光电效应波粒二象性
考点 1光电效应现象和光电效应方程的应用
1．对光电效应的四点提醒
(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率。
(2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光。
(3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关。
(4)光电子不是光子，而是电子。
2．两条对应关系
(1)光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大；
(2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。
3．定量分析时应抓住三个关系式
(1)爱因斯坦光电效应方程： E k＝ h ν－W 0。
(2)最大初动能与遏止电压的关系： E k＝ eU c。
(3)逸出功与极限频率的关系： W 0＝ h ν0。
4．区分光电效应中的四组概念
(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。
(2)光电子的动能与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，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。
1 ． [光电效应现象]( 多选 )如图所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是()
A．有光子从锌板逸出 B ．有电子从锌板逸出
C．验电器指针张开一个角度 D ．锌板带负电
2 ． [光电效应规律 ]关于光电效应的规律，下列说法中正确的是()
A．只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能产生
B．光电子的最大初动能跟入射光强度成正比
C．发生光电效应的反应时间一般都大于10 －7 s
D．发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数目与入射光强度成正比
3 ． [光电管 ]( 多选 )图为一真空光电管的应用电路，其金属材料的极限频率为 4.5 × 101
4 Hz ，则以下判断中正确的是 ()
A．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率
B．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度
C用λ＝ 0.5 μm的光照射光电管时，电路中有光电流产生
D．光照射时间越长，电路中的电流越大
考点 2光电效应的四类图象分析
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 E k与入射①极限频率：图线与
ν轴交点的横坐标
νc
E k轴交点的纵坐标的值
②逸出功：图线与
光频率ν的关系图线
W0＝| －E| ＝E
③普朗克常量：图线的斜率k ＝ h
颜色相同、强度不同的①遏止电压 U c：图线与横轴的交点
光，光电流与电压的关②饱和光电流I m：电流的最大值
系③最大初动能： E km＝ eU c
①遏止电压 U c1、 U c2
颜色不同时，光电流与
②饱和光电流
电压的关系
E k1＝ eU c1，E k2＝ eU c2
③最大初动能
c
①截止频率ν：图线与横轴的交点
②遏止电压 U c：随入射光频率的增大而增遏止电压 U c与入射光大
频率ν的关系图线③普朗克常量h ：等于图线的斜率与电子电
量的乘积，即h ＝ ke 。 (注：此时两极之间
接反向电压 )
1 ． [E k－ν图象 ] 爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得
1921 年诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能E km与入射光频率ν的关系
如图所示，其中ν0为极限频率。从图中可以确定的是()
A．逸出功与ν有关 B ． E km与入射光强度成正比
C．当ν <0ν时，会逸出光电子 D ．图中直线的斜率与普朗克常量有关
2 ． [I － U 图象 ] 研究光电效应的电路如图所示。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U AK的关系图象中，正确的是()
3 ． [U c－ν图象 ]在某次光电效应实验中，得到的遏止电压U c与入射光的频率ν的关系如图所示。若该直线的斜率和截距分别为k 和 b ，电子电荷量的绝对值为 e ，则普朗克常量和所用材料的逸出功可分别表示为()
A． ek eb B ．－ ek eb C． ek－ eb D ．－ ek － eb
考点 3光的波粒二象性、物质波
光既具有粒子性，又具有波动性，对波粒二象性的理解
项目内容说明
(1)当光同物质发生作用时，这种作用
是“一份一份”进行的，表现出粒子
粒子的含义是“不连续的”、“一光的粒子性性
(2)
份一份的”，光的粒子即光子少量或个别光子容易显示出光的
粒子性
(1)足够能量的光在传播时，表现出波光的波动性是光子本身的一种属
光的波动性动的性质性，不是光子之间相互作用产生的，
(2)光是一种概率波，即光子在空间各光的波动性不同于宏观概念的波
点出现的可能性大小(概率 )可用波动
规律来描述
宏观世界：波和粒子是相互对立的概念
波和粒子
E ＝ h ν
微观世界：波和粒子是统一的。光子说并未否定波动性，光子能量
的对立与
统一
hc
＝λ，其中，ν 和λ就是描述波的两个物理量
1 ． [波粒二象性的理解]( 多选 )用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图(a)(b)(c) 所示的图象，则()
A．图象 (a)表明光具有粒子性 B ．图象 (c)表明光具有波动性
C．用紫外光观察不到类似的图像 D ．实验表明光是一种概率波
2 ． [光的波粒二象性]下列说法中正确的是()
A．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性
B．康普顿效应说明光子既有能量又有动量
C．光是高速运动的微观粒子，单个光子不具有波粒二象性
D．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动
达标练习
1 ． (多选 )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，光电子的最大初动能变大
C．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
D．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
2 ． (多选 )波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有()
A．光电效应现象揭示了光的粒子性
B ．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性
C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释
D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等
3 ．已知钙和钾的截止频率分别为7.73 × 101
4 Hz 和 5.44 × 1014 Hz ，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸
出的光电子具有较大的()
A．波长 B ．频率C．能量 D ．动量
4 ． (多选 )如图所示为光电管的工作电路图，分别用波长为λ0、λ1、λ2的单色光做实验，已知λ＞λ＞λ。当开关闭合后，用波长为λ的单色光照射光电管的阴极K 时，电流表1020
有示数。则下列说法正确的是()
A．光电管阴极材料的逸出功与入射光无关
B ．若用波长为λ1的单色光进行实验，则电流表的示数一定为零
C．若仅增大电源的电动势，则电流表的示数一定增大
D．若仅将电源的正负极对调，则电流表的示数可能为零
5 ．频率为ν的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为E km。改为频率为 2 ν的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能为(h 为普朗克常量)()
A． E km－ h ν B ．2E km C． E km＋ h ν D ． E km＋ 2h ν6．在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效
应。对于这两个过程，下列四个物理过程中，一定相同的是()
A．遏止电压 B ．饱和光电流C．光电子的最大初动能 D ．逸出功
7 ．当具有 5.0 eV的光子射到一金属表面时，从金属表面逸出的电子具有的最大初动能
为 1.5 eV ，为了使这种金属产生光电效应，入射光子的能量必须不小于()
A． 1.5 eV B ．2.5 eV C ． 3.5 eV D ． 5.0 eV
8 ．关于光电效应，下列说法正确的是()
A．极限频率越大的金属材料逸出功越大
B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应
C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小
D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多
9．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初
动能 E k随入射光频率ν变化的E k－ν图象。已知钨的逸出功是3.28 eV ，锌的逸出功是3.34 eV ，若将二者的图线画在同一个 E k－ν坐标系中，如图所示，用实线表示钨，虚
线表示锌，则正确反映这一过程的是()
10．当加在光电管两极间的正向电压足够高时，光电流将达到饱和值，若想增大饱和光
电流，应采取的有效办法是()
A．增大照射光的波长 B. 增大照射光的频率 C .增大照射光的光强 D. 继续增高正向电压11． (多选 )在光电效应实验中，某同学用同一种材料在不同实验条件下得到了三条光电
流与电压之间的关系曲线 (甲光、乙光、丙光 )，如图所示。则可判断出 ()
A．甲光的频率大于乙光的频率
B．乙光的波长大于丙光的波长
