内容正文:
第一阶段
突破核心 升华思维
第4讲 近代物理初步
专题五 振动和波 光学 热学 近代物理初步
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【高考定位】 本专题考点分散,考查要求不高。2024年高考命题的方向依然会突出原子的能级跃迁、原子核的衰变规律、核反应方程的书写以及遵循的规律、质量亏损与核能的计算、光电效应规律及应用,原子核衰变可能与动量、能量和电磁场相结合以计算题的形式进行综合考查。
01
02
突破点二 玻尔理论 能级跃迁
突破点一 光电效应
03
突破点三 核反应方程及核能的计算
索引
第4讲 近代物理初步
1.光电效应规律的理解及应用
(1)研究光电效应的两条思路
①两条线索:
突破点一 光电效应
②两条对应关系:
入射光强→光子数目多→发射光电子多→光电流大;
光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。
突破点二
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突破点一
突破点三
第4讲 近代物理初步
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(2)光电效应中三个重要关系
①爱因斯坦光电效应方程:Ek=hν-W0。
②光电子的最大初动能Ek与遏止电压Uc的关系:Ek=eUc。
③逸出功W0与截止频率νc的关系:W0=hνc。
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第4讲 近代物理初步
2.光电效应的四类图像分析
图像名称 图线形状 由图线直接(或间接)得到的物理量
最大初动能Ek与入射光频率ν的关系 (1)截止频率:图线与ν轴交点的横坐标νc
(2)逸出功:图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值W0=|-E|=E
(3)普朗克常量:图线的斜率k=h
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第4讲 近代物理初步
图像名称 图线形状 由图线直接(或间接)得到的物理量
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:图线与横轴交点的横坐标
(2)饱和电流Im1、Im2:光电流的最大值
(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)最大初动能:Ek1=eUc1,Ek2=eUc2
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第4讲 近代物理初步
图像名称 图线形状 由图线直接(或间接)得到的物理量
遏止电压Uc与入射光频率ν的关系 (1)截止频率νc:图线与横轴的交点的横坐标
(2)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(注:此时两极之间接反向电压)
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第4讲 近代物理初步
[典例1] (多选)体温枪的工作原理是利用光电效应,将光信号转换为电信号,从而显示出人的体温。已知人的体温正常时能辐射波长为10 μm的红外线,如图甲所示,用该红外线照射光电管的阴极K时,电路中有光电流产生,光电流随电压变化的图像如图乙所示,另一种金属铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图丙所示,已知光在真空中传播的速度为3×108 m/s。 则( )
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第4讲 近代物理初步
A.波长为10 μm的红外线在真空中的频率为3×1013 Hz
B.将阴极K换成金属铷,体温枪仍然能正常使用
C.由图乙可知,该光电管的遏止电压为2×10-2 V
D.当人体温度升高时,辐射红外线的强度将增大,饱和电流减小
AC [根据c=λν,可得红外线的频率为ν== Hz=3×1013 Hz,故A正确;由题图丙可知金属铷的截止频率为5.1×1014 Hz,发生光电效应的条件是入射光的频率大于或等于金属的截止频率,而红外线的频率小于金属铷的截止频率,故不会发生光电效应,体温枪不能正常使用,故B错误;I=0时的电压为遏止电压,由题图乙可知,该光电管的遏止电压为2×10-2 V,故C正确;若人体温度升高,辐射红外线的强度增大,饱和电流将增大,故D错误。故选A、C。]
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第4讲 近代物理初步
1.(2023·广东省广州市模拟)如图所示,放映电影时,强光照在胶片上,一方面,将胶片上的“影”投到屏幕上;另一方面,通过声道后的光照在光电管上,随即产生光电流,喇叭发出与画面同步的声音。电影实现声音与影像同步,主要应用了光电效应的下列哪一条规律( )
A.光电效应的发生时间极短,光停止照射,光电效应立即停止
B.入射光的频率必须大于金属的截止频率,光电效应才能发生
C.光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随着入射光的频率增大而增大
D.当入射光的频率大于截止频率时,光电流的强度随入射光的强度增大而增大
A [电影实现声音与影像同步,主要应用了光电效应中的规律是光电效应的发生时间极短,光停止照射,光电效应立即停止,依据该原理实现声音与影像同步,故选A。]
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突破点二