第七板块 专题十六 主线（一）以量子论为主线的不连续物理观和能量观（课件PPT）-【新高考方案】2024年高考物理二轮复习专题增分方略（老教材）

自修专题 第七板块 原子物理中的三条知识主线 专题十六 主线(一)　以量子论为主线的不连 续物理观和能量观 1900年普朗克在研究黑体辐射实验规律时将“间断性”引入物理学，打开了近代物理学的一扇大门，随即主导微观世界物理规律的核心理论——量子论由此诞生。量子论的核心思想是波粒二象性，即不连续的物质观和能量观。 1．光电效应规律和光电效应方程 2．光电效应的“两条线索”和“两个对应关系” (1)两条线索： (2)两个对应关系： 3．用图像表示光电效应方程 ①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标ν0。 ②逸出功：图线与Ek轴交点的绝对值等于金属的 逸出功： W0＝|－E|＝E。 ③普朗克常量：图线的斜率k＝h。 1．(2022·湖南高考)关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是(　 ) A．卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征 B．玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律 C．光电效应揭示了光的粒子性 D．电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性 [考法全训] 答案：C　 解析：玻尔的量子化模型很好地解释了原子光谱的分立特征，A错误； 玻尔的原子理论成功的解释了氢原子的分立光谱，但不足之处还保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念，还不能完全揭示微观粒子的运动规律，B错误； 光电效应揭示了光的粒子性，C正确； 电子束穿过铝箔后的衍射图样，证实了电子的波动性，D错误。 答案：A　 3．(2022·河北高考)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8.5×1014Hz 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 答案：A　 解析：根据遏止电压与最大初动能的关系有eUc＝Ekmax，根据光电效应方程有Ekmax＝hν－W0，结合图像可知，当Uc为0时，解得W0＝hνc，A正确； 钠的截止频率为νc，根据图像可知，截止频率小于8.5×1014Hz，B错误； 根据遏止电压与入射光的频率关系式可知，遏止电压Uc与入射光频率ν成线性关系，不是成正比，D错误。 4．(2023·咸阳高三质检)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 答案：B　 2．(2023•成都高三质检)有人设想在遥远的宇宙探测时，给探测器安上反射率极高(可认为100%)的薄膜，并让它正对太阳，用光压为动力推动探测器加速。已知某探测器在轨道上运行，阳光恰好垂直照射在薄膜上，若膜面积为S，每秒每平方米面积获得的太阳光能为E0，探测器总质量为M，光速为c，则探测器获得的加速度大小的表达式是(　 ) A．　　　　B． C． D． 解析：由E＝hν，p＝以及光在真空中光速c＝λν知，光子的动量和能量之间关系为E＝pc，设时间t内射到探测器上的光子个数为n，每个光子能量为E，光子射到探测器上后全部反射，则这时光对探测器的光压最大，此时每秒每平方米面积获得的太阳光能E0＝，由动量定理得，Ft＝2np，对探测器应用牛顿第二定律F＝Ma，联立解得a＝，故A正确，B、C、D错误。 结合遏止电压与光电效应方程，可解得Uc＝ν－，可知，图中直线的斜率表示，C错误； 解析：由光电子的最大初动能与遏止电压的关系式mvm2＝eUc和题图乙，可知照射该光电管时，b光使其逸出的光电子最大初动能大，A错误； 由光电效应方程Ek＝hν－W0，可知b光的频率大，在玻璃中的折射率大，由sin C＝可知，从同种玻璃射入空气发生全反射时，b光的临界角小，a光的临界角大，B正确； 由双缝干涉两相邻条纹间距公式Δx＝λ可知，b光的波长小，通过同一装置发生双缝干涉，b光的相邻条纹间距小，C错误； 由光在介质中的传播速度v＝可知，b光的折射率大，在同一介质中传播时，b光的速度小，D错误。 $$