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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/4/9,#,专题五光电效应,原子,结构,和原子核,-,2,-,考情分析,备考定向,纵览考题,洞悉命题,规律,-,3,-,-,4,-,网络,构建,-,5,-,策略指导,这部分内容在高考题中一般以选择题的形式出现,重点考查考生对知识的理解能力。,2020,年备考过程中要重点掌握氢原子能级结构和能级公式,;,光电效应规律和爱因斯坦光电效应方程,;,核反应方程式的书写,;,原子核的衰变及半衰期,;,结合能和核能的计算等。,-,6,-,高考真,题,1,.,(2019,全国,卷,),氢原子能级示意图如图所示。,光子能量在,1,.,63 eV,3,.,10 eV,的光为可见光。,要使处于基态,(,n=,1),的氢原子被激发后可辐射,出可见光光子,最少应给氢原子提供的能量为,(,),A.12,.,09 eV,B.10,.,20 eV,C.1,.,89 eV,D.1,.,51 eV,考点定位,:,能级跃迁,解题思路与方法,:,氢原子被激发跃迁到高能级后自发往低能级跃迁辐射出可见光光子。,答案,解析,解析,关闭,氢原子从能级,2,向能级,1,跃迁时,辐射的光子能量为,10,.,2 eV,不是可见光。氢原子从能级,3,向能级,2,跃迁时,辐射的光子能量为,1,.,89 eV,是可见光,所以只要把氢原子跃迁到能级,3,就可以辐射可见光。氢原子从能级,1,向能级,3,跃迁时,吸收的光子能量为,12,.,09 eV,A,正确,B,、,C,、,D,错误。,答案,解析,关闭,A,-,7,-,A.8 MeVB.16 MeVC.26 MeVD.52 MeV,考点定位,:,质能方程,解题思路与方法,:,根据,E=,mc,2,求解。,答案,解析,解析,关闭,本题考查质能方程和核反应的理解。忽略正电子质量,根据质能方程,E=,mc,2,而,m=,4,m,p,-m,=,4,1,.,007 8 u-4.002 6 u,=,0,.,028 6 u,又因,1 u,=,931 MeV,/c,2,所以,E=,0,.,028 6,931 MeV,=,26,.,626 6 MeV,C,正确,A,、,B,、,D,错误。,答案,解析,关闭,C,-,8,-,3,.,(2018,全国,卷,),用波长为,300 nm,的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为,1,.,28,10,-,19,J,已知普朗克常量为,6,.,63,10,-,34,Js,真空中的光速为,3,.,00,10,8,ms,-,1,能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为,(,),A.1,10,14,HzB.8,10,14,Hz,C.2,10,15,HzD.8,10,15,Hz,考点定位,:,光电效应方程,解题思路与方法,:,由光电效应方程,E,k,=h,-W,和,W=h,0,分析求解即可。,答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,-,9,-,A.,衰变后钍核的动能等于,粒子的动能,B.,衰变后钍核的动量大小等于,粒子的动量大小,C.,铀核的半衰期等于其放出一个,粒子所经历的时间,D.,衰变后,粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量,考点定位,:,衰变、半衰期、动量守恒,解题思路与方法,:,衰变过程动量守恒、质量数守恒,但是衰变过程中有质量亏损。,答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,-,10,-,5,.,(,多选,)(2017,全国,卷,),在光电效应实验中,分别用频率为,a,、,b,的单色光,a,、,b,照射到同种金属上,测得相应的遏止电压分别为,U,a,和,U,b,、光电子的最大初动能分别为,E,k,a,和,E,k,b,。,h,为普朗克常量。下列说法正确的是,(,),A.,若,a,b,则一定有,U,a,b,则一定有,E,k,a,E,k,b,C.,若,U,a,U,b,则一定有,E,k,a,b,则一定有,h,a,-E,k,a,h,b,-E,k,b,考点定位,:,光电效应方程,解题思路与方法,:,由光电效应方程,E,k,=h,-W,和光电子的最大初动能与遏止电压的关系,-eU=,0,-E,k,分析求解即可。,答案,解析,解析,关闭,根据光电效应方程,E,k,=h-W,和光电子的最大初动能与遏止电压的关系,-eU=,0,-E,k,得,eU=h-W,A,错,B,、,C,正确,;,若,a,b,则一定有,h,a,-E,ka,=h,b,-E,kb,=W,D,错。,答案,解析,关闭,BC,-,11,-,考点一,考点二,考点三,光电效应与光的粒子性,(,H,),归纳总结,1,.,光电效应的研究思路,:,(1),两条线索,:,(2),两条对应关系,:,入射光强度大,光子数目多,发射光电子多,光电流大,;,光子频率高,光子能量大,光电子的最大初动能大。,-,12,-,考点一,考点二,考点三,2,.,爱因斯坦光电效应方程,E,k,=h,-W,0,的研究对象是金属表面的电子,光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大,(,如图所示,),直线的斜率为,h,直线与,轴的交点的物理意义是极限频率,c,直线与,E,k,轴交点的物理意义是逸出功,W,0,的负值。