《2020高考物理二轮复习 专题十一 波粒二象性原子结构与原子核对对练（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020高考物理二轮复习 专题十一 波粒二象性原子结构与原子核对对练（含解析）（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、波粒二象性原子结构与原子核2020年高考必备2015年2016年2017年2018年2019年卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷考点一波粒二象性光电效应35(1)35(1)35(1)1917考点二原子结构14考点三原子核及核能35(1)35(1)17151415考点一波粒二象性光电效应命题角度1光电效应的理解高考真题体验对方向1.(2018全国17)用波长为300 nm的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为1.2810-19 J,已知普朗克常量为6.6310-34 Js,真空中的光速为3.00108 ms-1,能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为()A.11014 HzB.81014 Hz
2、C.21015 HzD.81015 Hz答案B解析对逸出电子,根据光电方程有,h=Ek+W,=c,W=h0,其中,Ek=1.2810-19 J,=300 nm=310-7 m,得081014 Hz,选项B正确.2.(多选)(2017全国19)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ha-Ekahb-Ekb答案BC解析根据光电效应方程Ek=h-W和光电子的最大初动能与遏
3、止电压的关系-eU=0-Ek,得eU=h-W,A错,B、C正确;若ab,则一定有ha-Eka=hb-Ekb=W,D错.光电效应问题的研究思路(1)(2)两条对应关系:光强大光子数目多发射光电子多光电流大光子频率高光子能量大光电子的最大初动能大典题演练提能刷高分1.(2019辽宁大连二模)用一束绿光和一束蓝光照射某种金属的表面,均发生了光电效应.下列说法正确的是()A.蓝光照射金属时,逸出的光电子最大初动能更大B.蓝光照射金属时,单位时间内逸出的光电子数更多C.增加光照强度,逸出的光电子最大初动能增大D.如果换用红光照射,一定能使该金属发生光电效应答案A解析因为蓝光频率更高,根据爱因斯坦光电效应
4、方程:Ek=h-W0,知蓝光照射时光电子最大初动能更大,A正确;单位时间逸出的光电子数与光照强度有关,由于不知道光照强度,所以无法确定光电子数,B错误;根据:Ek=h-W0,可知最大初动能与光照强度无关,C错误;因为红光的频率比绿光的还小,无法确定是否会发生光电效应,D错误.2.(2019北京东城二模)研究光电效应的实验规律的电路如图所示,加正向电压时,图中光电管的A极接电源正极,K极接电源负极时,加反向电压时,反之.当有光照射K极时,下列说法正确的是()A.K极中有无光电子射出与入射光频率无关B.光电子的最大初动能与入射光频率有关C.只有光电管加正向电压时,才会有光电流D.光电管加正向电压越
5、大,光电流强度一定越大答案B解析K极中有无光电子射出与入射光频率有关,只有当入射光的频率大于K极金属的极限频率时才有光电子射出,选项A错误;根据光电效应的规律,光电子的最大初动能与入射光频率有关,选项B正确;光电管加反向电压时,只要反向电压小于遏止电压,就会有光电流产生,选项C错误;在未达到饱和光电流之前,光电管加正向电压越大,光电流强度一定越大,达到饱和光电流后,光电流的大小与正向电压无关,选项D错误.3.图甲所示为氢原子能级图,大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光,其中用从n=4能级向n=2能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光电管的阴极K时,电路中有光电流产生,则
6、()A.改用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光,一定能使阴极K发生光电效应B.改用从n=3能级向n=1能级跃迁时辐射的光,不能使阴极K发生光电效应C.改用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光照射,逸出光电子的最大初动能不变D.入射光的强度增大,逸出光电子的最大初动能也增大答案A解析在跃迁的过程中释放或吸收的光子能量等于两能级间的能级差,E42=-0.85 eV-(-3.40) eV=2.55 eV=h,此种光的频率大于金属的极限频率,故发生了光电效应.E41=-0.85 eV-(-13.6) eV=12.75 eVE42,光的频率一定大于金属的极限频率,故一定发生了光电效应,则A正确.E
7、31=-1.51 eV-(-13.6) eV=12.09 eVE41,也能让金属发生光电效应,则B错误;由光电效应方程Ekm=h-W0,入射光的频率变大,飞出的光电子的最大初动能也变大,故C错误;由Ekm=h-W0知光电子的最大初动能由入射光的频率和金属的逸出功决定,而与入射光的强度无关,则D错误.故选A.4.(多选)2017年度中国10项重大科学进展中,位列榜首的是实现千公里级量子纠缠和密钥分发,创新性地突破了多项国际领先的关键技术.下列与量子理论有关的说法正确的是()A.德布罗意首先提出了量子理论B.玻尔在研究氢原子结构时引入了量子理论C.爱因斯坦认为光子能量是量子化的,光子能量E=hD.
