高三物理《光电效应和原子物理》训练题
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光电效应练习学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.如图所示为光电管工作原理图,当有波长(均指真空中的波长,下同)为λ的光照射阴极板K 时,电路中有光电流,则( )A .换用波长为λ1(λ1>λ)的光照射阴极K 时,电路中一定没有光电流B .换用波长为λ2(λ2<λ)的光照射阴极K 时,电路中一定没有光电流C .增加电路中电源的端电压,电路中的光电流可能增大D .将电路中电源的极性反接,电路中一定没有光电流2.关于光电效应,以下说法正确的是( )A .光电子的最大初动能与入射光的频率成正比B .光电子的最大初动能越大,形成的光电流越强C .能否产生光电效应现象,决定于入射光光子的能量是否大于或等于金属的逸出功D .用频率是1ν的绿光照射某金属发生了光电效应,改用频率是v 2的黄光照射该金属一定不发生光电效应3.如图所示,用可见光照射金属板,发现与该金属板相连的验电器指针张开一定角度,下列说法中不正确的有( )A .验电器指针带正电B .有一部分电子从金属板表面逸出C .如果改用相同强度的红外线照射,验电器指针也一定会张开一定角度D .如果改用相同强度的紫外线照射,验电器指针也一定会张开一定角度4.真空中有一平行板电容器,两极板分别由铂和钾(其截止频率对应的光波波长分别为1λ和2λ)制成,板面积为S ,间距为d .现用波长为12()λλλλ<<的单色光持续照射两板内表面,则电容器的最终带电荷量Q 正比于A .11()d S λλλλ-B .22()d S λλλλ- C .11()S d λλλλ- D .22()S d λλλλ- 5.在光电效应实验中,某同学用同一光电管在不同实验条件下得到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(甲、乙交于U c 2)。
则可判断出( )A .甲的光照强度小于乙的光照强度B .乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率C .甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能D .若乙光能使某金属板发生光电效应,则丙光一定也可以6.a 、b 、c 三条平行光线从空气射向玻璃砖且方向垂直于半圆柱体玻璃砖的截面直径,如图所示。
《光电效应、核反应、核能》精选练习题一、选择题1.钍核(23490Th)有放射性,它能放出一个粒子变成镤核(23491Pa),并伴随该过程放出光子,下列说法正确的是()A.光线可能是红外线,该粒子是正电子B.光线可能是X射线,该粒子是中子C.光线一定是γ射线,该粒子是质子D.光线一定是γ射线,该粒子是电子2.在下列两个核反应方程中,X1、X2分别代表一种粒子.①23892U→23490Th +X1②21H+31H→42He+X2,以下判断中正确的是()A.①是重核裂变反应B.②是轻核聚变反应C.X1是α粒子,此种粒子形成的射线具有很强的贯穿本领D.X2是中子,X2的质量等于21H与31H质量之和减去42He的质量3.放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时,往往会同时伴随γ辐射.已知A、B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2,经过t=T1·T2时间后测得这两种放射性元素的质量相等,那么它们原来的质量之比m A∶m B 为()A.(12)T2∶(12)T1B.1∶1 C.2T1∶2T2D.2T2∶2T14.在下列四个核反应方程中,X1、X2、X3和X4各代表某种粒子:①31H+X1→42He+10n②147N+42He→178O+X2③94Be+42He→126C+X3④2412Mg+42He→2713Al+X4以下判断中正确的是()A.X1是质子B.X2是中子C.X3是中子D.X4是质子5.在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料,都不同程度地含有放射性元素,有些含有铀、钍的花岗岩会释放出α、β、γ射线,根据有关放射性知识可知,下列说法正确的是()A.发生α衰变时,生成核与原来的原子核相比,核内质量数减少2B.发生β衰变时,生成核与原来的原子核相比,核内中子数减少1C.β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流D.在这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,电离能力最弱6.年北京奥运会场馆设施采用很多太阳能技术.太阳的能量来源于氢核的聚变,每次聚变反应可以看成是4个氢核(11H)结合成1个氦核(42He),同时放出正电子(01e).已知氢核的质量为m p,氦核的质量为mα,正电子的质量为m e,真空中光速为c.下列关于氢核聚变的说法正确的是()A.核反应方程为411H→42He+201eB.核反应方程为411H→42He+01eC.每次核反应所释放的能量为(4m p-mα-2m e)c2D.每次核反应所释放的能量为(4m p-mα-m e)c27.如图所示,两个相切的圆表示一个静止原子核发生某种核变化后,产生的两种运动粒子在匀强磁场中的运动轨迹,可能的是()A.原子核发生了α衰变B.原子核发生了β衰变C.原子核放出了一个正电子D.原子核放出了一个中子8.23892U放射性衰变有多种可能途径,其中一种途径是先变成21083Bi,而21083BiX(X代表某种元素),也可以经一次衰变变成b81Ti,210a X和可以经一次衰变变成210abTi最后都变成20682Pb,衰变路径如图所示,则()81A.a=82,b=211B.21083Bi→210a X是β衰变,21083Bi→b81Ti是α衰变C.21083Bi→210a X是α衰变,21083Bi→b81Ti是β衰变D.b81Ti经过一次α衰变变成20682Pb9.雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的中微子(νe)而获得了2002年度诺贝尔物理学奖.他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615吨四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶.中微子可以将一个氯核转变为一个氩核,其核反应方程为νe+3717 Cl→3718Ar+0-1e,已知3717Cl核的质量为36.95658 u,3718Ar核的质量为36.95691 u,0-1 e的质量为0.00055 u,1 u质量对应的能量为931.5 MeV.根据以上信息,可以判断()A.中微子不带电B.中微子就是中子C.3717Cl和3718Ar是同位素D.参与上述反应的中微子的最小能量约为0.82 MeV二、非选择题10.历史上第一次利用加速器实现的核反应,是用加速后动能为0.5 MeV的质子11H轰击静止的A Z X,生成两个动能均为8.9 MeV的42He.(1 MeV=1.6×10-13J)(1)上述核反应方程为________.(2)质量亏损为________kg.11.(1)在核反应10n+X→31H+42He+ΔE过程中,X是未知核.由核反应知识可以确定X核为__①__.若10n、X核、31H和42He的静止质量分别为m1、m X、m3和m4,则ΔE的值为__②__.(2)核能、风能等新能源是近来能源发展的重点方向之一.与煤、石油等传统能源相比较,核能具有哪些优点和缺点?(3)有一座城市,经常受到大风和风沙的侵扰.为了合理使用新能源,计划建造风能发电站或太阳能发电站.请用物理学知识,指出建造哪种类型的发电站更合适,并请说明理由.12.(1)已知能使某金属产生光电效应的极限频率为ν0.当用频率为2ν0的单色光照射该金属时,所产生的光电子的最大初动能为________.当照射光的频率继续增大时,则逸出功________(填“增大”“减小”或“不变”).(2)如图所示,一个有界的匀强磁场,磁感应强度B=0.50 T,磁场方向垂直于纸面向里,MN是磁场的左边界.在距磁场左边界MN的1.0 m处有一个放射源A,内装放射物质22688Ra(镭),22688Ra发生α衰变生成新核Rn(氡).放在MN左侧的粒子接收器接收到垂直于边界MN方向射出的α粒子,此时接收器位置距直线OA的距离为1.0 m.①试写出Ra的衰变方程;②求衰变后Rn(氡)的速率.(质子、中子的质量为1.6×10-27kg,电子电量e =1.6×10-19C)《光电效应、核反应、核能》精选练习题一、选择题1.解析:选D.该反应的核反应方程为23490Th→23490Pa+0-1e,放出的粒子为电子,伴随放出的射线为γ射线.2.解析:选B.