物理（新课标）总复习第一轮复习教师用书：第十二章章末热点集训 .docxVIP

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章末热点集训

对光电效应的理解与应用

（2016·高考江苏卷)几种金属的逸出功W0见下表：

金属

钨

钙

钠

钾

铷

W0(×10－19J）

7。26

5.12

3.66

3.60

3。41

用一束可见光照射上述金属的表面，请通过计算说明哪些能发生光电效应．已知该可见光的波长范围为4。0×10－7～7。6×10－7m，普朗克常量h＝6。63×10－34J·s.

［解析］光子的能量E＝eq\f(hc，λ)，取λ＝4。0×10－7m，则E≈5.0×10－19J

根据E＞W0判断，钠、钾、铷能发生光电效应．

[答案]钠、钾、铷

1．某同学在研究某金属的光电效应现象时，发现该金属逸出光电子的最大初动能与入射光频率的关系如图所示．若图线在两坐标轴上的截距分别为a和－b，由图线可以得到普朗克常量的数值为________，单位为________．若入射光的频率为该金属截止频率的2倍，则逸出的光电子的最大初动能为__________J。

解析：由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0,光电子的最大初动能与入射光频率的关系在纵轴上截距为－b＝－W0，即金属逸出功为W＝b。斜率eq\f（b，a)＝h，即普朗克常量的数值为eq\f（b,a），单位为J·s.根据金属截止频率与逸出功的关系可知，若入射光的频率为该金属截止频率的2倍，则逸出的光电子的最大初动能为b。

答案：eq\f(b,a）J·sb

氢原子能级跃迁问题

(2015·高考海南卷）氢原子基态的能量为E1＝－13.6eV.大量氢原子处于某一激发态．由这些氢原子可能发出的所有的光子中，频率最大的光子能量为－0.96E1,频率最小的光子的能量为________eV（保留2位有效数字），这些光子可具有________种不同的频率．

[解析]频率最大的光子对应于从最高能级向基态的跃迁,则有En－E1＝－0。96E1，又因为En＝eq\f（1,n2）E1,故可得n＝5，因而频率最小的光子对应于从n＝5到n＝4的能级跃迁，具有的能量ΔE＝E5－E4＝eq\f（E1,25)－eq\f（E1，16)＝0.31eV，因氢原子是大量的，故由Ceq\o\al(2，5）＝10知可具有10种不同频率的光子．

［答案］0.3110

2.（高考浙江卷）玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验规律，氢原子能级图如图所示．当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出频率为________Hz的光子．用该频率的光照射逸出功为2。25eV的钾表面，产生的光电子的最大初动能为________eV.(电子电量e＝1.60×10－19C，普朗克常量h＝6。63×10－34J·s）

解析：氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时，释放出光子的能量为E＝－0。85eV－（－3.40eV）＝2。55eV，由hν＝E解得光子的频率ν＝6。15×1014Hz。

用此光照射逸出功为2。25eV的钾时,由光电效应方程知,产生光电子的最大初动能为Ek＝hν－W＝(2。55－2.25）eV＝0.30eV。

答案：6。15×10140。30

核能的计算

为确定爱因斯坦的质能方程ΔE＝Δmc2的正确性,设计了如下实验：用动能为E1＝0。60MeV的质子轰击静止的锂核eq\o\al(7，3）Li,生成两个α粒子，测得两个α粒子的动能之和为E2＝19。9MeV，已知质子、α粒子、锂粒子的质量分别取mp＝1.0073u、mα＝4。0015u、mLi＝7。0160u,求：

（1）写出核反应方程．

（2)通过计算说明ΔE＝Δmc2正确．（1u＝1。6606×10－27kg）

［解析](1）核反应方程为：eq\o\al（7,3)Li＋eq\o\al(1,1）H→2eq\o\al（4，2）He。

（2)核反应的质量亏损:Δm＝mLi＋mp－2mα＝7.0160u＋1.0073u－2×4.0015u＝0。0203u，由质能方程可得与质量亏损相当的能量：ΔE＝Δmc2＝0.0203×931.5MeV＝18.9MeV,而系统增加的能量：ΔE′＝E2－E1＝19。3MeV，这些能量来自核反应中,在误差允许的范围内可认为相等，所以ΔE＝Δmc2正确．

［答案］（1)eq\o\al（7,3）Li＋eq\o\al（1,1)H→2eq\o\al(4，2)He（2）见解析

3.太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少．太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近（)

A．1036kg