第十二章 近代物理初步　　　　　　　　[定標(biāo)——核心素養(yǎng)]　　　　　　　　　　　　　　　　　 物理觀念理解原子的能級結(jié)構(gòu)，區(qū)分衰變類型，理解光電效應(yīng)發(fā)生的條件、核反應(yīng)的類型和特點(diǎn)以及原子核的結(jié)合能。科學(xué)思維核反應(yīng)方程的書寫，核能的計(jì)算。 [定位——主干知識]1.光電效應(yīng)　　　　　2.愛因斯坦光電效應(yīng)方程3．氫原子光譜  4.氫原子的能級結(jié)構(gòu)、能級公式5．原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期6．放射性同位素  7.核力、核反應(yīng)方程8．結(jié)合能、質(zhì)量虧損  9.裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、裂變反應(yīng)堆10．射線的危害與防護(hù) 第1課時(shí)　波粒二象性必備知識(一)　光電效應(yīng)的理解1．[光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件]如圖所示是光電管的原理圖，已知當(dāng)有波長為λ0的光照到陰極K上時(shí)，電路中有光電流，則(　　)A．若增加電路中電源電壓，電路中光電流一定增大B．若將電源極性反接，電路中一定沒有光電流產(chǎn)生C．若換用波長為λ1(λ1>λ0)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定沒有光電流D．若換用波長為λ2(λ2<λ0)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定有光電流2．[光電效應(yīng)現(xiàn)象的理解](多選)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí)，有光電流產(chǎn)生。下列說法正確的是(　　)A．保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大 B．入射光的頻率變高，飽和光電流變大C．入射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能變大D．保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生[系統(tǒng)歸納]與光電效應(yīng)有關(guān)的五組概念對比(1)光子與光電子：光子指光在空間傳播時(shí)的每一份能量，光子不帶電；光電子是金屬表面受到光照射時(shí)發(fā)射出來的電子，其本質(zhì)是電子。光子是因，光電子是果。(2)光電子的動(dòng)能與光電子的最大初動(dòng)能：只有金屬表面的電子直接向外飛出時(shí)，只需克服原子核的引力做功的情況，才具有最大初動(dòng)能。(3)光電流和飽和光電流：金屬板飛出的光電子到達(dá)陽極，回路中便產(chǎn)生光電流，隨著所加正向電壓的增大，光電流趨于一個(gè)飽和值，這個(gè)飽和值是飽和光電流，在一定的光照條件下，飽和光電流與所加電壓大小無關(guān)。(4)入射光強(qiáng)度與光子能量：入射光強(qiáng)度指單位時(shí)間內(nèi)照射到金屬表面單位面積上的總能量，而光子能量E＝hν。(5)光的強(qiáng)度與飽和光電流：頻率相同的光照射金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，入射光越強(qiáng)，飽和光電流越大，但不是簡單的正比關(guān)系。3．[光電效應(yīng)規(guī)律的研究](多選)如圖所示電路可研究光電效應(yīng)規(guī)律。圖中標(biāo)有A和K的為光電管，其中A為陽極，K為陰極。理想電流計(jì)可檢測通過光電管的電流，理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓?，F(xiàn)接通電源，用光子能量為10.5 eV的光照射陰極K，電流計(jì)中有示數(shù)，若將滑動(dòng)變阻器的滑片P緩慢向右滑動(dòng)，電流計(jì)的讀數(shù)逐漸減小，當(dāng)滑至某一位置時(shí)電流計(jì)的讀數(shù)恰好為零，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為6.0 V。現(xiàn)保持滑片P位置不變，以下判斷正確的是(　　)A．光電管陰極材料的逸出功為4.5 eVB．若增大入射光的強(qiáng)度，電流計(jì)的讀數(shù)不為零C．若用光子能量為12 eV的光照射陰極K，光電子的最大初動(dòng)能一定變大D．若用光子能量為9.5 eV的光照射陰極K，同時(shí)把滑片P向左移動(dòng)少許，電流計(jì)的讀數(shù)一定不為零[系統(tǒng)歸納]光電效應(yīng)的研究思路(1)兩條線索：(2)兩條對應(yīng)關(guān)系：入射光強(qiáng)度大→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→光電流大；光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動(dòng)能大。[精解詳析]1．選D　光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，當(dāng)光越強(qiáng)時(shí)，光電子數(shù)目會(huì)增多，初始時(shí)電壓增加光電流可能會(huì)增加，當(dāng)達(dá)到飽和光電流后，再增大電壓，光電流不會(huì)增大，故A錯(cuò)誤；將電路中電源的極性反接，電子受到電場阻力，到達(dá)A極的數(shù)目會(huì)減小，則電路中電流會(huì)減小，甚至沒有電流，故B錯(cuò)誤；波長為λ1(λ1>λ0)的光的頻率有可能大于極限頻率，電路中可能有光電流，故C錯(cuò)誤；波長為λ2(λ2<λ0)的光的頻率一定大于極限頻率，電路中一定有光電流，故D正確。2．