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高频考点·分类突破基础知识·自主梳理目录ONTENTSC课时作业第1讲光电效应波粒二象性第十二章原子与原子核考纲要求考频考情分析光电效应Ⅰ5年2考1.命题趋势近五年高考对本部分内容考查形式比较固定，一般比较单一的考查某个知识点，且题型向选择题方向改变．2．备考策略由于本部分内容涉及点较多，复习中注意以下内容：(1)光电效应现象及实验规律并能用光电效应方程计算．(2)熟记光的波粒二象性及物质波的特点．(3)用玻尔理论解释原子结构模型及氢原子光谱，结合能级图求解原子的跃迁问题．(4)掌握原子核的衰变、半衰期、核反应方程及核能的计算．爱因斯坦光电效应方程Ⅰ5年3考氢原子光谱Ⅰ氢原子的能级结构、能级公式Ⅰ原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期Ⅰ5年4考考纲要求考频考情分析放射性同位素Ⅰ1．命题趋势近五年高考对本部分内容考查形式比较固定，一般比较单一的考查某个知识点，且题型向选择题方向改变．2．备考策略由于本部分内容涉及点较多，复习中注意以下内容：(1)光电效应现象及实验规律并能用光电效应方程计算．(2)熟记光的波粒二象性及物质波的特点．(3)用玻尔理论解释原子结构模型及氢原子光谱，结合能级图求解原子的跃迁问题．(4)掌握原子核的衰变、半衰期、核反应方程及核能的计算．核力、核反应方程Ⅰ5年1考结合能、质量亏损Ⅰ5年1考裂变反应和聚变反应、裂变反应堆Ⅰ射线的危害与防护Ⅰ一、光电效应1．定义照射到金属表面的光，能使金属中的从表面逸出的现象．2．光电子中发射出来的电子．电子光电效应3．研究光电效应的电路图(如图)其中A是．K是．阳极阴极4．光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须这个极限频率才能产生光电效应．低于这个频率的光不能产生光电效应．(2)光电子的最大初动能与入射光的无关，只随入射光频率的增大而．(3)光电效应的发生的，一般不超过10－9s.(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．大于强度增大几乎是瞬时正比二、爱因斯坦光电效应方程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ε＝.其中h＝6.63×10－34J·s(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．hν最小值电子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作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)表达式：Ek＝hν－.(2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν，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W0逸出功W012mev2三、光的波粒二象性与物质波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．波动粒子波粒二象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观物体都有一种波与它对应，其波长λ＝，p为运动物体的动量，h为普朗克常量．大小hp■判一判记一记易错易混判一判(1)任何频率的光照射到某种金属表面都可以发生光电效应．()(2)光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比．()(3)光的频率越高，光的粒子性越明显，但仍具有波动性．()(4)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．()(5)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．()××√×√(6)法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子具有波动性．()(7)只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应．()(8)极限频率越大的金属材料逸出功越大．()(9)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．()(10)光子和光电子都是实物粒子．()√×√√×规律结论记一记(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限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，只随入射光频率的增大而增大．(3)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正比．(4)爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0，其中W0为逸出功，它与极限频率νc的关系是W0＝hνc.(5)光子说并未否定波动性，光子能量E＝hν＝hcλ，其中，ν和λ就是描述波的两个物理量．考点一光电效应规律自主学习型1．区分光电效应中的四组概念(1)光子与光电子：光子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，其本质是电子．(2)光电子的动能与光电子的最大初动能：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．(3)光电流和饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关．(4)入射光强度与光子能量：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量．光子能量为普朗克常量和电磁辐射频率的乘积，E＝hν.2．对光电效应规律的解释对应规律对规律的产生的解释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频率的增大而增大光电效应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光较强时饱和光电流大光较强时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和光电流较大1．[光电效应规律](2019·河南洛阳模拟)关于光电效应，以下说法正确的是()A．金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能从金属逸出B．