C．甲光、乙光波长相等
D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能
原子结构原子核
考点 1原子的核式结构玻尔理论
1．定态间的跃迁——满足能级差
跃迁
h νE＝n大－ E n小
(1) 从低能级 (n 小 ) ――→高能级（ n 大）―→吸收能量。
（ 2 ）从高能级（ n
跃迁
）―→放出能量。h νE＝－ E
大
）――→低能级（ n
小n 小
n 大
2 ．电离电离态：n＝∞，E＝0
基态→电离态： E 吸＝ 0－（－ 13.6 eV ）＝ 13.6 eV电离能。
n ＝ 2 →电离态： E 吸＝ 0 －E 2＝ 3.4 eV
如吸收能量足够大，克服电离能后，获得自由的电子还携带动能。
1 ． [ α粒子散射实验现象 ]（多选）根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构
模型。如图所示为原子核式结构模型的α 粒子散射图景，图中实线表示α 粒子运动轨迹。其中一个α粒子在从 a 运动到 b 、再运动到 c 的过程中，α 粒子在 b 点时距原子核最近。下列说法正确的是（）
A．卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子
B ．α粒子出现较大角偏转的原因是α粒子接近原子核时受到的库仑斥力较大
C．α粒子出现较大角偏转的过程中电势能先变小后变大
D．α 粒子出现较大角偏转的过程中加速度先变大后变小
2 ． [玻尔理论 ] 一个氢原子从n ＝
3 能级跃迁到n ＝ 2 能级，该氢原子（）A．放出光子，能量增加 B ．放出光子，能量减少
C．吸收光子，能量增加 D ．吸收光子，能量减少
3 ． [能级跃迁 ] 如图所示为氢原子的四个能级，其中E1为基态，若氢原子 A 处于激发态
E 2，氢原子B 处于激发态 E 3，则下列说法正确的是（）
A．原子 A 可能辐射出 3 种频率的光子
B ．原子 B 可能辐射出 3 种频率的光子
C．原子 A 能够吸收原子 B 发出的光子并跃迁到能级 E 4
D ．原子 B 能够吸收原子 A 发出的光子并跃迁到能级
E 4
规律方法：解答氢原子能级图与原子跃迁问题应注意
（ 1 ）能级之间发生跃迁时放出（吸收）光子的频率由h ν＝E m－ E n求得。若求波长可由公式 c＝λν求得。
（ 2 ）一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为（n － 1 ）。
（ 3 ）一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法。
①用数学中的组合知识求解： N＝ C n2＝n （ n －1 ）
。
2
②利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出，然后相
加。
考点 2原子核的衰变、半衰期
1．衰变规律及实质
（ 1 ）α 衰变和β衰变的比较
衰变类型α衰变β衰变
衰变方程Z M X→ Z M－－24Y＋ 24He Z M X→ Z M＋1 Y＋－ 10e
2 个质子和 2 个中子结合成一个整体射
中子转化为质子和电子衰变实质出
2 11 H ＋ 2 01 n →24 He01n→ 11H＋－ 10e
匀强磁场中
轨迹形状
衰变规律电荷数守恒、质量数守恒
（ 2 ）γ射线：γ 射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的。
2．三种射线的成分和性质
电离贯穿名称构成符号电荷量质量
能力本领
α射线氦核24He＋2e 4 u最强最弱
β射线电子0－ e 1
较强较强
－ 1 e u
1 837
γ射线光子γ00最弱最强3.半衰期的理解
1t/τ1t/τ
半衰期的公式： N 余＝ N 原2， m 余＝ m 原2。式中 N 原、 m 原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质
量， t 表示衰变时间，τ 表示半衰期。
1 ． [放射现象 ] （多选）关于天然放射性，下列说法正确的是（）
A．所有元素都可能发生衰变
B ．放射性元素的半衰期与外界的温度无关
C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性
D ．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强
2 ． [半衰期的理解及应用]（多选）14 C 发生放射性衰变成为14 N ，半衰期约 5 700年。已知植物存活期间，其体内14 C 与12 C 的比例不变；生命活动结束后，14 C 的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中14 C 的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。
下列说法正确的是（）
A．该古木的年代距今约5700 年
B ．12 C、13
C 、14 C 具有相同的中子数
C．14 C 衰变为14 N 的过程中放出β射线
D ．增加样品测量环境的压强将加速14 C 的衰变
3 ． [射线的性质及特点]将能够释放出α、β、γ射线的放射性物质放在铅盒底部，放射线
穿过窄孔O 射到荧光屏上，屏上出现一个亮点P，如图所示。如果在放射源和荧光屏之
间加电场或磁场，并在孔O 附近放一张薄纸，则图中四个示意图正确的是（）
4 ． [衰变与动量、电磁场的综合]（多选）一个静止的放射性原子核处于匀强磁场中，由
于发生了衰变而在磁场中形成如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为1∶ 16 ，下列判断中正确的是（）
A．该原子核发生了α衰变 B ．反冲原子核在小圆上逆时针运动
C．原来静止的核，其原子序数为15 D ．放射性的粒子与反冲核运动周期相同
考点 3核反应方程与核能的计算
1 ．核反应的四种类型
类型可控性核反应方程典例
衰α衰变自发238
92
U―→23490 Th ＋24 He
变β衰变自发23490Th ―→23491 Pa ＋－10 e
14
7 N＋ 24He―→17
8 O＋1
1H
（卢瑟福发现质子）
49121
2 He＋ 4 Be―→ 6 C＋0 n 人工转变人工控制（查德威克发现中子）
1327Al＋
2
4He―→
15
30P＋
1n约里奥〃居里夫妇发现放30300
射性同位素，同时发现正电15
P―→14Si ＋＋1 e
子
比较容易23592 U＋ 01n―→14456Ba ＋3689 Kr ＋ 3 01 n
重核裂变进行人工
23592
U ＋01 n ―→13654Xe ＋3890 Sr ＋ 10 01 n 控制
轻核聚变很难控制12 H ＋13 H ―→24 He ＋01 n
2. 核能
2（ 1 ）核子在结合成原子核时出现质量亏损m，其能量也要相应减少，即E＝mc。
（ 2 ）原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加
m ，吸收的能量为 ΔE
2
＝
mc 。
3 ．核能释放的两种途径的理解
（ 1 ）使较重的核分裂成中等大小的核。
（ 2 ）较小的核结合成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，都可以释放能量。
4 ．核能的计算方法
书写核反
计算质量 利用
E ＝
2
mc
应方程
→
亏损Δm →
计算释放的核能
（1）根据 E ＝ 2
Δm 的单位是“ kg ”，c 的单位是“
m/s ”，ΔE 的
mc 计算，计算时
单位是“ J ”。
（2）根据
E ＝
m × 931.5 MeV 计算。 因 1 原子质量单位（ u ）相当于 931.5 MeV
的能量，所以计算时
Δm 的单位是“
u ”，ΔE 的单位是“ MeV ”。
1 ． [核反应类型的判断 ]（多选） 关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有 （
）
A. 23892 U → 23490 Th ＋ 24 He 是 α衰变
B. 147 N ＋ 24 He → 178 O ＋ 11 H 是 β衰变
C. 12 H ＋ 13 H → 24 He ＋ 01 n 是轻核聚变
D. 3482 Se → 3682 Kr ＋ 2 － 10 e 是重核裂变
2 ． [核能的理解 ]（多选）关于原子核的结合能，下列说法正确的是（
）
A ．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量
B ．一重原子核衰变成 α 粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核
的结合能
C ．铯原子核（
133
55 Cs ）的结合能小于铅原子核（
208
82 Pb ）的结合能
D ．比结合能越大，原子核越不稳定
3 ． [核能的计算 ]质子、中子和氘核的质量分别为 m 1 、m 2 和 m 3 ，当一个质子和一个中
子结合成氘核时，释放的能量是（ c 表示真空中的光速）（
）
A ．（ m 1 ＋m 2 － m 3 ） c
B ．（ m 1 －m 2 － m 3 ） c
C ．（ m 1 ＋m 2 － m 3 ） c 2
D ．（ m 1 －m 2 － m 3 ） c 2
4 ． [核能与动量守恒的综合 ] 现有两动能均为 E 0＝ 0.3
5 MeV 的12 H 在一条直线上相向运动，两个 12H发生对撞后能发生核反应，得到23He和新粒子，且在核反应过程中释放的能
量完全转化为 23He和新粒子的动能。已知12H的质量为 2.014 1 u ，23 He 的质量为 3.016 0 u ，新粒子的质量为 1.008 7 u ，核反应时质量亏损 1 u 释放的核能约为 931 MeV （如果涉及计算，结果保留整数）。则下列说法正确的是（）
A．核反应方程为12 H ＋12 H→23 He ＋11 H B ．核反应前后不满足能量守恒定律
C．新粒子的动能约为 3 MeV D. 23 He 的动能约为 4 MeV
达标练习
1 ．按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为r a的圆轨道自发地直接跃迁到另一半径为 r b的圆轨道上， r a>r b，在此过程中（）
A．原子发出一系列频率的光子 B ．原子要吸收一系列频率的光子
C．原子要吸收某一频率的光子 D ．原子要发出某一频率的光子
2 ．碘 131 的半衰期约为8 天，若某药物含有质量为m 的碘 131 ，经过 32 天后，该药物中碘 131的含量大约还有（）
m
B.m m m
A.
