新教材2024高考物理二輪專題復(fù)習(xí)第一編專題復(fù)習(xí)攻略專題七近代物理第14講近代物理課件

第14講近代物理知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建命題分類剖析知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建命題分類剖析命題點(diǎn)一光電效應(yīng)現(xiàn)象及規(guī)律的應(yīng)用1．三個關(guān)系(1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0.(2)最大初動能與遏止電壓：Ek＝eUc.(3)逸出功與極限頻率：W0＝hνc.2．兩條線索(1)光強(qiáng)大→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子數(shù)多→光電流大．(2)光子頻率高→光子能量大→產(chǎn)生光電子的最大初動能大．3．四類圖像圖像名稱圖像形狀由圖像得到的物理量最大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系Ek＝hν－h(huán)νc(1)截止頻率：ν軸截距νc(2)逸出功：Ek軸截距的絕對值W0＝|－E|＝E(3)普朗克常量：圖線的斜率k＝h顏色相同、強(qiáng)度不同的光，光電流與電壓的關(guān)系(1)遏止電壓Uc：橫軸截距的絕對值(2)飽和光電流Im：光電流的最大值；光照強(qiáng)度越強(qiáng)，Im越大(3)最大初動能：Ek＝eUc顏色不同時，光電流與電壓的關(guān)系(1)遏止電壓Uc1>Uc2，則ν1>ν2(2)飽和光電流Im(3)最大初動能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系(1)截止頻率νc：橫軸截距(2)遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大(3)普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電荷量的乘積，即h＝ke

考向1

光電效應(yīng)電路與光電效應(yīng)方程的應(yīng)用例1[2023·浙江1月](多選)氫原子從高能級向低能級躍遷時，會產(chǎn)生四種頻率的可見光，其光譜如圖1所示．氫原子從能級6躍遷到能級2產(chǎn)生可見光Ⅰ，從能級3躍遷到能級2產(chǎn)生可見光Ⅱ．用同一雙縫干涉裝置研究兩種光的干涉現(xiàn)象，得到如圖2和圖3所示的干涉條紋．用兩種光分別照射如圖4所示的實(shí)驗(yàn)裝置，都能產(chǎn)生光電效應(yīng)．下列說法正確的是(

)A．圖1中的Hα對應(yīng)的是ⅠB．圖2中的干涉條紋對應(yīng)的是ⅡC．Ⅰ的光子動量大于Ⅱ的光子動量D．P向a移動，電流表示數(shù)為零時Ⅰ對應(yīng)的電壓表示數(shù)比Ⅱ的大答案：CD

答案：

D

提升訓(xùn)練1.小李利用如圖一所示的裝置研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，用甲、乙、丙三條可見光照射同一光電管，得到如圖二所示的三條光電流與電壓的關(guān)系曲線．下列說法中正確的是(

)A．同一光電管對不同單色光的極限頻率不同B．電流表A的電流方向一定是a流向bC．甲光對應(yīng)的光電子最大初動能最大D．如果丙光是紫光，則乙光可能是黃光答案：B解析：同一種金屬，截止頻率是相同的，故A錯誤．光電子從光電管的陰極K逸出，流過電流表G的電流方向?yàn)閍到b，故B正確．根據(jù)eUc＝Ekm，乙光的遏止電壓最大，則所產(chǎn)生光電子的最大初動能最大，故C錯誤．由圖可知乙光的遏止電壓大于丙，則根據(jù)eUc＝Ekm＝hν－h(huán)ν0，則乙的頻率大于丙的頻率，若丙光為紫光，則乙光不可能是黃光，故D錯誤．2.[2023·杭州二模試卷]用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置研究光電效應(yīng)的規(guī)律，得到如表所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，由此可知(