選AC　根據(jù)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論：保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大，故A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得：入射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能變大，故C正確；遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強(qiáng)無關(guān)，保持入射光的光強(qiáng)不變，若時(shí)光的頻率低于截止頻率，則沒有光電流產(chǎn)生，故D錯(cuò)誤。3．選AC　由題給電路圖可知，圖中所加電壓為反向減速電壓，根據(jù)題意可知遏止電壓為6 V，由Ek＝hν－W0＝eUc得W0＝4.5 eV，選項(xiàng)A正確；當(dāng)電壓達(dá)到遏止電壓時(shí)，所有電子都不能到達(dá)A極，無論光強(qiáng)如何變化，電流計(jì)示數(shù)仍為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若光子能量增大，根據(jù)光電效應(yīng)方程，光電子的最大初動(dòng)能一定變大，選項(xiàng)C正確；若用光子能量為9.5 eV的光照射陰極K，則遏止電壓為5 V，滑片P向左移動(dòng)少許，電流計(jì)的讀數(shù)可能仍為零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。　　　必備知識(二)　愛因斯坦的光電效應(yīng)方程　　　　　　　　　1．[愛因斯坦光電效應(yīng)方程的理解](多選)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，分別用頻率為νa、νb的單色光a、b照射到同種金屬上，測得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub，光電子的最大初動(dòng)能分別為Eka和Ekb。h為普朗克常量。下列說法正確的是(　　)A．若νa>νb，則一定有Ua<UbB．若νa>νb，則一定有Eka>EkbC．若Ua<Ub，則一定有Eka<EkbD．若νa>νb，則一定有hνa－Eka>hνb－Ekb[系統(tǒng)歸納]愛因斯坦的光電效應(yīng)方程的理解(1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0。(2)光電子的最大初動(dòng)能Ek可以利用光電管實(shí)驗(yàn)的方法測得，即Ek＝eUc，其中Uc是遏止電壓。(3)光電效應(yīng)方程中的W0為逸出功，它與極限頻率νc的關(guān)系是W0＝hνc。 2．[愛因斯坦光電效應(yīng)方程的應(yīng)用](2018·全國卷Ⅱ)用波長為300 nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動(dòng)能為1.28×10－19 J。已知普朗克常量為6.63×10－34 J·s，真空中的光速為3.00×108 m·s－1。能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為(　　)A．1×1014 Hz　　　　　　　　　　 B．8×1014 HzC．2×1015 Hz  D．8×1015 Hz[系統(tǒng)歸納]應(yīng)用光電效應(yīng)方程時(shí)的注意事項(xiàng)(1)每種金屬都有一個(gè)截止頻率，入射光頻率不低于這個(gè)截止頻率時(shí)才能發(fā)生光電效應(yīng)。(2)截止頻率對應(yīng)著光的極限波長和金屬的逸出功，即hνc＝h＝W0。(3)應(yīng)用光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0時(shí)，注意能量單位電子伏和焦耳的換算(1 eV＝1.6×10－19 J)。[精解詳析]1．選BC　設(shè)該金屬的逸出功為W，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程有Ek＝hν－W，同種金屬的W不變，則逸出光電子的最大初動(dòng)能隨ν的增大而增大，B項(xiàng)正確；又Ek＝eU，則最大初動(dòng)能與遏止電壓成正比，C項(xiàng)正確；根據(jù)上述有eU＝hν－W，遏止電壓U隨ν增大而增大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；又有hν－Ek＝W，W相同，則D項(xiàng)錯(cuò)誤。2．選B　設(shè)單色光的最低頻率為ν0，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程得Ek＝hν1－W,0＝hν0－W，又ν1＝，整理得ν0＝－，代入數(shù)據(jù)解得ν0≈8×1014 Hz。　　　　　　　　　　　　　　　必備知識(三)　光電效應(yīng)的圖像1．[光電效應(yīng)的Ek-ν圖像] (多選)在演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，某金屬被光照射后產(chǎn)生了光電效應(yīng)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)測出了光電子的最大動(dòng)能Ekm與入射光頻率ν的關(guān)系，如圖所示。由Ekmν圖像可求出(　　)A．該金屬的逸出功B．該金屬的極限頻率C．單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)D．普朗克常量解析：選ABD　根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0＝hν－hν0知，圖線的斜率表示普朗克常量，根據(jù)圖線斜率可得出普朗克常量。橫軸截距表示最大初動(dòng)能為零時(shí)的入射光頻率，此時(shí)的頻率等于金屬的極限頻率，根據(jù)W0＝hν0可求出逸出功。單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)無法從圖像中獲知。故A、B、D正確，C錯(cuò)誤。2．[光電效應(yīng)的Uc-ν圖像](多選)在某次光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν的關(guān)系如圖所示，若該直線的斜率和縱截距分別為k和－b，電子電荷量的絕對值為e，則(　　)A．普朗克常量可表示為B．若更換材料再實(shí)驗(yàn)，得到的圖線的k不改變，b改變C．所用材料的逸出功可表示為ebD．