2020年人教版高考物理一轮复习听课答案_2

1、第十二单元 波粒二象性和原子物理第 30 讲 光电效应 波粒二象性【教材知识梳理】一、 1.电子 光电子 2. 大于或等于 3. (1)大于或等于(2)强度增大 (4)正比二、 1.hv2.最小值 3.电子 4.(1)hv-W0最大初动能三、 1. (1)波动 (2)粒子 (3)波粒二象 2. (1)大 小辨别明理(1)(X) (2)( X )(3)(V) (4)(X)(V)(6)(x) (7)(V)(8)(V)【考点互动探究】考点一1. BC 解析 用紫外线照射锌板是能够发生光电效应的 ,锌板上的电子吸收紫外线的能量后从锌板表面逸出，称之为光电子，故选项 A 错误,B 正确;锌板与验电器相

2、连,带有同种电荷 ,锌板失去电子 ,应该带正电 ,且失去电子越多 ,带的电荷量越多 ,验 电器指针张角越大，故选项 C 正确,D 错误.2. AD 解析 增大入射光强度 ,单位时间内照射到单位面积上的光子数增加 ,则光电流将增大，故选项 A 正确;光电效应是否发生取决于入射光的频率，而与入射光 强度无关，故选项 B 错误;用频率为v的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率 小于v的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，选项 C 错 误根据 hv -W0=Ek可知，增大入射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项 D 正 确.3. BC解析由光电效应方程可知Ek=h v-W0，

3、该动能又会在遏止电压下恰好减为 零则 eU=hv -W0,其中 W 为逸出功，同种金属的 W 相同.若vavb,则故 A 错误;若vavb根据 E=hv-W0,可得氐瓦,故 B 正确;若 UaUb,根据 E=eU,可得氐vb,根据 Ek=hv-W0可知 hv-Ek=W,由于是照射到同种金属上，逸出功 W 相同，故 D 错误.4. C解析光子能量 hv=2.5 eV 的光照射阴极，电流表读数不为零，则能发生光 电效应,当电压表读数大于或等于 0.6 V 时,电流表读数为零 ,则电子不能到达阳极 由动能定理 eU=知,最大初动能 Ek=eU=0. 6 eV,由光电效应方程 hv=E+W 知 W=1

4、. 9 eV,对图乙，当电压表读数为 2 V 时，电子到达阳极的最大动能 Ek=Ek+eU=0.6 eV+2 eV=2.6 eV,故选项 C 正确.考点二例 1 A 解析 由图像可知 ,a、c 的遏止电压相同 ,根据光电效应方程可知 ,单色 光a 和 c 的频率相同 但 a 产生的光电流大，说明 a 光的强度大，选项 A 正确,B 错误;b 的遏止电压大于 a、c 的遏止电压，所以单色光 b 的频率大于 a 的频率,选项 C 错误;只要光的频率不变，改变电源的极性，仍可能有光电流产生，选项 D 错误.变式题 1 AC 解析图线与横轴交点的的横坐标表示截止频率,A 正确,B 错误;由光电效应方程

5、 E=hv-W0,可知图线的斜率为普朗克常量，C 正确该金属的逸出功为 W=hvc=-：- eV 1. 77 eV,D 错误变式题 2 ABC解析不同的材料有不同的逸出功，所以遏止电压 UC不同，选项 A 正确;由爱因斯坦光电效应方程得 hv=W+&,故选项 B 正确；在照射光的频率大于极 限频率的情况下，发射出的光电子数与照射光的强度成正比，光强不确定,所以单 位时间内逸出的光电子数可能相同，饱和光电流也可能相同，选项 C正确;由 Ek=hv-hvo=eUC,可得 U=-(v-vo),故图线的斜率为相同的常数，选项 D 错误考点三例 2 A 解析根据德布罗意波长公式 入录,质子的质量

6、大于电子的质量，相同 速度的质子比相同速度的电子动量大，则质子的德布罗意波长小，分辨率高，其最 高分辨率将小于 0.2 nm,故 A 正确,B C D 错误变式题 1 B变式题 2 AB 解析黑体辐射的实验规律只能用光的粒子性解释，普朗克用能2 -量子理论分析，结果与事实完全相符，选项 C 错误;由于 Ek=-mv,p=mv 因此 p=,质子和电子动能相等，但质量不等，故动量 p 也不等,根据德布罗意波长 入 h 可知，二者的德布罗意波长不同，选项 D 错误.变式题 3 ABD变式题 4 D 解析根据爱因斯坦的“光子说”可知，单个光子表现为粒子性而大量光子表现为波动性，所以曝光时间不太长时，底

