高考物理总复习教师用书第十二章 近代物理初步

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第十二章近代物理初步
考 纲 要 求 考 情 分 析
光电效应 Ⅰ 放射性同位素 Ⅰ 1.命题规律
高考对该部分内容多为单独
考查，有时与电磁学或动量知
识进行简单交汇命题。题型一般
为选择题，难度中等。
2.考查热点
该部分内容知识点较多，考查
热点有光电效应、原子的跃迁、
原子核的衰变、核反应及核能的
计算等。原子物理属于前沿科学
知识，复习时应侧重对基本概
念和规律的理解和应用。
爱因斯坦光电效应
方程 Ⅰ 核力、核反应方程 Ⅰ
氢原子光谱 Ⅰ 结合能、质量亏损 Ⅰ
氢原子的能级结
构、能级公式 Ⅰ裂变反应和聚变反应、
裂变反应堆 Ⅰ
原子核的组成、放
射性、原子核的衰
变、半衰期
Ⅰ 射线的危害与防护 Ⅰ
第72 课时　波粒二象性(双基落实课)
点点通(一)　对光电效应的理解
1．光电效应现象
在光的照射下，金属中的电子从表面逸出的现象。发射出来的电子叫光电子。
2．光电效应的产生条件
入射光的频率大于金属的极限频率。
3．光电效应的三大规律
光电子的最大初动能随
着入射光频率的增大而
增大，与入射光强度无
关
电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用做功，剩余部分转化
为光电子的初动能，只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最
大初动能，对于确定的金属，逸出功 W0是一定的，故光电子的
最大初动能只随入射光的频率增大而增大，与入射光强度无关
光电效应具有瞬时性 光照射金属时，电子吸收一个光子的能量后，动能立即增大，不
需要能量积累的过程
光较强时饱和电流大 光较强时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，
因而饱和电流较大
[小题练通]
1.(多选)(人教教材演示实验改编题)如图所示，用导线把验电
器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是(　　)
A．有光子从锌板逸出
B．有电子从锌板逸出
C．验电器指针张开一个角度
D．锌板带负电
解析：选BC　当用紫外线照射锌板时，发生光电效应，有电子从锌板逸出，锌板带
正电，验电器指针张开一个角度，故 B、C正确。
2.(多选)如图所示，电路中所有元件完好，但当光照射到光电管
上的金属材料上时，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是(
)
A．入射光太弱
B．入射光的波长太长
C．光照时间短
D．电源正、负极接反
解析：选BD　若入射光的频率小于极限频率，则没有光电子逸出，入射光的波长越
长，频率越小；若所加反向电压大于遏止电压，则电子就不能到达阳极，也不会有光电流
故B、D正确。
3．(粤教教材原题)用某种色光照射到金属表面时，金属表面有光电子飞出，如果光的
强度减弱而频率不变，则(　　)
A．光的强度减弱到某一最低数值时，就没有光电子飞出
B．单位时间内飞出的光电子数目减少
C．逸出的光电子的最大初动能减小
D．单位时间内逸出的光电子数目和最大初动能都减小
解析：选B　光的强度减弱而频率不变，则仍有光电子飞出，只是单位时间内飞出的
光电子数目减少，而光电子的最大初动能与光的频率有关，频率不变最大初动能不变，故
B正确。
4．(多选)如图所示，是工业生产中大部分光电控制设备(如夜亮昼熄的路灯)用到的光
控继电器的示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成。
当用绿光照射光电管阴极K时，可以发生光电效应，则下列说法中正确的是(　　)
A．增大绿光照射强度，光电子最大初动能增大
B．增大绿光照射强度，电路中的光电流增大
C．改用波长比绿光波长大的光照射光电管阴极K时，电路中一定有光电流
D．改用频率比绿光频率大的光照射光电管阴极K时，电路中一定有光电流
解析：选BD　增大绿光照射强度，光电子最大初动能不变，而光电流增大，A错误，
B正确；改用频率大的光照射，入射光频率一定大于极限频率，则一定有光电流，D正确；
光的波长越大频率越小，改用波长大的光照射，入射光频率不一定大于极限频率，则不一
定有光电流，C错误。
[融会贯通]
(1)光电子的最大初动能取决于入射光的频率。
(2)单位时间内逸出的光电子数取决于入射光的强弱。
点点通(二)　爱因斯坦的光电效应方程及应用
1．光子说：在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光
子的能量 ε ＝ hν 。
2．逸出功 W0：电子从金属中逸出所需做功的最小值。
3．最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸
出时所具有的动能的最大值。
4．光电效应方程
(1)表达式：Ek＝hν － W 0。