b由入射光決定，與所用材料無關(guān)解析：選BC　根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，以及Ekm＝eUc，得：Uc＝－，圖線的斜率k＝，解得普朗克常量h＝ke，故A錯(cuò)誤；縱軸截距的絕對值b＝，解得逸出功W0＝eb，故C正確；b等于逸出功與電荷量的比值，而逸出功與材料有關(guān)，則b與材料有關(guān)，故D錯(cuò)誤；更換材料再實(shí)驗(yàn)，由于逸出功變化，可知圖線的斜率不改變，縱軸截距改變，故B正確。3．[光電效應(yīng)的I-U圖像](2021·泰安質(zhì)檢)研究光電效應(yīng)的電路如圖所示。用頻率相同、強(qiáng)度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K)，鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流。下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關(guān)系圖像中正確的是(　　)解析：選C　光電效應(yīng)中，入射光子能量為hν，克服逸出功W0后多余的能量轉(zhuǎn)換為電子動(dòng)能，設(shè)遏止電壓為Uc，有eUc＝hν－W0，整理得Uc＝ν－，遏止電壓只與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)。入射光越強(qiáng)，飽和光電流越大，故選項(xiàng)C正確。[系統(tǒng)歸納]光電效應(yīng)四類圖像圖像名稱圖線形狀讀取信息最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖線①截止頻率νc(極限頻率)：橫軸截距②逸出功：縱軸截距的絕對值W0＝|－E|＝E③普朗克常量：圖線的斜率k＝h遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖線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顏色相同、強(qiáng)度不同時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系①遏止電壓Uc：橫軸截距②飽和光電流Im：電流的最大值③最大初動(dòng)能：Ekm＝eUc顏色不同時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系①遏止電壓Uc1、Uc2②飽和光電流③最大初動(dòng)能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2 　　　　　　　　　　　　　　必備知識(四)　對波粒二象性的理解 1．[波粒二象性的理解](多選)實(shí)物粒子和光都具有波粒二象性。下列事實(shí)中突出體現(xiàn)波動(dòng)性的是(　　)A．電子束通過雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣B．β射線在云室中穿過會(huì)留下清晰的徑跡C．人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)D．人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)解析：選ACD　干涉和衍射體現(xiàn)的是波動(dòng)性，A、C正確；β射線在云室中留下清晰的徑跡，體現(xiàn)的是粒子性，不能體現(xiàn)波動(dòng)性，B錯(cuò)誤；電子顯微鏡利用電子束衍射工作，體現(xiàn)的是波動(dòng)性，D正確。2．[光子的能量](2017·北京高考)2017年年初，我國研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長在100 nm(1 nm＝10－9 m)附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強(qiáng)的極紫外激光脈沖?！按筮B光源”因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮重要作用。一個(gè)處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個(gè)分子，但又不會(huì)把分子打碎。據(jù)此判斷，能夠電離一個(gè)分子的能量約為(取普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，真空光速c＝3×108 m/s)(　　)A．10－21 J　　　　　　　 B．10－18 JC．10－15 J  D．10－12 J解析：選B　光子的能量E＝hν，c＝λν，聯(lián)立解得E≈2×10－18 J，B項(xiàng)正確。[系統(tǒng)歸納]1．光的波粒二象性的認(rèn)識(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明了光具有波動(dòng)性。(2)光電效應(yīng)說明光具有粒子性。(3)光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。2．對光的波粒二象性的理解從數(shù)量上看個(gè)別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性；大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動(dòng)性從頻率上看頻率越低波動(dòng)性越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象；頻率越高粒子性越顯著，越不容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象，貫穿本領(lǐng)越強(qiáng)從傳播與作用上看光在傳播過程中往往表現(xiàn)出波動(dòng)性；在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)往往表現(xiàn)出粒子性波動(dòng)性與粒子性的統(tǒng)一由光子的能量E＝hν、光子的動(dòng)量表達(dá)式p＝也可以看出，光的波動(dòng)性和粒子性并不矛盾，表示粒子性的粒子能量和動(dòng)量的計(jì)算式中都含有表示波的特征的物理量——頻率ν和波長λ  

