高考物理二輪復習講練(新高考版) 第1部分 專題6 第21課時 近代物理（含解析）

第21課時近代物理高考題型1光電效應波粒二象性1．光電效應規(guī)律(1)每應．(2)光電子的最大初動能與入射光的強度無關，只隨入射光頻率的增大而增大．(3)當入射光的頻率大于極限頻率時，飽和光電流的大小與入射光的強度成正比．(4)光電效應的發(fā)生幾乎是瞬時的，一般不超過10－9s.2．兩條對應關系(1)光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動能大；(2)光照強度大→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→光電流大．3．定量分析時應抓住三個關系式(1)愛因斯坦光電效應方程：Ek＝hν－W0.(2)最大初動能與遏止電壓的關系：Ek＝eUc.(3)逸出功與極限頻率的關系：W0＝hνc.4．光電效應的四類圖像分析圖像名稱圖線形狀由圖線直接(或間接)得到的物理量最大初動能Ek與入射光頻率ν的關系圖線Ek＝hν－h(huán)νc(1)極限頻率：圖線與ν軸交點的橫坐標νc(2)逸出功：圖線與Ek軸交點的縱坐標的絕對值W0＝|－E|＝E(3)普朗克常量：圖線的斜率k＝h顏色相同、強度不同的光，光電流與電壓的關系(1)遏止電壓Uc：圖線與橫軸交點的橫坐標(2)飽和光電流Im1、Im2：光電流的最大值(3)最大初動能：Ek＝eUc顏色不同時，光電流與電壓的關系(1)遏止電壓Uc1>Uc2，則ν1>ν2(2)最大初動能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2.遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關系圖線(1)極限頻率νc：圖線與橫軸的交點的橫坐標值(2)遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大，Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)(3)普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電荷量的乘積，即h＝ke(注：此時兩極之間接反向電壓)考題示例例1(多選)(2019·海南卷·7)對于鈉和鈣兩種金屬，其遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關系如圖1所示．用h、e分別表示普朗克常量和電子電荷量，則()圖1A．鈉的逸出功小于鈣的逸出功B．圖中直線的斜率為eq\f(h,e)C．在得到這兩條直線時，必須保證入射光的光強相同D．若這兩種金屬產(chǎn)生的光電子具有相同的最大初動能，則照射到鈉的光頻率較高答案AB解析根據(jù)Uce＝Ek＝hν－W0，即Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，則由題圖可知鈉的逸出功小于鈣的逸出功，選項A正確；題圖中直線的斜率為eq\f(h,e)，選項B正確；在得到這兩條直線時，與入射光的光強無關，選項C錯誤；根據(jù)Ek＝hν－W0，若這兩種金屬產(chǎn)生的光電子具有相同的最大初動能，則照射到鈉的光頻率較低，選項D錯誤．例2(2018·全國卷Ⅱ·17)用波長為300nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動能為1.28×10－19J．已知普朗克常量為6.63×10－34J·s，真空中的光速為3.00×108m·s－1.能使鋅產(chǎn)生光電效應的單色光的最低頻率約為()A．1×1014Hz B．8×1014HzC．2×1015Hz D．8×1015Hz答案B解析設單色光的最低頻率為ν0，由Ek＝hν－W0知Ek＝hν1－W0，0＝hν0－W0，又知ν1＝eq\f(c,λ)整理得ν0＝eq\f(c,λ)－eq\f(Ek,h)，解得ν0≈8×1014Hz.例3(2019·北京卷·19)光電管是一種利用光照射產(chǎn)生電流的裝置，當入射光照在管中金屬板上時，可能形成光電流．表中給出了6次實驗的結果．