2024版高考物理一轮复习第十四章近代物理初步第1讲光电效应波粒二象性练习含解析新人教版.doc

2024版高考物理一轮复习第十四章近代物理初步第1讲光电效应波粒二象性练习含解析新人教版第1讲光电效应波粒二象性一、选择题(本题共12小题，17题为单选，812题为多选)1在通往量子论的道路上，一大批物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法正确的是(A)A爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象B德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念C玻尔在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念D普朗克把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性解析爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象，选项A正确；玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，选项B错误；普朗克在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，选项C错误；德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性，选项D错误。2被誉为“中国天眼”的世界最大单口径射电望远镜(简称FAST)坐落在贵州省平塘县，用来接收来自宇宙深处的电磁波。“中国天眼”的存在，使得深空通讯能力延伸至太阳系外缘行星，对探索宇宙的起源和地外文明具有重要意义。如果为天眼配备一部发射功率为百万瓦级(106 W)的发射机，其发射的无线电波波长为126厘米，那么该发射机每秒钟发射的光子数量的数量级约为(取真空光速c3×108 m/s，普朗克常量h6.6×1034 J·s)(C)A1023B1027C1031D1035解析设发射机每秒钟发射的光子数量为n，则t0时间内发射光子的总能量为Ent0，由h和得Ent0h，则有nt0hPt0，代入数据，最终可得n的数量级约为1031，故C正确。3(2021·浙江温州月考)如图所示是研究光电管产生光电流的电路图，A、K是光电管的两个电极，已知该光电管阴极金属的极限频率为0，元电荷为e，普朗克常量为h。现将频率为(大于0)的光照射在阴极上，则下列方法一定能够增加饱和光电流的是(B)A入射光强度不变，增加光的频率B入射光频率不变，增加入射光强度C增加A、K电极间的电压D减小A、K电极间的电压解析本题考查影响饱和光电流的条件。入射光强度不变，增加光的频率，则单位时间内入射光的光子数目减少，导致光电流的饱和值减小，选项A错误；入射光频率不变，增加光强，则单位时间内入射光的光子数目增多，导致光电流的饱和值增大，选项B正确；增加A、K电极间的电压，会导致光电流增大，但饱和值不变，选项C错误；减小A、K电极间的电压，会导致光电流减小，但饱和值不变，选项D错误。4(2021·河北衡水中学模拟)如图所示是某金属在光的照射下，光电子的最大初动能Ek与入射光的波长的倒数(1/)的关系图像，由图像可知(B)A图像中的0是发生光电效应的入射光的最小波长B普朗克常量和光速的乘积hcE0C该金属的逸出功等于ED若入射光的波长为0/3，产生的光电子的最大初动能为4 E解析本题考查对Ek1/图像的理解。由光电效应方程可得EkW逸出，则题图像中的0是该金属发生光电效应的入射光的最大波长，选项A错误；当Ek0时，W逸出且W逸出E，则hcE0，选项B正确，C错误；若入射光的波长为0/3，产生的光电子的最大初动能为EkW逸出2 E，选项D错误。5(2019·天津)如图为a、b、c三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。由a、b、c组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是(C)ABCD解析由爱因斯坦光电效应方程EkhW0和动能定理eU0Ek得eUhW0，知遏止电压大，则光的频率大，b>c>a，由光的色散现象知频率越大，折射率越大，光的偏折角越大。选项C正确。6(2020·黑龙江牡丹江一中期末)用如图所示的装置研究光电效应现象，用光子能量为2.5 eV的某种光照射到光电管上时，电流表G示数不为零；移动滑动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表示数为零。以下说法正确的是(B)A光电管阴极的逸出功为0.7 eVB光电管阴极的逸出功为1.8 eVC光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D当电压表示数大于0.7 V时，如果把入射光的强度增大到一定程度，电流表可能会有示数解析本题考查光电效应现象。