专题14 原子物理-2024年高考物理复习二级结论题型详解

专题14 原子物理 一、光电效应（“一”“二”“三”“四”） (1)“一个电路”：【应注意电源正负极的接法】 (2)“二条线索”：① 光的频率——光子能量——光电子最大初动能——遏止电压； ② 光照强度——光子数量——光电子数量——饱和电流。 (3)“三个公式”：① 爱因斯坦光电效应方程：EKm＝hυ－W0； ② 最大初动能与遏止电压的关系：EKm＝eUc． ③ 逸出功 W0 与截止频率υc 的关系：W0＝hυc=hc/λ． (4)“四幅图象” 图象名称 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：Ekm＝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截止频率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量的乘积，即h＝ke.(注：此时两极之间接反向电压) [例题1] 用a、b两束单色可见光分别照射同一单缝衍射装置，在同一屏幕上得到如图甲（a光）和图乙（b光）所示的图样，下列说法正确的是（　　） A．在同一介质中，a光的波长大于b光的波长 B．在同一介质中，a光的光速小于b光的光速 C．以相同的入射角从空气斜射入水中，a光的折射角小 D．若用b光照射某金属有光电子逸出，则用a光照射该金属也一定有光电子逸出 [例题2] 如图甲所示为某实验小组成员研究某金属发生光电效应的遏止电压随照射光频率变化关系的实验原理图，图乙为实验得到的遏止电压随照射光频率变化的关系图像，电子的电荷量e＝1.6×10﹣19C，则下列说法正确的是（　　） A．由图乙可得普朗克常量为6.6×10﹣33J•s B．由图乙可知，该金属的极限频率为4.0×1014Hz C．图甲中入射光的频率为4.8×1014Hz时，逸出的光电子的最大初动能为1.056×10﹣19J D．图甲中入射光的频率为3.5×1014Hz时，滑动变阻器的滑片移到最左端，电流计G的示数为零 [例题3] 用不同波长的光照射光电管阴极探究光电效应的规律时，根据光电管的遏止电压Uc与对应入射光的波长λ作出的图像如图所示。已知光电子的电荷量大小为e，光速为c，下列说法正确的是（　　） A．该光电管阴极材料的逸出功大小为ac B．当用波长的光照射光电管阴极时，光电子的最大初动能为be C．当用波长的光照射光电管的阴极时，不发生光电效应 D．当用波长的光照射光电管的阴极时，光电子的最大初动能与成正比 [例题4] 如图为新型火灾报警装置的核心部件紫外线光电管，所接电源电压为U，火灾时产生的波长为λ的光照射到逸出功为W0的阴极材料K上产生光电子，且光电子能全部到达阳极A，回路中形成电流I，从而触发火灾报警器，已知普朗克常量为h，电子的电荷量为e，光速为c。下列说法正确的是（　　） A．火灾中激发出光电子的光的频率为 B．阴极K上每秒钟产生的光电子数为Ie C．光电管阴极接受到光照用于激发光电子的功率为 D．光电子经电场加速后到达A时的最大动能为 [例题5] 图甲为光电效应实验的电路图，利用不同频率的单色光a、b进行光电效应实验，测得光电管两极间所加电压U与光电流I的关系如图乙所示。则这两种光（　　） A．照射该光电管时，a光使其逸出的光电子最大初动能大 B．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光对应的临界角大 C．通过同一装置发生双缝干涉，b光的相邻条纹间距大 D．在同一介质中传播时，b光的速度大 二、玻尔模型 1、原子结构的物理学史： 2、能级跃迁： (1)一群氢原子处于量子数为n的激发态时可能辐射出的光谱线条数：N＝C. (2)原子跃迁时，所吸收或释放的光子能量只能等于两能级的能量差． (3)原子电离时，所吸收的能量可以大于或等于某一能级能量的绝对值． 3、氢原子任一能级：En＝Ep＋Ek ；En＝ ；rn＝n2r1. k＝m ；Ekn＝mv＝k ；Epn＝－k＝－2Ekn；En＝Epn＋Ekn＝－Ekn. 能级n↑，r↑，En↑，Epn↑，Ekn↓，v↓，吸收光子．(类比于卫星问题) [例题6] 为了解释氢原子的发光现象，玻尔于1913年提出了原子假说。如图所示，一电子绕氢原子核做匀速圆周运动，基态的轨道半径为r1，电子在该轨道上运动的动能为Ek1，基态原子的能量为E1，