- 光的波粒二象性
- 共136题
(1)研究光电效应电路如图所示,用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K),钠极板发射出的光电子被阳极A吸收,在电路中形成光电流,下列光电流I与A、K之间的电压的关系图象中,正确的是 。
(2)钠金属中的电子吸收光子的能量,从金属表面逸出,这就是光电子,光电子从金属表面逸出的过程中,其动量的大小 (选填“增大”、“减小”或“不变”),原因是_______。
(3)已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为-3.40eV和-1.51eV,金属钠的截止频率为Hz,普朗克常量h=
J
s,请通过计算判断,氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板,能否发生光电效应。
正确答案
(1)C
(2)减小;光电子受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功)
(3)氢原子放出的光子能量,带入数据的
金属钠的逸出功
,带入数据得
因为
,所以不能发生光电效应。
解析
(1)本题考查光电效应规律,光强超强,饱和光电流越大,C正确。
(2)电子需要克服金属中正电荷对它的引力做功,因此动量减小,能量减小。
(3)略
知识点
32.下列说法正确的是
正确答案
解析
A、聚变反应指由质量小的原子,在一定条件下,发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,故A正确;
B、从n=3跃迁到n=1辐射的光子能量大于从n=2跃迁到n=1的光子能量,则从n=3跃迁到n=1辐射的光子频率大于紫外线的频率,不可能是可见光,故B错误;
C、在核反应中,只有比结合能较小的原子核变成比结合能较大的原子核才会释放核能,故C正确;
D、在核反应过程中亏损质量转变为能量,但是自然界能量是守恒的,故D错误;
E、根据光电效应方程可知遏止电压与入射光的频率有关,故E正确.
考查方向
轻核的聚变;氢原子的能级公式和跃迁;原子核的结合能;爱因斯坦质能方程
解题思路
聚变反应释放能量,产生新的原子核.能级跃迁时辐射的光子能量等于两能级间的能级差,结合光子频率的大小关系判断分析;比结合能较小的原子核变成比结合能较大的原子核会释放核能;在核反应中,能量是守恒的;根据光电效应方程,结合最大初动能与遏止电压的关系分析遏止电压与入射光频率的关系.
易错点
关键理解相关的物理概念,掌握典型的核反应方程及玻尔模型和氢原子的能级跃迁公式.
教师点评
本题考查了轻核的聚变;氢原子的能级公式和跃迁;原子核的结合能;爱因斯坦质能方程等知识点,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与电势能等知识点交汇命题.
知识点
【选修3-5】
【物理—选修3-5】23.(5分)以下是有关近代物理内容的若干叙述,其中正确的是___________。(填正确答案标号,全部选对得5分,部分选对得2分,错选得0分)
A一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,改用波长较长的光照射该金属可能
B氡222的半衰期为3.8天,则质量为4g的氡222经过7.6天还剩下1 g的氡222
C玻尔理论解释了氢原子发射出来的光子其谱线为什么是不连续的。
D重核裂变为几个中等质量的核,其平均核子质量会增加。
【物理—选修3-5】24.(10分)如图所示,长L=1m的小车静止在光滑的水平面上,一滑块以v0=3m/s的水平速度从小车左端滑入并从小车右端滑出,小车和滑块的质量均为1 kg,己知滑块与小车间的动摩擦因数。g=10m/s2,
求:(I)滑块离开小车时,滑块和小车的速度大小;(II)此过程,小车受到合外力的冲量。
正确答案
BC
解析
A、改用波长较长的光照射,则其频率更小,根据光电效应条件,更不会发生光电效应现象,故A错误;
B、氡的半衰期为3.8天,质量为4g的氡,经7.6天后,有3g衰变成新核,还剩下1g没衰变,故B正确;
考查方向
原子核衰变及半衰期、衰变速度;重核的裂变
解题思路
发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率;半衰期为一半的原子发生衰变所用的时间,根据这个关系可判断有多少氡发生衰变和能剩下多少氡;玻尔理论能解释不连续谱线;根据质量亏损,结合质能方程,可知,发生核反应,平均核子质量会减小.
易错点
掌握玻尔理论的量子化观点,及无论是重核裂变还是轻核聚变,由于释放能量,会导致平均核子质量减小.
正确答案
①v1=2m/s v2=1m/s
②I=1Ns,方向水平向右
解析
①取水平向右为正方向,设滑离时,滑块和小车的速度分别为v1,v2,对全程,由动量守恒定律有:
mv0=mv1+mv2
依能量守恒定律有:
考查方向
动量守恒定律; 能量守恒定律
解题思路
①取水平向右为正方向,对滑块滑离小车的过程,根据动量守恒定律及能量守恒定律列式求解;
②对小车依据动量定理列式求解.
易错点
理解动量守恒的条件:当一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零,那么这个系统的总动量保持不变.
38.选考题三
在下列关于近代物理知识的说法中,正确的是_____________
正确答案
解析
A、卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,建立了原子的核式结构模型,故A正确;
B、光电效应和康普顿效应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还具有动量,故B正确;
C、根据玻尔理论可知,氢原子辐射出一个光子后,氢原子的能量减小,轨道半径减小,根据,得轨道半径减小,电子速率增大,动能增大;由于轨道半径减小,库仑力做正功,则氢原子电势能减小,故C错误;
D、在核反应中,原子核的核电荷数发生了变化,所以元素的种类发生改变,故D错误;
E、的半衰期是5天,经过15天即3个半衰期后,还有:
未衰变,故E正确.
