2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)課件：專題十二-第1講-光電效應(yīng)-原子結(jié)構(gòu)

專題十二近代物理初步考點內(nèi)容要求熱點考向1.氫原子光譜Ⅰ1.從近年高考試題來看，高考對本章內(nèi)容的考查涉及的考點較多，具有不確定性.考題可能根據(jù)某一考點命題，也可以同時涉及多個考點，題型為選擇題的概率很高，很少出現(xiàn)計算題.2.從整體命題趨勢上看，高考對本部分的命題基本會保持原有命題思路，仍將以光電效應(yīng)、能級躍遷、核反應(yīng)方程、核能的分析與計算為命題重點，在高考復(fù)習(xí)中應(yīng)多加關(guān)注.2.氫原子的能級結(jié)構(gòu)、能級公式Ⅰ3.原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期Ⅰ4.放射性同位素Ⅰ5.核力、核反應(yīng)方程Ⅰ6.結(jié)合能、質(zhì)量虧損Ⅰ7.裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、裂變反應(yīng)堆Ⅰ8.射線的危害與防護Ⅰ9.光電效應(yīng)Ⅰ10.愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ⅰ第1講光電效應(yīng)原子結(jié)構(gòu)考點1光電效應(yīng)1.光電效應(yīng)

圖12-1-1如圖12-1-1所示，在光的照射下物體發(fā)射電子的現(xiàn)象叫光光電子電效應(yīng)，發(fā)射出來的電子叫________.

(1)任何一種金屬都有一個極限頻率ν0，入射光的頻率ν>____，才能產(chǎn)生光電效應(yīng). (2)光電子的最大初動能與入射光的強度______關(guān)，隨入射光頻率的增大而________. (3)入射光照到金屬上時，光電子的發(fā)射幾乎是________的，一般不超過10－9

s. (4)當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時，入射光越強光電流________.ν0無增大瞬時越大2.光電效應(yīng)的規(guī)律

3.愛因斯坦的光子說：光的能量________連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個光子，光子的能量E跟光的頻率ν成正比：E＝________(h是普朗克常量). 4.愛因斯坦光電效應(yīng)方程(1)最大初動能和逸出功不是hν逸出功

金屬表面的電子吸收光子后，克服金屬原子核的引力做功.直接從金屬表面逸出的電子所具有的最大動能稱為最大初動能，克服金屬原子核的引力逃逸出而成為光電子所做的功的最小值叫________.

(2)光電效應(yīng)方程：________________，hν極限

＝W0.(Ek是光電子的最大初動能；W0是____________，即從金屬表面直接飛出的光電子克服原子核的引力所做的功).考點2盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型1.湯姆生的“棗糕”模型(1)1897年__________發(fā)現(xiàn)電子，提出原子的“棗糕”模型，揭開了人類研究原子結(jié)構(gòu)的序幕.湯姆生均勻

(2)“棗糕”模型：原子是一個球體，正電荷__________分布在整個球內(nèi)，電子像棗糕里的棗子那樣鑲嵌在原子里.Ek＝hν－W0逸出功2.盧瑟福的“核式結(jié)構(gòu)”模型(1)α粒子散射實驗裝置：如圖12-1-2所示.圖12-1-2實驗規(guī)律盧瑟福的分析__________α粒子仍沿原來的方向前進原子中絕大部分是空隙少數(shù)α粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)的偏轉(zhuǎn)角超過了90°，有的甚至被彈回，偏轉(zhuǎn)角幾乎達到180°α粒子碰到了質(zhì)量比自己大得多的帶正電的物質(zhì)，原子的全部正電荷和幾乎全部的質(zhì)量都集中在一個很小的范圍內(nèi)(2)α粒子散射實驗規(guī)律及盧瑟福對實驗現(xiàn)象的分析絕大多數(shù)(3)原子核式結(jié)構(gòu)模型①在原子的中心有一個很小的核，叫__________.②原子的全部正電荷和幾乎全部的質(zhì)量都集中在原子核里.③帶負電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn).

(4)原子核的大?。簭摩亮Ｗ由⑸鋵嶒灥臄?shù)據(jù)估算出原子核的半徑約為10－15～10－14m；原子的半徑約為10－10m.原子核核子質(zhì)量質(zhì)子同位素

3.質(zhì)子和中子統(tǒng)稱______，原子核的電荷數(shù)等于其質(zhì)子數(shù)，原子核的__________數(shù)等于其質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)的和.具有相同________數(shù)的原子屬于同一種元素；具有相同的質(zhì)子數(shù)和不同的中子數(shù)的原子互稱__________.考點3玻爾原子模型

1.定態(tài)：原子只能處于一系列________的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是________的，電子雖然繞核運動，但并不向外輻射能量.不連續(xù)

