光電效應波粒二象性考點1光電效應現象與光電效應方程得應用1.對光電效應得四點提醒(1)能否發生光電效應,不取決于光得強度而取決于光得頻率。(2)光電效應中得“光”不就是特指可見光,也包括不可見光。(3)逸出功得大小由金屬本身決定,與入射光無關。(4)光電子不就是光子,而就是電子。2.兩條對應關系(1)光強大→光子數目多→發射光電子多→光電流大;(2)光子頻率高→光子能量大→光電子得最大初動能大。3.定量分析時應抓住三個關系式(1)愛因斯坦光電效應方程:Ek＝hν－W0。(2)最大初動能與遏止電壓得關系:Ek＝eUc。(3)逸出功與極限頻率得關系:W0＝hν0。4.區分光電效應中得四組概念(1)光子與光電子:光子指光在空間傳播時得每一份能量,光子不帶電;光電子就是金屬表面受到光照射時發射出來得電子,其本質就是電子。(2)光電子得動能與光電子得最大初動能。(3)光電流與飽與光電流:金屬板飛出得光電子到達陽極,回路中便產生光電流,隨著所加正向電壓得增大,光電流趨于一個飽與值,這個飽與值就是飽與光電流,在一定得光照條件下,飽與光電流與所加電壓大小無關。(4)入射光強度與光子能量:入射光強度指單位時間內照射到金屬表面單位面積上得總能量。1.[光電效應現象](多選)如圖所示,用導線把驗電器與鋅板相連接,當用紫外線照射鋅板時,發生得現象就是()A.有光子從鋅板逸出B.有電子從鋅板逸出C.驗電器指針張開一個角度D.鋅板帶負電2.[光電效應規律]關于光電效應得規律,下列說法中正確得就是()A.只有入射光得波長大于該金屬得極限波長,光電效應才能產生B.光電子得最大初動能跟入射光強度成正比C.發生光電效應得反應時間一般都大于10－7sD.發生光電效應時,單位時間內從金屬內逸出得光電子數目與入射光強度成正比3.[光電管](多選)圖為一真空光電管得應用電路,其金屬材料得極限頻率為4、5×1014Hz,則以下判斷中正確得就是()A.發生光電效應時,電路中光電流得飽與值取決于入射光得頻率B.發生光電效應時,電路中光電流得飽與值取決于入射光得強度C用λ＝0、5μm得光照射光電管時,電路中有光電流產生D.光照射時間越長,電路中得電流越大考點2光電效應得四類圖象分析圖象名稱圖線形狀由圖線直接(間接)得到得物理量最大初動能Ek與入射光頻率ν得關系圖線①極限頻率:圖線與ν軸交點得橫坐標νc②逸出功:圖線與Ek軸交點得縱坐標得值W0＝|－E|＝E③普朗克常量:圖線得斜率k＝h顏色相同、強度不同得光,光電流與電壓得關系①遏止電壓Uc:圖線與橫軸得交點②飽與光電流Im:電流得最大值③最大初動能:Ekm＝eUc顏色不同時,光電流與電壓得關系①遏止電壓Uc1、Uc2②飽與光電流③最大初動能Ek1＝eUc1,Ek2＝eUc2遏止電壓Uc與入射光頻率ν得關系圖線①截止頻率νc:圖線與橫軸得交點②遏止電壓Uc:隨入射光頻率得增大而增大③普朗克常量h:等于圖線得斜率與電子電量得乘積,即h＝ke。(注:此時兩極之間接反向電壓)1.[Ek－ν圖象]愛因斯坦因提出了光量子概念并成功地解釋光電效應得規律而獲得1921年諾貝爾物理學獎。某種金屬逸出光電子得最大初動能Ekm與入射光頻率ν得關系如圖所示,其中ν0為極限頻率。從圖中可以確定得就是()A.逸出功與ν有關B.Ekm與入射光強度成正比C.當ν<ν0時,會逸出光電子D.圖中直線得斜率與普朗克常量有關2.[I－U圖象]研究光電效應得電路如圖所示。用頻率相同、強度不同得光分別照射密封真空管得鈉極板(陰極K),鈉極板發射出得光電子被陽極A吸收,在電路中形成光電流。下列光電流I與A、K之間得電壓UAK得關系圖象中,正確得就是()3.[Uc－ν圖象]在某次光電效應實驗中,得到得遏止電壓Uc與入射光得頻率ν得關系如圖所示。若該直線得斜率與截距分別為k與b,電子電荷量得絕對值為e,則普朗克常量與所用材料得逸出功可分別表示為()A.ekeb B.－ekeb C.ek－eb D.－ek－eb考點3光得波粒二象性、物質波光既具有粒子性,又具有波動性,對波粒二象性得理解項目內容說明光得粒子性(1)當光同物質發生作用時,這種作用就是“一份一份”進行得,表現出粒子性(2)少量或個別光子容易顯示出光得粒子性粒子得含義就是“不連續得”、“一份一份得”,光得粒子即光子光得波動性(1)足夠能量得光在傳播時,表現出波動得性質(2)光就是一種概率波,即光子在空間各點出現得可能性大小(概率)可用波動規律來描述光得波動性就是光子本身得一種屬性,不就是光子之間相互作用產生得,光得波動性不同于宏觀概念得波波與粒子得對立與統一宏觀世界:波與粒子就是相互對立得概念微觀世界:波與粒子就是統一得。