2019屆高考物理總復(fù)習(xí)練習(xí)題

結(jié)合能裂變聚變

核力、結(jié)合能、質(zhì),虧損

1.核力

⑴定義：

原子核內(nèi)部，核子間所特有的相互作用力。

(2)特點：

①核力是強相互作用的一種表現(xiàn)；

②核力是短程力，作用范圍在1.5x10"m之內(nèi)；

③每個核子只跟它的相鄰核子間才有核力作用。

2.結(jié)合能

核子結(jié)合為原子核時釋放的能量或原子核分解為核子時吸收的能量，叫做原子核的結(jié)合

能，亦稱核能。

3.比結(jié)合能

(1)定義：

原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱做比結(jié)合能，也叫平均結(jié)合能。

(2)特點：

不同原子核的比結(jié)合能不同，原子核的比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，

原子核越穩(wěn)定。

4.質(zhì)能方程、質(zhì)量虧損

愛因斯坦質(zhì)能方程E=z?7c2,原子核的質(zhì)量必然比組成它的核子的質(zhì)量和要小4”，這就

是質(zhì)量虧損。由質(zhì)量虧損可求出釋放的核能AE=△〃m2。

應(yīng)用質(zhì)能方程解題的流程圖

書寫核反||計算質(zhì)量|利用

應(yīng)方程虧損計算釋放的核能

(1)根據(jù)△E=Awc2計算，計算時△機的單位是“kg”，c的單位是“m/s”，AE的單位是“J”。

(2)根據(jù)AE=Awx931.5MeV計算。因1原子質(zhì)量單位(0)相當(dāng)于931.5MeV的能量，所

以計算時△〃?的單位是“〃”，AE的單位是“MeV”。

裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、裂變反應(yīng)堆核反應(yīng)方程

1.重核裂變

(1)定義：質(zhì)量數(shù)較大的原子核受到高能粒子的轟擊而分裂成幾個質(zhì)量數(shù)較小的原子核的

過程。

(2)典型的裂變反應(yīng)方程:

留U+/一算Kr+景Ba+3：n。

（3）鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程。

（4）臨界4本積和臨界質(zhì)量：裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積及其相應(yīng)的質(zhì)量。

（5）裂變的應(yīng)用：原子彈、核反應(yīng)堆。.

（6）反應(yīng)堆構(gòu)造：核燃料、減速劑、鎘棒、防護層。

A.核燃料——用鈾棒（含2言U,3%?4%的濃縮鈾）.

B.減速劑——用石墨、重水或普通水（2段U只吸收慢中子）.

C.控制棒——用鎘做成（鎘吸收中子的能力很強）.

D.冷卻劑——用水或液態(tài)鈉（把反應(yīng)堆內(nèi)的熱量傳遞出去）.

2.輕核聚變

（1）定,義：兩輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的反應(yīng)過程。輕核聚變反應(yīng)必須在高溫下進行，因

此又叫熱核反應(yīng)。

（2）典型的聚變反應(yīng)方程：

1

汨+汨一如e+t1n+17.6MeV

【例1】（多選）下列說法正確的是。（填正確答案標(biāo)號，選對1個得2分，選對2個得

4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分）

A、核反應(yīng)方程;2Cf；2N+：e屬于p衰變；核反應(yīng)方程丁uWTh+；He屬于a衰

變

B、核反應(yīng)方程：H+：Hf；He+：〃屬于聚變，是氫彈聚變原理

C、核反應(yīng)方程置U+[n->[°Xe+2Sr+21n屬于裂變，是原子彈裂變反應(yīng)原理

D、核反應(yīng)前后核子數(shù)相等，所以生成物的質(zhì)量等于反應(yīng)物的質(zhì)量之和；

E、光電效應(yīng)實驗中，光電子的最大初動能與入射光的頻率無關(guān)，與入射光的強度有關(guān)

【例2】已知氮核質(zhì)量咻=14.00753u,氧核質(zhì)量價=17.00454u,氮核質(zhì)量切出=4.003

87u,質(zhì)子質(zhì)量利尸1.00815u,試判斷核反應(yīng)：]H+：Hef1O+|H是吸能反應(yīng)，還是放

能反應(yīng)？能量變化多少？

【練習(xí)1]一個靜止的器U（原子質(zhì)量為232.0372u）,放出一個a粒子（原子質(zhì)量為4.00260

u）后，衰變成嗡Th（原子質(zhì)量為228.0287u）.假設(shè)放出的核能完全變成Th核和a粒子的動能，

試計算a粒子的動能.

【練習(xí)2】北京奧運會場館周圍80%-90%的路燈利用太陽能發(fā)電技術(shù)來供電，奧運會90%

的洗浴熱水將采用全玻真空太陽能集熱技術(shù).科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)太陽發(fā)光是由于其內(nèi)部不斷發(fā)生

從氫核到氮核的核聚變反應(yīng)，即在太陽內(nèi)部4個氫核（：〃）轉(zhuǎn)化成一個氨核（:He）和

兩個正電子（）并放出能量.（己知質(zhì)子質(zhì)量加產(chǎn)1.0073",a粒子的質(zhì)量，"a=4.0015u,

電子的質(zhì)量”=0.0005”.1〃的質(zhì)量相當(dāng)于931MeV的能量.）

（1）寫出該熱核反應(yīng)方程；

（2）一次這樣的熱核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損

（3）釋放出多少MeV的能量？（結(jié)果保留四位有效數(shù)字）

【例3】已知質(zhì)子的質(zhì)量為〃“中子的質(zhì)量為相2,碳核的質(zhì)量為，"3,則碳核

（'；O的比弗合能為，碳-14是碳的一種具有放射性的同位素，研究發(fā)現(xiàn)外來的宇宙射線

與大氣作用產(chǎn)生宇宙射線中子，宇宙射線中子和大氣中氮核（：N）起核反應(yīng)產(chǎn)生碳-14,

請寫出核反應(yīng)方程.

