专题21.2 选修3-5原子物理（精讲精练）（测试卷及答案解析）.docx

专题21.2原子物理（精讲精练） TOC \o 1-2 \h \u 第一部分：考点梳理 1 考点一、光电效应规律和光电效应方程的应用 1 考点二、光电效应的图象分析 2 考点三、光的波粒二象性、物质波 4 考点四、氢原子的能级及能级跃迁 6 考点五、原子核的衰变、半衰期 8 考点六、核反应类型及核反应方程 9 考点七、爱因斯坦质能方程与核力与核能的计算 11 第二部分、 题型学习 12 题型一、考查光电效应方程及相关图像的问题 12 题型二、考查氢原子能级跃迁类问题 13 题型三、考查原子核的衰变规律 14 题型四、核反应方程式 15 题型五、爱因斯坦质能方程 16 第一部分：考点梳理 考点一、光电效应规律和光电效应方程的应用 1．对光电效应的四点提醒 (1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率。 (2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光。 (3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关。 (4)光电子不是光子，而是电子。 2．两条对应关系 (1)光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大； (2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。 3．定量分析时应抓住三个关系式 (1)爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0。 (2)最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc。 (3)逸出功与极限频率的关系：W0＝hν0。 4．区分光电效应中的四组概念 (1)光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子。 (2)光电子的动能与光电子的最大初动能。 (3)光电流和饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。 5.典例应用 1.(2016·全国2卷改编）现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是(　　) A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大 B．入射光的频率变高，饱和光电流变大 C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大 D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生 【答案】：　AC 【解析】：　产生光电效应时，光的强度越大，单位时间内逸出的光电子数越多，饱和光电流越大，说法A正确。饱和光电流大小与入射光的频率无关，说法B错误。光电子的最大初动能随入射光频率的增加而增加，与入射光的强度无关，说法C正确。减小入射光的频率，如低于极限频率，则不能发生光电效应，没有光电流产生，说法D错误。 考点二、光电效应的图象分析 1．由Ek -ν图象可以得到的信息 (1)极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc。 (2)逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值E＝W0。 (3)普朗克常量：图线的斜率k＝h。 2．由I -U图象可以得到的信息 (1)遏止电压Uc：图线与横轴的交点的绝对值。 (2)饱和光电流Im：电流的最大值。 (3)最大初动能：Ekm＝eUc。 3．由Uc -ν图象可以得到的信息 (1)截止频率νc：图线与横轴的交点。 (2)遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大。 (3)普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积，即h＝ke。(注：此时两极之间接反向电压) 4.典例应用 1.(多选)(2017·武威模拟)如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象。由图象可知(　　) A．该金属的逸出功等于E B．该金属的逸出功等于hν0 C．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为E D．入射光的频率为eq \f(ν0,2)时，产生的光电子的最大初动能为eq \f(E,2) 【答案】：　ABC 【解析】：　由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0知，当ν＝0时－W0＝Ek，故W0＝E，A项对；而Ek＝0时，hν＝W0即W0＝hν0，B项对；入射光的频率为2ν0时产生的光电子的最大初动能Ekm＝2hν0－hν0＝hν0＝E，C项对；入射光的频率为eq \f(ν0,2)时，不会发生光电效应，D错。 2．在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)如图所示。则可判断出(　　) A．甲光的频率大于乙光的频率 B．乙光的波长大于丙光的波长 C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能 【答案】：　B 【解析】：　由于是同一光电管，因而不论对哪种光，极限频率和金属的逸出功相同，对于甲、乙两种光，反向截止电