①是α衰变,选项A错误;②是轻核聚变,选项B正确;X 1是α粒子,但是α粒子的穿透本领不是很强,选项C错误;X2是中子,核反应过程中反应前后质量数守恒,但反应前后质量不守恒,故选项D错误.3.解析:选D.放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时,新原子核往往有多余的能量,亦即新原子核处于激发态,这些能量再以γ光的形式放出,这就是γ衰变,γ衰变总是伴随着α衰变或β衰变.根据衰变公式:m=m0(1 2 ) t T有:m A(12)tT1=m B(12)tT2又因为t=T1·T2所以m A∶m B=2T2∶2T1.4.解析:选CD.由质量数和电荷数守恒可知:X1是21H(氘核);X2是11H(质子);X 3是1n(中子);X4是11H(质子);故选项C、D正确.5.解析:选BD.α衰变是两个质子与两个中子作为一个整体从原子核中抛射出来,即211H+21n→42He,发生α衰变时,核内质量数减少4,选项A错误;β衰变是原子核内一个中子转化成一个质子和一个电子,即10n→11H+0-1e,发生β衰变时,核内中子数减少1,核子数不变,选项B正确而C错误;由三种射线性质可得,选项D正确.6.解析:选AC.由质量数、电荷数守恒知,A对,B错;此核反应的质量亏损为Δm=4m p-mα-2m e,由质能方程,释放的核能为ΔE=Δmc2=(4m p-mα-2m e)c2,C对,D错.7.解析:选AC.两个相切的圆表示在相切点处是静止的原子核发生了衰变,由于无外力作用,动量守恒,说明原子核发生衰变后,新核与放出的粒子速度方向相反,若是它们带相同性质的电荷,则它们所受的洛仑兹力方向相反,则轨道应是外切圆,若它们所带电荷的性质不同,则它们的轨道应是内切圆.图示的轨迹说明是放出了正电荷,所以可能是α衰变或放出了一个正电子,故A、C两选项正确.8.解析:选B.在21083Bi→210a X中,质量数没有发生变化,一定是β衰变,a=84,在21083Bi→b81Ti中,质子数减少2,一定是α衰变,b=206,所以B正确.b81Ti→206 82Pb是β衰变,所以D错误.9.解析:选AD.在核反应中,电荷数守恒,质量数守恒,可以判断中微子所带电荷数是零,质量数是零,故A项正确,而中子的质量数是1,故B项错误;同位素是电荷数相等,质量数不等的同种元素,而3717Cl和3718Ar是两种不同的元素,故C项错误;由爱因斯坦质能方程得中微子的质量m=(0.00055+36.95691-36.95658)u=0.00088 u,而1 u质量对应的能量为931.5 MeV,所以中微子的最小能量是E=931.5×0.00088 MeV≈0.82 MeV,故D项正确.二、非选择题10.解析:(1)11H+73X→42He+42He或11H+73Li→42He+42He.(2)Δmc2=E末-E初,所以Δm=E末-E初c2=--1382kg≈3.1×10-29 kg.答案:(1)11H+73X→42He+42He或11H+73Li→42He+42He(2)3.1×10-2911.解析:(1)由质量数和电荷数守恒可知,X核是63Li由爱因斯坦质能方程ΔE=Δmc2可得.(2)(3)见答案.答案:(1)①63Li ②ΔE=[(m1+m X)-(m3+m4)]c2(2)优点:核裂变产生的能源比使用煤和石油更加清洁;产能更多.缺点:核裂变反应造成的核废料具有放射性,难处理;建造成本高.(3)建风能发电站比较合理理由:在使用风能发电时,根据能量守恒知识,风能一方面转化为电能,另一方面可以减弱风速,减小对城市的破坏.12.解析:(1)hν0不变(2)①22688Ra→22286Rn+42He.②对α粒子qvαB=m v2αrvα=qBRm动量守恒得0=mvα-Mvv=mMvα=qBRM=2×1.6×10-19×1.0×0.5222×1.6×10-27m/s=4.5×105 m/s. 答案:见解析。
专题加强训练 (十三 )光电效应、原子与原子核一、选择题 (1~ 9 为单项选择题, 10~ 16 为多项选择题 )1. (2017 南·昌市高三模拟)以下说法正确的选项是()A.光子像其余粒子同样,不只拥有能量,也拥有动量B.比联合能越大,原子核越不稳固C.将由放射性元素构成的化合物进行高温分解,会改变放射性元素的半衰期D.原子核的质量大于构成它的核子的质量之和,这个现象叫做质量损失分析:光子像其余粒子同样,不只拥有粒子性,并且也有颠簸性,则不只拥有能量,也拥有动量,故 A 正确;比联合能越大的原子核越稳固, B 错误;放射性元素的半衰期与外界要素没有任何关系,只和自己性质有关, C 错误;原子核的质量小于构成它的核子的质量之和,这个现象叫做质量损失,故 D 错误.答案: A2. (2017 ·化市高三模拟怀)以下说法中错误的选项是()A.光电效应和康普顿效应都说明光拥有粒子性D.太阳辐射能量主要来自于太阳内部的裂变反响分析:光电效应和康普顿效应都说明光拥有粒子性,选项 A 正确;光电效应中光电子的最大动能与入射光频次有关,与入射光强度有关,选项 B 正确;经过α粒子散射实验卢瑟福提出了原子核式构造模型,选项 C 正确;太阳辐射能量主要来自于太阳内部的聚变反应,选项 D 错误;本题选择错误的选项,应选D.答案: D3. (2017 ·津卷天 )我国自主研发制造的国际热核聚变中心零件在国际上领先经过威望机构认证,这是我国对国际热核聚变项目的重要贡献.以下核反响方程中属于聚变反响的是()234 1A .1H +1H→2He+0 n14417 1 B.7N+2He→8O+1 HC.42 He+2713Al →3015P+01n D.23592U+10n→14456Ba +3689Kr +310 n分析:本题考察核反响种类.选项A 是质量小的核联合成质量较大的核,属于核聚变.选项 B 是卢瑟福发现质子的人工转变方程.选项C 是约里奥·居里夫妻发现人工放射性同位素的人工转变方程.选项 D 是铀核在中子轰击下分裂为中等质量的核的过程,属于核裂变.答案: A4. (2017 苏·锡常镇四市高三调研)如下图为研究光电效应现象的实验,电路中全部元件完满,当光照耀到光电管上时,敏捷电流计中没有电流经过,可能的原由是()A .入射光强度较弱B.入射光波长太长C.电源电压太高D.光照耀时间很短分析:光的强度和光照时间都不可以决定可否发生光电效应;光照耀到光电管上时,敏捷电流计中没有电流经过,则可能是没有发生光电效应,即入射光的频次过小,波长较大造成的;电源电压也不可以决定光电管中可否有光电流;应选项 B 正确, ACD 错误;应选 B.答案: B5. (2017 甘·肃省高三诊疗 )如图为氢原子的能级表示图,现有大量的氢原子处于 n=4 的激发态,当原子向低能级跃迁时辐射出若干不同频次的光.对于这些光以下说法正确的选项是( )A .最简单发生衍射现象的光是由n= 4 能级跃迁到 n= 1 能级产生的B.频次最小的光是由 n= 2 能级跃迁到 n= 1 能级产生的C.这些氢原子总合可辐射出 3 种不一样频次的光D.用 n= 2 能级跃迁到 n= 1 能级辐射出的光去照耀逸出功为 6.34 eV 的金属铂能发生光电效应分析:由 n= 4 能级跃迁到 n= 3 能级产生的光,能量最小,波长最长,所以最简单表现出衍射现象,故 A 错误;由能级差可知能量最小的光频次最小,是由 n= 4 能级跃迁到 n= 3能级产生的,故 B 错误;处于 n= 4 能级的氢原子能发射n n- 1 =6 种频次的光,故 C 错误;2由 n=2 能级跃迁到 n= 1 能级辐射出的光的能量为E=-- (- 13.6) = 10.2 eV ,大于eV ,能使该金属发生光电效应,故 D 正确.应选 D.答案: D6. (2017 宜·宾市二诊 )有关原子构造和原子核的认识,以下说法正确的选项是()A .居里夫人最初发现天然放射现象B.伦琴射线的发现揭露了原子拥有核式构造C.在光电效应中,光电子的最大初动能与入射光的频次有关D.在衰变方程23994Pu→ X +24He+γ中, X 原子核的质量数是234分析:贝克勒尔第一发现了天然放射性现象,证明原子核有复杂的构造;故AB 错误;在光电效应中,光电子的最大初动能与入射光的频次有关,选项C正确;在衰变方程23994Pu→X+42 He+γ中,X原子核的质量数是235,电荷数为 92,选项 D 错误;应选 C.答案: C7. (2017 包·头市高三模拟)以下说法正确的选项是()A .β衰变所开释的电子是原子核外的电子电离形成的B.对于某种金属,超出极限频次的入射光频次越高,所产生的光电子的最大初动能就越大C.原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程,是汲取能量的过程.D.用能量等于氘核联合能的光子照耀静止氘核,可使氘核分解为一个质子和一此中子分析:β衰变所开释的电子是原子核内中子转变而来的,不是原子核外的电子电离形成的,故 A 错误;依据光电效应方程知,E km=hν- W0,入射光子频次越高,光电子的最大初动能越大.