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重难点24近代物理
考点
三年考情分析
2025考向预测
(1)光电效应规律的应用;
(2)玻尔理论和能级跃迁;
(3)衰变、核反应与核能的计算;
(4)与近代物理相关的生活、科技问题.
3年3考
广东卷[(2024,T2),(2023,T1),(2022,T5)]
高考对近代物理的考查涉及的考点较多(如光电效应、能级跃迁、原子核的衰变、核反应方程和核能的计算等),具有不确定性,考题可能根据某一考点命题,也可以同时涉及几个考点,题型为选择题。
【情境解读】
【高分技巧】
内容
重要的规律、公式和二级结论
1.能量量子化、光电效应、光子、爱因斯坦光电效应方程
(1)普朗克提出能量子观点:ε=hν;爱因斯坦提出光子的观点:光子的能量hν。
(2)光电效应方程:Ek=hν-W0。
2.光的波粒二象性、粒子的波粒二象性、物质波
(3)光既有波动性又有粒子性;光的干涉、衍射、偏振说明光具有波动性;光电效应、康普顿效应说明光具有粒子性。
(4)德布罗意指出:实物粒子也具有波动性;其波长λ=eq\f(h,p)。
(5)电子束衍射实验证实了电子的波动性。
3.电子的发现、电子比荷的测定
(6)汤姆孙发现了电子,并粗略测出了电子的比荷;说明原子是可以再分的;电子电荷的精确测定是由密立根通过“油滴实验”完成的。
4.α粒子散射实验,原子的核式结构
(7)汤姆孙认为原子结构是“枣糕模型”。
(8)卢瑟福的α粒子散射实验说明原子是核式结构模型。
5.氢原子光谱、氢原子的能级结构
(9)氢原子光谱是线状光谱,发光的波长是分立的,不连续的。
(10)玻尔的氢原子能级结构假说:电子轨道是量子化的;原子的能量是量子化的;原子发光的能量由能级差决定:hν=En-Em。
(11)一群处于n能级的原子跃迁时最多能产生Ceq\o\al(2,n)种光。
6.原子核的组成
(12)贝克勒尔发现的天然放射性现象说明原子核是可再分的。
7.放射性、衰变、半衰期
(13)半衰期不随温度、压强和与其他元素化合而改变;半衰期具有统计意义,对几个原子核没有意义。
8.原子核的结合能、质量亏损、爱因斯坦质能方程
(14)结合能:核子结合成原子核所放出的能量。
(15)比结合能:原子核的结合能与核子数之比,也叫平均结合能;比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固。
(16)质量亏损:原子核的质量小于组成它的核子的质量之和。
(17)爱因斯坦质能方程:E=mc2。
【考向一:光电效应及光的波粒二象性】
1.光电效应两条对应关系
(1)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。
(2)光照强度大(同种频率的光)→光子数目多→发射光电子多→光电流大。
2.定量分析时应抓住三个关系式
爱因斯坦光电效应方程
Ek=hν-W0
最大初动能与遏止电压的关系
Ek=eUc
逸出功与截止频率的关系
W0=hνc
3.光电效应的四类图像分析
图像名称
图线形状
由图线直接(或间接)得到的物理量
最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线
Ek=hν-hνc
(1)截止频率:图线与ν轴交点的横坐标νc
(2)逸出功:图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值W0=|-E|=E
(3)普朗克常量:图线的斜率k=h
颜色相同、强度不同的光,光电流与电压的关系
(1)遏止电压Uc:图线与横轴交点的横坐标
(2)饱和光电流Im:光电流的最大值
(3)最大初动能:Ek=eUc
颜色不同时,光电流与电压的关系
(1)遏止电压Uc1Uc2,则ν1ν2
(2)饱和光电流
(3)最大初动能Ek1=eUc1,Ek2=eUc2
遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线
(1)截止频率νc:图线与横轴的交点的横坐标
(2)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(注:此时两极之间接反向电压)
1.(2023广东省华南师大附中三模)如图所示为研究光电效应实验的电路图。初始时刻,滑动触头P在O点左侧靠近a点某位置;用一定强度的绿光照射光电管K极,当闭合开关后,微安表的示数不为0,则在P向b端移动的过程中()
A.微安表的示数一定不断增大
B.微安表的示数可能为零
C.到达A极的光电子动能不断增大
D.K极逸出的光电子的最大初动能不断增大
答案C
解析在P向b端移动的过程中,在到达O点之前,A极电势低于K极电势,随着P靠近O,电场力做的负功越来越少,微安表的示数增大;过了O点之后,A极电势高于K极电势,电场力对光电子做正功,微安表的示数增大,当达到饱和电流后微安表的示数不再增大,A、B错误;A极电势逐渐升高,P到达O点前电场力对光电子做的负功减小,过了O点后电场力对光电子做的正功逐渐增大,根据动能定理可知到达A极的光电子动能不断增大,C正确;根据
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