近代物理初步知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

p學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考p光電效應(yīng)

波粒二象性知識(shí)點(diǎn)一、光電效應(yīng)1．定義照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從表面逸出的現(xiàn)象。2．光電子光電效應(yīng)中發(fā)射出來的電子。3．光電效應(yīng)規(guī)律種金屬都有一個(gè)極限頻率，入射光的頻率必須大于這個(gè)極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)。低于這個(gè)頻率的光不能產(chǎn)生光電效應(yīng)。電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大。電效應(yīng)的發(fā)生幾乎瞬時(shí)的，一般不超過10

。入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，飽和光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比。知識(shí)點(diǎn)二、愛因斯坦光電效應(yīng)方程1．光子說在空間傳播的光是不連續(xù)的是一份一份的每一份叫做一個(gè)光的能量子稱光子光子的能量εhν。其中＝6.63×10

J·s。為普朗克常量)2．逸出功使電子脫離某種金屬所做功的最小值。3．最大初動(dòng)能發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，金屬表面上的電子吸收光子后克服原子核的引力逸出時(shí)所具有的動(dòng)能的最大值。4．愛因斯坦光電效方程達(dá)式：＝hν－W。k理意義：金屬表面的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是hν，這些能量的一部分用來克服金屬的逸出功1W，剩下的表現(xiàn)為逸出后光電子的最大初動(dòng)能E＝mvk2

。知識(shí)點(diǎn)三、光的波粒二象性與物質(zhì)波1．光的波粒二象性的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有波動(dòng)性。電效應(yīng)說明光具有粒子性。既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，稱為光的波粒二象性。2．物質(zhì)波率波光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運(yùn)動(dòng)遵守波動(dòng)規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子到達(dá)概率大的地方，暗條紋是光子到達(dá)概率小的地方，因此光波又叫概率波。質(zhì)波h任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種波與它對(duì)應(yīng)，其波長(zhǎng)＝，p為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，為普朗克常量。[組自]題組一光電效應(yīng)現(xiàn)象及光電效應(yīng)方程的應(yīng)用學(xué)習(xí)資料

學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考1．(多選如圖所示，用導(dǎo)線把驗(yàn)電器與鋅板相連接，當(dāng)用紫外線照射鋅板時(shí)，發(fā)生的現(xiàn)象是)圖A有光子從鋅板逸出B．有電子從鋅板逸出．驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度D．鋅板帶負(fù)電解析

用紫外線照射鋅板是能夠發(fā)生光電效應(yīng)的，鋅板上的電子吸收紫外線的能量從鋅板表面逸出，稱之為光電子，故A錯(cuò)誤、B確；鋅板與驗(yàn)電器相連，帶有相同電性的電荷，鋅板失去電子應(yīng)該帶正電，且失去電子越多，帶正電的電荷量越多，驗(yàn)電器指針張角越大，故C正確、D誤。答案

BC2．(多選光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：對(duì)某種金屬()A無論光強(qiáng)多強(qiáng)，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)B．無論光的頻率多低，只要光照時(shí)間足夠長(zhǎng)就能產(chǎn)生光電效應(yīng)．超過極限頻率的入射光強(qiáng)度越弱，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越小D．超過極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越大解析

每種金屬都有它的極限頻率，只有入射光子的頻率大于極限頻率時(shí)，才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)A正確B錯(cuò)誤；光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，隨入射光頻率的增大而增大，選項(xiàng)D正確、錯(cuò)誤。答案

3．關(guān)于光電效應(yīng)的律，下列說法中正確的是()A只有入射光的波長(zhǎng)大于該金屬的極限波長(zhǎng)，光電效應(yīng)才能產(chǎn)生B．光電子的最大初動(dòng)能跟入射光強(qiáng)度成正比．發(fā)生光電效應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間一般都大于D．發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)從金屬內(nèi)逸出的光電子數(shù)目與入射光強(qiáng)度成正比解析

由ε＝hνh知當(dāng)入射光波長(zhǎng)小于金屬的極限波長(zhǎng)時(shí)發(fā)生光電效應(yīng)故A由E＝hν－知，λk最大初動(dòng)能由入射光頻率決定與入射光強(qiáng)度無關(guān)故錯(cuò)發(fā)生光電效應(yīng)的時(shí)間一般不超過10故C錯(cuò)；發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)從金屬內(nèi)逸出的光電子數(shù)目與入射光的強(qiáng)度是成正比的，D確。答案

D題組二波粒二象性4．(多選關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性，下列說法中正確的是()A不僅光子具有波粒二象性，一切運(yùn)動(dòng)的微粒都具有波粒二象性學(xué)習(xí)資料

學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考B．運(yùn)動(dòng)的微觀粒子與光子一樣，當(dāng)它們通過一個(gè)小孔時(shí)，都沒有特定的運(yùn)動(dòng)軌道．波動(dòng)性和粒子性，在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對(duì)立的，但在微觀高速運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的D．實(shí)物的運(yùn)動(dòng)有特定的軌道，所以實(shí)物不具有波粒二象性解析

由德布羅意波可知AC；運(yùn)動(dòng)的微觀粒子，達(dá)到的位置具有隨機(jī)性，而沒有特定的運(yùn)動(dòng)軌道對(duì)；由德布羅意理論知，宏觀物體的德布羅意波的波長(zhǎng)太小，實(shí)際很難觀察到波動(dòng)性，不是不具有波粒二象性，D錯(cuò)。答案

ABC5弱的光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)射光減弱到可以認(rèn)為光源和感光膠片之間不可能同時(shí)有兩個(gè)光子存在，如圖所示是不同數(shù)量的光子照射到感光膠片上得到的照片。這些照片說()圖2A光只有粒子性沒有波動(dòng)性B．光只有波動(dòng)性沒有粒子性．少量光子的運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性，大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示粒子性D．少量光子的運(yùn)動(dòng)顯示粒子性，大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性解析正確。答案

光具有波粒二象性，這些照片說明少量光子的運(yùn)動(dòng)顯示粒子性，大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性，故DD考點(diǎn)一光電效應(yīng)現(xiàn)象和光電效應(yīng)方程的應(yīng)用1．對(duì)光電效應(yīng)的四提醒否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光的強(qiáng)度而取決于光的頻率。電效應(yīng)中的“光”不是特指可見光，也包括不可見光。出功的大小由金屬本身決定，與入射光無關(guān)。電子不是光子，而是電子。2．兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系光強(qiáng)大→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→光電流大；光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動(dòng)能大。3．定量分析時(shí)應(yīng)抓三個(gè)關(guān)系式因斯坦光電效應(yīng)方程：E＝hν－W。k大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：E＝eU。k出功與極限頻率的關(guān)系：W＝hν?！纠?】(多選)(2014·廣東卷18)在電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中用頻率為ν的光照射光電管陰極發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說法正確的是()學(xué)習(xí)資料

2逸學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考2逸A增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大B．減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失．改用頻率小于ν的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng)D．改用頻率大于ν的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大解析

用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生光電效應(yīng)，改用頻率較小的光照射時(shí)，有可能發(fā)生光電效應(yīng)，1故C錯(cuò)ν－W＝m

可知增加照射光頻率光子最大初動(dòng)能增大故D正確增大入射光強(qiáng)度單位時(shí)間內(nèi)照射到單位面積的光電子數(shù)增加，則光電流將增大，故A確；光電效應(yīng)是否發(fā)生與照射光頻率有關(guān)而與照射光強(qiáng)度無關(guān)，故錯(cuò)誤。答案

