光電效應(yīng)和原子

1、一、光電效應(yīng)1定義：在光的照射下從物體發(fā)射出電子的現(xiàn)象(發(fā)射出的電子稱為光電子)2產(chǎn)生條件：入射光的頻率大于極限頻率3光電效應(yīng)規(guī)律(1)存在著飽和電流對于一定顏色的光，入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多(2)存在著遏止電壓和截止頻率光電子的能量只與入射光的頻率有關(guān)，而與入射光的強(qiáng)弱無關(guān)當(dāng)入射光的頻率低于截止頻率時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng)(3)光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性當(dāng)頻率超過截止頻率時(shí)，無論入射光怎樣微弱，幾乎在照到金屬時(shí)立即產(chǎn)生光電流，時(shí)間不超過109 s.二、光電效應(yīng)方程1基本物理量(1)光子的能量h，其中h6.626×1034 J·s(稱為普朗克常量)(2)逸出功：使電子脫離某

2、種金屬所做功的最小值(3)最大初動(dòng)能發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，金屬表面上的電子吸收光子后克服原子核的引力逸出時(shí)所具有動(dòng)能的最大值2光電效應(yīng)方程：EkhW0.三、光的波粒二象性1光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有波動(dòng)性2光電效應(yīng)說明光具有粒子性3光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，稱為光的波粒二象性四、物質(zhì)波1概率波：光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運(yùn)動(dòng)遵守波動(dòng)規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子到達(dá)概率大的地方，暗條紋是光子到達(dá)概率小的地方，因此光波又叫概率波2物質(zhì)波：任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種波與它對應(yīng)，其波長，p為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，h為普朗克常量,1.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，下列表述正確的是()A光照時(shí)間越

3、長光電流越大B入射光足夠強(qiáng)就可以有光電流C遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)D入射光頻率大于極限頻率才能產(chǎn)生光電子2用波長為2.0×107m的紫外線照射鎢的表面，釋放出來的光電子中最大初動(dòng)能是4.7×1019J.由此可知，鎢的極限頻率是(普朗克常量h6.63×1034 J·s，光速c3.0×108 m/s，結(jié)果取兩位有效數(shù)字)()A5.5×1014HzB7.9×1014HzC9.8×1014HzD1.2×1015Hz3有關(guān)光的本性的說法正確的是()A關(guān)于光的本性，牛頓提出了“微粒說”，惠更斯提出了“波動(dòng)說”，愛因

4、斯坦提出了“光子說”，它們都圓滿地說明了光的本性B光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏觀概念上的波，也可以看成宏觀概念上的粒子C光的干涉、衍射現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性，光電效應(yīng)說明光具有粒子性D在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，如果光通過雙縫時(shí)顯出波動(dòng)性，如果光只通過一個(gè)縫時(shí)顯出粒子性4(2013·高考江蘇卷)如果一個(gè)電子的德布羅意波長和一個(gè)中子的相等，則它們的_也相等()A速度B動(dòng)能C動(dòng)量D總能量學(xué)生用書P248P249光電效應(yīng)規(guī)律的理解區(qū)分光電效應(yīng)中的五組概念1光子與光電子光子指光在空間傳播時(shí)的每一份能量，光子不帶電；光電子是金屬表面受到光照射時(shí)發(fā)射出來的電子，其本質(zhì)是電子光子是光電效應(yīng)的因，

5、光電子是果. 2光電子的動(dòng)能與光電子的最大初動(dòng)能光照射到金屬表面時(shí)，電子吸收光子的全部能量，可能向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，需克服原子核和其他原子的阻礙而損失一部分能量，剩余部分為光電子的初動(dòng)能；只有金屬表面的電子直接向外飛出時(shí)，只需克服原子核的引力做功的情況，才具有最大初動(dòng)能光電子的初動(dòng)能小于等于光電子的最大初動(dòng)能3光電流和飽和光電流金屬板飛出的光電子到達(dá)陽極，回路中便產(chǎn)生光電流，隨著所加正向電壓的增大，光電流趨于一個(gè)飽和值，這個(gè)飽和值是飽和光電流，在一定的光照條件下，飽和光電流與所加電壓大小無關(guān)4入射光強(qiáng)度與光子能量入射光強(qiáng)度指單位時(shí)間內(nèi)照射到金屬表面單位面積上的總能量5光的強(qiáng)度與飽和光電流飽和光電流

6、與入射光強(qiáng)度成正比的規(guī)律是對頻率相同的光照射金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)而言的，對于不同頻率的光，由于每個(gè)光子的能量不同，飽和光電流與入射光強(qiáng)度之間沒有簡單的正比關(guān)系1905年是愛因斯坦的“奇跡”之年，這一年他先后發(fā)表了三篇具有劃時(shí)代意義的論文，其中關(guān)于光量子的理論成功的解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是 ()A當(dāng)入射光的頻率低于極限頻率時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)B光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比C光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度成正比D某單色光照射一金屬時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng)，改用波長較短的光照射該金屬可能發(fā)生光電效應(yīng)解析根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，只有入射光頻率大于極限頻率才能發(fā)生光電效應(yīng)，故

7、A、D正確根據(jù)光電效應(yīng)方程，最大初動(dòng)能與入射光頻率為線性關(guān)系，但非正比關(guān)系，B錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，光電子的最大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)度無關(guān)，C錯(cuò)誤答案AD1入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強(qiáng)度減弱，而頻率保持不變，則()A從光照至金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加B逸出的光電子的最大初動(dòng)能將減小C單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減小D有可能不發(fā)生光電效應(yīng)答案：C光電效應(yīng)方程及圖象問題1愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0h：光電子的能量W0：逸出功，即從金屬表面直接飛出的光電子克服正電荷引力所做的功Ek：光電子的最大初動(dòng)能2圖象分析圖象名稱圖線形狀由圖線直

