1、专题13 回归基础专题训练光电效应 原子物理 1如图2所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是()图2A有光子从锌板逸出B有电子从锌板逸出C验电器指针张开一个角度D锌板带负电 【解析】选C 用紫外线照射锌板是能够发生光电效应的，锌板上的电子吸收紫外线的能量从锌板表面逸出，称之为光电子，故A错误，B正确；锌板与验电器相连，带有相同电性的电荷，锌板失去电子应该带正电，且失去电子越多，带正电的电荷量越多，验电器指针张角越大，故C正确，D错误。 2关于光电效应的规律，下列说法中正确的是()A只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能产生B光电子的最大初动能跟入射光强
2、度成正比C发生光电效应的反应时间一般都大于107sD发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数目与入射光强度成正比 【解析】选D由hh知，当入射光波长小于金属的极限波长时，发生光电效应，故A错；由EkhW0知，最大初动能由入射光频率决定，与入射光强度无关，故B错；发生光电效应的时间一般不超过109s，故C错误；发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数目与入射光的强度是成正比的，D正确。 3图3为一真空光电管的应用电路，其金属材料的极限频率为4.51014 Hz，则以下判断中正确的是()图3A发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率B发生光电效应时，电路中光电流的饱和
3、值取决于入射光的强度C用0.5 m的光照射光电管时，电路中有光电流产生D光照射时间越长，电路中的电流越大 【解析】选C在光电管中若发生了光电效应，单位时间内发射光电子的数目只与入射光的强度有关，光电流的饱和值只与单位时间内发射光电子的数目有关。据此可判断A、D错误，B正确；波长0.5 m的光子的频率 Hz61014 Hz4.51014 Hz，可发生光电效应，所以C正确。 4在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Uc与入射光的频率的关系如图6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，则普朗克常量和所用材料的逸出功可分别表示为()图6Aekeb BekebCekeb Dekeb
4、 【解析】选C光电效应中，入射光子能量h，克服逸出功W0后多余的能量转换为电子动能，反向遏制电压，有eUhW0，整理得U，斜率即k，所以普朗克常量hek，截距为b，即ebW0，所以逸出功W0eb。故选项C正确。 5如图3所示为氢原子的四个能级，其中E1为基态，若氢原子A处于激发态E2，氢原子B处于激发态E3，则下列说法正确的是（）图3A原子A可能辐射出3种频率的光子B原子B可能辐射出3种频率的光子C原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级E4D原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级E4 【解析】选B原子A从激发态E2跃迁到E1，只辐射一种频率的光子，A错误；原子B从激发态E3跃迁到基态E
5、1可能辐射三种频率的光子，B正确；由原子能级跃迁理论可知，原子A可能吸收原子B由E3跃迁到E2时放出的光子并跃迁到E3，但不能跃迁到E4，C错误；A原子发出的光子能量EE2E1大于E4E3，故原子B不可能跃迁到能级E4，D错误。 6（多选） 14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约5 700年。已知植物存活期间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是（）A该古木的年代距今约5 700年B12C、13C、14C具有相同的中子数C14C衰变为14N的过程中放出射线D增加样品测量
6、环境的压强将加速14C的衰变 【解析】选AC因古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，则可知经过的时间为一个半衰期，即该古木的年代距今约为5 700年，选项A正确；12C、13C、14C具有相同的质子数，由于质量数不同，故中子数不同，选项B错误；根据核反应方程可知，14C衰变为14N的过程中放出电子，即发出射线，选项C正确；外界环境不影响放射性元素的半衰期，选项D错误。 7(多选）一个静止的放射性原子核处于匀强磁场中，由于发生了衰变而在磁场中形成如图5所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为116，下列判断中正确的是（）图5A该原子核发生了衰变B反冲原子核在小圆上逆时针运动C原来静止
7、的核，其原子序数为15D放射性的粒子与反冲核运动周期相同 【解析】选BC衰变后产生的新核即反冲核及放射的带电粒子在匀强磁场中均做匀速圆周运动，轨道半径r，因反冲核与放射的粒子动量守恒，而反冲核电荷量较大，所以其半径较小，并且反冲核带正电荷，由左手定则可以判定反冲核在小圆上做逆时针运动，在大圆上运动的放射粒子在衰变处由动量守恒可知其向上运动，且顺时针旋转，由左手定则可以判定一定带负电荷。因此，这个衰变为衰变，放出的粒子为电子，衰变方程为ABe。由两圆的半径之比为116可知，B核的核电荷数为16。原来的放射性原子核的核电荷数为15，其原子序数为15。即A为P（磷）核，B为S（硫）核。由周期公式T可