【變式訓(xùn)練】1．關(guān)于光電效應(yīng)，列說法正確的是()A極限頻率越大的金屬材料逸出功越大B．只要光照射的時(shí)間足夠長(zhǎng)，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng)．從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能越大，這種金屬的逸出功越小D．入射光的光強(qiáng)一定時(shí)，頻率越高，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多解析

逸出功＝hν，∝ν，A正確；只有照射光的頻率ν于金屬極限頻率ν，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，B錯(cuò)；由光電效應(yīng)方程E＝hν－知，因ν不確定時(shí)，無法確定E與W的關(guān)系錯(cuò)；光強(qiáng)＝nhνν越大，定，則光子數(shù)越小，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少，錯(cuò)。答案A考點(diǎn)二光電效應(yīng)的圖象分析圖象名稱最大初動(dòng)能E與入射光頻率的關(guān)k系圖線顏色相同、強(qiáng)度不同的光，光電流與電壓的關(guān)系

圖線形狀

由圖線直接(間接)得到的物理量①極限頻率：圖線與軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)ν②逸出功圖線與軸交點(diǎn)的縱坐k標(biāo)的值W＝－＝E③普朗克常量：圖線的斜率kh①遏止電壓U：圖線與橫軸的交點(diǎn)②飽和光電流I：電流的最大值③最大初動(dòng)能：E＝eU①遏止電壓U、U顏色不同時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系②飽和光電流③最大初動(dòng)能＝E＝eU學(xué)習(xí)資料

學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考遏止電壓U與入射光頻率ν的關(guān)圖線

①截止頻率ν：圖線與橫軸的交點(diǎn)②遏止電壓U：隨入射光頻率的增大而增大③普朗克常量h等于圖線的斜率與電子電量的乘積，h＝(注：此時(shí)兩極之間接反向電壓)【例2】

在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，飛飛同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光)如圖所示。則可判斷出()圖A甲光的頻率大于乙光的頻率B．乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng)．乙光對(duì)應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率D．甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光的光電子最大初動(dòng)能解析

由于是同一光電管，因而不論對(duì)哪種光，極限頻率和金屬的逸出功相同，對(duì)于甲、乙兩種光，反向截止電壓相同，因而頻率相同A錯(cuò)誤；丙光對(duì)應(yīng)的反向截止電壓較大，因而丙光的頻率較高，波長(zhǎng)較短，對(duì)應(yīng)的光電子的最大初動(dòng)能較大，故C、均錯(cuò)，B正確。答案

B【變式訓(xùn)練】愛因斯坦因提出了光量子概念并成功地解釋光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得1921年諾貝爾理學(xué)獎(jiǎng)。某種金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能E與入射光頻率ν的關(guān)系如圖所示，其中為極限頻率。從圖中可以確定的是()圖A逸出功與ν有關(guān)B．與入射光強(qiáng)度成正比．當(dāng)ν<時(shí)，會(huì)逸出光電子學(xué)習(xí)資料

p22mk學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考p22mkD．圖中直線的斜率與普朗克常量有關(guān)解析

由愛因斯坦光電效應(yīng)方程E＝hν－W和W＝hν(為金屬的逸出功)可得＝hν，可見圖象kk的斜率表示普朗克常量D確；只有≥ν時(shí)才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)錯(cuò)；金屬的逸出功只和金屬的極限頻率有關(guān)，與入射光的頻率無關(guān)，A；最大初動(dòng)能取決于入射光的頻率，而與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，B錯(cuò)。答案

D考點(diǎn)三對(duì)光的波粒二象性、物質(zhì)波的考查光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，兩者不是孤立的，而是有機(jī)的統(tǒng)一體，其表現(xiàn)規(guī)律為：別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性；大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動(dòng)性。率越低波動(dòng)性越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象；頻率越高粒子性越顯著，越不容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象，而貫穿本領(lǐng)越強(qiáng)。在傳播過程中往往表現(xiàn)出波動(dòng)性；在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)，往往表現(xiàn)為粒子性?！纠?】

下列說法正確的是()A有的光是波，有的光是粒子B．光子與電子是同樣的一種粒子．光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，其波動(dòng)性越顯著；波長(zhǎng)越短，其粒子性越顯著D.具有顯著的子性，而不具有波動(dòng)性解析

從光的波粒二象性可知：光是同時(shí)具有波粒二象性的，只不過在有的情況下波動(dòng)性顯著，有的情況下粒子性顯著。光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，越容易觀察到其顯示波動(dòng)特征。光子是一種不帶電的微觀粒子，而電子是帶負(fù)電的微觀粒子，它們雖然都是微觀粒子，但有本質(zhì)區(qū)別，故上述選項(xiàng)中正確的是C。答案

【變式訓(xùn)練】3江蘇單科，如果一個(gè)電子的德布羅意波長(zhǎng)和一個(gè)中子的相等，則它們的_也相等。A速度

B．動(dòng)能

．動(dòng)量

D．總能量解析

hp由德布羅意波長(zhǎng)λ＝知二者的動(dòng)量應(yīng)相同C正v可知二者速度不同＝v＝，二者動(dòng)能不同，由Emc可知總能量也不同，故A、BD均錯(cuò)。答案

1．(多選光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，下列表述正確的是()A光照時(shí)間越長(zhǎng)光電流越大B．入射光足夠強(qiáng)就可以有光電流．遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)D．入射光頻率大于極限頻率才能產(chǎn)生光電子解析

光電流的大小與光照時(shí)間無關(guān)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；如果入射光的頻率小于金屬的極限頻率，入射光再強(qiáng)也學(xué)習(xí)資料

22學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，22不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；止電壓U滿足＝hν－h(huán)ν，從表達(dá)式可知，遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)，項(xiàng)正確；只有當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率，才會(huì)有光電子逸出，D正確。答案

CD2．當(dāng)用一束紫外線射鋅板時(shí)，產(chǎn)生了光電效應(yīng)，這時(shí)()A鋅板帶負(fù)電B．有正離子從鋅板逸出．有電子從鋅板逸出D．鋅板會(huì)吸附空氣中的正離子解析

鋅板在紫外線的照射下產(chǎn)生了光電效應(yīng)，說明鋅板上有光電子飛出，所以鋅板帶正電，正確，A、B、D錯(cuò)誤。答案

3江蘇卷，已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.73×10

Hz和×10

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(dòng)能的光電子，鈣逸出的光電子具有較大的()A波長(zhǎng)

B．頻率

．能量

D．動(dòng)量解析

11由愛因斯坦光電效應(yīng)方程ν＝＋v，又由＝hν，可得光電子的最大初動(dòng)能v＝hν－h(huán)ν，由于鈣的截止頻率大于鉀的截止頻率，所以鈣逸出的光電子的最大初動(dòng)能較小，因此它具有較小的能量、頻率和動(dòng)量，B、C、錯(cuò)；又由c＝可知光電子頻率較小時(shí)，波長(zhǎng)較大，A對(duì)答案

A4．上海卷，在光電效的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，與光的波動(dòng)理論不矛盾的是)A光電效應(yīng)是瞬時(shí)發(fā)生的B．所有金屬都存在極限頻率．光電流隨著入射光增強(qiáng)而變大D．入射光頻率越大，光電子最大初動(dòng)能越大解析