根据EkeUc和光电效应方程EkhW0可知，eUchW0，故W0heUc1.8 eV，A错误，B正确；根据光电效应方程EkhW0可知光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，但不是正比关系，C错误；当电压表示数大于0.7 V时，电流表示数为零，说明此电压为遏止电压，此时增大入射光的强度并不能增大光电子的最大初动能，遏止电压不变，逸出的光电子仍不能到达另一电极，电流表示数仍为零，D错误。7近年来，数码相机几近家喻户晓，用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素，1像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，现知300万像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因可以理解为(D)A光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的B光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的C大量光子表现出光具有粒子性D光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性解析由题意知像素越高形成照片的光子数越多，表现的波动性越强，照片越清晰，D项正确。8(2021·江苏常州月考)实物粒子和光都具有波粒二象性。下列事实中突出体现波动性的是(ACD)A电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D人们利用电子显微镜观测物质的微观结构解析电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，可以说明电子是一种波，故A正确；射线在云室中穿过会留下清晰的径迹，可以说明射线是一种粒子，故B错误；人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，中子衍射说明中子是一种波，故C正确；人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，利用了电子束的衍射现象，说明电子束是一种波，故D正确。9关于物质的波粒二象性，下列说法中正确的是(ABC)A不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C波动性和粒子性在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性解析由德布罗意的理论可知A、C正确；运动的微观粒子到达的位置具有随机性，没有特定的运动轨道，B正确；宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，不是不具有波粒二象性，D错误。10某种金属逸出光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系如图所示。已知该金属的逸出功为W0，普朗克常量为h。下列说法正确的是(CD)A入射光的频率越高，金属的逸出功越大BEk与入射光的频率成正比C图中图线的斜率为hD图线在横轴上的截距为解析金属的逸出功是由金属自身决定的，与入射光频率无关，其大小W0hc，故选项A错误；根据爱因斯坦光电效应方程EkhW0，可知光电子的最大初动能Ek与入射光的频率成线性关系，不是成正比，故选项B错误；根据爱因斯坦光电效应方程EkhW0，可知斜率kh，故选项C正确；由图可知，图线在横轴上的截距为，故选项D正确。11(2020·山西太原五中月考)现用某一光电管进行光电效应的实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是(AC)A保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B入射光的频率变高，饱和光电流变大C入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生解析本题考查光电效应及其相关的知识点，意在考查考生对光电效应知识的理解能力。根据光电效应规律，保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，则饱和光电流变大，选项A正确；由爱因斯坦光电效应方程知，入射光的频率变高，产生的光电子最大初动能变大，而饱和光电流与入射光的频率和光强都有关，选项B错误，C正确；保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，当入射光的频率小于极限频率时，就不能产生光电效应，没有光电流产生，选项D错误。12(2021·广东六校联盟联考)如图所示，在光电效应实验中，用频率为a。的单色光a照射到光电管的阴极K上，光电子的最大初动能为Eka，遏止电压为Ua。下列说法正确的是(BD)A若换用频率小的单色光b做实验，一定不能发生光电效应B若换用频率大的单色光b做实验，则光电子的最大初动能满足Ekb>EkaC若实验中增大单色光a的强度，则遏止电压也会增大D增大单色光a的强度，保持滑片P不动，光电流变大解析本题考查光电效应的发生条件以及影响光电子的最大初动能的因素。