專題十六 近代物理初步應(yīng)用篇【應(yīng)用集訓(xùn)】應(yīng)用一 解決氫原子能級躍遷問題的方法1.(多選)如圖為氫原子能級圖,可見光的光子能量范圍為1.62~3.11eV,則下列說法正確的是( ) A.大量處在n=3能級的氫原子向n=2能級躍遷時,發(fā)出的光是紫外線B.大量處在n=4能級的氫原子向低能級躍遷過程中會發(fā)出紅外線C.大量處在n=4能級的氫原子向低能級躍遷時,最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的是由n=4能級向n=3能級躍遷輻射出的光子D.用能量為10.3eV的電子轟擊,可以使基態(tài)的氫原子受激發(fā)答案 BCD 2.(2020安徽含山中學(xué)高二月考,13)(多選)如圖所示為氫原子的能級圖,用光子能量為12.75eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子,下列說法正確的是( )A.氫原子可以輻射出6種波長的光B.氫原子躍遷時輻射光的最大能量小于吸收的光子能量C.輻射光中,光子能量為0.66eV的光波長最長D.用光子能量為14.2eV的光照射基態(tài)的氫原子,能夠使其電離答案 ACD 應(yīng)用二 原子核的衰變規(guī)律及衰變次數(shù)的計算方法 (2020山東日照高三月考,1)地光是在地震前夕出現(xiàn)在天邊的一種奇特的發(fā)光現(xiàn)象,它是放射性元素氡因衰變釋放大量的帶電粒子,通過巖石裂隙向大氣中集中釋放而形成的。已知Rn的半衰期為3.82d,經(jīng)衰變后變成穩(wěn)定的Pb。下列說法正確的是( )A.氡核Rn的中子數(shù)為86,質(zhì)子數(shù)為136B.該衰變要經(jīng)過4次α衰變和4次β衰變C.該衰變過程,遵循質(zhì)量守恒、電荷數(shù)守恒D.標(biāo)號為a、b、c、d的4個氡核Rn經(jīng)3.82天后一定剩下2個核未衰變
答案 B [教師專用題組]【應(yīng)用集訓(xùn)】 1.(多選)光電效應(yīng)實驗中,下列表述正確的是( )A.光照時間越長,光電流越大B.入射光足夠強就可以有光電流C.遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)D.入射光頻率大于極限頻率時一定能產(chǎn)生光電子答案 CD 光電流的大小與光照時間的長短無關(guān),選項A錯誤;無論光照強度多大,光照時間多長,只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng),故選項B錯誤;遏止電壓與入射光的頻率有關(guān),超過極限頻率的入射光頻率越高,所產(chǎn)生的光電子的最大初動能就越大,則遏止電壓越大,故選項C正確;只要光的頻率大于極限頻率就能產(chǎn)生光電效應(yīng),即一定能產(chǎn)生光電子,故選項D正確。2.研究光電效應(yīng)規(guī)律的實驗裝置如圖所示,用頻率為ν的光照射光電管陰極K時,有光電子產(chǎn)生。由于光電管K、A間加的是反向電壓,光電子從陰極K發(fā)射后將向陽極A做減速運動。光電流i由圖中電流計G測出,反向電壓U由電壓表V測出。當(dāng)電流計的示數(shù)恰好為零時,電壓表的示數(shù)稱為遏止電壓Uc,在下列表示光電效應(yīng)實驗規(guī)律的圖像中,錯誤的是 ( )答案 B 由光電效應(yīng)規(guī)律可知,反向電壓和入射光頻率一定時,光電流與光強成正比,A圖像正確;光射到金屬上時,產(chǎn)生光電流的時間不超過10-9s,幾乎是瞬時的,不需要時間積累,故D圖像正確;從金屬中發(fā)出的光電子,在反向電壓作用下做減速運動,隨著反向電壓的增大,到達陽極的光電子數(shù)減少,故C圖像正確;由光電效應(yīng)方程可知,Ekm=hν-W0,而eUc=Ekm,所以有Uc=-,由此可知,B圖像錯誤。3.(2020山東等級考模擬卷)如圖所示,有一束單色光入射到極限頻率為ν0的金屬板K上,具有最大初動能的某出射光電子,沿垂直于平行板電容器極板的方向,從左側(cè)極板上的小孔入射到兩極板間的勻強電場后,
