2020高考物理二轮复习专题五光电效应原子结构和原子核学案

教学资料范本 2020高考物理二轮复习专题五光电效应原子结构和原子核学案 编 辑：__________________ 时 间：__________________ 1 / 19 【精品资料欢迎惠存】 【20xx最新】精选高考物理二轮复习专题五光电效应原子结构和原子核学案 知识必备 1.光电效应的实验规律(1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个频 率，才能产生光电效应。(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增 大而增大。(3)入射光照射到金属板上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不 会超过10－9 s。(4)当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度 成正比。 2.光电效应方程(1)光电子的最大初动能跟入射光子的能量hν和逸出功W0的关系 为：mv2＝hν－W0。 (2)极限频率：νc＝。 (3)最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc。 3.氢原子能级图图1 (1)能级图：如图1所示。 (2)辐射条件：hν＝Em－En。(3)辐射光谱线条数：一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能 辐射出的光谱线条数：N＝C＝。 2 / 19 【精品资料欢迎惠存】 4.核反应 (1)爱因斯坦质能方程：ΔE＝Δmc2。 (2)两种衰变：α衰变：U―→Th＋He。 β衰变：Th―→Pa＋e。 (3)人工转变：N＋He―→O＋H(发现质子的核反应)(4)重核裂变：U＋n―→Ba＋Kr＋3n，在一定条件下(大于临界质量、超过临界体积)，裂变反应会连续不断地进行下去，这就是链式反 应。(5)轻核聚变：H＋H―→He＋n(需要几百万度高温，所以又叫热核反应)。 备考策略 本专题考查的重点应为原子跃迁及能级问题、核反应方程、核能的计 算等，题型为选择题。 1.必须牢记的“3个主要实验现象” (1)光电效应现象。 (2)α粒子散射实验。 (3)天然放射现象。 2.必须掌握的“2类方程” (1)衰变方程；(2)核反应方程。 3.必须明确的“3个易错易混点” (1)能级跃迁时吸收光子的能量和吸收实物粒子的能量是不同的。 (2)半衰期是统计规律，对单个原子核无意义。 (3)γ射线是伴随着α衰变、β衰变而产生的能量形式。 4.必须掌握核能的两种计算方法 →→ 3 / 19 【精品资料欢迎惠存】利用ΔE＝Δmc2书写核反计算释放的核能应方程 (1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是 “m/s”，ΔE的单位是“J”。(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算。因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是 “MeV”。 光电效应 能级跃迁 【真题示例】 (多选)(20xx·全国卷Ⅲ，19)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Ua和Ub，光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb。h 为普朗克常量。下列说法正确的是( ) A.若νa＞νb，则一定有Ua＜Ub B.若νa＞νb，则一定有Eka＞Ekb C.若Ua＜Ub，则一定有Eka＜Ekb D.若νa＞νb，则一定有hνa－Eka＞hνb－Ekb解析 由爱因斯坦光电效应方程得Ekm＝hν－W0，由动能定理得Ekm＝eU，若用a、b单色光照射同种金属时，逸出功W0相同。当νa＞νb时，一定有Eka＞Ekb，Ua＞Ub，故选项A错误，B正确；若Ua＜Ub，则一定有Eka＜Ekb，故选项C正确；因逸出功相同，有W0＝ hνa－ Eka＝ hνb－ Ekb，故选项D错误。 答案 BC 真题感悟本考点主要考查：(1)光电效应、极限频率、遏止电压等概念；(2)光电效应规律；(3)光电效应方程；(4)考查氢原子结构；(5)结合能级 图考查能级跃迁规律。预测1 对光电效应规律的理解 4 / 19 【精品资料欢迎惠存】 预测2 预测3 光电效应方程的应用 氢原子能级跃迁 1.某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图2所示，表中给出了一些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料( ) 图2 材料 极限波长(nm) 钠 铜 铂 541 268 196 A.仅钠能产生光电子 C.仅铜、铂能产生光电子 B.仅钠、铜能产生光电子 D.都能产生光电子 解析 由题图可知，该光源发出的光的波长大约在20 nm到440 nm之间，而三种材料中，极限频率最大的铂的极限波长是196 nm，大于20 nm，所以该光源能使三种材料都产生光电效应，选项D正确。 答案 D 2.(多选)如图3所示是某金属在光的照射下，光电子的最大初动能Ek与入射光的波长的倒数()的关系图象，由图象可知( ) 图3 A.图象中的λ0是产生光电效应的最小波长 B.普朗克常量和光速的乘积hc＝Eλ0 C.该金属的逸出功等于－E D.若入射光的波长为，产生的光电子的最大初动能为2E解析 图象中的λ0是产生光电效应的最大波长，选项A错误；根据爱因斯坦光电效应方程，光电子的最大初动能Ek与入射光的波长的倒数的关系图象对应的函数关系式为Ek＝hc－W，由图象可知Ek＝0时，hc＝Eλ0，选项B正确；由Ek＝hc－W，并结合关系图象可得该金属的逸出功W＝E，选项C错误；若入射光的波长为，由Ek＝hc－ 5 / 19 【精品资料欢迎惠存】