8C. D.
41632
3 ．已知氦原子的质量为M He u ，电子的质量为 m e u ，质子的质量为 m p u ，中子的质量为 m n u ， u 为原子质量单位，且由爱因斯坦质能方程 E ＝ mc 2可知： 1u 对应于 931.5 MeV 的能量，若取光速c＝ 3 × 108 m/s ，则两个质子和两个中子聚变成一个氦核，释
放的能量为（）
A． [2 ×（ m p＋ m n）－ M He ] × 931.5 MeV B ． [2 ×（ m p＋m n＋m e）－ M He ] × 931.5 MeV
22
C． [2 ×（m p＋m n＋ m e）－ M He ] ×c J D ． [2 ×（m p＋ m n）－ M He ] ×c J
4．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（ Pu ）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23994 Pu的半衰期为24 100年，其衰变方程为
239
94 Pu → X＋24 He ＋γ，下列说法中正确的是（）
A． X 原子核中含有 92个中子
B ． 100 个23994 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 ＝ mc 2，衰变过程总质量增加D ．衰变发出的γ射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力
5 ． K －
介子衰变的方程为K
－－0－－0
介子
→π＋π ，其中 K介子和π 介子带负的基元电荷，π
不带电。如图7 所示，一个 K －介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧
AP ，衰变后产生的
－
PB ，两轨迹在 P 点相切，它们半径R k－与 Rπ－π 介子的轨迹为圆弧
之比为
0－0
2 ∶ 1 。π介子的轨迹未画出。由此可知π 的动量大小与π 的动量大小之比为
（）
A． 1∶ 1B． 1∶2C． 1∶ 3D． 1∶6
6 ．一中子与一质量数为A（A>1 ）的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核静止，则碰撞
前与碰撞后中子的速率之比为（）
A ＋ 1A－14A（A＋1）2
A. B. C. D.
A － 1A＋1（A＋1）2（A－1）2
7 ． (多选 )如图所示，为氢原子能级图，A、 B 、 C 分别表示电子三种不同能级跃迁时放
出的光子，其中（）
A．频率最大的是 B B ．波长最长的是 C C ．频率最大的是A D ．波长最长的是B
8 ． (多选 )如图为氢原子的能级示意图，则下列对氢原子跃迁的理解正确的是（）
A．由高能级向低能级跃迁时辐射出来的光电子一定不能使逸出功为 3.34 eV 的金属发生光电效应
B ．大量处于n ＝ 4 能级的氢原子向n ＝ 1 能级跃迁时，向外辐射 6 种不同频率的光子C．大量处于n ＝ 3 级级的氢原子向n ＝ 1 能级跃迁时，用发出的光照射逸出功为 3.34 eV 的金属，从金属表面逸出的光电子的最大初动能为8.75 eV
D ．如果用光子能量为10.3 eV的光照射处于n ＝1 能级的氢原子，则该能级的氢原子能
够跃迁到较高能级
9 ． (多选 )能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一。下列释放核能
的反应方程，表述正确的有（）
A. 31 H ＋21 H→42 He ＋10 n 是核聚变反应
B. 31 H ＋21 H→42 He ＋10 n 是β衰变
C. 235 92U ＋10 n →144 56Ba ＋8936 Kr ＋ 310 n 是核裂变反应
D. 235 92U ＋10 n →140 54Xe ＋9438 Sr ＋2 10 n 是α衰变
10 ． (多选 )下列说法中正确的是（）
A．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构
B . 23290 Th 衰变成20882 Pb 要经过 6 次α衰变和 4 次β衰变
C．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
D．对于某种金属，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就
越大
光电效应波粒二象性
考点 1 1、ＢＣ2、Ｄ3、ＢＣ
考点 2 1、Ｄ2、Ｃ3、C
考点 31、ABD 2、Ｂ
课时达标
1、 ABD 2 、ＡＢ3、Ａ4、AD 5、C 6 、 B7、C ８、A ９、Ａ10 、Ｃ11 、BC
原子结构原子核
考点 11、ＢD2 、B3、Ｂ
考点 21、BC Ｄ 2、AＣ 3、D 4 、BC
考点 3 1 、ＡＣ 2 、ＡＢＣ３、Ｃ 4 、 C
课时达标
1、 D
2、C
3、B
4、D
5、C
6、A
7、ＡＢ８、ＢＣ９、ＡＣ10、ＢＤ
高中物理选修3-5原子物理高频考点必记清单 考点一：波粒二象性 一、物理学史： 1.普朗克能量子论观点：1900年德国物理学家普朗克提出，电磁波的发射和吸收是不连续的，而是一份一份的，每一份电磁波的能量νεh =。 2.爱因斯坦光子论：1905爱因斯坦提出，空间传播的光也是不连续的，而是一 份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频 成正比。即：νεh =. 3.赫兹最早发现了光电效应现象。 4. 德布罗意指出，实物粒子也具有波动性，这种波称为德布罗意波，也叫物质波。满足下列关系：P h h ==λεν，（P 为粒子动量） 二、物理现象 1.热辐射现象（了解）：任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电 磁波，并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。 这种由于物质中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热 辐射。 2.光电效应现象：在光（包括不可见光）的照射下，从金属中发射出电子的现象。发射出的电子称为光电子。 3.康普顿效应（了解）：1923年，美国物理学家康普顿在研究x 射线通过实物物质发生散射的实验时，发现了一个新的 现象，即散射光中除了有原波长λ0的x 光外，还产生了波长λ>λ0 的x 光，其波长的增量随散射角的不同而变化。 这种现象称为康普顿效应(Compton Effect)。 三、物理规律
1.黑体辐射规律（了解）：黑体具有向四周辐射能量的本领，又有吸收外界辐射来的能量的本领（在任何温度下，全部吸收任何波长的辐射）。实验规律：（1）随着温度的升高，黑体的辐射强度都有增加； （2）随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动。（右图） 2光电效应规律（重点）：①任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生 光电效应，低于极限频率的光不能发生光电效应。 ②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大。 ③饱和光电流强度（反映单位时间发射出的光电子数的多少）与入射光强度成正比。 ④光电子的发射一般不超过10－9秒（光电效应的瞬时性）。 3.爱因斯坦光电效应方程（重点）：0W h E k -=ν。E k 是光电子的最大初动能，当E k =0 时，νc 为极限频率，νc =h W 0. 四、光的波粒二象性 物质波 康普顿效应和光电效应说明光具有粒子性，光的干涉和衍射等现象说明光具有波动性。因此光具有波粒二象性。 大量光子表现出的波动性强，少量光子表现出的粒子性强；频率高的光子表现出的粒子性强，频率低的光子表现出的波动性强。实物粒子也具有波动性，这种波称为德布罗意波，也叫物质波。满则下列关系：P h h ==λεν，。从光子的概念上看，光波是一种概率波。 考点二：原子结构
实验名称：光电效应实验 专业班级：核工程实验日期： 2012 年 5 月 25 日 姓名：学号： 光电效应实验简介： 当光照在物体上时，光的能量仅部分的以热的形式为物体吸收，而另一部分则转换为物体中某些电子的能量，使电子溢出物体表面，这种效应称为光电效应，溢出的电子称为光电子。根据爱因斯坦理论，每个光子的能量为其中h为普朗克常数，是近代量子物理中的重要常数。而本实验就是利用光电效应法来测得普朗克常数。 一．实验目的： 1．了解光电效应的基本规律。 2. 验证爱因斯坦光电方程。 3．熟悉普朗克常数测定仪的操作比并用光电效应方法测量普朗克常数。 二．实验仪器： 包括GD-5光电管、单色仪、水银灯、检流计、直流电源、直流电压表、滑线变阻器、临界电阻箱。 三．实验步骤： 1．连接电路 根据测量光电管正向特性的电路图将实验电路接好；根据测量光电管反向特性的电路图将实验电路接好。 线路连接好后，鼠标右键单击，弹出主菜单，选中接线检查。若连线正确，就可以正式开始实验，否则需要继续连线。 2．调整仪器 通过接线检查后，双击各仪器弹出其放大窗口，调整该仪器。 （1）检流计的调零。 （2）临界电阻箱的调节。 （3）调节单色仪，得到合适波长的单色光，实验中将用到5770埃、5461埃、4358埃、4047埃四种波长的单色光。