根據(jù)波動(dòng)理論認(rèn)為只要光照射的時(shí)間足夠長(zhǎng)足夠強(qiáng)就能發(fā)生光電效應(yīng)，且光電子的初動(dòng)能就大，但實(shí)驗(yàn)中金屬表面沒有溢出電子的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，發(fā)生是瞬時(shí)的，且入射光頻率越大，光電子最大初動(dòng)能越大，這與光的波動(dòng)理論相矛盾，故ABD錯(cuò)誤。波動(dòng)理論認(rèn)為光強(qiáng)度越大，光電流越大；光電效應(yīng)中認(rèn)為光強(qiáng)度越大，光子越多，金屬表面溢出的光電子越多，即光電流越大，所以該實(shí)驗(yàn)結(jié)果與波動(dòng)理論不矛盾，故C確。答案

5．(多選(2014·海南卷，17)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用同一種單色光，先后照射鋅和銀的表面，都能發(fā)生光電效應(yīng)。對(duì)于這兩個(gè)過程，下列四個(gè)物理過程中，一定不同的是)A遏止電壓B．飽和光電流．光電子的最大初動(dòng)能學(xué)習(xí)資料

學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考D．逸出功解析

同一種單色光照射不同的金屬，入射光的頻率和光子能量一定相同，金屬逸出功不同，根據(jù)光電效應(yīng)方程＝hν－W知，最大初動(dòng)能不同，則遏止電壓不同；同一種單色光照射，入射光的強(qiáng)度相同，所以飽和光電流相同。故選ACD。答案

ACD6(2014·江西七校聯(lián)考)用頻率為的光照射光電管陰極時(shí)產(chǎn)生的光電流隨陽極與陰極間所加電壓的變化規(guī)律如圖所示，U為遏止電壓。已知電子電荷量為－，普朗克常量為求：圖電子的最大初動(dòng)能；光電管發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率。解析

(1)E＝eU光電效應(yīng)方程有E＝hνW其中＝hν

解得ν＝ν－

eUh答案

(1)eU(2)－

eUh基本技能練如圖1所示，當(dāng)弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后，在鋅板上形成明暗相間的條紋，同時(shí)與鋅板相連的驗(yàn)電器鋁箔有張角，則該實(shí)驗(yàn)()圖A只能證明光具有波動(dòng)性B．只能證明光具有粒子性．只能證明光能夠發(fā)生衍射D．證明光具有波粒二象性學(xué)習(xí)資料

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弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后在鋅板上形成明暗相間的條紋這是光的衍射，證明了光具有波動(dòng)性，驗(yàn)電器鋁箔有張角，說明鋅板發(fā)生了光電效應(yīng)，則證明了光具有粒子性，所以該實(shí)驗(yàn)證明了光具有波粒二象性，D正確。答案

D2．在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，用單色光照射某種金屬表面，有光電子逸出，則光電子的最大初動(dòng)能取決于入射光的()A頻率

B．強(qiáng)度

．照射時(shí)間

D．光子數(shù)目解析答案

由愛因斯坦光電效應(yīng)方程E＝hν－W可知E只與頻率有關(guān)故選項(xiàng)BCD錯(cuò)選項(xiàng)A確。kkA3．(多選產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)，關(guān)于逸出光電子的最大初動(dòng)能，下列說法正確的是()kA對(duì)于同種金屬，E與照射光的強(qiáng)度無關(guān)kB．對(duì)于同種金屬，與照射光的波長(zhǎng)成反比k．對(duì)于同種金屬，E與光照射的時(shí)間成正比kD．對(duì)于同種金屬，與照射光的頻率成線性關(guān)系k．對(duì)于不同種金屬，若照射光頻率不變，E與金屬的逸出功成線性關(guān)系k解析

根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程E＝hν－W?？傻肊與照射光的強(qiáng)度和照射時(shí)間無關(guān)，與照射光的頻kk率成線性關(guān)系，與波長(zhǎng)不成反比，所以AD正確B、誤；對(duì)于不同種金屬，金屬的逸出功W不同，若照射光頻率不變，E與成線性關(guān)系，所以確。k答案

ADE4頻率為ν的照射某金屬時(shí)產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為改為頻率為的光照射同一金屬所產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為(h為普朗克常量()A．E－h(huán)ν

B．2EC．E＋hν

D．E＋ν解析

根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得：＝hνW，若入射光頻率變?yōu)?，則E′＝·2－W＝h－(hν－E)＝hν＋，故選。答案

(多選)如圖所示，電路中所有元件完好，但光照射到光電管上，靈敏電流計(jì)中沒有電流通過，其原因可能是()圖A入射光太弱B．入射光波長(zhǎng)太長(zhǎng)．光照時(shí)間短D．電源正、負(fù)極接反學(xué)習(xí)資料

學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考解析

入射光波長(zhǎng)太長(zhǎng)，入射光的頻率低于截止頻率時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)，故選項(xiàng)B正確；電路中電源反接，對(duì)光電管加了反向電壓，若該電壓超過了遏止電壓，也沒有光電流產(chǎn)生，故選項(xiàng)D正確。答案

BD6多選)如圖3示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖線(直線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)4.27，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)0.5)由圖可知()A該金屬的截止頻率為4.27×10

Hz

圖3B．該金屬的截止頻率為5.5×10Hz．該圖線的斜率表示普朗克常量D．該金屬的逸出功為0.5eV解析

由光電效應(yīng)方程E＝ν－W可知圖中橫軸的截距為該金屬的截止頻率，選項(xiàng)A正確B誤；圖k線的斜率表示普朗克常量h，正確；該金屬的逸出功＝hν＝6.63×10

×4.2710

＝1.77或W＝hν－＝6.63×10××10J0.5eV＝選項(xiàng)錯(cuò)誤。k答案

AC7．(多選下表列出了幾種不同物體在某種速度下的德布羅意波的波長(zhǎng)和頻率為1MHz的線電波的波長(zhǎng)，由表中數(shù)據(jù)可知()質(zhì)量/kg

速度/(m·s

)

波長(zhǎng)/彈子球

2×10

1.0×10

3.3×10

電子(100eV)

9.0×10

5.010

1.4×10

無線電波(MHz)

3.010

3.3×10

A要檢測(cè)彈子球的波動(dòng)性幾乎不可能B．無線電波通常情況下表現(xiàn)出波動(dòng)性．電子照射到金屬晶體(大小約為

上能觀察到波動(dòng)性D．只有可見光才有波動(dòng)性解析

彈子球的波長(zhǎng)相對(duì)太小，所以檢測(cè)其波動(dòng)性幾乎不可能，A正確；無線電波波長(zhǎng)較長(zhǎng)，所以通常表現(xiàn)為波動(dòng)性，正確；電子波長(zhǎng)與金屬晶體尺度差不多，所以能利用金屬晶體觀察電子的波動(dòng)性C確；由物質(zhì)波理論知，D錯(cuò)誤。答案

ABC8在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中某金屬截止頻率相應(yīng)的波長(zhǎng)為λ，該金屬的逸出功________若用波長(zhǎng)為λ(λλ)的單色光做該實(shí)驗(yàn)，則其遏止電壓為______。已知電的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為、c和。解析

由波長(zhǎng)、頻率、波速的關(guān)系知，該金屬的極限頻率為ν＝，故該金屬的逸出功為ν＝。設(shè)遏止λλ學(xué)習(xí)資料

λ－λeλλp學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考λ－λeλλphchc電壓為U，則eU＝－，解得U＝λλ

