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1、近代物理初步近代物理初步第 十四 章考 试 说 明考点内容要求说明要点解读氢原子光谱细节考查或直接考查，难度较低。一般会和原子的能级结构联系，考查原子的跃迁发光。知道原子跃迁发光的基本假设，会计算发射和吸收光子的能量等于两能级的能量差；会计算氢原子从高能级向低能级跃迁发出特定光谱线的条数。一般会在选择题或填空题中考查考生的理解和推理能力。考点内容要求说明要点解读原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期细节考查或直接考查，难度较低。知道原子核是由质子和中子组成的，知道天然放射性元素放出的三种射线及三种射线的特点；原子核发生衰变和衰变时核内质子数和中子数的变化；知道半衰期由元素本身决定，与物理和
2、化学状态无关，会用半衰期公式进行计算。一般在选择题中考查简单的理解和推理能力。放射性同位素细节考查或渗透考查，难度较低。知道放射性同位素获得的方式，原子核的人工转变，放射性同位素在生产生活中的应用，利用其射线或作为示踪原子。考点内容要求说明要点解读核力、核反应方程细节考查或直接考查，难度较低。知道核力的作用特点，短程力、强相互作用；会根据质量数守恒或电荷数守恒推断核反应的产物。结合能、质量亏损细节考查或直接考查，难度较低。知道结合能的概念，会计算核反应前后的质量亏损，根据质能方程Emc2计算核反应释放的核能。裂变反应和聚变反应、裂变反应堆细节考查或渗透考查，难度较低。能分清核反应的类型，知道重
3、核裂变和轻核聚变的特点；了解可控重核裂变的反应堆的基本结构和控制方法。射线的危害与防护渗透考查或细节考查。知道三种射线的特点、射线的危害和防护的措施。考点内容要求说明要点解读光电效应细节考查或渗透考查，难度较低。知道光电效应现象，发生光电效应的条件光的频率大于极限频率，光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，光电子瞬时发射，通过光电效应了解光的粒子性。爱因斯坦光电效应方程细节考查或直接考查，难度中等或偏下。理解光子、光子能量、逸出功、光电子的最大初动能、光电子的初动能等概念，会根据光电效应方程解释光电效应中的极限频率；在光电管电路中，知道光电效应的遏止电压和随入射光频率的变化关系，会看图象，知
4、道光子数与光的强度的关系。在选择题或填空题中考查。第第1讲波粒二象性讲波粒二象性1 1知知 识识 梳梳 理理 自自 测测2 2核核 心心 考考 点点 突突 破破3 32 2年年 高高 考考 模模 拟拟知识梳理自测知识梳理自测1光电效应现象：在光的照射下，金属中的_从表面逸出的现象，发射出来的电子叫_。2光电效应的产生条件：入射光的频率_金属的_。光电效应 电子电子 光电子光电子 大于大于 极限频率极限频率 3光电效应的四个规律：(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须_截止频率或极限频率才能产生光电效应。低于截止频率时不能发生光电效应。(2)光电子的最大初动能与入射光的_无关，只随入射
5、光频率的增大而_。(3)光电效应的发生_的，一般不超过109s。(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成_。大于大于 强度强度 增大增大 几乎是瞬时几乎是瞬时 正比正比 4用光电管研究光电效应：(1)光电效应电路图。(2)光电流与饱和光电流。入射光强度：_入射到金属表面单位面积上的能量。频率一定时，_越大，光子数越多。光电流：光电子在电路中形成的电流。光电流有最大值，未达到最大值以前，其大小和_、_都有关，达到最大值以后，光电流和_成正比。饱和光电流：在_的光照射下的最大光电流，饱和光电流不随电路中_的增大而增大。单位时间内单位时间内 光强光强 光强光强 电压电压
6、光强光强 一定频率与强度一定频率与强度 电压电压 1光子说在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫作一个光的能量子，简称光子，光子的能量_。(其中h6.631034Js。称为普朗克常量)2逸出功W0使电子脱离某种金属所做功的_。3最大初动能发生光电效应时，金属表面上的_吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。爱因斯坦光电效应方程 h 最小值最小值 电子电子 4遏止电压与截止频率(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压Uc。(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的_频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)。不同的金属对应着不同的极限频率。5爱因斯坦光电效应方程(1)
7、表达式：Ekh_。(2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是h，这些能量的一部分用来克服金属的_，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能Ek_。最小最小 W0逸出功逸出功W0 1光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有_性。(2)光电效应、康谱顿效应说明光具有_性。(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的_性。光的波粒二象性物质波 波动波动 粒子粒子 波粒二象波粒二象 2物质波(1)概率波光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率_的地方，暗条纹是光子到达概率_的地方，因此光波又叫概率波。(2)物质波任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏
8、观物体都有一种波与它对应，其波长_，p为运动物体的动量，h为普朗克常量。大大小小思维诊断：(1)光和光电子都是实物粒子。()(2)只要入射光的强度足够强，就可以使金属发生光电效应。()(3)要使某金属发生光电效应，入射光子的能量必须大于金属的逸出功。()(4)光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比。()(5)光的频率越高，光的粒子性越明显，但仍具有波动性。()(6)德国物理学家普朗克提出了量子假说，成功地解释了光电效应规律。()(7)美国物理学家康普顿发现了康普顿效应，证实了光的粒子性。()(8)法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现为波动性。()ABC AB 解析普朗克把
