2020年人教版高考物理一輪復(fù)習(xí)聽課答案_2

1、第十二單元 波粒二象性和原子物理第 30 講 光電效應(yīng) 波粒二象性【教材知識梳理】一、 1.電子 光電子 2. 大于或等于 3. (1)大于或等于(2)強(qiáng)度增大 (4)正比二、 1.hv2.最小值 3.電子 4.(1)hv-W0最大初動能三、 1. (1)波動 (2)粒子 (3)波粒二象 2. (1)大 小辨別明理(1)(X) (2)( X )(3)(V) (4)(X)(V)(6)(x) (7)(V)(8)(V)【考點互動探究】考點一1. BC 解析 用紫外線照射鋅板是能夠發(fā)生光電效應(yīng)的 ,鋅板上的電子吸收紫外線的能量后從鋅板表面逸出，稱之為光電子，故選項 A 錯誤,B 正確;鋅板與驗電器相

2、連,帶有同種電荷 ,鋅板失去電子 ,應(yīng)該帶正電 ,且失去電子越多 ,帶的電荷量越多 ,驗 電器指針張角越大，故選項 C 正確,D 錯誤.2. AD 解析 增大入射光強(qiáng)度 ,單位時間內(nèi)照射到單位面積上的光子數(shù)增加 ,則光電流將增大，故選項 A 正確;光電效應(yīng)是否發(fā)生取決于入射光的頻率，而與入射光 強(qiáng)度無關(guān)，故選項 B 錯誤;用頻率為v的光照射光電管陰極，發(fā)生光電效應(yīng)，用頻率 小于v的光照射時，若光的頻率仍大于極限頻率，則仍會發(fā)生光電效應(yīng)，選項 C 錯 誤根據(jù) hv -W0=Ek可知，增大入射光頻率，光電子的最大初動能也增大，故選項 D 正 確.3. BC解析由光電效應(yīng)方程可知Ek=h v-W0，

3、該動能又會在遏止電壓下恰好減為 零則 eU=hv -W0,其中 W 為逸出功，同種金屬的 W 相同.若vavb,則故 A 錯誤;若vavb根據(jù) E=hv-W0,可得氐瓦,故 B 正確;若 UaUb,根據(jù) E=eU,可得氐vb,根據(jù) Ek=hv-W0可知 hv-Ek=W,由于是照射到同種金屬上，逸出功 W 相同，故 D 錯誤.4. C解析光子能量 hv=2.5 eV 的光照射陰極，電流表讀數(shù)不為零，則能發(fā)生光 電效應(yīng),當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于 0.6 V 時,電流表讀數(shù)為零 ,則電子不能到達(dá)陽極 由動能定理 eU=知,最大初動能 Ek=eU=0. 6 eV,由光電效應(yīng)方程 hv=E+W 知 W=1

4、. 9 eV,對圖乙，當(dāng)電壓表讀數(shù)為 2 V 時，電子到達(dá)陽極的最大動能 Ek=Ek+eU=0.6 eV+2 eV=2.6 eV,故選項 C 正確.考點二例 1 A 解析 由圖像可知 ,a、c 的遏止電壓相同 ,根據(jù)光電效應(yīng)方程可知 ,單色 光a 和 c 的頻率相同 但 a 產(chǎn)生的光電流大，說明 a 光的強(qiáng)度大，選項 A 正確,B 錯誤;b 的遏止電壓大于 a、c 的遏止電壓，所以單色光 b 的頻率大于 a 的頻率,選項 C 錯誤;只要光的頻率不變，改變電源的極性，仍可能有光電流產(chǎn)生，選項 D 錯誤.變式題 1 AC 解析圖線與橫軸交點的的橫坐標(biāo)表示截止頻率,A 正確,B 錯誤;由光電效應(yīng)方程

5、 E=hv-W0,可知圖線的斜率為普朗克常量，C 正確該金屬的逸出功為 W=hvc=-：- eV 1. 77 eV,D 錯誤變式題 2 ABC解析不同的材料有不同的逸出功，所以遏止電壓 UC不同，選項 A 正確;由愛因斯坦光電效應(yīng)方程得 hv=W+&,故選項 B 正確；在照射光的頻率大于極 限頻率的情況下，發(fā)射出的光電子數(shù)與照射光的強(qiáng)度成正比，光強(qiáng)不確定,所以單 位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)可能相同，飽和光電流也可能相同，選項 C正確;由 Ek=hv-hvo=eUC,可得 U=-(v-vo),故圖線的斜率為相同的常數(shù)，選項 D 錯誤考點三例 2 A 解析根據(jù)德布羅意波長公式 入錄,質(zhì)子的質(zhì)量