8、根据量子理论,增大光的照射强度光电子的最大初动能增加答案BC解析普朗克首先提出了量子理论,选项A错误;玻尔在研究氢原子结构时引入了量子理论,成功揭示了氢原子光谱,选项B正确;爱因斯坦认为光子能量是量子化的,光子能量E=h,选项C正确;根据爱因斯坦光电效应理论,增大光的频率光电子的最大初动能增加,选项D错误.故选BC.命题角度2(储备)光电效应方程和光电效应图象【典题】 如图甲所示为研究光电效应中入射光的频率、强弱与光电子发射情况的实验电路,阴极K受到光照时可以发射光电子,电源正负极可以对调.实验中得到如图乙所示的实验规律,下列表述错误的是()A.在光照条件不变的情况下,随着所加电压的增大,光电
9、流趋于一个饱和值B.在光的频率不变的情况下,入射光越强饱和电流越大C.一定频率的光照射光电管,不论光的强弱如何,遏止电压不变D.蓝光的遏止电压大于黄光的遏止电压是因为蓝光强度大于黄光强度答案D解析在光照条件不变的情况下,随着所加电压的增大,则从K极发射出的电子射到阳极的电子越来越多,则光电流趋于一个饱和值,选项A正确;在光的频率不变的情况下,入射光越强,则单位时间射出的光电子数越多,则饱和电流越大,选项B正确;一定频率的光照射光电管,不论光的强弱如何,根据光电效应的规律可知射出的光电子的最大初动能不变,则遏止电压不变,选项C正确;因为蓝光的频率大于黄光的频率,逸出的光电子最大初动能蓝光的大于黄
10、光的,则蓝光的遏止电压大于黄光的遏止电压,故选项D错误.故选D.1.明确三个关系(1)爱因斯坦光电效应方程Ek=h-W0.(2)光电子的最大初动能Ek可以利用光电管用实验的方法测得,即Ek=eUc,其中Uc是遏止电压.(3)光电效应方程中的W0为逸出功,它与极限频率c的关系是W0=hc2.分清四类图象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:图线与轴交点的横坐标c逸出功:图线与Ek轴交点的纵坐标的值W0=|-E|=E普朗克常量:图线的斜率k=h颜色相同、强度不同的光,光电流与电压的关系遏止电压Uc:图线与横轴的交点饱和光电流Im:电流的最大值最
11、大初动能:Ekm=eUc颜色不同时,光电流与电压的关系遏止电压Uc1、Uc2饱和光电流Im最大初动能Ek1=eUc1,Ek2=eUc2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h=ke.(注:此时两极之间接反向电压)典题演练提能刷高分1.(多选)如图甲所示,在光电效应实验中,某同学用相同频率的单色光,分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管,结果都能发生光电效应.图乙为其中一个光电管的遏止电压Uc随入射光频率变化的函数关系图象.对于这两个光电管,下列判断正确的是()A.因为材料不同逸出功
12、不同,所以遏止电压Uc不同B.光电子的最大初动能不同C.因为光强不确定,所以单位时间逸出的光电子数可能相同,饱和光电流也可能相同D.两个光电管的Uc-图象的斜率可能不同答案ABC解析根据光电效应方程Ekm=h-W0和eUc=Ekm得出,相同频率,不同逸出功,则遏止电压不同,A正确;根据光电效应方程Ekm=h-W0得,相同的频率,不同的逸出功,则光电子的最大初动能也不同,B正确;虽然光的频率相同,但光强不确定,所以单位时间逸出的光电子数可能相同,而饱和光电流不一定相同,C正确;因为Uc=he-W0e知图线的斜率为he,即只与h和e有关,为常数,一定相同,D错误.故选ABC.2.(2019云南二模
13、)某金属发生光电效应,光电子的最大初动能Ek与入射光频率之间的关系如图所示.已知h为普朗克常量,e为电子电荷量的绝对值,结合图象所给信息,下列说法正确的是()A.入射光的频率小于0也可能发生光电效应现象B.该金属的逸出功随入射光频率的增大而增大C.若用频率是20的光照射该金属,则遏止电压为h0eD.遏止电压与入射光的频率无关答案C解析由图象可知金属的极限频率为0,入射光的频率必须要大于0才能发生光电效应现象,选项A错误;金属的逸出功与入射光的频率无关,选项B错误;若用频率是20的光照射该金属,则光电子的最大初动能为Ekm=2h0-h0=h0=Ue,则遏止电压为U=h0e,选项C正确;遏止电压与
14、入射光的频率有关,入射光的频率越大,则最大初动能越大,遏制电压越大,选项D错误.3.如图所示,为研究光电效应的装置和图象.下列关于甲、乙、丙各图的描述,正确的是()甲乙丙A.甲图中,弧光灯照射锌板,验电器的锡箔张开,说明锌板带负电B.乙图中,可以研究单位时间发射的光电子数与照射光的强度有关C.丙图中,强黄光和弱黄光曲线交于U轴同一点,说明光电子最大初动能与光的强度无关D.丙图中,黄光和紫光曲线交于U轴不同点,说明不同金属发生光电效应的极限频率不同答案C解析甲图中,弧光灯照射锌板,会有光电子从锌板中飞出,验电器的锡箔张开,锌板带正电,选项A错误;乙图中,光电管两端加的是反向电压,所以不可以研究单位时间发射的光电子数与照射光的强度有关,选项B错误;丙图中,强黄光和弱黄光曲线交于U轴同一点,说明光电子最大初动能与光的强度无关,选项C正确;丙图中,黄光和紫光曲线交于U轴不同点,说明用不同频率的光照射相同的金属产生光电子的最大初动能不同,选项D错误.故选C.考点二原子结构 命题角度 原子结构高考真题体验对方向(2019全国14)氢原子能级示意图如图所示.光子能量在1.63 eV3.10 eV的光为可见光.要使处
