（全國(guó)通用）2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題12 波粒二象性 原子和原子核學(xué)案

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1、 專題12 波粒二象性 原子和原子核 考題一　光電效應(yīng)與光子說 1.愛因斯坦光電效應(yīng)方程 Ek＝hν－W0. 2.用圖象表示光電效應(yīng)方程，如圖1所示 圖1 (1)極限頻率：圖線與ν軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)ν0. (2)逸出功：圖線與Ek交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值W0. (3)普朗克常量：圖線的斜率k＝h. 3.處理光電效應(yīng)問題的兩條線索：光強(qiáng)和光的頻率 (1)光強(qiáng)→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子數(shù)多→光電流大 (2)光子頻率高→光子能量大→產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能大 例1　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年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).某種金屬逸出光電

2、子的最大初動(dòng)能Ekm與入射光頻率ν的關(guān)系如圖2所示，其中ν0為極限頻率.從圖中可以確定的是(　　) 圖2 A.逸出功與ν有關(guān) B.當(dāng)ν＞ν0時(shí)，會(huì)逸出光電子 C.Ekm與入射光強(qiáng)度成正比 D.圖中直線的斜率與普朗克常量有關(guān) 解析　金屬的逸出功是由金屬自身決定的，與入射光頻率ν無關(guān)，故A錯(cuò)誤；當(dāng)ν＞ν0時(shí)會(huì)有光電子逸出，故B正確；由光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，知光電子的最大初動(dòng)能Ekm與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，故C錯(cuò)誤；由光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，知h＝，故D正確. 答案　BD 變式訓(xùn)練 1.一光電管的陰極K用截止頻率為ν的金屬銫制成，光電管陽(yáng)極A和陰極K之間的正向電壓

3、為U.用波長(zhǎng)為λ的單色光射向陰極，產(chǎn)生了光電流.已知普朗克常量為h，電子電荷量為e，真空中的光速為c.求： (1)金屬銫的逸出功W0； (2)光電子到達(dá)陽(yáng)極的最大動(dòng)能Ek. 答案　(1)hν　(2)eU＋h－h(huán)ν 解析　(1)由題知，金屬銫的逸出功W0＝hν (2)根據(jù)光電效應(yīng)方程知，光電子的最大初動(dòng)能 Ekm＝h－W0＝h－h(huán)ν 根據(jù)動(dòng)能定理得：eU＝Ek－Ekm 聯(lián)立得：光電子到達(dá)陽(yáng)極的最大動(dòng)能Ek＝eU＋h－h(huán)ν 2.如圖3所示電路可研究光電效應(yīng)規(guī)律.圖中標(biāo)有A和K的為光電管，其中K為陰極，A為陽(yáng)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.

4、現(xiàn)接通電源，用光子能量為10.5 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緩慢向右滑動(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 6.0 V；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)的讀數(shù)________(選填“為零”或“不為零”). 圖3 答案　4.5 eV　為零 解析　由題知，當(dāng)電流計(jì)的電流為0時(shí)，U＝6.0 V，則光電子的最大初動(dòng)能為6.0 eV.由光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，得W0＝hν－Ekm＝4.5 eV.光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，與入射光的頻

5、率有關(guān)，故增大入射光的強(qiáng)度，電流計(jì)的讀數(shù)仍為零. 3.用同一實(shí)驗(yàn)裝置如圖4甲研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，分別用A、B、C三束光照射光電管陰極，得到光電管兩端電壓與相應(yīng)的光電流的關(guān)系如圖乙所示，其中A、C兩束光照射時(shí)對(duì)應(yīng)的遏止電壓相同，均為Uc1，下列論述正確的是(　　) 圖4 A.B光束光子的能量最小 B.A、C兩束光的波長(zhǎng)相同，且比B光的波長(zhǎng)長(zhǎng) C.三個(gè)光束中B光束照射時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)量最多 D.三個(gè)光束中B光束照射時(shí)光電管發(fā)出的光電子最大初動(dòng)能最大 答案　BD 解析　當(dāng)光電流為零時(shí)光電管兩端的電壓為截止電壓，對(duì)應(yīng)光的頻率為截止頻率，由eU截＝mv＝hν－W0知，入射光的