2.躍遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，它_______或________一定頻率的光子，光子的能量由這兩個定態(tài)的能量差決定.即hν＝________.(h是普朗克常量，h＝6.626×10－34J·s) 3.軌道：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運動相對應(yīng).原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是__________的.不連續(xù)穩(wěn)定輻射吸收Em－En4.氫原子的能級、能級公式(1)氫原子的能級圖(如圖12-1-3所示)圖12-1-3(2)氫原子的能級和軌道半徑－13.6eVn2r10.53×10－10m①氫原子的能級公式：En＝________(n＝1,2,3，…)，其中E1為基態(tài)能量，其數(shù)值為E1＝___________.②氫原子的半徑公式：rn＝________(n＝1,2,3，…)，其中r1為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，其數(shù)值為r1＝______________.【基礎(chǔ)自測】)1.根據(jù)玻爾理論，在氫原子中，量子數(shù)n越大，則(A.電子軌道半徑越小B.核外電子運動速度越大C.原子能級的能量越小D.電子的電勢能越大根據(jù)解析：在氫原子中，量子數(shù)n越大，電子的軌道半徑越大，知，r越大，v越小，則電子的動能減小，因為量子數(shù)增大，原子能級的能量增大，動能減小，則電勢能增大，D正確，A、B、C錯誤.

答案：D2.如圖12-1-4所示為氫原子的能級圖，A、B、C分別表示)電子在三種不同能級躍遷時放出的光子，其中(

圖12-1-4A.頻率最高的是AC.頻率最低的是AB.波長最長的是CD.波長最長的是BB正確.答案：B3.(多選)光電效應(yīng)實驗的裝置如圖12-1-5所示，則下列說法中正確的是()

圖12-1-5A.用紫外線照射鋅板，驗電器指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)B.用紅色光照射鋅板，驗電器指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)C.鋅板帶的是負電荷D.使驗電器指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是正電荷

解析：紫外線的頻率大于鋅板的極限頻率，用紫外線照射，發(fā)生光電效應(yīng)，有電子從鋅板逸出，鋅板失去電子帶正電，所以使驗電器指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是正電荷，紅色光的頻率小于鋅板的極限頻率，不能發(fā)生光電效應(yīng)，A、D正確.答案：AD

4.(多選)在做光電效應(yīng)的實驗時，某金屬被光照射發(fā)生了光電效應(yīng)，實驗測得光電子的最大動能Ek

與入射光的頻率ν的關(guān)系如圖12-1-6所示，由實驗圖線可求出( A.該金屬的極限頻率和極限波長 B.普朗克常量 C.該金屬的逸出功 D.單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù))圖12-1-6

解析：依據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W可知，當(dāng)Ek＝0時，ν＝ν0，即圖線橫坐標(biāo)的截距在數(shù)值上等于金屬的極限頻率，A常量，B正確.Ek＝hν－W，Ek＝0時有hν0－W＝0，所以逸出功W＝hν0，C正確；由于不知道光電流，無法求陰極在單位時間內(nèi)放出的電子數(shù)，D錯誤.答案：ABC熱點1光電效應(yīng)[熱點歸納]1.用光電管研究光電效應(yīng)(1)常見電路圖

圖12-1-7(2)光電流與飽和電流

①入射光強度：指單位時間內(nèi)入射到金屬表面單位面積上的能量，可以理解為頻率一定時，光強越大，單位時間內(nèi)照射金屬表面的光子數(shù)越多.

②光電流：指光電子在電路中形成的電流.光電流有最大值，未達到最大值以前，其大小和光強、電壓都有關(guān)，達到最大值以后，光電流和光強度成正比.③飽和電流：指在一定頻率與強度的光照射下的最大光電流，飽和電流不隨電路中電壓的增大而增大.(3)兩條分析線索①②考向1光電效應(yīng)現(xiàn)象【典題1】(多選)如圖12-1-8所示，用導(dǎo)線把驗電器與鋅板)相連接，當(dāng)用紫外線照射鋅板時，發(fā)生的現(xiàn)象是(

圖12-1-8A.有光子從鋅板逸出C.驗電器指針張開一個角度B.有光電子從鋅板逸出D.鋅板帶負電

解析：用紫外線照射鋅板是能夠發(fā)生光電效應(yīng)的，鋅板上的電子吸收紫外線的能量從鋅板表面逸出，稱之為光電子，A錯誤，B正確；鋅板與驗電器相連，帶有相同電性的電荷，鋅板失去電子應(yīng)該帶正電，且失去電子越多，帶正電的電荷量越多，驗電器指針張角越大，C正確，D錯誤.答案：BC考向2光電效應(yīng)的規(guī)律【典題2】入射光照到某金屬表面發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強度減弱，而頻率保持不變，則下列說法正確的是()

A.從光照射到金屬表面上到金屬發(fā)射出光電子之間的時間間隔將明顯增加 B.逸出的光電子的最大初動能減小 C.單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少 D.有可能不發(fā)生光電效應(yīng)解析：光電效應(yīng)瞬時(一般不超過10－9s)發(fā)生，與光強無關(guān)，A錯誤.光電子的最大初動能只與入射光的頻率有關(guān)，入射光的頻率越大，最大初動能越大，B錯誤.光電子數(shù)目多少與入射光的強度有關(guān)，光強減弱，單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目減少，C正確.能否發(fā)生光電效應(yīng)，只取決于入射光的頻率是否大于極限頻率，與光強無關(guān)，D錯誤.

