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、近代物理初步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

2、大而增大。(3)入射光照射到金属板上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不会超过10－9s。(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

3、程(1)光电子的最大初动能Ek跟入射光子的能量hν和逸出功W0的关系为Ek＝hν－W0，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Ek＝eUc，其中Uc是遏止电压。(2)极限频率νc＝。(3)光电效应方程中的W0为逸出功，它与极限频率νc的关系是W0＝hνc。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N＝C＝。三、核反应和核能1．原子核的衰变衰变类型α衰变β衰变衰变方程X→Y＋HeX→Y＋e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2H＋2n→Hen

4、→H＋e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：E＝mc2，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ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”。(2)根据ΔE＝Δm×931.5MeV计算。因1原子质量(单位u)相当于931.5MeV的能量，所以

5、计算时Δm的单位是“u”，ΔE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。用波长为300nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10－19J。已知普朗克常量为6.63×10－34J·s，真空中的光速为3.00×108m·s－1。能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为(　　)A．1×1014Hz　　　　　　　B．8×1014HzC．2×1015HzD．8×1015Hz[解析]　根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0＝h－h

6、ν0，代入数据解得ν0≈8×1014Hz，B正确。[答案]　B如图所示，分别用频率为ν、2ν的光照射某光电管，对应的遏止电压之比为1∶3，普朗克常量用h表示，则(　　)A．用频率为ν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hνC．用频率为2ν的光照射时逸出光电子的初动能一定大D．加正向电压时，用频率为2ν的光照射时饱和光电流一定大[解析]　根据光电效应方程eUc1＝hν－W，eUc2＝2hν－W，＝，联立解得W＝hν，频率为ν的单色光光子能量h×ν

7、ν－W，可知，光子频率越大，光电子的最大初动能越大，但是逸出光电子的初动能小于等于最大初动能，所以用频率为2ν的光照射时逸出光电子的初动能不一定大，故C错误；在发生光电效应的前提下，饱和光电流的强度只与光照强度有关，电压只是提高光电子的动能，增大电流。到达一定程度之后肯定要受到光电子数量的约束，电流不再增大，故D错误。[答案]　B【拓展训练1】　(2020·湘赣皖长郡十五校6月联考)科学家们对光电效应的深入研究对发展量子理论起了根本性的作用，下列说法正确的是(　　)A．爱因斯坦最先发现了光电效应现象，并提出光电效应方程，成功解释了此现象B