。答案

hcλ－λhc－λ·(寫為λλλλλ

也可)9．如圖所示電路可研究光電效應(yīng)的規(guī)律。圖中標(biāo)有AK的為光電管，其中K為陰，A為陽極。理想電流計(jì)可檢測(cè)通過光電管的電流，理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓。現(xiàn)接通電源，用光子能量為eV的光照射陰極K電流計(jì)中有示數(shù)若將滑動(dòng)變阻器的滑片P慢向右滑動(dòng)，電流計(jì)的讀數(shù)逐漸減小，當(dāng)滑至某一位置時(shí)電流計(jì)的讀數(shù)恰好為零，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為6.0V現(xiàn)保持滑片P位置不變，光電管陰極材料的逸出功為_，若增大入射光的強(qiáng)度，電流計(jì)的讀填“為零”或“不為零”)。解析

圖根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得E＝hν－E＝＝6eV得逸出功＝eV－6eV＝4.5eV，kk若增大入射光的強(qiáng)度，電流計(jì)的讀數(shù)仍為零。答案

4.5eV

為零能力提高練10．(多選利用金屬晶格(小約10m)為障礙物觀察電子的衍射圖樣，方法是讓電子通過電場(chǎng)加速后，讓電子束照射到金屬晶格上，從而得到電子的衍射圖樣。已知電子質(zhì)量m，電荷量，初速度0，加速電壓為U，普朗克常量為，則下列說法中正確的是()A該實(shí)驗(yàn)說明了電子具有波動(dòng)性B．實(shí)驗(yàn)中電子束的德布羅意波的波長(zhǎng)為λ＝

h2meU．加速電壓U越大，電子的衍射現(xiàn)象越明顯D．若用相同動(dòng)能的質(zhì)子替代電子，衍射現(xiàn)象將更加明顯解析

h能得到電子的衍射圖樣，說明電子具有波動(dòng)性，A正確；由德布羅意波的波長(zhǎng)公式λ＝及動(dòng)量2mE2，可得λ＝k

hhB正確；由λ＝可知，加速電壓越大，電子的波長(zhǎng)越小，衍射現(xiàn)2meUmeU象就越不明顯，錯(cuò)誤；用相同動(dòng)能的質(zhì)子替代電子，質(zhì)子的波長(zhǎng)變小，衍射現(xiàn)象與電子相比不明顯，故D錯(cuò)誤。答案

AB11小明用金屬銣為陰極的光電管，觀測(cè)光電效應(yīng)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖5甲所示。已知普朗克常量h＝×10

J·s。學(xué)習(xí)資料

ee學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考ee圖5甲中電極A光電管的_填“陰極”或“陽極”；驗(yàn)中測(cè)得銣的遏止電壓與入射光頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示，則銣的截止頻率＝，逸出功W＝________J；果實(shí)驗(yàn)中入射光的頻率ν＝7.00×10

Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能＝________J。k解析

(1)由光電管的結(jié)構(gòu)知，A為陽極。－ν圖象中橫軸的截距表示截止頻率ν，逸出功＝hν。愛因斯坦的光電效應(yīng)方程E＝hν－，可求結(jié)果。k答案

(1)陽極

(2)(5.12～×10

(3.39～3.43)10

(3)(1.21～1.25)×10

12.用同頻率的光照射某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，測(cè)量金屬的遏止電壓U與入射光頻率，得到-ν圖象如圖所示，根據(jù)圖象求出該金屬的截止頻ν＝，普朗克常h＝________J·s(已知電子電荷量e1.6×10

解析

圖由題圖線可知ν＝×10Hz又eU＝hν，h所以U＝－。結(jié)合圖線可得hk＝＝V/Hze5.0×102.0×1.610h＝J·s6.4×105.0×10

。答案

5.0×10×10

13.(1)研究光電效應(yīng)的電路如圖所示頻率相同度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K)，鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收在電路中形成光電流。下列光電流IA、之間的電壓的關(guān)AK系圖象中，正確的是()學(xué)習(xí)資料

2學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考2圖金屬中的電子吸收光子的能量，從金屬表面逸出，這就是光電子，光電子從金屬表面逸出的過程中，其動(dòng)量的大小_______(選填“大”、“減小”或“不變”)，原因是__________。(3)已知?dú)湓犹幵诘谝弧⒌诙ぐl(fā)態(tài)的能級(jí)分別為－

3.4eV和－1.51，金屬鈉的截止頻率為×10

，普朗克常量h×10

J·s，通過計(jì)算判斷，氫原子從第二激發(fā)態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)過程中發(fā)出的光照射金屬鈉板，能否發(fā)生光電效應(yīng)。解析

1(1)設(shè)遏止電壓為U′由光電效應(yīng)規(guī)律知eU′＝vKAKA

＝hν－W，都是頻率相同的光照射鈉極板，即ν、W均相同，故強(qiáng)光和弱光的遏止電壓相同；當(dāng)U＝0時(shí)，強(qiáng)光的光電流應(yīng)大于弱光的光電AK流。所以C對(duì)為電子從金屬表面逸出的過程中受到金屬表面層中力的阻礙作用，所以其動(dòng)量會(huì)減小。原子放出的光子能量E－E，代入數(shù)據(jù)得E。金屬鈉的逸出功＝hν，代入數(shù)據(jù)得＝2.3eV。因?yàn)镋<，所以不能發(fā)生光電效應(yīng)。答案

(1)C(2)減小

光電子受到金屬表面層中力的阻礙作用或需要克服逸出功)解析第3課時(shí)

原子結(jié)構(gòu)

原子核[識(shí)梳理知識(shí)點(diǎn)一、氫原子光譜、氫原子的能級(jí)、能級(jí)公式1．原子的核式結(jié)構(gòu)子的發(fā)現(xiàn)：英國物理學(xué)家湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子。學(xué)習(xí)資料

112n學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考112n(2)α粒子散射實(shí)驗(yàn)：～年，英國理學(xué)家盧瑟福和他的助手進(jìn)行了用α子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)粒子穿過金箔后基本上仍沿原來方向前進(jìn)，但有少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于，也就是說它們幾乎被“撞”了回來。子的核式結(jié)構(gòu)模型：在原子中心有一個(gè)很小的核，原子全部的正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)。2．光譜譜用光柵或棱鏡可以把光按波長(zhǎng)展開，獲得光的波長(zhǎng)(頻率)和強(qiáng)度分布的記錄，即光譜。譜分類有些光譜是一條條的亮線，這樣的光譜叫做線狀譜。有的光譜是連在一起的光帶，這樣的光譜叫做連續(xù)譜。原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律巴耳末線系是氫原子光譜在可見光區(qū)的譜線其波長(zhǎng)公式＝R－(3,4,5…)R是里德伯常量，λR＝×10

，n量子數(shù)。3．玻爾理論態(tài)原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中在這些能量狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的電子雖然繞核運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量。遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩個(gè)定態(tài)的能量差決定，即hν－E。(是普朗克常量，h10

道：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)。原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的。4．氫原子的能級(jí)、級(jí)公式原子的能級(jí)能級(jí)圖如圖所示圖原子的能級(jí)和軌道半徑1①氫原子的能級(jí)公式：E＝(n＝1,2,3，…)，其E為基態(tài)能量，其數(shù)值為＝－eV。②氫原子的半徑公式r＝

r(，)，其r為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，其數(shù)值r＝0.53×10

。知識(shí)點(diǎn)二、原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期、放射性同位素1．原子核的組成：子核是由質(zhì)子和中子組成的，原子核的電荷數(shù)等于核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)。學(xué)習(xí)資料

