专题28 近代物理——【起飞计划】2024年高考物理热点知识清单与题型讲练（全国通用）

专题28 近代物理 题型一 光电效应电路与光电效应方程的应用 1 题型二 光电效应图像 3 题型三 光的波粒二象性和物质波 5 题型四 玻尔理论的理解与计算 7 题型五 原子核的衰变及半衰期 9 题型六 核反应及核反应类型 10 题型七 质量亏损及核能的计算 12 题型一 光电效应电路与光电效应方程的应用 1．光电效应 在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子． 2．实验规律 (1)每种金属都有一个极限频率． (2)光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大． (3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的． (4)光电流的强度与入射光的强度成正比． 3．遏止电压与截止频率 (1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压Uc. (2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)．不同的金属对应着不同的极限频率． (3)逸出功：电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属的逸出功． 4．光子说 爱因斯坦提出：空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频率成正比，即：ε＝hν，其中h＝6.63×10－34 J·s. 5．光电效应方程 (1)表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0. (2)物理意义：金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能Ek＝mv2. [题型专练1]. （2023•南通模拟）如图所示，用某频率的光照射光电管，研究饱和电流的影响因素，则（　　） A．电源的左端为负极 B．换更高频率的光照射，电流表示数一定增大 C．滑动变阻器滑片移至最左端，电流表示数为零 D．滑动变阻器滑片向右移的过程中，电流表示数可能一直增大 [题型专练2]. （2023•南通模拟）如图所示，有一束单色光入射到极限频率为ν0的金属板K上，具有最大初动能的某出射电子，沿垂直于平行板电容器极板的方向，从左极板上的小孔进入电场，恰好不能到达右极板。普朗克常量为h。则（　　） A．单色光的光子能量为hν0 B．金属板上逸出的所有电子均具有相等的物质波波长 C．若仅略微减小单色光的强度，将无电子从金属板上逸出 D．若仅将电容器右极板右移一小段距离，仍无电子到达右极板 [题型专练3]. （2023•天河区校级三模）如图所示为研究光电效应实验的电路图。初始时刻，滑动触头P在O点左侧靠近a点某位置；用一定强度的绿光照射光电管K极，当闭合开关后，微安表的示数不为0，则在P向b端移动的过程中（　　） A．微安表的示数不断增大 B．微安表的示数可能为零 C．到达A端的光电子动能不断增大 D．K端逸出的光电子的最大初动能不断增大 题型二 光电效应图像 四类图象 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) [题型专练4]. （2023•津市市校级开学）用图甲所示电路可以研究光电效应中电子的发射情况与光照强弱、光频率等物理量间的关系（图中电源极性可对调）。图乙所示为a、b、c三种光照下得到的三条光电流I与A极、K极间电压UAK的关系图线。下列说法正确的是（　　） A．若开关闭合时电流表有示数，则开关断开时电流表示数为0 B．若想测量饱和电流，则图甲中电源极性需要对调 C．若b是黄光，则a可能是蓝光 D．b、c是同种颜色的光，b的光强比c的光强大 [题型专练5]. （2023春•黔西南州期末）如图甲是研究光电效应规律的实验装置图，用绿光照射阴极K，实验测得电流I与电势差UAK满足图乙所示规律，电子的电荷量约为1.6×10﹣19C，关于该实验说法正确的是（　　） A．光电子的最大初动能为0.64eV B．每秒钟阴极逸出的光电子数约为4×1012个 C．滑动变阻器滑片从图示位置向右滑动，电流计示数一定增大 D．如果改用紫光照射阴极K，饱和光电流一定变大 [题