8、接(間接) 得到的物理量最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率的關(guān)系圖線極限頻率：0逸出功：W0|E|E普朗克常量：圖線的斜率kh遏止電壓Uc與入射光頻率的關(guān)系圖線截止(極限)頻率：0遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大普朗克常量：hke(k為斜率，e為電子電量)頻率相同、光強(qiáng)不同時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系遏止電壓：Uc飽和光電流：Im(電流的最大值) 最大初動(dòng)能：EkmeUc頻率不同，光強(qiáng)相同時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系遏止電壓：Uc1、Uc2飽和光電流：電流最大值最大初動(dòng)能Ek1eUc1，Ek2eUc2(2013·高考浙江自選模塊)小明用金屬銣為陰極的光電管，觀測光電效應(yīng)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖甲所

9、示已知普朗克常量h6.63×1034J·s.(1)圖甲中電極A為光電管的_(填“陰極”或“陽極”)；(2)實(shí)驗(yàn)中測得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率之間的關(guān)系如圖乙所示，則銣的截止頻率c_Hz，逸出功W0_J；(3)如果實(shí)驗(yàn)中入射光的頻率7.00×1014Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek_J.解析(1)在光電效應(yīng)中，電子向A極運(yùn)動(dòng)，故電極A為光電管的陽極(2)由題圖可知，銣的截止頻率c為5.15×1014Hz，逸出功W0hc6.63×1034×5.15×1014J3.41×1019J.(3)當(dāng)入射光的頻率為7.00

10、×1014Hz時(shí)，由Ekhhc得，光電子的最大初動(dòng)能為Ek6.63×1034×(7.005.15)×1014J1.23×1019J.答案(1)陽極(2)5.15×1014(5.125.18)×1014均視為正確3.41×1019(3.393.43)×1019均視為正確(3)1.23×1019(1.211.25)×1019均視為正確2在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖所示則可判斷出()A甲光的頻率大于乙光的頻率

11、B乙光的波長大于丙光的波長C乙光對應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率D甲光對應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光的光電子最大初動(dòng)能解析：選B.由圖象知，甲、乙光對應(yīng)的遏止電壓相等，由eUcEk和hW0Ek得甲、乙光頻率相等，A錯(cuò)誤；丙光的頻率大于乙光的頻率，則丙光的波長小于乙光的波長，B正確；由hcW0得甲、乙、丙光對應(yīng)的截止頻率相同，C錯(cuò)誤；由光電效應(yīng)方程知，甲光對應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能小于丙光對應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能，D錯(cuò)誤學(xué)生用書P249對波粒二象性理解不透徹造成錯(cuò)誤范例物理學(xué)家做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，在光屏處放上照相底片，若減弱光的強(qiáng)度，使光子只能一個(gè)一個(gè)地通過狹縫實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，如果曝光

12、時(shí)間不太長，底片上只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點(diǎn)子；如果曝光時(shí)間足夠長，底片上就會(huì)出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋對這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果下列認(rèn)識正確的是()A曝光時(shí)間不長時(shí)，光的能量太小，底片上的條紋看不清楚，故出現(xiàn)不規(guī)則的點(diǎn)子B單個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)沒有確定的軌道C干涉條紋中明亮的部分是光子到達(dá)機(jī)會(huì)較多的地方D只有大量光子的行為才表現(xiàn)出波動(dòng)性錯(cuò)因分析此題易錯(cuò)選A，主要原因是對光是一種概率波理解不透徹造成的解析單個(gè)光子通過雙縫后的落點(diǎn)無法預(yù)測，大量光子的落點(diǎn)出現(xiàn)一定的規(guī)律性，落在某些區(qū)域的可能性較大，這些區(qū)域正是波通過雙縫后發(fā)生干涉時(shí)振幅加強(qiáng)的區(qū)域光具有波粒二象性，少數(shù)光子的行為表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)為波動(dòng)性所以正確選項(xiàng)

13、為B、C、D.答案BCD真知灼見微觀粒子中的粒子性與宏觀概念中的粒子性不同，通俗地講，宏觀粒子運(yùn)動(dòng)有確定的軌道，能預(yù)測，遵守經(jīng)典物理學(xué)理論，而微觀粒子運(yùn)動(dòng)軌道具有隨機(jī)性，不能預(yù)測，也不遵守經(jīng)典物理學(xué)理論；微觀粒子的波動(dòng)性與機(jī)械波也不相同，微觀粒子波動(dòng)性是指粒子到達(dá)不同位置的機(jī)會(huì)不同，遵守統(tǒng)計(jì)規(guī)律，所以這種波叫概率波學(xué)生用書P249P250一 高考題組1(2013·高考上海卷)當(dāng)用一束紫外線照射鋅板時(shí)，產(chǎn)生了光電效應(yīng)，這時(shí)()A鋅板帶負(fù)電B有正離子從鋅板逸出C有電子從鋅板逸出 D鋅板會(huì)吸附空氣中的正離子解析：選C.鋅板在紫外線的照射下產(chǎn)生了光電效應(yīng)，說明鋅板上有光電子飛出，所以鋅板帶正

14、電，C正確，A、B、D錯(cuò)誤2. (2010·高考天津卷)用同一光電管研究a、b兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng)，得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖則這兩種光()A照射該光電管時(shí)a光使其逸出的光電子最大初動(dòng)能大B從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角大C通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉，a光的相鄰條紋間距大D通過同一玻璃三棱鏡時(shí)，a光的偏折程度大解析：選BC.由圖可知b光照射時(shí)對應(yīng)遏止電壓Uc2大于a光照射時(shí)的遏止電壓Uc1.因qUmv2，而hW0mv2，所以b光照射時(shí)光電子最大初動(dòng)能大，A錯(cuò)，且可得b>a，b<a，故D錯(cuò)，C對b光折射率大于a光折射率，所以a光臨界角大，