7、片上只能出现一些不规则的 点，说明了单个光子表现为粒子性，故 A 错误;光子的粒子性并非宏观实物粒子的粒 子性，故单个光子通过双缝后的落点无法预测，故 B 错误;如果曝光时间足够长，底 片上就会出现规则的干涉条纹，说明了大量光子表现为波动性，故 C 错误;光子到达 概率大的区域表现为亮条纹，而光子到达概率小的区域表现为暗条纹，故 D 正确.教教师备用习题师备用习题 JlAOSHl BElYOhlG XlTI _1. 对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点，以下说法错误的是（）A. 以某一个最小能量值一份一份地辐射B. 辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍C. 辐射和吸收的能量是量子化的D. 吸收的

8、能量可以是连续的解析D 根据量子化的理论，带电微粒辐射和吸收的能量，只能是某一最小能量 值的整数倍，故 A、B 正确.带电粒子辐射和吸收的能量不是连续的，是量子化的，故 C正确,D 错误.2. 2018 浙江奉化高中模拟人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm 的绿光时，只要每秒有 6 个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉，普朗克常量为 6.63X10-34J s,光速为 3. 0X108m/s,则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小 功率是（）A. 2. 3X10-18W B 3.8X10-19WC. 7. ox10-48W D 1 . 2X10-48W解析A 绿光光子能量 E=h

9、v=- :=3.8X10-19J,每秒钟最少有 6个绿光的光子射入瞳孔，才能被察觉，所以 P - W=2.3X10-18W 故 A 正确3. 下列关于光的波粒二象性的理解正确的是（）A. 大量光子的行为往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性B. 光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子C. 光在传播时粒子性显著，而与物质相互作用时波动性显著D. 高频光是粒子，低频光是波解析A 大量光子的行为往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子 性，故 A 正确;光在传播时波动性显著，而与物质相互作用时粒子性显著，故 B、C 错 误;高频光波长小，光的粒子性显著,低频光波长大，光的波动

10、性显著，故 D 错误.4. 在某次光电效应实验中，得到的遏止电压 UC与入射光的频率v的关系如图 30-1所示.若该直线的斜率和纵截距分别为 k 和 b,电子电荷量的绝对值为 e,则普朗克 常量可表示为_，所用材料的逸出功可表示为_ .图 30-1答案ek -eb 解析光电效应中，入射光子能量为 hv，克服逸出功 W 后多余的能量转化为电子最大初动能,eUC=hv -W0,整理得 U=-v- ,斜率即-=k,所以普朗克常量 h=ek,纵截距为 b,即 eb=-W,所以逸出功 W=-eb.5.（多选）图30-2 是某金属在光的照射下逸出的光电子的最大初动能&与入射光A. 该金属的逸出功等

11、于 EB. 该金属的逸出功等于 hvoC. 入射光的频率为 2vo时，逸出的光电子的最大初动能为 ED. 入射光的频率为一时，逸出的光电子的最大初动能为-答案ABC第 31 讲原子和原子核频率v【教材知识梳理】 卢瑟福 线状 1 质子 电子 质子 核内2 - m - 重核轻核辨别明理【考点互动探究】考点一例 1 A解析卢瑟福根据a粒子散射实验，提出了原子核式结构模型，选项 A 正确;卢瑟福提出了原子核式结构模型的假设，从而否定了汤姆孙原子模型的正确 性,B 错误;电子质量太小 对a粒子的影响不大,选项 C 错误;绝大多数a粒子穿过 金箔后，几乎仍沿原方向前进，D 错误.变式题 1 D 解析在a

12、粒子散射实验中，由于电子的质量太小，电子的质量只 有a粒子的，它对a粒子速度的大小和方向的影响就像灰尘对枪弹的影响，完全可以忽略，故 D 正确,A、B、C 错误.变式题 2 C解析首先明确a粒子和重金属原子核均带正电荷，相互排斥，且 作用力在二者连线上，再由牛顿第二定律知，被散射的a粒子的加速度由重金属 原子核的斥力产生，所以图中加速度方向标示正确的仅有P 点，故 C 正确.考点二 例 2 AC 解析根据 =3 知,这群氢原子能够发出 3 种不同频率的光子，故 A(1)(V) (2)(V)(3)(2)(4)(X) (5)(X)(6)(V)(7)(X)(8)(X)(9)(X)正确;由 n=3 能