田課后作業(yè)

1、某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個核反應(yīng)方程為

:H+[Cf1N+Qj:H+與N-[C+X+Q2

方程中彷、。2表示釋放的能量，相關(guān)的原子核質(zhì)量見下表:

原子核He2He1N

質(zhì)量/U1.00783.01604.002612.000013.005715.0001

以下推斷正確的是（）

A.X是；He,。2＞。1B.X是;He,。2>。1

C.X是。He,Q2<QID.X是;He,Q2<QI

2、在。衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出,中微子的性質(zhì)十分特別，因此在

實驗中很難探測.1953年，萊尼斯和柯文建造了一個由大水槽和探測器組成的實驗系統(tǒng)，利

用中微子與水中；H的核反應(yīng)，間接地證實了中微子的存在.

（1）中微子與水中的;H發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生中子（J）n）和正電子（+；e）,即

中微子+；H-＞；）n++：e

可以判定，中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是.（填寫選項前的字母）

A.0和0B.0和1C.1和0D.1和1

（2）上述核反應(yīng)產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可以

＜

轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€光子（丫），即+?e+_?e-*2y

己知正電子和電子的質(zhì)量都為9.1xl（）7ikg,反應(yīng)中產(chǎn)生的每個光子的能量約為J.

正電子與電子相遇不可能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€光子，原因是

（3）試通過分析比較，具有相同動能的中子和電子的物質(zhì)波波長的大小.

3、下列說法正確的是（）

AJ7N+jH-*'ftC+iHe是a哀變方程B」H+；H—^He+y是核聚變反應(yīng)方程

C超U-2恭Th+：He是核裂變反應(yīng)方程D.^He+HAl-^P+in是原子核的人工轉(zhuǎn)變方

程

4、原子核聚變可望給人類未來提供豐富的潔凈能源.當(dāng)笊等離子體被加熱到適當(dāng)高溫

時，笊核參與的幾種聚變反應(yīng)就可能發(fā)生，放出能量.這幾種反應(yīng)的總效果可以表示為

6：H-RHe+d]H+2in+43.15MeV由平衡條件可知（）

A..k=1,d=4B.k=2,d=2C.k=1,4=6D.A=2,d=3

5、中子和質(zhì)子結(jié)合成笊核時，質(zhì)量虧損△〃?，相應(yīng)的能量AE=Aznc2=2.2MeV是笊核

的結(jié)合能?下列說法正確的是()

A.用能量小于2.2MeV的光子照射靜止笊核時，笊核不能分解為一個質(zhì)子和一個中子

B.用能量等于2.2MeV的光子照射靜止笊核時，笊核可能分解為一個質(zhì)子和一個中子，

它們的動能之和為零

C.用能量大于2.2MeV的光子照射靜止笊核時，笊核可能分解為一個質(zhì)子和一個中子，

它們的動能之和為零

D.用能量大于2.2MeV的光子照射靜止笊核時，笊核可能分解為一個質(zhì)子和一個中子,

它們的動能之和不為零

6、歷史上第一次利用加速器實現(xiàn)的核反應(yīng)，是利用加速后動能為0.5MeV的質(zhì)子:H轟

擊靜止的［X,生成兩個動能均為8.91\^丫的加6.(11^丫=1.6*1013J)

①上述核反應(yīng)方程為.

②質(zhì)量虧損為kg.

7、(I)已知：功率為100W燈泡消耗的電能的5%轉(zhuǎn)化為所發(fā)出的可見光的能量，光

速c=3.Oxl()8m/s,普朗克常量/i=6.63xl()7j.s假定所發(fā)出的可見光的波長都是560

nm,計算燈泡每秒發(fā)出的光子數(shù).

(n)杯的放射性同位素Pu靜止時衰變?yōu)殁櫤思ぐl(fā)態(tài)崎U*和a粒子，而鈾核激發(fā)態(tài)嗡

U*立即衰變?yōu)殁櫤随kU,并放出能量為0.097MeV的丫光子.已知：？*u、？激J和a粒子的

2

質(zhì)量分別為/Mpu=239.0521u、"如=235.0439u和=4.0026u,lu=931.5MeV/c.

(1)寫出衰變方程；

(2)已知衰變放出的光子的動量可忽略，求a粒子的動能.

粒子的波動性概率波

一、光是什么？

1、光是一種電磁波，有波長和頻率c=vA

2、不同顏色的光在真空中傳播速度都相同，等于c

3、不同顏色的光頻率不同。光的顏色(頻率)由光源來決定，在不同介質(zhì)中傳播時波

速會變，但頻率不變。

4,不同顏色的光在同一種介質(zhì)中傳播速度不相同，頻率大的速度小。

二、光電效應(yīng)

1、光電效應(yīng)：當(dāng)光線照射在金屬表面時，金屬中有電子逸出的現(xiàn)象，稱為光電效應(yīng)。

逸出的電子稱為光電子。

光電子定向移動形成的電流叫光電流.

2、光電效應(yīng)實驗規(guī)律

（1）存在飽和電流：光照不變，增大UAK，G表中電流達到某一值后

不再增大，即達到飽和值。

因為光照條件一定時，K發(fā)射的電子數(shù)目一定。

實驗表明：入射光越強，飽和電流越大，單位時間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越

多。

（2）存在遏止電壓和截止頻率

存在遏止電壓Uc：使光電流減小到零的反向電壓，若速度最大的是光電效應(yīng)伏安特性曲線

1，

%,則e°c

蕊""""

謁

實驗表明：對于一定顏色（頻率）的光，無論光的強弱如何，遏止電口Ij

電

壓是一樣的。光的頻率改變，遏止電壓也會改變。ft黃光（弱）

存在截止頻率匕,：經(jīng)研究后發(fā)現(xiàn)，對于每種金屬，都有相應(yīng)確定的.

