第1部分 第13讲 近代物理-【金版教程】2026年高考物理大二轮专题复习冲刺方案全书word

本专题为选择性必修的部分内容，各讲之间的关联性不大，且零散知识点较多，理解与记忆是掌握本专题内容的基础。

　第13讲　近代物理

考点1　光电效应　波粒二象性

1．波粒二象性

(1)光子的能量：ε＝hν。

(2)光子、实物粒子动量与波长的关系：λ＝。

2．解决光电效应问题的关键

(1)紧抓3个关系式

①爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0。

②光电子的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。

(2)理解光的强度与饱和光电流的规律

光子理论中，单色光的强度I＝nhν(n是单位时间垂直照射到单位面积上的单色光的光子数)。因此，入射光的频率不变时，入射光的强度I增大，则光子数n增大，金属单位时间发射的光电子数ne增大，饱和光电流Im增大。

例1　(2022·河北卷，4)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

[解析]　根据遏止电压与最大初动能的关系eUc＝Ek，以及光电效应方程Ek＝hν－W0，得eUc＝hν－W0，由图像可知，当Uc＝0时，ν＝νc＝5.5×1014Hz，νc即钠的截止频率，且可解得钠的逸出功W0＝hνc，A正确，B错误；Uc＝ν－，可知图中直线的斜率表示，C错误；根据Uc＝ν－可知，遏止电压Uc与入射光频率ν成线性关系，但不是正比关系，D错误。

[答案]　A

总结提升

光电效应的图像问题，常见的有Ek­ν图像、Uc­ν图像、I­U图像。解决这些图像问题的关键是：理解图像斜率、截距的物理意义，根据光电效应的3个关系式，结合饱和电流与光的强度的规律解决。

例2　(2023·浙江1月选考，11)被誉为“中国天眼”的大口径球面射电望远镜已发现660余颗新脉冲星，领先世界。天眼对距地球为L的天体进行观测，其接收光子的横截面半径为R。若天体射向天眼的辐射光子中，有η(η<1)倍被天眼接收，天眼每秒接收到该天体发出的频率为ν的N个光子。普朗克常量为h，则该天体发射频率为ν光子的功率为(　　)

A．   B．

C．   D．

[解析]　设该天体发射频率为ν光子的功率为P，由题意可知Pt××η＝Nhνt，解得P＝，故选A。

[答案]　A

总结提升

解决光子辐射问题的关键是：根据题意建立合适的物理模型，选择合适的物理规律求解。

(1)对于均匀辐射问题，应建立球面模型，根据能量守恒规律求解。

(2)对于光子压力的问题，应建立柱状模型，根据动量定理和牛顿第三定律求解。

考点2　玻尔理论与氢原子能级跃迁

氢原子能级跃迁与能量的关系

(1)光子参与的跃迁

氢原子在两定态间跃迁时，所吸收或辐射的光子的能量只能等于两定态的能量差。