8、知，因电子与反冲核的比荷不同，它们在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期不相同，反冲核的周期较大。 8（多选）关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有（）A.UThHe是衰变B.NHeOH是衰变C.HHHen是轻核聚变D.SeKr2e是重核裂变 【解析】选AC衰变是放射出氦核的天然放射现象，A正确；衰变是放射出电子的天然放射现象，而B项是发现质子的原子核人工转变，故B错误；C项是轻核聚变，D项是衰变现象，故C正确，D错误。 9（多选）关于原子核的结合能，下列说法正确的是（）A原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B一重原子核衰变成粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重
9、核的结合能C铯原子核（Cs）的结合能小于铅原子核（Pb）的结合能D比结合能越大，原子核越不稳定 【解析】选ABC由原子核的结合能定义可知，原子核分解成自由核子时所需的最小能量为原子核的结合能，选项A正确；重原子核的核子平均质量大于轻原子核的核子平均质量，因此原子核衰变产物的结合能之和一定大于衰变前的结合能，选项B正确；铯原子核的核子数少，因此其结合能小，选项C正确；比结合能越大的原子核越稳定，选项D错误。 10下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是（）A射线是高速运动的电子流B氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D.83Bi的半衰期是5
10、天，100克83Bi经过10天后还剩下50克 【解析】选B射线是光子流，故A错误；氢原子辐射光子后，由高能级向低能级跃迁，半径减小，绕核运动的动能增大，故B正确；太阳辐射能量主要来源是太阳中发生的轻核聚变，故C错误；100克83Bi经过10天即2个半衰期还剩下100克25克，故D错误。 11（多选）下列说法正确的是（）ATh核发生一次衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4B太阳辐射的能量最主要来自太阳内部的热核反应C若使放射性物质的温度升高，其半衰期可能变小D用14 eV的光子照射处于基态的氢原子，可使其电离 【解析】选BD因衰变的本质是发生衰变的核中减少2个质子和2个中子形成氦核，所
11、以一次衰变，新核与原来的核相比，中子数减少了2，A项错；太阳辐射的能量是太阳内部核聚产生的，所以B项正确；半衰期由核内部自身因素决定，与其他因素无关，所以C项错；因为氢原子基态的能量为13.6 eV，所以用14 eV光子照射一定能电离，D项正确。 12(多选）下列说法中正确的是（）A卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构B.Th衰变成Pb要经过6次衰变和4次衰变C衰变中产生的射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的D对于某种金属，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大 【解析】选BD卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，但并不能说明原子核有复杂的结
12、构，A错；据衰变、衰变的实质可知ThPbn Hem e，得n6，m4，故B正确；衰变中射线是由原子核中的中子转变形成的，C错；据光电效应方程EkhW0得入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能Ek就越大，D正确。 13氢原子核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道时（）A要吸收光子，电子的动能、电势能都减小B要吸收光子，电子的动能增大，电势能减小C要放出光子，电子的动能、电势能都减小D要放出光子，电子的动能增大，电势能减小 【解析】选D根据Ekmv，而，有Ek，当rn减小时，Ek增加，而氢原子的能量（包括动能和电势能）En eV，所以当rn减小时，氢原子的能量要减少，原子能量中动能增加，总能量减少，所以电势能必然减少。选项D正确。 14（多选）氘核、氚核、中子、氦核的质量分别是m1、m2、m3和m4，如果氘核和氚核结合生成氦核，则下列说法中正确的是（）A核反应方程式为HHHenB这是一个裂变反应C核反应过程中的质量亏损mm1m2m3D核反应过程中释放的核能E（m1m2m3m4）c2 【解析】AD由氘核和氚核的结合以及电荷数、质量数守恒可知选项A正确；该核反应为聚变反应，选项B错误；核反应过程中的质量亏损为mm1m2m3m4，选项C错误；由爱因斯坦质能方程可知核反应过程中释放的核能Emc2，可知选项D正确。6