截止頻率匕,（極限頻率）.

當(dāng)入射光頻率匕,時，電子才能逸出金屬表面；

當(dāng)入射光頻率匕.時，無論光強多大也無電子逸出金屬表面。

（3）具有瞬時性

實驗結(jié)果：即使入射光的強度非常微弱，只要入射光頻率大于被照金屬的截止頻率，電

流表指針也幾乎是隨著入射光照射就立即偏轉(zhuǎn)。

更精確的研究推知，光電子發(fā)射所經(jīng)過的時間不超過109秒（這個現(xiàn)象一般稱作“光

電子的瞬時發(fā)射"）。

結(jié)論：光電效應(yīng)在極短的時間內(nèi)完成。一般不超過10"秒.

三、光電效應(yīng)解釋中的疑難

1、光越強，光電孑的初動能應(yīng)該越大，所以遏止電壓Uc應(yīng)與光的強弱有關(guān)。

2、不管光的頻率如何，只要光足夠強，電子都可獲得足夠能量從而逸出表面，不應(yīng)存

在截止頻率。

3、如果光很弱，按經(jīng)典電磁理論估算，電子需兒.分鐘到十幾分鐘的時間才能獲得逸出

表面所需的能量，這個時間遠遠大于10-9So

以上三個結(jié)論都與實驗結(jié)果相矛盾的，所以無法用經(jīng)典的波動理論來解釋光電效應(yīng)。

四、愛因斯坦的光■子假設(shè)

愛因斯坦從普朗克的能量子說中得到了啟發(fā)，他提出：

1、光.子：光本身就是由一個個不可分割的能量子組成的，頻率為V的光的能量子為加。

這些能量子后來被稱為光子。E=hv

2、愛因斯坦的光電效應(yīng)方程

一個電子吸收一個光子的能量加后，一部分能量用來克服金屬的逸出功航，剩下的表

現(xiàn)為逸出后電子的初動能反，即：hv^Ek+W^Ek^hv-W0

光電子最大初動能，叫金屬的逸出功，使電子脫離某種金屬所做功的最小

值

3、光子說對光電效應(yīng)的解釋

(1)愛因斯坦方程表明，光電子的初動能&與入射光的頻率成線性關(guān)系，與光強無關(guān)。

只有當(dāng)力丫＞叫)時，才有光電子逸出，就是光電效應(yīng)的截止頻率

(2)電子一次性吸收光子的全部能量，不需要積累能量的時間，光電流自然幾乎是瞬

時發(fā)生的。

(3)光強較大時，包含的光子數(shù)較多，照射金屬時產(chǎn)生的光電子多，因而飽和電流大。

五'康普頓效應(yīng)

1、光的散射

光在介質(zhì)中與物質(zhì)微粒相互作用，因而傳播方向發(fā)生改變，這種現(xiàn)象叫做光的散射。

2、康普頓效應(yīng)

1923年康普頓在做X射線通過物質(zhì)散射的實驗時，發(fā)現(xiàn)散射線中除有與入射線波長加

相同的射線外，還有波長比M更大的成分。

3、康普頓效應(yīng)解釋中的疑難

(1)經(jīng)典電磁理論在解釋康普頓效應(yīng)時遇到的困難

根據(jù)經(jīng)典電磁波理論，當(dāng)電磁波通過物質(zhì)時，物質(zhì)中帶電粒子將作受迫振動，其頻率

等于入射光頻率，所以它所發(fā)射的散射光頻率應(yīng)等于入射光頻率。如果入射X光是某種

波長的電磁波，散射光也應(yīng)該是X光，不會出現(xiàn)波長更長的波。

(2)光子理論對康普頓效應(yīng)的解釋

①若光子和外層電子相碰撞，光子有一部分能量傳給電子，散射光子的能量減少，于

是散射光的波長大于入射光的波長。

②若光子和束縛很緊的內(nèi)層電子相碰撞，光子將與整個原子交換能量，由于光子質(zhì)量

遠小于原子質(zhì)量，根據(jù)碰撞理論，碰撞前后光子能量幾乎不變，波長不變。

4、康普頓散射實驗的意義

(1)有力地支持了愛因斯坦“光量子”假設(shè)；

(2)首次在實驗上證實了“光子具有動量”的假設(shè)；

(3)證實了在微觀世界的單個碰撞事件中，動量和能量守恒定律仍然是成立的。

六、光子的動量

-/?vhvhvh

E=m(^E=hvm=——/.P=me———?c=—=一

c2c2cZ

動量能量是描述粒子的，

頻率和波長則是用來描述波的。

七、光的波粒二象性

1.光的波粒二象性

(1)光的干涉和衍射現(xiàn)象說明光具有波動性,光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)說明光具有粒子性.

(2)光子的能量￡=板，光子的動量p=股.

(3)光子既有粒子的特征，又有波的特征；即光具有波粒二象.性.

2.對光的波粒二象性的理解

(1)大量光子產(chǎn)生的效果顯示出波動性；個別光子產(chǎn)生的效果顯示出粒子性.

(2)光子和電子、質(zhì)子等實物粒子一樣，具有能量和動量.和其他物質(zhì)相互作用時，粒子

性起主導(dǎo)作用；在光的傳播過程中，光子在空間各點出現(xiàn)的可能性的大小(概率)，由波動性

起主導(dǎo)作用，因此稱光波為概率波.

