逍遥学能 2013-03-24 21:26
一、不定项选择题
1.爱因斯坦由光电效应的实验规律提出了光子说，以下对光电效应的解释，正确的是( )
A.金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属
B.如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力逸出时需要做的最小功，但只要照射时间足够长，光电效应也能发生
C.发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大
D.由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应的入射光的最低频率也不相同
2.(2011•重庆高考)核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线.下列说法正确的是( )
A.碘131释放的β射线由氦核组成
B.铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量
C.与铯137相比，碘131衰变更慢
D.铯133和铯137含有相同的质子数
3.(2011•大纲版全国卷)已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量En=E1/n2，其中n=2,3….用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速.能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为( )
A. B. C. D.
4.为了解决人类能之需，实现用核能代替煤、石油等不可再生能，很多国家都在研制全超导核聚变“人造太阳”，它是从海水中提取原料，在上亿度的高温下发生的可控核聚变反应，科学家依据的核反应方程是( )
A.23490Th→23491Pa+0-1e
B.23592U+10n→14156Ba+9236Kr+310n
C.21H+31H→42He+10n
D.23892U→23490Th+42He
5.已知金属锌发生光电效应时产生的光电子的最大初动能Ek跟入射光的频率的关系图像如图中的直线1所示.某种单色光照射到金属锌的表面时，产生的光电子的最大初动能为E1.若该单色光照射到另一金属表面时产生的光电子的最大初动能为E2,且E2<E1，关于这种金属的光电子的最大初动能Ek跟入射光的频率ν的关系图像应是图中的( )
A.a B.b
C.c D.上述三条图线都不正确
6.若规定氢原子处于基态时的能量E1＝0，则其在各激发态的能量依次为E2＝10.2 eV，E3＝12.09 eV，E4＝12.75 eV，E5＝13.06 eV…在某气体放电管中，处于基态的氢原子受到能量为12.6 eV的高速电子轰击而跃迁到激发态，在这些氢原子从激发态向低能级跃迁的过程中( )
A.总共能辐射出6种不同频率的光子
B.总共能辐射出3种不同频率的光子
C.辐射出的频率最大的光子可能为γ粒子
D.辐射出的波长最长的光子是从n=3能级跃迁到n=1能级时放出的
二、计算题
7.核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能.近年，受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变电站.一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘(又叫重氢)和氚(又叫超重氢)聚合成氦,并释放一个中子.若已知氘原子的质量为2.014 1 u，氚原子的质量为3.016 0 u，氦原子的质量为4.002 6 u,中子的质量为
1.008 7 u，1 u=1.66×10-27 kg.
(1)写出氘和氚聚合的核反应方程；
(2)试计算这个核反应释放出的能量.(光速c=3.00×108 /s，结果取两位有效数字)
8.(2011•唐模拟)如图所示，相距为d的两平行金属板A、B足够大，板间电压恒为U，有一波长为λ的细激光束照射到B板中央，使Ｂ板发生光电效应，已知普朗克常量为h，金属板Ｂ的逸出功为Ｗ，电
子质量为，电荷量为e，求：
(１)从B板运动到A板所需时间最短的光电子，
到达A板时的动能.
(2)光电子从B板运动到A板时所需的最长时间.
答案解析
1. 【解析】选D.据光电效应规律：金属内每个电子只能吸收一个光子.且不积累，A、B均错.光电子的最大初动能由入射光频率ν、金属的逸出功W决定，与光强无关，C错.据光电效应方程 知，D正确.
2. 【解析】选D.β射线是高速运动的电子流，不是氦原子核，A错误；γ射线的频率大于可见光的频率，根据E=hν可知，γ射线光子能量大于可见光光子能量，B错误；半衰期越短，衰变越快，C错误；铯133和铯137都是铯元素，是质子数相同而中子数不同的同位素，所以D正确.
3. 【解析】选C.从第一激发态到电离状态吸收的能量 ，根据
ΔE= ，所以 因此正确答案为C.
4. 【解析】选C.因四个核反应方程中，B为核裂变方程，A、D为天然衰变方程，只有C为核聚变方程，故正确核反应方程为C.
5. 【解析】选A.由光电效应方程Ek=hν-W可知，不论何种金属发生光电效应时，Ek-ν的图像斜率均为普朗克常量，即图像相互平行，B错.因为E2<E1,故C错，A正确.
6. 【解析】选B.能量为12.6 eV的高速电子能使氢原子跃迁到n=3能级，据N＝ 可知，被激发的氢原子从激发态向低能级跃迁的过程中总共能辐射出3种不同频率的光子，选项A错误、B正确；γ粒子是原子核被激发放出的光子，选项C错误；从n＝3能级跃迁到n=1能级时放出的光子能量最大，频率最高、波长最短，选项D错误.
7. 【解析】(1)氘和氚聚合的核反应方程：
21H+31H→42He+10n
(2)核反应释放出的能量：E=Δc2
Δ=(氘+氚)-(He+n)=0.018 8 u
E=Δc2≈2.8×10-12 J.
答案：(1)21H+31H→42He+10n (2)2.8×10-12 J
8. 【解析】(1)根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W，光子的频率为 ，所以，光电子的最大初动能为 能以最短时间到达A板的光电子，是初动能最大且垂直于板面离开B板的电子，设到达A板的动能为Ek1，由动能定理，得eU=Ek1-Ek,所以Ek1＝eU+
(2)能以最长时间到达A板的光电子，是离开B板时的初速度为零或运动方向平行于B板的光电子.
则 得
答案：(1) (2)