U＋n→Kr＋＋3學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考U＋n→Kr＋＋32．天然放射現(xiàn)象然放射現(xiàn)象元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象，首先由貝克勒爾發(fā)現(xiàn)。天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。射性和放射性元素物質(zhì)發(fā)射某種看不見的射線的性質(zhì)叫放射性。具有放射性的元素叫放射性元素。種射線：放射性元素放射出的射線共有三種，分別是α射線、射線、γ射線。射性同位素的應(yīng)用與防護(hù)①放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素兩類，放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同。②應(yīng)用：消除靜電、工業(yè)探傷、作示蹤原子等。③防護(hù)：防止放射性對(duì)人體組織的傷害。3．原子核的衰變變：原子核放出α粒子或粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變。類α衰變：X→Y＋Heβ衰變：X→Y＋

e衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間。半衰期由原子核內(nèi)部的因素決定，跟原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)。知識(shí)點(diǎn)三、核力、結(jié)合能、質(zhì)量虧損1．核力義：原子核內(nèi)部，核子間所特有的相互作用力。點(diǎn)：①核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)；②核力是短程力，作用范圍在1.5×10

之內(nèi)；③每個(gè)核子只跟它的相鄰核子間才有核力作用。2．結(jié)合能核子結(jié)合為原子核時(shí)釋放的能量或原子核分解為核子時(shí)吸收的能量，叫做原子核的結(jié)合能，亦稱核能。3．比結(jié)合能義：原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱做比結(jié)合能，也叫平均結(jié)合能。點(diǎn)：不同原子核的比結(jié)合能不同，原子核的比結(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。4．質(zhì)能方程、質(zhì)量損愛因斯坦質(zhì)能方程Emc，原子核的質(zhì)量必然比組成它的核子的質(zhì)量和要小，這就是質(zhì)量虧損。由質(zhì)量虧損可求出釋放的核能Δ＝Δmc

。知識(shí)點(diǎn)四、裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、裂變反應(yīng)堆

核反應(yīng)方程1．重核裂變義：質(zhì)量數(shù)較大的原子核受到高能粒子的轟擊而分裂成幾個(gè)質(zhì)量數(shù)較小的原子核的過程。型的裂變反應(yīng)方程：學(xué)習(xí)資料

n。

H＋H→He＋學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考H＋H→He＋式反應(yīng)：由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程。界體積和臨界質(zhì)量：裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積及其相應(yīng)的質(zhì)量。變的應(yīng)用：原子彈、核反應(yīng)堆。應(yīng)堆構(gòu)造：核燃料、減速劑、鎘棒、防護(hù)層。2．輕核聚變義：兩輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的反應(yīng)過程。輕核聚變反應(yīng)必須在高溫下進(jìn)行，因此又叫熱核反應(yīng)。型的聚變反應(yīng)方程：

n＋17.6MeV思維深化判斷正誤，正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“×”。(1)α粒子散射實(shí)驗(yàn)說明了原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上。)原子由能量為E的定態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí)，氫原子輻射的光子能量為h。()的半衰期為3.8天，若取氡原子核，經(jīng)7.6天后就剩下一個(gè)原子核了。)反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，同時(shí)遵循電荷數(shù)守恒。)因斯坦質(zhì)能方程反映了物體的質(zhì)量就是能量，它們之間可以相互轉(zhuǎn)化。)答案

(1)√

(3)×

(4)√

[組自測(cè)題組一原子的核式結(jié)構(gòu)模型1．(多選關(guān)于原子結(jié)構(gòu)，下列說法正確的是()A玻爾原子模型能很好地解釋氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律B．盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型可以很好地解釋原子的穩(wěn)定性．盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)表明原子內(nèi)部存在帶負(fù)電的電子D．盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)否定了湯姆孫關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的“西瓜模型”解析

玻爾提出的原子模型能很好地解釋氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律；盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型不能解釋原子的穩(wěn)定性；盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)表明原子具有核式結(jié)構(gòu)，否定了湯姆孫關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的西瓜模型”，故A、正確，B、錯(cuò)誤。答案

2在盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)中金箔中的原子核可以看作靜止不動(dòng)下列各圖畫出的是其中兩個(gè)粒子經(jīng)歷金箔散射過程的徑跡，其中正確的是()解析

金箔中的原子核與粒子都帶正電粒子接近原子核過程中受到斥力而不是引力作用錯(cuò)誤；由原子核對(duì)α粒子的斥力作用及物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件，知曲線軌跡的凹側(cè)應(yīng)指向受力一方，選項(xiàng)B錯(cuò)、對(duì)。學(xué)習(xí)資料

答案

題組二氫原子能級(jí)及能級(jí)躍遷圖2示為氫原子的四個(gè)能級(jí)，其中E為基態(tài)，若氫原子處于激發(fā)態(tài)E，氫原子處于激發(fā)態(tài)E，則下列說法正確的是()圖A原子能輻射出3種頻率的光子B．原子B可能輻射出種頻率的光子．原子夠吸收原子出的光子并躍遷到能級(jí)E

D．原子夠吸收原子出的光子并躍遷到能級(jí)E

解析

原子從激發(fā)態(tài)躍遷到，只輻射一種頻率的光子，A錯(cuò)。原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)E

可能輻射三種頻率的光子，B對(duì)。由原子能級(jí)躍遷理論可知，原子可能吸收原子由E躍遷到E時(shí)放出的光子并躍遷到E但不能躍遷到E錯(cuò)A子發(fā)出的光子能量ΔE－E大于－E故原子不可能躍遷到能級(jí)E，D錯(cuò)。答案

B根據(jù)玻爾原子結(jié)構(gòu)理論，氦離子)的能級(jí)圖如圖所。電子處在n3道上比處在n＝5軌道上離氦核的距離_______(選填“近”“遠(yuǎn)”。當(dāng)大量He________。

處在n4激發(fā)態(tài)時(shí)，由于躍遷所發(fā)射的譜線有解析

圖根據(jù)玻爾原子理論，量子數(shù)越小，軌道越靠近原子核，所以＝3n5軌道離原子核近，大量處于4激發(fā)態(tài)的原躍遷一共有種情形，即產(chǎn)生條譜線。答案

近

6題組三原子核的衰變及核反應(yīng)方程5．(多選在下列個(gè)核反應(yīng)方程中，X表α粒子的是()A.

→SiXB.U→Th＋XC.AlX→Mg＋D.Al＋X＋解析

根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，四個(gè)選項(xiàng)中的X分別代表：、、n、

He，選項(xiàng)B、D正學(xué)習(xí)資料

＋He→T8學(xué)習(xí)資料收集于＋He→T8確。答案

BDU經(jīng)過次衰變和次β衰變，變成，則()A．＝7，n＝3B．＝7n＝4．m＝14，n＝9D．＝，n18解析

衰變過程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒。寫出核反應(yīng)方程：→＋m

＋n

－

e根據(jù)質(zhì)量數(shù)恒和電荷數(shù)守恒列出方程235207＋492＝82＋2－解得＝7n＝4，故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、錯(cuò)誤。答案B7．恒星向外輻射的量來自于其內(nèi)部發(fā)生的各種熱核反應(yīng)，當(dāng)溫度達(dá)到10①完成“氦燃燒”的核反應(yīng)方程：＋________→Be＋。