四．测量内容及数据处理： （1）分别对四种波长的光进行实验，得到光电管在各种波长的单色光照射下的正向、反向电压特性，一共八组数据，记录在表格中。 5770埃正向伏安特性： 5770埃反向伏安特性： 5461埃正向伏安特性：
5461埃反向伏安特性： 4358埃正向伏安特性： 4358埃反向伏安特性：
专题一热学
液体表面张力的日常实例：吹泡泡，小昆虫在水面，荷叶上的水珠、不粘锅等
M N 4图铅柱钩码3 图固体分为晶体和非晶体，基本区别是是否有一定的熔点。 晶体分为单晶体和多晶体。单晶体具有各向异性和规则的外形特征。 晶体有：石英、食盐、萘，冰，各种金属、石墨，金刚石 非晶体：玻璃、沥青、石蜡、橡胶、松香 【高考真题】1、（10年广东）如图是密闭的气缸，外力推动活塞P 压缩气体，对缸内气体做功800J ，同时气体向外界放热200J ，缸内气体的 A ．温度升高，内能增加600J B ．温度升高，内能减少200J C ．温度降低，内能增加600J D ．温度降低，内能减少200J 2、（11年广东）如图3所示,两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来,下面的铅柱不脱落,主要原因是 A.铅分子做无规则热运动 B.铅柱受到大气压力作用 C.铅柱间存在万有引力作用 D.铅柱间存在分子引力作用 3、（11年广东）图4为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M 、N 两筒间密闭了一定质量的气体，M 可沿N 的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M 向下滑动的过程中 A.外界对气体做功，气体内能增大 B.外界对气体做功，气体内能减小 C.气体对外界做功，气体内能增大 D.气体对外界做功，气体内能减小 4、（12年广东）清晨 ，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成德水珠 ，这一物理过程中，水分子间的 A 引力消失 ，斥力增大 B 斥力消失，引力增大 C 引力、斥力都减小 D 引力、斥力都增大 5、（12年广东）.景颇族的祖先发明的点火器如图1所示，用牛角做套筒，木质推杆前端粘着艾绒。猛推推杆，艾绒即可点燃，对同内封闭的气体，再次压缩过程中 A.气体温度升高，压强不变 B.气体温度升高，压强变大 C.气体对外界做正功，其体内能增加 D.外界对气体做正功，气体内能减少 6、（13年广东 双选）图6为某同学设计的喷水装置，内部装有2L 水，上部密封1atm 的空气0.5L ，保持阀门关闭，再充入1atm 的空气0.1L ，设在所有过程中空气可看作理想气体，且温度不变，下列说法正确的有 A.充气后，密封气体压强增加 B.充气后，密封气体的分子平均动能增加 C.打开阀门后，密封气体对外界做正功 D.打开阀门后，不再充气也能把水喷光 7、（10年广东）如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气
光电效应波粒二象性 知识梳理 知识点一、光电效应 1．定义 照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象。 2．光电子 光电效应中发射出来的电子。 3．研究光电效应的电路图(如图1)： 图1 其中A是阳极。K是阴极。 4．光电效应规律 (1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应。低于这个频率的光不能产生光电效应。 (2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。 (3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9s。 (4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比。 知识点二、爱因斯坦光电效应方程 1．光子说 在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝hν。其中h＝6.63×10－34J·s。(称为普朗克常量) 2．逸出功W0 使电子脱离某种金属所做功的最小值。 3．最大初动能 发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。
4．遏止电压与截止频率 (1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压U c 。 (2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)。不同的金属对应着不同的极限频率。 5．爱因斯坦光电效应方程 (1)表达式：E k ＝h ν－W 0。 (2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是h ν，这些能量的一部分用 来克服金属的逸出功W 0，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能E k ＝12m e v 2。 知识点三、光的波粒二象性与物质波 1．光的波粒二象性 (1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。 (2)光电效应说明光具有粒子性。 (3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性。 2．物质波 (1)概率波 光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波。 (2)物质波 任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长λ＝h p ，p 为运动物体的动量，h 为普朗克常量。 考点精练 考点一 光电效应现象和光电效应方程的应用 1．对光电效应的四点提醒 (1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率。 (2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光。 (3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关。 (4)光电子不是光子，而是电子。 2．两条对应关系 (1)光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大；
一原子物理 自1897年发现电子并确认电子是原子的组成粒子以后，物理学的中心问题就是探索原子内部的奥秘，经过众多科学家的努力，逐步弄清了原子结构及其运动变化的规律并建立了描述分子、原子等微观系统运动规律的理论体系——量子力学。本章简单介绍一些关于原子和原子核的基本知识。 §1.1 原子 1．1．1、原子的核式结构 1897年，汤姆生通过对阴极射线的分析研究发现了电子，由此认识到原子也应该具有内部结构，而不是不可分的。1909年，卢瑟福和他的同事以α粒子轰击重金属箔，即α粒子的散射实验，发现绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数发生偏转，并且有极少数偏转角超过了90°，有的甚至被弹回，偏转几乎达到180°。 1911年，卢瑟福为解释上述实验结果而提出了原子的核式结构学说，这个学说的内容是：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外的空间里软核旋转，根据α粒子散射的实验数据可估计出原子核的大小应在10-14nm以下。 1、1． 2、氢原子的玻尔理论 1、核式结论模型的局限性 通过实验建立起来的卢瑟福原子模型无疑是正确的，但它与经典论发生了严重的分歧。电子与核运动会产生与轨道旋转频率相同的电磁辐射，运动不停，辐射不止，原子能量单调减少，轨道半径缩短，旋转频率加快。由此可得两点结论： ①电子最终将落入核内，这表明原子是一个不稳定的系统；