組次入射光子的能量/eV相對光強光電流大小/mA逸出光電子的最大動能/eV第一組1234.04.04.0弱中強2943600.90.90.9第二組4566.06.06.0弱中強2740552.92.92.9由表中數(shù)據(jù)得出的論斷中不正確的是()A．兩組實驗采用了不同頻率的入射光B．兩組實驗所用的金屬板材質不同C．若入射光子的能量為5.0eV，逸出光電子的最大動能為1.9eVD．若入射光子的能量為5.0eV，相對光強越強，光電流越大答案B解析由于光子的能量ε＝hν，又入射光子的能量不同，故入射光子的頻率不同，A項正確；由愛因斯坦光電效應方程可得hν＝W0＋Ek，可求出兩組實驗的逸出功均為3.1eV，故兩組實驗所用的金屬板材質相同，B項錯誤；由hν＝W0＋Ek，逸出功W0＝3.1eV可知，若入射光子能量為5.0eV，則逸出光電子的最大動能為1.9eV，C項正確；相對光強越強，單位時間內射出的光子數(shù)越多，單位時間內逸出的光電子數(shù)越多，形成的光電流越大，故D項正確．命題預測1．(2020·山東青島市高三二模)圖2甲為某實驗小組探究光電效應規(guī)律的實驗裝置，使用a、b、c三束單色光在同一光電管中實驗，得到光電流與對應電壓之間的關系圖像如圖乙所示，下列說法正確的是()圖2A．a(chǎn)光頻率最大，c光頻率最小B．a(chǎn)光與c光為同種色光，但a光的光照強度大C．a(chǎn)光波長小于b光波長D．a(chǎn)光與c光照射同一金屬，逸出光電子的初動能都相等答案B解析根據(jù)愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W0和動能定理eUc＝Ek可得eUc＝hν－W0，入射光的頻率越高，對應的遏止電壓Uc越大，分析題圖乙可知a、c光的遏止電壓比b光的遏止電壓小，則a、c光的頻率小于b光的頻率，故A錯誤；分析題圖乙可知，a光與c光的遏止電壓相等，則a光與c光的頻率相等，所以a光與c光為同種色光，但a光的飽和光電流大，知a光的光照強度大于c光的光照強度，故B正確；由于a光的頻率小于b光的頻率，根據(jù)頻率和波長的關系c＝λf可知，a光的波長大于b光的波長，故C錯誤；a光與c光的頻率相等，根據(jù)愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W0可知，a光與c光照射同一金屬，a光產(chǎn)生的光電子的最大初動能等于c光產(chǎn)生的光電子的最大初動能，但并不是逸出光電子的初動能都相等，故D錯誤．2．(2020·山東濟寧市兗州區(qū)3月網(wǎng)絡模擬)用頻率為ν0的單色光照射某金屬表面時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為Ekm，已知普朗克常量為h，光速為c，要使此金屬發(fā)生光電效應，所用入射光的波長應不大于()A.eq\f(hc,hν0－Ekm) B.eq\f(c,ν0)C.eq\f(hc,hν0＋Ekm) D.eq\f(c,ν0)－eq\f(Ekm,hc)答案A解析用頻率為ν0的光照射某種金屬時會發(fā)生光電效應，且光電子最大初動能為Ekm，根據(jù)光電效應方程：Ekm＝hν0－W0而W0＝hνc，則該金屬發(fā)生光電效應的極限頻率為：νc＝ν0－eq\f(Ekm,h)那么所用入射光的極限波長為：λ0＝eq\f(hc,hν0－Ekm)因此所用入射光的波長應不大于eq\f(hc,hν0－Ekm)，故A正確，B、C、D錯誤．3．從1907年起，美國物理學家密立根就開始以精湛的技術測量光電效應中幾個重要的物理量．他通過如圖3甲所示的實驗裝置測量某金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν，作出圖乙所示的Uc－ν圖像，由此算出普朗克常量h，并與普朗克根據(jù)黑體輻射測出的h相比較，以檢驗愛因斯坦光電效應方程的正確性．已知電子的電荷量為e，則下列普朗克常量h的表達式正確的是()圖3A．h＝eq\f(eUc2－Uc1,ν2－ν1) B．h＝eq\f(Uc2－Uc1,eν2－ν1)C．h＝eq\f(ν2－ν1,eUc2－Uc1) D．