2023年浙江选考高考物理二轮复习专题五加试选择题题型强化多选题型第3讲波粒二象性原子和原子核学案.pdf
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1、1/16 第 3 讲波粒二象性原子和原子核 选考考点分布 章知识内容考试要求历次选考统计必考加试2015/102016/042016/102017/042017/11 波粒二象性能量量子化b 15 光的粒子性c 14 16 15 15 粒子的波动性c 16 15 概率波b 不确定性关系b 原子结构电子的发现a 原子的核式结构模型b 氢原子光谱b 玻尔的原子模型c 14 14 15 14 15 原子核原子核的组成a 放射性元素的衰变c 14 14 探测射线的a 2/16 方法放射性的应用与防护a 核力与结合能c 16 14 14 核裂变c 16 14 核聚变c 14 粒子和宇宙a 考点一光电效应
2、的规律和理解1(多选)(2016 浙江4 月选考 16)在光电效应实验中,采用极限频率为c5.5 1014Hz 钠阴极,已知普朗克常量h6.6 1034Js,电子质量m9.1 1031 kg.用频率7.5 1014 Hz 的紫光照射钠阴极产生光电子的()A动能的数量级为1019 J B速率的数量级为108 m/s C动量的数量级为1027kgm/sD德布罗意波长的数量级为109 m 答案AD 解析根据EkhW0,W0hc,得:Ek1.32 1019 J,A 正确;由Ek12mv2,得v5105 m/s,B 错误;由p2mEk4.9 10 25kgm/s,C 错误;由ph得6.6 10 344.
3、9 10 251.3 109 m,故 D 正确2(多选)(人教版选修35P34“例题”改编)如图1 是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率变化的图线(直线与横轴的交点坐标为4.27,与纵轴交点坐标为0.5)由图可知()3/16 图 1 Hz144.27 10该金属的截止频率为AHz145.5 10该金属的截止频率为BC该图线的斜率表示普朗克常量D该金属的逸出功为0.5 eV答案AC图象的横轴的截距大小等于截止kE,0WhkE根据爱因斯坦光电效应方程解析得0WhkE错误由B正确,A故Hz.144.27 10频率,由图知该金属的截止频率为0W时,逸出功为00WhkE正确当C,故h
4、知,该图线的斜率表示普朗克常量错误D故J1.77 eV.19Hz2.831 1014Js4.27 10346.63 10ch3(多选)如图2 所示,用导线把验电器与锌板相连接,当用紫外线照射锌板时,发生的现象是()图 2 A有光子从锌板逸出B有电子从锌板逸出C验电器指针张开一个角度D锌板带负电答案BC解析用紫外线照射锌板是能够发生光电效应的,锌板上的电子吸收紫外线的能量从锌板表面逸出,称之为光电子,故A 错误,B 正确;锌板与验电器相连,带有相同电性的电荷,锌板失去电子应该带正电,且失去电子越多,带正电的电荷量越多,验电器指针张角越大,故C 正确,D错误4如图 3 所示为光电管工作原理图,当有
5、波长(均指真空中的波长,下同)为的光照射阴极K时,电路中有光电流,则()4/16 图 3 时,电路中一定没有光电流K的光照射阴极)1(1换用波长为A时,电路中一定有光电流K的光照射阴极)2(2换用波长为BC增加电路中电源电压,电路中的光电流一定增大D将电路中电源的极性反接,电路中可能有光电流答案BD错A的光的频率有可能大于极限频率,电路中可能有光电流,)1(1波长为解析正确;光B的光的频率一定大于极限频率,电路中一定有光电流,)2(2误;波长为电流的强度与入射光的强度有关,C 错误;将电路中电源的极性反接,加的是反向电压,此反向电压可能低于遏止电压,D正确1.光电效应在光的照射下金属中的电子从
6、金属表面逸出的现象,叫做光电效应,发射出来的电子叫做光电子2实验规律(1)每种金属都有一个极限频率(2)光子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入射光的频率增大而增大(3)光照射到金属表面时,光电子的发射几乎是瞬时的(4)光电流的强度与入射光的强度成正比3爱因斯坦光电效应方程(1)光子:光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的,而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的,这些能量子称为光子,频率为的光的能量子为h.(2)爱因斯坦光电效应方程.0WhkE或0WkEh表达式:物理意义:金属中电子吸收一个光子获得的能量是h,这些能量一部分用于克服金属的.kE逸出功,剩下的表现为逸出后电子的初动能考点二
