高考物理通用版二轮复习讲义：第二部分 第一板块 第6讲 “活学巧记”应对点散面广的原子物理学

第6讲|“活学巧记”应对点散面广的原子物理学

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考法学法原子物理学部分知识点较多，需要学生强化对知识的理解和记忆。在高考试卷中，对原子物理学的考查一般是一个选择题，难度不大。考查热点主要有：①光电效应、波粒二象性；②原子结构、氢原子能级跃迁；③原子核的衰变规律、α、β、γ三种射线的特点及应用；④核反应方程的书写、质量亏损和核能的计算。由于本讲内容琐碎，考查点多，因此复习时应抓住主干知识，梳理出关键点，进行理解性记忆。

提能点(一)光电效应波粒二象性

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基础保分类考点

练练就能过关

[知能全通]————————————————————————————————

1．爱因斯坦光电效应方程

E k＝hν－W0

2．光电效应的两个图像

(1)光电子的最大初动能随入射光频率变化而变化的图像如图所示。

依据E k＝hν－W0＝hν－hν0可知：当E k＝0时，ν＝ν0，即图线在横轴上的截距在数值上等于金属的极限频率。

斜率k＝h——普朗克常量。

图线在纵轴上的截距的绝对值等于金属的逸出功：W0＝hν0。

(2)光电流随外电压变化的规律如图所示。

图中纵轴表示光电流，横轴表示阴、阳两极处所加外电压。

当U＝－U′时，光电流恰好为零，此时能求出光电子的最大初动能，即E k ＝eU′，此电压称为遏止电压。

当U＝U0时，光电流恰好达到饱和光电流，此时所有光电子都参与了导电，电流最大为I max。

3．处理光电效应问题的两条线索

(1)光强大→光子数目多→发射光电子数多→光电流大。

(2)光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大。

4．光的波粒二象性

(1)大量光子易显示出波动性，而少量光子易显示出粒子性。

(2)波长长(频率低)的光波动性强，而波长短(频率高)的光粒子性强。

(3)光子说并未否定波动说，E ＝hν＝hc λ

中，ν和λ就是波的概念。 (4)波动性和粒子性在宏观世界是不能统一的，而在微观世界却是统一的。

5．物质波

(1)定义：任何一个运动着的物体，都有一种波与之对应，这种波称为物质波。

(2)公式：物质波的波长λ＝h p ，p 为运动物体的动量，h 为普朗克常量。

[题点全练]————————————————————————————————

1．(2018·全国卷Ⅱ)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 。已知普朗克常量为6.63×10

－34 J·s ，真空中的光速为3.00×108 m·s －1。能使锌产生光电效应的单色光的最低

频率约为( )

A ．1×1014 Hz

B ．8×1014 Hz

C ．2×1015 Hz

D ．8×1015 Hz 解析：选B 设单色光的最低频率为ν0，由爱因斯坦光电效应方程得

E k ＝hν1－W 0,0＝

hν0－W 0，又ν1＝c λ，整理得ν0＝c λ－E k h

，代入数据解得ν0≈8×1014 Hz ，B 正确。 2．[多选](2017·全国卷Ⅲ)在光电效应实验中，分别用频率为νa 、νb 的单色光a 、b 照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为U a 和U b 、光电子的最大初动能分别为E k a 和E k b 。h 为普朗克常量。下列说法正确的是( )

A ．若νa >νb ，则一定有U a

B ．若νa >νb ，则一定有E k a >E k b

C ．若U a

D ．若νa >νb ，则一定有hνa －

E k a >hνb －E k b

解析：选BC 设该金属的逸出功为W ，根据爱因斯坦光电效应方程有E k ＝hν－W ，同种金属的W 不变，则逸出光电子的最大初动能随ν的增大而增大，B 项正确；又E k ＝eU ，则最大初动能与遏止电压成正比，C 项正确；根据上述有eU ＝hν－W ，遏止电压U 随ν增大而增大，A 项错误；又有h ν－E k ＝W ，W 相同，D 项错误。

3．表格所示为按照密立根的方法进行光电效应实验时，得到的某金属的遏止电压和入射光的频率的几组数据。

由以上数据应用

则这种金属的截止频率约为( )

A ．3.5×1014 Hz

B ．4.3×1014 Hz

C ．5.5×1014 Hz

D ．6.0×1014 Hz

解析：选B 遏止电压为零时，入射光的频率等于截止频率，根据方程U c ＝0.397 3ν1014－1.702 4，代入U c ＝0，解得ν≈4.3×1014 Hz ，B 正确。

4.如图所示是实验室用来研究光电效应原理的装置图，电表均为理

想电表，当入射光的能量等于9 eV 时，灵敏电流表检测到有电流流过，当电压表示

数等于5.5 V

时，灵敏电流表示数刚好为0。则下列说法正确的是( )

A ．若增大入射光的强度，光电子的最大初动能将增大

B ．若入射光的能量小于3.5 eV ，改变电源的正负极方向，则灵敏电流表示数可能不为0

C ．光电管材料的逸出功等于3.5 eV

D ．增大入射光的波长，在电压表示数不变的情况下，灵敏电流表示数会变大

解析：选C 根据光电效应方程E k ＝hν－W 0，可知光电子的最大初动能与入射光的强度无关，故A 错误；题图所示装置所加的电压为反向电压，由电压表的示数等于5.5 V 时，灵敏电流表示数为0，可知光电子的最大初动能为5.5 eV ，根据光电效应方程E k ＝hν－W 0，可得W 0＝3.5 eV ，若入射光的能量小于3.5 eV ，则不能发生光电效应，灵敏电流表示数一定为0，故B 错误，C 正确；增大入射光的波长，则光的频率减小，根据光电效应方程E k ＝hν－W 0，知光电子的最大初动能减小，在电压表示数不变的情况下，灵敏电流表示数可能会变小，故D 错误。 提能点(二) 原子结构、氢原子的能级跃迁⎣⎢⎢⎡⎦

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1．原子结构与原子光谱