K時(shí)，可以發(fā)生“氦燃燒”。②

Be是一種不穩(wěn)定的粒子，其半衰期為×10

。一定質(zhì)量的

Be，7.8×10

后所剩

Be占開始時(shí)的________________解析

①由質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒

Be＋②在t7.8×10

t時(shí)間內(nèi)，原子核衰變的次數(shù)n＝＝故＝答案

①

1He(或α)②或(12.5%)題組四質(zhì)量虧損及核能的計(jì)算8．(多選[2013·課標(biāo)全國卷Ⅱ，關(guān)于原子核的結(jié)合能，下列說法正確的是()A原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B．一重原子核衰變成α粒子和另一原子核，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的結(jié)合能．銫原子核(的結(jié)合能小于鉛原子核(的結(jié)合能D．比結(jié)合能越大，原子核越不穩(wěn)定．自由核子組成原子核時(shí)，其質(zhì)量虧損所對(duì)應(yīng)的能量大于該原子核的結(jié)合能解析

由原子核的結(jié)合能定義可知，原子核分解成自由核子時(shí)所需的最小能量為原子核的結(jié)合能，選項(xiàng)A正確；重原子核的核子平均質(zhì)量大于輕原子核的平均質(zhì)量，因此原子核衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于衰變前的結(jié)合能，選項(xiàng)正確；銫原子核的核子數(shù)少，因此其結(jié)合能小，選項(xiàng)C正確；比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，選項(xiàng)D誤；自由核子組成原子核時(shí)，其質(zhì)量虧損所對(duì)應(yīng)的能量等于該原子核的結(jié)合能，選項(xiàng)誤。答案

ABC9．當(dāng)前，發(fā)電站溫氣體排放問題引起了越來越多的關(guān)注，相比煤炭等傳統(tǒng)能源，核電能夠大幅降低二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和粉塵等物質(zhì)的排放，已成為世界快速發(fā)展的電力工業(yè)。經(jīng)廣大科技工作者的不懈努力我國的核電技術(shù)已進(jìn)入世界的先進(jìn)行列世界各地現(xiàn)在正在興建的核電反應(yīng)堆達(dá)到57座我國學(xué)習(xí)資料

學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考以名列第一。核電站的最核心部分是核反應(yīng)堆，核反應(yīng)堆中的燃料U產(chǎn)生裂變，在短時(shí)間內(nèi)釋放出大量的核能可供人類利用核反應(yīng)堆中的鎘棒起作用核反應(yīng)方程應(yīng)為U＋________Kr＋Ba＋3

n。若其質(zhì)量分別為＝390.3139×U

kgm＝1.674×10

，＝×10

，m＝7×10Kr

kg，核反應(yīng)中釋放的量為ΔE________J。解析

控制中子數(shù)可以控制反應(yīng)速度；Δm＋－－m－m＝8×10UKr

kg，ΔE＝Δ

＝×10

。答案

吸收中子控制核反應(yīng)速度

n3.22×10

考點(diǎn)一氫原子能級(jí)及能級(jí)躍遷1．定態(tài)間的躍遷—滿足能級(jí)差躍遷低能級(jí)(n)高級(jí)(n)→吸收能量。hν＝－躍遷高能級(jí)(n)低級(jí)(n)→放出能量。hν＝－2．電離電離態(tài)與電離能電離態(tài)：＝∞，E0基態(tài)→電離態(tài)：E＝－(＝eV電離能。n＝2→電離態(tài)：E＝－E＝如吸收能量足夠大，克服電離能后，獲得自由的電子還攜帶動(dòng)能。【例1】(多選)山東卷，氫原子能級(jí)如圖4，氫原子n＝3躍到n2能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)為。以下判斷正確的是()圖A氫原子從＝2躍遷到n＝1的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)大于656nmB．用波長(zhǎng)為的光照射，可使氫原子從n＝1躍遷到n＝2的能級(jí)．一群處于n＝3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生3種譜線D．用波長(zhǎng)為633nm的光照射，不能使原子從n2遷到3的能級(jí)解析

cc由玻爾的能級(jí)躍遷公式E－＝hν＝得－E＝－E＝，又λ＝656nm，合能級(jí)圖λλλ上的能級(jí)值解得λ＝nm，故A、B均錯(cuò)，D對(duì)；根據(jù)C

＝3知，一群處于n3級(jí)氫原子學(xué)習(xí)資料

2學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考2向低級(jí)躍遷，輻射的光子頻率最多3種，故C對(duì)。答案

CD解答氫原子能級(jí)圖與原子躍遷問題應(yīng)注意：級(jí)之間發(fā)生躍遷時(shí)放出(吸收)光子的頻率由hν＝E－求得。若求波長(zhǎng)可由公式＝λν求得。個(gè)氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為(群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)的兩種求解方法。①用數(shù)學(xué)中的組合知識(shí)求解：＝＝

n。②利用能級(jí)圖求解：在氫原子能級(jí)圖中將氫原子躍遷的各種可能情況一一畫出，然后相加?！咀兪接?xùn)練】．如所示是某原子的能級(jí)圖，ab為原子躍遷所發(fā)出的三種波長(zhǎng)的光。在下列該原子光譜的各選項(xiàng)中，譜線從左向右的波長(zhǎng)依次增大，則正確的是)圖解析

根據(jù)玻爾的原子躍遷公式h＝－可知，兩個(gè)能級(jí)間的能量差值越大，輻射光的波長(zhǎng)越短，從圖λ中可看出，能量差值最大的是E－E，輻射光的波長(zhǎng)最短，能量差值最小的是E－，輻射光的波長(zhǎng)b最長(zhǎng)，所以譜線從左向右的波長(zhǎng)依次增大的是a、、b，C正確。答案

考點(diǎn)二原子核的衰變及半衰期1．衰變規(guī)律及實(shí)質(zhì)(1)α衰變和β衰變的比較學(xué)習(xí)資料

MMMM2MMMM2→＋衰變類型衰變方程衰變實(shí)質(zhì)

α衰變XY＋2個(gè)子和2個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)整體射出

β衰變XYe中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子2

H＋2n→

He

n→＋e衰變規(guī)律

電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒(2)γ射線：γ射線經(jīng)常是伴隨著α衰變或β衰變同時(shí)產(chǎn)生的。2.衰期半衰期的計(jì)算：根據(jù)半衰期的概念，可總結(jié)出公式。((1)＝Nt/τ，＝mt/τ。式中m表示衰變前的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，m表示衰變后尚未發(fā)生衰變的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，t表衰變時(shí)間，τ表示半衰期。3．衰變次數(shù)的確定法因?yàn)樗プ儗?duì)質(zhì)量數(shù)無影響，可先由質(zhì)量數(shù)的改變確定α衰變的次數(shù)，然后再根據(jù)衰變規(guī)律確定β衰變的次數(shù)?！纠?】

(多選)(2014·新課標(biāo)全國卷Ⅰ，關(guān)于天然放射性，下列說法正確的是()A所有元素都可能發(fā)生衰變B．放射性元素的半衰期與外界的溫度無關(guān)．放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性D．α、β和γ三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)．一個(gè)原子核在一次衰變中可同時(shí)放出α、β和γ三種射線解析

只有原子序號(hào)超過的元素才能發(fā)生衰變，選項(xiàng)A錯(cuò)；半衰期由原子核內(nèi)部的結(jié)構(gòu)決定，與外界溫度無關(guān)，選項(xiàng)B；放射性來自于原子核內(nèi)部，與其形成的化合物無關(guān)，選項(xiàng)C對(duì)、β、γ三種射線中γ射線能量最高，穿透能力最強(qiáng)，選項(xiàng)D對(duì)；一個(gè)原子核在一次衰變中要么是α衰變、要么是β衰變，同時(shí)伴隨γ射線的產(chǎn)生，選項(xiàng)。答案