6、頻率越高，對(duì)應(yīng)的截止電壓U截越大，A光、C光的截止電壓相等，故A光、C光的頻率相等，它們的最大初動(dòng)能也相等，而B光的頻率最大，能量最大，故最大初動(dòng)能也最大，對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)最小，故A、C錯(cuò)誤，B、D正確. 考題二　氫原子光譜與能級(jí) 1.玻爾理論的基本內(nèi)容 (1)能級(jí)假設(shè)：氫原子En＝(n為量子數(shù)). (2)躍遷假設(shè)：吸收或釋放的能量hν＝Em－En(m>n) (3)軌道假設(shè)：氫原子rn＝n2r1(n為量子數(shù)) 2.解決氫原子能級(jí)躍遷問題的四點(diǎn)技巧 (1)原子躍遷時(shí)，所吸收或釋放的光子能量只能等于兩能級(jí)之間的能量差. (2)原子電離時(shí)，所吸收的能量可以大于或等于某一能級(jí)的絕對(duì)值.

7、 (3)一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時(shí)，可能輻射光子的種類N＝C＝. (4)計(jì)算能級(jí)能量時(shí)應(yīng)注意：因一般取無窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)參考面，故各個(gè)能級(jí)的能量值均為負(fù)值. 例2　如圖5所示是氫原子的能級(jí)圖，大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，一共可以輻射出6種不同頻率的光子，其中巴耳末系是指氫原子由高能級(jí)向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)釋放的光子，則(　　) 圖5 A.6種光子中有2種屬于巴耳末系 B.6種光子中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是n＝4激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)產(chǎn)生的 C.使n＝4能級(jí)的氫原子電離至少要0.85 eV的能量 D.在6種光子中，n＝4能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)釋放的光子康普頓效應(yīng)最明顯 解

8、析　巴耳末系是指氫原子由高能級(jí)向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)釋放的光子，大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可以從n＝4躍遷到n＝2，可以從n＝3躍遷到n＝2，可知產(chǎn)生的6種光子中有2種屬于巴爾末系，故A正確；從n＝4躍遷到基態(tài)時(shí)，輻射的光子能量最大，波長(zhǎng)最短，故B錯(cuò)誤；n＝4能級(jí)，氫原子具有的能量為－0.85 eV，可知使n＝4能級(jí)的氫原子電離至少要0.85 eV的能量，故C正確；在6種光子中，n＝4躍遷到n＝1能級(jí)，光子能量最大，康普頓效應(yīng)最明顯，故D正確.故選A、C、D. 答案　ACD 變式訓(xùn)練 4.如圖6所示為氫原子的四個(gè)能級(jí)，其中E1為基態(tài)，若一群氫原子A處于激發(fā)態(tài)E2，一群氫原子

9、B處于激發(fā)態(tài)E3，B從E3躍遷到E2所發(fā)出的光波長(zhǎng)為λ1，A從E2躍遷到E1所發(fā)出的光波長(zhǎng)為λ2.已知普朗克常量為h，真空中光速為c，其中兩個(gè)能量差E3－E2＝________，若B從E3直接躍遷到E1所發(fā)出的光波長(zhǎng)為________. 圖6 答案　　 解析　由玻爾理論可知，E3－E2＝ 因＋＝可得： λ3＝. 5.在探究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，用光照射某種金屬，測(cè)得該金屬表面有光電子逸出的最大入射光波長(zhǎng)為λ0.若用氫原子發(fā)出的光照射該金屬，已知?dú)湓訌哪芗?jí)3躍遷到能級(jí)2時(shí)發(fā)出的光可使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，但從能級(jí)4躍遷到能級(jí)3發(fā)出的光不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng).已知?dú)湓幽芗?jí)如圖7所示

10、，真空中的光速為c.則下列說法正確的是(　　) 圖7 A.該金屬的極限頻率為 B.該金屬的逸出功大于0.66 eV C.當(dāng)用氫原子從能級(jí)5躍遷到能級(jí)3發(fā)出的光照射該金屬時(shí)，該金屬一定會(huì)發(fā)生光電效應(yīng) D.當(dāng)用氫原子從其他能級(jí)躍遷到能級(jí)1發(fā)出的光照射該金屬時(shí)，該金屬一定會(huì)發(fā)生光電效應(yīng) 答案　ABD 解析　由題知該金屬的極限頻率為，故A正確；由題知該金屬的逸出功大于從能級(jí)4躍遷到能級(jí)3發(fā)出的光子能量，故該金屬的逸出功大于0.66 eV，故B正確；由題知從能級(jí)3躍遷到能級(jí)2時(shí)發(fā)出的光可使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故該金屬的逸出功小于1.89 eV，當(dāng)用氫原子從能級(jí)5躍遷到能級(jí)3發(fā)出的光照射