15、B對3. (2013·高考北京卷)以往我們認(rèn)識的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng)，即一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)只能吸收到一個(gè)光子而從金屬表面逸出強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對于光電效應(yīng)的認(rèn)識，用強(qiáng)激光照射金屬，由于其光子密度極大，一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)吸收多個(gè)光子成為可能，從而形成多光子光電效應(yīng)，這已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖所示用頻率為的普通光源照射陰極K，沒有發(fā)生光電效應(yīng)，換用同樣頻率為的強(qiáng)激光照射陰極K，則發(fā)生了光電效應(yīng)；此時(shí)，若加上反向電壓U，即將陰極K接電源正極，陽極A接電源負(fù)極，在KA之間就形成了使光電子減速的電場逐漸增大U，光電流會(huì)逐漸減??；當(dāng)光電流恰好減小到零時(shí)，所加反向電壓U可

16、能是下列的(其中W為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電量)()AU BUCU2hW DU解析：選B.以從陰極K逸出的且具有最大初動(dòng)能的光電子為研究對象，由動(dòng)能定理得：Ue0mv由光電效應(yīng)方程得：nhmvW(n2,3,4)由式解得：U(n2,3,4)，故選項(xiàng)B正確二 模擬題組4(2014·太原質(zhì)檢)關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性，下列說法中不正確的是()A不僅光子具有波粒二象性，一切運(yùn)動(dòng)的微粒都具有波粒二象性B運(yùn)動(dòng)的微觀粒子與光子一樣，當(dāng)它們通過一個(gè)小孔時(shí)，都沒有特定的運(yùn)動(dòng)軌道C波動(dòng)性和粒子性，在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對立的，但在微觀高速運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的D實(shí)物的運(yùn)動(dòng)有特定的軌道，所以實(shí)物不具有

17、波粒二象性解析：選D.光具有波粒二象性是微觀世界具有的特殊規(guī)律，大量光子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律表現(xiàn)出光的波動(dòng)性，而單個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出光的粒子性光的波長越長，波動(dòng)性越明顯，光的頻率越高，粒子性越明顯而宏觀物體的德布羅意波的波長太小，實(shí)際很難觀察到波動(dòng)性，不是不具有波粒二象性，D項(xiàng)不正確5(2014·揭陽模擬)如圖甲所示，合上開關(guān)，用光子能量為2.5 eV的一束光照射陰極K，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60 V時(shí)，電流表讀數(shù)仍不為零，當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.60 V時(shí)，電流表讀數(shù)為零把電路改為圖乙，當(dāng)電壓表讀數(shù)為2 V時(shí)，電子到達(dá)陽極時(shí)的最大動(dòng)能為()A0.6 e

18、V B1.9 eVC2.6 eV D4.5 eV解析：選C.光子能量h2.5 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)，由光電效應(yīng)方程hmvW，當(dāng)電壓表讀數(shù)大于等于0.6 V時(shí)，電流表讀數(shù)為零，則電子不能到達(dá)陽極，由動(dòng)能定理eUmv知，最大初動(dòng)能mveU0.6 eV，對圖乙當(dāng)電壓表讀數(shù)為2 V時(shí)，電子到達(dá)陽極的最大動(dòng)能EkmveU0.6 eV2 eV2.6 eV，故C正確單獨(dú)成冊一、選擇題1下列說法正確的是()A有的光是波，有的光是粒子B光子與電子是同樣的一種粒子C光的波長越長，其波動(dòng)性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著D射線具有顯著的粒子性，而不具有波動(dòng)性答案：C2根據(jù)愛因斯坦光子

19、說，光子能量E等于(h為普朗克常量，c、為真空中的光速和波長)()AhBhCh D.解析：選A.根據(jù)Eh、得：Eh，故A對3(2012·高考上海卷)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用單色光照射某種金屬表面，有光電子逸出，則光電子的最大初動(dòng)能取決于入射光的()A頻率 B強(qiáng)度C照射時(shí)間 D光子數(shù)目答案：A4用極微弱的可見光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，隨著時(shí)間的增加，在屏上先后出現(xiàn)如圖甲、乙、丙所示的圖象，則()A圖象甲表明光具有粒子性B圖象乙表明光具有波動(dòng)性C用紫外光觀察不到類似的圖象D實(shí)驗(yàn)表明光是一種概率波解析：選ABD.圖象甲曝光時(shí)間短，通過光子數(shù)很少，呈現(xiàn)粒子性圖象乙曝光時(shí)間長，通過了大量光子，呈現(xiàn)波動(dòng)性，

20、故A、B正確；同時(shí)也表明光波是一種概率波，故D也正確；紫外光本質(zhì)和可見光本質(zhì)相同，也可以發(fā)生上述現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤5如圖所示，一驗(yàn)電器與鋅板相連，現(xiàn)用一紫外線燈照射鋅板，關(guān)燈后指針仍保持一定偏角，下列判斷中正確的是()A用一帶負(fù)電(帶電量較少)的金屬小球與鋅板接觸，則驗(yàn)電器指針偏角將增大B用一帶負(fù)電(帶電量較少)的金屬小球與鋅板接觸，則驗(yàn)電器指針偏角將減小C使驗(yàn)電器指針回到零后，改用強(qiáng)度更大的紫外線燈照射鋅板，驗(yàn)電器指針偏角將比原來大D使驗(yàn)電器指針回到零后，改用強(qiáng)度更大的紅外線燈照射鋅板，驗(yàn)電器指針一定偏轉(zhuǎn)解析：選BC.根據(jù)光電效應(yīng)的原理可知鋅板帶正電，用帶負(fù)電的小球與鋅板接觸會(huì)中和一部分鋅板上的

