2019年高考物理大二轮复习课件：专题五近代物理初步

①Im为饱和电流,由光照强弱决定。
②Uc为遏止电压(diànyā),对应光电子的最大初动能,由光的频率决定。
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第十五页，共三十六页。
-15-
考点整合热点突破
突破点一
突破点二
突破点三
(2)用图像表示光电效应方程,如图丙所示
丙
①极限频率:图线与ν轴的交点的横坐标νc
②逸出功:图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值W0
考点整合热点突破
突破点一
突破点二
-20-
突破点三
A.单色光a和c的频率(pínlǜ)相同,且a光更弱些,b光频率最大
B.单色光a和c的频率相同,且a光更强些,b光频率最大
C.单色光a和c的频率相同,且a光更弱些,b光频率最小
D.单色光a和c的频率不同,且a光更强些,b光频率最小
答案:B
解析:a、c两单色光照射后遏止电压(diànyā)相同,根据Ekm=eUc,可知产生
的光电子最大初动能相等,则a、c两单色光的频率相等,光子能量相等,由于a光
的饱和光电流较大,则a光较强,单色光b照射后遏止电压较大,根据Ekm=eUc,
可知b光照射后产生的光电子最大初动能较大,根据光电效应方程Ekm=hνW0得,b光的频率大于a光的频率,故A、C、D错误,B正确。
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三式联立可求解 h 和 νc,选项 B 错误;用 λ1 照射时,光电子的最大初动
ℎ
能为 eU1,选项 C 正确;根据 -W0=Ekm 可知入射光的波长与光电子的
最大初动能不成正比,故 D 错误。
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第十八页，共三十六页。
考点整合热点突破
突破点一
突破点二
-19-

A．λ1>λ2，WC>WD B．λ1>λ2，WC<WD C．λ1<λ2，WC>WD D．λ1<λ2，WC<WD
解析 由题意知，A 光光子的能量大于 B 光光子，根据 E＝hν＝hcλ，得 λ1 ＜λ2；又因为单色光 B 只能使金属 C 产生光电效应现象，不能使金属 D 产生光 电效应现象，所以 WC＜WD，故 D 项正确。
题|组|冲|关 1．(多选)在研究某金属的光电效应现象时，发现当入射光的频率为 ν 时，其遏止电压为 U，已知普朗克常数为 h，电子电量大小为 e，下列说法 正确的是( ) A．该金属的截止频率为 ν－ehU B．该金属的逸出功为 eU－hν C．增大入射光的频率，该金属的截止频率增大 D．增大入射光的频率，该金属的遏止电压增大
答案 D
3．用波长为 λ1 和 λ2 的单色光 A 和 B 分别照射两种金属 C 和 D 的表面。 单色光 A 照射两种金属时都能产生光电效应现象；单色光 B 照射时，只能 使金属 C 产生光电效应现象，不能使金属 D 产生光电效应现象。设两种金 属的逸出功分别为 WC 和 WD，则下列选项正确的是( )
解析 由爱因斯坦的光电效应方程得 Ekm＝hν－W0，由动能定理得 eU＝ Ekm，W0＝hν0，各式联立得 ν0＝ν－ehU，A 正确，B 错误；增大入射光的频率， 光电子的最大初动能增大，金属遏止电压增大，截止频率不变，C 错误，D 正 确。
答案 AD
2．爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得 1921 年诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能 Ekm 与入射光 频率 ν 的关系如图所示，其中 ν0 为极限频率。从图中可以确定的是( )
A．23940Th 衰变为28262Rn，经过 3 次 α 衰变，2 次 β 衰变 B．21H＋31H→42He＋10n 是 α 衰变方程，23940Th→23941Pa＋－01e 是 β 衰变方程 C．23952U＋10n→15346Xe＋9308Sr＋1010n 是重核裂变方程，也是氢弹的核反应 方程 D．高速 α 粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，其核反应方程为42He ＋147N→168O＋10n