光电子的最大初动能与入射光的强度没关, B 正确;原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程,依据玻尔理论得悉,开释能量; C 错误;核子联合成原子核与原子核分解为核子是逆过程,质量的变化相等,能量变化也相等,故用能量等于氘核联合能的光子照耀静止氘核,但分解后不行能都静止,需要能量大于氘核联合能的光子照耀静止氘核,才可能使氘核分解为一个质子和一此中子, D 错误;应选B.答案: B8. (2017 南·平市高中检测)用如图甲所示的装置研究光电效应现象.闭合电键S,用频率为ν的光照耀光电管时发生了光电效应.图乙是该光电管发生光电效应光阴电子的最大初动能E k与入射光频次ν的关系图象,图线与横轴的交点坐标为(a,0),与纵轴的交点坐标为(0,- b),以下说法中正确的选项是( )aA .普朗克常量为 h=bB.断开电键 S 后,电流表 G 的示数不为零C.仅增添照耀光的强度,光电子的最大初动能将增大D.保持照耀光强度不变,仅提升照耀光频次,电流表G 的示数保持不变b 分析:由 hν= W0+ E k,变形得 E k= hν- W0,可知图线的斜率为普朗克常量,即h=a,故 A 错误;断开电键 S 后,初动能大的光电子,也可能达到阴极,所以电流表G 的示数不为零,故 B 正确;只有增大入射光的频次,才能增大光电子的最大初动能,与光的强度无关,故 C 错误;保持照耀光强度不变,仅提升照耀光频次,单个光子的能量增大,而光的强度不变,那么光子数必定减少,发出的光电数也减少,电流表G 的示数要减小,故 D 错误.答案: B9. (2017·西师范大学隶属中学高三月考江)匀强电场中有一个本来静止的碳14 原子核,它放射出的粒子与反冲核的径迹是两个内切的圆,两圆的直径之比为7∶ 1,如下图,那么碳 14 的衰变方程为 ()14 0 14B . 14 4 10A . 6 C → 1e + 5 B6 C → 2He + 4 Be14214D . 1414C .6 C → 1H + 5 B6 C → -1e + 7 N分析:原子核的衰变过程知足动量守恒, 粒子与反冲核的速度方向相反, 依据左手定章判断得悉,粒子与反冲核的电性相反,则知粒子带负电,所以该衰变是β衰变,此粒子是 β粒子,符号为 0m 1 1= m 22,- 1e.两带电粒子动量大小相等,方向相反,就动量大小而言有:vv由带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径公式可得r =mv,可见 r 与 q 成反比.由题意,大qB圆与小圆的直径之比为 7∶ 1,半径之比为 7∶ 1,则得:粒子与反冲核的电荷量之比为1∶ 7,所以反冲核的电荷量为7e ,电荷数是1414147,其符号为 7 N ,所以碳 14 的衰变方程为 6C →7 N +- 1e ,故 D 正确. 答案: D10. (2017 江·苏省结盟高三联考 )以下对于物理史实的说法中正确的选项是( )A .普朗克依据黑体辐射的规律,提出了能量子的看法B .贝克勒尔经过研究铀矿石,发现了天然放射现象C .玻尔依据 α粒子散射实验,提出了原子的核式构造模型D .汤姆逊经过研究阴极射线发现了电子,并精准丈量出电子的电荷量分析: 普朗克为解说黑体辐射的规律,提出了能量子的看法,所以A 正确;贝克勒尔经过研究铀矿石,发现了天然放射现象,故B 正确;卢瑟福依据α粒子散射实验,提出了原子的核式构造模型,所以C 错误;汤姆逊经过研究阴极射线发现了电子,密立根经过油滴实验精准丈量出电子的电荷量,故D 错误.答案: AB11. (2017·一次全国大联考卷Ⅰ第)以下说法中正确的选项是()A .光子拥有能量,可是没有动量B.玻尔以为,原子中电子轨道是量子化的,能量也是量子化的C.用 X 射线和紫光照耀同一金属表面都能发生光电效应,则用X射线照耀光阴电子的最大初动能较大D.轻核聚更改加洁净、安全,当前大型核电站都是利用轻核的聚变发电的分析:光子不单拥有能量,也拥有动量, A 错误;玻尔以为,原子中电子轨道是量子化的,能量也是量子化的, B 正确;用 X 射线和紫光照耀同一金属表面都能发生光电效应,由光电效应方程E km= hν- W 可知,用频次比较大的X 射线照耀光阴电子的最大初动能较大,C 正确;当前核电站是利用重核的裂变发电的,D 错误.答案: BC12. (2017 ·一次全国大联考卷Ⅰ第)以下说法正确的选项是( )A.光电效应揭露了光的粒子性,而康普顿效应从动量方面进一步揭露了光的粒子性B.爱因斯坦以前勇敢假定:振动着的带电微粒的能量只好是某一最小能量值ε的整数倍,这个不行再分的最小能量值ε也叫做能量子C.比联合能小的原子核联合成或分解成比联合能大的原子核时必定放出核能D.放射性元素的半衰期与元素所处环境的温度没关,但与原子所处的化学状态有关分析:光电效应、康普顿效应都揭露了光的粒子性,故 A 正确;普朗克以前勇敢假定:振动着的带电微粒的能量只好是某一最小能量的整数倍,这个不行再分的最小能量也叫做能量子,故 B 错误;中等核的比联合能较大,比联合能小的原子核联合成或分解成比联合能大的原子核时,都有质量损失,会放出核能,故 C 正确;放射性元素的半衰期由原子核内部决定,与外界的温度没关,与原子所处的化学状态也没关,故 D 错误.答案: AC13.(2017 太·原市高三模拟 )钍23490Th 拥有放射性,它能放出一个新的粒子而变为镤23491Pa,同时陪伴有γ射线产生,其方程为234 23424 天.则以下说法中正90Th→ 91Pa+X,钍的半衰期为确的是 ( )A .一块纯净的钍234 矿石经过24 天,矿石的质量仅剩下本来质量的一半B.X 是钍核中的一此中子转变为一个质子时产生的C.γ射线是钍原子核发生衰变后产生的镤234 的原子核开释的D.γ射线拥有很强的电离作用,对人体细胞损坏能力较大分析:一块纯净的钍234 矿石经过24 天,钍核有多半发生衰变,不是矿石的质量仅剩下本来质量的一半,故 A 错误;依据质量数、电荷数守恒得出X 是电子,其产生的实质是钍核中的一此中子转变为一个质子时产生的,所以 B 正确;钍原子核发生衰变后产生的镤234 的原子核处于激发态,不稳固,向基态跃迁的过程以γ射线向外开释能量,所以 C 正确;γ射线拥有很强的穿透本事,电离作用很弱,所以D 错误.答案: BC14. (2017 江·苏卷 ) 原子核的比联合能曲线如下图.依据该曲线,以下判断正确的有()A .24He 核的联合能约为14 MeVB.24 He 核比36Li 核更稳固C.两个2 41H核联合成2He核时开释能量235 89核中的大D.92U 核中核子的均匀联合能比36Kr分析:由图象可知,24 He 的比联合能约为7 MeV ,其联合能应为 28 MeV ,故 A 错误.比联合能较大的核较稳固,故 B 正确.比联合能较小的核联合成比联合能较大的核时开释能量,故 C 正确.比联合能就是均匀联合能,故由图可知 D 错误.答案: BC15.(2017 ·南省天一高三联考河)1905 年,爱因斯坦把普朗克的量子化看法进一步推行,成功地解说了光电效应现象,提出了光子说.在给出与光电效应有关的四个图象中,以下说法正确的选项是 ( )A .图 1 中,当紫外线照耀锌板时,发现验电器指针发生了偏转,说法锌板带正电,验电器带负电B.图 2 中,从光电流与电压的关系图象中能够看出,电压同样时,光照越强,光电流越大,说明制止电压和光的强度有关C.图 3 中,若电子电量用、ν、U已知,由 U -ν图象可求得普朗克常量e 表示,ν1 c1 cU1 e的表达式为h=1 cD.图 4 中,由光电子最大初动能E k与入射光频次ν的关系图象可知该金属的逸出功为E 或 hν0分析:用紫外线灯发出的紫外线照耀锌板,锌板失掉电子带正电,验电器与锌板相连,则验电器的金属球和金属指针带正电,应选项 A 错误;由图可知电压同样时,光照越强,光电流越大,只好说明光电流强度与光的强度有关,制止电压只与入射光的频次有关,与入射光的强度没关,应选项 B 错误;依据爱因斯坦光电效应方程U c e= hν-W0,可知 Uc=hνe-W0,图像 Uc-ν的斜率表示h,即h=U 1 ,解得 h=U 1e ,应选项 C 正确;依据光电e ee-ν-νν1 c ν1 c效应方程 E km= hν- W0知道 E k-ν图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,入射光的频次等于金属的极限频次,则金属的逸出功等于hν,应选项0 D正确.答案: CD16.(2017 江·西省要点中学盟校高三联考)新华社记者2016 年 11 月 2 日从中科院合肥物质科学研究院获悉,该院等离子体所肩负的国家大科学工程“人造太阳”实验装置EAST 近期在第 11 轮物理实验中再获重要打破,获取超出 60 秒的稳态高拘束模等离子体放电.关于太阳的有关知识,以下判断正确的选项是( )A.氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,开释出必定频次的光子,太阳的能量来自于这个过程-15B.要使轻核发生聚变,一定使它们的距离达到 10 m 之内,核力才能起作用,这需要特别高的温度C.