21、電荷，使鋅板上的電荷量減少，同時(shí)驗(yàn)電器上的電荷量也減少，所以驗(yàn)電器指針偏角將減小，B正確，A錯(cuò)誤；使驗(yàn)電器的指針回到零后，改用強(qiáng)度更大的紫外線燈照射鋅板，會(huì)有更多的電子從鋅板逸出，鋅板帶的電荷量更多，驗(yàn)電器張角更大，C正確；改用紅外線照射，不發(fā)生光電效應(yīng)，D錯(cuò)6. (2014·鄭州模擬)甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率間的函數(shù)關(guān)系分別如圖中的、所示下列判斷正確的是()A與不一定平行B乙金屬的極限頻率大C圖象縱軸截距由入射光強(qiáng)度判定D、的斜率是定值，與入射光和金屬材料均無關(guān)系答案：BD7(2012·高考北京卷)“約瑟夫森結(jié)”由超導(dǎo)體和絕緣體制成若在

22、結(jié)兩端加恒定電壓U，則它會(huì)輻射頻率為的電磁波，且與U成正比，即kU.已知比例系數(shù)k僅與元電荷e的2倍和普朗克常量h有關(guān)你可能不了解此現(xiàn)象的機(jī)理，但仍可運(yùn)用物理學(xué)中常用的方法，在下列選項(xiàng)中，推理判斷比例系數(shù)k的值可能為()A. B.C2he D.解析：選B.由kU，又題目中提到元電荷e和普朗克常量h，可聯(lián)想到能量，即列出相關(guān)等式qUh，進(jìn)而比較kU，得出kq/h，再結(jié)合題意可知，k2e/h，故選項(xiàng)B對8如圖所示是光電管的原理圖，已知當(dāng)有波長為0的光照到陰極K上時(shí)，電路中有光電流，則()A若換用波長為1(1>0)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定沒有光電流B若換用波長為2(2<0)的光照射陰

23、極K時(shí)，電路中一定有光電流C增加電路中電源電壓，電路中光電流一定增大D若將電源極性反接，電路中一定沒有光電流產(chǎn)生解析：選B.用波長為0的光照射陰極K，電路中有光電流，說明入射光的頻率大于金屬的極限頻率，換用波長為1的光照射陰極K，因?yàn)?>0，根據(jù)可知，波長為1的光的頻率不一定大于金屬的極限頻率，因此不一定能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；同理可以判斷，B正確；光電流的大小與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，在一定頻率與強(qiáng)度的光照射下，光電流與電壓之間的關(guān)系為：開始時(shí)，光電流隨電壓U的增加而增大，當(dāng)U增大到一定程度時(shí)，光電流達(dá)到飽和值，這時(shí)即使再增大U，在單位時(shí)間內(nèi)也不可能有更多的光電子定向移動(dòng)，光電流也就不會(huì)

24、再增加，即飽和光電流是在一定頻率與強(qiáng)度的光照射下的最大光電流，增大電源電壓，若光電流達(dá)到飽和值，則光電流也不會(huì)增大，C錯(cuò)誤；將電源極性反接，若光電子的最大初動(dòng)能大于光電管兩極間電場力做的功，電路中仍有光電流產(chǎn)生，D錯(cuò)誤9. 研究光電效應(yīng)的電路如圖所示，用頻率相同、強(qiáng)度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K)，鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關(guān)系圖象中，正確的是()解析：選C.由愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0和動(dòng)能定理eUc0Ek可得Uc，遏止電壓Uc與入射光的頻率有關(guān)，與光強(qiáng)無關(guān)由發(fā)生光電效應(yīng)的規(guī)律可知，光電流與光的強(qiáng)度有關(guān)，光越強(qiáng)

25、，光電流越強(qiáng)，所以選項(xiàng)C正確10.如圖所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖線，普朗克常量h6.63×1034J·s，由圖可知()A該金屬的極限頻率為4.3×1014HzB該金屬的極限頻率為5.5×1014HzC該金屬的逸出功為2.85×1019JD該圖線斜率的倒數(shù)表示普朗克常量解析：選AC.由光電效應(yīng)方程EkmhW0知該圖線的斜率為普朗克常量，圖線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為金屬的極限頻率0，即04.3×1014Hz，A選項(xiàng)正確，B、D選項(xiàng)均錯(cuò)誤；金屬的逸出功W0h06.63×1034×4.

26、3×1014J2.85×1019J，C選項(xiàng)正確二、非選擇題11紫光在真空中的波長為4.5×107 m，問：(1)紫光光子的能量是多少？(2)用它照射極限頻率為04.62×1014 Hz的金屬鉀能否產(chǎn)生光電效應(yīng)？若能產(chǎn)生，則光電子的最大初動(dòng)能為多少？(h6.63×1034 J·s)解析：(1)Ehh4.42×1019 J.(2)6.67×1014 Hz，因?yàn)?gt;0，所以能產(chǎn)生光電效應(yīng)光電子的最大初動(dòng)能為EkmhW0h(0)1.36×1019 J.答案：(1)4.42×1019 J(2)能1.3