②电子落入核内辐射频率连续变化的电磁波。原子是一个不稳定的系统显然与事实不符，实验所得原子光谱又为波长不连续分布的离散光谱。如此尖锐的矛盾，揭示着原子的运动不服从经典理论所表述的规律。 为解释原子的稳定性和原子光谱的离经叛道的离散性，玻尔于1913年以氢原子为研究对象提出了他的原子理论，虽然这是一个过渡性的理论，但为建立近代量子理论迈出了意义重大的一步。 2、玻尔理论的内容： 一、原子只能处于一条列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽做加速运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫定态。 二、原子从一种定态（设能量为E 2）跃迁到另一种定态（设能量为E 1）时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这种定态的能量差决定，即 γh =E 2-E 1 三、氢原子中电子轨道量子优化条件：氢原子中，电子运动轨道的圆半径r 和运动初速率v 需满足下述关系： π2h n rmv =，n=1、2…… 其中m 为电子质量，h 为普朗克常量，这一条件表明，电子绕核的轨道半径是不连续的，或者说轨道是量子化的，每一可取的轨道对应一个能级。 定态假设意味着原子是稳定的系统，跃迁假设解释了原子光谱的离散性，最后由氢原子中电子轨道量子化条件，可导出氢原子能级和氢原子的光谱结构。 氢原子的轨道能量即原子能量，为r e k mv E 2 221-= 因圆运动而有 2 2 2r e k r v m =
光学、原子物理 三、光学 （一）几何光学 1、概念：光源、光线、光束、光速、实像、虚像、本影、半影。 2、规律：（1）光的直线传播规律：光在同一均匀介质中是沿直线传播的。 （2）光的独立传播规律：光在传播时，虽屡屡相交，但互不干扰，保持各自的规 律传播。 （3）光在两种介质交界面上的传播规律 ①光的反射定律：反射光线、入射光线和法线共面；反射光线和入射光线分居法线两 侧；反射角等于入射角。 ②光的析射定律： a 、折射光线、入射光线和法线共面；入射光线和折射光线分别位于法线的两侧； 入射角的正弦跟折射角的正弦之比是常数。即常数 =r i sin sin b 、r i n sin sin = 介质的折射率n ：光由真空（或空气）射入某中介质时，有，只 决定于介质的性质，叫介质的折射率。 c 、v c n = ： 设光在介质中的速度为 v ，则可见，任何介质的折射率大于1。 d 、两种介质比较，折射率大的叫光密介质，折射率小的叫光疏介质。 ③全反射：a 、光由光密介质射向光疏介质的交界面时，入射光线全部反射回光密介质中 的现象。 b 、发生全反射的条件：?光从光密介质射向光疏介质；?入射角等于临界角。
n C 1sin = 临界角C ④光路可逆原理：光线逆着反射光线或折射光线方向入射，将沿着原来的入射光线方向 反射或折射。 r i n sin sin ==v c =C sin 1=介 真λλ1≥ 折射率 5、常见的光学器件：（1）平面镜 （2）棱镜 （3）平行透明板 （二）光的本性 人类对光的本性的认识发展过程 （1）微粒说（牛顿） （2）波动说（惠更斯） ①λd L x =? : 光的干涉双缝干涉条纹宽度 (波长越长，条纹间隔越大) 应用：薄膜干涉——由薄膜前后表面反射的两列光波叠加而成，劈形薄膜干涉可产生平 行相间干涉条纹，检查平面，测量厚度，光学镜头上的镀膜。 ②光的衍射——单缝（或圆孔）衍射。 泊松亮斑 (波长越长，衍射越明显) （1） 电磁说（麦克斯韦）
新题型2 原子与原子物理之多项选择题 （2016·天津卷）物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下列说法符合事实的是 A．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论 B．查德威克用α粒子轰击14 7N获得反冲核17 8 O，发现了中子 C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型
A ．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程 B ．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量 C ．玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律 D ．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长 2．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学，科。网、 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 3．一静止的铝原子核2713Al 俘获一速度为71.010?m/s 的质子p 后，变为处于激发态的硅原子核28* 14Si ，下 列说法正确的是 A ．核反应方程为2728*1314p Al Si +→ B ．核反应方程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 4．下列说法中正确的是 A ．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都在增加，同时辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 B ．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后 波长变短 C ．放射性元素原子核的半衰期长短与原子所处的化学状态和外部条件有关 D ．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的 5．以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是 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4 g 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 6．氢原子的能级如图所示，现有处于4n =能级的大量氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是 A ．这些氢原子可能发出6种不同频率的光 B ．已知钾的逸出功为2.22eV ，则从3n =能级跃迁到2n =能级释放的光子可 以从金属钾的表面打出光电子 C ．氢原子从2n =能级跃迁到1n =能级释放的光子能量最小 D ．氢原子由4n =能级跃迁到3n =能级时，氢原子能量减小，电子动能增加
第1讲 光电效应 板块一 主干梳理·夯实基础 【知识点1】 光电效应 Ⅰ 1．定义 照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象。 2．光电子 光电效应中发射出来的电子。 3．光电效应规律 (1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极限频率才能产生光电效应。低于这个频率的光不能产生光电效应。 (2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。 (3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－ 9 s 。 (4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比。 【知识点2】 爱因斯坦光电效应方程 Ⅰ 1．光子说 在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝hν。 其中h ＝6.63×10－34 J·s(称为普朗克常量)。 2．逸出功W 0 使电子脱离某种金属所做功的最小值。 3．最大初动能 发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服金属的逸出功后所具有的动能。 4．爱因斯坦光电效应方程 (1)表达式：E k ＝hν－W 0。 (2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W 0，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能E k ＝1 2m e v 2。 5．对光电效应规律的解释
【知识点3】光的波粒二象性物质波 1．光的波粒二象性 (1)光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性。 (2)光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性。 (3)光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。 2．物质波 (1)1924年，法国物理学家德布罗意提出：实物粒子也具有波动性，每一个运动着的粒子都有一个波和它对应，这种波叫做物质波，也叫德布罗意波。