太阳内部大批氢核聚变为氦核,聚变后比联合能增添,开释出巨大的能量D.氘核和氚核可发生热核聚变,核反响方程是21 H+31H→42He+10n分析:核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要开释必定频次的光子,而太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反响,又称热核反响,其实不是核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,开释出来的能量,故 A 错误;要使轻核发生聚变,一定使它们的距离达到10-15m 之内,核力才能起作用,故 B 正确;轻核聚变后比联合能增添,所以反响中会开释能量,故 C 正确;氘核和氚核可发生热核聚变,由质量数守恒和核电荷数守恒得,核反响方程是21H34 1+1 H→2He+ 0n,故D正确;应选BCD .答案: BCD专题加强训练 (十四 )力学实验与创新1. (2017 成·都外国语学校月考 )在“研究小车速度随时间变化的规律”的实验中,打点计时器使用的沟通电的频次为50 Hz ,记录小车运动的纸带如下图,在纸带上选择0、 1、2、 3、 4、5的6 个计数点,相邻两计数点之间还有四个点未画出,纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺,零点跟“0”数点对齐,由图能够读出三个计数点计1、3、5 跟0 点的距离补全填入以下表格中.(1)距离 d 1d 2d 3丈量值 /cm(2)小车经过计数点 “ 2的”刹时速度为 v 2= ________ m/s ,小车的加快度是a = ________m/s 2.x 13 d 2- d 1 - 2分析: d 2= 5.40 cm ; d 3= 12.00 cm ; v 2= =- 1.20 × 10= 2T m/s = 0.21 m/s2Tx = x 35- x 13= 6.60 cm - 4.20 cm =2.40 cm ; T ′ =0.2 s ,故- 2a = x2=× 1022T ′2m/s = 0.60 m/s答案: (1)5. 40、 12.00(12.01 及 12.02 均可 )、 0.60(0.605 及 0.61 均可 )2. (2017 哈·尔滨第六中学高三模拟 )(1) 用游标卡尺测出某圆柱体的直径为 8.05 cm ,则使用的是 ________分度的游标卡尺 (选填 “10”“、20”或 “50”).(2)对于图示力学实验装置,以下说法中正确的选项是 ________.A .用此装置“研究匀变速直线运动”时不需要均衡摩擦力B .用此装置“研究小车的加快度与外力的关系”时,若用钩码的重力取代细线对小车的拉力,应保证钩码质量远小于小车质量C .用此装置“研究功与速度变化的关系”时,将长木板远离滑轮一端适合垫高,且小车未拴细线,轻推小车后,经过纸带剖析若小车做匀速运动,即实现均衡摩擦力分析: (1) 用游标卡尺测出某圆柱体的直径为8.05 cm,小数部分的读数为0.5 mm,则使用的是 10 分度的游标卡尺;(2)用此装置“研究匀变速直线运动” 时不需要均衡摩擦力,选项A正确;用此装置“ 探究小车的加快度与外力的关系”时,若用钩码的重力取代细线对小车的拉力,应保证钩码质量远小于小车质量,选项 B 正确;用此装置“研究功与速度变化的关系”时,将长木板远离滑轮一端适合垫高,且小车未拴细线,轻推小车后,经过纸带剖析若小车做匀速运动,即实现均衡摩擦力,选项 C 正确;应选ABC .答案:(1)10 (2)ABC3. (2017 ·西高三考前测试山)某同学为了研究求协力的方法,先用一个弹簧秤经过细线悬吊一个钩码,当钩码静止时,弹簧秤的示数为 2.00 N ;再用两个弹簧秤 a 和 b 经过两根细线互成角度将该钩码悬吊,此中 a 所拉细线方向水平(如图 1),当钩码静止时, b 的示数如图2所示.(1)b 的示数为 ________N ,a 的拉力为 ________ N .(2)保持 a 及其拉的细绳方向不变,将 b 及其拉的细绳方向沿逆时针在图示平面迟缓转至竖直方向的过程中, b 的示数 ________( 选填“变大”“变小”或“不变”).分析: (1)由图 2 可知弹簧秤的最小刻度为0.1 N,估读到下一位 0.01 N ,则 b 的拉力为2.50 N ;对 O 点剖析受三个力而均衡,依据勾股定理可求得 F a= F b2- mg 2≈ 1.50 N .(2)以结点 O 为研究对象,剖析受力状况:重力G、F b和 F a,作出受力争,并作出BO 绳在不一样地点的力的合成图.由图能够看出,在测力计 b 自图所示沿逆时针方向迟缓转至竖直地点的过程中,BO 的拉力向来减小,当两根绳相垂直时,BO 的拉力最小,故 b 的示数变小.答案:~ 1.52) (2)变小4. (2017 合·肥市第一中学高三月考 )某小组丈量木块与木板间动摩擦因数,实验装置如图甲所示.(1)丈量木块在水平木板上运动的加快度 a ,实验中打出的一条纸带如图乙所示, 从某个清楚的点 O 开始,每 5 个打点取一个计数点,挨次标出 1、 2、 3 ,量出 1、2、 3 点 到 O 点的距离分别为 s 1、 s 2、s 3 ,从 O 点开始计时, 1、 2、 3 点对应时辰分别为 t 1、 t 2、 t 3 ,求得 v 1= s 1s 2 , v 3 = s 3-, v 2 = t 2 , ,作出 v - t 图象如图丙所示,图线的斜t 1 t 3率为 k ,截距为 b ,则木块的加快度a =________;b 的物理意义是 ___________.(2)实验测得木块的加快度为a ,还测得钩码和木块的质量分别为m 和 M ,已知当地重力加快度为 g ,则动摩擦因数 μ= ______________.(3)对于上述实验,以下说法错误的选项是 ______________.A .木板一定保持水平B .调整滑轮高度,使细线与木板平行C .钩码的质量应远小于木块的质量D .纸带与打点计时器间的阻力是产生偏差的一个要素分析: (1)图线纵轴截距是 0 时辰对应的速度,即表示O 点的刹时速度.各段的均匀速度表示各段中间时辰的刹时速度,以均匀速度 -v 为纵坐标, 相应的运动时间 t 的一半为横坐 - t 的图象的斜率表示加快度-标,即 v - a ,则 v -t 图象的斜率的 2 倍表示加快度,即 a =2k .2(2)对木块、 钩码盘和钩码构成的系统, 由牛顿第二定律得: mg - μ Mg = (M + m)a ,解得: μ= mg -m + M a ;Mg(3)木板一定保持水平,则压力大小等于重力大小,故A 正确;调整滑轮高度,使细线与木板平行,拉力与滑动摩擦力共线,故B 正确;钩码的质量不需要远小于木块的质量,因选用整体作为研究对象的,故 C 错误;纸带与打点计时器间的阻力是产生偏差的一个要素,故 D 正确;答案: (1)2k O 点的均匀速度(2)mg -m + M a(3)CMg5. (2017 厦·门市高中质检 ) 研究“做功和物体速度变化的关系”实验装置如图甲所示, 图中是小车在 1 条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行的情况.小车实验中获取的速度v ,由打点计时器所打点的纸带测出,橡皮筋对小车做的功记为 W ;实验时,将木板左端调整到适当高度,每次橡皮筋都拉伸到同一地点开释.请回答以下问题:当我们把2 条、3 条 完全同样的橡皮筋并在一同进行第2 次、第3 次 多次实验.请回答以下问题:图甲图乙(1)除了图甲中已给出器械外,需要的器械还有:沟通电源、 ________________ ; (2) 如图乙中,是小车在某次运动过程中打点计时器在纸带上打出的一系列的点,打点的时间间隔为 0.02 s ,则小车走开橡皮筋后的速度为 _________m/s( 保存两位有效数字 ).(3)将几次实验中橡皮筋对小车所做的功 W 和小车走开橡皮筋后的速度 v ,进行数据处理,以 W 为纵坐标, v 或 v 2 为横坐标作图,此中可能切合实质状况的是__________ .分析: (1)需要的器械除了沟通电源外,还有刻度尺;- 3(2)小车走开橡皮筋后的速度为v =× 10m/s = 0.36 m/s(3)因 W = 1mv 2,故以 W 为纵坐标, v 或 v 2 为横坐标作图,此中可能切合实质状况的是2AD .答案: (1)毫米刻度尺 (3)AD6. (2017 遂·宁市高三三诊)某课外活动小组经过如图甲所示的实验装置丈量动摩擦因数.将一木板用垫块垫高形成斜面,在木板底端 B 处固定一个光电门以丈量滑块经过该处时的速度,实验时滑块由距地面h 高的 A 处静止开释,测出滑块滑到B 点的速度 v.改变垫块的数目,进而改变木板的倾斜程度,但一直保持开释点 A 到 B 点的水平距离 (即 B 、C 间 的距离 )L = 0.8 m 不变.重复实验,最后做出如图乙所示的h-v 2 图象.(1)木板倾斜程度更大时, 为了保证L 不变,滑块下滑究竟端B 点的位移将________.