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1、波粒二象性 原子結構與原子核（1)光電效應現(xiàn)象與光電效應方程的應用；(2)原子核式結構；(3)氫原子光譜規(guī)律、能級躍遷；(4)核衰變與核反應方程；(5)核能與愛因斯坦質能方程。二、考點突破1下列幾種說法中有一種是錯誤的，它是()A大如太陽、地球等這些宏觀的運動物體也具有波動性，這種波是物質波B光子與物質微粒發(fā)生相互作用時，不僅遵循能量守恒，還遵循動量守恒C光子與光電子是同一種粒子，它們對應的波也都是概率波D核力是一種強相互作用力，熱核反應中庫侖力做功與核力做功相比能忽略2用圖示裝置研究光電效應現(xiàn)象，光電管陰極K與滑動變阻器的中心抽頭c相連，當滑動頭P從a移到c的過程中，光電流始終為零。為了產生
2、光電流，可采取的措施是()A增大入射光的強度B增大入射光的頻率C把P向a移動D把P從c向b移動3一個德布羅意波長為1的中子和另一個德布羅意波長為2的氘核同向正碰后結合成一個氚核，該氚核的德布羅意波長為()ABCD4(多選)用甲、乙兩種單色光照射同一金屬做光電效應實驗，發(fā)現(xiàn)光電流與電壓的關系如圖5所示。已知普朗克常量為h，被照射金屬的逸出功為W0，遏止電壓為Uc，電子的電荷量為e，則下列說法正確的是()A甲光的強度大于乙光的強度B甲光的頻率大于乙光的頻率C甲光照射時產生的光電子初動能均為eUcD乙光的頻率為5氫原子處于基態(tài)時的能量為E0，激發(fā)態(tài)與基態(tài)之間的能量關系為En(n1，2，3)，處于基態(tài)
3、的大量氫原子由于吸收某種單色光后，最多能產生3種不同頻率的光，已知普朗克常量為h，則產生的3種不同頻率的光中，最小的頻率為()A B C D6Th經過一系列衰變和衰變后變成Pb，則Pb比Th少()A16個中子，8個質子B8個中子，16個質子C24個中子，8個質子 D8個中子，24個質子7(多選)核電站核泄漏的污染物中含有碘131和銫137。碘131的半衰期約為8天，會釋放射線；銫137是銫133的同位素，半衰期約為30年，發(fā)生衰變時會輻射射線，下列說法正確的是()A碘131釋放的射線由氦核組成，衰變的方程是IXeeB碘131釋放的射線是電子流，衰變的方程是IXeeC與銫137相比，碘131衰變
4、更慢，且銫133和銫137含有相同的質子數(shù)D銫137衰變時輻射出的光子能量大于可見光光子能量8放射性同位素釷Th經一系列、衰變后生成氡Rn，以下說法正確的是()A每經過一次衰變原子核的質量數(shù)會減少2個B每經過一次衰變原子核的質子數(shù)會增加1個C放射性元素釷Th的原子核比氡Rn原子核的中子數(shù)少4個D釷Th衰變成氡Rn一共經過2次衰變和3次衰變9(多選)研究光電效應規(guī)律的實驗裝置如圖所示，以頻率為的光照射光電管陰極K時，有光電子產生。由于光電管K、A間加的是反向電壓，光電子從陰極K發(fā)射后將向陽極A做減速運動。光電流i由圖中電流計G測出，反向電壓U由電壓表V測出。當電流計的示數(shù)恰好為零時，電壓表的示數(shù)
5、稱為反向遏止電壓Uc，在下圖所表示光電效應實驗規(guī)律的圖象中，正確的是()10不同色光的光子能量如下表所示：色光紅橙黃綠藍靛紫光子能量范圍(eV)1.612.002.002.072.072.142.142.532.532.762.763.10氫原子部分能級的示意圖如圖所示。大量處于n4能級的氫原子，發(fā)射出的光的譜線在可見光范圍內，其顏色分別為()A紅、藍靛 B紅、紫C橙、綠 D藍靛、紫11根據(jù)玻爾理論，氫原子的能級公式為En(n為能級，A為基態(tài)能量)，一個氫原子中的電子從n4的能級直接躍遷到基態(tài)，在此過程中()A氫原子輻射一個能量為的光子B氫原子輻射一個能量為的光子C氫原子輻射一系列頻率的光子，
6、其中頻率最大的光子能量為D氫原子輻射一系列頻率的光子，其中頻率最大的光子能量為12如圖甲所示是研究光電效應規(guī)律的光電管。用波長0.50 m的綠光照射陰極K，實驗測得流過表的電流I與AK之間的電勢差UAK滿足如圖乙所示規(guī)律，取h6.631034 Js。結合圖象，求：(結果保留兩位有效數(shù)字)(1)每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)和光電子飛出陰極K時的最大動能。(2)該陰極材料的極限波長。13在磁感應強度為B的勻強磁場中，一個靜止的放射性原子核發(fā)生了一次衰變。放射出的粒子(He)在與磁場垂直的平面內做圓周運動，其軌道半徑為R。以m、q分別表示粒子的質量和電荷量。(1)放射性原子核用X表示，新核的元素符號用Y
7、表示，寫出該衰變的核反應方程。(2)粒子的圓周運動可以等效成一個環(huán)形電流，求圓周運動的周期和環(huán)形電流大小。(3)設該衰變過程釋放的核能都轉化為粒子和新核的動能，新核的質量為M，求衰變過程的質量虧損m。答案二、考點突破1【答案】C【解析】大如太陽、地球等這些宏觀的運動物體也具有波動性，這種波是物質波，故A正確；光子與物質微粒發(fā)生相互作用時，不僅遵循能量守恒，還遵循動量守恒，故B正確；光子是光的組成部分，而光電子是電子，故二者不相同，故C錯誤；根據(jù)核力的特點可知，核力是一種強相互作用力，熱核反應中庫侖力做功與核力做功相比能忽略，故D正確；本題選錯誤的，故選C。2【答案】B【解析】能否產生光電效應與