A．12.09 eV B．10.20 eV C．1.89 eV D．1.51 eV
A [因为可见光光子的能量范围是 1.63 eV～3.10 eV，所以氢原 子至少要被激发到 n＝3 能级，要给氢原子提供的能量最少为 E＝(－ 1.51＋13.60)eV＝12.09 eV，即选项 A 正确。]
2.(2019·常德一模)如图所示为氢原子能级示意图。现有大量的氢 原子处于 n＝4 的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率 的光子，下列说法正确的是( )
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第
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2.9
二5
6.0
中
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6.0
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55
2.9
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B [光子的能量 E＝hν，入射光子的能量不同，故入射光子的频 率不同，A 正确；由爱因斯坦的光电效应方程 hν＝W0＋Ek，可求出 两组实验的逸出功 W0 均为 3.1 eV，故两组实验所用的金属板材质相 同，B 错误；由 hν＝W0＋Ek，W0＝3.1 eV；当 hν＝5.0 eV 时，Ek＝ 1.9 eV，C 正确；光强越强，单位时间内射出的光子数目越多，单位 时间内逸出的光电子数越多，形成的光电流也就越大，D 正确。]

11
4．结合能、质量亏损 (1)结合能：由于核力的存在，核子结合成原子核时要放出一 定的能量，原子核分解成核子时，要吸收同样多的能量，这就是 原子核的结合能． (2)质量亏损：组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差 叫核的质量亏损． (3)质能方程：E＝mc2；ΔE＝Δmc2.
12
5．裂变反应和聚变反应、裂变反应堆 6．射线的危害和防护 (1)重核的裂变：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而 分裂成质量数较小的原子核的过程．如铀 235 的裂变反应29325U＋10 n→9326Kr＋15461Ba＋310n. (2)轻核的聚变：某些轻核能够结合在一起，生成一个较大的 原子核的核反应．如一个氘核和氚核结合成一个氦核(同时放出一 个中子)的聚变反应：21H＋31H→42He＋10n.由于轻核的聚变需在几百 万摄氏度的高温下进行，因此聚变反应又叫热核反应．
8
(3)半衰期是表征放射性元素大量原子核衰变快慢的物理量， 是一种统计规律．半衰期对于少量原子核是无意义的．用 T 表示 半衰期，m 表示某时刻放射性元素的质量，则经过时间 t，剩下 的放射性元素的质量 m 余＝m12Tt .
(4)α 衰变：AZX→ZA－－24Y＋42He β 衰变：AZX→Z＋A1Y＋－01e 2．放射性同位素，识记其用途
15
(3)光电效应方程 ①光电子的最大初动能跟入射光子的能量 hν 和逸出功 W 的 关系为12mv2＝hν－W. ②极限频率 ν0＝Wh . 其 h 为普朗克常量：h＝6.63×10－34 J·s.
16
1．(2017·西安市长安区第一中学大学区高三第三次联考)如图 所示，当一束一定强度某一频率的黄光照射到光电管阴极 K 上 时，此时滑片 P 处于 A、B 中点，电流表中有电流通过，则( A )

)(n>m),当m=2时,
1 λ
=-
E1 hc
(
1 22
-
1 n2
)(n=3,4,5,…),则
R=- E1 ,C项正确,A、B、D项错误。
hc
考点2
4.(2018河南豫南九校联考)(多选)如图为氢原子的能级图,已知可见光的光子 的能量范围为1.62~3.11 eV,锌板的电子逸出功为3.34 eV,那么对氢原子在能 级跃迁的过程中辐射或吸收光子的特征认识正确的是 ( ) A.用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的 光照射锌板,一定不能产生光电效应现象 B.用能量为11.0 eV的自由电子轰击,可使处于 基态的氢原子跃迁到激发态 C.处于n=2能级的氢原子能吸收任意频率的紫外线 D.处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线,并且使氢原子电离
A.E1+E2 C.E1+2E2
B.E1-E2 D.E1-2E2
答案 D 根据光电效应方程Ek=hν-W0,对应甲光子有hν甲=E1+W0,对应乙光子 有hν乙=E2+W0,又知hν甲=2hν乙,解得W0=E1-2E2,故选项D正确,选项A、B、C错误。
考点1
2.(多选)如图所示,用某单色光照射光电管的阴板K,会发生光电效应。在阳 极A和阴极K之间加上反向电压,通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大加在 光电管上的电压,直至电流表中电流恰为零,此时电压表的电压值U称为遏止 电压。现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极,测得遏止电压分别为U1和 U2,设电子的质量为m、电荷量为e,下列说法正确的是 ( )
考点2
1.(2018安徽A10联盟联考)如图所示为氢原子的能级图,已知金属铂的逸出功 为6.34 eV,则下列说法正确的是 ( )