11、該金屬時(shí)，該金屬不一定會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，故C錯(cuò)誤；當(dāng)用氫原子從其他能級(jí)躍遷到能級(jí)1發(fā)出的光照射該金屬時(shí)，發(fā)出的光子能量大于等于10.20 eV，則該金屬一定會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，故D正確.故選A、B、D. 6.如圖8所示為氫原子光譜中的三條譜線，對(duì)這三條譜線的描述中正確的是(　　) 圖8 A.乙譜線光子能量最大 B.甲譜線是電子由基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷發(fā)出的 C.丙譜線可能是電子在兩個(gè)激發(fā)態(tài)間躍遷發(fā)出的 D.每條譜線對(duì)應(yīng)核外電子繞核旋轉(zhuǎn)的一條軌道，任一譜線的頻率等于電子做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率 答案　C 解析　根據(jù)E＝hν＝h，故甲譜線光子能量最大，故A錯(cuò)誤；譜線是電子由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷發(fā)出的，

12、而電子由基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷需要吸收光子的，故B錯(cuò)誤；丙譜線可以是電子在兩個(gè)激發(fā)態(tài)間躍遷發(fā)出的，故C正確；電子躍遷時(shí)輻射的光子的頻率等于能級(jí)差值，與電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率無關(guān)，故D錯(cuò)誤.故選C. 考題三　核反應(yīng)與核能 1.核反應(yīng)方程的書寫要求 (1)核反應(yīng)過程一般不可逆，所以核反應(yīng)方程中用“→”表示方向而不能用等號(hào)代替. (2)核反應(yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒，但核反應(yīng)前后的總質(zhì)量會(huì)發(fā)生質(zhì)量虧損且釋放能量. (3)核反應(yīng)的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能只依據(jù)兩個(gè)守恒規(guī)律而憑空杜撰出生成物. 2.原子核的衰變 (1)衰變的實(shí)質(zhì)：α衰變?yōu)?H＋2n→He，即α射線；β衰變?yōu)閚→H＋

13、e，即β射線，在α衰變或β衰變過程中放出γ射線. (2)衰變的快慢由原子核內(nèi)部因素決定，與原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)；半衰期是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)個(gè)別、少數(shù)原子無意義. 例3　靜止的原子核X，自發(fā)發(fā)生反應(yīng)X→Y＋Z，分裂成運(yùn)動(dòng)的新核Y和Z，同時(shí)產(chǎn)生一對(duì)彼此向相反方向運(yùn)動(dòng)的光子，光子的能量均為E.已知X、Y、Z的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，真空中的光速為c，求： (1)反應(yīng)放出的核能ΔE； (2)新核Y的動(dòng)能EkY. 解析　(1)由題知，質(zhì)量虧損Δm＝m1－m2－m3 由愛因斯坦質(zhì)能方程：ΔE＝Δmc2， 得：釋放的核能ΔE＝(m1－m2－m3)c2 (2)由動(dòng)量守恒定律知，初狀態(tài)

14、總動(dòng)量為零 則末狀態(tài)兩個(gè)新核的動(dòng)量大小相等，方向相反，有： m2v2＝m3v3 又由Ek＝mv2＝知，＝ 由能量守恒得：新核Y的動(dòng)能 EkY＝[(m1－m2－m3)c2－2E]. 答案　(1)(m1－m2－m3)c2　 (2)[(m1－m2－m3)c2－2E] 變式訓(xùn)練 7.一靜止的U核經(jīng)α衰變成為Th核，釋放出的總動(dòng)能為4.27 MeV.問此衰變后Th核的動(dòng)能為多少M(fèi)eV(保留1位有效數(shù)字)? 答案　0.07 MeV 解析　由題意知，α衰變的衰變方程為： U→Th＋He 根據(jù)動(dòng)量守恒定律得：mαvα＝mThvTh ① 式中，mα和mTh分別為α粒子和Th核的質(zhì)量，

15、vα和vTh分別為α粒子和Th核的速度的大小，由題設(shè)條件知 mαv＋mThvTh2＝Ek ② ＝ ③ 式中Ek＝4.27 MeV是α粒子與Th核的總動(dòng)能 由①②③式得：mThvTh2＝Ek ④ 代入數(shù)據(jù)得，衰變后Th核的動(dòng)能： mThv≈0.07 MeV. 8.核裂變和核聚變的過程中能夠放出巨大核能.核裂變中經(jīng)常使用的235 92U具有天然放射性，若U經(jīng)過7次α衰變和m次β衰變，變成Pb，則m＝________.核聚變中，最常見的反應(yīng)就是一個(gè)氘核與一個(gè)氚核結(jié)合成一個(gè)氦核.已知氘核的比結(jié)合能是1.09 MeV；氚核的比結(jié)合能是2.78 MeV；氦核的比結(jié)合能是7.03 MeV，則氫