h＝eq\f(eν2－ν1,Uc2－Uc1)答案A解析根據(jù)愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W0及動能定理eUc＝Ek，得Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，所以圖像的斜率k＝eq\f(Uc2－Uc1,ν2－ν1)＝eq\f(h,e)，則h＝eq\f(e(Uc2－Uc1),ν2－ν1)，故A項正確．高考題型2氫原子光譜原子結構1．玻爾理論的三條假設軌道量子化核外電子只能在一些分立的軌道上運動能量量子化原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)，En＝eq\f(1,n2)E1(n＝1,2,3，…)吸收或輻射能量量子化原子在兩個能級之間躍遷時只能吸收或輻射一定頻率的光子，hν＝Em－En(m>n)2.解決氫原子能級躍遷問題的三點技巧(1)原子躍遷時，所吸收或輻射的光子能量只能等于兩能級的能量差．(2)原子電離時，所吸收的能量可以大于或等于某一能級能量的絕對值，剩余能量為自由電子的動能．(3)一個氫原子躍遷發(fā)出的可能光譜線條數(shù)最多為(n－1)，而一群氫原子躍遷發(fā)出的可能光譜線條數(shù)可用N＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(nn－1,2)求解．考題示例例4(2019·全國卷Ⅰ·14)氫原子能級示意圖如圖4所示．光子能量在1.63eV～3.10eV的光為可見光．要使處于基態(tài)(n＝1)的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見光光子，最少應給氫原子提供的能量為()圖4A．12.09eVB．10.20eVC．1.89eVD．1.51eV答案A解析因為可見光光子的能量范圍是1.63eV～3.10eV，所以處于基態(tài)的氫原子至少要被激發(fā)到n＝3能級，要給氫原子提供的能量最少為E＝(－1.51＋13.60)eV＝12.09eV，故選項A正確．例5(2020·北京卷·2)氫原子能級示意如圖5.現(xiàn)有大量氫原子處于n＝3能級上，下列說法正確的是()圖5A．這些原子躍遷過程中最多可輻射出2種頻率的光子B．從n＝3能級躍遷到n＝1能級比躍遷到n＝2能級輻射的光子頻率低C．從n＝3能級躍遷到n＝4能級需吸收0.66eV的能量D．n＝3能級的氫原子電離至少需要吸收13.6eV的能量答案C解析這些原子躍遷過程中最多可輻射出Ceq\o\al(2,3)＝3種頻率的光子，故A錯誤；從n＝3能級躍遷到n＝1能級比躍遷到n＝2能級輻射的光子能量大，輻射的光子頻率高，故B錯誤；從n＝3能級躍遷到n＝4能級需吸收的能量為E＝－0.85eV－(－1.51eV)＝0.66eV，故C正確；n＝3能級的氫原子電離至少需要吸收1.51eV的能量，故D錯誤．命題預測4．(2020·湘贛皖十五校高三第一次聯(lián)考)為了做好疫情防控工作，小區(qū)物業(yè)利用紅外測溫儀對出入人員進行體溫檢測．紅外測溫儀的原理是：被測物體輻射的光線只有紅外線可被捕捉，并轉變成電信號．圖6為氫原子能級示意圖，已知紅外線單個光子能量的最大值為1.62eV，要使氫原子輻射出的光子可被紅外測溫儀捕捉，最少應給處于n＝2激發(fā)態(tài)的氫原子提供的能量為()圖6A．10.20eV B．2.89eVC．2.55eV D．1.89eV答案C解析若提供的能量為10.20eV，處于n＝2能級的氫原子會發(fā)生電離，不會輻射光子，選項A錯誤；處于n＝2能級的原子不能吸收2.89eV的能量，選項B錯誤；處于n＝2能級的氫原子能吸收2.55eV的能量而躍遷到n＝4的能級，然后向低能級躍遷時輻射光子，其中從n＝4到n＝3的躍遷輻射出的光子的能量小于1.62eV，可被紅外測溫儀捕捉，選項C正確；處于n＝2能級的氫原子能吸收1.89eV的能量而躍遷到n＝3的能級，從n＝3向低能級躍遷時輻射光子的能量均大于1.62eV，不能被紅外測溫儀捕捉，選項D錯誤．5.(2020·山東棗莊市高三二模)氫原子的能級圖如圖7所示．