专题1.2 近代物理-2023届高考物理二、三轮复习总攻略

第一部分 保分模块前置 专题1.2 近代物理 目录 【专题知识网络构建】 1 【专题高考定位】 1 【突破高考题型】 1 题型一　光电效应　波粒二象性 1 题型二　玻尔理论和能级跃迁 5 题型三 核反应和核能 6 【专题突破练】 10 【专题知识网络构建】 【专题高考定位】 1．考查重点：物理学史和物理学思想方法、原子及原子核的结构、光电效应的规律和波粒二象性、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。 2．考题形式：选择题。 【突破高考题型】 题型一　光电效应　波粒二象性 1．三个关系 (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：Ek＝eUc。 (3)逸出功与极限频率：W0＝hνc。 2．两条线索 (1)光强大→光子数目多→发射光电子数多→光电流大。 (2)光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大。 3．四类图像 图像名称 图像形状 由图像得到的物理量 最大初动能Ek与入射光频率ν的关系 Ek＝hν－hνc (1)截止频率： ν轴截距νc (2)逸出功：Ek轴截距的绝对值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：横轴截距的绝对值 (2)饱和光电流Im (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，则ν1>ν2 (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 (1)截止频率νc：横轴截距 (2)遏止电压Uc (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 4.波粒二象性 (1)大量粒子易显示出波动性，而少量粒子易显示出粒子性。 (2)波长长(频率低)的波动性强，而波长短(频率高)的粒子性强。 (3)粒子的能量ε和动量p跟它所对应的波的频率ν和波长λ之间的关系：ε＝hν，p＝。 【例1】(2021·浙江6月选考)已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，电子的质量为9.11×10－31 kg，一个电子和一滴直径约为4 μm的油滴具有相同动能，则电子与油滴的德布罗意波长之比的数量级为(　　) A．10－8 B．106 C．108 D．1016 【总结提炼】物质波波长的计算方法 (1)根据已知条件，写出宏观物体或微观粒子动量的表达式p＝mv。 (2)根据波长公式λ＝求解。 (3)注意区分光子和微观粒子的能量和动量的不同表达式。如光子的能量：ε＝hν，动量p＝；微观粒子的动能：Ek＝mv2，动量p＝mv。 【例2】(2022·浙江Z20名校联盟联考)如图所示，用波长为λ0的单色光照射某金属，调节滑动变阻器，当电压表的示数为某值时，电流表的示数恰好减小为零；再用波长为的单色光重复上述实验，当电压表的示数增加到原来的2倍时，电流表的示数又恰好减小为零。已知普朗克常量为h，真空中光速为c、下列分析正确的是(　　) A．用波长为2λ0的单色光照射该金属一定能发生光电效应 B．该金属的逸出功为 C．两种光照射出的光电子的最大初动能之比为1∶2 D．若将电源的正负极调换，仍用波长为λ0的单色光照射，将滑动变阻器滑片向右移动，电流表的示数将一定增大 【提炼总结】1.两条对应关系 (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。 2.定量分析时应抓住三个关系式 (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。 【例3】(2022·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Uc与入射光频率ν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hνc B．钠的截止频率为8.5×1014 Hz C．图中直线的斜率为普朗克常量h D．遏止电压Uc与入射光频率ν成正比 题型二　玻尔理论和能级跃迁 1．玻尔理论的基本内容 (1)能级假设：氢原子En＝(n为量子数)。 (2)跃迁假设：吸收或释放的能量hν＝Em－En(m>n)。 (3)轨道假设：氢原子rn＝n2r1(n为量子数)。 2．两类能级跃迁 (1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子。 ①辐射光子的频率ν＝＝。 ②大量氢原子处于量子数为n的激发态时，可辐射光子的种类N＝C＝ (2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量。 ①光照(吸收光子)：光子的能量必须恰好等于能级差ΔE。 ②碰撞：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E外≥ΔE。