8、入射光的強度無關，增大入射光的強度，仍不能產生光電流，故A錯誤。增大入射光的頻率，當入射光的頻率大于金屬的極限頻率時，產生光電效應，金屬有光電子發(fā)出，電路中能產生光電流，故B正確。把P向a移動，P點電勢大于c點的電勢，光電管加上正向電壓，但不能產生光電效應，沒有光電流形成，故C錯誤。把P從c向b移動，光電管加反向電壓，不能產生光電效應，沒有光電流形成，故D錯誤。3【答案】A【解析】中子的動量p1，氘核的動量p2，同向正碰后形成的氚核的動量p3p2p1，所以氚核的德布羅意波長3，A正確。4【答案】AD【解析】根據(jù)光的強度越強，則光電子數(shù)目越多，對應的飽和電流越大，即可判定甲光的強度較大，選項A正
9、確；由光電效應方程EkhW0，EkeUc，由圖可知，甲、乙的遏止電壓相同，故甲、乙的頻率相同，選項B錯誤；甲光照射時產生的光電子的最大初動能為eUc，選項C錯誤；根據(jù)EkhW0eUc，可得，選項D正確。5【答案】B【解析】處于基態(tài)的氫原子能量為E0，n2能級的原子能量為，n3能級的原子能量為，從n3能級躍遷到n2能級，能量變化最小，則對應的頻率最小，因此從n3能級躍遷到n2能級有h，解得，故選B。6【答案】A【解析】Pb比Th質子數(shù)少(9082)8個，核子數(shù)少(232208)24個，所以中子數(shù)少(248)16個，故A正確；B、C、D錯誤。7【答案】BD【解析】射線實際是電子流，故A錯誤，B正確
10、；半衰期是放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變時所需的時間，碘131的半衰期約為8天，銫137的半衰期約為30年，碘131衰變更快；同位素是具有相同的質子數(shù)和不同的中子數(shù)的元素，故銫133和銫137含有相同的質子數(shù)，故C錯誤；射線是高頻電磁波，其光子能量大于可見光的光子能量，故D正確。8【答案】B【解析】每經過一次衰變，電荷數(shù)減少2，質量數(shù)減少4，故A錯誤每經過一次衰變，電荷數(shù)增加1，質量數(shù)不變，質子數(shù)等于電荷數(shù)，則質子數(shù)增加1個，故B正確元素釷Th的原子核的質量數(shù)為232，質子數(shù)為90，則中子數(shù)為142，氡Rn原子核的質量數(shù)為220，質子數(shù)為86，則中子數(shù)為134，可知放射性元素釷Th的原子核比
11、氡Rn原子核的中子數(shù)多8個，故C錯誤釷Th衰變成氡Rn，可知質量數(shù)減少12，電荷數(shù)減少4，因為經過一次衰變，電荷數(shù)減少2，質量數(shù)減少4，經過一次衰變，電荷數(shù)增加1，質量數(shù)不變，可知經過了3次衰變，2次衰變，故D錯誤。9【答案】ACD【解析】當反向電壓U與入射光頻率一定時，光電流i與光強成正比，所以A圖正確；頻率為的入射光照射陰極所發(fā)射出的光電子的最大初動能為mevmax2hW0，而截止電壓Uc與最大初動能的關系為eUcmvmax2，所以截止電壓Uc與入射光頻率的關系是eUchW0，其函數(shù)圖象不過原點，所以B圖錯誤；當光強與入射光頻率一定時，單位時間內單位面積上逸出的光電子數(shù)及其最大初動能是一定
12、的，所形成的光電流強度會隨反向電壓的增大而減少，所以C圖正確；根據(jù)光電效應的瞬時性規(guī)律，不難確定D圖是正確的。10【答案】A【解析】計算出各種光子能量然后和表格中數(shù)據(jù)進行對比，便可解決本題。氫原子處于第四能級，能夠發(fā)出12.75 eV、12.09 eV、10.2 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV的六種光子，1.89 eV和2.55 eV屬于可見光，1.89 eV的光子為紅光，2.55 eV的光子為藍靛光。11【答案】B【解析】根據(jù)玻爾理論，一個氫原子中的電子從n4的能級直接躍遷到基態(tài)，輻射一個光子的能量為EE4E1，選項B正確，A、C、D錯誤。12【解析】(1)光電流達到飽和時，陰極發(fā)射的光電子全部到達陽極A，陰極每秒鐘發(fā)射的光電子的個數(shù)n(個)4.01012(個)光電子的最大初動能為：EkmeU01.61019 C0.6 V9.61020 J。(2)設陰極材料的極限波長為0，根據(jù)愛因斯坦光電效應方程：Ekmhh，代入數(shù)據(jù)得00.66 m。13【解析】(1)XYHe。(2)設粒子的速度大小為v，由qvBm，T得粒子在磁場中運動周期T環(huán)形電流大小I。(3)由qvBm，得v設衰變后新核Y的速度大小為v，系統(tǒng)動量守恒Mvmv0v由mc2Mv2mv2得m。7
2020屆高考物理二輪復習 瘋狂專練20 波粒二象性 原子結構與原子核（含解析）