专题五 近代物理初步
01
课前·自测诊断
——把薄弱环节查出来
02
课堂·重点攻坚
——把高考短板补起来/释疑4大考点
课后“高仿”检测
03
课后·“高仿”检测
——把高考能力提起来
课前·自测诊断
——把薄弱环节查出来
【课前·自测诊断】
课前·自测诊断
内容说明内 ——把薄弱环节查出来 容内容说明 内容
课堂·重点攻坚
解析
(
)
4.1995年科学家“制成”了反氢原子，它是 由一个反质子和一个围绕它运动的正电子 组成，反质子和质子有相同的质量，带有 等量异种电荷。反氢原子和氢原子有相同 的能级分布，氢原子能级如图所示，则下 列说法中正确的是 ( )
题点全练
1．(2018· 四川绵阳三诊)氢原子处于量子数n＝2的激发态时能 量E2＝－3.4 eV，则 A．辐射出一个能量为3.4 eV的光子后跃迁到基态 B．辐射出一个能量为10.2 eV的光子后跃迁到基态 C．用光子能量为3.4 eV的光照射后将跃迁到n＝3的激发态 D．用光子能量为13.6 eV的光照射后将跃迁到n＝3的激发态 ( )
——把高考短板补起来/释疑4大考点
考点一 光电效应及其规律
高考对光电效应及其规律的考查经常从三个方面进行， 即光电效应的实验规律、爱因斯坦对光电效应现象的解释、 光电效应方程的应用及其图像。对于光电效应现象的解释问 题，要注意饱和电流、遏止电压和截止频率产生的原因；对 于光电效应方程及其应用问题，则要注意如何根据光电效应 方程求解金属的逸出功W、截止频率ν以及普朗克常量h等。 建议对本考点多加关注。
解析
(
)
考点二
原子结构与玻尔理论
本考点是对原子结构模型及原子光谱问题的考查，题型 为选择题，难度一般，主要考查考生的理解和分析能力。建 议考生自学为主。

把握 四种光电效应图像的特点及应用
图像名称
图像形状
由图像直接(或间接)得 到的物理量
(1)极限频率：图像与 ν
最大初动能 Ek 与 入射光频率 ν 的
轴交点的横坐标 νc； (2)逸出功：图像与 Ek 轴交点的纵坐标的绝对
关系图像
Ek＝hν－W0
值 W0＝|－E|＝E； (3)普朗克常量：图像的 斜率 k＝h
全国卷 Ⅲ·T35(1)
课堂
重点攻坚
——超分有重点，超越不畏艰
释疑 4 大考点
考点一 光电效应及其规律 本考点主要涉及对光电效应规律的理解、对光电效应现象 的解释、光电效应方程及其图像的应用等知识。对于光电效应 现象的解释问题，要注意饱和电流、遏止电压和截止频率产生 的原因；对于光电效应方程及其图像的应用问题，要注意如何 根据光电效应方程求解金属的逸出功 W0、截止频率 νc 以及普 朗克常量 h 等。
－W0＝eUc，解得 Uc＝hνe －hνe c，图像的斜率 k＝he＝ν1U－1 νc， 则 h＝νU1－1eνc，当遏止电压为零时，ν＝νc，C、D 正确。
[答案] CD
[题点全练]
1．如图所示，在用光电管研究光电效 应的实验中，用某种频率的单色光 a 照射光电管阴极 K，电流计 G 的 指针发生偏转；而用另一频率的单 色光 b 照射光电管阴极 K 时，电流 计 G 的指针不发生偏转，那么
2．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效
应，可得到光电子最大初动能 Ek 随入射光频率 ν 变化的
Ek­ ν图像。已知钨的逸出功是 3.28 eV，锌的逸出功是 3.24 eV，若将二者的图线画在同一个 Ek­ ν坐标图中，用
实线表示钨，虚线表示锌，则能正确反映这一过程的是下