根据光电效应的产生条件可知，入射光的频率大于极限频率才能发生光电效应，若换用频率小的单色光b做实验，可能发生光电效应，也可能不发生光电效应，选项A错误；若换用频率大的单色光b做实验，根据光电效应方程可知EkmhW0，光电子的最大初动能增大，满足Ekb>Eka，选项B正确；根据动能定理可知eUaEkm，增大单色光a的强度，遏止电压不变，选项C错误；增大单色光的强度，保持滑片P不动，则单位时间内逸出的光电子数增多，光电流变大，选项D正确。二、非选择题13(2021·任丘市第一中学高三月考)如图所示，用导线将验电器与洁净锌板连接，触摸锌板使验电器指针归零。用紫外线照射锌板，验电器指针发生明显偏转，接着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板，发现验电器指针张角减小，此现象说明锌板带正电(选填写“正”或“负”)；若改用红外线重复上实验，结果发现验电器指针根本不会发生偏转，说明金属锌的极限频率大于红外线的频率(选填“大于”或“小于”)。解析用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，当其接触锌板时发现验电器指针张角减小，这说明锌板带电量减小，故锌板带正电，部分电量被橡胶棒所带负电中和；用红外线照射验电器指针偏角不变，说明锌板未发生光电效应，说明锌板的极限频率大于红外线的频率。14(2021·江苏南通模拟)我国自行研制的一种大型激光器，能发出频率为、功率为P0的高纯度和高亮度激光。如图所示，光电管的阴极K用某金属制成，闭合开关S，当该激光射向阴极，产生了光电流。移动变阻器的滑片P，当光电流恰为零时，电压表的示数为Uc，已知普朗克常量为h，电子电荷量为e，真空中的光速为c。求：(1)激光器发出的光子的动量p；(2)光电管阴极K的截止频率c。答案(1)(2)解析本题考查光子的动量和光电效应方程的应用。(1)由p，解得p。(2)由eUcEkm，又EkmhW0，且W0hc，解得c。第十四章近代物理初步课标解读课程标准命题热点1了解人类探索原子结构的历史。知道原子核式结构模型。通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。2了解原子核的组成和核力的性质。知道四种基本相互作用。能根据质量数守恒和电荷数守恒写出核反应方程。3了解放射性和原子核衰变。知道半衰期及其统计意义。了解放射性同位素的应用，知道射线的危害与防护。4认识原子核的结合能，了解核裂变反应和核聚变反应。关注核技术应用对人类生活和社会发展的影响。5了解人类对物质结构的探索历程。6通过实验，了解光电效应现象。能根据实验结论说明光的波粒二象性。知道爱因斯坦光电效应方程及其意义。7知道实物粒子具有波动性，了解微观世界的量子化现象。体会量子论的建立对人们认识物质世界的影响。(1)光电效应的规律及爱因斯坦光电效应方程的应用。(2)氢原子的能级结构、能级跃迁公式的理解及应用。(3)原子核的衰变规律、半衰期公式的理解及应用。(4)核反应方程及核能的计算。(5)光子说、原子结构模型、元素的放射性、质子及中子和正电子的发现等有关物理学史。第1讲光电效应波粒二象性知识梳理·双基自测ZHI SHI SHU LI SHUANG JI ZI CE知识点1光电效应1光电效应现象：在光的照射下，金属中的电子从表面逸出的现象，发射出来的电子叫光电子。2光电效应的产生条件：入射光的频率大于金属的极限频率。3光电效应的四个规律：(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于截止频率或极限频率才能产生光电效应。低于截止频率时不能发生光电效应。(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的，一般不超过109 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。注意：入射光频率一定时，光照强度决定着每秒钟光源发射的光子数，而光的频率决定着每个光子的能量。4用光电管研究光电效应：(1)光电效应电路图。(2)光电流与饱和光电流。入射光强度：单位时间内入射到金属表面单位面积上的能量。频率一定时，光强越大，光子数越多。光电流：光电子在电路中形成的电流。光电流有最大值，未达到最大值以前，其大小和光强、电压都有关，达到最大值以后，光电流和光强成正比。饱和光电流：在一定频率与强度的光照射下的最大光电流，饱和光电流不随电路中电压的增大而增大。知识点2爱因斯坦光电效应方程1光子说在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫作一个光的能量子，简称光子，光子的能量h。(其中h6.63×1034 J·s。称为普朗克常量)2逸出功W0使电子脱离某种金属所做功的最小值。3最大初动能发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。4遏止电压与截止频率(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压Uc。(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫作该种金属的截止频率(又叫极限频率)。不同的金属对应着不同的极限频率。5爱因斯坦光电效应方程(1)表达式：EkhW0。