7、玻尔理论和能级5/16 1(多选)(2017 浙江4 月选考 14)下列说法正确的是()A、射线都是电磁波B原子核中所有核子单独存在时质量总和大于该原子核的总质量C在LC振荡电路中,电容器刚放电时,电容器极板上电量最多,回路电流最小D处于n4 激发态的氢原子共能辐射出4 种不同频率的光子答案BC 解析 射线为高速电子流,不是电磁波,选项A 错原子核的总质量小于组成它的所有核子的质量之和,所以选项B 正确LC振荡电路中,电容器开始放电时,由于自感线圈的阻碍作用,因此回路电流从小变大,即选项C 正确处于n4 激发态的氢原子可以放出C2 46 种不同频率的光子,选项D 错2(多选)(2016 浙江1
8、0 月选考 15)如图4 为氢原子能级图,氢原子中的电子从n5 能级跃迁到n2 能级可产生a光;从n4 能级跃迁到n2 能级可产生b光a光和b光的波长分别为a和b,照射到逸出功为2.29 eV的金属钠表面均可产生光电效应,遏止电压分别为Ua和Ub.则()图 4 baAbUaUBCa光的光子能量为2.86 eV0.26 eVkE光产生的光电子最大初动能bD答案BCD2E4Ebh,2.86 eV3.4)eV(0.542E5Eah根据能级跃迁知识解析 0.85(3.4)eV2.55 eV,显然a光的光子能量大于b光的,即a光频率要大,波长光照a,所以0WhkE初动能正确根据光电效应方程可知,最大C错
9、,A要短,所以bkE光照射后的最大初动能为b,0.57 eV2.29)eV(2.86akE射后的最大初动能为正确B,选项bUaU正确根据遏止电压知识可知,D,选项0.26 eV2.29)eV(2.553(多选)(2015 浙江10 月选考 14 改编)氢原子从n6 跃迁到n2 能级时辐射出频率的光子下列说法正确的是2能级时辐射出频率为2n跃迁到5n的光子,从1为()的光子的能量较大1频率为A6/16 的光子的动量较大1频率为B的光产生的条纹间距较大1,频率为做双缝干涉实验时C的光产生的光电子1用同一种金属做光电效应实验时,若均可发生光电效应,频率为D的最大初动能较大答案ABD1,故可知频率为初
10、E末Eh氢原子从高能级跃迁到低能级时会辐射出光子,有解析的1,频率为hcp得光子的动量c,hp正确;由A,21的光子能量较大,光子动量较大,故B正确;在双缝干涉中,屏上相邻的明条纹(或暗条纹)之间距离x与波的光产生的条纹间1,频率为lcdldx的关系为l及屏到双缝距离d长、双缝间距的光产生的光电子的最大1,频率为0WhkE错误;做光电效应实验时,C距较小,故初动能较大,故D正确4(多选)(人教版选修35P58“玻尔理论对氢光谱的解释”改编)氢原子的部分能级如图5所示,已知可见光的光子能量在1.62 eV到 3.11 eV之间由此可推知,氢原子()图 5 A从高能级向n1 能级跃迁时发出的光的波
11、长比可见光的短B从高能级向n2 能级跃迁时发出的光均为可见光C从高能级向n3 能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D从n3 能级向n2 能级跃迁时发出的光为可见光答案AD解析从高能级向n 1 能级跃迁时,辐射的光子能量最小为10.2 eV,大于可见光的光子能量,则波长小于可见光的波长故A 正确从高能级向n2 能级跃迁时辐射的光子能量最大为 3.4 eV,大于可见光的能量故B 错误从高能级向n3 能级跃迁时辐射的光子能量最大为1.51 eV,小于可见光的光子能量故C 错误从n3 能级向n2 能级跃迁时发出的光子能量为1.89 eV,在可见光能量范围之内故D正确5(多选)下列关于玻尔原子理论及氢原