高中物理学习材料 （灿若寒星**整理制作） 原子物理学 历年高考题 （99年）2．天然放射现象的发现揭示了（ C ） （A ）原子不可再分，（B ）原子的核式结构， （C ）原子核还可再分，（D ）原子核由质子和中子组成。 （00年）关于α、β、γ 三种射线，下列说法中正确的是 （ C ） （A ）α 射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强， （B ）β 射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力， （C ）γ 射线一般伴随着α 或β 射线产生，它的穿透能力最强， （D ）γ 射线是电磁波，它的穿透能力最弱。 （01年）卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有 （ A 、C 、D ） （A ）原子的中心有个核，叫做原子核， （B ）原子的正电荷均匀分布在整个原子中， （C ）原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里， （D ）带负电的电子在核外绕着核旋转。 （02年） 图中P 为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作 用下分成a 、b 、c 三束，以下判断正确的是（ BC ） （A ）a 为α射线、b 为β射线， （B ）a 为β射线、b 为γ射线， （C ）b 为β射线、c 为γ射线， （D ）b 为α射线、c 为γ射线。 （03 年）在核反应方程42 He ＋14 7 N →17 8 O ＋（X ）的括弧中，X 所代表的粒子是（ A ） （A ）11 H ， （B ）2 1 H ， （C ） 0－1 e ， （D ）1 n 。 （03 年）卢瑟福通过＿＿＿α粒子散射＿＿＿＿＿＿＿＿实验，发现了原子中间有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模型，右面平面示意图中的四条线表示α粒子运动的可能轨迹，在图中完成中间两条α粒子的运动轨迹。 （０４年）下列说法中正确的是C 、D （A ）玛丽·居里首先提出原子的核式结构学说. （B ）卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子. （C ）查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子. （D ）爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说. （０４年）利用扫描隧道显微镜（STM ）可以得到物质表面原子排列的图象，从而可以研究物质的构成 规律. 下面的照片是一些晶体材料表面的STM 图象，通过观察、比较，可以看到这些材料都是由 原子在空间排列而 ＋原子核 ＋ b － c a P
练习二十一光电效应康普顿效应 一、选择题 1. 已知一单色光照射在钠表面上，测得光电子的最大动能是1.2eV，而钠的红限波长是540nm，那么入射光的波长是 (A) 535nm。 (B) 500nm。 (C) 435nm。 (D) 355nm。 2. 光子能量为0.5MeV的X射线，入射到某种物质上而发生康普顿散射。若反冲电子的动能为0.1MeV，则散射光波长的改变量?λ与入射光波长λ0之比值为 (A) 0.20。 (B) 0.25。 (C) 0.30。 (D) 0.35。 3. 用频率为ν的单色光照射某种金属时，逸出光电子的最大动能为E k，若改用频率为2ν的单色光照射此种金属，则逸出光电子的最大动能为 (A)hν+E k。 (B) 2hν?E k。 (C)hν?E k。 (D)2E k。 4. 下面这此材料的逸出功为：铍，3.9eV；钯， 5.0eV；铯，1.9eV；钨，4.5eV。要制造能在可见光(频率范围为3.9×1014Hz－7.5×1014Hz)下工作的光电管，在这此材料中应选： (A)钨。 (B)钯。 (C)铯。 (D)铍。 5. 光电效应和康普顿效应都包含有电子与光子的相互作用过程。对此过程，在以下几种理解中，正确的是： (A) 光电效应是电子吸收光子的过程，而康普顿效应则是光子和电子的弹性碰撞过程。 (B) 两种效应都相当于电子与光子的弹性碰撞过程。 (C) 两种效应都属于电子吸收光子的过程。 (D) 两种效应都是电子与光子的碰撞，都服从动量守恒定律和能量守恒定律。 6. 一般认为光子有以下性质 (1) 不论在真空中或介质中的光速都是c； (2) 它的静止质量为零； (3) 它的动量为hν/c2； (4) 它的动能就是它的总能量； (5) 它有动量和能量，但没有质量。 以上结论正确的是 (A)(2)(4)。 (B)(3)(4)(5)。 (C)(2)(4)(5)。 (D)(1)(2)(3)。 7. 某种金属在光的照射下产生光电效应，要想使饱和光电流增大以及增大光电子的初动能，应分别增大照射光的
光电效应 一、选择题 1.用如图所示装置做光电效应实验，下述正确的是（） A. 光电效应现象是由爱因斯坦首先发现的 B. 实验现象揭示了光具有波动性 C.实验中，光电子从锌板逸出，验电器带正电 D. 实验中，若用可见光照射锌板，也能发生光电效应【答案】C 【解析】【详解】A、光电效应是由赫兹首先发现的，故A错误．B、光电效应现象揭示 了光具有粒子性，故B错误．C、光电效应现象中，光电子从锌板逸出，验电器带正电，故C正确．D、光电效应中应该用紫外线照射锌板，当用可见光时，频率降低，小于极限频率，则不满足光电效应反生条件．故D错误．故选C．
2.如图所示是某金属在光的照射下，光电子最大初动能E k 与入射光频率v 的关系图象，由图象可知，下列不正确的是 A. 图线的斜率表示普朗克常量h B. 该金属的逸出功等于E C. 该金属的逸出功等于hv 0 D. 入射光的频率为2v 0时，产生的光电子的最大初动能为2E 【答案】D 【解析】 A 、根据光电效应方程0 k h E W -=υ ，知图线的斜率表示普朗克常量h ，故A 正确；B 、根据光电效应方程，当0=υ时，k 0E W =-，由图象知纵轴截距E -， 所以0W E =，即该金属的逸出功E ，故B 正确；C 、图线与υ轴交点的横坐标是0 υ，0k h E W -=υ该金属的逸出功0h υ，故C 正确；D 、当入射光的频率为02υ时，根据光电效应方程可知，E h h ==-?=0 00k 2h E υυυ，故D 错误；本题选错误的故选D ．
3.如图所示，是研究光电效应的电路图，对于某金属用绿光照射时，电流表指针发生偏转．则以下说法正确的是（） A. 将滑动变阻器滑动片向右移动，电流表的示数一定增大 B. 如果改用紫光照射该金属时，电流表无示数 C. 将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，电流表的示数一定增大 D. 将电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑动片向右移动一些，电流表的读数可能不为零 【答案】D 【详解】A．滑动变阻器滑片向右移动，电压虽然增大，但若已达到饱和电流，则电流表的示数可能不变，故A错误； B．如果改用紫光照射该金属时，因频率的增加，导致光电子最大初动能增加，则电流表一定有示数，故B错误； C．将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，则光电子的最大初动能增加，但单位时间里通过金属表面的光子数没有变化，因而单位时间里从金属表面逸出的光电子数也不变，饱和电流不会变化，则电流表的示数不一定增大，故C错误；