用氫原子從n＝4能級躍遷到n＝1能級輻射的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑，下列說法正確的是()圖7A．產(chǎn)生的光電子的最大初動能為6.41eVB．產(chǎn)生的光電子的最大初動能為12.75eVC．氫原子從n＝2能級向n＝1能級躍遷時輻射的光不能使金屬鉑發(fā)生光電效應D．氫原子從n＝6能級向n＝2能級躍遷時輻射的光也能使金屬鉑發(fā)生光電效應答案A解析從n＝4能級躍遷到n＝1能級輻射的光子能量為13.6eV－0.85eV＝12.75eV，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為Ek＝hν－W0＝12.75eV－6.34eV＝6.41eV，故A正確，B錯誤；氫原子從n＝2能級向n＝1能級躍遷時輻射的光子能量為10.2eV，能使金屬鉑發(fā)生光電效應，故C錯誤；氫原子從n＝6能級向n＝2能級躍遷時輻射的光子能量小于金屬鉑的逸出功，故不能發(fā)生光電效應，故D錯誤．高考題型3核反應與核能1．核衰變問題(1)核衰變規(guī)律：m＝m0，N＝N0.(2)α衰變和β衰變次數(shù)的確定方法①方法一：由于β衰變不改變質量數(shù)，故可以先由質量數(shù)改變確定α衰變的次數(shù)，再根據(jù)電荷數(shù)守恒確定β衰變的次數(shù)．②方法二：設α衰變次數(shù)為x，β衰變次數(shù)為y，根據(jù)質量數(shù)和電荷數(shù)守恒列方程組求解．2．核能的計算方法(1)根據(jù)愛因斯坦質能方程，用核反應虧損的質量乘真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2(J)．(2)根據(jù)1u(原子質量單位)相當于931.5MeV的能量，用核反應的質量虧損的原子質量單位數(shù)乘931.5MeV，即ΔE＝Δm×931.5(MeV)．(3)如果核反應時釋放的核能全部是以動能形式呈現(xiàn)的，則核反應過程中系統(tǒng)動能的增量即為釋放的核能．考題示例例6(多選)(2020·全國卷Ⅲ·19)1934年，約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔，首次產(chǎn)生了人工放射性同位素X，反應方程為：eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→X＋eq\o\al(1,0)n.X會衰變成原子核Y，衰變方程為X→Y＋eq\o\al(0,1)e，則()A．X的質量數(shù)與Y的質量數(shù)相等B．X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)少1C．X的電荷數(shù)比eq\o\al(27,13)Al的電荷數(shù)多2D．X的質量數(shù)與eq\o\al(27,13)Al的質量數(shù)相等答案AC解析發(fā)生核反應前后滿足質量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒，則可判斷X的質量數(shù)與Y的質量數(shù)相等，X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)多1，A正確，B錯誤．X的電荷數(shù)比eq\o\al(27,13)Al的電荷數(shù)多2，X的質量數(shù)比eq\o\al(27,13)Al的質量數(shù)多3，C正確，D錯誤．例7(多選)(2019·天津卷·6)如圖8，我國核聚變反應研究大科學裝置“人造太陽”2018年獲得重大突破，等離子體中心電子溫度首次達到1億攝氏度，為人類開發(fā)利用核聚變能源奠定了重要的技術基礎．下列關于核聚變的說法正確的是()圖8A．核聚變比核裂變更為安全、清潔B．任何兩個原子核都可以發(fā)生聚變C．兩個輕核結合成質量較大的核，總質量較聚變前增加D．兩個輕核結合成質量較大的核，核子的比結合能增加答案AD解析與核裂變相比，輕核聚變更為安全、清潔，A正確；自然界中最容易發(fā)生的聚變反應是氫的同位素氘與氚的聚變，不是任意兩個原子核都能發(fā)生核聚變，B錯誤；兩個輕核發(fā)生聚變結合成質量較大的核時，比結合能增加，總質量較聚變前減少，C錯誤，D正確．