6、大于電子的質(zhì)量，相同 速度的質(zhì)子比相同速度的電子動量大，則質(zhì)子的德布羅意波長小，分辨率高，其最 高分辨率將小于 0.2 nm,故 A 正確,B C D 錯誤變式題 1 B變式題 2 AB 解析黑體輻射的實驗規(guī)律只能用光的粒子性解釋，普朗克用能2 -量子理論分析，結(jié)果與事實完全相符，選項 C 錯誤;由于 Ek=-mv,p=mv 因此 p=,質(zhì)子和電子動能相等，但質(zhì)量不等，故動量 p 也不等,根據(jù)德布羅意波長 入 h 可知，二者的德布羅意波長不同，選項 D 錯誤.變式題 3 ABD變式題 4 D 解析根據(jù)愛因斯坦的“光子說”可知，單個光子表現(xiàn)為粒子性而大量光子表現(xiàn)為波動性，所以曝光時間不太長時，底

7、片上只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的 點，說明了單個光子表現(xiàn)為粒子性，故 A 錯誤;光子的粒子性并非宏觀實物粒子的粒 子性，故單個光子通過雙縫后的落點無法預(yù)測，故 B 錯誤;如果曝光時間足夠長，底 片上就會出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋，說明了大量光子表現(xiàn)為波動性，故 C 錯誤;光子到達(dá) 概率大的區(qū)域表現(xiàn)為亮條紋，而光子到達(dá)概率小的區(qū)域表現(xiàn)為暗條紋，故 D 正確.教教師備用習(xí)題師備用習(xí)題 JlAOSHl BElYOhlG XlTI _1. 對于帶電微粒輻射和吸收能量時的特點，以下說法錯誤的是（）A. 以某一個最小能量值一份一份地輻射B. 輻射和吸收的能量是某一最小值的整數(shù)倍C. 輻射和吸收的能量是量子化的D. 吸收的

8、能量可以是連續(xù)的解析D 根據(jù)量子化的理論，帶電微粒輻射和吸收的能量，只能是某一最小能量 值的整數(shù)倍，故 A、B 正確.帶電粒子輻射和吸收的能量不是連續(xù)的，是量子化的，故 C正確,D 錯誤.2. 2018 浙江奉化高中模擬人眼對綠光最為敏感，正常人的眼睛接收到波長為530 nm 的綠光時，只要每秒有 6 個綠光的光子射入瞳孔，眼睛就能察覺，普朗克常量為 6.63X10-34J s,光速為 3. 0X108m/s,則人眼能察覺到綠光時所接收到的最小 功率是（）A. 2. 3X10-18W B 3.8X10-19WC. 7. ox10-48W D 1 . 2X10-48W解析A 綠光光子能量 E=h

9、v=- :=3.8X10-19J,每秒鐘最少有 6個綠光的光子射入瞳孔，才能被察覺，所以 P - W=2.3X10-18W 故 A 正確3. 下列關(guān)于光的波粒二象性的理解正確的是（）A. 大量光子的行為往往表現(xiàn)出波動性，個別光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性B. 光在傳播時是波，而與物質(zhì)相互作用時就轉(zhuǎn)變成粒子C. 光在傳播時粒子性顯著，而與物質(zhì)相互作用時波動性顯著D. 高頻光是粒子，低頻光是波解析A 大量光子的行為往往表現(xiàn)出波動性，個別光子的行為往往表現(xiàn)出粒子 性，故 A 正確;光在傳播時波動性顯著，而與物質(zhì)相互作用時粒子性顯著，故 B、C 錯 誤;高頻光波長小，光的粒子性顯著,低頻光波長大，光的波動

10、性顯著，故 D 錯誤.4. 在某次光電效應(yīng)實驗中，得到的遏止電壓 UC與入射光的頻率v的關(guān)系如圖 30-1所示.若該直線的斜率和縱截距分別為 k 和 b,電子電荷量的絕對值為 e,則普朗克 常量可表示為_，所用材料的逸出功可表示為_ .圖 30-1答案ek -eb 解析光電效應(yīng)中，入射光子能量為 hv，克服逸出功 W 后多余的能量轉(zhuǎn)化為電子最大初動能,eUC=hv -W0,整理得 U=-v- ,斜率即-=k,所以普朗克常量 h=ek,縱截距為 b,即 eb=-W,所以逸出功 W=-eb.5.（多選）圖30-2 是某金屬在光的照射下逸出的光電子的最大初動能&與入射光A. 該金屬的逸出功等