高中物理原子物理试题 1、下列四幅图涉及到不同得物理知识,其中说法不正确得就是 A.图甲:普朗克通过研究黑体辐射提出能量子得概念,成为量子力学得奠基人之一 B.图乙:玻尔理论指出氢原子能级就是分立得,所以原子发射光子得频率就是不连续得 C.图丙:卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,提出了原子得核式结构模型 D.图丁:根据电子束通过铝箔后得衍射图样,可以说明电子具有粒子性 2、下列说法正确得就是 A.黑体辐射电磁波得情况不仅与温度有关,还与材料得种类及表面状况有关 B.在α、β、γ这三种射线中,γ射线得穿透能力最强,α射线得电离能力最强 C.得半衰期约为7亿年,随地球环境得变化,半衰期可能变短 D.原子核内部某个质子转变为中子时,放出β射线 3、仔细观察氢原子得光谱,发现它只有几条不连续得亮线,其原因就是 A、氢原子只有几个能级 B、氢原子只能发出平行光 C、氢原子有时发光,有时不发光 D、氢原子辐射得光子得能量就是不连续得,所以对应得光得频率也就是不连续得 4、下列叙述中不正确得就是 A、麦克斯韦提出了光得电磁说 B、玻尔建立了量子理论,成功解释了各种原子发光现象 C.在光得干涉现象中,干涉亮条纹部分就是光子到达几率大得地方 D.宏观物体得物质波波长非常小,不易观察到它得波动性 5、下列叙述中符合物理学史得有 A.汤姆孙通过研究阴极射线实验,发现了电子与质子得存在 B.卢瑟福通过对粒子散射实验现象得分析,证实了原子就是可以再分得 C.巴尔末根据氢原子光谱分析,总结出了氢原子光谱可见光区波长公式 D.玻尔提出得原子模型,彻底否定了卢瑟福得原子核式结构学说 6、实验观察到,静止在匀强磁场中A点得原子核发生β衰变,衰变产生得新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动,运动方向与轨迹示意如图.则 A.轨迹1就是电子得,磁场方向垂直纸面向外 B.轨迹2就是电子得,磁场方向垂直纸面向外 C.轨迹1就是新核得,磁场方向垂直纸面向里 D.轨迹2就是新核得,磁场方向垂直纸面向里 7、下列说法正确得就是 A.太阳辐射得能量主要来自太阳内部得核裂变反应 B.汤姆生发现电子,表明原子具有核式结构 C.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,就是因为该束光得波长太短 D.按照玻尔理论,氢原子核外电子从半径较小得轨道跃迁到半径较大得轨道时,电子得动能减小,原子总能量增大 8、下列说法正确得就是 A.增大压强不能改变原子核衰变得半衰期 B.某原子核经过一次a衰变后,核内质子数减少4个 C.β射线就是原子得核外电子电离后形成得电子流 D.a射线得贯穿作用很强,可用来进行金属探伤 9、下列说法正确得就是 A.汤姆孙发现电子,提出原子得核式结构模型 B.金属得逸出功随入射光得频率增大而增大 C.核力存在于原子核内所有核子之间 D.核电站就是利用重核裂变反应所释放得核能转化为电能 10、用X粒子轰击铝27(Al),产生钠24(Na)与α粒子.钠24具有放射性,可以进行人体血液循环得示踪实验, 达到医学诊断得目得,它衰变后变成镁24(Mg).则下列正确得就是 A. X粒子就是质子 B. 钠24发生得就是α衰变 C. X粒子就是中子 D. 钠24发生得衰变对人没有一点害处 11、A、B两种放射性元素,原来都静止在同一匀强磁场,磁场方向如图所示,其中 一个放出α粒子,另一个放出β粒子,α与β粒子得运动方向跟磁场方向垂直,图 中a、B、c、d分别表示α粒子,β粒子以及两个剩余核得运动轨迹 A.a为α粒子轨迹,c为β粒子轨迹 B.B为α粒子轨迹,d为β粒子轨迹 C.B为α粒子轨迹,c为β粒子轨迹 D.a为α粒子轨迹,d为β粒子轨迹
实验题目:光电效应测普朗克常量 实验目的: 了解光电效应的基本规律。并用光电效应方法测量普朗克常量和测定光电管的光电特性曲线。 实验原理: 当光照在物体上时，光的能量仅部分地以热的形式被物体吸收，而另一部分 则转换为物体中某些电子的能量，使电子逸出物体表面，这种现象称为光电 效应，逸出的电子称为光电子。 光电效应实验原理如图1所示。 1． 光电流与入射光强度的关系 光电流随加速电位差U 的增加而增加，加速电位差增加到一定量值后， 光电流达到饱和值和值I H ，饱和电流与光强成正比，而与入射光的频率无关。 当U= U A -U K 变成负值时，光电流迅速减小。实验指出，有一个遏止电位差U a 存在，当电位差达到这个值时，光电流为零。 2． 光电子的初动能与入射频率之间的关系 光电子从阴极逸出时，具有初动能，在减速电压下，光电子逆着电场力方向由K 极向A 极运动。当U=U a 时，光电子不再能达到A 极，光电流为零。所以电子的初动能等于它克服电场力作用的功。即 a eU mv 2 2 1 (1） 每一光子的能量为hv ，光电子吸收了光子的能量hν之后，一部分消耗于克服电子的逸出功A，另一部分转换为电子动能。由能量守恒定律可知:A mv hv 2 2 1 （2） 由此可见，光电子的初动能与入射光频率ν呈线性关系，而与入射光的强度无关。 3． 光电效应有光电存在 实验指出，当光的频率0v v 时，不论用多强的光照射到物质都不会产生光电效应，根据式（2）， h A v 0，ν0称为红限。 由式（1）和（2）可得：A U e hv 0，当用不同频率（ν1，ν2，ν3，…，νn ）的单色光分 别做光源时，就有:A U e hv 11,A U e hv 22,…………,A U e hv n n ,
一、原子的核式结构 卢瑟福根据α粒子散射实验观察到的实验现象推断出了原子的核式结构．α粒子散射实验的现象是：①绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进；②极少数α粒子则发生了较大的偏转甚至返回．注意，核式结构并没有指出原子核的组成． 二、波尔原子模型 玻尔理论的主要内容： 1．“定态假设”：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中，电子虽做变速运动，但并不向外辐射电磁波，这样的相对稳定的状态称为定态． 定态假设实际上只是给经典的电磁理论限制了适用范围：原子中的电子绕核转动处于定态时不受该理论的制约． 2．“跃迁假设”：电子绕核转动处于定态时不辐射电磁波，但电子在两个不同定态间发生跃迁时，却要辐射(吸收)电磁波(光子)，其频率由两个定态的能量差值决定hν＝E m －E n ． 3．“能量量子化假设”和“轨道量子化假设”：由于能量状态的不连续，因此电子绕核转动的轨道半径也不能任意取值． 三、原子核的衰变及三种射线的性质 1．α衰变与β衰变方程 α衰变：X A Z →42Y A Z --＋42He β衰变：X A Z →1Y A Z +＋01e - 2．α和β衰变次数的确定方法 先由质量数确定α衰变的次数，再由核电荷数守恒确定β衰变的次数． 3．半衰期(T )：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间． 4．特征：只由核本身的因素所决定，而与原子所处的物理状态或化学状态无关． 5．规律：N ＝N 01()2 t T ． 6．三种射线 射线 α射线 β射线 γ射线 物质微粒 氦核 42He 电子01e - 光子γ 带电情况 带正电(2e ) 带负电(－e ) 不带电 速度 约为110 c 接近c c 贯穿本领 小(空气中飞行几厘米) 中(穿透几毫米厚的铝板) 大(穿透几厘米厚的铅板) 电离作用 强 次 弱 四、核能 1．爱因斯坦质能方程：E ＝mc 2． 2．核能的计算 (1)若Δm 以千克为单位，则： ΔE ＝Δmc 2． (2)若Δm 以原子的质量单位u 为单位，则： ΔE ＝Δm ×931.5 MeV ． 3．核能的获取途径 (1)重核裂变：例如 235 92U ＋10n →13654Xe ＋9038Sr ＋1010n (2)轻核聚变：例如 2 1H ＋31H →42He ＋10n 聚变的条件：物质应达到超高温(几百万度以上)状态，故聚变反应亦称热核反应． 二、考查衰变、裂变、聚变以及人工转变概念 ●例2 现有三个核反应： ①24 11Na →2412Mg ＋____； ②23592U ＋10n →14156Ba ＋9236Kr ＋____；③21H ＋31H →42He ＋____． 完成上述核反应方程，并判断下列说法正确的是( ) A ．①是裂变，②是β衰变，③是聚变
原 子 物 理 一、卢瑟福的原子模型——核式结构 1.1897年,_________发现了电子.他还提出了原子的 ______________模型. 2.物理学家________用___粒子轰击金箔的实验叫 __________________。 3. 实验结果:绝大部分α粒子穿过金箔后________;少数α粒子发生了较大的偏转;极少数的α粒子甚至被____. 4. 实验的启示：绝大多数α粒子直线穿过，说明原子内部存在很大的空隙； 少数α粒子较大偏转，说明原子内部集中存 在着对 α粒子有斥力的正电荷； 极个别α粒子反弹，说明个别粒子正对着质量比 α粒子大很多的物体运动时，受到该物体很大的斥 力作用． 5.原子的核式结构: 卢瑟福依据α粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构：在原子中心有一个很小 的核，叫 ________， 原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核旋 转． 例1:在α粒子散射实验中,卢瑟福用α粒子轰击金箔,下列四个选项中哪一项属于实验得到的正确结果: A.α粒子穿过金箔时都不改变运动方向 B . 极少数α粒子穿过金箔时有较大的偏转 ,有的甚至被反 弹 C.绝大多数α粒子穿过金箔时有较大的 偏转 D. α粒子穿过金箔时都有较大的偏转. 例2:根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模 型。如图 1-1所示表示了 原子核式结构模型的 α粒子散射图景。图中实 线表示 α粒子的运动轨迹。其中一个 c α粒子在从a 运动到b 、再运动到c 的过程中（α粒子在b 点时距原子核最近），下 列判断正确的是 （ ） a b A ．α粒子的动能先增大后减小 原子核 B ．