人教版高中物理第3课时　近代物理初步和物理学史.docx

第3课时　近代物理初步和物理学史
专题
复****定位
解决问题
本专题主要复****原子及原子核的结构、光电效应的规律和电路、能级和能级跃迁的规律、原子核的衰变和人工转变以及核能的计算等知识。
高考重点
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。
题型难度
本专题以选择题形式命题，考查基本概念及规律，难度较小。
1.光电效应规律
(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，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不会超过10－9 s。
(4)入射光线越强单位时间内发射的电子数越多。
2.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hν和逸出功W0的关系为：Ek＝hν－W0。
(2)极限频率νc＝。
3.氢原子能级图
(1)氢原子能级图如图1所示。
图1
(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＝。
4.原子核的衰变
衰变类型
α衰变
β衰变
衰变方程
X→Y＋He
X→Y＋e
衰变实质
2个质子和2个中子结合成一整体射出
核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子
2H＋2n→He
n→H＋e
衰变规律
电荷数守恒、质量数守恒
5.核反应和核能
(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。
高考题型1　光电效应规律的理解
【例1】 (2021·广东六校第三次联考)如图2所示，甲图为演示光电效应的实验装置；乙图为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线。下列说法正确的是(　　)
图2
A.a、b、c三种光的频率各不相同
B.b、c两种光的光强可能相同
C.若b光为绿光，a光可能是紫光
D.图甲中的滑动变阻器的滑片向右滑动，电流表的读数可能增大
答案　D
解析　由光电效应方程及遏止电压的关系可得eUc＝Ek＝hν－W，b、c两种光的遏止电压相同，故频率相同，a光的遏止电压较小，频率较低，A错误；同一频率光的最大光电流与光强成正比，对比乙图可知，b光较强，B错误；由A的分析可知，a光频率较低，若b光为绿光，a光不可能是紫光，C错误；图甲中的滑动变阻器的滑片向右滑动，增大光电管两端电压，且为正向电压，电流表的读数可能增大，但不会超过饱和光电流，D正确。
【拓展训练1】 (2021·山东省第二次模拟)用如图3所示的实验装置研究光电效应现象。用光子能量为2.75 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零，移动变阻器的触点c，发现当电压表的示数大于或等于1.7 V时，电流表示数为零，则在该实验中(　　)
图3
A.光电子的最大初动能为1.05 eV
B.光电管阴极的逸出功为1.7 eV
C.开关S断开，电流表G示数为零
D.当滑动触头向a端滑动时，电压表示数增大
答案　D
解析　由题目可知，遏止电压Uc＝1.7 V，最大初动能Ek＝eUc＝1.7 eV，A错误；根据光电效应方程可知，逸出功W0＝hν－Ek＝1.05 eV，B错误；断开开关S，光电效应依然发生，有光电流，光电管、电流表、滑动变速器构成闭合回路，电流表中电流不为零，C错误；电源电压为反向电压，当滑动触头向a端滑动时，反向电压增大，电压表示数增大，电流表中电流减小，D正确。
【拓展训练2】 (2021·湖南怀化市一模)甲、乙两种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光频率间的关系分别如图
4中的a、b所示。下列判断正确的是(　　)
图4
A.图线a与b不一定平行
B.图线a与b的斜率是定值，与入射光和金属材料均无关系
C.乙金属的极限频率小于甲金属的极限频率
D.甲、乙两种金属发生光电效应时，若光电子的最大初动能相同，甲金属的入射光频率大
答案　B
解析　根据光电效应方程Ek＝hν－W0，图线的斜率代表普朗克常量，两直线一定平行，A错误；普朗克常量与入射光和金属材料均无关系，B正确；横轴截距表示最大初动能为零时的入射光频率，也就是金属的极限频率，故乙金属的极限频率大于甲金属的极限频率，C错误；甲、乙两种金属发生光电效应时，若光电子的最大初动能相同，甲金属的入射光频率小，D错误。
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