16、核聚變的方程是______________；一次氫核聚變釋放出的能量是________MeV. 答案　4　H＋H→He＋n　17.6 解析　根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，由U→Pb＋7He＋me得m＝4； 同理，得核聚變方程為：H＋H→He＋n；根據(jù)ΔE＝Δmc2，得一次氫核聚變釋放出的能量：ΔE＝ 7.03×4－(2.78×3＋1.09×2)＝17.6 MeV. 9.放射性同位素C被考古學(xué)家稱為“碳鐘”，它可以用來判定古生物體的年代.宇宙射線中高能量中子碰撞空氣中的氮原子后，就會(huì)形成不穩(wěn)定的C，它容易發(fā)生β衰變，變成一個(gè)新核，其半衰期為5 730年.該衰變的核反應(yīng)方程式為_________

17、______.C的生成和衰變通常是平衡的，即生物機(jī)體中C的含量是不變的.當(dāng)生物體死亡后，機(jī)體內(nèi)14 6C的含量將會(huì)不斷減少.若測(cè)得一具古生物遺骸中C含量只有活體中的25%，則這具遺骸距今約有_______年. 答案　C→N＋e　11 460 解析　根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒得：C→N＋e，由，且T＝5 730年，得：t＝2×5 730＝11 460年. 專題規(guī)范練 1.盧瑟福利用α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)研究原子結(jié)構(gòu)，正確反映實(shí)驗(yàn)結(jié)果的示意圖是(　　) 答案　D 解析　實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：離金原子核遠(yuǎn)的α粒子偏轉(zhuǎn)角度小，離金原子核近的α粒子偏轉(zhuǎn)角度大，正對(duì)金原子核的α粒子被返回，故A、

18、B、C錯(cuò)誤，D正確. 2.(多選)有關(guān)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 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 C.玻爾提出的原子模型，否定了盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說 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“棗糕模型” 答案　AD 解析　玻爾的原子理論：(1)電子在一些特定的可能軌道上繞核做圓周運(yùn)動(dòng)，離核越遠(yuǎn)能量越高；(2)可能的軌道不連續(xù)；(3)當(dāng)電子在這些可能的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)原子不發(fā)射也不吸收能量，只有當(dāng)電子從一個(gè)軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí)原子才發(fā)射或吸收能量，而且發(fā)射或吸收的輻射是單頻的，輻射的頻率和能量之間關(guān)系為

19、E＝hν.玻爾的理論成功地說明了原子的穩(wěn)定性和氫原子光譜規(guī)律.故A正確；盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)說明：(1)原子中絕大部分是空的；(2)α 粒子受到較大的庫(kù)侖力作用；(3)α粒子在原子中碰到了比它質(zhì)量大得多的物體，否定了湯姆孫關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的“棗糕模型”，但不能說明原子內(nèi)部存在帶負(fù)電的電子，也不能解釋原子的穩(wěn)定性，故B錯(cuò)誤，D正確；玻爾提出原子模型，并沒有否定盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說，故C錯(cuò)誤. 3.(多選)氫原子能級(jí)圖如圖1所示，當(dāng)氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)，輻射出的光的波長(zhǎng)為656 nm.以下判斷正確的是(　　) 圖1 A.氫原子從n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)時(shí)，輻射出的光的

20、波長(zhǎng)大于656 nm B.用波長(zhǎng)為325 nm的光照射，可使氫原子從n＝1能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí) C.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633 nm的光照射，不能使氫原子從n＝2能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí) 答案　CD 解析　能級(jí)間躍遷輻射的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差，能級(jí)差越大，輻射的光子頻率越大，波長(zhǎng)越小，A錯(cuò)誤；由Em－En＝hν可知，B錯(cuò)誤，D正確；根據(jù)C＝3可知，一群處于n＝3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射的光子頻率最多有3種，C正確；正確選項(xiàng)是C、D. 4.(多選)如圖2是氫原子的能級(jí)圖，一群氫原子處于n＝3能級(jí)，下列說法中正確的是(　