(填“变大”、“变小”或“不变”)(2)滑块与木板间的动摩擦因数μ= __________;(3)若所用木板更粗拙些,重复上述实验步骤,获取的图象的斜率将________. (填“变大”、“变小”或“不变”)分析:(1) 依据几何关系得出滑块下滑究竟端B 点的位移x =L ,木板倾斜程度更大时,cos θ为了保证(即B 、C 间的距离) L = 0.8 m不变,滑块下滑究竟端B 点的位移将变大.(2)依据 h-v 2 图象得 v = 0 时 h =,即此时滑块处于均衡状态,依据牛顿第二定律得μ mgcos θ= mgsin θ解得 μ= tan θ=00..28=.L(3)若所用木板更粗拙一些, 重复上述实验步骤, 依据动能定理得mgh - μ mgcos θ×cos θ2=1mv 2,解得 h = v+ μL,所以若所用木板更粗拙一些,重复上述实验步骤,获取的图象的22g斜率将不变.答案: (1)变大 (2)0.25 (3) 不变7.(2017 哈·尔滨二模 )为了研究物体质量一准时加快度与力的关系,A 、B 同学设计了如图甲所示的实验装置.此中小车的质量为 M ,沙和沙桶的质量为m ,与小车相连的滑轮的质量为 m 0.力传感器可测出轻绳中的拉力大小,重力加快度为 g.实验时先均衡摩擦力.(1)A 同学在实验中获取如图乙所示的一条纸带(相邻两计数点间还有四个点没有画出 ),已知打点计时器采纳的是频次为50 Hz 的沟通电,依据纸带可求出小车的加快度大小为2________m/s (结果保存三位有效数字).(2)A 同学以力传感器的示数F 为纵坐标,加快度a 为横坐标,画出的F -a 图象如图丙所示,求得图线的斜率为k ,则小车的质量 M = ________(用所给物理量的符号表示).(3)B 同学也以力传感器的示数 F 为纵坐标,加快度 a 为横坐标,画出的 F -a 图象如图丁所示,图线可是原点的原由可能是________________ . (答一条即可 )分析: (1)相邻两计数点间还有四个点没有画出,计数点间的时间间隔: t =× 5 s =0.1 s ,由匀变速直线运动的推论x =at 2 可知,加快度为: x 4+ x 5+ x 6- x 3- x 2- x 1 a =3t 2=- 2++--- 1.90 × 109×2m/s 2≈ 1.80 m/s 2 ;(2)小车所受协力是测力计示数的 2 倍,即: 2F ,由牛顿第二定律可知: 2F = (M + m 0)a ,则: F =M + m 0a , F-a 图象的斜率: k =M +m 0,小车质量: M =2k - m 0;22(3)由图丁知, F = 0 时, a ≠ 0,说明均衡摩擦力过分了.答案:(2)2k - m 0 (3) 均衡摩擦力过分8. (2017 安·徽 “ 江南十校 ” 联考 )在考证机械能守恒定律的实验中,所用电源的频次f=50 Hz ,某次实验选择一条较理想纸带,某同学用毫米刻度尺丈量开端点 O 挨次到 A 、B 、C 、D 、E 、F 各点的距离分别记作x 1, x 2, x 3, x 4, x 5, x 6,并记录在下表中 .符号x 1 x 2x 3x 4x 5x 6- 2数值 (×10 m)(1)在实验过程中需要用工具进行直接丈量的是 __________.。
高中光电效应试题及答案一、选择题1. 光电效应是指光照射在物质表面时,物质会发射出电子的现象。
以下哪个条件是光电效应发生的前提?A. 光的强度B. 光的频率C. 物质的温度D. 物质的密度答案:B2. 根据爱因斯坦的光电效应理论,光子的能量与什么有关?A. 光的强度B. 光的频率C. 物质的密度D. 物质的温度答案:B3. 当光的频率低于某个极限频率时,光电效应将不会发生。
这个极限频率被称为什么?A. 临界频率B. 共振频率C. 基频D. 谐振频率答案:A二、填空题4. 光电效应的实验表明,只有当入射光的频率大于金属的_________时,才能发生光电效应。
答案:极限频率5. 光电效应中,电子的动能与光的频率成正比,其关系可以用公式_________来描述。
答案:E_k = hν - φ三、简答题6. 简述光电效应的基本原理。
答案:光电效应的基本原理是当光子(光的量子)照射到金属表面时,如果光子的能量大于金属的逸出功,光子会被金属表面的电子吸收,电子获得足够的能量从金属表面逸出,形成光电流。
这个过程表明光具有粒子性。
四、计算题7. 假设某金属的逸出功为3.2 eV,当使用频率为5.5×10^14 Hz的光照射该金属时,求逸出电子的最大动能。
答案:首先,根据光电效应公式E_k = hν - φ,其中 E_k 是逸出电子的最大动能,h 是普朗克常数(6.626×10^-34 J·s),ν 是光的频率,φ 是金属的逸出功(3.2 eV)。
将给定的数值代入公式,得到E_k = (6.626×10^-34 J·s) × (5.5×10^14 Hz) - 3.2 eV。
注意将 eV 转换为焦耳,1 eV = 1.602×10^-19 J,计算后得到E_k ≈ 1.7×10^-19 J。
结束语:通过本试题的练习,同学们应该对光电效应的基本概念、原理以及相关的计算有了更深入的理解。
专题3 光电效应1.(2020·天津)在物理学发展的进程中,人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究,获得正确的理论认识。
下列图示的实验中导致发现原子具有核式结构的是()A .B .C.D.【答案】D【详解】A.双缝干涉实验说明了光具有波动性,故A错误;B.光电效应实验,说明了光具有粒子性,故B错误;C.实验是有关电磁波的发射与接收,与原子核无关,故C错误;D.卢瑟福的α粒子散射实验导致发现了原子具有核式结构,故D正确;故选D。
2.(2023·海南)(多选)已知一个激光发射器功率为P,发射波长为λ的光,光速为c,普朗克常量为h,则()A.光的频率为cλB.光子的能量为hλC.光子的动量为hλD.在时间t内激光器发射的光子数为Ptchλ【答案】AC【详解】A.光的频率cνλ=选项A正确;B.光子的能量A.卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征B.玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律C.光电效应揭示了光的粒子性D.电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性【答案】C【详解】A.波尔的量子化模型很好地解释了原子光谱的分立特征,A错误;B.玻尔的原子理论成功的解释了氢原子的分立光谱,但不足之处,是它保留了经典理论中的一些观点,如电子轨道的概念,还不能完全揭示微观粒子的运动规律,B错误;C.光电效应揭示了光的粒子性,C正确;D.电子束穿过铝箔后的衍射图样,证实了电子的波动性,质子、中子及原子、分子均具有波动性,D错误。
故选C。
4.(2023·浙江)被誉为“中国天眼”的大口径球面射电望远镜已发现660余颗新脉冲星,领先世界。
天眼对ηη<倍距地球为L的天体进行观测,其接收光子的横截面半径为R。
若天体射向天眼的辐射光子中,有(1)被天眼接收,天眼每秒接收到该天体发出的频率为v的N个光子。
普朗克常量为h,则该天体发射频率为v 光子的功率为()A.224NL h R νηB .222NL h R νηC .224L h R NηνD .222L h R Nην【答案】A【详解】设天体发射频率为v 光子的功率为P ,由题意可知224R Pt Nh L πηνπ⨯⨯=其中t =1s ,解得224=NL h P R νη故选A 。
(1)光电效应现象与光电效应方程的应用;(2)原子核式结构;(3)氢原子光谱规律、能级跃迁;(4)核衰变与核反应方程;(5)核能与爱因斯坦质能方程。
例1.(2019∙全国I 卷∙14) 氢原子能级示意图如图所示,光子能量在1.63 eV ~3.10 eV 的光为可见光。
要使处于基态(n =1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子,最少应给氢原子提供的能量为( )A .12.09 eVB .10.20 eVC .1.89 eVD .1.5l eV【解析】因为可见光光子的能量范围是1.63~3.10 eV ,所以氢原子至少要被激发到n =3能级,要给氢原子提供的能量最少为E =(-1.51+13.60) eV =12.09 eV ,即选项A 正确。
【答案】A【点睛】本题考查原子的能级跃迁问题,体现了模型建构的核心素养。
例2.(2020∙山东卷∙2)氚核H 发生β衰变成为氦核He 。
假设含氚材料中H 发生β衰变产生的电子可以全部定向移动,在3.2×104 s 时间内形成的平均电流为5.0×10-8 A 。
已知电子电荷量为1.6×10-19 C ,在这段时间内发生β衰变的氚核H 的个数为( )A .5×1014B .1.0×1016C .2.0×1016D .1.0×1018【答案】B【解析】根据qI t ==8416195.010 3.210101.610Itn e --⨯⨯⨯===⨯个,因在β衰变中,一个氚核产生一个电子,可知氚核的个数为1.0×1016个。