)A.單位時間逸出的電子數(shù)與入射光的強(qiáng)度有關(guān)B．用綠光實(shí)驗(yàn)時，遏止電壓一定是0.04VC．用強(qiáng)度較高紫光實(shí)驗(yàn)時，飽和電流大小為14.8μAD．不同顏色的光照射時，材料的逸出功不同光的顏色綠色紫色光的波長λ/nm546410強(qiáng)度較低強(qiáng)度較高反向電壓U/V光電流I/μA光電流I/μA光電流I/μA0．0010.48.514.80．024.06.711.90．040.04.88.90．060.03.06.0答案：A解析：根據(jù)不同強(qiáng)度的紫光照射時電流大小，可知單位時間逸出的電子數(shù)與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，故A正確；用綠光實(shí)驗(yàn)時，遏止電壓在0.02V～0.04V之間，不一定是0.04V，故B錯誤；用強(qiáng)度較高紫光實(shí)驗(yàn)時，不能確定飽和電流大小是否為14.8μA，故C錯誤；逸出功W0＝hν0(ν0是截止頻率)是由金屬的性質(zhì)決定的，與入射光頻率無關(guān)，故D錯誤．3．[2023·北京東城統(tǒng)考二模]某光源發(fā)出的光由不同波長的光組成．不同波長的光的強(qiáng)度(表示光的強(qiáng)弱)如圖所示．使金屬恰好發(fā)生光電效應(yīng)的光的波長，稱為極限波長．表中為一些金屬的極限波長．用該光源照射表中金屬表面，則(

)A.只有鈉表面有電子逸出B．只有鉑表面有電子逸出C．鎢、鉑表面均有電子逸出D．鉑、鎢、鈉表面均有電子逸出材料鉑鎢鈉極限波長(nm)196274542答案：A

命題點(diǎn)二玻爾理論和能級1．玻爾理論的三條假設(shè)軌道量子化核外電子只能在一些分立的軌道上運(yùn)動能量量子化吸收或輻射能量量子化原子在兩個能級之間躍遷時只能吸收或輻射一定頻率的光子，hν＝En－Em(m＜n)

例1[2023·遼寧卷]原子處于磁場中，某些能級會發(fā)生劈裂．某種原子能級劈裂前后的部分能級圖如圖所示，相應(yīng)能級躍遷放出的光子分別設(shè)為①②③④.若用①照射某金屬表面時能發(fā)生光電效應(yīng)，且逸出光電子的最大初動能為Ek，則(

)A．①和③的能量相等B．②的頻率大于④的頻率C．用②照射該金屬一定能發(fā)生光電效應(yīng)D．用④照射該金屬逸出光電子的最大初動能小于Ek答案：A解析：由圖可知①和③對應(yīng)的躍遷能級差相同，可知①和③的能量相等，選項(xiàng)A正確；因②對應(yīng)的能級差小于④對應(yīng)的能級差，可知②的能量小于④的能量，根據(jù)E＝hν可知②的頻率小于④的頻率，選項(xiàng)B錯誤；因②對應(yīng)的能級差小于①對應(yīng)的能級差，可知②的能量小于①，②的頻率小于①，則若用①照射某金屬表面時能發(fā)生光電效應(yīng)，用②照射該金屬不一定能發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)C錯誤；因④對應(yīng)的能級差大于①對應(yīng)的能級差，可知④的能量大于①，即④的頻率大于①，因用①照射某金屬表面時能逸出光電子的最大初動能為Ek，根據(jù)Ekm＝hν－W逸出功，則用④照射該金屬逸出光電子的最大初動能大于Ek，選項(xiàng)D錯誤．故選A.例2[2024·廣東佛山檢測]為了更形象地描述氫原子能級和氫原子軌道的關(guān)系，作出如圖所示的能級軌道圖，處于n＝4能級的氫原子向n＝2能級躍遷時輻射出可見光a，處于n＝3能級的氫原子向n＝2能級躍遷時輻射出可見光b，則以下說法正確的是(

)A．a(chǎn)光照射逸出功為2.14eV的金屬時，光電子的最大初動能為0.41eVB．a(chǎn)光的波長比b光的波長長C．輻射出b光時，電子的動能和電勢能都會變大D．一個處于n＝4能級的氫原子自發(fā)躍遷可釋放6種頻率的光答案：A

提升訓(xùn)練1.如圖甲所示是萵苣種子萌發(fā)率與照射光的波長的關(guān)系圖像，如圖乙所示是氫原子的能級圖．已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，元電荷e＝1.6×10－19C，真空中光速c＝3×108m/s，用一群處于n＝4能級的氫原子躍遷發(fā)出的不同波長的光分別照射萵苣種子，使種子萌發(fā)率最高的是(

)A．從n＝4能級躍遷到n＝3能級釋放的光B．從n＝3能級躍遷到n＝2能級釋放的光C．從n＝4能級躍遷到n＝2能級釋放的光D．從n＝2能級躍遷到n＝1能級釋放的光答案：B

