内容正文:
专题07 近代物理
目录
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考点01 光电效应和光电效应方程的应用 2
考题1:光电效应现象及其解释 3
考题2:光电效应方程的应用 3
考点02 光电效应图像分析 4
考题3:用不同色光照射光电管能否发生光电效应 5
考题4:饱和电流的本质及其决定因素 6
考题5:遏止电压的本质及其决定因素 7
考点03 光的波粒二象性 8
考题6:波粒二象性现象解释 8
考题7:德布罗意波的公式应用 9
考题8:概率波 9
考点04 α粒子的散射实验 10
考题9:核式结构模型 10
考点05 玻尔原子理论 11
考题10:氢原子光谱 12
考点06 天然放射现象 原子核的衰变 13
考题11:衰变次数的计算 13
考题12:半衰期的计算 14
考点07 核反应方程的书写 14
考题13:根据条件写出核反应方程 15
考题14:分析原子核的结合能、比结合能 16
考题15:计算核反应中的质量亏损 17
考题16:利用质能方程进行计算 18
考点01 光电效应和光电效应方程的应用
1.对光电效应的四点说明
(1)能否发生光电效应,不取决于光的强度而取决于光的频率.
(2)光电效应中的“光”不是特指可见光,也包括不可见光.
(3)逸出功的大小由金属本身决定,与入射光无关.
(4)光电子不是光子,而是电子.
2.两条对应关系
(1)光强大→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.
3.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)逸出功与极限频率的关系:W0=hνc.
4.区分光电效应中的四组概念
(1)光子与光电子:光子指光在空间传播时的每一份能量,光子不带电;光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子,其本质是电子.
(2)光电子的动能与光电子的最大初动能:电子吸收光子能量后,一部分克服阻碍作用做功,剩余部分转化为光电子的初动能,只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能.
(3)光电流和饱和光电流:金属板飞出的光电子到达阳极,回路中便产生光电流,随着所加正向电压的增大,光电流趋于一个饱和值,这个饱和值是饱和光电流,在一定的光照条件下,饱和光电流与所加电压大小无关.
(4)入射光强度与光子能量:入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量.
考题1:光电效应现象及其解释
【例1】(多选)(22-23高二下·全国·课时练习)用两束频率相同、强度不同的紫外线分别照射两种相同金属的表面,均能产生光电效应,那么( )
A.两束光的光子能量相同
B.两种情况下单位时间内逸出的光电子个数相同
C.两种情况下逸出的光电子的最大初动能相同
D.强度大的紫外线照射金属的表面时单位时间内逸出的光电子个数多
【变式】(多选)(22-23高二下·全国·课时练习)关于光电效应,下列几种表述正确的是( )
A.金属的极限频率与入射光的频率成正比
B.光电流的强度与入射光的强度无关
C.用不可见光照射金属不一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的最大初动能大
D.对于任何一种金属都存在一个“最大波长”,入射光的波长必须小于这个波长,才能产生光电效应
考题2:光电效应方程的应用
【例2】(21-22高二下·辽宁·期中)我国自行研制的一种大型激光器,能发出波长为的高纯度和高亮度的激光。如图所示,光电管的阴极用某种金属制成,闭合开关,当该激光射向阴极时,产生了光电流。移动变阻器的滑片P,当光电流恰为零时,电压表的示数为,已知普朗克常量为,电子电荷量为,真空中的光速为。
(1)求光电管阴极的截止频率;
(2)将电源正、负极反接,移动变阻器的滑片P,当电压表的示数为时,光电流达到最大值,求电子到达阳极时的最大动能。
【变式】(2023高二下·河北邯郸·期中)戴同学研究光电效应的实验装置如图所示,光电管的阴极K用某金属制成,闭合开关S,该同学先用频率为的光照射光电管,此时电流表中有电流。调节滑动变阻器,使微安表示数恰好变为0,记下此时电压表的示数;用频率为的光照射光电管,重复上述操作,记下电压表的示数。已知电子的电荷量为e,求:
(1)普朗克常量h;
(2)阴极K金属的极限频率。
考点02 光电效应图像分析
1. 光电效应的图像分析
(1):饱和电流:增大两板之间的电压,电流表示数开始时逐渐增大,后保持不变(说明单位时间从K板逸出的电子个数是确定的),光电流的最大值称为饱和电流。
(2):如何使饱和光电流增大?
入射光的光照强度越大,单位时间内发生光电效应的光电子数目越多,饱和光电流越大。
(3):遏止电压
改变两极板的电性,使光电子逸出后做减速运动,当电流表示数恰好为零时,两极板间的电压称为遏