如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力逸出时需要做的最小功，光电效应便不能发生了．但如换用波长更长的入射光子，则有可能发生光电效应C．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能越大D．由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应的入射光的最低频率也不相同发生光电效应时，金属中逸出的电子只能吸收一个光子的能量，故A错误；当入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力逸出时需要做的最小功，光电效应便不能发生了，但如换用波长更长的入射光子，频率更低，更不可能发生，故B错误；入射光的强度越大，单位时间内发出光电子的数目越多，形成的光电流越大，与最大初动能无关，故C错误；根据光电效应方程Ek＝hν－W0知，不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应的入射光的最低频率也不相同，故D正确．D2．[光电效应现象分析]19世纪初，爱因斯坦提出光子理论，使光电效应得到完美的解释．在如图所示实验中，用一定频率的光照射光电管阴极，产生了持续的光电流．已知普朗克常量为h，则下列说法正确的是()A．实验中，入射光强度必须很大B．若该金属的逸出功为W0，入射光频率一定为W0hC．保持入射光强度不变，增长光照时间，金属逸出的光电子初动能增大D．保持入射光频率不变，增大入射光强度，光电流一定会增大光电效应发生的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度无关，A错误；电子从金属表面逸出，首先需克服金属表面原子核的引力做功(逸出功W0)，对应频率νc＝W0h为极限频率，但入射光的频率可以大于W0h，B错误；光电子的最大初动能只随入射光频率的增大而增大，C错误；入射光越强，单位时间内入射到金属表面的光子数越多，产生的光电子越多，射出的光电子做定向移动时形成的光电流越大，D正确．D[易错警示]对光电效应的4点提醒1．能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率．2．光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光．3．逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关．4．光电子不是光子，而是电子．考点二光电效应方程及图象分析师生互动型1．光电效应的“三个关系”(1)爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0.(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，即Ek＝eUc，其中Uc是遏止电压．(3)光电效应方程中的W0为逸出功，它与极限频率νc的关系是W0＝hνc.2．四类图象图象名称图线形状读取信息最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线(1)截止频率(极限频率)：横轴截距(2)逸出功：纵轴截距的绝对值W0＝|－E|＝E(3)普朗克常量：图线的斜率k＝h遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线(2)遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大(3)普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积，即h＝ke图象名称图线形状读取信息颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系(2)饱和光电流Im：电流的最大值(3)最大初动能：Ekm＝eUc颜色不同时，光电流与电压的关系(1)遏止电压Uc1、Uc2(2)饱和光电流(3)最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2[典例]小明用金属铷为阴极的光电管观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.(1)图甲中电极A为光电管的________(选填“阴极”或“阳极”)；(2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νc＝________Hz，逸出功W0＝________J；(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek＝________J.[解析](1)光束照射阴极，打到阳极A上．(2)读出铷的截止频率νc＝5.15×1014Hz，其逸出功W0＝hνc≈3.41×10－19J.(3)由爱因斯坦光电效应方程得Ek＝hν－W0≈1.23×10－19J.[答案](1)阳极(2)5.15×1014(5.12×1014～5.19×1014均可)3.41×10－19(3.39×10－19～3.44×10－19均可)(3)1.23×10－19(1.20×10－19～1.25×10－19均可)[规律总结](1)光电管加正向电压时，如图甲，入射光强度增大→光电子数目增多→产生的光电子增多→光电流增大．(2)光电管加反向电压时，如图乙，光子频率升高→光子能量增大→产生光电子的最大初动能增大→遏止电压增大．遏止电压与光强无关．(3)在Ucν及Ekν图象中，图线与横轴的交点νc都表示截止频率．1．[光电效应方程的应用](2018·高考全国卷Ⅱ)用波长为300nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10－19J．已知普朗克常量为6.63×10－34J·s，真空中的光速为3.00×108m·s－1.能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为()A．1×1014HzB．8×1014HzC．2×1015HzD．8×1015Hz由光电效应方程式得Ek＝hν－W0，得W0＝hν－Ek＝hcλ－Ek，刚好发生光电效应的临界频率为ν0则W0＝hν0，代入数据可得ν0≈8×1014Hz，故B正确．B2．[光电效应的Ekν图象](2019·东北三省四市教研联合体模拟)在研究甲、乙两种金属发生光电效应现象的实验中，光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系如图所示，则下列说法正确的是()A．两条图线与横轴的夹角α和β一定不相等B．若增大入射光频率ν，则所需的遏止电压Uc将增大C．某一频率的光可以使乙金属发生光电效应，则不一定能使甲金属发生光电效应D．若不改变入射光频率ν，而增