到達右側(cè)極板時速度剛好為零。已知電容器的電容為C,所帶電荷量為Q,極板間距為d,普朗克常量為h,電子電荷量的絕對值為e,不計電子的重力。關(guān)于電容器右側(cè)極板的帶電情況和入射光的頻率ν,以下判斷正確的是( )A.帶正電,ν0+ B.帶正電,ν0+C.帶負電,ν0+ D.帶負電,ν0+答案 C 電子在電容器里面做減速運動,所以受到向左的電場力的作用,所以場強方向向右,電容器右側(cè)的極板帶負電。一束單色光入射到極限頻率為ν0的金屬板K上,設(shè)射出光電子的最大初動能為Ek,則:hν-W=Ekhν0=W電子在電容器中做減速運動,由動能定理得:-eU=0-Ek電容器兩極板間的電勢差為:U=根據(jù)以上各式,解得:ν=ν0+故選項C正確,選項A、B、D錯誤?！疽?guī)律總結(jié)】光電效應(yīng)中三個重要關(guān)系(1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程:Ek=hν-W0。(2)光電子的最大初動能Ek與遏止電壓Uc的關(guān)系:Ek=eUc。(3)逸出功W0與極限頻率νc的關(guān)系:W0=hνc。4.(多選)放射性元素U衰變有多種可能途徑,其中一種途徑是先變成Bi,而Bi可以經(jīng)一次衰變變成X(X代表某種元素),也可以經(jīng)一次衰變變成TlX和Tl最后都變成Pb,衰變路徑如圖所示。則( )A.a=84B.b=206CBiX是β衰變BiTl是α衰變DBiX是α衰變BiTl是β衰變答案 ABC 由Bi變成X,質(zhì)量數(shù)不變,說明發(fā)生的是β衰變,同時知a=84。由Bi變成Tl時電荷數(shù)減2,說明發(fā)生的是α衰變,同時知b=206。5.(2020河南安陽模擬)如圖為氫原子的能級示意圖,現(xiàn)有大量的氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài),當(dāng)原子向低能級躍遷時輻射出若干不同頻率的光。關(guān)于這些光,下列說法正確的是( )A.最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的光是由n=4能級躍遷到n=1能級產(chǎn)生的B.頻率最小的光是由n=2能級躍遷到n=1能級產(chǎn)生的C.這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光D.用由n=2能級躍遷到n=1能級輻射出的光去照射逸出功為6.34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng)答案 D 由n=4能級躍遷到n=3能級產(chǎn)生的光,能量最小,波長最長,因此最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象,故A錯誤;能量最小的光頻率最小,是由n=4能級躍遷到n=3能級產(chǎn)生的,故B錯誤;大量處于n=4能級的氫原子能發(fā)射
=6種頻率的光,故C錯誤;由n=2能級躍遷到n=1能級輻射出的光子的能量為ΔE=-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV,大于6.34eV,能使金屬鉑發(fā)生光電效應(yīng),故D正確?！痉椒ㄌ骄俊看_定氫原子輻射光譜線的數(shù)量的方法一個氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為n-1。一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)N==。6.(2020浙江德清模擬)重核裂變的一個核反應(yīng)方程為UnXeSr+n,已知UXeSr的平均結(jié)合能分別為7.6MeV、8.4MeV、8.7MeV,則( )A.該核反應(yīng)方程中x=10BU的中子數(shù)為92C.該核反應(yīng)釋放9.5MeV的能量DU的平均結(jié)合能比Xe的小U比Xe更穩(wěn)定答案 A 根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知,x=10,選項A正確U的質(zhì)子數(shù)為92,質(zhì)量數(shù)為235,所以中子數(shù)為143,選項B錯誤;反應(yīng)前的總結(jié)合能E1=7.6MeV×235=1786MeV,反應(yīng)后的總結(jié)合能E2=8.4MeV×136+8.7MeV×90=1925.4MeV,E1