(3)光子的能量與其對應(yīng)的頻率成正比，而頻率是描述波動性特征的物理量，因此e=hv

揭示了光的粒子性和波動性之間的密切聯(lián)系.

(4)頻率低、波長長的光，波動性特征顯著，而頻率高、波長短的光，粒子性特征顯著.

八、物質(zhì)波概率波

1.任何運動著的物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽，都有一種波與它相對應(yīng)，這

種波叫物質(zhì)波，又叫德布羅意波.物質(zhì)波波長、頻率的計算公式為

我們之所以看不到宏觀物體的波動性，是因為宏觀物體的動量太大，德布羅意波長太小

的緣故.

2.德布羅意假說是光的波粒二象性的推廣，即光子和實物粒子都既具有粒子性又具有遺

動性,即具有波粒二象性.與光子對應(yīng)的波是電磁波,與實物粒子對應(yīng)的波是穌波.

3.物質(zhì)波的實驗驗證

(1)1927年戴維孫和湯姆孫分別利用晶體做了曳土用衍射的實驗，從而證實了電子的波動

性.

(2)人們陸續(xù)證實了質(zhì)子、中子以及原子、分子的波動性，對于這些粒子，德布羅意給出

的尸靜U子關(guān)系同樣正確.

4.經(jīng)典的粒子和經(jīng)典的波

(1)經(jīng)典粒子有一定的質(zhì)量和空間大小,遵循牛頓運動定律，在任意時刻有確定的位置和

速度,在時空中有確定的軌道.

(2)經(jīng)典波的基本特征是：具有頻率和波長,即具有時空的周期性.

5.概率波

(1)光波是一種概率波

光的波動性不是光子之間相互作用的結(jié)果而是光子自身固有的性質(zhì)，光子在空間出現(xiàn)的

概率可以通過波動的規(guī)律確定,所以，光波是一種概率波.

(2)物質(zhì)波也是一種概率波

對于電子和其他微觀粒子，單個粒子的位置是不確定的,但在某點出現(xiàn)的概率的大小可

以由波動的規(guī)律確定,而且對于大量粒子，這種概率分布導(dǎo)致確定的宏觀結(jié)果，所以物質(zhì)波

也是概率波.

1.一個光子和一個電子具有相同的波長，則()

A.光子具有較大的動量

B.光子具有較大的能量

C.電子與光子的動量相等

D.電子和光子的動量大小關(guān)系不確定

2.用波長為丸和母的單色光A和B分別照射兩種金屬C和。的表面.單色光A照射

兩種金屬時都能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象；單色光B照射時，只能使金屬C產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，

不能使金屬。產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，設(shè)兩種金屬的逸出功分別為Wc和1%，則下列選.項正確

的是()

A.2]>彩，WC>WDB.九>，2，WC<WD

C.&<及，Wc>WDD.九<念，WC<WD

3.光子有能量，也有動量p=?,它也遵守有關(guān)動量的規(guī)律，真空中有一如圖1所示裝

A

置可繞通過橫桿中點的豎直軸。0'在水平面內(nèi)靈活地轉(zhuǎn)動，其中左邊是圓形黑紙片，右邊

是和左邊大小、質(zhì)量均相同的圓形白紙片.當(dāng)用平行白光垂直照射這兩個圓面時，關(guān)于此裝

置開始時轉(zhuǎn)動情況（俯視）的下列說法中正確的是（）

?O'

圖1

A”順時針方向轉(zhuǎn)動

B.逆時針方向轉(zhuǎn)動

C.都有可能

D.不會轉(zhuǎn)動

4、愛因斯坦因提出了光量子概念并成功地解釋光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得1921年諾貝爾物

理學(xué)獎.某種金屬逸出光電子的最大初動能Ekm與入射光頻率v的關(guān)系如圖所示，其中vo

為極限頻率，從圖中可以確定的是（）

A.逸出功與v有關(guān)

B.Ekm與入射光強度成正比

C.當(dāng)v<v（）時，會逸出光電子

D.圖中直線的斜率與普朗克常量有關(guān)

5、用如圖中所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)像.閉合電鍵S,用頻率為v的光照射光電管時

發(fā)生了光電效應(yīng).圖乙是該光電管發(fā)生光電效應(yīng)時光電子的最大初動能反與入射光頻率v的

關(guān)系圖象，圖線與橫軸的交點坐標(biāo)為（〃，0）,與縱軸的交點坐標(biāo)為（0,4），下列說法中

正確的是（）

A.斷開電鍵S后，電流表G的示數(shù)不為零

B.,普朗克常量為狂￡

b

C.僅增加照射光的強度，光電子的最大初動能將增大

D.若滑動變阻器滑片左移，則電壓表示數(shù)一定增大，電流表

乙

示數(shù)也一定增大

6、頻率為V的光照射某金屬時，產(chǎn)生光電子的最大初動能為Ekm.改用頻率為2V的光照

射同一金屬，，所產(chǎn)生光電子的最大初動能為。為普朗克常量）（）

A.Ekm-hvB.2Ekm

c.Ekm+hvD.Ekm+2〃y

7、利用如圖所示的電路研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，其中電極K由金屬鉀制成，其逸出功為