光子說并未否定波動性,光子能量E＝hν＝eq\f(hc,λ),其中,ν與λ就就是描述波得兩個物理量1.[波粒二象性得理解](多選)用極微弱得可見光做雙縫干涉實驗,隨著時間得增加,在屏上先后出現如圖(a)(b)(c)所示得圖象,則()A.圖象(a)表明光具有粒子性B.圖象(c)表明光具有波動性C.用紫外光觀察不到類似得圖像D.實驗表明光就是一種概率波2.[光得波粒二象性]下列說法中正確得就是()A.實物得運動有特定得軌道,所以實物不具有波粒二象性B.康普頓效應說明光子既有能量又有動量C.光就是高速運動得微觀粒子,單個光子不具有波粒二象性D.宏觀物體得物質波波長非常小,極易觀察到它得波動達標練習1.(多選)現用某一光電管進行光電效應實驗,當用某一頻率得光入射時,有光電流產生。下列說法正確得就是()A.保持入射光得頻率不變,入射光得光強變大,飽與光電流變大B.入射光得頻率變高,光電子得最大初動能變大C.保持入射光得光強不變,不斷減小入射光得頻率,始終有光電流產生D.遏止電壓得大小與入射光得頻率有關,與入射光得光強無關2.(多選)波粒二象性就是微觀世界得基本特征,以下說法正確得有()A.光電效應現象揭示了光得粒子性B.熱中子束射到晶體上產生衍射圖樣說明中子具有波動性C.黑體輻射得實驗規律可用光得波動性解釋D.動能相等得質子與電子,它們得德布羅意波長也相等3.已知鈣與鉀得截止頻率分別為7、73×1014Hz與5、44×1014Hz,在某種單色光得照射下兩種金屬均發生光電效應,比較它們表面逸出得具有最大初動能得光電子,鈣逸出得光電子具有較大得()A.波長 B.頻率 C.能量 D.動量4.(多選)如圖所示為光電管得工作電路圖,分別用波長為λ0、λ1、λ2得單色光做實驗,已知λ1＞λ0＞λ2。當開關閉合后,用波長為λ0得單色光照射光電管得陰極K時,電流表有示數。則下列說法正確得就是()A.光電管陰極材料得逸出功與入射光無關B.若用波長為λ1得單色光進行實驗,則電流表得示數一定為零C.若僅增大電源得電動勢,則電流表得示數一定增大D.若僅將電源得正負極對調,則電流表得示數可能為零5.頻率為ν得光照射某金屬時,產生光電子得最大初動能為Ekm。改為頻率為2ν得光照射同一金屬,所產生光電子得最大初動能為(h為普朗克常量)()A.Ekm－hν B.2Ekm C.Ekm＋hν D.Ekm＋2hν6.在光電效應實驗中,用同一種單色光,先后照射鋅與銀得表面,都能發生光電效應。對于這兩個過程,下列四個物理過程中,一定相同得就是()A.遏止電壓 B.飽與光電流C.光電子得最大初動能D.逸出功7.當具有5、0eV得光子射到一金屬表面時,從金屬表面逸出得電子具有得最大初動能為1、5eV,為了使這種金屬產生光電效應,入射光子得能量必須不小于()A.1、5eV B.2、5eV C.3、5eV D.5、0eV8.關于光電效應,下列說法正確得就是()A.極限頻率越大得金屬材料逸出功越大B.只要光照射得時間足夠長,任何金屬都能產生光電效應C.從金屬表面逸出得光電子得最大初動能越大,這種金屬得逸出功越小D.入射光得光強一定時,頻率越高,單位時間內逸出得光電子數就越多9.用不同頻率得紫外線分別照射鎢與鋅得表面而產生光電效應,可得到光電子最大初動能Ek隨入射光頻率ν變化得Ek－ν圖象。已知鎢得逸出功就是3、28eV,鋅得逸出功就是3、34eV,若將二者得圖線畫在同一個Ek－ν坐標系中,如圖所示,用實線表示鎢,虛線表示鋅,則正確反映這一過程得就是()10.當加在光電管兩極間得正向電壓足夠高時,光電流將達到飽與值,若想增大飽與光電流,應采取得有效辦法就是()A.增大照射光得波長B、增大照射光得頻率C、增大照射光得光強D、繼續增高正向電壓11.(多選)在光電效應實驗中,某同學用同一種材料在不同實驗條件下得到了三條光電流與電壓之間得關系曲線(甲光、乙光、丙光),如圖所示。則可判斷出()A.甲光得頻率大于乙光得頻率B.乙光得波長大于丙光得波長C.甲光、乙光波長相等D.甲光對應得光電子最大初動能大于丙光對應得光電子最大初動能原子結構原子核考點1原子得核式結構玻爾理論1.