27、6×1019 J12.如圖所示，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，用光子能量為2.5 eV的一束光照射陰極P，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60 V時(shí)，電流表讀數(shù)仍不為零；當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.60 V時(shí)，電流表讀數(shù)為零(1)求此時(shí)光電子的最大初動(dòng)能的大??；(2)求該陰極材料的逸出功解析：設(shè)用光子能量為2.5 eV的光照射時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為Ekm，陰極材料逸出功為W0當(dāng)反向電壓達(dá)到U00.60 V以后，具有最大初動(dòng)能的光電子達(dá)不到陽極，因此eU0Ekm由光電效應(yīng)方程知EkmhW0由以上二式得Ekm0.6 eV，W01.9 eV.答案：(1)0.6 eV

28、(2)1.9 eV第三節(jié)原子與原子核學(xué)生用書P250P251一、原子的核式結(jié)構(gòu)1粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果絕大多數(shù)粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，但少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)超過了90°，有的甚至被撞了回來，如圖所示2原子的核式結(jié)構(gòu)在原子中心有一個(gè)很小的核，原子全部的正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)二、玻爾理論1定態(tài)：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量2躍遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩個(gè)定態(tài)的能量差決定即hEmEn

29、.(h是普朗克常量，h6.626×1034 J·s)3軌道：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對應(yīng)原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的4氫原子的能級、能級公式(1)氫原子的能級圖(如圖所示)(2)氫原子的能級和軌道半徑氫原子的能級公式：EnE1(n1,2,3，)，其中E1為基態(tài)能量，其數(shù)值式為E113.6 eV.氫原子的半徑公式：rnn2r1(n1,2,3，)，其中r1為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，其數(shù)值為r10.53×1010 m.三、天然放射現(xiàn)象、原子核的組成1天然放射現(xiàn)象(1)天然放射現(xiàn)象元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象，首先由貝克勒爾發(fā)

30、現(xiàn)天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)(2)放射性和放射性元素：物質(zhì)發(fā)射某種看不見的射線的性質(zhì)叫放射性具有放射性的元素叫放射性元素(3)三種射線：放射性元素放射出的射線共有三種，分別是射線、射線、射線2原子核(1)原子核的組成原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子原子核的核電荷數(shù)質(zhì)子數(shù)，原子核的質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)中子數(shù)(2)同位素：具有相同質(zhì)子數(shù)、不同中子數(shù)的原子，在元素周期表中的位置相同，同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)四、原子核的衰變和半衰期1原子核的衰變(1)原子核放出粒子或粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變(2)分類衰變：XYHe衰變：XYe2半衰期(1)定義：放射性元素的原

31、子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間(2)衰變規(guī)律：NN0t/、mm0t/(3)影響因素：由原子核內(nèi)部因素決定，跟原子所處的物理化學(xué)狀態(tài)無關(guān)五、核力、結(jié)合能、質(zhì)量虧損、核反應(yīng)1核力(1)定義：原子核內(nèi)部，核子間所特有的相互作用力(2)特點(diǎn)：核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)；核力是短程力，作用范圍在1.5×1015 m之內(nèi)；每個(gè)核子只跟它的相鄰核子間才有核力作用2核能(1)結(jié)合能核子結(jié)合為原子核時(shí)放出的能量或原子核分解為核子時(shí)吸收的能量，叫做原子核的結(jié)合能，亦稱核能(2)比結(jié)合能定義：原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱做比結(jié)合能，也叫平均結(jié)合能特點(diǎn)：不同原子核的比結(jié)合能不同，原子核的比結(jié)合能越大，表示原

32、子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定3質(zhì)能方程、質(zhì)量虧損愛因斯坦質(zhì)能方程Emc2，原子核的質(zhì)量必然比組成它的核子的質(zhì)量和要小m，這就是質(zhì)量虧損由質(zhì)量虧損可求出釋放的核能Emc2.4獲得核能的途徑(1)重核裂變；(2)輕核聚變5核反應(yīng)(1)遵守的規(guī)律：電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒(2)反應(yīng)類型：衰變、人工轉(zhuǎn)變、重核裂變、輕核聚變,1.下列說法正確的是()A湯姆孫首先發(fā)現(xiàn)了電子，并測定了電子電荷量，且提出了“棗糕”式原子模型B盧瑟福做粒子散射實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)粒子穿過金箔后基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，只有少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)C粒子散射實(shí)驗(yàn)說明了原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上D盧瑟福提出了

33、原子“核式結(jié)構(gòu)”模型，并解釋了粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因2(1)氫原子的部分能級如圖所示，已知可見光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之間由此可推知，氫原子()A從高能級向n1能級躍遷時(shí)發(fā)出的光的波長比可見光的短B從高能級向n2能級躍遷時(shí)發(fā)出的光均為可見光C從高能級向n3能級躍遷時(shí)發(fā)出的光的頻率比可見光的高D從n3能級向n2能級躍遷時(shí)發(fā)出的光為可見光(2)大量氫原子處于不同能量激發(fā)態(tài)，發(fā)生躍遷時(shí)放出三種不同能量的光子，其能量值分別是：1.89 eV,10.2 eV,12.09 eV.躍遷發(fā)生前這些原子分布在_個(gè)激發(fā)態(tài)能級上，其中最高能級的能量值是_eV(基態(tài)能量為13.6 eV)3天然放

34、射性元素放出的三種射線的穿透能力實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示，由此可推知()A來自于原子核外的電子B的電離作用最強(qiáng)，是一種電磁波C的電離作用較強(qiáng)，是一種電磁波D的電離作用最弱，屬于原子核內(nèi)釋放的光子41.核電站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(huì)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(shí)會(huì)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B銫137衰變時(shí)輻射出的光子能量小于可見光光子能量C與銫137相比，碘131衰變更慢D銫133和銫137含有相同的質(zhì)子數(shù)42.一塊含鈾的礦石質(zhì)量為M，其中鈾元素的質(zhì)量為m，鈾發(fā)生一系列衰變，最終生成物為鉛，已知