【点睛】本题考查衰变方程及电流定义式的综合应用,体现了新高考学科核心素养的能力立意。
1.下列几种说法中有一种是错误的,它是( )A.大如太阳、地球等这些宏观的运动物体也具有波动性,这种波是物质波B.光子与物质微粒发生相互作用时,不仅遵循能量守恒,还遵循动量守恒C.光子与光电子是同一种粒子,它们对应的波也都是概率波D.核力是一种强相互作用力,热核反应中库仑力做功与核力做功相比能忽略【答案】C【解析】大如太阳、地球等这些宏观的运动物体也具有波动性,这种波是物质波,故A正确;光子与物质微粒发生相互作用时,不仅遵循能量守恒,还遵循动量守恒,故B正确;光子是光的组成部分,而光电子是电子,故二者不相同,故C错误;根据核力的特点可知,核力是一种强相互作用力,热核反应中库仑力做功与核力做功相比能忽略,故D正确。
物理3-5知识点小结一、光电效应●照射到金属表面的光,能使金属中的电子从表面逸出。
●每个光子的能量、光子的个数共同决定光照强度。
规律:1)饱和电流。
(内在因素:单位时间内k发射的电子数量达到饱和)光照条件固定,U↗I先随之增大后达到饱和。
结论:饱和电流随光照强度增大而增大。
(光的频率一定)2)遏制电压。
U=0时I≠0 ,U=-Uc 时,I=0 Uc即为遏制电压计算:eUc=1/2mv2=hν-Wo结论:遏制电压与光照强度无关,只与光的波长/频率有关。
3)截止频率。
当光的频率减小到νc 时U=0,I=0。
结论:截止频率与金属材料有关且等于Wo/h。
光的频率小于截止频率时不发生光电效应。
4)光电效应具有瞬时性(≤10-9)5)光子动量p=h/λPS:红光到紫光波长减小频率增大。
二、氢原子光谱1.原子吸收能量由基态变为激发态,电子向高能级跃迁。
在此过程中电子的Ep增大Ek 减小总能量(Ep+Ek)增大。
2.一群处于n能级的氢原子发生跃迁可能发射出(n-1)+(n-2)+…+2+1种光。
3.使原子获得能量有两种方法A.运动的电子撞击,该方法电子具有的动能可以是任意值(需达到跃迁条件)B.光照,该方法光子具有的能量必须恰好等于跃迁的能级差值(当光子能量达到可使原子发生电离则可忽略该规则)4.计算跃迁发出的光能否使某金属发生光电效应时只需用可跃迁的最大轨道能极差与金属逸出功进行比较即可。
光电效应 原子结构和原子核要点提炼1.玻尔理论的基本内容能级假设:氢原子能级E n =E 1n 2(n =1,2,3,…),n 为量子数。
跃迁假设:h ν=E m -E n (m >n )。
轨道量子化假设:氢原子的电子轨道半径r n =n 2r 1(n =1,2,3,…),n 为量子数。
2.定态间的跃迁——满足能级差(1)从低能级(n 小)――→跃迁高能级(n 大)―→吸收能量,h ν=E n 大-E n 小。
(2)从高能级(n 大)――→跃迁低能级(n 小)―→放出能量,h ν=E n 大-E n 小。
3.氢原子电离电离态:n =∞,E =0。
基态→电离态:E 吸=0-E 1=0-(-13.6 eV)=13.6 eV 。
n =2→电离态:E 吸=0-E 2=0-(-3.4 eV)=3.4 eV 。
如吸收能量足够大,克服电离能后,获得自由的电子还具有动能。
4.光电效应两条对应关系(1)光越强(一定频率)→光子数目越多→发射光电子越多→饱和光电流越大。
(2)光子频率越高→光子能量越大→光电子的最大初动能越大。
5.光电效应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 νc 。
6.核反应方程的书写(1)核反应过程一般不可逆,所以核反应方程中用“→”表示方向而不能用等号代替。
(2)核反应方程遵循质量数守恒、电荷数守恒,但核反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)且释放出核能。
(3)核反应的生成物一定要以实验为基础,不能只依据两个守恒规律凭空杜撰出生成物来写核反应方程。
7.核衰变问题(1)核衰变规律:N 余=N 原·⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ ,m 余=m 原·⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ (t 表示衰变时间,τ表示半衰期),半衰期长短由核内部自身的因素决定,与原子所处的化学状态和外部条件无关;是对大量原子核的行为做出的统计规律,对少数原子核不适用。
高三物理光电效应试题答案及解析1.以下有关近代物理内容的若干叙述正确的是()A.紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应,则当增大紫外线的照射强度时,从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大。
B.在关于物质波的表达式和中,能量和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量,波长λ或频率v是描述物质的波动性的典型物理量C.重核的裂变过程质量增大,轻核的聚变过程有质量亏损D.根据玻尔理论,氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时电子的动能增大,电势能减小。
E.自然界中含有少量的14C,14C具有放射性,能够自发地进行β衰变,因此在考古中可利用14C来测定年代。
【答案】BDE【解析】紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应,则当增大紫外线的照射强度时,从锌板表面逸出的光电子的数目也随之增大,最大初动能不变,选项A 错误;在关于物质波的表达式和中,能量和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量,波长λ或频率v是描述物质的波动性的典型物理量,选项B正确;重核的裂变过程和轻核的聚变过程都有质量亏损,选项C 错误;根据玻尔理论,氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时电子的动能增大,电势能减小,选项D正确;自然界中含有少量的14C,14C具有放射性,能够自发地进行β衰变,因此在考古中可利用14C来测定年代,选项E 正确。
【考点】光电效应;质量亏损;玻尔理论;放射性衰变.2.(6分)在光电效应实验中,两个实验小组分别在各自的实验室,约定用相同频率的单色光,分别照射锌和银的表面,结果都能发生光电效应,如下左图,并记录相关数据。
对于这两组实验,下列判断正确的是不同A.因为材料不同逸出功不同,所以遏止电压UcB.饱和光电流一定不同C.光电子的最大初动能不同D.因为光强不确定,所以单位时间逸出的光电子数可能相同~υ图像(υ为照射光频率,下右图为其中一小组绘制E.分别用不同频率的光照射之后绘制Uc的图像),图像的斜率可能不同【答案】ACD【解析】根据光电效应方程,,可知因为材料不同逸出功不同,所以最大初动能不同,选项A C正确;饱和光电流与入射光的强度有关,不同,由,可知遏止电压Uc因为光强不确定,所以单位时间逸出的光电子数可能相同,饱和光电流不一定不同,选项B错误,D正确;根据光电效应方程,以及,可得,即,因为为定值,所以U~图像的斜率一定相同,选项E错误。
高中物理选修3光电效应选择题专项训练姓名:__________ 班级:__________考号:__________一、选择题(共22题)1、根据玻尔理论,某原子的电子从能量为E的轨道跃迁到能量为的轨道,辐射出波长为的光.以h表示普朗克常量,C表示真空中的光速,则等于A. B.C. D.2、爱因斯坦由光电效应的实验规律,猜测光具有粒子性,从而提出光子说,从科学研究的方法来说,这属于A.等效替代 B.控制变量 C.科学假说 D.数学归纳3、下表给出了一些金属材料的逸出功。
材料铯钙镁铍钛3.04.35.96.2 6.6逸出功(10-19J)现用波长为400nm的单色光照射上述材料,能产生光电效应的材料最多有几种(普朗克常量h= 6.6×10-34J・s,光速c= 3.00×108m/s)A.2种 B.3种 C.4种 D.5种4、分别用波长为λ和的单色光照射同一金属板,发出的光电子的最大初动能之比为1:2,以h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,则此金属板的逸出功为A. B. C. D.5、氦―氖激光器发出波长为633nm的激光,激光器的输出功率为1mW,已知普朗克常量为6.63×10-34J・s,光速为3.0×108m/s。