2.25eV.用某一頻率的光照射時，逸出光電子的最大初動能為1.50eV,電流表的示數(shù)為/.已

知普朗克常數(shù)約為6.6Xl（y34js,下列說法正確的是（）

A.金屬鉀發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率約為5.5XlO^Hz

B.若入射光頻率加倍，光電子的最大初動能變?yōu)?.OOeV

C.若入射光頻率加倍，電流表的示數(shù)變?yōu)?/

D.若入射光頻率加倍，遏止電壓的大小將變?yōu)?.25V

8、2009年諾貝爾物理學(xué)獎得主威拉德?博伊爾和喬治?史密斯主要成就是發(fā)朋了電荷耦

合器件（CCD）圖象傳感器.他們的發(fā)明利用了愛因斯坦的光電效應(yīng)原理.如圖所示電路可研

究光電效應(yīng)規(guī)律.圖中標(biāo)有A和K的為光電管，其中K為陰極，A為陽極.理想電壓表用

來指示光電管兩端的電壓.現(xiàn)對調(diào)電源正負極并接通電源，用光子能量為10.5eV的光照射

陰極K,電流計中有示數(shù)，若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動，電流計的讀數(shù)逐漸減小，

當(dāng)滑至某一位置時電流計的讀數(shù)恰好為零，讀出此時電壓表的示數(shù)為6.0V；現(xiàn)保持滑片P

位置不變，以下判斷正確的是（）

A.光電管陰極材料的逸出功為4.6eV

B.若增大入射光的強度，電流計的讀數(shù)不為零

C.若用光子能量為12eV的光照射陰極A,光電子的最大初動能一定變大

D.若用光子能量為9.5eV的光照射陰極A,同時把滑片P向左移動少許,

電流計的讀數(shù)一定不為零

9、下列關(guān)于德布羅意波的認識，正確的解釋是（）

A.光波是一種物質(zhì)波

B.X光的衍射證實了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的

C.電子的衍射證實了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的

D.宏觀物體運動時，看不到它的衍射或干涉現(xiàn)象，所以宏觀物體不具有波動性

10、物理學(xué)家做了一個有趣的實驗：在雙縫干涉實驗中，在光屏處放上照相底片，若減

弱光的強度，使光子只能一個一個地通過狹縫，實驗結(jié)果表明，如果曝光時間不太長，底片

上只出現(xiàn)一些不規(guī)則的點子；如果曝光時間足夠長，底片上就出現(xiàn)了規(guī)則的干涉條紋，對這

個實驗結(jié)果下列認識正確的是（）

A.曝光時間不長時，光子的能量太小，底片上的條紋看不清楚，故出現(xiàn)不規(guī)則的點子

B.單個光子的運動表現(xiàn)出波動性

C.干涉條紋中明亮的部分是光子到達機會較多的地方

D.只有大量光子的行為才能表現(xiàn)出波動性

11、利用金屬晶格（大小約10"m）作為障礙物觀察電子的衍射圖樣，方法是使電子通過

電場加速后，讓電子束照射到金屬晶格上，從而得到電子的衍射圖樣.已知電子質(zhì)量為〃?，

電荷量為e,初速度為0,加速電壓為U,普郎克常量為/?,則下列說法中正確的是（）

A.該實驗說明了電子具有波動性

B.實驗中電子束的德布羅意波長為4=下』

y]2tneU

C.加速電壓U越大，電子的衍射現(xiàn)象越明顯

D.若用相同動能的質(zhì)子替代電子，衍射現(xiàn)象將更加明顯

課外練習(xí)

1.說明光具有粒子性的現(xiàn)象是（）

A.光電效應(yīng)B.光的干涉

C.光的衍射D.康普頓效應(yīng)

2.下列說法中正確的是（）

A.光的波粒二象性學(xué)說就是牛頓的微粒說加上惠更斯的波動說組成的

B.光的波粒二象性徹底推翻了麥克斯韋的電磁理論

C.光子說并沒有否定電磁說，在光子的能量￡=加中，V表示波的特性，￡表示粒子的

特性

D.光波不同于宏觀觀念中那種連續(xù)的波

3.下列物理實驗中，能說明粒子具有波動性的是（）

A.通過研究金屬的遏止電壓與入射光頻率的關(guān)系，證明了愛因斯坦光電效應(yīng)方程的正

確性

B.通過測試多種物質(zhì)對X射線的散射，發(fā)現(xiàn)散射射線中有波長變大的成分

C.通過電子雙縫實驗，發(fā)現(xiàn)電子的干涉現(xiàn)象

D.利用晶體做電子束衍射實驗，證實了電子的波動性

4.如果一個電子的德布羅意波長和一個中子的相等，則它們的_______也相等.

A.速度B.動能

C.動量D.總能量

5、如圖所示，電路中所有元件完好,但光照射到光電管上，靈敏電流計中沒.有電流通

過，其原因可能是()

A.入射光太弱

B.入射光波長太長

C.光照時間短

D.電源正負極接反

6、已知能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的極限頻率為玲，貝1()

A.當(dāng)用頻率為2%的單色光照射該金屬時，一定能產(chǎn)生光電子

B.當(dāng)用頻率為2Vo的單色光照射該金屬時，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能為

C.當(dāng)照射光的頻率v大于h時，若v增大，則逸出功增大

D.當(dāng)照射光的頻率v大于％時，若v增大一倍，則光電子的最大初動能也增大一倍

7、如圖所示，當(dāng)電鍵K斷開時，用光子能量為2.5eV的一束光照射陰極P,發(fā)現(xiàn)電流

表讀數(shù)不為零。合上電鍵K,調(diào)節(jié)滑線變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀「數(shù)小于0.60V時，電流表

讀數(shù)仍不為零；當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.60V時，電流表讀數(shù)為零。由此可知陰極材料

