[精品课件]2019届高考物理一轮复* 第十二章 *代物理章末热点集训课件 新人教版

发布于:2021-08-03 22:25:13

第十二章 *代物理
章末热点集训

对光电效应的理解和应用

(2016·高考江苏卷)几种金属的逸出功 W0 见下表:

金属

钨钙钠钾铷

W0(×10-19 J) 7.26 5.12 3.66 3.60 3.41 用一束可见光照射上述金属的表面,请通过计算说明哪些能

发生光电效应.已知该可见光的波长范围为 4.0×10-7~

7.6×10-7 m,普朗克常量 h=6.63×10-34 J·s.

[解析]

光子的能量

E



hc λ





λ = 4.0×10 - 7

m,则

E≈5.0×10-19 J

根据 E>W0 判断,钠、钾、铷能发生光电效应.

[答案] 钠、钾、铷

1.用如图所示的光电管研究光电效应的实 验中,用某种频率的单色光 a 照射光电管阴极 K,电流计 G 的指针发生偏转.而用另一频率的单色光 b 照射光电管阴极 K 时,电流计 G 的指针不发生偏转,那么( )

A.a 光的频率一定小于 b 光的频率 B.只增加 a 光的强度可使通过电流计 G 的电流增大 C.增加 b 光的强度可能使电流计 G 的指针发生偏转 D.用 a 光照射光电管阴极 K 时通过电流计 G 的电流是由 d 到c

解析:选 B.由于用单色光 a 照射光电管阴极 K,电流计 G 的指针发生偏转,说明发生了光电效应,而用另一频率的单 色光 b 照射光电管阴极 K 时,电流计 G 的指针不发生偏转, 说明 b 光不能发生光电效应,即 a 光的频率一定大于 b 光的 频率;增加 a 光的强度可使单位时间内逸出光电子的数量增 加,则通过电流计 G 的电流增大,因为 b 光不能发生光电 效应,所以即使增加 b 光的强度也不可能使电流计 G 的指 针发生偏转; 用 a 光照射光电管阴极 K 时,通过电流计 G 的电子的方向是由 d 到 c 所以电流方向是由 c 到 d,选项 B 正确.

氢原子能级跃迁问题 (2015·高 考 海 南 卷 )氢 原 子 基 态 的 能 量 为 E1= - 13.6eV.大量氢原子处于某一激发态.由这些氢原子可能发 出的所有的光子中,频率最大的光子能量为-0.96E1,频率 最小的光子的能量为________eV(保留 2 位有效数字),这些 光子可具有________种不同的频率.

[解析] 频率最大的光子对应于从最高能级向基态的跃迁, 则有 En-E1=-0.96E1,又因为 En=n12E1,故可得 n=5, 因而频率最小的光子对应于从 n=5 到 n=4 的能级跃迁,具 有的能量Δ E=E5-E4=2E51-1E61=0.31 eV,因氢原子是大量 的,故由 C25=10 知可具有 10 种不同频率的光子. [答案] 0.31 10

2.(2018·北京海淀高三模拟)已知氦离子 (He+)的能级图如图所示,根据能级跃迁理论可知( )

A.氦离子(He+)从 n=4 能级跃迁到 n=3 能级比从 n=3 能 级跃迁到 n=2 能级辐射出光子的频率低 B.大量处在 n=3 能级的氦离子(He+)向低能级跃迁,只能 发出 2 种不同频率的光子 C.氦离子(He+)处于 n=1 能级时,能吸收 45 eV 的能量跃 迁到 n=2 能级 D.氦离子(He+)从 n=4 能级跃迁到 n=3 能级,需要吸收 能量

解析:选 A.氦离子的跃迁过程类似于氢原子,从高能级到 低能级跃迁过程中要以光子的形式放出能量,而从低能级向 高能级跃迁的过程中吸收能量,且吸收(或放出)的能量满足 能级的差值,即Δ E=EM-EN.故 C、D 错误;大量的氦离 子从高能级向低能级跃迁的过程中,辐射的光子种类满足组 合规律即 C2n,故 B 错误.

核能的计算 现有两动能均为 E0=0.35 MeV 的21H 在一条直线上相 向运动,两个21H 发生对撞后能发生核反应,得到32He 和新粒 子,且在核反应过程中释放的能量完全转化为32He 和新粒子的 动能.已知21H 的质量为 2.014 1 u,32He 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21H+21H→32He+11H 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.32He 的动能约为 4 MeV

[解析] 由核反应过程中的质量数和电荷数守恒可知21H+ 21H→32He+10n,则新粒子为中子10n,所以 A 错误;核反应过 程中质量亏损,释放能量,亏损的质量转变为能量,仍然满 足能量守恒定律,B 错误;由题意可知Δ E=(2.014 1 u×2 -3.016 0 u-1.008 7 u)×931 MeV/u=3.3 MeV,根据核反 应中系统的能量守恒有 EkHe+Ekn=2E0+Δ E,根据核反应

中系统的动量守恒有 pHe-pn=0,由 Ek=2pm2 ,可知EEkkHne=

mn ,解得 mHe

EkHe=mn+mnmHe·(2E0+Δ E)≈1

MeV,Ekn=

mnm+Hme He(2E0+Δ E)≈3 MeV,所以 C 正确、D 错误. [答案] C

3.一个静止的氡核28262Rn 放出一个 α 粒子后 衰变为钋核21884Po,同时放出能量为 E=0.09 MeV 的光子.假 设放出的核能完全转变为钋核与 α 粒子的动能,不计光子的 动量.已知 M 氡=222.086 63 u、mα=4.002 6 u、M 钋= 218.076 6 u,1 u 相当于 931.5 MeV 的能量. (1)写出上述核反应方程; (2)求出发生上述核反应放出的能量; (3)确定钋核与 α 粒子的动能.

解析:(1)22826Rn→28148Po+42He+γ . (2)质量亏损Δ m=222.086 63 u-4.002 6 u-218.076 6 u= 0.007 43 u Δ E=Δ mc2=0.007 43×931.5 MeV=6.92 MeV. (3)设 α 粒子、钋核的动能分别为 Ekα、Ek 钋,动量分别为 pα、 p 钋,由能量守恒定律得:Δ E=Ekα+Ek 钋+E 不计光子的动量,由动量守恒定律得: 0=pα+p 钋 又 Ek=2pm2 ,故 Ekα∶Ek 钋=218∶4 联立解得 Ek 钋=0.12 MeV,Ekα=6.71 MeV.

答案:(1)22826Rn→28148Po+42He+γ (3)0.12 MeV 6.71 MeV

(2)6.92 MeV


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