相關(guān)學(xué)案

人教版高考物理一輪復(fù)習(xí)第15章近代物理初步第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性學(xué)案：

這是一份人教版高考物理一輪復(fù)習(xí)第15章近代物理初步第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性學(xué)案，共12頁。

高考物理一輪復(fù)習(xí)第12章近代物理初步第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性學(xué)案：

這是一份高考物理一輪復(fù)習(xí)第12章近代物理初步第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性學(xué)案，共12頁。

人教版高考物理一輪復(fù)習(xí)第14章近代物理初步第2講原子結(jié)構(gòu)與原子核學(xué)案：

這是一份人教版高考物理一輪復(fù)習(xí)第14章近代物理初步第2講原子結(jié)構(gòu)與原子核學(xué)案，共19頁。學(xué)案主要包含了原子結(jié)構(gòu)　光譜和能級躍遷，原子核　核反應(yīng)和核能等內(nèi)容，歡迎下載使用。

英語朗讀寶

相關(guān)學(xué)案 更多

高考物理一輪復(fù)習(xí)第12章近代物理初步第2課時(shí)原子結(jié)構(gòu)與原子核學(xué)案

高考物理一輪復(fù)習(xí)第12章近代物理初步第2課時(shí)原子結(jié)構(gòu)與原子核學(xué)案
高考物理一輪復(fù)習(xí)第12章近代物理初步第1課時(shí)波粒二象性學(xué)案

高考物理一輪復(fù)習(xí)第12章近代物理初步第1課時(shí)波粒二象性學(xué)案
高考物理一輪復(fù)習(xí)第十二章近代物理初步第2課時(shí)原子結(jié)構(gòu)與原子核學(xué)案新人教版

高考物理一輪復(fù)習(xí)第十二章近代物理初步第2課時(shí)原子結(jié)構(gòu)與原子核學(xué)案新人教版
2021高考物理大一輪復(fù)習(xí)領(lǐng)航教學(xué)案：第十二章　近代物理初步 Word版含解析

2021高考物理大一輪復(fù)習(xí)領(lǐng)航教學(xué)案：第十二章　近代物理初步 Word版含解析
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識產(chǎn)權(quán)，請掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費(fèi)推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì)，申請 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高考專區(qū)
歡迎來到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊

手機(jī)號注冊
手機(jī)號碼

手機(jī)號格式錯(cuò)誤

手機(jī)驗(yàn)證碼 獲取驗(yàn)證碼

手機(jī)驗(yàn)證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個(gè)字符，數(shù)字、字母或符號

注冊即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊
手機(jī)號注冊
微信注冊

注冊成功

返回
頂部