的逸出功為

A.1.9eV

B.0.6eV

C.2.5eV

D.3.1eV

8.一個電子被加速后，以極高的速度在空間運動，關(guān)于它的運動，下列說法中正確的是

）

A.電子在空間做勻速直線運動

B.電子上下左右顫動著前進

C.電子運動軌跡是正弦曲線

D.無法預(yù)言它的路徑

9.關(guān)于電子的運動規(guī)律，以下說法正確的是（）

A.電子如果表現(xiàn)出粒子性，則無法用軌跡來描述它們的運動，其運動遵循牛頓運動定

律

B.電子如果表現(xiàn)出粒子性，則可以用軌跡來描述它們的運動，其運動遵循牛頓運動定

律

C.電子如果表現(xiàn)出波動性，則無法用軌跡來描述它們的運動，空間分布的概率遵循波

動規(guī)律

D.電子如果表現(xiàn)出波動性，則可以用軌跡來描述它們的運動，其運動遵循牛頓運動定

律

10、某同學(xué)采用如圖所示的裝置來研究光電效應(yīng)現(xiàn)象.某單色光照射光電管的陰極K時,

會發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象.閉合開關(guān)S,在陽極A和陰極K之間加反向電壓，通過調(diào)節(jié)滑動變阻

器的滑片逐漸增大電壓，直至電流計中電流恰為零，此時電壓表顯示的電壓值U稱為反向

截止電壓.根據(jù)反向截止電壓，可以計算出光電子的最大初動能治,".現(xiàn)分別用頻率為

和吸的單色光照射陰極，測量到的反向截止電壓分別為5和5,設(shè)電子質(zhì)量為“，電荷量

為e,則下列關(guān)系式中不正確的是（）

A.頻率為V,的單色光照射陰極K時光電子的最大初速度外“=

B.陰極K金屬的逸出功W=hvreU\

C.陰極K金屬的極限頻率加=02匕-q%

q—4

D.普朗克常量〃=姐二⑷

匕一娛

電學(xué)實驗1

【例I】測一個阻值約為25kC的電阻，備有下列器材：

A.電流表（量程100pA,內(nèi)阻2kC）B.電流表（量程500pA,內(nèi)阻300C）

C.電壓表（量程10V,內(nèi)阻100kC）D.電壓表（量程50V,內(nèi)阻500kC）

E,直流穩(wěn)壓電源（電動勢15V,允許最大電流1A）

F.滑動變阻器（最大電阻1kC,額定功率1W）

G.電鍵、導(dǎo)線若干

（1）電流表應(yīng)選,電壓表應(yīng)選.

（2）畫出測量R,的原理圖.

【練習(xí)11在“測定金屬的電阻率”的實驗中，用螺旋測微器測量金屬絲直徑時的刻度

位置如圖所示，用米尺測出金屬絲的長度L,金屬絲的電阻大約為5C,先用伏安法測出金

屬絲的電阻然后根據(jù)電阻定律計算出該金屬材料的電阻率.

（1）從圖中讀出金屬絲的直徑為mm.

（2）為此取來兩節(jié)新的干電池、開關(guān)和若干導(dǎo)線及下列器材：

A.電壓表0?3V,內(nèi)阻10kC

B.電壓表0?15V,內(nèi)阻50kC

C.電流表0?0.6A,內(nèi)阻0.05C15

D.電流表0?3A,內(nèi)阻0.01C

E.滑動變阻器，0?10。

F.滑動變阻器，0?100C

①要求較準(zhǔn)確地測出其阻值，電壓表應(yīng)選,電流表應(yīng)選，滑動變阻器

應(yīng)選.（填序號）

②實驗中實物接線如圖所示，請指出該同學(xué)實物接線中的兩處明顯錯誤.

錯誤］____________________________________________________________________

錯誤2___________________________________________________________________

【例2】某同學(xué)為了測電流表A1的內(nèi)阻n的精確值，有如下器材:

器材名稱器材代號器材規(guī)格

電流表量程300mA,內(nèi)阻約為5C

A【

電流表量程內(nèi)阻約為

A?600mA,1C

電壓表V量程15V,內(nèi)阻約為3kC

定值電阻Ro5c

滑動變阻器R0-10Q,額定電流為1A

滑動變阻器&0-250Q,額定電流為0.3A

E

電源電動勢為3V,內(nèi)阻較小

導(dǎo)線、電鍵若干

(1)要求電流表A1的示數(shù)從零開始變化，且能多測幾組數(shù)據(jù)，盡可能減少誤差.在圖虛

線方框中畫出測量用的電路圖，并在圖中標(biāo)出所用器材的代號.

(2)若選測量數(shù)據(jù)中的一組來計算電流表Ai的內(nèi)阻r”則所用電流表Ai的內(nèi)阻〃表達

式為八二;式中各符號的意義是

【例3】某同學(xué)做“測定電源的電動勢和內(nèi)阻”實驗。

①他采用如左圖所示的實驗電路進行測量。右圖給出了實驗所需要的各種儀器。請你按

電路圖把它們連成實驗電路。

②這位同學(xué)測量時記錄了5組數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)填入了以下表格中。請你根據(jù)這些數(shù)據(jù)在

坐標(biāo)系中畫出U-I圖線。根據(jù)圖線求出電池的電動勢EV,內(nèi)阻-Q

次數(shù)12345

I(A)0.150.250.360.450.56

U(V)1.401.351.301.251.20

③這位同學(xué)對以上實驗的系統(tǒng)誤差進

行了分析。其中正確的是<

A.主要是由電壓表的分流引起的

B.主要是由電流表的分壓引起的

C.電動勢測量值小于真實值

D,內(nèi)阻測量值大于真實值

【例4】在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，現(xiàn)除了有一個標(biāo)有“5V,2.5W”

的小燈泡、導(dǎo)線和開關(guān)外，還有：

A.直流電源（電動勢約為5V,內(nèi)阻可不計）

B.直流電流表（量程0~3A,內(nèi)阻約為0.1C）

C.直流電流表（量程0~600mA,內(nèi)阻約為5C）

D.直流電壓表（量程0?15V,內(nèi)阻約為15kC）

E.直流電壓表（量程0~5V,內(nèi)阻約為10kC）

F.滑動變阻器（最大阻值10C,允許通過的最大電流為2A）

G.滑動變阻器（最大阻值IkC,允許通過的最大電流為0.5A）實驗要求小燈泡兩端的

電壓從零開始變化并能測多組數(shù)據(jù).