例8(2020·山東卷·2)氚核eq\o\al(3,1)H發(fā)生β衰變成為氦核eq\o\al(3,2)He.假設含氚材料中eq\o\al(3,1)H發(fā)生β衰變產(chǎn)生的電子可以全部定向移動，在3.2×104s時間內形成的平均電流為5.0×10－8A．已知電子電荷量為1.6×10－19C，在這段時間內發(fā)生β衰變的氚核eq\o\al(3,1)H的個數(shù)為()A．5.0×1014 B．1.0×1016C．2.0×1016 D．1.0×1018答案B解析由題意知，3.2×104s內氚核發(fā)生β衰變產(chǎn)生的電子的電荷量為Q＝It＝5.0×10－8×3.2×104C＝1.6×10－3C，對應的電子數(shù)n＝eq\f(Q,e)＝eq\f(1.6×10－3,1.6×10－19)＝1.0×1016(個)；由eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(3,2)He可知，一個eq\o\al(3,1)H核發(fā)生一次β衰變產(chǎn)生一個電子，故這段時間內發(fā)生β衰變的eq\o\al(3,1)H核的個數(shù)為1.0×1016，選項B正確．命題預測6．(2020·北京市平谷區(qū)一模)核反應方程eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,

Z)Kr＋3eq\o\al(1,0)n表示中子轟擊eq\o\al(235,92)U原子核可能發(fā)生的一種核反應，該核反應中質量虧損了Δm.關于這個核反應，下列說法中正確的是()A．該反應屬于核聚變B.eq\o\al(89,

Z)Kr中的Z為33C.eq\o\al(144,56)Ba中含有56個中子D．該核反應釋放出的核能為Δmc2答案D解析該反應屬于核裂變，選項A錯誤；由在核反應方程中電荷數(shù)守恒，可得Z為36，選項B錯誤；eq\o\al(144,56)Ba中56是電荷數(shù)，表示含有56個質子，選項C錯誤；根據(jù)愛因斯坦質能方程釋放的核能為Δmc2，選項D正確．7．(2020·湖南3月模擬)原子核的平均結合能與質量數(shù)之間的關系圖線如圖9所示．下列說法正確的是()圖9A.eq\o\al(4,2)He核的結合能約為14MeVB.eq\o\al(89,36)Kr核比eq\o\al(144,56)Ba核更穩(wěn)定C．三個中子和三個質子結合成eq\o\al(6,3)Li核時吸收能量D．在核反應eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(89,36)Kr＋eq\o\al(144,56)Ba＋3eq\o\al(1,0)n中，要吸收熱量答案B解析分析題圖可知，eq\o\al(4,2)He核的平均結合能為7MeV，根據(jù)平均結合能的定義可知，eq\o\al(4,2)He核的結合能為7×4MeV＝28MeV，故A錯誤；平均結合能越大的原子核越穩(wěn)定，分析題圖可知，eq\o\al(89,36)Kr核比eq\o\al(144,56)Ba核的平均結合能大，故eq\o\al(89,36)Kr核比eq\o\al(144,56)Ba核更穩(wěn)定，故B正確；核子結合成原子核時，質量虧損，釋放核能，故三個中子和三個質子結合成eq\o\al(6,3)Li核時釋放能量，故C錯誤；重核裂變時，質量虧損，釋放能量，故D錯誤．8．(2020·福建漳州市測試)2018年3月1日起正式實施國家環(huán)境保護新標準，新標準高度重視對進口廢棄物放射性污染控制，放射性元素釙eq\o\al(210,84)Po發(fā)生衰變時，會產(chǎn)生eq\o\al(4,2)He和一種未知粒子X，并放出γ射線，其核反應方程為eq\o\al(210,84)Po→eq\o\al(A,82)X＋eq\o\al(4,2)He＋γ，則()A．原子核X的中子數(shù)為206B.eq\o\al(210,84)Po→eq\o\al(A,82)X＋eq\o\al(4,2)He＋γ是核裂變方程C．γ射線的電離作用很強，可用來消除有害靜電D．