(2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是h，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能Ekmev2。知识点3光的波粒二象性物质波1光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。(2)光电效应、康普顿效应说明光具有粒子性。(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性。2物质波(1)概率波光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波。(2)物质波任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长，p为运动物体的动量，h为普朗克常量。双基自测一、堵点疏通1光和光电子都是实物粒子。(×)2光的频率越高，光的粒子性越明显，但仍具有波动性。()3德国物理学家普朗克提出了量子假说，成功地解释了光电效应规律。(×)4只要入射光的强度足够强，就可以使金属发生光电效应。(×)5法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现为波动性。()二、对点激活1关于热辐射，下列说法中正确的是(C)A一般物体的热辐射强度只与物体的温度有关B黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，所以黑体一定是黑的C一定温度下，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值D温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长增大的方向移动解析一般物体的热辐射强度除与温度有关之外。还与材料、表面状况有关，A错误；黑体可以辐射可见光，不一定是黑的，B错误；由黑体辐射的实验规律知，C正确，D错误。2(2019·广东珠海一模)如图所示，用紫外线灯照射锌板，发现验电器的指针偏转，以下说法正确的是(C)A锌板带正电，指针带负电B锌板带负电，指针带正电C锌板带正电，指针带正电D锌板带负电，指针带负电解析本题考查光电效应。用紫外线灯照射锌板，有电子逸出，所以锌板带正电，验电器指针与锌板连接，同样带正电。所以C正确，A、B、D错误。3下列关于光的波粒二象性的理解，正确的是(D)A大量的光子中有些光子表现出波动性，有些光子表现出粒子性B光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子C高频光是粒子，低频光是波D波粒二象性是光的属性，有时它的波动性显著有时它的粒子性显著解析光的波粒二象性是光的属性，不论其频率的高低还是光在传播或者是与物质相互作用，光都具有波粒二象性，大量光子的行为易呈现出波动性，少量光子的行为易表现出粒子性，光的频率越高，粒子性越强，光的频率越低，波动性越强，故A、B、C错误，D项正确。核心考点·重点突破HE XIN KAO DIAN ZHONG DIAN TU PO考点一光电效应规律和光电效应方程的应用1四点提醒(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率。(2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光。(3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关。(4)光电子不是光子，而是电子。2两条对应关系(1)光照强度大光子数目多发射光电子多光电流大； (2)光子频率高光子能量大光电子的最大初动能大。3三个关系式(1)爱因斯坦光电效应方程：EkhW0。(2)最大初动能与遏止电压的关系：EkeUc。(3)逸出功与极限频率的关系W0h0。例1(2020·山东泰安一模)如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则(D)A若增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大B若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生C若换用波长为1(1>0)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流D若换用波长为2(2<0)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流解析光电流的强度与入射光的强度有关，当光越强时，光电子数目会增多，初始时电压增加，光电流可能会增加，当达到饱和光电流后，再增大电压，则光电流也不会增大了，故A错误；将电路中电源的极性反接，电子受到电场阻力，到达A极的数目会减少，则电路中电流会减小，甚至没有电流，故B错误；若换用波长为1(1>0)的光的频率有可能大于极限频率，电路中可能有光电流，故C错误；若换用波长为2(2<0)的光的频率一定大于极限频率，电路中一定有光电流，故D正确。