【變式訓(xùn)練】U衰變?yōu)镽n要經(jīng)過m次α衰變和次β衰變，則、n別為)A．2、4B．、2．46D．166解析答案

由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得：222＋4，92＝86＋2－n，聯(lián)解得：＝，n＝2。B考點(diǎn)三核反應(yīng)方程及核反應(yīng)類型核反應(yīng)的四種類型類

型

可控性

核反應(yīng)方程典例衰變

α衰變?chǔ)滤プ?/p>

自發(fā)自發(fā)

U→＋學(xué)習(xí)資料

N＋He＋Al＋Si＋U＋n→＋Kr＋N＋He＋Al＋Si＋U＋n→＋Kr＋3nU＋n→＋10－

H(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子)＋Be→C人工轉(zhuǎn)變

人工控制

(查德威克發(fā)現(xiàn)中子)

→

約里奧·居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位

→

素，同時(shí)發(fā)現(xiàn)正電子重核裂變輕核聚變

比較容易進(jìn)行人工控制很難控制

H＋H→＋【例3】

(2014·上海卷，反應(yīng)方程Be＋He→

6C＋X中的X表示()A質(zhì)子

B．電子

．光子

D．中子解析

設(shè)X質(zhì)子數(shù)為，質(zhì)量數(shù)為則有4＋2＝m＋6,9＋4＝n，以＝0，即X為中子，故AB、錯(cuò)誤，D正確。答案

D書寫核反應(yīng)方程時(shí)應(yīng)注意荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒規(guī)律。中的箭頭進(jìn)行的方向，不能把箭頭寫成等號(hào)。【變式訓(xùn)練】3．(多選能源是社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一。下列釋放核能的反應(yīng)方程，表述正確的有()A.

H＋H→＋

n核聚變反應(yīng)B.＋→＋n是β衰變C.92U＋＋Kr＋3是核裂變反應(yīng)D.

92U＋2

nα衰變解析

β衰變時(shí)釋放出電子0，α衰變時(shí)釋放出氦原子核(He)可知選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤；選項(xiàng)A一個(gè)氚核和一個(gè)氘核結(jié)合成一個(gè)氦核并釋放出一個(gè)中子是典型的核聚變反應(yīng)；選項(xiàng)C中個(gè)U原子核吸收一個(gè)中子，生成一個(gè)Ba原子核和一個(gè)Kr原子核并釋放出三個(gè)中子是核裂變反應(yīng)，A、C正確。答案

AC考點(diǎn)四質(zhì)量虧損及核能的計(jì)算1．核能子在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量虧損，其能量也要相應(yīng)減少，即ΔEΔmc。子核分解成核子時(shí)要吸收一定的能量，相應(yīng)的質(zhì)量增加Δm，吸收的能量為ΔEΔmc學(xué)習(xí)資料

。

22km學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考22km2．核能釋放的兩種徑的理解較重的核分裂成中等大小的核。小的核結(jié)合成中等大小的核，核子的比結(jié)合能都會(huì)增加，都可以釋放能量。【例】(2014·北京卷，質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別m和m，當(dāng)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核時(shí)，釋放的能量是(表示真空中的光速)()A．(m＋m－m)cB．(－－m)．(＋－m)c

D．(m－m－)c解析答案

由質(zhì)能方程知，該反應(yīng)釋放核能Δ＝Δ

＝(m＋－)

，故C對(duì)A、BD均錯(cuò)。應(yīng)用質(zhì)能方程解題的流程圖書寫核反應(yīng)方程

計(jì)算質(zhì)量→→虧損Δ

利用Δ＝Δ計(jì)算釋放的核能據(jù)ΔEΔmc

計(jì)算，計(jì)算時(shí)Δ的單位是“kg”，c的單位是“m/s，Δ單位是“。據(jù)ΔEΔ×931.5MeV計(jì)算。因原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于MeV的能量，所以計(jì)算時(shí)Δ的單位是“u，Δ單位是MeV”?！咀兪接?xùn)練】4．一個(gè)靜止的钚核Pu自發(fā)衰變成一個(gè)鈾核U和另一個(gè)原子核X并釋放出一定的能量。其核衰變方程為：PuU＋X。程中的“X”核符號(hào)為_；核的質(zhì)量為239.0522u的質(zhì)量為235.0439u核的質(zhì)量為6u1u相當(dāng)于931MeV則該衰變過程放出的能量是________MeV；設(shè)钚核衰變釋放的能量全部轉(zhuǎn)變?yōu)殁櫤撕蚗核動(dòng)能，則X核與鈾核的動(dòng)能之比是________解析

(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒，得X核的質(zhì)量為239235＝4，核電核數(shù)為9492＝2，“X核為氦核，符號(hào)為

。核衰變過程中的質(zhì)量虧損m＝u－235.0439－6u0.0057，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，得出衰變過程中放出的能量＝7×MeV≈MeV。1核衰變成鈾核和X核，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，兩者動(dòng)量大小相等，根據(jù)＝m＝，得X和鈾核kM的動(dòng)能之比＝≈。kM答案

He(2)5.311．上海卷，不能用盧福原子核式結(jié)構(gòu)模型得出的結(jié)論是()學(xué)習(xí)資料

學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)A原子中心有一個(gè)很小的原子核B．原子核是由質(zhì)子和中子組成的．原子質(zhì)量幾乎全部集中在原子核內(nèi)D．原子的正電荷全部集中在原子核內(nèi)解析

當(dāng)α粒子穿過原子時(shí)，電子對(duì)α粒子影響很小，影響子運(yùn)動(dòng)的主要是原子核，離核遠(yuǎn)則粒子受到的庫侖斥力很小、運(yùn)動(dòng)方向改變小。只有當(dāng)α粒子與核十分接近時(shí)，才會(huì)受到很大庫侖斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的機(jī)會(huì)就很少，所以只有極少數(shù)大角度的偏轉(zhuǎn)，而絕大多數(shù)基本按直線方向前進(jìn)，因此為了解釋?duì)亮Ｗ由⑸鋵?shí)驗(yàn)，盧瑟福提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型：在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，但不能得到原子核內(nèi)的組成，故B不能用盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)模型得出的結(jié)論，A、C、D可以答案

B2核能作為一種新能源在現(xiàn)代社會(huì)中已不可缺少，我國在完善核電安全基礎(chǔ)上將加大核電站建設(shè)核漏中的钚(是一種具有放射性的超鈾元素，它可破壞細(xì)胞基因，提高罹患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。已知钚的一種同位素

的半衰期為100年，其衰變方程為Pu→X＋

＋γ，下列說法中正確的是()A．X原子核中含有92個(gè)中子B．100Pu經(jīng)過100年后一定還剩余個(gè)．由于衰變時(shí)釋放巨大能量，根據(jù)＝mc，衰變過程總質(zhì)量增加D．衰變發(fā)出的γ射線是波長(zhǎng)很短的光子，具有很強(qiáng)的穿透能力解析

根據(jù)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得，X原子核中含有質(zhì)子235個(gè)核子，則中子數(shù)為92)，選項(xiàng)A誤；半衰期是大量原子核衰變時(shí)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律100個(gè)經(jīng)過24100年后不一定還剩余個(gè)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于衰變時(shí)釋放巨大能量，衰變過程總質(zhì)量減少，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；衰變發(fā)出的γ射線是波長(zhǎng)很短的光子，具有很強(qiáng)的穿透能力，選項(xiàng)D確。答案

