1、学年高考物理二轮复习专题5原子物理学与物理学史物理图象教学案专题5 原子物理学与物理学史、物理图象高考研究(十九) 聚焦选择题考法原子物理学1多选(2017全国卷T19)在光电效应实验中，分别用频率为a、b的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是()A若ab，则一定有Uab，则一定有EkaEkbC若UaUb，则一定有Ekab，则一定有haEkahbEkb解析：选BC设该金属的逸出功为W，根据爱因斯坦光电效应方程有EkhW，同种金属的W不变，则逸出光电子的最大初动能随的增大而增大，B项正确；又Ek
2、eU，则最大初动能与遏止电压成正比，C项正确；根据上述有eUhW，遏止电压U随增大而增大，A项错误；又有hEkW，W相同，D项错误。2多选(2016全国卷T35(1)现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是()A保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大 B入射光的频率变高，饱和光电流变大C入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生E遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关解析：选ACE产生光电效应时，光的强度越大，单位时间内逸出的光电子数越多，饱和光电流越大，说法
3、A正确；饱和光电流大小与入射光的频率无关，说法B错误；光电子的最大初动能随入射光频率的增加而增加，与入射光的强度无关，说法C正确；减小入射光的频率，如低于极限频率，则不能发生光电效应，没有光电流产生，说法D错误；遏止电压的大小与入射光的频率有关，与光的强度无关，说法E正确。3多选(2015全国卷T35(1)实物粒子和光都具有波粒二象性。下列事实中突出体现波动性的是()A电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D人们利用电子显微镜观测物质的微观结构E光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关解析：
4、选ACD电子束具有波动性，通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，选项A正确；射线在云室中高速运动时，径迹又细又直，表现出粒子性，选项B错误；人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，体现出波动性，选项C正确；电子显微镜是利用电子束工作的，体现了波动性，选项D正确；光电效应实验，体现的是波的粒子性，选项E错误。4(2017全国卷T15)一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核，衰变方程为UThHe。下列说法正确的是()A衰变后钍核的动能等于粒子的动能B衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小C铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间D衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量解析：选B静止的铀核在衰变过程
5、中遵循动量守恒，由于系统的总动量为零，因此衰变后产生的钍核和粒子的动量等大反向，即pThp，B项正确；因此有，由于钍核和粒子的质量不等，因此衰变后钍核和粒子的动能不等，A项错误；根据半衰期的定义可知，C项错误；由于衰变过程释放能量，根据爱因斯坦质能方程可知，衰变过程有质量亏损，D项错误。5多选(2016全国卷T35(1)一静止的铝原子核Al俘获一速度为1.0107 m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核Si*。下列说法正确的是()A核反应方程为pAlSi*B核反应过程中系统动量守恒C核反应过程中系统能量不守恒D核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和E硅原子核速度的数量级
6、为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致解析：选ABE核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为pAlSi*，A正确；核反应过程中遵从动量守恒和能量守恒，B正确，C错误；核反应中发生质量亏损，生成物的质量小于反应物的质量之和，D错误；根据动量守恒定律有mpvpmSivSi，碰撞后硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度方向一致，E正确。6(2017全国卷T17)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是： HHHen。已知H的质量为2.013 6 u， He的质量为3.015 0 u， n的质量为1.008 7 u,1 u931
7、 MeV/c2。氘核聚变反应中释放的核能约为()A3.7 MeVB3.3 MeVC2.7 MeV D0.93 MeV解析：选B氘核聚变反应的质量亏损为m(22.013 63.015 01.008 7)u0.003 5 u，释放的核能为Emc20.003 5931 MeV/c2c23.3 MeV，选项B正确。高考题型典型试题难度1.光电效应、波粒二象性2017全国卷T192016全国卷T35(1)2015全国卷T35(1)2.核反应方程2017全国卷T152016全国卷T35(1)3.核能的计算2017全国卷T17题型(一) 光电效应、波粒二象性高考定位：常考题型解题关键：重在对光电效应现象的理