确的是
A．大量氢原子从 n＝3 的激发态向低能级跃迁时， 能产生 3 种频率的光子
B．氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径 较大的轨道时，原子的能量减少
C．当氢原子从 n＝5 的能级跃迁到 n＝3 的能级时， 要吸收光子
D．从氢原子的能级图可知原子发射光子的频率也是 连续的
甲光照射时产生的光电子的最大初动能为 eUc，选项 C 错误；根据12mv2＝hν－W0＝Uce，可得 ν＝W0＋hUce， 选项 D 正确．
答案：AD
解决光电效应类问题的“3 点注意” 注意 1：决定光电子初动能大小的是入射光的频率， 决定光电流大小的是入射光光强的大小． 注意 2：由光电效应发射出的光电子由一极到达另一 极，是电路中产生光电流的条件． 注意 3：明确加在光电管两极间的电压对光电子起到 了加速作用还是减速作用．
答案：B
3．(2018·全国卷Ⅱ)1934 年，约里奥—居里夫妇用 α
粒子轰击铝核2173Al，产生了第一个人工放射性核元素 X：
α＋1237Al→n＋X.X 的原子序数和质量数分别为( )
A．15 和 28
B．15 和 30
C．16 和 30
D．17 和 31
[题眼点拨] 核反应方程 α＋2173Al→n＋X，质量数和 电荷数守恒．
D．8×1015 Hz
[题眼点拨] ①“用波长为 300 nm 的光照射锌板， 电子逸出锌板表面的最大初动能为 1.28×10－19 J”说明由 光电效应方程 Ek＝hν－W0 可求得逸出功；②“锌产生光 电效应的单色光的最低频率”说明要求的频率为截止频 率．
解析：由光电效应方程 Ek＝hν－W0＝hν－hν0，代入 数据解得ν0＝8×1014Hz.
(多选)用甲、乙两种单色光照射同一金属做光 电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所示．已知普 朗克常量为 h，被照射金属的逸出功为 W0，遏止电压为 Uc，电子的电荷量为 e，则下列说法正确的是( )

专题五 近代物理初步
2019-9-11
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1
课后“高仿”检测
01 课前·自测诊断
——把薄弱环节查出来
02 课堂·重点攻坚
——把高考短板补起来/释疑4大考点
03 课后·“高仿”检测
——把高考能力提起来
2019-9-11
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2
课前·自测诊断
——把薄弱环节查出来
2019-9-11
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3
【课前·自测诊断】
课前·自测诊断
——把薄弱环节内容容内查说容出明说内明来
内容
2019-9-11
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4
课堂·重点攻坚
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2019-9-11
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5
考点一 光电效应及其规律
高考对光电效应及其规律的考查经常从三个方面进行， 即光电效应的实验规律、爱因斯坦对光电效应现象的解释、 光电效应方程的应用及其图像。对于光电效应现象的解释问 题，要注意饱和电流、遏止电压和截止频率产生的原因；对 于光电效应方程及其应用问题，则要注意如何根据光电效应 方程求解金属的逸出功W、截止频率ν以及普朗克常量h等。 建议对本考点多加关注。
部分。
2．α 衰变和 β 衰变次数的确定方法：由于 β 衰变不改变
质量数，故可以先由质量数改变确定 α 衰变的次数，再根据电
荷数守恒确定 β 衰变的次数。如诊断卷第 8 题，α 衰变的次数
m＝238－4 206＝8，由 92－2×8＋n＝82 可得 β 衰变次数 n＝6，
故 A 2正019确-9-1。1
说法正确的是
()
A．这种核反应叫β衰变，42He的穿透能力比γ射线强 B．核反应方程28140Po→8Y2 X＋42He＋γ中的Y＝206，X的中

2．(多选)(半衰期的理解与计算)静止的镭原子核28288 Ra 经一次 α 衰变后变成一个新核 Rn，则下列相关说法 正确的是
A．该衰变方程为22888Ra→28264Rn＋42He B．若该元素的半衰期为 τ，则经过 2τ 的时间，2 kg 的28288Ra 中有 1.5 kg 已经发生了衰变 C．随着该元素样品的不断衰变，剩下未衰变的原子 核28288Ra 越来越少，其半衰期也变短 D．若把该元素放到密闭的容器中，则可以减慢它的 衰变速度
(2)两个典型的衰变方程 α 衰变：29328U→29304Th＋42He β 衰变：23940Th→29314Pa＋ 0－1e。
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(3)公式：N
余＝N
1 t 原·2τ
m
余＝m
1 t 原·2τ
t 表示衰变时间
»第五级
4．(2017·全国卷Ⅰ)大科学工程“人造太阳”主要是
将氘核聚变反应释放的能量用来发电，氘核聚变反应方
程是
2 1
H＋21
H→32
He＋10
n，已知21
H 的质量为 2.0136 u，
3 2
He 的质量为 3.015 0 u，10
n 的质量为 1.008 7 u,1 u＝931
MeV/c2。氚核聚变反应中释放的核能约为
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