考查方向
原子核衰变及半衰期、衰变速度;氢原子的能级公式和跃迁
解题思路
卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,建立了原子的核式结构模型;光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性;氢原子辐射出一个光子后,从高能级向低能级跃迁,轨道半径减小,根据库仑引力提供向心力,得出电子速度的变化,从而得出电子动能的变化,根据氢原子能量的变化得出电势能的变化;明确剩余质量和衰变前的质量关系并会进行有关运算.
易错点
根据玻尔理论关键知道电子从高能级向低能级跃迁,辐射光子,从低能级向高能级跃迁,吸收光子,以及知道原子的能量等于电子动能和电势能的总和.
知识点
4.用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应,可能使该金属产生光电效应的措施是
正确答案
解析
用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应,知紫外线的频率小于金属的极限频率,要能发生光电效应,需改用频率更大的光照射(如X射线).能否发生光电效应与入射光的强度和照射时间无关.故A正确,B、C、D错误.
考查方向
解题思路
发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率.与入射光的强度与照射时间无关.
易错点
本题的关键知道光电效应的条件,知道能否发生光电效应与入射光的强度和照射时间无关.
知识点
2.一束可见光a由三种单色光m、p、n组成.光束a通过三棱镜后的情况如图所示,检测发现单色光p能使某种金属产生光电效应,下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
A、由图得到,光线n偏转角最大,故n的折射率最大,频率最大;根据c=λf,知光线n的波长最短,光线m的波长最长,故A错误;
B、光线n折射率最大,频率最大,则单色光n的频率大于m的频率,故B错误;
C、光线n频率最大,根据,光子的能量最大;若单色光p能使某金属产生光电效应,故光线n一定可以使该金属发生光电效应,光线m不一定能使该金属发生光电效应,故C正确;
D、根据公式 ,知在三棱镜中,光线n频率最大,那么单色光n的光速小于m的光速,故D错误;
考查方向
光电效应;光的折射定律
解题思路
先根据折射定律结合光的偏转情况判断三棱镜对三种单色光折射率的大小情况,对照光谱可以得到频率情况;根据c=λf判断波长大小;根据光电效应方程判断能否发生光电效应;根据 判断光在介质中速度的大小.
易错点
本题关键通过光的偏折程度比较出折射率的大小,掌握折射率、频率、波长、及光在介质中速度的关系.
知识点
36.选做题三 【物理—选修3-5】
下列说法正确的是______。(填正确答案标号。选对一个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错一个扣3分,最低得分为0分)
正确答案
解析
A、的半衰期是5天,则12g
经过15天后还有未衰变,即还剩下1.5g,故A正确
B、轨道半径增大,则电子动能减小,总能量增大。故B错误;
C、光电效应和康普顿效应都揭示了光具有粒子性。C正确
D、方程式是α衰变反应方程。故D错误;
E、普朗克为了解释黑体辐射现象,第一次提出了能量量子化理论。故E正确。
故本题选:ACE
考查方向
原子物理
解题思路
氢原子在吸收光子之后,其核外电子由半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道上运转,总能量增加,根据库仑引力提供向心力判断电子动能的变化,通过总能量等于电子动能和电势能之和判断电势能的变化.
易错点
电子动能和电势能的判断方法
知识点
4.用单色光照射某种金属表面,有没有光电子逸出取决于入射光的( )
正确答案
解析
发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,由公式EK=hf﹣W知,W为逸出功不变,所以光电子的最大初动能取决于入射光的频率,A正确,BCD错误。
考查方向
解题思路
发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,从而即可求解。
易错点
考查了发生光电效应的条件和光电效应方程的应用,注意影响能否逸出与强度,照射时间均无关。
知识点
2.如图所示,把一块不带电的锌板接在验电器上,用紫外线灯照射锌板,验电器的金属箔片张开,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
紫光照射锌板后,锌板发生光电效应,锌板带正电,所以B正确。溢出的电子有的是表面逸出,有的是内部逸出,不可能所有电子的动能都一样,红外线照射,不会发生光电效应,所以CD均错。紫外线的波长比可见光短,所以A错。
考查方向
解题思路
紫光照射锌板后,锌板发生光电效应,锌板带正电
易错点
要理解光电效应发生的条件
知识点
2.如图所示的光电管电路中,用紫光照射光电管,灵敏电流计G指针未发生偏转,为使指针发生偏转,可以( )
正确答案
解析
由图可知,光电管的阴极接电源的负极,用紫光照射光电管,灵敏电流计G指针未发生偏转,说明用紫色光照射不能发生光电效应.要使指针发生偏转,在该电路中只要能发生光电效应即可,所以要增大入射光的频率.
A、改用紫外线照射,紫外线的频率大于紫色光的频率,所以能发生光电效应,能使指针发生偏转.故A正确;
B、增加光照射时间,仍然不能发生光电效应,不能使指针发生偏转.故B错误;
C、改用红外线照射,红外线的频率小于紫色光的频率,所以不能发生光电效应,不能使指针发生偏转.故C错误;
D、增大照射光强度,仍然不能发生光电效应,不能使指针发生偏转.故DC错误.
考查方向
解题思路
发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,光的强度影响单位时间内发出光电子的数目,即影响光电流的大小
易错点
考查光电效应的实验,解决本题的关键知道光电效应的过程中,电发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率;另外,需要知道光的强度影响单位时间内发出光电子的数目.
知识点
扫码查看完整答案与解析