21、　) 圖2 A.這群氫原子躍遷時(shí)能夠發(fā)出3種不同頻率的波 B.這群氫原子發(fā)出的光子中，能量最大為10.2 eV C.從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光波長(zhǎng)最長(zhǎng) D.這群氫原子能夠吸收任意光子的能量而向更高能級(jí)躍遷 答案　AC 解析　根據(jù)C＝3知，這群氫原子能夠發(fā)出3種不同頻率的光子.故A正確.由n＝3能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)，輻射的光子能量最大，ΔE＝13.6 eV－1.51 eV＝12.09 eV.故B錯(cuò)誤.從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)輻射的光子能量最小，頻率最小，則波長(zhǎng)最長(zhǎng)，故C正確.一群處于n＝3的氫原子發(fā)生躍遷，吸收的能量必須等于兩能級(jí)的能級(jí)差，故D錯(cuò)誤. 5.下列

22、說法正確的是(　　) A.太陽(yáng)輻射的能量主要來自太陽(yáng)內(nèi)部的熱核反應(yīng) B.U→Th＋He是核裂變反應(yīng)方程 C.一個(gè)氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)，該氫原子放出光子，能量增加 D.將放射性元素的溫度降低，它的半衰期會(huì)發(fā)生改變 答案　A 解析　太陽(yáng)輻射的能量主要來自太陽(yáng)內(nèi)部的聚變反應(yīng)，故A正確；U→Th＋He是α衰變.故B錯(cuò)誤.一個(gè)氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)，該氫原子放出光子，能量減小少.故C錯(cuò)誤.元素的半衰期由原子核內(nèi)部因素決定，與所處的化學(xué)狀態(tài)以及物理環(huán)境無關(guān).故D錯(cuò)誤. 6.(多選)關(guān)于核衰變和核反應(yīng)的類型，下列表述正確的有(　　) A.U→Th＋He是α衰變 B

23、.N＋H→O＋H是β衰變 C.H＋H→He＋n是輕核聚變 D.Se→Kr＋2e是重核裂變 答案　AC 解析　A中由于有α粒子放出，故為α衰變，選項(xiàng)A正確；B是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C是輕核聚變方程，選項(xiàng)C正確；D中放射出電子，是β衰變方程，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 7.(多選)以下說法正確的是(　　 ) A.當(dāng)氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)時(shí)，要吸收光子 B.藍(lán)光照射到某金屬板表面時(shí)能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)，則換用強(qiáng)度較低的紫光照射也可發(fā)生 C.原子序數(shù)大于83的原子核都具有放射性 D.核反應(yīng)：U＋n→Ba＋Kr＋aX中X為中子，a＝3 答案　BCD 解析　氫原子從n＝3能級(jí)

24、躍遷到n＝1能級(jí)時(shí)，要放出光子，A錯(cuò)；紫光的頻率比藍(lán)光大，因此藍(lán)光照射到某金屬板表面時(shí)能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)，紫光也可以，B對(duì)；原子序數(shù)大于83的原子核都具有放射性，C對(duì)，根據(jù)核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知D正確，所以本題選擇B、C、D. 8.下列說法正確的是(　　) A.采用物理或化學(xué)方法可以有效地改變放射性元素的半衰期 B.由玻爾理論知道氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)會(huì)放出光子 C.從高空對(duì)地面進(jìn)行遙感攝影是利用紫外線良好的穿透能力 D.原子核所含核子單獨(dú)存在時(shí)的總質(zhì)量小于該原子核的質(zhì)量 答案　B 解析　元素的半衰期是由元素本身決定的與外部環(huán)境無關(guān)，故A錯(cuò)誤；由玻爾理論知道氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷

25、到基態(tài)時(shí)會(huì)放出光子，故B正確；衛(wèi)星遙感的工作原理與紅外線夜視儀的工作原理是相同的.從高空對(duì)地面進(jìn)行遙感攝影是利用紅外線良好的穿透能力，故C錯(cuò)誤；由于核子結(jié)合為原子核時(shí)存在質(zhì)量虧損，故D錯(cuò)誤；故選B. 9.質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3.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(c表示真空中的光速)(　　) A.(m1＋m2－m3)c B.(m1－m2－m3)c C.(m1＋m2－m3)c2 D.(m1－m2－m3)c2 答案　C 解析　由質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2，其中Δm＝m1＋m2－m3，可得ΔE＝(m1＋m2－m3)c2，選項(xiàng)C正確. 10.(多選)光

