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第3講章末熱點集訓 　對光電效應的理解和應用 　(2016高考江蘇卷)幾種金屬的逸出功W0見下表： 金屬 鎢 鈣 鈉 鉀 銣 W0(10－19 J) 7.26 5.12 3.66 3.60 3.41 用一束可見光照射上述金屬的表面，請通過計算說明哪些能發(fā)生光電效應．已知該可見光的波長范圍為4.010－7～7.610－7 m，普朗克常量h＝6.6310－34 Js. [解析]　光子的能量E＝，取λ＝4.010－7 m，則E≈5.010－19 J 根據(jù)E＞W(wǎng)0判斷，鈉、鉀、銣能發(fā)生光電效應． [答案]　鈉、鉀、銣 　1.用如圖所示的光電管研究光電效應的實驗中，用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K，電流計G的指針發(fā)生偏轉．而用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時，電流計G的指針不發(fā)生偏轉，那么(　　) A．a(chǎn)光的頻率一定小于b光的頻率 B．只增加a光的強度可使通過電流計G的電流增大 C．增加b光的強度可能使電流計G的指針發(fā)生偏轉 D．用a光照射光電管陰極K時通過電流計G的電流是由d到c 解析：選B.由于用單色光a照射光電管陰極K，電流計G的指針發(fā)生偏轉，說明發(fā)生了光電效應，而用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時，電流計G的指針不發(fā)生偏轉，說明b光不能發(fā)生光電效應，即a光的頻率一定大于b光的頻率；增加a光的強度可使單位時間內逸出光電子的數(shù)量增加，則通過電流計G的電流增大，因為b光不能發(fā)生光電效應，所以即使增加b光的強度也不可能使電流計G的指針發(fā)生偏轉；用a光照射光電管陰極K時，通過電流計G的電子的方向是由d到c所以電流方向是由c到d，選項B正確． 　氫原子能級躍遷問題 　(2015高考海南卷)氫原子基態(tài)的能量為E1＝－13.6eV.大量氫原子處于某一激發(fā)態(tài)．由這些氫原子可能發(fā)出的所有的光子中，頻率最大的光子能量為－0.96E1，頻率最小的光子的能量為________eV(保留2位有效數(shù)字)，這些光子可具有________種不同的頻率． [解析]　頻率最大的光子對應于從最高能級向基態(tài)的躍遷，則有En－E1＝－0.96E1，又因為En＝E1，故可得n＝5，因而頻率最小的光子對應于從n＝5到n＝4的能級躍遷，具有的能量ΔE＝E5－E4＝－＝0.31 eV，因氫原子是大量的，故由C＝10知可具有10種不同頻率的光子． [答案]　0.31　10 　2.(2018北京海淀高三模擬)已知氦離子(He＋)的能級圖如圖所示，根據(jù)能級躍遷理論可知(　　) A．氦離子(He＋)從n＝4能級躍遷到n＝3能級比從n＝3能級躍遷到n＝2能級輻射出光子的頻率低 B．大量處在n＝3能級的氦離子(He＋)向低能級躍遷，只能發(fā)出2種不同頻率的光子 C．氦離子(He＋)處于n＝1能級時，能吸收45 eV的能量躍遷到n＝2能級 D．氦離子(He＋)從n＝4能級躍遷到n＝3能級，需要吸收能量 解析：選A.氦離子的躍遷過程類似于氫原子，從高能級到低能級躍遷過程中要以光子的形式放出能量，而從低能級向高能級躍遷的過程中吸收能量，且吸收(或放出)的能量滿足能級的差值，即ΔE＝EM－EN.故C、D錯誤；大量的氦離子從高能級向低能級躍遷的過程中，輻射的光子種類滿足組合規(guī)律即C，故B錯誤． 　核能的計算 　現(xiàn)有兩動能均為E0＝0.35 MeV的H在一條直線上相向運動，兩個H發(fā)生對撞后能發(fā)生核反應，得到He和新粒子，且在核反應過程中釋放的能量完全轉化為He和新粒子的動能．已知H的質量為2.014 1 u，He的質量為3.016 0 u，新粒子的質量為1.008 7 u，核反應時質量虧損1 u釋放的核能約為931 MeV(如果涉及計算，結果保留整數(shù))．則下列說法正確的是(　　) A．核反應方程為H＋H→He＋H B．核反應前后不滿足能量守恒定律 C．新粒子的動能約為3 MeV D.He的動能約為4 MeV [解析]　由核反應過程中的質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知H＋H→He＋n，則新粒子為中子n，所以A錯誤；核反應過程中質量虧損，釋放能量，虧損的質量轉變?yōu)槟芰?，仍然滿足能量守恒定律，B錯誤；由題意可知ΔE＝(2.014 1 u2－3.016 0 u－1.008 7 u)931 MeV/u＝3.3 MeV，根據(jù)核反應中系統(tǒng)的能量守恒有EkHe＋Ekn＝2E0＋ΔE，根據(jù)核反應中系統(tǒng)的動量守恒有pHe－pn＝0，由Ek＝，可知＝，解得EkHe＝(2E0＋ΔE)≈1 MeV，Ekn＝(2E0＋ΔE)≈3 MeV，所以C正確、D錯誤． [答案]　C 　3.一個靜止的氡核Rn放出一個α粒子后衰變?yōu)獒暫薖o，同時放出能量為E＝0.09 MeV的光子．假設放出的核能完全轉變?yōu)獒暫伺cα粒子的動能，不計光子的動量．已知M氡＝222.086 63 u、mα＝4.002 6 u、M釙＝218.076 6 u，1 u相當于931.5 MeV的能量． (1)寫出上述核反應方程； (2)求出發(fā)生上述核反應放出的能量； (3)確定釙核與α粒子的動能． 解析：(1)Rn→Po＋He＋γ. (2)質量虧損Δm＝222.086 63 u－4.002 6 u－218.076 6 u＝0.007 43 u ΔE＝Δmc2＝0.007 43931.5 MeV＝6.92 MeV. (3)設α粒子、釙核的動能分別為Ekα、Ek釙，動量分別為pα、p釙，由能量守恒定律得：ΔE＝Ekα＋Ek釙＋E 不計光子的動量，由動量守恒定律得： 0＝pα＋p釙 又Ek＝，故Ekα∶Ek釙＝218∶4 聯(lián)立解得Ek釙＝0.12 MeV，Ekα＝6.71 MeV. 答案：(1)Rn→Po＋He＋γ　(2)6.92 MeV (3)0.12 MeV　6.71 MeV