13、级跃迁到 n=1 能级辐射的光子能量最大， E=(13. 6-1.51) eV=12. 09 eV,故 B 错误;从 n=3 能级跃迁到 n=2 能级辐射的光子能量最小，频率最小，则波长最 大，故 C 正确一群处于 n=3 能级的氢原子向更高能级跃迁，吸收的能量必须等于两 能级之差，故 D 错误.变式题 1 D 解析由谱线 a 的光子的波长大于谱线 b 的光子的波长，可知谱线 a 的光子频率小于谱线 b的光子频率，所以谱线 a的光子能量小于 n=5和 n=2间的 能级差，选项 D 正确，选项 A、B、C 错误.变式题 2 BCD 解析根据跃迁理论，处于基态的氢原子被某外来单色光激发后跃迁到 n

14、=5 能级，需要吸收的能量为 E=E-E1=- 0. 54- (-13. 6) eV=13. 06 eV,A错误;波长最长的谱线来自第 5 能级向第 4 能级的跃迁，根据 E=h=E-E4,解得入=4000 nm,B 正确;波长最短的谱线来自第 5 能级向第 1 能级的跃迁 根据h=氏七1,解得入min=9. 5X10-8m 根据入mind,解得 p=Q. 97X1027kg m/s,C 正确;根据爱因斯坦光电效应方程得 hv=V0+E,解得 EmaW0=9. 72 eV,D 正确.考点三例 3 B 解析衰变过程动量守恒，生成的钍核的动量与a粒子的动量等大反向，根据丘一,可知衰变后钍核的动能小

15、于a粒子的动能，所以 B 正确,A 错误;半衰期是一半数量的铀核衰变需要的时间,C 错误;衰变过程放出能量，质量发生亏损，D 错误. 变式题 B解析由动量守恒定律可知，静止的铀核发生 a 衰变后，生成的均带 正电的a粒子和钍核的动量大小相等，但方向相反，由左手定则可知它们的运动 轨迹应为“外切”圆，又 R=,在 p 和 B 大小相等的情况下，甘-，因 q钍q，则 R钍R“,故 B 正确.例 4 A解析a射线穿透能力最弱，电离作用强，容易被物体吸收，故 A 正确；B射线的速度约是光速的 99%故 B 错误;丫射线是一种波长很短的电磁波，电离能力 极弱，故 C 错误;B射线（高速电子束）带负电，是

16、由一个中子转变成一个质子后释放 的，故 D 错误.变式题 D 解析a射线是高速 He 核流邙 射线是高速电子流，丫射线是能量 很高的电磁波,A 错误.在a、B、丫三种射线中,a射线的电离能力最强，丫射线 的电离能力最弱，B 错误.半衰期是对大量原子核的衰变行为作出的统计规律，对于 少数原子核无意义,C 错误考点四例 5 C AB E F 解析a衰变是原子核自发地放射出a粒子的核衰变过程，选 CB衰变是原子核自发地放射出B粒子的核衰变过程,选 A、B;重核裂变选E;轻核聚变选 F.变式题 A 解析H H He n 是核聚变反应方程,A 正确N He O H 是原子核的人工转变反应方程,B 错误

17、He Al P n 是 居里夫妇发现人工放射性的核反应方程,C 错误；U+ nKr+ n 是铀核裂变的反应方程,D 错误.例 6 B 解析氘核聚变反应的质量亏损 m=2.013 6 uX2-3.015 0 u-1.008 7 u =0.003 5 u ,由爱因斯坦质能方程可得释放的核能 E=0. 003 5X931 MeW3. 3 MeV 选项 B正确.变式题 1 BC 解析结合能等于比结合能乘以核子数，故 He 核的结合能约为28 MeV,A 错误;由图像可知 He 核的比结合能大于 Li 核的比结合能，故 B 正确;两 个甲乙H 核结合成一个 He 核，结合能增加，故一定存在质量亏损，故要

18、释放能量,C 正 确 U核中核子的平均结合能小于 Kr 核中的，故 D 错误.变式题 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故这一核反应是吸收能量的反应，吸收的能量为 1.20 MeV由动量守恒定律得 meVo=mvp+m/O又因为VO：v 尸 1 ： 50解得 vo 1. 8X106m/s备用习题备用习题 J1AOSHI SElYOhlGXni _1.根据图 31-1 所给图片，结合课本相关知识，下列说法正确的是()图 31-1A. 图甲是电子束穿过铝箔后的衍射图样，证明电子具有粒子性B

