第三讲 原子物理学 高三物理专题复习

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A．欲测遏止电压，应选择电源左端为正极 B．当电源左端为正极时，滑动变阻器的滑片向右滑动，电
流表的示数持续增大
C．增大照射光的强度，产生的光电子的最大初动能一定增 大
D．如果实验中入射光的频率 ν＝7.00×1014 Hz，则产生的 光电子的最大初动能 Ek＝1.2×10－19 J
解析：题图甲所示的实验装置测量铷的遏止电压 Uc 与入射光 频率 ν，因此光电管左端应接电源负极，故选项 A 错误；当电 源左端为正极时，将滑动变阻器的滑片从图示位置向右滑动的
电压可能会减小
解析：该光电管 K 极的逸出功大约为 W＝hλc－Ue＝26××1100－－275 J－ 0.5×1.6×10－19 J＝2.53×10－19 J，选项 A 正确；当光照强度增大 时，极板间的电压不变，选项 B 错误；光电管的逸出功由材料本 身决定，与光照强度无关，选项 C 错误；在光电效应中，根据光 电效应方程知，Ekm＝hν－W0，改用频率更大的光照射，光电子的 最大初动能变大，两极板间的最大电压变大，选项 D 错误。
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。
理 清 知识体系
掌 握 解题思路
1．按照玻尔的氢原子模型，电子在各轨道上稳定运动时， 有kre22＝mvr2，可得12mv2＝k2er2，可知，氢原子的核外电子向靠近原 子核的轨道跃迁时，电子动能增大，库仑力增大，库仑力做正功， 系统电势能减少，原子能量减少。如诊断卷第 5 题，由以上理论 可知，B、D 正确。
3．Ek-ν 图线是一条倾斜直线，但不过原点，其与横 轴、纵轴交点的坐标值(绝对值)分别表示极限频率和金属 逸出功。如诊断卷第 3 题，由题图可知，W0＝b，νc＝a， 由 W0＝hνc 可得 h＝ba，A 正确。
[题点全练] 1．(2019·天一大联考)如图所示为光电管的示意图，
光照时两极间可产生的最大电压为 0.5 V。若光 的波长约为 6×10－7m，普朗克常量为 h，光在 真空中的传播速度为 c，取 hc＝2×10－25 J·m， 电子的电荷量为 1.6×10－19 C，则下列判断正确的是 ( ) A．该光电管 K 极的逸出功大约为 2.53×10－19 J B．当光照强度增大时，极板间的电压会增大 C．当光照强度增大时，光电管的逸出功会减小 D．若改用频率更大、强度很弱的光照射时，两极板间的最大
理 清 知识体系
深 化 规律内涵
1．理解光电效应现象。如诊断卷第 1 题，光电效应存在极 限频率，发生光电效应时，增大入射光的强度，单位时间内逸出 的光电子数将增加，但不会增大光电子的最大初动能；只有增大 入射光的频率，才会增大光电子的最大初动能。
2．掌握光电效应现象的两个重要关系 (1)遏止电压 Uc 与入射光频率 ν、逸出功 W0 间的关系：Uc＝ he ν－We 0； (2)截止频率 νc 与逸出功 W0 的关系：hνc＝W0，据此求出截 止频率 νc。 在分析诊断卷第 2 题应明确以下两点：①当加上遏止电压时， 具有最大初动能的光电子刚好到达阳极 A，此时光电子克服电场 力做的功刚好等于光电子的最大初动能；②当用频率等于极限频 率的光照射阴极 K 时，光电子的最大初动能为零。
3．(2020·山东等级考模拟)如图所示，有一束单
色光入射到极限频率为ν0的金属板K上，具 有最大初动能的某出射电子，沿垂直于平行
板电容器极板的方向，从左侧极板上的小孔入射到两极板间
的匀强电场后，到达右侧极板时速度刚好为零。已知电容器
的电容为C，带电量为Q，极板间距为d，普朗克常量为h，电
子电量的绝对值为eHale Waihona Puke 不计电子的重力。关于电容器右侧极板
的带电情况和入射光的频率ν，以下判断正确的是 ( )
A．带正电，ν0＋CQhe
B．带正电，ν0＋CQhed
C．带负电，ν0＋CQhe
D．带负电，ν0＋CQhed
解析：电子在电容器里面减速运动，所以受到向左的电场力 的作用，所以场强方向向右，电容器右侧的极板带负电。一 束单色光入射到极限频率为ν0的金属板K上，射出电子的最 大初动能为Ek，则：hν－W＝Ek hν0＝W 电子在电容器中减速运动，由动能定理得：－eU＝0－Ek 电容器两极板间的电势差为：U＝QC 根据以上各式，解得：ν＝ν0＋CQhe 故选项C正确，选项A、B、D错误。 答案：C
答案：A
2．(2019·河北唐山联考)用金属铷为阴极的光电管，观测光电效
应现象，实验装置示意图如图甲所示，实验中测得铷的遏止
电压 Uc 与入射光频率 ν 之间的关系如图乙所示，图线与横 轴交点的横坐标为 5.15×1014Hz。已知普朗克常量 h＝
6.63×10－34 J·s。则下列说法中正确的是
过程中，则电压增大，光电流增大，当电流达到饱和值，不再
增大，即电流表读数的变化是先增大，后不变，故选项 B 错误； 光电子的最大初动能与入射光的频率和金属的逸出功有关，与
入射光的强度无关，故选项 C 错误；根据图像可知，铷的截止 频率 νc＝5.15×1014 Hz，根据 hνc＝W0，则可求出该金属的逸 出功大小 W0＝6.63×10－34×5.15×1014 J＝3.41×10－19 J，根据 光电效应方程 Ekm＝hν－W0，当入射光的频率为 ν＝7.00×1014 Hz 时，则最大初动能为：Ekm＝6.63×10－34×7.0×1014 J－ 3.41×10－19 J＝1.2×10－19 J，故选项 D 正确。 答案：D
第三讲 原子物理学
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课堂重点攻坚
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课后“高仿”检测
考点一 光电效应及其规律
释疑 4 大考点
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。