(2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是 hν，这些能量的一部分用来
克服金属的逸出功 W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能 Ek。
5.光电效应的四类图像
图像名称 图线形状 由图线直接(间接)得到的物
理量
最大初动能 Ek与入射光频率
ν的关系图 线
①极限频率：图线与 ν轴交
点的横坐标 νc
②逸出功：图线与 Ek轴交点
的纵坐标的绝对值 W0＝|－E|
＝E
③ 普朗克常量：图线的斜率
k＝h
颜色相同、强度不同的光，光
电流与电压的关系
① 遏止电压Uc：图线与横轴
的交点
②饱和光电流 Im：电流的最
大值
③最大初动能：Ek＝eUc
颜色不同时，光电流与电压
的关系
① 遏止电压Uc1、Uc2
②饱和光电流
③最 大 初 动 能 Ek1 ＝
eUc1，Ek2＝eUc2
遏止电压Uc与入射光频率 ν
的关系图线
①极限频率 νc：图线与横轴
的交点
② 遏止电压Uc：随入射光频
率的增大而增大
③ 普朗克常量h：等于图线
的斜率与电子电荷量 的 乘
积，即 h＝ke (注：此时两极
之间接反向电压)
[小题练通]
1．(2018·全国卷Ⅱ)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1.28×10－19 J。已知普朗克常量为 6.63×10－34 J·s，真空中的光速为3.00×108 m·s－1。能使
锌产生光电效应的单色光的最低频率约为(　　)
A．1×1014 Hz　　　　　　　 B．8×1014 Hz
C．2×1015 Hz D．8×1015 Hz
解析：选B　设单色光的最低频率为 ν0，由爱因斯坦光电效应方程得 Ek＝hν1－W0,0＝
hν0－W0，又 ν1＝，整理得 ν0＝－，代入数据解得 ν0≈8×1014 Hz，B正确。
2．(多选)(人教教材改编题)在光电效应实验中，用频率为 ν的光照射光电管阴极，发
生了光电效应，下列说法正确的是(　　)
A．增大入射光的强度，光电流增大
B．减小入射光的强度，光电效应现象消失
C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应
D．改用频率大于 ν的光照射，光电子的最大初动能增大
解析：选AD　增大入射光的强度，单位时间内照射到单位面积上的光子数目增加，
则光电流将增大，故选项 A正确；光电效应是否发生取决于入射光的频率，而与入射光强
度无关，故选项 B错误；用频率为 ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的
光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，故选项 C错误；根据 hν－
W逸＝mv2 可知，增大入射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项 D正确。
3．(多选)(2017·全国卷Ⅲ)在光电效应实验中，分别用频率为 νa、νb的单色光 a、b照射到
同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb。h
为普朗克常量。下列说法正确的是(　　)
A．若νa>νb，则一定有 Ua<Ub
B．若νa>νb，则一定有 Eka>Ekb
C．若Ua<Ub，则一定有 Eka<Ekb
D．若νa>νb，则一定有 hνa－Eka>hνb－Ekb
解析：选BC　设该金属的逸出功为 W0，根据爱因斯坦光电效应方程有 Ek＝hν－W0，
同种金属的 W0不变，则逸出光电子的最大初动能随 ν的增大而增大，B项正确；又 Ek＝
eU，则最大初动能与遏止电压成正比，C项正确；根据上述有 eU＝hν－W0，遏止电压 U
随ν增大而增大，A项错误；又有 hν－Ek＝W0，W0相同，D项错误。
4．(多选)(沪科教材原题)在演示光电效应的实验中，某金属被光照
射后产生了光电效应现象，实验测出了光电子的最大动能 Ekm 与入射光
频率 ν的关系，如图所示。由Ekmν图像可求出(　　)
A．该金属的逸出功
B．该金属的极限频率
C．单位时间内逸出的光电子数
摘要：

第十二章近代物理初步考纲要求考情分析光电效应Ⅰ放射性同位素Ⅰ1.命题规律高考对该部分内容多为单独考查，有时与电磁学或动量知识进行简单交汇命题。题型一般为选择题，难度中等。2.考查热点该部分内容知识点较多，考查热点有光电效应、原子的跃迁、原子核的衰变、核反应及核能的计算等。原子物理属于前沿科学知识，复习时应侧重对基本概念和规律的理解和应用。爱因斯坦光电效应方程Ⅰ核力、核反应方程Ⅰ氢原子光谱Ⅰ结合能、质量亏损Ⅰ氢原子的能级结构、能级公式Ⅰ裂变反应和聚变反应、裂变反应堆Ⅰ原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期Ⅰ射线的危害与防护Ⅰ第72课时　波粒二象性(双基落实课)点点通(一)　对光电效应的理解1...

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