2025高考物理二轮专题　原子物理答案.docx

2025高考物理二轮专题讲义

原子物理

构建知识

一、光电效应及其规律

1.爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0。

2.最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc。

3.逸出功与极限频率的关系：W0＝hνc。

4.Ekν图线：是一条倾斜直线，但不过原点，如图所示。

(1)横轴截距表示极限频率；

(2)纵轴截距的绝对值表示逸出功；

(3)图线的斜率表示普朗克常量h。

二、原子结构与玻尔理论

知识体系

三、原子核及其衰变

知识体系

四、核反应核能的计算

知识体系

五、关键能力构建

一、光电效应的研究思路

二、一个氢原子能级跃迁与一群氢原子能级跃迁的区别

1.一群处于较高能级n的氢原子向低能级跃迁时，释放出的谱线条数为N＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(n?n－1?,2)。

2.一个处于较高能级n的氢原子向低能级跃迁时，释放出的光谱线条数最多为n－1。

三、计算核能的几种思路

1.根据爱因斯坦质能方程，用核反应的质量亏损的千克数乘以真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2。

2.根据1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏(MeV)能量，用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘以931.5MeV，即ΔE＝Δm×931.5MeV。

3.如果核反应时释放的核能是以动能形式呈现，则核反应过程中系统动能的增量即为释放的核能。

练考点

题型1原子结构模型光电效应

例1.利用如图所示的装置研究光电效应，使单刀双掷开关S接1，用频率为ν1的光照射光电管，调节滑动变阻器，使电流表的示数刚好为0，此时电压表的示数为U1，已知电子电荷量为e，普朗克常量为h，下列说法正确的是()

A．其他条件不变，增大光强，电压表示数增大

B．改用比ν1更大频率的光照射，调整电流表的示数为零，此时电压表示数仍为U1

C．其他条件不变，使开关S接2，电流表示数仍为零

D．光电管阴极材料的截止频率νc＝ν1－eq\f(eU1,h)

【答案】D

【解析】当开关S接1时，由爱因斯坦光电效应方程eU1＝hν1－W0，故其他条件不变时，增大光强，电压表的示数不变，故A错误；若改用比ν1更大频率的光照射时，调整电流表的示数为零，而金属的逸出功不变，故遏止电压变大，即此时电压表示数大于U1，故B错误；其他条件不变时，使开关S接2，此时hν1＞W0，可发生光电效应，故电流表示数不为零，故C错误；根据爱因斯坦光电效应方程eU1＝hν1－W0，其中W0＝hνc，联立解得，光电管阴极材料的截止频率为νc＝ν1－eq\f(eU1,h)，故D正确。

对点训练

1.量子技术是当前物理学应用研究的热点，下列关于量子理论的说法正确的是()

A．普朗克认为黑体辐射的能量是连续的

B．光电效应实验中，红光照射可以让电子从某金属表面逸出，若改用紫光照射也可以让电子从该金属表面逸出

C．康普顿研究石墨对X射线散射时，发现散射后仅有波长小于原波长的射线成分

D．德布罗意认为质子具有波动性，而电子不具有波动性

【答案】B

【解析】普朗克认为黑体辐射的能量是一份一份的，是量子化的，故A错误；产生光电效应的条件是光的频率大于金属的极限频率，紫光的频率大于红光，若红光能使金属发生光电效应，可知紫光也能使该金属发生光电效应，故B正确；石墨对X射线的散射过程遵循动量守恒，光子和电子碰撞后，电子获得一定的动量，光子动量变小，根据λ＝eq\f(h,p)可知波长变长，故C错误；德布罗意认为物质都具有波动性，包括质子和电子，故D错误。故选B。

2.(多选)X射线光电子能谱仪是利用X光照射材料表面激发出光电子，并对光电子进行分析的科研仪器，用某一频率的X光照射某种金属表面，逸出了光电子，若增加此X光的强度，则()

A．该金属逸出功增大

B．X光的光子能量不变

C．逸出的光电子最大初动能增大

D．单位时间逸出的光电子数增多

【答案】BD

【解析】金属的逸出功是金属的自身固有属性，仅与金属自身有关，增加此X光的强度，该金属逸出功不变，故A错误；根据光子能量公式ε＝hν可知增加此X光的强度，X光的光子能量不变，故B正确；根据爱因斯坦光电效应方程Ekm＝hν－W0可知逸出的光电子最大初动能不变，故C错误；增加此X光的强度，单位时间照射到金属表面的光子变多，则单位时间逸出的光电子数增多，故D正确。故选BD。

题型2原子光谱与原子的玻尔模型

例2.玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示，处于n＝3能级的原子向低能级跃迁，会产生三种频率为ν31、ν32、ν21的光，下标数字表示相应的能级。已知普朗克常量为h，光速为c。正确的是()

A．频率为ν31的光，其动量为eq\f(E3－E1,hc)

B．频率为ν31和ν21的两种光分别射入同一光电效应装置，均产生光电子，其最大初动能之差为hν