激光器每秒发出的光子数为A.2.2×1015 B.3.2×1015 C.2.2×1014 D.3.2×10146、如图所示,一静电计的金属球与锌板相连,用紫外线灯照射锌板时,静电计指针发生偏转,则A.锌板和静电计的指针均带负电B.锌板和静电计的指针均带正电C.锌板带正电,静电计的指针带负电D.锌板带负电,静电计的指针带正电7、分别用波长为2λ和λ的单色光照射同一金属板,发出的光电子的最大初动能之比为1:3.以h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,则此金属板的逸出功为( )A. B.C. D.8、在光电效应实验中,如果需要增大光电子到达阳极时的速度,可采用哪种方法A.增加光照时间 B.增大入射光的波长C.增大入射光的强度 D.增大入射光频率9、下列关于光电效应的说法正确的是()A.若某材料的逸出功是W,则它的极限频率B.光电子的初速度和照射光的频率成正比C.光电子的最大初动能和照射光的频率成正比D.光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大10、如图所示,一验电器与锌板用导线相连,现用一紫外线灯照射锌板,关灯之后,验电器指针保持一定的偏角()A.将一带负电的金属小球与锌板接触,则验电器指针偏角将增大B.将一带负电的金属小球与锌板接触,则验电器指针偏角将不变C.使验电器指针回到零,改用强度更大的紫外线灯照射锌板,验电器的指针偏角将增大D.使验电器指针回到零,改用强度更大的红外线灯照射锌板,验电器的指针一定偏转11、根据爱因斯坦光子说,光子能量E等于(h为普朗克常量,c、l为真空中的光速和波长)()(A)(B)(C)hl(D)12、用波长为的紫外线照射钨的表面,释放出来的光电子中最大的动能是4.7。
高三物理《光电效应和原子物理》练习题班级 姓名一、光电效应1.(单选)在光电效应中,任何一种金属都有一个极限频率。
关于极限频率,下列说法正确的是( )A .极限频率跟入射光的频率有关B .极限频率跟光电子的最大初动能有关C .极限频率跟入射光的强度有关D .极限频率跟金属材料有关2.(1980年全国·单选)在光电效应中,从金属中逸出的电子动能的最大值( )A .只跟入射光的频率有关B .只跟入射光的强弱有关C .跟入射光的频率和强度都有关D .除跟入射光的频率和强度都有关外,还和光照的时间有关3.(1986年广东·单选)在光电效应中,要增大光电子的初速度,可采取( )A .增大照射光的强度B .延长照射光的照射时间C .增大照射光的波长D .增大照射光的频率4.(1987年广东·单选)关于光电效应,下列陈述正确的是( )A .金属电子的逸出功与入射光的频率成正比B .光电流的强度与入射光的强度无关C .用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能要大D .对于任何一种金属都存在一个 “最小频率”,入射光的频率必须大于这个频率才能产生光电效应5.(1985年上海·单选)用频率是1ν的光照射某金属表面时,正好发生光电效应。
如果改用强度相同、但频率是2ν的光(21νν>)照射这一金属表面,则( )A .光电子的最大初动能不变B .光电子的最大初动能增大C .光电子的最大初动能减小D .不发生光电效应6.(1986年上海·单选)频率是ν的光照射某金属材料,产生光电子的最大初动能为K E 。
若频率是2ν的光照射同一金属材料,则产生光电子的最大初动能为( )A .2K EB .K E h ν+C .K E h ν-D .2KE h ν+7.(1985年全国·双选)如图所示光电管的极限频率为0ν,现将频率ν大于0ν的光照射在阴极上,则( )A .光的强度愈大,单位时间内产生的光电子数目也愈多B .加在AK 间的正向电压愈大,通过光电管的光电流饱和值也愈大C .为了阻止光电子到达A ,必须在AK 间加一足够高的反向电压D .阴极材料的逸出功等于h ν8.(1989年上海)用同一束单色光,在同一条件下,先后照射锌片和银片,都能产生光电效应。
对于两个过程,下列所列的四个物理量中,一定相同的是 ,可能相同的是 ,一定不同的是相同的是 。
(只须填各量前的编号)A .照射光子的能量B .光电子的逸出功C .光电子的动能D .光电子的最大初速度9.(1993年全国·单选)入射光照射到某金属表面上发生光电效应,若入射光的强度减弱,而频率保持不变,那么( )A .从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B .逸出的光电子的最大初动能将减小C .单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D .有可能不发生光电效应10.(1993年全国·单选)如图所示,在演示光电效应的实验中,原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连.用弧光灯照射锌板时,验电器的指针就张开一个角度,这时( )A .锌板带正电,指针带负电B .锌板带正电,指针带正电C .锌板带负电,指针带正电D .锌板带负电,指针带负电11.(2001年全国·单选)在下列关于光电效应的说法中正确的是( )A .若某材料的脱出功是W ,则极限频率hW v 0 B .光电子的速度和照射光的频率成正比C .光电子的动能和照射光的波长正正比D .光电子的速度和照射光的波长的平方根成反比12.(2001年上海·双选)光电效应实验的装置如图所示,则下面说法中正确的是( )A .用紫外光照射锌板,验电器指针会发生偏转B .用红色光照射锌板,验电器指针会发生偏转C .锌板带的是负电荷D .使验电器指针发生偏转的是正电荷13.(2002年广东·双选)下面说法正确的是( )A .光子射到金属表面时,可能有电子发出B .光子射到金属表面时,一定有电子发出C .电子轰击金属表面时,可能有光子发出D .电子轰击金属表面时,一定没有光子发出14.(2003年江苏·双选)用某种单色光照射某种金属表面,发生光电效应。
现将该单色光的光强减弱,则A .光电子的最大初动能不变B .光电子的最大初动能减少C .单位时间内产生的光电子数减少D .可能不发生光电效应15.(2003年上海·单选)爱因斯坦由光电效应的实验规律,猜测光具有粒子性,从而提出光子说。
从科学研究的方法来说,这属于( )A .等效替代B .控制变量C .科学假说D .数学归纳二、原子结构1.(1986年全国·单选)卢瑟福提出原子的核式结构学说的根据是:在用α粒子轰击金箔的实验中发现α粒子( )A .全部穿过或发生很小的偏转B .绝大多数穿过,只有少数发生很大偏转,甚至极少数被弹回C .绝大多数发生很大偏转,甚至被弹回,只有少数穿过D .全部发生很大偏转2.(1988年全国·单选)卢瑟福根据实验或现象提出原子的核式结构学说?( )A .光电效应实验B .氢原子光谱实验C .α粒子散射实验D .天然放射性现象3.(1986年广东·双选)下列叙述中符合玻尔氢原子理论的是( )A .电子的可能轨道的分布是不连续的B .大量同种原子发光的光谱应该是包含一切频率的连续光谱C .电子绕核做加速运动,不向外辐射能量D .与地球附近的人造卫星相似,绕核运行的电子的轨道半径也要逐渐减小4.(1990年全国·单选)按照玻尔理论,一个氢原子的电子从一半径为a r 的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为b r 的圆轨道上,a b r r >,在此过程中( )A .原子要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 .原子要发出某一频率的光子D .原子要吸收某一频率的光子5.(1988年广东·单选)如图为氢原子能级图,已知氢原子辐射光子的能量为2.55eV ,则可判断氢原子的核外电子是( )A .从4n =跃迁到2n =B .从3n =跃迁到1n =C .从5n =跃迁到3n =D .从5n =跃迁到2n =6.(1987年广东·单选)当氢原子的电子处于第n 条可能轨道时,下列说法正确的是( )A .电子的轨道半径1n r nr =(1r 为第一条可能轨道半径)B .根据12n E E n =,n 越大,能量越小(1E 为电子在第一条可能轨道时的能量) C .原子从n 定态跃迁到(n —1)定态时,辐射光子的波长为1n n E E hλ--= D .大量处于这一状态的氢原子通过自发辐射可能产生的光谱线数为(1)2n n - 7.(1986年上海·三选)下列叙述符合物理事实的是( )A .电子是由汤姆生发现的B .相对论是爱因斯坦创立的C .原子的核式结构学说是玻尔提出的D .理论上预言电磁波存在的是麦克斯韦8.(1989年全国·三选)玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有( )A .原子处于称为定态的能量状态时,虽然电子做加速运动,但并不向外辐射能量B .原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应,而电子的可能轨道的分布是不连续的C .电子从一个轨道跃迁到另一轨道时,辐射(或吸收)一定频率的光子D .电子跃迁时辐射光子的频率等于绕核做圆周运动的频率9.