人教高中物理专题14 近代物理初步（精讲）.docx

2023年高考物理二轮复****讲练测
专题14 近代物理初步（精讲）
精讲考点
精讲内容
考点1
光电效应和光电管
考点2
与光电效应有关的图像问题
考点3
原子结构和波尔模型
考点4
原子核的衰变和半衰期
考点5
核反应方程与核能的计算
【知识体系构建】
【典例方法突破】
光电效应和光电管
【例1】（2022年浙江杭州二模）如图所示是研究光电效应的实验装置，某同学进行了如下操作：（1）用频率为的光照射光电管，此时微安表中有电流，将滑动变阻器滑片P调至位置M（图中末画出），使微安表示数恰好变为0，此时电压表示数为
；（2）用频率为的光照射光电管，将滑片P调至位置N（图中末画出），使微安表示数恰好变为0，此时电压表的示数为。已知元电荷为，。关于该实验，下列说法正确的是（　　）
A．位置M比位置N更靠近端
B．位置M、N与光强有关
C．可求得普朗克常量为
D．该光电管中金属的极限频率为
【答案】AD
【详解】A．根据电路图，结合逸出电子受到电场阻力时，微安表示数才可能为零，因只有K的电势高于A点，即触头P向a端滑动，才能实现微安表示数恰好变为零，根据光电效应方程可得因，则，即位置M对应的电压较小，位置M比位置N更靠近端，故A正确；
B．位置M、N对应的是遏止电压，与入射光的频率有关，与入射光的光强无关，故B错误；
CD．根据光电效应方程可得；联立两式可得普朗克常量为
故C错误；
D．联立方程组可解得逸出功为根据可解得该光电管中金属的极限频率为故D正确；故选AD。
【方法规律归纳】
1．光电效应的研究思路
(1)两条线索：
(2)两条对应关系：
入射光强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大；
光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。　
2.三个定量关系式
（1）爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0.
（2）最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc.
（3）逸出功与截止频率的关系：W0＝hνc.
3.光电管上加正向与反向电压情况分析
(1)光电管加正向电压时的情况
①P右移时,参与导电的光电子数增加;
②P移到某一位置时,所有逸出的光电子恰好都参与了导电,光电流恰好达到最大值;
③P再右移时,光电流不再增大。
(2)光电管加反向电压时的情况
①P右移时,参与导电的光电子数减少;
②P移到某一位置时,所有逸出的光电子恰好都不参与导电,光电流恰好为0,此时光电管两端加的电压为遏止电压;
③P再右移时,光电流始终为0。
与光电效应有关的图像问题
【例2】（2022年云南昆明联考）某同学用图甲所示的装置研究光电效应现象。闭合开关S，用领率为v的单色光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率v的关系图像，图线与横轴的交点坐标为（a，0），与纵轴的交点坐标为（0，-b），下列说法中正确的是（　　）
A．若断开开关S，电流表G的示数将变为零
B．普朗克常量为h=
C．仅减小照射光的强度，光电子的最大初动能将减小
D．保持照射光频率不变，仅提高照射光强度，电流表G的示数增大
【答案】D
【详解】A．电键S断开后，因光电效应现象中，光电子存在最大初动能，因此电流表G的示数不为零，A错；
B．根据Ekm=hv-W0可得，纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，等于b；当最大初动能为零时，入射光的频率等于截止频率，所以金属的截止频率为v0=a那么普朗克常量为故B错误；
C．根据光电效应方程Ekm=hv-W0可知，入射光的频率与最大初动能有关，与光的强度无关，故C错误；
D．保持照射光频率不变，仅增加照射光强度，则光子数目增多，那么电流表G的示数变大，故D正确。
故选D。
【例3】（2022年河北卷）如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压与入射光频率的实验曲线，该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可知（　　）
A．钠的逸出功为 B．钠的截止频率为
C．图中直线的斜率为普朗克常量h D．遏止电压与入射光频率成正比
【答案】A
【详解】A．根据遏止电压与最大初动能的关系有根据电效应方程有当结合图像可知，当为0时，解得，A正确；
B．钠的截止频率为，根据图像可知，截止频率小于，B错误；
C．结合遏止电压与光电效应方程可解得可知，图中直线的斜率表示，C错误；
D．根据遏止电压与入射光的频率关系式可知，遏止电压与入射光频率成线性关系，不是成正比，D错误。
故选A。
【例