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

第14講近代物理知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建命題分類(lèi)剖析知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建命題分類(lèi)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(gè)關(guān)系(1)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0.(2)最大初動(dòng)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(dòng)能大．3．四類(lèi)圖像圖像名稱(chēng)圖像形狀由圖像得到的物理量最大初動(dòng)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(duì)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(duì)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(dòng)能：Ek＝eUc顏色不同時(shí)，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(dòng)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(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，會(huì)產(chǎn)生四種頻率的可見(jiàn)光，其光譜如圖1所示．氫原子從能級(jí)6躍遷到能級(jí)2產(chǎn)生可見(jiàn)光Ⅰ，從能級(jí)3躍遷到能級(jí)2產(chǎn)生可見(jiàn)光Ⅱ．用同一雙縫干涉裝置研究?jī)煞N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(shuō)法正確的是(

)A．圖1中的Hα對(duì)應(yīng)的是ⅠB．圖2中的干涉條紋對(duì)應(yīng)的是ⅡC．Ⅰ的光子動(dòng)量大于Ⅱ的光子動(dòng)量D．P向a移動(dòng)，電流表示數(shù)為零時(shí)Ⅰ對(duì)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(jiàn)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(shuō)法中正確的是(

)A．同一光電管對(duì)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(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)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(cuò)誤．光電子從光電管的陰極K逸出，流過(guò)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(dòng)能最大，故C錯(cuò)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(cuò)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(shí)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(shí)，遏止電壓一定是0.04VC．用強(qiáng)度較高紫光實(shí)驗(yàn)時(shí)，飽和電流大小為14.8μAD．不同顏色的光照射時(shí)，材料的逸出功不同光的顏色綠色紫色光的波長(zhǎng)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(shí)電流大小，可知單位時(shí)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(shí)，遏止電壓在0.02V～0.04V之間，不一定是0.04V，故B錯(cuò)誤；用強(qiáng)度較高紫光實(shí)驗(yàn)時(shí)，不能確定飽和電流大小是否為14.8μA，故C錯(cuò)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(wú)關(guān)，故D錯(cuò)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(zhǎng)的光組成．不同波長(zhǎng)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(zhǎng)，稱(chēng)為極限波長(zhǎng)．表中為一些金屬的極限波長(zhǎng)．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(zhǎng)(nm)196274542答案：A

命題點(diǎn)二玻爾理論和能級(jí)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(dòng)能量量子化吸收或輻射能量量子化原子在兩個(gè)能級(jí)之間躍遷時(shí)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(chǎng)中，某些能級(jí)會(huì)發(fā)生劈裂．某種原子能級(jí)劈裂前后的部分能級(jí)圖如圖所示，相應(yīng)能級(jí)躍遷放出的光子分別設(shè)為①②③④.若用①照射某金屬表面時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)，且逸出光電子的最大初動(dòng)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(dòng)能小于Ek答案：A解析：由圖可知①和③對(duì)應(yīng)的躍遷能級(jí)差相同，可知①和③的能量相等，選項(xiàng)A正確；因②對(duì)應(yīng)的能級(jí)差小于④對(duì)應(yīng)的能級(jí)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(cuò)誤；因②對(duì)應(yīng)的能級(jí)差小于①對(duì)應(yīng)的能級(jí)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(shí)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(cuò)誤；因④對(duì)應(yīng)的能級(jí)差大于①對(duì)應(yīng)的能級(jí)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(shí)能逸出光電子的最大初動(dòng)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(dòng)能大于Ek，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．故選A.例2[2024·廣東佛山檢測(cè)]為了更形象地描述氫原子能級(jí)和氫原子軌道的關(guān)系，作出如圖所示的能級(jí)軌道圖，處于n＝4能級(jí)的氫原子向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見(jiàn)光a，處于n＝3能級(jí)的氫原子向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見(jiàn)光b，則以下說(shuō)法正確的是(

)A．a(chǎn)光照射逸出功為2.14eV的金屬時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為0.41eVB．a(chǎn)光的波長(zhǎng)比b光的波長(zhǎng)長(zhǎng)C．輻射出b光時(shí)，電子的動(dòng)能和電勢(shì)能都會(huì)變大D．一個(gè)處于n＝4能級(jí)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(zhǎng)的關(guān)系圖像，如圖乙所示是氫原子的能級(jí)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(jí)的氫原子躍遷發(fā)出的不同波長(zhǎng)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(jí)躍遷到n＝3能級(jí)釋放的光B．從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)釋放的光C．從n＝4能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)釋放的光D．從n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)釋放的光答案：B

2．[2024·成都診斷性檢測(cè)](多選)氫原子光譜如圖甲所示，其中Hα、Hβ、Hγ、Hδ是可見(jiàn)光區(qū)的四條譜線．由玻爾原子模型求得的氫原子能級(jí)如圖乙所示，下列說(shuō)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(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)可能輻射出γ射線C．氫原子從n＝6的能級(jí)向n＝2的能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)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?？糫(多選)如圖所示，圖甲為氫原子的能級(jí)圖，大量處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，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(shí)，電路中電流隨電壓變化的圖像如圖丙所示．下列說(shuō)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(shí)共發(fā)出3種頻率的光C．若調(diào)節(jié)滑動(dòng)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(shí)，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(dòng)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(cuò)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(shí)，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(dòng)，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(cuò)誤；通過(guò)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(shí)，有2種頻率的光子滿(mǎn)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(wèn)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(guó)自主第三代核電“華龍一號(hào)”全球第4臺(tái)機(jī)組于2022年3月在巴基斯坦并網(wǎng)發(fā)電．中國(guó)核電推動(dòng)我國(guó)“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的同時(shí)，也為全球核電安全樹(shù)立了標(biāo)桿．關(guān)于核能，以下說(shuō)法正確的是(

)A．核能是來(lái)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(shí)釋放的能量C．核能還不是安全、干凈的能源D．我國(guó)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(shí)釋放的能量，化學(xué)變化不會(huì)涉及原子核層面，故A錯(cuò)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(duì)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(cuò)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(cuò)誤．2．[2023·浙江省杭州市測(cè)試](多選)14C發(fā)生放射性衰變?yōu)?4N和粒子X(jué)，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(dòng)結(jié)束后，14C的比例持續(xù)減少．下列說(shuō)法正確的是(

)A．粒子X(jué)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