為了防止放射線的泄漏，可將放射性元素釙eq\o\al(210,84)Po密封于鉛盒中答案D解析根據(jù)核反應方程中質量數(shù)守恒有A＝210－4＝206，則X的中子數(shù)為206－82＝124，故A錯誤；該核反應放出α粒子且反應物只有一個，是α衰變，故B錯誤；γ射線的穿透本領很強，α射線的電離作用很強，故C錯誤；為了防止放射線的泄漏，可將放射性元素釙eq\o\al(210,84)Po密封于鉛盒中以避免射線對人體的傷害和放射性物質對環(huán)境造成放射性污染，故D正確．專題強化練[保分基礎練]1．(多選)(2020·全國卷Ⅰ·19)下列核反應方程中，X1、X2、X3、X4代表α粒子的有()A.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(1,0)n＋X1B.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(1,0)n＋X2C.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3X3D.eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(6,3)Li→eq\o\al(3,1)H＋X4答案BD解析eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(3,2)He，A錯．eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(4,2)He，B對．eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n，C錯．eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(6,3)Li→eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(4,2)He，D對．2．(2020·黑龍江哈爾濱師大附中三校第二次聯(lián)考)隨著科學技術的日益進步，人們對原子及原子核的認識越來越深刻，下列有關原子及原子核的說法正確的是()A．α粒子散射實驗揭示了原子核具有復雜結構B．天然放射性元素在升高溫度后它的半衰期會縮短C．放射性同位素發(fā)出的γ射線能進行金屬探傷D．居里夫人通過α粒子轟擊鋁原子核，首次發(fā)現(xiàn)了中子答案C解析盧瑟福的α粒子散射實驗揭示了原子具有核式結構，天然放射現(xiàn)象揭示了原子核具有復雜的結構，故A錯誤；半衰期的大小與溫度無關，改變天然放射性元素的溫度，不會改變元素的半衰期，故B錯誤；放射性同位素發(fā)出的γ射線能進行金屬探傷，故C正確；查德威克在α粒子轟擊鈹核實驗中發(fā)現(xiàn)了中子，故D錯誤．3．(2019·全國卷Ⅱ·15)太陽內部核反應的主要模式之一是質子－質子循環(huán)，循環(huán)的結果可表示為4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(0,1)e＋2ν，已知eq\o\al(1,1)H和eq\o\al(4,2)He的質量分別為mp＝1.0078u和mα＝4.0026u,1u＝931MeV/c2，c為光速．在4個eq\o\al(1,1)H轉變成1個eq\o\al(4,2)He的過程中，釋放的能量約為()A．8MeVB．16MeVC．26MeVD．52MeV答案C解析核反應質量虧損Δm＝4×1.0078u－4.0026u＝0.0286u，釋放的能量ΔE＝0.0286×931MeV≈26.6MeV，選項C正確．4．(2020·山東濰坊市二模)如圖1所示，分別用頻率為ν、2ν的光照射某光電管，對應的遏止電壓之比為1∶3，普朗克常量用h表示，則()圖1A．用頻率為eq\f(1,3)ν的光照射該光電管時有光電子逸出B．該光電管的逸出功為eq\f(1,2)hνC．用頻率為2ν的光照射時逸出光電子的初動能一定大D．