhì)量大于B與C核子的平均質(zhì)量，原子核A分裂成原子核B和C時(shí)質(zhì)量減小，B錯(cuò)誤；原子序數(shù)很小的輕核D和E結(jié)合成一個(gè)原子序數(shù)大些的F核會(huì)有質(zhì)量虧損，能釋放核能，C正確；原子序數(shù)較大的重核裂變成原子序數(shù)小一些的核B和C，質(zhì)量減小，故放出能量，D錯(cuò)誤。 15．(2019·山東省日照市模擬)一靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的原子核nX，發(fā)生一次衰變，放出的粒子和新核都在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)徑跡如圖所示。下列判斷正確的是(　　) A．原子核發(fā)生了α衰變 B．新核在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)徑跡是圖中的2 C．運(yùn)動(dòng)徑跡

39、1、2的半徑之比為1∶(n＋1) D．放出的粒子和新核的質(zhì)量數(shù)之比為1∶(m－1) 答案　C 解析　發(fā)生衰變的過程動(dòng)量守恒，所以末態(tài)兩粒子動(dòng)量等大反向，運(yùn)動(dòng)方向相反，而軌跡形成了內(nèi)切圓，新形成的原子核一定帶正電，根據(jù)左手定則可以判斷出發(fā)生的是β衰變，根據(jù)洛倫茲力提供向心力可知r＝＝，由于新核電荷量大于電子，所以新核軌跡半徑小，是軌跡1，A、B錯(cuò)誤；因?yàn)榘l(fā)生的是β衰變，所以衰變后新核電荷量為(n＋1)，而軌跡半徑比為電荷量的反比，即為1∶(n＋1)，C正確；放出的是電子，質(zhì)量數(shù)是0，所以質(zhì)量數(shù)之比為0∶m，D錯(cuò)誤。 16．(2019·江西省南昌市二模)太陽(yáng)因核聚變釋放出巨大的能量，其質(zhì)量

40、不斷減少。太陽(yáng)光從太陽(yáng)射到月球表面的時(shí)間約500 s，月球表面每平米每秒鐘接收到太陽(yáng)輻射的能量約為1.4×103 J，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，太陽(yáng)每秒鐘減少的質(zhì)量最接近(　　) A．4×109 kg B．4×1012 kg C．4×1018 kg D．4×1024 kg 答案　A 解析　由題可知，太陽(yáng)每秒鐘輻射的能量為E＝4πr2×1.4×103 J，其中r＝500×3×108 m，由愛因斯坦質(zhì)能方程可知，Δm＝，代入數(shù)據(jù)解得Δm≈4.4×109 kg，故選A。 17．(2019·江蘇高考)在“焊接”視網(wǎng)膜的眼科手術(shù)中，所用激光的波長(zhǎng)λ＝6.4×10－7 m，每個(gè)激光脈沖的能量E＝1.5×10－2 J。求每個(gè)脈沖中的光子數(shù)目。(已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3×108 m/s。計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字) 答案　5×1016 解析　光子能量ε＝， 光子數(shù)目n＝， 聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得n≈5×1016。 - 18 -