（1）實驗中電流表應(yīng)選用，電壓表應(yīng)選用，滑動變阻器應(yīng)選用（均用序號字母表

示）.

（2）請按要求將圖1中所示的器材連成實驗電路.

（3）某同學(xué)通過實驗正確作出的小燈泡的伏安特性曲線如圖2所示.現(xiàn)把實驗中使用的

小燈泡接到如圖3所示的電路中，其中電源電動勢E=4V,內(nèi)阻LIQ,定值電阻R=9C,此

時燈泡的實際功率為W.（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

【例5】在測定一節(jié)水果電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，備有下列器材:

A.水果電池E（電動勢大約0.3V,內(nèi)電阻約3。）

B.電流表A|,（滿偏電流3mA,內(nèi)阻n=100C）

C.電流表A2：（滿偏電流100mA,內(nèi)阻約1C）

D.電壓表V（0—3V,內(nèi)阻約1000C）

E.滑動變阻器R,（0-20Q,1A）

F.滑動變阻器以（0-200Q,1A）

G.開關(guān)S和導(dǎo)線若干

（?）為了方便且能準(zhǔn)確地進行測量，其中應(yīng)選用的滑動變阻器是（用序號

字母表示）

（6）請在虛線框圖中畫出測量電池電動勢和內(nèi)阻的實驗電路圖，并用題中所給的相應(yīng)

的符號標(biāo)注。

【例6】有一特殊電池，它的電動勢約為9V,內(nèi)阻約為40C,已知該電池允許輸出的

最大電流為50mA.為了測定這個電池的電動勢和內(nèi)阻，某同學(xué)利用圖示

電路進行實驗，圖中電流表的內(nèi)阻&=5C,R為電阻箱，阻值范圍0?j^-0元1

999.9。，R）為定值電阻，對電源起保護作用.Trn

（1）本實驗中的Ro應(yīng)選（填字母）.

A.10QB.50。

C.150QD.500Q

（2）該同學(xué)接入符合要求的后，閉合開關(guān)S,調(diào)整電阻箱的阻值，讀取電流表的示

數(shù)，記錄多組數(shù)據(jù)，作出了如上圖所示的圖線，6公，則根

據(jù)圖線可求得該電池的電動勢為E=V,內(nèi)40：

20

10

45(/?+???)/XIO2Q

課外作業(yè)

1.某電阻額定電壓為3V（阻值大約為10C）.為測量其阻值，實驗室提供了下列可選用

的器材：

A.電流表Ai（量程300mA,內(nèi)阻約1Q）B.電流表A2（量程0.6A,內(nèi)阻約0.3C）

C.電壓表V］（量程3.0V,內(nèi)阻約3kC）D.電壓表V2（量程5.0V,內(nèi)阻約5kC）

E.滑動變阻器R（最大阻值為50C）F.滑動變阻器燈（最大阻值為500C）

G.電源E（電動勢4V,內(nèi)阻可忽略）H.開關(guān)、導(dǎo)線若干

（1）為了盡可能提高測量準(zhǔn)確度，應(yīng)選擇的器材為（只需填器材前面的字母即可）：電流表

.電壓表.滑動變阻器.

（2）應(yīng)采用的電路圖為下列圖中的.

2.一位電工師傅為測量某電線廠生產(chǎn)的銅芯電線的電阻率，他截取了一段長為L的電線,

并測得其直徑為。，用多用電表測其電阻發(fā)現(xiàn)阻值小于1Q.為提高測量的精度，他從圖器材

中挑選了一些元件，設(shè)計了一個電路，重新測量這段導(dǎo)線（下圖中用&表示）的電阻

A.電源E：電動勢為3.0V,內(nèi)阻不計

B.電壓表V|：量程為0?3.0V,內(nèi)阻約為2kC

C.電壓表V2：量程為0?15.0V,內(nèi)阻約為6k。

D.電流表Ai：量程為0?0.6A,內(nèi)阻約為1C

E.電流表A2：量程為0?3.0A,內(nèi)阻約為0.1C

F.滑動變阻器明：最大阻值5Q,額定電流2.0A

G.滑動變阻器最大阻值IkC,額定電流1.0A

H.開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干

(1)實驗時電壓表選;電流表選；滑動變阻器選(填元件符號).

(2)請設(shè)計合理的測量電路，把電路圖畫在作圖框中，在圖中表明元件符號.

(3)在實物圖中用筆畫線替代導(dǎo)線連接元件.

(4)某次測量時，電壓表示數(shù)為U,電流表示數(shù)為/,則該銅芯電線材料的電阻率的表達

式為p—.

3.某課題研究小組，選用下列器材測定某型號手機所用鋰電池的電動勢E和內(nèi)阻r.(電

動勢約為4V,內(nèi)阻在幾歐到幾十歐之間)

A.電壓表V(量程6V,內(nèi)阻約為6.0kC)B.電流表A(量程2mA,內(nèi)阻約為50C)

C.電阻箱R(0?999.9C)D.開關(guān)S一只、導(dǎo)線若干

(1)某同學(xué)從上述器材中選取了電流表和電阻箱測鋰電池的電動勢和內(nèi)阻，你認為可行

嗎？請說明理由：.

(2)今用上述器材中的電壓表和電阻箱測鋰電池的電動勢和內(nèi)阻，請畫出實驗電路圖.