加正向電壓時，用頻率為2ν的光照射時飽和光電流一定大答案B解析由題意知，eUc＝hν－W0,3eUc＝2hν－W0聯(lián)立解得W0＝eq\f(1,2)hν，頻率為eq\f(1,3)ν的光，光子能量ε＝eq\f(1,3)hν<W0，所以用頻率為eq\f(1,3)ν的光照射該光電管時，不能發(fā)生光電效應，無光電子逸出，A選項錯誤，B選項正確；用頻率為2ν的光照射時，光電子的最大初動能比用頻率為ν的光照射時大，但并不是每個光電子的初動能都大，C選項錯誤；飽和光電流與光的強度有關，因為不知光的強度關系，故D選項錯誤．5.(2020·廣東廣州市一模)某次光電效應實驗，得到光電子最大初動能Ek與入射光頻率ν的關系如圖2所示．普朗克常量、金屬材料的逸出功分別為()圖2A.eq\f(b,a)，b B.eq\f(b,a)，eq\f(1,b)C.eq\f(a,b)，b D.eq\f(a,b)，eq\f(1,b)答案A解析根據(jù)Ek＝hν－W0得縱軸截距的絕對值等于該金屬的逸出功，即W0＝b，圖線的斜率k＝eq\f(b,a)＝h，故A正確，B、C、D錯誤．6．(2020·河北唐山市高三第一次模擬)花崗巖、大理石等裝修材料中都不同程度地含有放射性元素，下列有關放射性的說法正確的是()A.eq\o\al(238,92)U衰變成eq\o\al(206,82)Pb要經(jīng)過8次β衰變和6次α衰變B．氡的半衰期為3.8天，4個氡原子核經(jīng)過7.6天后只剩下1個氡原子核C．α射線與γ射線都是電磁波，α射線穿透本領遠比γ射線弱D．放射性元素發(fā)生β衰變時所釋放的電子是原子核內的中子轉化為質子時產(chǎn)生的答案D解析設eq\o\al(238,92)U衰變成eq\o\al(206,82)Pb的過程中，要經(jīng)過x次α衰變和y次β衰變，衰變方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(206,82)Pb＋xeq\o\al(4,2)He＋yeq\o\al(0,－1)e，根據(jù)質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒有238＝206＋4x,92＝82＋2x－y，解得x＝8，y＝6，即要經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變，故A錯誤；半衰期是對大量原子核的衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對于少量原子核是不成立的，故B錯誤；α射線是氦核流，γ射線的實質是電磁波，γ射線的穿透本領比較強，故C錯誤；β衰變時，原子核中的一個中子轉變?yōu)橐粋€質子和一個電子，電子被釋放出來，故D正確．7．(多選)(2020·北京市延慶區(qū)3月模擬)下面列出的是一些核反應方程，針對核反應方程下列說法正確的是()①eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋X②eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋Y③eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(10,5)B＋K④eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(90,38)Sr＋eq\o\al(136,54)Xe＋10MA．核反應方程①是重核裂變，X是α粒子B．核反應方程②是輕核聚變，Y是中子C．核反應方程③是太陽內部發(fā)生的核聚變的一種，K是中子D．核反應方程④是衰變方程，M是中子答案BC解析①不是重核裂變方程，是典型的衰變方程，故A錯誤；②是輕核聚變方程，eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n，所以Y是中子，故B正確；太陽內部發(fā)生的核聚變主要是輕核的聚變，eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(10,5)B＋eq\o\al(1,0)n，K是中子，故C正確；④不是衰變方程，是核裂變方程，故D錯誤．8.(2020·河北石家莊市高三下學期教學質量檢測)氫原子的能級圖如圖3所示，下列說法正確的是()圖3A．