8、解，正确区分“四组概念、四类图象”必备知能1光电效应中应区分的四组概念(1)光子与光电子光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子；光子是光电效应的因，光电子是果。(2)光电子的初动能与光电子的最大初动能光照射到金属表面时，金属中的电子吸收光子的能量，可能向各个方向运动，除了要克服逸出功外，有时还要克服原子的其他束缚，剩余部分为光电子的初动能；只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功，才具有最大初动能。光电子的初动能小于或等于光电子的最大初动能。(3)光电流和饱和光电流金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，
9、随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。(4)入射光强度与光子能量入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量。光子能量即每个光子的能量。光的总能量等于光子能量与入射光子数的乘积。2四类图象对比图象名称图线形状由图线直接(间接)得到的物理量最大初动能Ek与入射光频率的关系图线极限频率c：横轴截距逸出功W0：纵轴截距的绝对值普朗克常量h：图线的斜率颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系图线遏止电压Uc：图线与横轴的交点饱和光电流Im：电流的最大值最大初动能：EkmeUc颜色不同时，光电流与电压的关系图线
10、遏止电压Uc1、Uc2饱和光电流最大初动能：Ek1eUc1，Ek2eUc2遏止电压Uc与入射光频率的关系图线截止频率c：图线与横轴的交点遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电量的乘积，即hke(注：此时两极之间接反向电压)演练冲关1多选(2017云南部分名校模拟)关于光电效应和康普顿效应的规律，下列说法正确的是()A在光电效应中，金属板向外发射的光电子又可以叫光子B用光照射金属不能发生光电效应，是因为该入射光的频率小于金属的截止频率C石墨对X射线散射时，部分X射线的散射光波长会变大，这个现象称为康普顿效应D康普顿效应说明光具有粒子性解析：选BCD在光电效应中
11、，金属板向外发射的光电子是电子，A错误；只有入射光的频率大于金属的截止频率，才能发生光电效应，B正确；石墨对X射线散射时，在散射的X射线中，除了与入射波长0相同的成分外，还有波长大于0的成分，这种现象称为康普顿效应，C正确；康普顿效应说明光具有粒子性，D正确。2多选(2018届高三河南天一大联考)1905年，爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广，成功地解释了光电效应现象，提出了光子说。对于与光电效应有关的四个图象，下列说法正确的是()A图1中，当紫外线照射锌板时，发现验电器指针发生了偏转，说明锌板带正电，验电器带负电B图2中，从光电流与电压的关系图象中可以看出，电压相同时，光照越强，光电流越
12、大，说明遏止电压和光的强度有关C图3中，若电子电量用e表示，1、c、U1已知，由Uc 图象可求得普朗克常量的表达式为hD图4中，由光电子最大初动能Ek与入射光频率的关系图象可知，该金属的逸出功为E或hc解析：选CD用紫外线灯发出的紫外线照射锌板，锌板失去电子带正电，验电器与锌板相连，则验电器的金属球和金属指针带正电，故A错误；由题图2可知电压相同时，光照越强，光电流越大，只能说明光电流强度与光的强度有关，遏止电压只与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，故B错误；根据爱因斯坦光电效应方程UcehW0，可知Uc，Uc 图象的斜率表示，即，解得h，故C正确；根据光电效应方程EkmhW0知，Ek 图
13、线的纵轴截距的绝对值表示逸出功，则逸出功为E，当最大初动能为零时，入射光的频率等于金属的极限频率，则金属的逸出功等于hc，故D正确。3.多选(2017河北保定模拟)如图所示为一个研究光电效应的电路图，下列有关叙述中正确的是()A只调换电源的极性，移动滑片P，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压Uc的数值B保持光照条件不变，滑片P向右滑动的过程中，电流表示数将一直增大C不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大D阴极K需要预热，光束照射后需要一定的时间才会有光电流解析：选AC只调换电源的极性，移动滑片P，电场力对电子做负功，当电流表示数为零时，则有qUmv20，那么电压表示数为
14、遏止电压Uc的数值，故A正确；保持光照条件不变，滑片P向右滑动的过程中，导致电压增大，则电场力做功增大，则电流表示数会增大，若电流达到饱和电流，则电流表示数不再增大，故B错误；不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，则光电子数目增多，那么电流表示数会增大，故C正确；光束照射后不需要一定的时间，几乎同时就有光电流，故D错误。题型(二) 玻尔理论氢原子能级必备知能1氢原子的能级跃迁(1)氢原子从低能级向高能级跃迁：吸收一定频率的光子，当光子的能量满足hE末E初时，才能被某一个原子吸收，否则不吸收。(2)氢原子从高能级向低能级跃迁：以光子的形式向外辐射能量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时两能级间的能量差。2电离当光子能量大于等于原子所处的能级的能量值的绝对值时，也可以被氢原子吸收，使氢原子电离，多余的能量作为电子的初动能。3光谱线条数一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱线条数为N。4激发跃迁氢原子还可吸收外来实物粒子的能量而被激发，由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级差，均可
