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对应的最大初动能
解析:选B 因光电管不变,所以逸出功不变。由图像知甲光、乙光对应的遏止电压相等,且小于丙光对应的遏止电压,所以甲光和乙光对应的光电子最大初动能相等且小于丙光的光电子最大初动能,故D错误;根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0知甲光和乙光的频率相等,且小于丙光的频率,甲光和乙光的波长大于丙光的波长,故A错误,B正确;截止频率是由金属决定的,与入射光无关,故C错误。
10.如图所示,是甲、乙两种金属的遏止电压Uc与入射光频率像,如果用频率为ν的光照射两种金属,光电子的最大初动能分则关于E甲、E乙的大小关系正确的是( )
A.E甲>E乙 C.E甲<E乙
解析:选A 根据光电效应方程得: Ekm=hν-W0=hν-hν0 又Ekm=qUc
hhν0解得:Uc=ν-;
结合Uc-ν图线可知,当Uc=0时,ν=ν0;
由题图可知,金属甲的极限频率小于金属乙的,则金属甲的逸出功小于乙的,即W甲<W乙。
如果用ν频率的光照射两种金属,根据光电效应方程,当用相同频率的光入射时,则逸出功越大的,其光电子的最大初动能越小,因此E甲>E乙,故A正确,B、C、D错误。
11.如图甲所示是研究光电效应规律的光电管。用波长λ=0.50 μm的绿光照射阴极K,实验测得流过?表的电流I与AK之间的电势差UAK满足如图乙所示规律,取h=6.63×10果保留两位有效数字)
-34
ν的关系图
别为E甲、E乙,
B.E甲=E乙 D.无法判断
J·s。结合图像,求:(结
(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大动能。 (2)该阴极材料的极限波长。
解析:(1)光电流达到饱和时,阴极发射的光电子全部到达阳极A,阴极每秒钟发射的光电子的个数 Im0.64×1012
n==-19(个)=4.0×10(个)
e1.6×10
-6
光电子的最大初动能为: Ekm=eU0=1.6×10
-19
C×0.6 V=9.6×10
-20
J。
cc
(2)设阴极材料的极限波长为λ0,根据爱因斯坦光电效应方程:Ekm=h-h,代入数据得λ0=0.66
λλ0
μm。
答案:(1)4.0×10个 9.6×10(2)0.66 μm
对点训练:对波粒二象性的理解
12.[多选]美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时,发现光子除了具有能量之外还具有动量,被电子散射的X光子与入射的X光子相比( )
A.速度减小 C.波长减小
B.频率减小 D.能量减小
12
-20
J
解析:选BD 光速不变,A错误;光子将一部分能量转移到电子,其能量减小,随之光子的频率减小、波长变长,B、D正确,C错误。
13.[多选](2018·福建省高考适应性检测)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( )
A.电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样 B.β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹 C.人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构 D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构
解析:选ACD 干涉是波具有的特性,电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样,说明电子具有波动性,所以A正确;β粒子在云室中受磁场力的作用,做的是圆周运动,与波动性无关,所以B错误;可以利用慢中子衍射来研究晶体的结构,说明中子可以产生衍射现象,说明具有波动性,所以C正确;人们利用电子显微镜观测物质的微观结构,说明电子可以产生衍射现象,说明具有波动性,所以D正确。
第2节原子结构与原子核
(1)原子中绝大部分是空的,原子核很小。(√)
(2)核式结构学说是卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出的。(√) (3)氢原子光谱是由一条一条亮线组成的。(√)
(4)玻尔理论成功地解释了氢原子光谱,也成功地解释了氦原子光谱。(×) (5)按照玻尔理论,核外电子均匀分布在各个不连续的轨道上。(×)
(6)人们认识原子具有复杂结构是从英国物理学家汤姆孙研究阴极射线发现电子开始的。(√) (7)人们认识原子核具有复杂结构是从卢瑟福发现质子开始的。(×)
(8)如果某放射性元素的原子核有100个,经过一个半衰期后还剩50个。(×) (9)质能方程表明在一定条件下,质量可以转化为能量。(×)
突破点(一) 原子的核式结构
1.汤姆孙原子模型
(1)电子的发现:1897年,英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子。电子的发现证明了原子是可再分的。
(2)汤姆孙原子模型:原子里面带正电荷的物质均匀分布在整个原子球体中,而带负电的电子镶嵌在球内。
2.α粒子散射实验 (1)α粒子散射实验装置
(2)α粒子散射实验的结果:绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但少数α粒子穿过金箔后发生了大角度偏转,极少数α粒子甚至被“撞了回来”。
3.原子的核式结构模型 (1)α粒子散射实验结果分析
①核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变。 ②汤姆孙模型不能解释α粒子的大角度散射。
③绝大多数α粒子沿直线穿过金箔,说明原子中绝大部分是空的;少数α粒子发生较大角度偏转,反映了原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷;极少数α粒子甚至被“撞了回来”,反映了个别α粒子正对着质量比α粒子大得多的物体运动时,受到该物体很大的斥力作用。
(2)原子的核式结构模型
在原子的中心有一个很小的核,叫原子核,原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外绕核旋转。
(3)核式结构模型的局限性
卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释α粒子散射实验现象,但不能解释原子光谱是特征光谱和原子的稳定性。
[题点全练]
1.(2015·上海高考)在α粒子散射实验中,电子对α粒子运动的影响可以忽略。这是因为与α粒子相比,电子的( )
A.电量太小 C.体积太小
B.速度太小 D.质量太小
1
解析:选D 在α粒子散射实验中,由于电子的质量太小,电子的质量只有α粒子的,它对α
7 300粒子速度的大小和方向的影响就像灰尘对枪弹的影响,完全可以忽略。故D正确,A、B、C错误。
2.[多选]如图所示是英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔的实验装置。下列关于该实验的描述正确的是( )
A.α粒子轰击金箔的实验需在真空条件下完成 B.α粒子的散射实验揭示了原子核有复杂的结构
C.实验结果表明绝大多数α粒子穿过金箔后没有发生散射 D.α粒子从金原子内部穿出后携带了原子内部结构的信息
解析:选ACD 当α粒子穿过原子时,电子对α粒子影响很小,影响α粒子运动的主要是原子核,离核远则α粒子受到的库仑斥力很小,运动方向改变小。只有当α粒子与核十分接近时,才会受到很大库仑斥力,而原子核很小,所以α粒子接近它的机会就很少,所以只有极少数大角度的偏转,而绝大多数基本按直线方向前进,α粒子轰击金箔的实验需在真空条件下完成,故A正确;α粒子的散射实验揭示了原子具有复杂的核式结构,故B错误;实验结果表明绝大多数α粒子穿过金箔后没有发生散射,故C正确;α粒子从金原子内部穿出后携带了原子内部的信息,故D正确。
3.如图所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验装置的示意图,荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时,关于观察到的现象,下述说法中正确的是( )
A.放在A位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数最少 B.放在B位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数最多 C.放在C位置时,屏上仍能观察一些闪光,但次数极少 D.放在D位置时,屏上观察不到闪光
解析:选C 放在A位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数最多,说明大多数射线基本不偏转,故A错误;放在B位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数较放在A位置时少,故B错误;放在C位置时,屏上仍能观察一些闪光,但次数极少,说明极少数射线较大偏转,可知原子内部带正电的那部分物质体积小且质量大,故C正确;放在D位置时,屏上可以观察到闪光,只不过很少很少,说明很少很少射线发生大角度的偏转,故D错误。
突破点(二) 原子能级跃迁规律
1.对氢原子能级图的理解 (1)能级图如图所示。