11、于 EB. 該金屬的逸出功等于 hvoC. 入射光的頻率為 2vo時，逸出的光電子的最大初動能為 ED. 入射光的頻率為一時，逸出的光電子的最大初動能為-答案ABC第 31 講原子和原子核頻率v【教材知識梳理】 盧瑟福 線狀 1 質(zhì)子 電子 質(zhì)子 核內(nèi)2 - m - 重核輕核辨別明理【考點互動探究】考點一例 1 A解析盧瑟福根據(jù)a粒子散射實驗，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，選項 A 正確;盧瑟福提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型的假設(shè)，從而否定了湯姆孫原子模型的正確 性,B 錯誤;電子質(zhì)量太小 對a粒子的影響不大,選項 C 錯誤;絕大多數(shù)a粒子穿過 金箔后，幾乎仍沿原方向前進(jìn)，D 錯誤.變式題 1 D 解析在a

12、粒子散射實驗中，由于電子的質(zhì)量太小，電子的質(zhì)量只 有a粒子的，它對a粒子速度的大小和方向的影響就像灰塵對槍彈的影響，完全可以忽略，故 D 正確,A、B、C 錯誤.變式題 2 C解析首先明確a粒子和重金屬原子核均帶正電荷，相互排斥，且 作用力在二者連線上，再由牛頓第二定律知，被散射的a粒子的加速度由重金屬 原子核的斥力產(chǎn)生，所以圖中加速度方向標(biāo)示正確的僅有P 點，故 C 正確.考點二 例 2 AC 解析根據(jù) =3 知,這群氫原子能夠發(fā)出 3 種不同頻率的光子，故 A(1)(V) (2)(V)(3)(2)(4)(X) (5)(X)(6)(V)(7)(X)(8)(X)(9)(X)正確;由 n=3 能

13、級躍遷到 n=1 能級輻射的光子能量最大， E=(13. 6-1.51) eV=12. 09 eV,故 B 錯誤;從 n=3 能級躍遷到 n=2 能級輻射的光子能量最小，頻率最小，則波長最 大，故 C 正確一群處于 n=3 能級的氫原子向更高能級躍遷，吸收的能量必須等于兩 能級之差，故 D 錯誤.變式題 1 D 解析由譜線 a 的光子的波長大于譜線 b 的光子的波長，可知譜線 a 的光子頻率小于譜線 b的光子頻率，所以譜線 a的光子能量小于 n=5和 n=2間的 能級差，選項 D 正確，選項 A、B、C 錯誤.變式題 2 BCD 解析根據(jù)躍遷理論，處于基態(tài)的氫原子被某外來單色光激發(fā)后躍遷到 n

14、=5 能級，需要吸收的能量為 E=E-E1=- 0. 54- (-13. 6) eV=13. 06 eV,A錯誤;波長最長的譜線來自第 5 能級向第 4 能級的躍遷，根據(jù) E=h=E-E4,解得入=4000 nm,B 正確;波長最短的譜線來自第 5 能級向第 1 能級的躍遷 根據(jù)h=氏七1,解得入min=9. 5X10-8m 根據(jù)入mind,解得 p=Q. 97X1027kg m/s,C 正確;根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得 hv=V0+E,解得 EmaW0=9. 72 eV,D 正確.考點三例 3 B 解析衰變過程動量守恒，生成的釷核的動量與a粒子的動量等大反向，根據(jù)丘一,可知衰變后釷核的動能小

15、于a粒子的動能，所以 B 正確,A 錯誤;半衰期是一半數(shù)量的鈾核衰變需要的時間,C 錯誤;衰變過程放出能量，質(zhì)量發(fā)生虧損，D 錯誤. 變式題 B解析由動量守恒定律可知，靜止的鈾核發(fā)生 a 衰變后，生成的均帶 正電的a粒子和釷核的動量大小相等，但方向相反，由左手定則可知它們的運動 軌跡應(yīng)為“外切”圓，又 R=,在 p 和 B 大小相等的情況下，甘-，因 q釷q，則 R釷R“,故 B 正確.例 4 A解析a射線穿透能力最弱，電離作用強(qiáng)，容易被物體吸收，故 A 正確；B射線的速度約是光速的 99%故 B 錯誤;丫射線是一種波長很短的電磁波，電離能力 極弱，故 C 錯誤;B射線（高速電子束）帶負(fù)電，是