2．[2024·成都診斷性檢測](多選)氫原子光譜如圖甲所示，其中Hα、Hβ、Hγ、Hδ是可見光區(qū)的四條譜線．由玻爾原子模型求得的氫原子能級如圖乙所示，下列說法正確的是(

)A．玻爾原子理論的成功之處是第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域B．氫原子從高能級向低能級躍遷時可能輻射出γ射線C．氫原子從n＝6的能級向n＝2的能級躍遷時會輻射出紫外線D．如果Hα、Hβ、Hγ、Hδ中只有一種能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，那一定是Hδ答案：AD

3．[2023·金華十校4月模考](多選)如圖所示，圖甲為氫原子的能級圖，大量處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時，發(fā)出頻率不同的大量光子，其中頻率最高的光子照射到圖乙電路中光電管陰極K上時，電路中電流隨電壓變化的圖像如圖丙所示．下列說法正確的是(

)A．光電管陰極K金屬材料的逸出功為7.0eVB．這些氫原子躍遷時共發(fā)出3種頻率的光C．若調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片能使光電流為零，則可判斷圖乙中電源右側(cè)為正極D．氫原子躍遷放出的光子中共有2種頻率的光子可以使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象答案：BD解析：由圖甲可知，大量處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時，發(fā)出頻率最高的光子的能量為E＝E3－E1＝12.09eV，根據(jù)圖丙可知，遏止電壓為Uc＝7V，則光電子的最大初動能Ek＝eUc＝7eV，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝E－W0，則光電管陰極K金屬材料的逸出功為W0＝E－eUc＝5.09eV，A錯誤；根據(jù)排列組合的規(guī)律可知，大量處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時，共發(fā)出3種頻率的光，B正確；光電子由陰極K向?qū)γ娴臉O板運(yùn)動，形成光電流，要阻止該電流，需要接反向電壓，則可判斷圖乙中電源左側(cè)為正極，C錯誤；通過A分析可知，只要光電子的能量大于5.09eV，就可以使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，由圖甲可知，大量處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時，有2種頻率的光子滿足要求，D正確．命題點(diǎn)三衰變、核反應(yīng)與核能的計(jì)算1．核衰變問題(1)核衰變規(guī)律：m＝

.(2)α衰變和β衰變次數(shù)的確定方法①方法一：由于β衰變不改變質(zhì)量數(shù)，故可以先由質(zhì)量數(shù)改變確定α衰變的次數(shù)，再根據(jù)電荷數(shù)守恒確定β衰變的次數(shù)．②方法二：設(shè)α衰變次數(shù)為x，β衰變次數(shù)為y，根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒列方程組求解．

答案：C

答案：A

答案：BCD

提升訓(xùn)練1.我國自主第三代核電“華龍一號”全球第4臺機(jī)組于2022年3月在巴基斯坦并網(wǎng)發(fā)電．中國核電推動我國“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的同時，也為全球核電安全樹立了標(biāo)桿．關(guān)于核能，以下說法正確的是(

)A．核能是來自化學(xué)變化釋放的能量B．核能是原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時釋放的能量C．核能還不是安全、干凈的能源D．我國核電站利用了核聚變反應(yīng)釋放的能量答案：B解析：核能是原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時釋放的能量，化學(xué)變化不會涉及原子核層面，故A錯誤，B正確；目前核電技術(shù)已經(jīng)成熟，相較于火力發(fā)電，核電對環(huán)境的污染較小，在一般情況下發(fā)生安全事故的可能性較低，屬于安全、干凈的能源，故C錯誤；目前世界上核電站都是利用核裂變反應(yīng)釋放的能量，故D錯誤．2．[2023·浙江省杭州市測試](多選)14C發(fā)生放射性衰變?yōu)?4N和粒子X，半衰期約為5700年．已知14C、14N、X的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，14C、14N的比結(jié)合能分別為E1和E2，真空中的光速為c.植物存活期間，其體內(nèi)14C與12C的比例不變；生命活動結(jié)束后，14C的比例持續(xù)減少．下列說法正確的是(

)A．粒子X為電子B．全球變暖將加速14C的衰變C．14E1－14E2＝(m1－m2－m3)c2D．若某古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物樣品的四分之一．該古木的年代距今約為11400年答