80

60

40

20

2

01/x10-O-'

(3)根據(jù)(2)中實驗電路測得的5組U、R數(shù)據(jù)，已在圖中《一：坐標(biāo)系中描出了各點，請

UK

作出圖象.根據(jù)圖象求得E=V,r=C.

4.現(xiàn)有一特殊的電池，其電動勢E約為9V,內(nèi)阻r在35。?55C范圍，最大允許電

流為50mA.為測定這個電池的電動勢和內(nèi)阻，某同學(xué)利用如圖甲所示的電路進行實驗.圖中

電壓表的內(nèi)電阻很大，對電路的影響可以不計，R為電阻箱，阻值范圍為0?9999C,3是

定值電阻.

(1)實驗室備有的保護電阻R)有以下幾種規(guī)格，本實驗應(yīng)選用()

A.10Q,2.5WB.50Q,LOWC.150Q,LOWD.1500Q,5.0W

(2)該同學(xué)接入符合要求的凡后，閉合開關(guān)S,調(diào)整電阻箱的阻值讀出電壓表的示數(shù)。

再改變電阻箱阻值，取得多組數(shù)據(jù)，作出了如圖乙所示的圖線.則根據(jù)該同學(xué)所作的圖線可

知圖象的橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)的比值表示.

(3)根據(jù)乙圖所作出的圖象求得該電池的電動勢E為V,內(nèi)電阻r為Q.

5.某同學(xué)準(zhǔn)備利用下列器材測量干電池的電動勢和內(nèi)阻。

A.待測干電池兩節(jié)，每節(jié)電池電動勢約為1.5V,內(nèi)阻為幾歐姆

B.直流電壓表V1、V2,量程均為3V,內(nèi)阻約為3kQ

C.定值電阻Ro未知

D.滑動變阻器R,最大阻值為

E.導(dǎo)線和開關(guān)

(1)根據(jù)如圖中所示的實物連接圖,在圖乙方框中畫出相應(yīng)的電路圖。

乙

(2)實驗之前，需要利用該電路圖測出定值電阻品，方法是先把滑動變阻器R調(diào)到最大阻

值凡,，再閉合開關(guān)，電壓表V、和的讀數(shù)分別為坊、U,則&=(用、

V2020Uio

So、Rm表示)。

丙

(3)實驗中移動滑動變阻器滑片，讀出電壓表和V2的多組數(shù)據(jù)■、U2,描繪出?！感?/p>

圖象如圖丙所示，圖中直線斜率為k,與橫軸的截距為“，則兩節(jié)干電池的總電動勢

E=，總內(nèi)阻廠=。(均用鼠(7、夫0表示)

6.為了測量電阻尺的阻值，實驗室備有下列器材:

A.待測電阻阻值約為200c

B.直流電源，電動勢約為3V,內(nèi)電阻約為0.5C

C.電流表A1,量程10mA,內(nèi)阻r=80C

D.電流表A2，量程20mA,內(nèi)阻約為30C

E.定值電阻R）=180C

F.滑動變阻器R,最大阻值為20。，額定電流1.0A

G.單刀單擲開關(guān)一個，導(dǎo)線若干

乙丙

（1）為盡量準(zhǔn)確地測出凡阻值，甲、乙、丙三位同學(xué)設(shè)計了三種實驗電路，如圖7—6—

21所示，你認為正確的是.（填“甲”、“乙”或“丙”）

（2）開始實驗時，在合上開關(guān)S前，滑動變阻器的滑動觸頭應(yīng)置于端（填“a”

或"b"）.

（3）按所選的電路進行測量，讀出電流表Ai的示數(shù)為八，電流表A2的示數(shù)為心.推導(dǎo)出

計算Rx的表達式為&=.

7.在探究小燈泡的伏安特性時，所用小燈泡上標(biāo)有''2.5V,0.6杯字樣，實驗室提供的器

材有：

A.電流表Ai（內(nèi)阻約為5Q、量程為0~25mA）

B.電流表A2（內(nèi)阻約為1Q，量程為0~300mA）

C.電壓表V1（內(nèi)阻約為5kQ、量程為0~3V）

D.電壓表V2（內(nèi)阻約為15k。、量程為0~15V）

E.滑動變阻器R（最大阻值為10Q、額定電流為0.6A）

F.滑動變阻器R2（最大阻值為1000Q、額定電流為0.2A）

G.穩(wěn)壓電源E（電動勢為9.0V、內(nèi)阻可忽略）

H.開關(guān)一個、定值電阻若干、導(dǎo)線若干

由以上信息回答下列問題：

（1）實驗前設(shè)計的電路圖如圖甲所示。為了減小實驗誤差，該實驗所用的電流表、電壓表、

滑動變阻器應(yīng)分別為（選填器材前的字母）。為保護滑動變阻器和燈泡，應(yīng)在電路

中串聯(lián)的定值電阻Ro合適的電阻值應(yīng)為（選填“1。10。”“30Q”或“100Q

乙

（2）請確定測量電路中電壓表右側(cè)導(dǎo)線的正確位置后，在圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線,將實物

完整連接起來。

（3）連接好電路后，通過改變滑動變阻器的滑片位置，并通過計算機描繪了該小燈泡的伏安

特性曲線如圖丙所示。若將兩個這樣的小燈泡并聯(lián)后直接接在電動勢E=3V、內(nèi)阻/-5Q

的電源上，每個小燈泡所消耗的實際功率為Wo（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

8.實際電流表都有內(nèi)阻，為了測量電流表G1的內(nèi)阻/，提供的器材如下:

①待測電流表G,（0~5mA,內(nèi)阻約300Q）

②電流