19、. 图乙是利用不同气体制成的五颜六色的霓虹灯，原因是各种气体原子的能级不同,跃迁时发射光子的能量不同，光子的频率不同C. 图丙是工业上使用的用射线检测金属板厚度的装置，在a、B、丫三种射线中, 最有可能使用的射线是B射线D. 图丁是原子核的比结合能与质量数 A 的关系图像，由图可知中等大小的核的比 结合能最大，即（核反应中）平均每个核子的质量亏损最小解析B 图甲是电子束穿过铝箔后的衍射图样，证明电子具有波动性，选项 A 错 误;图乙是利用不同气体制成的五颜六色的霓虹灯，原因是各种气体原子的能级不 同,跃迁时发射光子的能量不同，光子的频率不同，选项 B 正确;图丙是工业上使用 的用射线检测金属板

20、厚度的装置，在a、B、丫三种射线中，由于丫射线穿透能 力最强，最有可能使用的射线是丫射线，选项 C 错误;图丁是原子核的比结合能与 质量数 A 的关系图像,可知中等大小的核的比结合能最大，即在核子结合成原子核时平均每个核子释放的能量最大，平均每个核子的质量亏损最大，选项 D 错误厚電控制装冒2.据世界网络日报报道，在埃及古城艾赫米姆不远处，考古队挖掘出埃及第十 九王朝拉美西斯二世大神殿通过分析发现，殿内古代木头中的14C的含量约为自 然界含量的一，已知植物死后其体内的14C 会逐渐减少,14C 的半衰期为 5730 年，则由此可推断拉美西斯神殿距今约为（）A. 4000 年 B. 3000 年

21、 C. 2000 年 D. 1000 年解析B 衰变后的质量 m=M，其中 t 是时间,T 是半衰期，由一=-，解得 t=年=2865 年，故 B 正确.3. 2018 浙江义乌模拟核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在 完善核电安全基础上将加大核电站建设.核泄漏中的钚（P是一种具有放射性的 超铀元素，它可破坏细胞基因，提高罹患癌症的风险已知钚的一种同位素Pu 的半衰期为 24 100 年,其衰变方程为Pu X He+丫 ,下列有关说法正确的（）A. X 原子核中含有 143 个中子B.100 个Pu 经过 24 100 年后一定还剩余 50 个C. 由于衰变时释放巨大能量，根据 E

22、=mc,衰变过程总质量增加D.衰变发出的丫射线是波长很长的光子，穿透能力较弱解析 A 根据电荷数守恒、质量数守恒知 ,X 的电荷数为 92,质量数为 235,则中子数为 143,故 A 正确;半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，故 B 错误；由于衰变时释放巨大能量，根据 E=m&衰变过程总质量减小，故 C 错误;衰变发出的丫射线 是波长很短的光子，穿透能力很强，故 D 错误.4. 一种高温扩散云室探测射线的原理是 :在上盖透明的密封容器内 ,放射源镅Am 衰变成镎Np 的过程中，放射线穿过干净空气并使其电离，沿射线径迹产生一连串的凝结核 ,容器内就出现“云雾”,这样就可以看到射线的

23、径迹 . 已知 Am 的半衰期为 432. 6 年,则下列说法正确的是()A. 放射线是核外电子电离形成的B. 通过该云室看到的是a射线的径迹C.0.4 g 的Am 经过 865 年大约衰变了 0. 1 gD.若云室的温度升高Am 的半衰期会变短解析B 根据题意可知核反应方程为Am Np He 则放射线是原子核的衰变放出的a粒子,通过该云室看到的是a射线的径迹，选项 A 错误,B 正确；0. 4 g 的Am 经过 865 年大约经过了两个半衰期，则还剩下 0. 1 g ,选项 C 错误;半衰期与外界环境无关，选项 D 错误.5. 铀原子核既可发生衰变，也可发生裂变.其衰变方程为UTh+X,裂变

24、方程为 U n Y Kr+ n,其中U、 n、Y、Kr 的质量分别为 m、m、m、m,光在真空中的传播速度为 c. 下列叙述正确的是 ()AU 发生的是B衰变B.Y 原子核中含有 56 个中子C.若提高温度，U 的半衰期将会变小D.裂变时释放的能量为解析D 根据质量数守恒和电荷数守恒可知 X 为氦原子核U 发生的是a衰变，故 A 错误;根据质量数守恒和电荷数守恒可知,Y 的质量数 A=235+1- 89- 3=144, 电荷数 Z=92- 36=56,由原子核的组成特点可知,Y 原子核中含有 56 个质子，中子数 为144-56=88 个，故 B 错误;半衰期与温度、压强等外界因素无关，故 C 错误;由于核 裂变的过程中释放能量，根据爱因斯坦质能方程得 E=Amd=（m- 2m-m3m4）c2,故 D正确.6.（多选）如图 31-2 所示是氢原子的能级图，一群氢原子处于 n=3 能级，下列说法中 正确的是（ ）fl/eV*- 04-.853- -1.512-3AI-1