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专题十五 碰撞与动量守恒 近代物理初步

考点1| 原子结构和光电效应 难度：低档题 题型：选择题 五年5考

(2013·江苏高考T12(C)(1)(2))(1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相

等，则它们的________也相等．

【导学号：25702071】

图1

A．速度 C．动量

＋

B．动能 D．总能量

(2)根据玻尔原子结构理论，氦离子(He)的能级图如图1所示．电子处在n＝3轨道上比处在n＝5轨道上离氦核的距离____________(选填“近”或“远”)．当大量He处在n＝4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有________条．

【解题关键】 解此题的关键有以下两点：

＋

1 / 8

(1)德布罗意波长公式λ＝.

(2)大量处于n能级的原子由于跃迁所发射的谱线条数为r＝Cn.

【解析】 (1)根据λ＝，知电子和中子的动量大小相等，选项C正确．

(2)根据玻尔理论rn＝nr1可知电子处在n＝3的轨道上比处在n＝5的轨道上离氦核的距离近．大量He处在n＝4的激发态时，发射的谱线有6条．

【答案】 (1)C (2)近 6

(2016·江苏高考T12(C)(3))几种金属的逸出功W0见下表：

金属 钨 钙 钠 钾 铷 ＋

2

2

hphpW0(×10－19J) 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4.0×10～7.6×10 m，普朗克常数h＝6.63×10

【解题关键】 解此题的关键有以下两点： (1)光子能量与光波波长的关系：E＝.

(2)要发生光电效应，入射光子能量应大于金属的逸出功． 【解析】 光子的能量E＝

－7

－7

－7

－34

J·s.

hcλhc λ－19

取λ＝4.0×10m，则E≈5.0×10 J

根据E＞W0判断，钠、钾、铷能发生光电效应． 【答案】 钠、钾、铷能发生光电效应

(2015·江苏高考T12(C)(1))波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的

有__________．

A．光电效应现象揭示了光的粒子性

B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性 C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释

D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等

【解析】 光电效应现象、黑体辐射的实验规律都可以用光的粒子性解释，选项A正确，选项C错误；热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性，选项B正确；由德布罗意波长公式λ＝和p＝2m·Ek知动能相等的质子和电子动量不同，德布罗意波长不相等，选项D错误．

【答案】 AB

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hp2

1．高考考查特点

(1)常以物理现象为切入点考查原子结构和波粒二象性． (2)常以科学应用角度考查光电效应及方程的应用． 2．常见误区及提醒

(1)误认为光电效应产生的条件是光的强度． (2)弄清光电效应的产生及规律是解题关键．

●考向1 光电效应及方程

1．(2015·全国卷ⅠT35(1))在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Uc与入射光的频率

ν的关系如图2所示．若该直线的斜率和截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则

普朗克常量可表示为________，所用材料的逸出功可表示为________．

图2

【解析】 根据光电效应方程Ekm＝hν－W0及Ekm＝eUc得Uc＝得h＝ek，W0＝－eb.

【答案】 ek －eb

2.(2014·江苏高考T12(C)(1))已知钙和钾的截止频率分别为7.73×10 Hz和5.44×10 Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的______________．

A．波长 B．频率 C．能量 D．动量

12

【解析】 根据爱因斯坦光电效应方程 mvm＝hν－W.由题知W钙>W钾，所以钙逸出的

2光电子的最大初动能较小．根据p＝2mEk及p＝和c＝λν知，钙逸出的光电子的特点是：动量较小、波长较长、频率较小．选项A正确，选项B、C、D错误．

【答案】 A

●考向2 光的波粒二象性

3．(多选)(2015·全国卷ⅡT35(1)改编)实物粒子和光都具有波粒二象性．下列事实中突出体现波动性的是( )

【导学号：25702072】

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14

14

hνW0hW0

－，故＝k，b＝－，eeeehλ