专题13 光电效应 原子结构和原子核-备战2021届高考物理二轮复习题型专练

专题13　光电效应 原子结构和原子核 【要点提炼】 一、光电效应及其规律 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.逸出功与极限频率的关系：W0＝hνc。 4.Ek－ν图线：是一条倾斜直线，但不过原点，如图所示。 (1)横轴截距表示极限频率； (2)纵轴截距的绝对值表示逸出功； (3)图线的斜率表示普朗克常量h。 二、原子结构与玻尔理论 知识体系 三、原子核及其衰变 　知识体系 四、核反应　核能的计算 知识体系 【方法指导】 一、光电效应的研究思路 二、一个氢原子能级跃迁与一群氢原子能级跃迁的区别 1.一群处于较高能级n的氢原子向低能级跃迁时，释放出的谱线条数为N＝Ceq \o\al(2,n)＝eq \f(n（n－1）,2)。 2.一个处于较高能级n的氢原子向低能级跃迁时，释放出的光谱线条数最多为n－1。 三、计算核能的几种方法 1.根据爱因斯坦质能方程，用核反应的质量亏损的千克数乘以真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2。 2.根据1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏(MeV)能量，用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5 MeV。 3.如果核反应时释放的核能是以动能形式呈现，则核反应过程中系统动能的增量即为释放的核能。 命题点一：　光电效应问题 考向一　爱因斯坦光电效应方程 【典例1】 光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果。 组 次 入射光子 的能量/eV 相对 光强 光电流大 小/mA 逸出光电子的最大动能/eV 第一组 1 2 3 4.0 4．0 4．0 弱 中 强 29 43 60 0.9 0．9 0．9 第二组 4 5 6 6.0 6．0 6．0 弱 中 强 27 40 55 2.9 2．9 2．9 由表中数据得出的论断中不正确的是(　　) A.两组实验采用了不同频率的入射光 B.两组实验所用的金属板材质不同 C.若入射光子的能量为5.0 eV，逸出光电子的最大动能为1.9 eV D.若入射光子的能量为5.0 eV，相对光强越强，光电流越大 【解析】　光子的能量E＝hν，入射光子的能量不同，故入射光子的频率不同，A正确；由爱因斯坦的光电效应方程hν＝W0＋Ek，可求出两组实验的逸出功W0均为3.1 eV，故两组实验所用的金属板材质相同，B错误；由hν＝W0＋Ek，W0＝3.1 eV；当hν＝5.0 eV时，Ek＝1.9 eV，C正确；光强越强，单位时间内射出的光子数越多，单位时间内逸出的光电子数越多，形成的光电流越大，D正确。 【答案】　B 考向二　光电效应的图象问题 【典例2】 小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图1甲所示。已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s。 图1 (1)图甲中电极A为光电管的“阴极”还是“阳极”； (2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，求铷的截止频率及逸出功； (3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能是多少。 【解析】　(1)在光电效应中，电子向A极运动，故电极A为光电管的阳极。 (2)由题图可知，铷的截止频率νc为5.15×1014Hz，逸出功W0＝hνc＝6.63×10－34×5.15×1014 J≈3.41×10－19 J。 (3)当入射光的频率为ν＝7.00×1014Hz时，由Ek＝hν－hνc得，光电子的最大初动能为Ek＝6.63×10－34×(7.00－5.15)×1014 J≈1.23×10－19 J。 【答案】　(1)阳极 (2)5.15×1014 Hz[(5.12～5.18)×1014 Hz均视为正确] 3.41×10－19 J[(3.39～3.43)×10－19 J均视为正确] (3)1.23×10－19 J[(1.21～1.25)×10－19 J均视为正确] 【总结归纳】 解决光电效应类问题的“3点注意” (1)决定光电子最大初动能大小的是入射光的频率，决定光电流大小的是入射光光强的大小。 (2)由光电效应发射出的光电子由一极到达另一极，是电路中产生光电流的条件。 (3)明确加在光电管两极间的电压对光电子起到了加速作用还是减速作用。　　　　　　 【拓展练习】 1.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.2×10