9、最小的能量单位叫能量子，故A正确；德布罗意提出了实物粒子具有波动性的规律，故B正确；在康普顿效应中，也揭示了光具有粒子性，故C错误；X射线是处于激发态的原子内层电子受到激发辐射出的，故D错误。B 解析能否发生光电效应，与入射光的频率有关，与入射光的强度和光照时间均无关，A错误；若发生光电效应，则在相同时间内，用强度较大的光照射金属时逸出的光电子数较多，B正确；光电子的最大初动能EkmhW0，若发生光电效应，则两束光照射出的光电子的最大初动能相同，C、D错误。解析用紫外线照射锌板能够发生光电效应，锌板上的电子吸收紫外线的能量从锌板表面逸出，称之为光电子，故A错误、B正确；锌板与验电器相连，带有相
10、同电性的电荷，锌板失去电子应该带正电，且失去电子越多，带正电的电荷量越多，验电器指针张角越大，故C正确、D错误。BC 核心考点突破核心考点突破1对光电效应实验规律的理解光电效应规律的理解 实验规律理解光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而增大，与入射光强度无关电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用做功，剩余部分转化为光电子的初动能，只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能，对于确定的金属，W0是一定的，故光电子的最大初动能只随入射光的频率增大而增大具有瞬时性光照射金属时，电子吸收一个光子的能量后，动能立即增大，不需要能量积累的过程入射光越强，饱和光电流越大入射光越强，单位时间内发射的光
11、电子数越多，因而饱和光电流越大2光电效应中几个易混淆的概念(1)光子与光电子光子是指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电，光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，光子是光电效应的因，光电子是果。(2)光电子的最大初动能与光电子的动能当光照射金属时，光子的能量全部被电子吸收，电子吸收光子的能量后可能向各个方向运动。有的向金属内部运动，有的向金属表面运动，但因途径不同，运动途中消耗的能量也不同。唯独在金属表面的电子，只要克服金属原子核的引力做功，就能从金属中逸出而具有最大初动能。根据爱因斯坦光电效应方程可以算出光电子的最大初动能为EkhW0(W0为金属的逸出功)，而其他经过不同的路径射出的光
12、电子，其动能一定小于最大初动能。(3)光电流与饱和光电流在一定频率与强度的光照射下产生光电效应，光电流与电压之间的关系为：开始时，光电流随电压U的增大而增大，当U比较大时，光电流达到饱和值Im。这时即使再增大U，在单位时间内也不可能有更多的光电子定向移动，光电流也就不会再增大，即饱和光电流是在一定频率与强度的光照射下的最大光电流。在一定光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。(4)入射光强度和光子能量入射光强度是单位时间内照射到金属表面单位面积上总的能量，光子能量即每个光子的能量，光子总能量等于光子能量与入射光子数的乘积。C 解析用红光照射时，红光的频率小于绿光的频率，则不一定发生光电效应，
13、故A错误。增大绿光的强度，逸出的光电子的最大初动能不变，单位时间内逸出的光电子数增加，故B错误，C正确。改用紫光照射，由于紫光的频率大于绿光的频率，根据光电效应方程EkhW0，则逸出的光电子的最大初动能增大，但是单位时间内逸出的光电子的数目不一定增多，故D错误。类题演练类题演练 1 B A若换用波长为1(10)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流B若换用波长为2(20)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流C增大电路中电源电压，电路中光电流一定增大D若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生1三个关系(1)爱因斯坦光电效应方程EkhW0。(2)光电子的最大初动能Ek可以利用光电管实验的方法测得
14、，即EkmeUc，其中Uc遏止电压。(3)光电效应方程中的W0为逸出功，它与极限频率c的关系是W0hc。光电效应的方程及图象 2四个图象ABC A因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压Uc不同B光电子的最大初动能不同C因为光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，饱和光电流也可能相同D两个光电管的Uc图象的斜率可能不同类题演练类题演练 2 B 解析由hW0Ek，变形得EkhW0，可知图线的斜率为普朗克常量，即h，故A错误；断开开关S后，光电子匀速运动到阳极，所以电流表G的示数不为零，故B正确；只有增大入射光的频率，才能增大光电子的最大初动能，与光的强度无关，故C错误；仅提高照射光强度，单位
15、时间内发出的光电子增多，电流表G的示数增大，故D错误。所以本题中B正确，A、C、D错误。类题演练类题演练 3 BC Aa、c两束光的光强相同Ba、c两束光的频率相同Cb光的波长最短D用a光照射时光电管发出的光电子的最大初动能最大1对光的波动性和粒子性的进一步理解对波粒二象性的理解 光的波动性光的粒子性实验基础干涉和衍射光电效应、康普顿效应表现光是一种概率波，即光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可用波动规律来描述大量的光子在传播时，表现出光的波动性当光同物质发生作用时，这种作用是“一份一份”进行的，表现出粒子的性质少量或个别光子容易显示出光的粒子性说明光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间相互作用产生的光的波动性不同于宏观观念的波粒子的含义是“不连续”、“一份一份”的光子不同于宏观观念的粒子A亮条纹是电子到达概率大的地方B该实验说明物质波理论是正确的ABD C该实验再次说明光子具有波动性D该实验说明实物粒子具有波动性解析电子属于实物粒子，电子衍射实验说明电子具有波动性，说明物质波理论是正确的，与光的波动性无关，B、D正确，C错误；物质波也是概率波，亮条纹是电子到达概率大的地方，A正确。