12、子能级的说法,正确的是()7/16 A原子中的电子运动轨道分布是连续的B原子中的电子在某一定态时,电子绕原子核运动,但不向外辐射能量C氢原子的核外电子由一个能级跃迁到另一个能级吸收光子时,氢原子的能量不变D一群氢原子从n3 能级向n1 能级跃迁,最多能发出3 种不同频率的光子答案BD解析原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应,而电子的可能轨道的分布是不连续的,故A错误;原子处于称为定态的能量状态时,虽然电子做加速运动,但并不向外辐射能量,故B正确;核外电子由一个能级跃迁到另一个能级时,吸收一定频率的光子后,能量会增大,故C 错误;氢原子向低能级跃迁时是随机的,一群处于n3 能级的
13、氢原正确D种不同频率的光子,故32 3C子向低能级跃迁时最多可能发出6(多选)(2017 嘉兴市3 月模拟)氢原子光谱如图6 甲所示,图中给出了谱线对应的波)(,则J346.63 10h长玻尔的氢原子能级图如图乙所示已知普朗克常量图 6 谱线对应光子的能量H谱线对应光子的能量小于HAB图甲所示的四种光均属于可见光范畴10.2 eV对应光子的能量约为HC能级2n能级到3n谱线对应的跃迁是从HD答案ABD1.玻尔理论的理解(1)电子绕核运动的半径是不连续的;(2)电子跃迁辐射光子的频率不等于电子绕核圆周运动的频率;(3)实物粒子也能使原子发生能级跃迁;(4)能级之间跃迁时放出的光子频率是不连续的2
14、两类能级跃迁(1)自发跃迁:高能级低能级,释放能量,发出光子8/16.E高 E低hh光子的频率(2)受激跃迁:低能级高能级,吸收能量光照(吸收光子):光子的能量必须恰等于能级差E.E外E碰撞、加热等:只要入射粒子能量大于或等于能级差即可,大于电离能的光子被吸收,原子被电离3谱线条数的确定方法(1)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为n1.(2)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法:.错误!2 nCN用数学中的组合知识求解:利用能级图求解:在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出,然后相加考点三核反应与核能1(多选)(2017 浙江11 月选考 14)下列说法正确的是(
15、)A核聚变反应方程可能为2 1H 3 1H 4 2He21 0n B铀核裂变的核反应方程可能为235 92U 1 0n140 54Xe 9438Sr 21 0n C发生 衰变时原子核放出电子,说明电子是原子核的组成部分D中子和质子结合成氘核,若该过程质量亏损为m,则氘核的结合能为mc2答案BD 解析选项 A 的核反应方程为2 1H 3 1H 4 2He1 0n,选项A 错误;根据重核裂变的核反应方程配平方式可知,选项B 正确;衰变时原子核内部中子衰变为质子时释放出高速电子,电子并不是原子核的组成部分,选项C错误;根据质能方程可知,选项D 正确2(多选)(2016 浙江10 月选考 16)用中子
16、(10n)轰击铀核(235 92U)产生裂变反应,会产生钡核(144 56Ba)和氪核(89 36Kr)并释放出中子(10n),当达到某些条件时可发生链式反应一个铀核(235 92U)裂变时,释放的能量约为200 MeV(1 eV1.6 1019 J)以下说法正确的是()A.235 92U 的裂变方程为235 92 U 144 56Ba 8936Kr 21 0n B.235 92U 的裂变方程为235 92U 1 0n144 56Ba 8936Kr 31 0n C.235 92U 发生链式反应的条件与铀块的体积有关D一个 235 92U 裂变时,质量亏损约为3.6 1028 kg 答案BCD
17、解析铀核在裂变过程中需要中子的轰击,产生链式反应,所以选项A 错误,选项B 正9/16 确链式反应在进行过程中,需要铀矿达到临界体积才能维持链式反应持续不断进行下去,所以选项C 正确根据释放出来的核能,结合质能方程Emc2可知,反应过程中,亏损质量为m错误!kg3.6 1028 kg,选项 D 正确3(多选)(2017 杭州市高三上期末)在家居装饰中常用到花岗岩、大理石等天然石材,这些岩石都含有不同程度的放射性元素下列说法中正确的是()A放射性元素 238 92U 发生 衰变的方程是:238 92U 234 90Th 4 2He B 衰变中,粒子获得的能量越大,其德布罗意波长越短C 衰变中产生
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