35、鈾的半衰期為T，那么下列說法中正確的是()A經(jīng)過2個(gè)半衰期后，這塊礦石中基本不再含有鈾B經(jīng)過2個(gè)半衰期后，原來所含的鈾元素的原子核有發(fā)生了衰變C經(jīng)過3個(gè)半衰期后，其中鈾元素的質(zhì)量還剩D經(jīng)過1個(gè)半衰期后該礦石的質(zhì)量剩下51.氦原子核由兩個(gè)質(zhì)子與兩個(gè)中子組成，這兩個(gè)質(zhì)子之間存在著萬有引力、庫侖力和核力，則3種力從大到小的排列順序是()A核力、萬有引力、庫侖力B萬有引力、庫侖力、核力C庫侖力、核力、萬有引力D核力、庫侖力、萬有引力52.(2014·揚(yáng)州中學(xué)模擬)根據(jù)新華社報(bào)道，由我國自行設(shè)計(jì)、研制的世界上第一套全超導(dǎo)核聚變實(shí)驗(yàn)裝置，又稱“人造太陽”，已完成了首次工程調(diào)試，下列關(guān)于“人造太陽

36、”的說法正確的是()A“人造太陽”的核反應(yīng)方程是HHHenB“人造太陽”的核反應(yīng)方程是UnBaKr3nC“人造太陽”釋放的能量大小計(jì)算公式是Emc2D“人造太陽”核能大小計(jì)算公式是Emc2學(xué)生用書P252P254氫原子能級及能級躍遷1原子躍遷的條件(1)原子躍遷條件hEmEn只適用于光子和原子作用而使原子在各定態(tài)之間躍遷的情況(2)當(dāng)光子能量大于或等于13.6 eV時(shí)，也可以被處于基態(tài)的氫原子吸收，使氫原子電離；當(dāng)處于基態(tài)的氫原子吸收的光子能量大于13.6 eV時(shí)，氫原子電離后，電子具有一定的初動(dòng)能(3)原子還可吸收外來實(shí)物粒子(例如自由電子)的能量而被激發(fā)由于實(shí)物粒子的動(dòng)能可全部或部分被原子

37、吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于兩能級的能量差值(EEmEn)，均可使原子發(fā)生能級躍遷2躍遷中兩個(gè)易混問題(1)一群原子和一個(gè)原子：氫原子核外只有一個(gè)電子，這個(gè)電子在某個(gè)時(shí)刻只能處在某一個(gè)可能的軌道上，在某段時(shí)間內(nèi)，由某一軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí)，可能的情況只有一種，但是如果容器中盛有大量的氫原子，這些原子的核外電子躍遷時(shí)就會(huì)有各種情況出現(xiàn)了(2)直接躍遷與間接躍遷：原子從一種能量狀態(tài)躍遷到另一種能量狀態(tài)時(shí)有時(shí)可能是直接躍遷，有時(shí)可能是間接躍遷兩種情況下輻射(或吸收)光子的能量是不同的直接躍遷時(shí)輻射(或吸收)光子的能量等于間接躍遷時(shí)輻射(或吸收)的所有光子的能量和如圖所示為氫原子的能級示意

38、圖，一群氫原子處于n3的激發(fā)態(tài)，在向較低能級躍遷的過程中向外發(fā)出光子，用這些光照射逸出功為2.49 eV的金屬鈉，則這群氫原子能發(fā)出_種頻率不同的光，其中從n3能級躍遷到n1能級所發(fā)出的光波長最_，金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動(dòng)能最大值為_eV.解析(1)N3(條)，能發(fā)出3條頻率不同的光(2)由n3能級向低能級躍遷時(shí)，可以發(fā)出3種頻率不同的光，其中從n3能級躍遷到n1能級所發(fā)出的光波長最短(3)光子的最大能量EE3E11.51 eV(13.6 eV)12.09 eV.光電子的最大初動(dòng)能EkmEW012.09 eV2.49 eV9.6 eV.答案3短9.6總結(jié)提升(1)能級之間躍遷時(shí)放出的光子

39、頻率是不連續(xù)的(2)能級之間發(fā)生躍遷時(shí)放出(吸收)光子的頻率由hEmEn求得若求波長可由公式c求得(3)一個(gè)氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為(n1)(4)一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)的兩種求解方法用數(shù)學(xué)中的組合知識求解：NC.利用能級圖求解：在氫原子能級圖中將氫原子躍遷的各種可能情況一一畫出，然后相加1(2014·南昌模擬)如圖所示為氫原子的能級圖，已知可見光的光子能量范圍為1.62 eV3.11 eV，鋅板的電子逸出功為3.34 eV，那么對氫原子在能級躍遷過程中發(fā)射或吸收光子的特征認(rèn)識正確的是()A用氫原子從高能級向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)射的光照射鋅板一定不能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象B用

40、能量為11.0 eV的自由電子轟擊，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)C處于n2能級的氫原子能吸收任意頻率的紫外線D處于n3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離E用波長為60 nm的倫琴射線照射，可使處于基態(tài)的氫原子電離出自由電子解析：選BDE.氫原子從高能級向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)射的光子能量大于鋅板電子的逸出功3.34 eV，鋅板能發(fā)生光電效應(yīng)，A錯(cuò)誤；n2能級的軌道能量為3.4 eV，紫外線的最小能量為3.11 eV，則該氫原子只能吸收特定波段的紫外線，C錯(cuò)誤氫原子的能量及其變化1原子能量：EnEknEpn，隨n(r)增大而增大，其中E113.6 eV.2電子動(dòng)能：電子繞氫原子核運(yùn)