16、由一個中子轉(zhuǎn)變成一個質(zhì)子后釋放 的，故 D 錯誤.變式題 D 解析a射線是高速 He 核流邙 射線是高速電子流，丫射線是能量 很高的電磁波,A 錯誤.在a、B、丫三種射線中,a射線的電離能力最強(qiáng)，丫射線 的電離能力最弱，B 錯誤.半衰期是對大量原子核的衰變行為作出的統(tǒng)計規(guī)律，對于 少數(shù)原子核無意義,C 錯誤考點四例 5 C AB E F 解析a衰變是原子核自發(fā)地放射出a粒子的核衰變過程，選 CB衰變是原子核自發(fā)地放射出B粒子的核衰變過程,選 A、B;重核裂變選E;輕核聚變選 F.變式題 A 解析H H He n 是核聚變反應(yīng)方程,A 正確N He O H 是原子核的人工轉(zhuǎn)變反應(yīng)方程,B 錯誤

17、He Al P n 是 居里夫婦發(fā)現(xiàn)人工放射性的核反應(yīng)方程,C 錯誤；U+ nKr+ n 是鈾核裂變的反應(yīng)方程,D 錯誤.例 6 B 解析氘核聚變反應(yīng)的質(zhì)量虧損 m=2.013 6 uX2-3.015 0 u-1.008 7 u =0.003 5 u ,由愛因斯坦質(zhì)能方程可得釋放的核能 E=0. 003 5X931 MeW3. 3 MeV 選項 B正確.變式題 1 BC 解析結(jié)合能等于比結(jié)合能乘以核子數(shù)，故 He 核的結(jié)合能約為28 MeV,A 錯誤;由圖像可知 He 核的比結(jié)合能大于 Li 核的比結(jié)合能，故 B 正確;兩 個甲乙H 核結(jié)合成一個 He 核，結(jié)合能增加，故一定存在質(zhì)量虧損，故要

18、釋放能量,C 正 確 U核中核子的平均結(jié)合能小于 Kr 核中的，故 D 錯誤.變式題 2吸收能量1.20 MeV (2)1. 8X106m/s解析( m=m+me-mrmp=-0. 001 29 u2E=Amc-1. 20 MeV故這一核反應(yīng)是吸收能量的反應(yīng)，吸收的能量為 1.20 MeV由動量守恒定律得 meVo=mvp+m/O又因為VO：v 尸 1 ： 50解得 vo 1. 8X106m/s備用習(xí)題備用習(xí)題 J1AOSHI SElYOhlGXni _1.根據(jù)圖 31-1 所給圖片，結(jié)合課本相關(guān)知識，下列說法正確的是()圖 31-1A. 圖甲是電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣，證明電子具有粒子性B

19、. 圖乙是利用不同氣體制成的五顏六色的霓虹燈，原因是各種氣體原子的能級不同,躍遷時發(fā)射光子的能量不同，光子的頻率不同C. 圖丙是工業(yè)上使用的用射線檢測金屬板厚度的裝置，在a、B、丫三種射線中, 最有可能使用的射線是B射線D. 圖丁是原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù) A 的關(guān)系圖像，由圖可知中等大小的核的比 結(jié)合能最大，即（核反應(yīng)中）平均每個核子的質(zhì)量虧損最小解析B 圖甲是電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣，證明電子具有波動性，選項 A 錯 誤;圖乙是利用不同氣體制成的五顏六色的霓虹燈，原因是各種氣體原子的能級不 同,躍遷時發(fā)射光子的能量不同，光子的頻率不同，選項 B 正確;圖丙是工業(yè)上使用 的用射線檢測金屬板

20、厚度的裝置，在a、B、丫三種射線中，由于丫射線穿透能 力最強(qiáng)，最有可能使用的射線是丫射線，選項 C 錯誤;圖丁是原子核的比結(jié)合能與 質(zhì)量數(shù) A 的關(guān)系圖像,可知中等大小的核的比結(jié)合能最大，即在核子結(jié)合成原子核時平均每個核子釋放的能量最大，平均每個核子的質(zhì)量虧損最大，選項 D 錯誤厚電控制裝冒2.據(jù)世界網(wǎng)絡(luò)日報報道，在埃及古城艾赫米姆不遠(yuǎn)處，考古隊挖掘出埃及第十 九王朝拉美西斯二世大神殿通過分析發(fā)現(xiàn)，殿內(nèi)古代木頭中的14C的含量約為自 然界含量的一，已知植物死后其體內(nèi)的14C 會逐漸減少,14C 的半衰期為 5730 年，則由此可推斷拉美西斯神殿距今約為（）A. 4000 年 B. 3000 年