答案：C考向3光子說

【典題3】(2017

年北京卷)2017年初，我國研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長在100nm(1nm＝10－9

m)附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強的極紫外激光脈沖.大連光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮重要作用.一個處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個分子，但又不會把分子打碎.據(jù)此判斷，能夠電離一個分子的能量約為(取普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，真空光速c＝3×108m/s)(

)A.10－21JB.10－18JC.10－15JD.10－12J2×10－18J，由題意可知，光子的能量應(yīng)比電離一個分子的能量稍大，因此數(shù)量級應(yīng)相同，故選B.

答案：B圖象名稱圖線形狀由圖線直接(間接)得到的物理量最大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖線①極限頻率：圖線與ν軸交點的橫坐標(biāo)ν0②逸出功：圖線與Ek軸交點的縱坐標(biāo)的絕對值W0＝|－E|＝E③普朗克常量：圖線的斜率k＝h顏色相同、強弱不同的光，光電流與電壓的關(guān)系①遏止電壓Uc：圖線與橫軸的交點②飽和光電流Im：電流的最大值③最大初動能：Ekm＝eUc熱點2光電效應(yīng)方程及圖象分析圖象名稱圖線形狀由圖線直接(間接)得到的物理量顏色不同時，光電流與電壓的關(guān)系①遏止電壓Uc1、Uc2②飽和光電流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)系圖線①截止頻率ν0：圖線與橫軸的交點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(注：此時兩極之間接反向電壓)(續(xù)表)考向1光電效應(yīng)方程

【典題4】(2018

年新課標(biāo)Ⅱ卷)用波長為300nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動能為1.28×10－19

J.已知普朗克常量為6.63×10－34J·s，真空中的光速為3.00×108m·s－1，能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為()A.1×1014

HzC.2×1015

Hz

B.8×1014

HzD.8×1015

Hz解析：知道光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0；知道逸出功W0＝hν0hν0

并結(jié)合兩個公式求解.由光電效應(yīng)方程式得Ek＝hν－W0剛好發(fā)生光電效應(yīng)的臨界頻率為ν0則W0＝hν0，代入數(shù)據(jù)可得：ν0＝8×1014Hz，B正確.答案：B

【遷移拓展】(多選，2017年新課標(biāo)Ⅲ卷)在光電效應(yīng)實驗中，分別用頻率為νa、νb的單色光a、b照射到同種金屬上，測得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub、光電子的最大初動能分別為Eka和Ekb.h為普朗克常量.下列說法正確的是(

)A.若νa>νb，則一定有Ua<UbB.若νa>νb，則一定有Eka>EkbC.若Ua<Ub，則一定有Eka<EkbD.若νa>νb，則一定有hνa－Eka>hνb－Ekb

解析：由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W，又由動能定答案：BC理有Ekm＝eU，當(dāng)νa>νb時，則Eka>Ekb，Ua>Ub，A錯誤，B正確；若Ua<Ub，則有Eka<Ekb，C正確；同種金屬的逸出功不變，則W＝hν－Ekm不變，D錯誤.考向2光電效應(yīng)圖象

【典題5】愛因斯坦提出了光量子概念并成功地解釋了光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得1921年諾貝爾物理學(xué)獎.某種金屬逸出光電子的最大初動能Ekm與入射光頻率ν的關(guān)系如圖12-1-9所示，)其中ν0

為截止頻率.從圖中可以確定的是( A.逸出功與ν有關(guān) B.Ekm與入射光強度成正比 C.當(dāng)ν＜ν0時，會逸出光電子 D.圖中直線的斜率與普朗克常量有關(guān)圖12-1-9解析：逸出功由金屬材料本身決定，A錯誤；由Ekm＝hν－W0可知B錯誤，D正確；由圖象可知，當(dāng)ν＞ν0時會逸出光電子，C錯誤.答案：D熱點3氫原子能級及能級躍遷[熱點歸納]1.兩類能級躍遷：(1)自發(fā)躍遷：高能級→低能級，釋放能量，發(fā)出光子.

(2)受激躍遷：低能級→高能級，吸收能量. ①光照(吸收光子)：光子的能量必須恰等于能級差hν＝ΔE. ②碰撞、加熱等：只要入射粒子能量大于或等于能級差即可，E外≥ΔE. ③大于電離能的光子被吸收，將原子電離.

2.譜線條數(shù)的確定方法： (1)一個氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為(n－1). (2)一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)的兩種求解方法：

②利用能級圖求解：在氫原子能級圖中將氫原子躍遷的各種可能情況一一畫出，然后相加.考向1氫原子躍遷過程中的特點

【典題6】(2018

屆廣西桂林、賀州、崇左三市調(diào)研)氫原子能級如圖12-1-10所示，當(dāng)氫原子從n＝3躍遷到