D3多選)新課標(biāo)全國卷Ⅱ在人類對(duì)微觀世界進(jìn)行探索的過程中，科學(xué)實(shí)驗(yàn)起到了非常重要的作用。下列說法符合歷史事實(shí)的是()A密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了基本電荷的數(shù)值B．貝克勒爾通過對(duì)天然放射現(xiàn)象的研究，發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核．居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙(和鐳(Ra)種新元素D．盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在原子核內(nèi)部存在質(zhì)子湯姆遜通過陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子組成的并測(cè)出了該粒子的比荷解析

密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了基本電荷的數(shù)值為×10C，選項(xiàng)A確；貝克勒爾通過對(duì)天然放射性研究發(fā)現(xiàn)了放射性元素，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了(Po)和鐳Ra)兩種新元素，選項(xiàng)C正；盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)，得出了原子的核式結(jié)構(gòu)理論，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；湯姆遜通過對(duì)陰極射線在電場(chǎng)及在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子組成，并測(cè)出了該粒子的比荷，選學(xué)習(xí)資料

項(xiàng)E正確。答案

4．氘核和氚核可發(fā)熱核聚變而釋放出巨大的能量，該反應(yīng)方程為：H＋H→He＋X，式中X是某種粒子知HH和粒子X質(zhì)量分別為1u1u4.0026和u＝MeV/據(jù)可知子X該反應(yīng)釋放出的能量為結(jié)果保留三位有效數(shù)字。

，解析

熱核聚變的核反應(yīng)方程為：H＋H→He＋，以X為或子)。Δ＝Δ＝(2.0143.01614.00261.008×931.5MeVMeV。答案

或子)基本技能練1．(多選鈾核裂變是核電站核能的重要來源，其一種裂變反應(yīng)式是正確的有()A上述裂變反應(yīng)中伴隨著中子放出B．鈾塊體積對(duì)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的發(fā)生無影響．鈾核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可人工控制D．鈾核的半衰期會(huì)受到環(huán)境溫度的影響

U＋＋Kr＋3

n。下列說法解析

n

表示中子，所以裂變反應(yīng)中伴隨著中子放出，A項(xiàng)正確；當(dāng)鈾塊體積小于臨界體積時(shí)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不會(huì)發(fā)生，B項(xiàng)錯(cuò)誤；通過控制慢中子數(shù)可以控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，C項(xiàng)正確；鈾核的半衰期與所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，因此不受環(huán)境溫度影響，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案

AC2．(多選氘核、氚核、中子、氦核的質(zhì)量分別是m、m、m和m如果氘核和氚核結(jié)合生成氦核，則下列說法中正確的是()A核反應(yīng)方程式為

H＋HHe

nB．這是一個(gè)裂變反應(yīng)．核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損Δm＝m＋－D．核反應(yīng)過程中釋放的核能ΔE(＋m－mm)解析

由氘核和氚核的結(jié)合以及電荷數(shù)量數(shù)守恒可知選項(xiàng)A正確該反應(yīng)為聚變反應(yīng)選項(xiàng)B錯(cuò)；核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為Δ＝＋－m－m，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由愛因斯坦質(zhì)能方程可知核反應(yīng)過程中釋放的核能ΔEΔmc

，可知選項(xiàng)正確。答案

3重慶卷，1)碘131半衰期約為8天，若某藥物含有質(zhì)量m的碘131，32天后，該藥物中碘的含量大約還有()學(xué)習(xí)資料

2τ28學(xué)習(xí)資料收2τ28A.

mB.C.4832解析答案

1t32由半衰期公式m′＝m()可知，′＝()＝m，故選項(xiàng)C正確。如圖1示為氫原子能級(jí)示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處于＝4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出若干種不同頻率的光，下列說法正確的是()圖A這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光B．由2級(jí)躍遷到＝能級(jí)產(chǎn)生的光頻率最?。蒼＝4級(jí)躍遷到＝能級(jí)產(chǎn)生的光最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象D．用2能級(jí)躍到n1能級(jí)輻射出的光照射逸出為eV的金屬鉑能發(fā)生光效應(yīng)解析

由原子躍遷、光電效應(yīng)的規(guī)律分析。這些氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)可輻射出種光子，A錯(cuò)誤；由＝4級(jí)躍遷到＝3能級(jí)產(chǎn)生的光子能量最小，光頻率最小，B誤；由4級(jí)躍遷到＝1能級(jí)產(chǎn)生的光子能量最大，光頻率最大，光波長(zhǎng)最小，最不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，C錯(cuò)誤；由n＝2能級(jí)躍遷到1能級(jí)輻射出的光子能量為10.20eV>6.34eV，以能使金屬鉑發(fā)生光電效應(yīng)，正確。答案

D5．鈾是常用的一種燃料，若它的原子核發(fā)生了如下的裂變反應(yīng)；U＋nb＋2則＋b可能是()A.

Kr＋

KrC.＋D.Xe＋解析

根據(jù)核反應(yīng)中的質(zhì)量數(shù)守恒可知，a＋b的質(zhì)量數(shù)應(yīng)為235＋12234，質(zhì)子數(shù)應(yīng)為，A項(xiàng)中的質(zhì)量數(shù)為＋93＝，B項(xiàng)中質(zhì)量數(shù)是141＋92233，項(xiàng)中質(zhì)量數(shù)為141＋93＝質(zhì)子數(shù)為56＋38＝94，項(xiàng)中質(zhì)量數(shù)為140＋94＝質(zhì)子數(shù)為54＋38＝92，綜上可，答案為D。答案

D6．已知氦原子的質(zhì)為M電子的質(zhì)量為u質(zhì)子的質(zhì)量為u中子的質(zhì)量為m，為原子質(zhì)量學(xué)習(xí)資料

227N→O單位，且由愛因斯坦質(zhì)能方程＝mc

可知：1u對(duì)應(yīng)于MeV的能量，若取光速c3×10

m/s，兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子聚變成一個(gè)氦核，釋放的能量為()A．(m＋)－M]MeVB．[2×m＋m＋m)－]931.5MeV．[2×m＋m＋m)－]×c

D．[2×(m＋m－M]×c

解析

核反應(yīng)方程為2H＋2n→，質(zhì)量虧損Δm＝2×＋m－(M－m＝×(＋m＋m)－M，所以釋放的能量為ΔEΔm×MeV＝[2(m＋m＋)－M]×931.5MeV選項(xiàng)正確。答案

B7．[2014·江蘇卷，12C(2)]氡222是一種天然放射性氣體，被吸入后，會(huì)對(duì)人的呼吸系統(tǒng)造成輻射損傷。它是世界衛(wèi)生組織公布的主要環(huán)境致癌物質(zhì)之一。其衰變方程

Rn

＋________。已知

Rn的衰期約為3.8天，則約經(jīng)過________，16g的衰后還剩g。解析

1根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒得衰變方程為→＋He。根據(jù)變規(guī)律＝()

，代入數(shù)值解得t天。答案

He15.28核聚變比重核裂變能夠釋放更多的能量實(shí)現(xiàn)受控核聚變穩(wěn)定地輸出聚變能類將不再有“能源危機(jī)”。一個(gè)氘核(H)和一個(gè)氚核(H)聚變成一個(gè)新核并放出一個(gè)中子(成上述核聚變方程

H＋H→________

n。知上述核聚變中質(zhì)量虧損為，真空中光速為c，則該核反中所釋放的能量為。解析

(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，核聚變方程是

H＋H→＋

n。(2)根愛因斯坦質(zhì)能方程可得該核反應(yīng)中所釋放的能量為Δ＝Δmc答案He(2)Δmc

。

能力提高練9．(多選下列說法正確的是()A盧瑟福通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程