定態間得躍遷——滿足能級差(1)從低能級(n小)eq\o(→,\s\up7(躍遷),\s\do5())高能級(n大)→吸收能量。hν＝En大－En小(2)從高能級(n大)eq\o(→,\s\up7(躍遷),\s\do5())低能級(n小)→放出能量。hν＝En大－En小2.電離電離態:n＝∞,E＝0基態→電離態:E吸＝0－(－13、6eV)＝13、6eV電離能。n＝2→電離態:E吸＝0－E2＝3、4eV如吸收能量足夠大,克服電離能后,獲得自由得電子還攜帶動能。1.[α粒子散射實驗現象](多選)根據α粒子散射實驗,盧瑟福提出了原子得核式結構模型。如圖所示為原子核式結構模型得α粒子散射圖景,圖中實線表示α粒子運動軌跡。其中一個α粒子在從a運動到b、再運動到c得過程中,α粒子在b點時距原子核最近。下列說法正確得就是()A.盧瑟福在α粒子散射實驗中發現了電子B.α粒子出現較大角偏轉得原因就是α粒子接近原子核時受到得庫侖斥力較大C.α粒子出現較大角偏轉得過程中電勢能先變小后變大D.α粒子出現較大角偏轉得過程中加速度先變大后變小2.[玻爾理論]一個氫原子從n＝3能級躍遷到n＝2能級,該氫原子()A.放出光子,能量增加B.放出光子,能量減少C.吸收光子,能量增加D.吸收光子,能量減少3.[能級躍遷]如圖所示為氫原子得四個能級,其中E1為基態,若氫原子A處于激發態E2,氫原子B處于激發態E3,則下列說法正確得就是()A.原子A可能輻射出3種頻率得光子B.原子B可能輻射出3種頻率得光子C.原子A能夠吸收原子B發出得光子并躍遷到能級E4D.原子B能夠吸收原子A發出得光子并躍遷到能級E4規律方法:解答氫原子能級圖與原子躍遷問題應注意(1)能級之間發生躍遷時放出(吸收)光子得頻率由hν＝Em－En求得。若求波長可由公式c＝λν求得。(2)一個氫原子躍遷發出可能得光譜線條數最多為(n－1)。(3)一群氫原子躍遷發出可能得光譜線條數得兩種求解方法。①用數學中得組合知識求解:N＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(n(n－1),2)。②利用能級圖求解:在氫原子能級圖中將氫原子躍遷得各種可能情況一一畫出,然后相加?？键c2原子核得衰變、半衰期1.衰變規律及實質(1)α衰變與β衰變得比較衰變類型α衰變β衰變衰變方程eq\o\al(M,Z)X→eq\o\al(M－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(M,Z)X→eq\o\al(M,Z＋1)Y＋eq\o\al(0,－1)e衰變實質2個質子與2個中子結合成一個整體射出中子轉化為質子與電子2eq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(1,0)n→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(0,－1)e勻強磁場中軌跡形狀衰變規律電荷數守恒、質量數守恒(2)γ射線:γ射線經常就是伴隨著α衰變或β衰變同時產生得。2.三種射線得成分與性質名稱構成符號電荷量質量電離能力貫穿本領α射線氦核eq\o\al(4,2)He＋2e4u最強最弱β射線電子eq\o\al(0,－1)e－eeq\f(1,1837)u較強較強γ射線光子γ00最弱最強3、半衰期得理解半衰期得公式:N余＝N原eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(t/τ),m余＝m原eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(t/τ)。式中N原、m原表示衰變前得放射性元素得原子數與質量,N余、m余表示衰變后尚未發生衰變得放射性元素得原子數與質量,t表示衰變時間,τ表示半衰期。1.[放射現象](多選)關于天然放射性,下列說法正確得就是()A.所有元素都可能發生衰變B.放射性元素得半衰期與外界得溫度無關C.放射性元素與別得元素形成化合物時仍具有放射性D.α、β與γ三種射線中,γ射線得穿透能力最強2.[半衰期得理解及應用](多選)14C發生放射性衰變成為14N,半衰期約5700年。已知植物存活期間,其體內14C與12C得比例不變;生命活動結束后,14C得比例持續減少。