41、動(dòng)時(shí)靜電力提供向心力，即km，所以Eknk，隨n(r)增大而減小3電勢能：通過庫侖力做功判斷電勢能的增減當(dāng)n減小，即軌道半徑減小時(shí)，庫侖力做正功，電勢能減??；反之，n增大，即軌道半徑增大時(shí)，電勢能增加氫原子在基態(tài)時(shí)軌道半徑r10.53×1010 m，能量E113.6 eV，求氫原子處于基態(tài)時(shí)：(1)電子的動(dòng)能；(2)原子的電勢能；(3)用波長是多少的光照射可使其電離？解析(1)設(shè)處于基態(tài)的氫原子核外電子速度為v1，則：k.所以電子動(dòng)能Ek1mv eV13.6 eV.(2)因?yàn)镋1Ek1Ep1，所以Ep1E1Ek113.6 eV13.6 eV27.2 eV.(3)設(shè)用波長為的光照射可使

42、氫原子電離：0E1.所以 m9.14×108 m.答案(1)13.6 eV(2)27.2 eV(3)9.14×108 m2按照玻爾原子理論，氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn)，氫原子的能量_(選填“越大”或“越小”)已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1(E1<0)，電子質(zhì)量為m，基態(tài)氫原子中的電子吸收一頻率為的光子被電離后，電子速度大小為_(普朗克常量為h)解析：電子離原子核越遠(yuǎn)電勢能越大，原子能量也就越大；根據(jù)動(dòng)能定理有，hE1mv2，所以電離后電子速度為 .答案：越大原子核的衰變半衰期1衰變、衰變的比較衰變類型衰變衰變衰變方程XYHeXYe衰變實(shí)質(zhì)2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)整體射

43、出1個(gè)中子轉(zhuǎn)化為1個(gè)質(zhì)子和1個(gè)電子2H2nHenHe勻強(qiáng)磁場中軌跡形狀衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、動(dòng)量守恒2.半衰期(1)半衰期的計(jì)算：根據(jù)半衰期的概念，可總結(jié)出公式N余N原t/，m余m原t/.式中N原、m原表示衰變前的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，N余、m余表示衰變后尚未發(fā)生衰變的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，t表示衰變時(shí)間，表示半衰期(2)半衰期的理解：半衰期是表示放射性元素衰變快慢的物理量，同一放射性元素具有的衰變速率一定，不同的放射性元素半衰期不同，有的差別很大(3)適用條件：半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，是對大量的原子核衰變規(guī)律的總結(jié)，對于一個(gè)特定的原子核，無法確定何時(shí)發(fā)生衰變(1)關(guān)于放射性元

44、素的半衰期，下列說法正確的有()A是原子核質(zhì)量減少一半所需的時(shí)間B是原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間C把放射性元素放在密封的容器中，可以減小放射性元素的半衰期D可以用來測定地質(zhì)年代、生物年代等(2)某考古隊(duì)發(fā)現(xiàn)一古生物骸骨考古專家根據(jù)骸骨中C的含量推斷出了該生物死亡的年代已知此骸骨中C的含量為活著的生物體中C的1/4，C的半衰期為5 730年該生物死亡時(shí)距今約_年解析(1)原子核衰變后變成新核，新核與未衰變的核在一起，故半衰期并不是原子核的數(shù)量、質(zhì)量減少一半，A錯(cuò)，B對；衰變快慢由原子核內(nèi)部因素決定，與原子所處的物理狀態(tài)或化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，常用其測定地質(zhì)年代、生物年代等，故C錯(cuò)，D對(2)根據(jù)公式m

45、m0(其中m、m0分別是現(xiàn)在與原來的質(zhì)量，t為距今的時(shí)間，為半衰期)得所以t11 460年答案(1)BD(2)11 4603目前，在居室裝潢中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝飾材料，這些巖石都不同程度地含有放射性元素下列有關(guān)放射性知識的說法中正確的是()A.U衰變成Pb要經(jīng)過6次衰變和8次衰變B氡的半衰期為3.8天，若有16個(gè)氡原子核，經(jīng)過7.6天后一定只剩下4個(gè)氡原子核C放射性元素發(fā)生衰變時(shí)所釋放出的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的D射線與射線一樣是電磁波，但穿透本領(lǐng)遠(yuǎn)比射線弱解析：選AC.發(fā)生衰變的次數(shù)為8(次)，發(fā)生衰變的次數(shù)為8×2(9282)6(次)，故A正確半衰期是對大量

46、放射性原子核而言，對少數(shù)放射性原子核并不適用，故B錯(cuò)誤中子衰變方程為：nHe，故C正確射線是電子，D錯(cuò)核反應(yīng)類型與核反應(yīng)方程1核反應(yīng)的四種類型：衰變、人工轉(zhuǎn)變、裂變和聚變2核反應(yīng)過程一般都是不可逆的，所以核反應(yīng)方程只能用單向箭頭連接并表示反應(yīng)方向，不能用等號連接3核反應(yīng)的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能憑空只依據(jù)兩個(gè)守恒規(guī)律杜撰出生成物來寫核反應(yīng)方程4核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，核反應(yīng)過程中反應(yīng)前后的總質(zhì)量一般會(huì)發(fā)生變化5核反應(yīng)遵循電荷數(shù)守恒(1)關(guān)于核衰變和核反應(yīng)的類型，下列表述正確的有()A.UThHe是衰變B.NHeOH 是衰變C.HHHen 是輕核聚變D.SeKr2e 是重核裂變

