1、专项练9光电效应与原子物理1.如图甲所示,用频率为0的光照射某种金属发生光电效应,测出光电流i随电压U的变化图象如图乙所示,已知普朗克常量为h,带电荷量为e。下列说法中正确的是()A.照射时间越长,光电子的能量越高B.光电子的最大初动能为h0C.该金属的逸出功为h0-eUcD.用频率为eUch的光照射该金属时不可能发生光电效应2.从1907年起,美国物理学家密立根就开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量。他通过如图甲所示的实验装置测量某金属的遏止电压Uc与入射光频率,作出图乙所示的Uc-的图象,由此算出普朗克常量h,并与普朗克根据黑体辐射测出的h相比较,以检验爱因斯坦方程的正确性。已知
2、电子的电荷量e,则下列普朗克常量h的表达式正确的是() A.h=e(Uc2-Uc1)2-1B.h=Uc2-Uc1e(2-1)C.h=2-1e(Uc2-Uc1)D.h=e(2-1)Uc2-Uc13.(2019湖南娄底双峰一中模拟)下列四幅图涉及不同的物理知识,其中说法不正确的是()A.原子中的电子绕原子核高速运转时,运行轨道的半径是任意的B.光电效应实验说明了光具有粒子性C.电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子具有波动性D.极少数粒子发生大角度偏转,说明原子的质量绝大部分集中在很小空间4.(2019河北石家庄模拟)如图所示为氢原子能级示意图的一部分,根据玻尔理论,下列说法正确的是()A.从n=4
3、能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光子的波长长B.处于n=4的定态时电子的轨道半径r4比处于n=3的定态时电子的轨道半径r3小C.从n=4能级跃迁到n=3能级,氢原子的能量减小,电子的动能减小D.从n=3能级跃迁到n=2能级时辐射出的光子可以使逸出功为2.5 eV的金属发生光电效应5.(2019广东惠州调研)下列与粒子相关的说法正确的是()A.天然放射现象中产生的射线速度与光速相当,穿透能力很强B.92238U(铀238)放出一个粒子后就变为90234Th(钍234)C.高速粒子轰击氮核可从氮核中打出中子,核反应方程为24He+714N816O+01nD.丹麦物理学家玻
4、尔进行了粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型6.(多选)(2019山东淄博一中质检)人们发现,不同的原子核,其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数有如图所示的关系。下列关于原子结构和核反应的说法正确的是()A.由图可知,原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损,要吸收能量B.由图可知,原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损,要放出核能C.在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度D.在核反应堆的外面修建很厚的水泥层能防止射线和放射性物质的泄漏7.下列说法中正确的是()A.由能量守恒观点可知:在光电效应现象中,对于同一种金属而言,同颜色入射光的强度越大,飞出的光电子的
5、最大初动能就越大B.氡的半衰期为3.8天,若取4个氡原子核,经7.6天后就一定只剩下1个氡原子核C.大量的氢原子从n=4的能级向低能级跃迁时可以辐射3种不同频率的光D.92238U衰变成82206Pb要经过6次衰变和8次衰变专项练9光电效应与原子物理1.C解析 根据光电效应的规律可知,入射光的频率越大,则逸出光电子的能量越大,与照射时间无关,选项A错误;根据光电效应的规律,光电子的最大初动能为Ekm=h0-W逸出功,选项B错误;由图象可知Ekm=eUc,则该金属的逸出功为h0-eUc,选项C正确;频率为eUch的光的能量为h=eUc,当大于金属的逸出功(h0-eUc)时,同样可发生光电效应,选
6、项D错误。故选C。2.A解析 根据爱因斯坦光电效应方程Ek=h-W0及动能定理eUc=Ek,得Uc=he-W0e,所以图象的斜率k=Uc2-Uc12-1=he,得:h=e(Uc2-Uc1)2-1,故A项正确。3.A解析 原子中的电子绕原子核高速运转时,运行轨道的半径是量子化的,只能是某些特定值,选项A错误;光电效应实验说明了光具有粒子性,选项B正确;衍射是波的特性,电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子具有波动性,选项C正确;极少数粒子发生大角度偏转,说明原子的质量和正电荷主要集中在很小的核上,否则不可能发生大角度偏转,选项D正确。4.A解析 由题图可知,从n=4能级跃迁到n=3能级辐射出的光子
7、能量E1=0.66 eV,从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光子能量E2=1.89 eV,根据E=h可知光子能量越小,光子频率越小,光子的波长越大,其中E2=1.89 eV2.5 eV,所以从n=3能级跃迁到n=2能级时辐射出的光子不能使逸出功为2.5 eV的金属发生光电效应,A正确,D错误;根据玻尔理论,能级越高,半径越大,所以处于n=4的定态时电子的轨道半径r4比处于n=3的定态时电子的轨道半径r3大,B错误;从n=4能级跃迁到n=3能级,氢原子向外辐射光子,能量减小,根据ke2r2=mv2r可知,电子的动能增大,C错误。5.B解析 天然放射现象中产生的射线的速度约为光速的110,穿透能
8、力较弱,A错误;根据质量数和电荷数守恒可知,92238U(铀238)放出一个粒子后就变为90234Th(钍234),B正确;高速粒子轰击氮核可从氮核中打出质子,核反应方程为24He+714N817O+11H,C错误;卢瑟福进行了粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型,D错误。6.BCD解析 由题图可知,D和E核子的平均质量大于F核子的平均质量,原子核D和E聚变成原子核F时,核子总质量减小,有质量亏损,要释放出核能,A错误;由题图图象可知,A核子的平均质量大于B与C核子的平均质量,原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损,要放出核能,B正确;在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度,C正确;在核反应堆的外面修建很厚的水泥层能防止射线和放射性物质的泄漏,D正确。7.D解析 根据光电效应方程可知,光电子的初动能与光的强度无关,同颜色入射光,飞出的光电子的最大初动能都是相等的,故A错误;半衰期针对的是大量的原子核,对具体的少量原子核没有这种关系,故B错误;大量的氢原子从n=4的能级向低能级跃迁时可以辐射n=432=6种不同频率的光,故C错误;根据质量数和电荷数守恒知,衰变一次质量数减少4个,次数n=238-2064=8,衰变的次数为n=82+82-92=6,所以92238U衰变成82206Pb要经过6次衰变和8次衰变,故D正确。故选D。