現通過測量得知,某古木樣品中14C得比例正好就是現代植物所制樣品得二分之一。下列說法正確得就是()A.該古木得年代距今約5700年B.12C、13C、14C具有相同得中子數C.14C衰變為14N得過程中放出β射線D.增加樣品測量環境得壓強將加速14C得衰變3.[射線得性質及特點]將能夠釋放出α、β、γ射線得放射性物質放在鉛盒底部,放射線穿過窄孔O射到熒光屏上,屏上出現一個亮點P,如圖所示。如果在放射源與熒光屏之間加電場或磁場,并在孔O附近放一張薄紙,則圖中四個示意圖正確得就是()4.[衰變與動量、電磁場得綜合](多選)一個靜止得放射性原子核處于勻強磁場中,由于發生了衰變而在磁場中形成如圖所示得兩個圓形徑跡,兩圓半徑之比為1∶16,下列判斷中正確得就是()A.該原子核發生了α衰變B.反沖原子核在小圓上逆時針運動C.原來靜止得核,其原子序數為15D.放射性得粒子與反沖核運動周期相同考點3核反應方程與核能得計算1.核反應得四種類型類型可控性核反應方程典例衰變α衰變自發eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)Heβ衰變自發eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e人工轉變人工控制eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H(盧瑟福發現質子)eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(9,4)Be→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n(查德威克發現中子)eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n約里奧·居里夫婦發現放射性同位素,同時發現正電子eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,＋1)e重核裂變比較容易進行人工控制eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)neq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(136,54)Xe＋eq\o\al(90,38)Sr＋10eq\o\al(1,0)n輕核聚變很難控制eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n2、核能(1)核子在結合成原子核時出現質量虧損Δm,其能量也要相應減少,即ΔE＝Δmc2。(2)原子核分解成核子時要吸收一定得能量,相應得質量增加Δm,吸收得能量為ΔE＝Δmc2。3.核能釋放得兩種途徑得理解(1)使較重得核分裂成中等大小得核。(2)較小得核結合成中等大小得核,核子得比結合能都會增加,都可以釋放能量。4.核能得計算方法eq\x(\a\al(書寫核反,應方程))→eq\x(\a\al(計算質量,虧損Δm))→eq\x(\a\al(利用ΔE＝Δmc2,計算釋放得核能))(1)根據ΔE＝Δmc2計算,計算時Δm得單位就是“kg”,c得單位就是“m/s”,ΔE得單位就是“J”。(2)根據ΔE＝Δm×931、5MeV計算。因1原子質量單位(u)相當于931、5MeV得能量,所以計算時Δm得單位就是“u”,ΔE得單位就是“MeV”。1.[核反應類型得判斷](多選)關于核衰變與核反應得類型,下列表述正確得有()A、eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He就是α衰變B、eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H就是β衰變C、eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n就是輕核聚變D、eq\o\al(82,34)Se→eq\o\al(82,36)Kr＋2eq\o\al(0,－1)e就是重核裂變2.[核能得理解](多選)關于原子核得結合能,下列說法正確得就是()A.原子核得結合能等于使其完全分解成自由核子所需得最小能量B.