高中2013级高三物理寒假作业

2013级高三上物理寒假作业

一、近代物理部分

（一）波粒二象性·光电效应（2月2日）

复习课本第17章，重点复习第2节“光的粒子性”，完成下列基础知识填空和题目。

1、概念：在光（电磁波）的照射下，从物体表面逸出的 的现象称为光电效应，这种电子被称之为 。使电子脱离某种金属所需做功的 ，叫做这种金属的逸出功，符号为W 0。

2、规律： 提出的“光子说”解释了光电效应的基本规律，光子的能量与频率的关系为 。

①截止频率：当入射光子的能量 逸出功时，才能发生光电效应，即：0____W hv ，也就是入射光子的频率必须满足v ≥ ，取等号时的______0=ν即为该金属的截止频率（极限频率）； ②光电子的最大初动能：_________km =E ，由此可知，对同一种金属，光电子的最大初动能随着入射光的频率增加而 ，随着入射光的强度的增加而 ；光电子从金属表面逸出时的初动能应分布在 范围内。

3、实验：装置如右图，其中 为阴极，光照条件下会发出光电子；

为阳极，吸收光电子，进而在电路中形成 ，即电流表的示数。

①当A 、K 未加电压时，电流表 示数；

②当加上如图所示 向电压时，随着电压的增大，光电流趋于一个饱和值，即 ；当电压进一步增大时，光电流 。

③当加上相反方向的电压（ 向电压）时，光电流 ；当反向电压达到某一个值时，光电流减小为0，这个反向电压U c 叫做 ，即：使最有可能到达阳极的光电子刚好不能到达阳极的反向电压，则关于U c 的动能定理方程为 。

【练习】某同学用同一装置在甲、乙、丙光三种光的照射下得到了三条光

电流与电压之间的关系曲线，如右图所示。则可判断出（ ）

A ．甲光的频率大于乙光的频率

B ．乙光的波长大于丙光的波长

C ．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率

D ．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能

【要点总结】

1、基本概念和规律的理解

①光电效应方程：0m W h νE k -= 理解：能量守恒——km 0E W h ν+=

②截止频率：h

W ν0

0=

理解：0W h ν≥，入射光子能量大于逸出功才可能打出电子 ③遏止电压：m 00k E eU -=- 理解：使最有可能到达阳极的光电子（具有最大初动能，且速度

正好指向阳极）刚好不能到达阳极的反向电压 2、光电效应实验的图象

①纵截距——不加电压时，也有光电子能够自由运动到阳极形成光电流； ②饱和光电流——将所有光电子收集起来形成的电流； ③横截距——遏止电压：光电流消失时的反向电压。

复习课本第18章，重点复习第4节“玻尔的原子模型”，完成下列基础知识填空和题目。

1、物理学史： 通过对 的研究，发现了电子，从而认识到原子是有内部结构的； 基于 实验中出现的少数α粒子发生 散射，提出了原子的核式结构模型； 在1913年把物理量取值分立（即量子化）的观念应用到原子系统，提出了自己的原子模型，很好的解释了氢原子的 。

2、玻尔理论：①原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫做 ；原子能量最低的状态叫做 ，其他较高的能量状态叫做 ；

②原子在不同能量状态之间可以发生 ，当原子从高能级E m 向低能级E n 跃迁时 光子，原子从低能级E n 向高能级E m 跃迁时 光子，辐射或吸收的光子频率必须满足 。

③原子对电子能量的吸收：动能 两个能级之差的电子能量能被吸收，吸收的数值是 ，剩余的能量电子带走。

④原子电离：电离态——电子脱离原子时速度也为零的状态，此时“原子—电子”系统能量值为E ∞= ；要使处于量子数为n 的原子电离，需要的能量至少是_____=-=∆∞n E E E 。

【练习1】用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到了一定数目的光谱线。调高电子的能量再次进行观测，发现光谱线的数目比原来增加了5条。用△n 表示两次观测中最高激发态的量子数n 之差，E 表示调高后电子的能量。根据氢原子的能级图可以判断，△n 和E 的可能值为( ) A ．△n =1，13.22 eV

【练习2】如图所示为氢原子的能级图．让一束单色光照射到大 量处于

基态（量子数n=1）的氢原子上，被激发的氢原子能自发 地发出3种不同频率的单色光，照射氢原子的单色光的光子能量 为E1，用这种光照射逸出功为4.54eV 的金属表面时，逸出的光 电子的初动能是E2 则关于E1，E2的可能值正确的是

A. E1=12.09eV ，E2=8.55eV

B. E1=13.09eV ，E2=7.55eV

C. E1=12.09eV ，E2=7.55eV

D. E1=12.09eV ，E2=3.55eV

【要点总结】

其一，要准确理解频率条件： （1）原子对光子的吸收：“只有能量等于两个能级之差的光子才能被吸收”！稍大也不行，除非能把原子电离，电离后电子能级是连续的。

（2）原子对电子能量的吸收：动能大于或等于两个能级之差的电子能量能被吸收，吸收的数值是两个能级之差；剩余的能量电子带走。

（3）原子的电离：电离态——电子脱离原子时速度也为零的状态，此时“原子—电子”系统能量值为E ∞=0；要使处于量子数为n 的原子电离，需要的能量至少是n n E E E E =-=∆∞。

其二，要会画能级跃迁图，并会用“排列组合”进行分析——大量处于量子数为n 的能级的氢原子向低能级跃迁时，其可能辐射出的光子有2

n C 种，因为大量处于量子数为n 的能级的氢原子向低能级跃迁时，会产生量子数低于n 各种氢原子，而每两个能级之间都可能发生跃迁。