26、電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：對(duì)于某種金屬(　　 ) 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) C.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 答案　AD 解析　每種金屬都有它的極限頻率νc，只有入射光子的頻率大于等于極限頻率νc時(shí)，才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，且入射光的強(qiáng)度越大則產(chǎn)生的光子數(shù)越多，光電流越強(qiáng)；由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0＝hν－h(huán)νc，可知入射光子的頻率越大，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能也越大，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，所以A、

27、D正確. 11.(多選)在光電效應(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(　　) 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 C.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 答案　AD 解析　增大入射光強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)照射到單位面積的光子數(shù)增加，則光電流將增大，故選項(xiàng)A正確；光電效應(yīng)是否發(fā)生取決于照射光的頻率，而與照射強(qiáng)度無關(guān)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤.用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生光電效應(yīng)，用頻率較小的光照射時(shí)，若光的頻率仍大于或等于極限頻率，則仍會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤

28、；根據(jù)hν－W0＝mv2可知，增加照射光頻率，光電子的最大初動(dòng)能也增大，故選項(xiàng)D正確. 12.對(duì)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，下面的理解正確的是(　　) A.用相同頻率的光照射同一金屬，逸出的所有光電子都具有相同的初動(dòng)能Ek B.遏止電壓與逸出功的關(guān)系是Uce＝W0 C.逸出功W0和極限頻率νc之間滿足關(guān)系式W0＝ hνc D.光電子的最大初動(dòng)能和入射光的頻率成正比 答案　C 解析　用相同頻率的光照射同一金屬，逸出的光電子的最大初動(dòng)能Ekm都相同，選項(xiàng)A 錯(cuò)誤；Uce＝mv，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；逸出功W0和極限頻率νc之間滿足關(guān)系式W0＝ hνc，選項(xiàng)C正確；光電子的最大初動(dòng)能和

29、入射光的頻率滿足mv＝hν－W0，故光電子的最大初動(dòng)能和入射光的頻率不是正比關(guān)系，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 13.如圖3所示，已知用光子能量為2.82 eV的紫光照射光電管中的金屬涂層時(shí)，毫安表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，若將電路中的滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)到某一位置時(shí)，毫安表的讀數(shù)恰好減小到零，電壓表讀數(shù)為1 V，則該金屬涂層的逸出功約為(　　) 圖3 A.2.9×10－19 J B.6.1×10－19 J C.1.6×10－19 J D.4.5×10－19 J 答案　A 解析　若將電路中的滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)到某一位置時(shí)，毫安表的讀數(shù)恰好減小到零，知所加的電壓為反向電壓，即最大初

30、動(dòng)能的光電子都不能到達(dá)另一端.在該過程中電場(chǎng)力做功為Ue＝mv2，根據(jù)光電效應(yīng)方程可得W0＝E－mv2，U＝1 V，e＝1.6×10－19 C，聯(lián)立可得：W0≈2.9×10－19 J，A正確. 14.(多選)下列說法中正確的是(　　) A.α粒子散射實(shí)驗(yàn)是盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù) B.光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量外還具有動(dòng)量 C.放射性元素的衰變快慢不受外界溫度、壓強(qiáng)的影響，但如果以單質(zhì)形式存在，其衰變要比以化合物形式存在快 D.正負(fù)電子對(duì)湮滅技術(shù)是一項(xiàng)較新的核物理技術(shù).一對(duì)正負(fù)電子對(duì)湮滅后生成光子的事實(shí)說明質(zhì)量守恒定律是有適用范圍的 答案　AB 解析　α粒子散射實(shí)驗(yàn)否定了湯姆孫的棗糕模型，從而以此為依據(jù)使盧瑟福建立了原子核式結(jié)構(gòu)模型，選項(xiàng)A對(duì).光電效應(yīng)表明光的粒子性證明光子具有能量，康普頓效應(yīng)就是用光子碰撞過程動(dòng)量守恒和能量守恒來解釋光現(xiàn)象，選項(xiàng)B對(duì).放射性元素的衰變快慢不受外界溫度、壓強(qiáng)的影響，不論以單質(zhì)形式還是化合物形式衰變快慢都一樣，選項(xiàng)C錯(cuò).一對(duì)正負(fù)電子對(duì)湮滅后生成光子伴隨著質(zhì)量虧損，但是并不能否定質(zhì)量守恒定律，因?yàn)閾p失的質(zhì)量以能量的形式存在于光子中，選項(xiàng)D錯(cuò). 14