变式训练1(2020·山东高考模拟)如图所示，有一束单色光入射到极限频率为0的金属板K上，具有最大初动能的某出射电子，沿垂直于平行板电容器极板的方向，从左侧极板上的小孔入射到两极板间的匀强电场后，到达右侧极板时速度刚好为零。已知电容器的电容为C，带电量为Q，极板间距为d，普朗克常量为h，电子电量的绝对值为e，不计电子的重力。关于电容器右侧极板的带电情况和入射光的频率，以下判断正确的是(C)A带正电，0B带正电，0C带负电，0D带负电，0解析以最大初动能入射至电容器的电子经板间电场到达右侧极板速度刚好为0，说明电场力做负功，电场强度方向向右，右侧极板所带电荷为负电荷，且eU0Ek0，其中由电容器电压与电荷量的关系知U，由最大初动能与单色光入射频率的关系知Ek0hh0；代入化简可得0。考点二光电效应图像图像名称图线形状由图线直接(间接)得到的物理量最大初动能Ekm与入射光频率的关系图线极限频率：图线与轴交点的横坐标0逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的值W0|E|E普朗克常量：图线的斜率kh颜色相同、强度不同 的光，光电流与电压的关系遏止电压Uc：图线与横轴的交点饱和光电流I m：电流的最大值最大初动能：EkmeUc颜色不同时，光电流与电压的关系遏止电压Uc1、Uc2饱和光电流最大初动能Ek1eUc1，Ek2eUc2遏止电压Uc与入射光频率的关系图线截止频率0：图线与横轴的交点遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电量的乘积，即hke。(注：此时两极之间接反向电压)例2(多选)用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图。则这两种光(BC)A照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大C通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大D通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大解析由图可知b光照射时对应遏止电压Uc2大于a光照射时的遏止电压Uc1。因eUc mv2，而hW mv2，所以b光照射时光电子最大初动能大，且可得b>a，b<a，故A、D错，C对；b光折射率大于a光折射率，所以a光临界角大，B对。变式训练2(2021·安徽师大附中月考)用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子的最大初动能EK随入射光频率变化的EK图像，已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.34 eV，若将二者的图线画在同一个EK坐标系中，如图所示，用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反映这一过程的是(A)解析依据光电效应方程EKhW0可知，EK图线的斜率代表普朗克常量h，因此钨和锌的EK图线应该平行。图线的横轴截距代表截止频率0，而0，因此钨的截止频率小些，综上所述，选项A图正确。变式训练3(2021·湖北八校联考)表中是按照密立根的方法进行光电效应实验时得到的某金属的遏止电压Uc和入射光的频率的几组数据。Uc/V0.5410.6370.7140.8090.878/×1014 Hz5.6445.8886.0986.3036.501由以上数据应用Excel描点连线，可得直线方程，如图所示。则这种金属的截止频率约为(B)A3.5×1014 HzB4.3×1014 HzC5.5×1014 HzD6.0×1014 Hz解析遏止电压为零时，入射光的频率等于截止频率，根据方程Uc0.397 31.702 4，当Uc0时，解得4.3×1014 Hz，B正确。考点三对波粒二象性的理解1从数量上看：个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性。2从频率上看：频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，贯穿本领越强，越不容易看到光的干涉和衍射现象。3从传播与作用上看：光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时往往表现出粒子性。4波动性与粒子性的统一由光子的能量Eh、光子的动量表达式p也可以看出，光的波动性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的能量和动量的计算式中都含有描述波动性的物理量频率和波长。例3(2021·山东省青岛月考)(多选)1927年戴维孙和革末完成了电子衍射实验，该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一。如图所示的是该实验装置的简化图，下列说法正确的是(ABD)A亮条纹是电子到达概率大的地方B该实验说明物质波理论是正确的C该实验再次说明光子具有波动性D该实验说明实物粒子具有波动性解析电子属于实物粒子，电子衍射实验说明电子具有波动性，说明物质波理论是正确的，与光的波动性无关，B、D正确，C错误；物质波也是概率波，亮条纹是电子到达概率大的地方，A正确。