47、(2)現(xiàn)有四個(gè)核反應(yīng)：A.HHHen B.UnXKr3nC.NaMge D.HeBeCn_是發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程，_是研究原子彈的基本核反應(yīng)方程，_是研究氫彈的基本核反應(yīng)方程求B中X的質(zhì)量數(shù)和中子數(shù)解析(1)A為衰變，B為原子核的人工轉(zhuǎn)變，C為輕核聚變，D為衰變，故A、C正確(2)D為查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程；B是研究原子彈的基本核反應(yīng)方程；A是研究氫彈的基本核反應(yīng)方程X的質(zhì)量數(shù)為：(2351)(893)144X的質(zhì)子數(shù)為：923656X的中子數(shù)為：1445688.答案(1)AC(2)DBA144884(2013·高考上海卷)放射性元素Po衰變?yōu)镻b，此衰變過程的核反應(yīng)方程是_；

48、用此衰變過程中發(fā)出的射線轟擊F，可得到質(zhì)量數(shù)為22的氖(Ne)元素和另一種粒子，此核反應(yīng)過程的方程是_解析：根據(jù)核反應(yīng)中的質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒規(guī)律，可以求出新生射線為He，另一粒子為H.方程式中一定要使用箭頭，不能用等號答案：PoPbHeHeFNeH有關(guān)核能的計(jì)算1應(yīng)用質(zhì)能方程解題的流程圖(1)根據(jù)Emc2計(jì)算，計(jì)算時(shí)m的單位是“kg”，c的單位是“m/s”，E的單位是“J”(2)根據(jù)Em×931.5 MeV計(jì)算因1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5 MeV的能量，所以計(jì)算時(shí)m的單位是“u”，E的單位是“MeV”2利用質(zhì)能方程計(jì)算核能時(shí)，不能用質(zhì)量數(shù)代替質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算假設(shè)兩個(gè)氘核在一直線

49、上相碰發(fā)生聚變反應(yīng)生成氦的同位素和中子，已知氘核的質(zhì)量是2.0136 u，中子的質(zhì)量是1.0087 u，氦核同位素的質(zhì)量是3.0150 u.(1)聚變的核反應(yīng)方程式是_，在聚變核反應(yīng)中釋放出的能量為_MeV(保留兩位有效數(shù)字)(2)若氚核和氦核發(fā)生聚變生成鋰核，反應(yīng)方程式為HHeLi，已知各核子比結(jié)合能分別為EH1.112 MeV、EHe7.075 MeV、ELi5.603 MeV，試求此核反應(yīng)過程中釋放的核能解析(1)根據(jù)題中條件，可知核反應(yīng)方程式為HHHen.核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損：m2mD(mHemn)2×2.0136 u(3.01501.0087) u3.5×103

50、 u.由于1 u的質(zhì)量與931.5 MeV的能量相對應(yīng)，所以氘核聚變時(shí)放出的能量：E3.5×103×931.5 MeV3.3 MeV.(2)H和He分解成7個(gè)核子所需的能量為E13×1.112 MeV4×7.075 MeV31.636 MeV7個(gè)核子結(jié)合成Li，釋放的能量為E27×5.603 MeV39.221 MeV所以此核反應(yīng)過程中釋放的核能為EE2E139.221 MeV31.636 MeV7.585 MeV.答案(1)HHHen3.3(2)7.585 MeV5已知氦原子的質(zhì)量為MHe u，電子的質(zhì)量為me u，質(zhì)子的質(zhì)量為mp u，中子

51、的質(zhì)量為mn u，u為原子質(zhì)量單位，且由愛因斯坦質(zhì)能方程Emc2可知：1 u對應(yīng)于931.5 MeV的能量，若取光速c3×108 m/s，則兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子聚變成一個(gè)氦核，釋放的能量為()A2(mpmn)MHe×931.5 MeVB2(mpmnme)MHe×931.5 MeVC2(mpmnme)MHe·c2 JD2(mpmn)MHe·c2 J答案：B學(xué)生用書P254核反應(yīng)中的動(dòng)量和能量問題該得的分一分不丟！(1)RnPoHe.(2分)(2)質(zhì)量虧損m222.086 63 u4.002 6 u218.076 6 u0.007 43 u(1分)E

52、mc20.007 43×931.5 MeV6.92 MeV.(1分)(3)設(shè)粒子、釙核的動(dòng)能分別為Ek、Ek釙，動(dòng)量分別為p、p釙，由能量守恒定律得：EEkEk釙E(1分)不計(jì)光子的動(dòng)量，由動(dòng)量守恒定律得：0pp釙(1分)又Ek，故EkEk釙2184(2分)聯(lián)立解得Ek釙0.12 MeV，Ek6.71 MeV.(1分)答案(1)RnPoHe(2)6.92 MeV(3)0.12 MeV6.71 MeV總結(jié)提升(1)在動(dòng)量守恒方程中，各質(zhì)量都可用質(zhì)量數(shù)表示(2)只有利用Emc2時(shí)，才考慮質(zhì)量虧損，在動(dòng)量和能量守恒方程中，不考慮質(zhì)量虧損(3)注意比例運(yùn)算求解學(xué)生用書P254P255一 高考題組1(2013·高考天津卷)下列說法正確的是()A原子核發(fā)生衰變時(shí)要遵守電荷守恒和質(zhì)量守恒的規(guī)律B射線、射線、射線都是高速運(yùn)動(dòng)的帶電粒子流C氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷只能輻射特定頻率的光子D發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的動(dòng)能只與入射光的強(qiáng)度有關(guān)解析：選C.原子核發(fā)生衰變時(shí)遵守電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，而非質(zhì)量守恒，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；、射線的實(shí)質(zhì)是高速運(yùn)動(dòng)的氦原子核、電子流和光子，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)玻爾理論，氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí)，只能輻射特定頻率的光子，滿足hEmE1，選項(xiàng)C正確；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkmhW知，光電子的動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤2. (