α粒子的电势能先增大后减小 C ．α粒子的加速度先变小后变大 α粒子 D ．电场力对α粒子先做正功后做负功 图1-1 二玻尔的原子模型 能级 1．玻尔提出假说的背景——原子的核式结构学说与经典物理学的矛盾：⑴按经典物理学理论，核外电子绕核运动时，要不断地辐射电磁波，电子能量减小，其轨道半径将不断减小，最终落于原子核上，即核式结构将是不稳定的，而事实上是稳定的．⑵电子绕核运动时辐射出的电磁波的频率应等于电子绕核运动的频率，由于电子轨道半径不断减小，发射出的电磁波的频率应是连续变化的，而事实上，原子辐射的电磁波的频率只是某些特定值。 为解决原子的核式结构模型与经典电磁理论之间的矛盾，玻尔提出了三点假设，后人称之为玻尔模型． 2．玻尔模型的主要内容： ⑴定态假说：原子只能处于一系列 __________的能量状态中，在 这些状态中原子是 _______的，电子虽然绕核运动， 但不向外辐射能量．这些状态叫做 ________． ⑵跃迁假说：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两定态的能量差决定，即________________. ⑶轨道假说：原子的不同能量状态对应于 ______子的不同轨道 .原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不 连续的． 3．氢原子的能级公式和轨道 公式 原子各定态的能量值叫做原子的能级，对于氢原子，其能级 公式为 :______________； 对应的轨道公式为： r n n 2 r 1。其中n 称为量子数，只能取正.E1=-13.6eV ，r1=0.53×10-10m ．
高考物理复习：光电效应 1.光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果。 由表中数据得出的论断中不正确的是 A. 两组实验采用了不同频率的入射光 B. 两组实验所用的金属板材质不同 C. 若入射光子的能量为5.0 eV ，逸出光电子的最大动能为1.9 eV D. 若入射光子的能量为5.0 eV ，相对光强越强，光电流越大 【答案】B 【解析】 【详解】由爱因斯坦质能方程0k E h W ν=-比较两次实验时的逸出功和光电流与光强的关系解题 由题表格中数据可知，两组实验所用的入射光的能量不同，由公式E h ν=可知，两组实验中所用的入射光的频率不同，故A 正确； 由爱因斯坦质能方程0k E h W ν=-可得：第一组实验：100.9 4.0W =-，第二组实验： 022.9 6.0W =-，解得：0102 3.1eV W W ==，即两种材料的逸出功相同也即材料相同，故B 错误； 由爱因斯坦质能方程0k E h W ν=-可得：k (5.0 3.1)eV=1.9eV E =-，故C 正确； 由题表格中数据可知，入射光能量相同时，相对光越强，光电流越大，故D 正确。 2.在“焊接”视网膜的眼科手术中，所用激光的波长λ=6.4×107m ，每个激光脉冲的能量E =1.5×10-2J ．求
每个脉冲中的光子数目．（已知普朗克常量h =6.63×l0-34J·s ，光速c =3×108m/s ．计算结果保留一位有效数字） 【答案】光子能量hc ελ =，光子数目n = E ε ，代入数据得n =5× 1016 【解析】 【详解】每个光子的能量为0c E hv h λ == ，每个激光脉冲的能量为E ，所以每个脉冲中的光子个 数为：0 E N E = ，联立且代入数据解得：16510N =?个。 1.当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时 A ．锌板带负电 B ．有正离子从锌板逸出 C ．有电子从锌板逸出 D ．锌板会吸附空气中的正离子 答案：C 解析：当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，有电子从锌板逸出，锌板带正电，选项C 正确ABD 错误。 2. .在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是 （ ） A ．光电效应是瞬时发生的 B ．所有金属都存在极限颇率 C ．光电流随着入射光增强而变大 D ．入射光频率越大，光电子最大初动能越大 【答案】C 【解析】光具有波粒二象性，即既具有波动性又具有粒子性，光电效应证实了光的粒子性。因为光子的能量是一份一份的，不能积累，所以光电效应具有瞬时性，这与光的波动性矛盾，A 项错误；同理，因为光子的能量不能积累，所以只有当光子的频率大于金属的极限频率时，才会发生光电效应，B 项错误；光强增大时，光子数量和能量都增大，所以光电流会增大，这与波动性无关，C 项正确；一个光电子只能吸收一个光子，所以入射光的频率增大，光电子吸收的能量变大，所以最大初动能变大，D 项错误。 3.在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是 A ．增大入射光的强度，光电流增大 B. 减小入射光的强度，光电效应现象消失
高中物理选修3-5选择题集锦 一．选择题（共30小题） 1．（2014?上饶二模）下列说法正确的是（） A．在核反应堆中，为使快中子减速，在铀棒周围要放“慢化剂”，常用的慢化剂有石墨、重水和普通水 B．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减少，原子总能量增大C．当用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出，则改用红光照射也一定会有电子逸出 D．核力是弱相互作用的一种表现，在原子核的尺度内，核力比库仑力大得多，其作用范围在1.5×l0﹣l0m E．原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ2 的光子，已知λ1＞λ2．那么原子从a能级状态跃迁到到c能级状态时将要吸收波长的光子2．（2014?江西二模）如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34ev，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是（） A．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应 B．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率的光 C．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eV D．用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 E．用能量为14．OeV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离 3．（2014?开封二模）下列描述中正确的是（） A．卢瑟福的原子核式结构学说能很好地解释α粒子散射实验事实 B．放射性元素发生β衰变时所释放的电子来源于原子的核外电子 C．氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，再向低能级跃迁时放出光子的频率一定等于入射光子的频率 D．分别用X射线和紫光照射同一金属表面都能发生光电效应，则用X射线照射时光电子的最大初动能较大 E． （钍）核衰变为（镤）核时，衰变前Th核质量大于衰变后Pa核与β粒子的总质量4．（2014?南昌模拟）人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系．下列关于原子结构和核反应的说法正确的是（） A．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要吸收能量 B．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能 C．已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子，若增加γ射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大 D．在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度 E．在核反应堆的外面修建很厚的水泥层能防止放射线和放射性物质的泄漏 5．（2014?福建模拟）太阳内部持续不断地发生着热核反应，质量减少．核反应方程是，这个核反应释放出大量核能．已知质子、氦核、X的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c．下列说法中正确的是（）A． 方程中的X表示中子（） B． 方程中的X表示电子（） C．这个核反应中质量亏损△m=4m1﹣m2 D．这个核反应中释放的核能△E=（4m1﹣m2﹣2m3）c2