2年高考·1年模拟2 NIAN GAO KAO 1 NIAN MO NI1(2020·浙江7月选考)下列说法正确的是(D)A质子的德布罗意波长与其动能成正比B天然放射的三种射线，穿透能力最强的是射线C光电效应实验中的截止频率与入射光的频率有关D电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性解析质子的波长，故A选项错误；三种射线中射线的穿透能力最强，故B选项错误；金属的截止频率决定于金属材料本身，与入射光的频率无关，故C选项错误；衍射现象是波特有的性质，D选项正确。2(2019·北京卷，19)光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果。组次入射光子的能量/eV相对光强光电流大小/mA逸出光电子的最大动能/eV第一组1234.04.04.0弱中强2943600.90.90.9第二组4566.06.06.0弱中强2740552.92.92.9由表中数据得出的论断中不正确的是(B)A两组实验采用了不同频率的入射光B两组实验所用的金属板材质不同C若入射光子的能量为5.0 eV，逸出光电子的最大动能为1.9 eVD若入射光子的能量为5.0 eV，相对光强越强，光电流越大解析A对：光子的能量Eh，入射光子的能量不同，故入射光子的频率不同。B错：由爱因斯坦的光电效应方程hWEk，可求出两组实验的逸出功W均为3.1 eV，故两组实验所用的金属板材质相同。C对：由hWEk，W3.1 eV；当h5.0 eV时，Ek1.9 eV。D对：光强越强，单位时间内射出的光子数越多，单位时间内逸出的光电子数越多，形成的光电流越大。本题选不正确的，故选B。3(2019·海南单科)(多选)对于钠和钙两种金属，其遏止电压Uc与入射光频率的关系如图所示。用h、e分别表示普朗克常量和电子电荷量，则(AB)A钠的逸出功小于钙的逸出功B图中直线的斜率为C在得到这两条直线时，必须保证入射光的光强相同D若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较高解析由UcehW得，Uc，由图像可知相同入射光频率，钠的Uc更大，所以钠的逸出功小于钙的逸出功，故A项正确；由Uc得，直线的斜率为，故B正确；Uc与入射光的强度无关，所以得到这两条直线时，无须保证入射光的光强相同，故C项错误；由 mhW，且钠的逸出功小于钙的逸出功得，两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能时，照射到钠的光频率较低，故D项错误。第2讲原子结构与原子核一、选择题(本题共13小题，17题为单选，813题为多选)1关于光电效应，下列表述正确的是(B)A光照时间越长，光电流越大B入射光频率大于极限频率时就能产生光电子C入射光足够强，就可以有光电流D不同的金属逸出功都是一样的解析光电流的大小与入射光的强度有关，与光照射的时间长短无关，故A错误；发生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率，故B正确；能否发生光电效应与入射光的强度无关，入射光足够强，不一定能产生光电流，故C错误；不同的金属逸出功是不同的，故D错误。故选B。2(2021·辽宁凤城月考)如图所示，氢原子在不同能级间发生a、b、c三种跃迁时，释放光子的频率分别是a、b、c，下列关系式正确的是(A)AbacBaCbDc解析本题考查氢原子能级跃迁与光子能量的表达式因为EmEnh，知EbEaEc，即hbhahc，解得bac，故选A。3(2021·宁夏银川月考)国产科幻大片流浪地球中讲述了太阳即将在未来出现“氦燃烧”现象，从而导致人类无法生存，决定移民到半人马座比邻星的故事，据科学家论证，太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，当太阳内部达到一定温度时，会发生“氦燃烧”，其中“氦燃烧”的核反应方程为 HeX Be，方程中X表示某种粒子， Be是不稳定的粒子，其半衰期为T，则下列说法正确的是(A)AX粒子是 HeB若使 Be的温度降低，其半衰期会减小C经过2T，一定质量的 Be剩余量为开始时的D“氦燃烧”的核反应是裂变反应解析本题考查核反应方程及半衰期。根据质量数和电荷数守恒可知，X粒子的质量数为4，电荷数为2，为 He，选项A正确；温度不能改变放射性元素的半衰期，选项B错误；经过2 T，质量为m的 Be剩余质量m02mm，选项C错误；“氦燃烧”的核反应是轻核聚变反应，选项D错误。4(2020·山东高考模拟)2019年是世界上首次实现元素人工转变100周年。1919年，卢瑟福用氦核轰击氮原子核，发现产生了另一种元素，该核反应方程可写为HeNXY。以下判断正确的是(B)Am16，n1Bm17，n1Cm16，n0Dm17，n0解析由质量数和电荷数守恒可得：414m1,278n，解得：m17，n1。5(2020·北京西城区一模)已知氡222的半衰期为3.8天。那么4 g放射性物质氡222经过7.6天，还剩下没有发生衰变的质量为(B)A2 gB1 gC0.5 gD0 g解析本题考查的是放射性元素的半衰期。