(1992年全国卷·单选)卢瑟福a 粒子散射实验的结果( )A .证明了质子的存在B .证明了原子核是由质子和中子组成的C .说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上D .说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动10.(2001年广东卷·双选)按照玻尔理论,下列关于氢原子的论述正确的是( )A .第m 个定态和第n 个定态的轨道半径r m 和r n 之比为r m :r n =m 2:n 2B .第m 个定态和第n 个定态的能量E m 和E n 之比E m :E n =n 2:m 2C .电子沿某一轨道绕核运动,若其圆周运动的频率是v ,则其发光频率vD .若氢原子处于能量为E 的定态,则其发光频率为hE v = 11.(2001年上海·三选)卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有( )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 .带负电的电子在校外绕着核旋转12.(2002年广东卷·单选)处于基态的一群氢原子受某种单色光的照射时, 只发射波长为1λ、2λ、3λ的三种单色光,且 1λ>2λ>3λ,则照射光的波长为( )A .1λB .1λ+2λ+3λC .3232λλλλ+D .2121λλλλ+ 13.(2002年春季卷·单选)氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值,它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能,氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时,A .氢原子的能量减小,电子的动能增加B .氢原子的能量增加,电子的动能增加C .氢原子的能量减小,电子的动能减小D .氢原子的能量增加,电子的动能减小14.(2003年上海)卢瑟福通过___________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。
三、原子核1.(1986年广东·单选)如图R是放射性物质,虚线框内是匀强磁场,LL'是厚纸板,MM'是荧光屏。
实验时发现在荧光屏的O、P(图中未标出P点)两点处有亮斑。
问此时磁场的方向、到达O点的射线、到达P点的射线应属于()磁场O点P点A.↑βαB.↓αβC.×γβD.·γα2.(1983年全国·单选)某原子核A的衰变过程如下(“β−−→”表示放射一个β粒子,“α−−→”表示放射一个α粒子):Aβ−−→Bα−−→CA.原子核A的中子数减原子核C的中子数等于2B.原子核A的质量数减原子核C的质量数等于5C.原子核为A的中性原子中的电子数比原子核为B的中性原子中的电子数多1D.原子核C的质子数比原子核A的质子数少13.(1990年上海·单选)设某放射性同位素A的半衰期为T,另一放射性同位素B的半衰期为T/2。
在初始时刻,A的原子核数目为N0,B的原子核数目为4N0,则()A.经过时间T,A、B的原子核数目都为N0/2B.经过时间2T,A、B的原子核数目都为N0/4C.经过时间3T,A、B的原子核数目都为N0/8D.经过时间4T,A、B的原子核数目都为N0/164.(1988年上海·单选)如图为查德威克实验示意图,由天然放射性元素钋(P O)放出α射线轰击铍时会产生粒子流A,用粒子流A轰击石蜡时,会打出粒子流B,经研究知道()A.A为中子,B为质子B.A为质子,B为中子C.A为γ射线,B为中子D.A为中子,B为γ射线5.(1979年全国·单选)一个原子,它的核是9538rS;那么,它()A.核外有38个电子,核内有95个质子B.核外有38个电子,核内有57个中子C.核外有57个电子,核内有57个中子D.核外有57个电子,核内有38个中子6.(1979年全国·单选)中子轰击硼核(105B)发生的核反应为:1017503B n Li x+→+,其中LMM′O钋铍石蜡粒子 ABx 是( )A .α粒子B .质子C .中子D .β粒子7.(1989年广东·单选)23592U 吸收一个慢中子后,分裂成13954Xe 和9438r S ,还放出( )A .一个α粒子B .一个氘核C .三个中子D .二个中子8.(1987年广东·单选)图中两个相切圆表示一个静止的原子核(无外层电子)发生某种核变化后产生的两种运动粒子在均匀磁场中的运动轨迹,据此可能是( ) A .原子核发生了β衰变 B .原子核发生了α衰变C .原子核放出了一个正电子D .原子核放出了一个中子9.(双选)将第8题图改为右图,结果又如何?( )10.(1990年全国·三选)23290Th (钍)经过一系列α衰变和β衰变,成为20882Pb (铅),则( ) A .铅核比钍核少8个质子 B .铅核比钍核少16个中子C .共经过4次α衰变和6次β衰变D .共经过6次α衰变和4次β衰变11.(1988年上海·双选)可以被电场加速或偏转的射线是( )A .阴极射线B .伦琴射线C .α射线D .γ射线12.(1989年上海·单选)下述哪种方法可以减缓放射性元素的衰变?( )A .把该元素放置在低温处B .把该元素密封在很厚的铅盒里C .把该元素同其它稳定元素结合成化学物D .上述方法均无法减缓放射性元素的衰变13.(1988年广东·双选)下列说法正确的是( )A .用α射线轰击铍(94Be ),铍核转变为126C ,并放出一种贯穿能力很强的γ射线B .γ射线是波长很短的电磁波,它的贯穿能力很强C .利用γ射线的电离作用,可检查金属内部有无砂眼或裂纹(γ射线探伤)D .当γ光子能量足够大时,用γ射线轰击氘核能使氘核分解为11H 和10n14.(1988年全国·双选)下列核反应方程中,哪些是平衡的?A .1041315271B He N H +→+ B .271271130121Al n Mg H +→+C .941214260Be He C n +→+ B .1441727281N He O H +→+××××× B× × × × × × B 第9题图15.(1989年广东·双选)下列说法正确的是( )A .原子核的质量数等于它的核子数B .氢原子从定态3n =跃迁到定态2n =,再跃迁到定态1n =,则后一次跃迁时辐射的光子频率比前一次大C .氢核、中子和氘核的质量分别为1m 、2m 和3m ,那么在核反应112011n H H γ+→+中,质量312m m m >+D .发现中子的核反应方程是841215260B He C n +→+16.(1992年全国)在中子、质子、电子、正电子、a 粒子中选出一个适当的粒子,分别填在下列核反应式的横线上:()2382349290 U Th →+ ()2342349091 Th Pa →+ ()9412426 B He C +→+17.(1991年三南·三选)在下列4个核反应式中,x 表示中子的是哪些?A .14417728N He O x +→+ B .2743013215Al He P x +→+C .234112H H He x +→+D .235901361923854010U x Sr Xe n +→++18.(1993年全国·单选)若元素A 的半衰期为4天,元素B 的半衰期为5天,则相同质量的A 和B ,经过20天后,剩下的质量之比:A B m m =( )A .30:31B .31:30C .1:2D .2:119.(1996年全国·单选)下列核反应方程式中,表示核聚变过程的是( )A .303001514-1P Si e →+ B .23411120H H He n +→+ C .1414670-1C N e →+ D .238234492902U Th He →+20.(2001年春季·单选)下列现象中,与原子核内部变化有关的是( )A .α粒子散射B .光电效应C .天然放射现象D .原子发光现象21.(2001年春季·单选)平衡下列核反应方程式:(1)=+→+x n N B y x ,137α______________,=y _________________.(2)+→+αp Li 73______________22.(2001年广东·双选)在下列四个方程中,x 1、x 2、x 3和x 4各代表某种粒子.①n U 1023592+→11385495383Xe U x ++②221H x +→n He 1032+ ③23892U →323490Th x + ④He Mg 422412+→42713Al x + 以下判断中正确的是( )A .x 1是中子B .x 2是质子C .x 3是α粒子D .x 4是氘核23.(2002年上海·双选)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γ射线、C 为α射线D .b 为α射线、C 为γ射线24.(2002年上海)完成核反应方程:23490Th →23491Pa + 。