氫原子從高能級向低能級躍遷時吸收光子B．處于n＝2能級的氫原子可以吸收能量為2eV的光子C．一個氫原子從n＝4能級向基態(tài)躍遷時，可發(fā)出6種不同頻率的光子D．處于n＝1能級的氫原子可以吸收能量為14eV的光子答案D解析氫原子從高能級向低能級躍遷時放出光子，A選項錯誤．氫原子在向高能級躍遷時只吸收能級差值的能量，B選項錯誤．一個氫原子從n＝4能級向基態(tài)躍遷時，最多可發(fā)出3種不同頻率的光子，大量氫原子從n＝4能級向基態(tài)躍遷可發(fā)出6種不同頻率光子，C選項錯誤．處于n＝1能級的氫原子，可以吸收14eV的光子而發(fā)生電離，D選項正確．9．(2020·安徽淮北市一模)圖4甲為研究光電效應的電路圖，當用頻率為ν的光照射金屬陰極K時，通過調節(jié)光電管兩端電壓U，測量對應的光電流I，繪制了如圖乙所示的I－U圖像．已知電子所帶電荷量為e，圖像中遏止電壓Uc、飽和光電流Im及入射光的頻率ν、普朗克常量h均為已知量．下列說法正確的是()圖4A．光電子的最大初動能為hν－eUcB．陰極金屬的逸出功為eUcC．若增大原入射光的強度，則Uc和Im均會變化D．陰極金屬的截止頻率為eq\f(hν－eUc,h)答案D解析光電子的最大初動能為Ek＝eUc，選項A錯誤；根據(jù)光電效應方程：Ek＝hν－W0＝eUc，則陰極金屬的逸出功為W0＝hν－eUc，選項B錯誤；若增大原入射光的強度，則最大初動能不變，遏止電壓Uc不變，但是飽和光電流Im會變化，選項C錯誤；根據(jù)W0＝hνc＝hν－eUc可得，陰極金屬的截止頻率為νc＝eq\f(hν－eUc,h)，選項D正確．[爭分提能練]10．(多選)(2020·山東濱州市高三三模)如圖5所示為研究光電效應的實驗裝置，接線柱O固定在滑動變阻器電阻絲ab的中點，初始時，滑動觸頭P位于滑動變阻器的中點位置．現(xiàn)用一束單色光照射光電管陰極，電流表有示數(shù)．下列說法正確的是()圖5A．滑動觸頭P向b端移動，電流表示數(shù)可能先變大后不變B．滑動觸頭P向a端移動，電流表示數(shù)不變C．若滑動觸頭P不動，僅增大入射光的強度，電流表的示數(shù)變大D．若滑動觸頭P不動，僅增大入射光的強度，電流表的示數(shù)不變答案AC解析滑動觸頭P向b端移動時，光電管所加電壓為正向電壓且逐漸變大，則光電流逐漸變大，當達到飽和光電流時保持不變，則電流表示數(shù)可能先變大后不變，選項A正確；滑動觸頭P向a端移動，光電管所加的是反向電壓且逐漸變大，則光電流逐漸減小，即電流表示數(shù)逐漸減小，選項B錯誤；若滑動觸頭P不動，僅增大入射光的強度，則單位時間逸出的光電子數(shù)增加，則光電流變大，即電流表的示數(shù)變大，選項C正確，D錯誤．11．(2020·全國卷Ⅱ·18)氘核eq\o\al(2,1)H可通過一系列聚變反應釋放能量，其總效果可用反應式6eq\o\al(2,1)H→2eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)n＋43.15MeV表示．海水中富含氘，已知1kg海水中含有的氘核約為1.0×1022個，若全都發(fā)生聚變反應，其釋放的能量與質量為M的標準煤燃燒時釋放的熱量相等；已知1kg標準煤燃燒釋放的熱量約為2.9×107J,1MeV＝1.6×10－13J，則M約為()A．40kg B．100kgC．400kg D．1000kg答案C解析根據(jù)核反應方程式，6個氘核聚變反應可釋放出43.15MeV的能量，1kg海水中的氘核反應釋放的能量為E＝eq\f(1.0×1022,6)×43.15MeV≈7.19×1022MeV≈1.15×1010J，則相當于燃燒的標準煤的質量為M＝eq\f(1.15×1010,2.9×107)kg≈400kg.12.輻射出的光照射下列三種金屬，電子電荷量e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6.30×10－34J·s.下列判斷正確的是()圖6金屬鎢鈣鉀極限頻率×(1014Hz)10.957.735.44A.僅鉀能產(chǎn)生光電子 B．鉀、鈣能產(chǎn)生光電子C．都能產(chǎn)生光電子 D．都不能產(chǎn)生光