根据衰变的半衰期公式mm0()n，其中m04 g，n为经历的半衰期的个数，n2，联立可得m4×2 g1 g，故选B。6(2020·云南玉溪一中期末)如图，天然放射性元素放出的射线通过电场后分成三束，则(C)A电离作用最强，是一种电磁波B贯穿本领最弱，用一张白纸就可以把它挡住C原子核放出一个粒子后，形成的新核比原来的电荷数多1D原子核放出一个粒子后，形成的新核质子数比原来少4，中子数比原来少2解析本题考查对三种射线的认识。向右偏转，知带负电，为射线，实质是电子流，电离作用不是最强，也不是电磁波，故A错误；不带电，是射线，为电磁波，穿透能力最强，故B错误；根据电荷数守恒知，原子核放出一个粒子后，新核的电荷数多1，故C正确；向左偏，知带正电，为射线，原子核放出一个粒子后，新核的质子数比原来少2，质量数少4，则中子数少2，故D错误。7(2020·山东济宁一模)日本福岛核事故是世界上最大的核事故之一，2019年2月13日首次“触及”到了该核电站内部的核残渣，其中部分残留的放射性物质的半衰期可长达1 570万年。下列有关说法正确的是(D)AU衰变成Pb要经过4次衰变和7次衰变B天然放射现象中产生的射线的速度与光速相当，穿透能力很强C将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期D放射性元素发生衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的解析本题考查天然放射性的几种衰变。设经x次衰变和y次衰变U衰变成Pb，根据质量数守恒和电荷数守恒得2382064x,92822xy，解得x8，y6，故要经过6次衰变和8次衰变，故A错误；射线是速度为0.1c的氦核流，穿透能力最弱；射线的穿透能力最强且速度与光速相当，故B错误；半衰期具有统计规律，只对大量的原子核适用，且半衰期的大小由原子核内部因素决定，与所处的物理环境和化学状态无关，故C错误；衰变放出的电子是来自原子核内的中子转化为质子时产生的，故D正确。8正电子是电子的反粒子，它跟普通电子的电荷量相等，而电性相反。反氢是氢元素的反物质，每个氢原子是由一个质子与一个电子构成，反氢原子的核外电子为一个正电子，由玻尔模型推测，关于反氢原子说法正确的是(AB)A反氢原子由一个带负电的质子和正电子组成B正电子绕核做圆周运动的轨道半径不是任意的C反氢原子的光谱是连续的D正电子从基态跃迁到激发态，其动能增加解析由原子呈电中性可知，在反氢原子中，质子带负电，由玻尔的原子结构模型可知，正电子的轨道半径只能是某些分立值，称为轨道量子化，故A、B正确；由于氢原子光谱是分立的，推测反氢原子光谱也是分立的，故C错误；正电子绕核运动，库仑力提供向心力，其从基态跃迁到激发态，轨道半径增大，动能减小，故D错误。9(2021·浙江东阳中学检测)根据玻尔理论，下列说法正确的是(AD)A各种原子吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的发射光谱中的一条亮线相对应B电子沿某一轨道绕核运动，若其圆周运动的频率是，则其发出光子的频率也是C若氢原子处于量子数为m(m>1)的定态，则氢原子是稳定的，不辐射光子D在巴耳末线系中，波长最长的谱线是从量子数n3的能级跃迁到n2的能级时发出的解析本题考查玻尔能级跃迁理论相关问题。根据光谱分析法可知，各种原子吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的发射光谱中的一条亮线相对应，A正确；当电子沿某一轨道绕核运动时并不向外辐射能量，其状态是稳定的，B错误；若氢原子处于量子数为m(m>1)的定态，则氢原子处于激发态，是不稳定的，会发生跃迁向外辐射光子，C错误；巴耳末公式为R(n3,4,5，)，故当波长最长时n3，即从n3能级跃迁至n2能级时辐射的光子频率最小，波长最长，D正确。10(2021·江苏扬州月考)人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数有如图所示的关系。下列关于原子结构和核反应的说法正确的是(BD)A由图可知，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要吸收能量B由图可知，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能C已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的射线能使某金属板逸出光电子，若增加射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大D在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度解析原子核D、E聚变成原子核 F，放出能量，选项A错误；A裂变成B、C，放出能量，选项B正确；增加入射光强度，光电子的最大初动能不变，选项C错误；镉棒能吸收中子，可控制核反应速度，选项D正确。 11(2021·红桥区月考)静止的Bi原子核在磁场中发生衰变后运动轨迹如图所示，大小圆半径分别为R1、R2。则下列关于此衰变方程和两圆轨迹半径比值判断正确的是(BC)ABiTlHeBBiPoeCR1R2841DR1R22074解析原子核发