21、 C. 2000 年 D. 1000 年解析B 衰變后的質(zhì)量 m=M，其中 t 是時間,T 是半衰期，由一=-，解得 t=年=2865 年，故 B 正確.3. 2018 浙江義烏模擬核能作為一種新能源在現(xiàn)代社會中已不可缺少，我國在 完善核電安全基礎(chǔ)上將加大核電站建設(shè).核泄漏中的钚（P是一種具有放射性的 超鈾元素，它可破壞細(xì)胞基因，提高罹患癌癥的風(fēng)險已知钚的一種同位素Pu 的半衰期為 24 100 年,其衰變方程為Pu X He+丫 ,下列有關(guān)說法正確的（）A. X 原子核中含有 143 個中子B.100 個Pu 經(jīng)過 24 100 年后一定還剩余 50 個C. 由于衰變時釋放巨大能量，根據(jù) E

22、=mc,衰變過程總質(zhì)量增加D.衰變發(fā)出的丫射線是波長很長的光子，穿透能力較弱解析 A 根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知 ,X 的電荷數(shù)為 92,質(zhì)量數(shù)為 235,則中子數(shù)為 143,故 A 正確;半衰期具有統(tǒng)計規(guī)律，對大量的原子核適用，故 B 錯誤；由于衰變時釋放巨大能量，根據(jù) E=m&衰變過程總質(zhì)量減小，故 C 錯誤;衰變發(fā)出的丫射線 是波長很短的光子，穿透能力很強(qiáng)，故 D 錯誤.4. 一種高溫擴(kuò)散云室探測射線的原理是 :在上蓋透明的密封容器內(nèi) ,放射源镅Am 衰變成镎Np 的過程中，放射線穿過干凈空氣并使其電離，沿射線徑跡產(chǎn)生一連串的凝結(jié)核 ,容器內(nèi)就出現(xiàn)“云霧”,這樣就可以看到射線的

23、徑跡 . 已知 Am 的半衰期為 432. 6 年,則下列說法正確的是()A. 放射線是核外電子電離形成的B. 通過該云室看到的是a射線的徑跡C.0.4 g 的Am 經(jīng)過 865 年大約衰變了 0. 1 gD.若云室的溫度升高Am 的半衰期會變短解析B 根據(jù)題意可知核反應(yīng)方程為Am Np He 則放射線是原子核的衰變放出的a粒子,通過該云室看到的是a射線的徑跡，選項 A 錯誤,B 正確；0. 4 g 的Am 經(jīng)過 865 年大約經(jīng)過了兩個半衰期，則還剩下 0. 1 g ,選項 C 錯誤;半衰期與外界環(huán)境無關(guān)，選項 D 錯誤.5. 鈾原子核既可發(fā)生衰變，也可發(fā)生裂變.其衰變方程為UTh+X,裂變

24、方程為 U n Y Kr+ n,其中U、 n、Y、Kr 的質(zhì)量分別為 m、m、m、m,光在真空中的傳播速度為 c. 下列敘述正確的是 ()AU 發(fā)生的是B衰變B.Y 原子核中含有 56 個中子C.若提高溫度，U 的半衰期將會變小D.裂變時釋放的能量為解析D 根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知 X 為氦原子核U 發(fā)生的是a衰變，故 A 錯誤;根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知,Y 的質(zhì)量數(shù) A=235+1- 89- 3=144, 電荷數(shù) Z=92- 36=56,由原子核的組成特點可知,Y 原子核中含有 56 個質(zhì)子，中子數(shù) 為144-56=88 個，故 B 錯誤;半衰期與溫度、壓強(qiáng)等外界因素?zé)o關(guān)，故 C 錯誤;由于核 裂變的過程中釋放能量，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程得 E=Amd=（m- 2m-m3m4）c2,故 D正確.6.（多選）如圖 31-2 所示是氫原子的能級圖，一群氫原子處于 n=3 能級，下列說法中 正確的是（ ）fl/eV*- 04-.853- -1.512-3AI-1