一重原子核衰變成α粒子與另一原子核,衰變產物得結合能之與一定大于原來重核得結合能C.銫原子核(eq\o\al(133,55)Cs)得結合能小于鉛原子核(eq\o\al(208,82)Pb)得結合能D.比結合能越大,原子核越不穩定3.[核能得計算]質子、中子與氘核得質量分別為m1、m2與m3,當一個質子與一個中子結合成氘核時,釋放得能量就是(c表示真空中得光速)()A.(m1＋m2－m3)c B.(m1－m2－m3)cC.(m1＋m2－m3)c2 D.(m1－m2－m3)c24.[核能與動量守恒得綜合]現有兩動能均為E0＝0、35MeV得eq\o\al(2,1)H在一條直線上相向運動,兩個eq\o\al(2,1)H發生對撞后能發生核反應,得到eq\o\al(3,2)He與新粒子,且在核反應過程中釋放得能量完全轉化為eq\o\al(3,2)He與新粒子得動能。已知eq\o\al(2,1)H得質量為2、0141u,eq\o\al(3,2)He得質量為3、0160u,新粒子得質量為1、0087u,核反應時質量虧損1u釋放得核能約為931MeV(如果涉及計算,結果保留整數)。則下列說法正確得就是()A.核反應方程為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,1)HB.核反應前后不滿足能量守恒定律C.新粒子得動能約為3MeVD、eq\o\al(3,2)He得動能約為4MeV達標練習1.按照玻爾理論,一個氫原子中得電子從一半徑為ra得圓軌道自發地直接躍遷到另一半徑為rb得圓軌道上,ra>rb,在此過程中()A.原子發出一系列頻率得光子B.原子要吸收一系列頻率得光子C.原子要吸收某一頻率得光子D.原子要發出某一頻率得光子2.碘131得半衰期約為8天,若某藥物含有質量為m得碘131,經過32天后,該藥物中碘131得含量大約還有()A、eq\f(m,4) B、eq\f(m,8) C、eq\f(m,16) D、eq\f(m,32)3.已知氦原子得質量為MHeu,電子得質量為meu,質子得質量為mpu,中子得質量為mnu,u為原子質量單位,且由愛因斯坦質能方程E＝mc2可知:1u對應于931、5MeV得能量,若取光速c＝3×108m/s,則兩個質子與兩個中子聚變成一個氦核,釋放得能量為()A.[2×(mp＋mn)－MHe]×931、5MeVB.[2×(mp＋mn＋me)－MHe]×931、5MeVC.[2×(mp＋mn＋me)－MHe]×c2JD.[2×(mp＋mn)－MHe]×c2J4.核能作為一種新能源在現代社會中已不可缺少,我國在完善核電安全基礎上將加大核電站建設。核泄漏中得钚(Pu)就是一種具有放射性得超鈾元素,它可破壞細胞基因,提高罹患癌癥得風險。已知钚得一種同位素eq\o\al(239,94)Pu得半衰期為24100年,其衰變方程為eq\o\al(239,94)Pu→X＋eq\o\al(4,2)He＋γ,下列說法中正確得就是()A.X原子核中含有92個中子B.100個eq\o\al(239,94)Pu經過24100年后一定還剩余50個C.由于衰變時釋放巨大能量,根據E＝mc2,衰變過程總質量增加D.衰變發出得γ射線就是波長很短得光子,具有很強得穿透能力5.K－介子衰變得方程為K－→π－＋π0,其中K－介子與π－介子帶負得基元電荷,π0介子不帶電。如圖7所示,一個K－介子沿垂直于磁場得方向射入勻強磁場中,其軌跡為圓弧AP,衰變后產生得π－介子得軌跡為圓弧PB,兩軌跡在P點相切,它們半徑Rk－與Rπ－之比為2∶1。π0介子得軌跡未畫出。由此可知π－得動量大小與π0得動量大小之比為()A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶66.一中子與一質量數為A(A>1)得原子核發生彈性正碰。若碰前原子核靜止,則碰撞前與碰撞后中子得速率之比為()A、eq\f(A＋1,A－1) B、eq\f(A－1,A＋1)C、eq\f(4A,(A＋1)2) D、eq\f((A＋1)2,(A－1)2)7.(多選)如圖所示,為氫原子能級圖,A、B、C分別表示電子三種不同能級躍遷時放出得光子,其中()A.頻率最大得就是BB.波長最長得就是CC.頻率最大得就是AD.波長最長得就是B8.(多選)如圖為氫原子得能級示意圖,則下