2021届高考物理二轮专题复习讲义：专题五-近代物理初步.doc

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1、专题复习目标学科核心素养高考命题方向1.原子及原子核的结构。2光电效应的规律和电路、能级和能级跃迁的规律。3原子核的衰变和人工转变以及核能的计算等知识。物理观念：通过学习原子核、波粒二象性，促进学生形成物质观念。科学态度与责任：所有的物理理论都必须接受实践的检验。高考主要考查原子物理和能级跃迁；光电效应规律和电路；核反应和核能；物理学史和物理学思想方法等。题目比较简单，题型为选择题。一、光电效应1光电效应的实验规律(1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率低于这个频率时不发生光电效应。(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。(3)入射光照射到金属板上时，光

2、电子的发射几乎是瞬时的，一般不会超过109 s。(4)当入射光的频率大于或等于极限频率时，饱和光电流的大小与入射光的强度成正比。2光电效应的三个概念(1)光电子的最大初动能：只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功的情况，才具有最大初动能。(2)饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。(3)入射光强度：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量。3光电效应方程(1)光电子的最大初动能Ek跟入射光子的能量h和逸出功W0的关系为E

3、khW0，光电子的最大初动能Ek可以利用光电管用实验的方法测得，即EkeUc，其中Uc是遏止电压。(2)极限频率c。(3)光电效应方程中的W0为逸出功，它与极限频率c的关系是W0hc。二、氢原子能级图1氢原子能级图如图所示。2一群氢原子处于量子数为n的激发态时，最多可能辐射出的光谱线条数NC。三、核反应和核能1原子核的衰变衰变类型衰变衰变衰变方程XYHeXYe衰变实质2个质子和2个中子结合成一个整体射出核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子2H2nHenHe衰变规律电荷数守恒、质量数守恒2.核能(1)原子核的结合能：克服核力做功，使原子核分解为单个核子时吸收的能量，或若干单个核子在核力的作用

4、下结合成原子核时放出的能量。(2)质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的现象。注意质量数与质量是两个不同的概念。(3)质能方程：Emc2，即一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量与它的质量成正比。3质能方程的应用(1)根据Emc2计算，计算时m的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，E的单位是“J”。(2)根据Em931.5 MeV计算。因1原子质量(单位u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时m的单位是“u”，E的单位是“MeV”。热点一光电效应现象1两条线索2两条对应关系(1)光照强度大光子数目多发射光电子多光电流大；(2)光子频率高光子能量大光电子的最大初动能大。

5、用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.281019 J。已知普朗克常量为6.631034 Js，真空中的光速为3.00108 ms1。能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为()A11014 HzB81014 HzC21015 Hz D81015 Hz解析根据爱因斯坦光电效应方程EkhW0hh0，代入数据解得081014 Hz，B正确。答案B 如图所示，分别用频率为、2的光照射某光电管，对应的遏止电压之比为13，普朗克常量用h表示，则()A用频率为的光照射该光电管时有光电子逸出B该光电管的逸出功为hC用频率为2的光照射时逸出光电子的初动能一定大D加正向电压时，用频

6、率为2的光照射时饱和光电流一定大解析根据光电效应方程eUc1hW，eUc22hW，联立解得Wh，频率为的单色光光子能量hW，才能发生光电效应，所以金属的逸出功为Wh0，即金属的截止频率为0，A错误；使光电流减小到0的反向电压称为遏止电压，为Uc，再根据爱因斯坦的光电效应方程，可得光电子的最大初动能为EkhW，所以该金属的遏止电压为Uc，B正确；增大入射光的强度，发生了光电效应后，单位时间内发射的光电子数目将增大，C错误；由爱因斯坦的光电效应方程可知，增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大，D错误。15(2020广州、深圳市学调联盟第二次调研)某同学釆用如图所示的装置来研究光电效应现象。某单

7、色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象，闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压， 直至电流计中电流恰为零，此时电压表显示的电压值U称为遏止电压。现分别用频率为1和2的单色光照射阴极，测量到的反向截止电压分别为U1和U2。设电子质量为m，电荷量为e，则下列关系式不正确的是()A频率为1的单色光照射阴极K时，光电子的最大初速度v1mB阴极K金属的极限频率0C普朗克常量hD阴极K金属的逸出功W解析：选C。光电子在电场中做减速运动，根据动能定理得eU10mv，则得光电子的最大初速度v1m，故A不符合题意；根据爱因斯坦光电效应方程得h1eU1W，h2eU2W，联立可得普朗克常量为h，代入可得阴极K金属的逸出功Wh1eU1，阴极K金属的极限频率为0，故C符合题意，B、D不符合题意。