,-,13,-,考点一,考点二,考点三,【典例,1,】,用如图所示的装置研究光电效应现象。闭合开关,S,用频率为,的光照射光电管时发生了光电效应。下图是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能,E,k,与入射光频率,的关系图象,图线与横轴的交点坐标为,(,a,0),与纵轴的交点坐标为,(0,-b,),下列说法中正确的是,(,),-,14,-,考点一,考点二,考点三,A,.,普朗克常量为,B.,断开开关,S,后,电流表,G,的示数不为零,C.,仅增加照射光的强度,光电子的最大初动能将增大,D.,保持照射光频率不变,仅提高照射光强度,电流表,G,的示数保持不变,思维点拨,解决本题的关键是掌握光电效应方程,知道最大初动能与入射光频率的关系,同时理解光电子的最大初动能,E,k,与入射光频率,图象的含义。,-,15,-,考点一,考点二,考点三,答案,:,B,解析,:,根据,E,km,=h,-W,0,得,纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功,等于,b,。当最大初动能为零时,入射光的频率等于截止频率,所以金属的截止频率为,0,=a,那么普朗克常量为,h,=,故,A,错误,;,开关,S,断开后,因光电效应现象中,光电子存在最大初动能,因此电流表,G,的示数不为零,故,B,正确。根据光电效应方程可知,最大初动能与入射光的频率有关,与光的强度无关,故,C,错误。若保持照射光频率不变,仅提高照射光强度,则光子数目增大,那么电流表,G,的示数会增大,故,D,错误。故选,B,。,-,16,-,考点一,考点二,考点三,1,.,(,多选,)(2019,河南信阳统考,),如图所示为光电管的工作电路图,分别用波长为,0,、,1,、,2,的单色光做实验,已知,2,0,0,),的光照射阴极,K,虽然入射光的频率变小,但仍可能大于阴极的极限频率,仍可能发生光电效应,因此电流表的示数可能不为零,B,错误。仅增大电路中电源的电动势,光电管两端电压增大,当达到饱和电流后,电流表的示数不再增大,C,错误。将电路中电源的正负极对调,光电子做减速运动,若电子到达不了阳极,则此时电流表的示数为零,D,正确。,答案,解析,关闭,AD,-,17,-,考点一,考点二,考点三,2,.,金属,在光的照射下产生光电效应,其遏止电压,U,c,与入射光频率,的关系图象如图所示。则由图象可知,(,),A.,入射光频率越大,该金属的逸出功越大,B.,入射光的频率越大,则遏止电压越大,C.,由图可求出普朗克常量,D.,光电子的最大初动能与入射光的频率成正比,答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,-,18,-,考点一,考点二,考点三,3,.,用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流强度与照射光的强弱、频率等物理量的关系。图中,A,、,K,两极间的电压大小可调,电源的正负极也可以对调,分别用,a,、,b,、,c,三束单色光照射,调节,A,、,K,间的电压,U,得到光电流,I,与电压,U,的关系如图乙所示,由图可知,(,),A.,单色光,a,和,c,的频率相同,且,a,光更弱些,b,光频率最大,B.,单色光,a,和,c,的频率相同,且,a,光更强些,b,光频率最大,C.,单色光,a,和,c,的频率相同,且,a,光更弱些,b,光频率最小,D.,单色光,a,和,c,的频率不同,且,a,光更强些,b,光频率最小,答案,解析,解析,关闭,a,、,c,两光照射后遏止电压相同,根据,E,km,=eU,c,可知产生的光电子最大初动能相等,可知,a,、,c,两光的频率相等,光子能量相等。由于,a,光的饱和电流较大,则,a,光的强度较大。单色光,b,照射后遏止电压较大,根据,E,km,=eU,c,可知,b,光照射后产生的光电子最大初动能较大。根据光电效应方程,E,km,=h-W,0,得,b,光的频率大于,a,光的频率,故,ACD,错误,B,正确,;,故选,B,。,答案,解析,关闭,B,-,19,-,考点一,考点二,考点三,原子结构和能级跃迁,(,M,),归纳总结,原子能级跃迁问题的解题技巧,(1),原子跃迁时,所吸收或释放的光子能量只能等于两能级之间的能量差,即,E=h,=|E,初,-E,末,|,。,(2),原子电离时,所吸收的能量可以大于或等于某一能级能量的绝对值。,(3),一个处于第,n,能级的氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为,n-,1,。,(4),一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法,:,-,20,-,考点一,考点二,考点三,用数学中的组合知识求解,:,利用能级图求解,:,在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出,然后相加。,(5),计算氢原子能级跃迁放出或吸收光子的频率和波长时,要注意各能级的能量值均为负值,且单位为电子伏特,计算时需换算单位,1,eV,=,1,.,6,10,-,19,J,。,-,21,-,考点一,考点二,考点三,【典例,2,】,氢原子能级图如图所示,当氢原子从,n=,3,的能级跃迁到,n=,2,的能级时,辐射光的波长为,656 nm,下列判断正确的是,(,),A,.,氢原子从,n=,2,跃迁到,n=,1,的能级时,辐射光的波长大于,656 nm,B.,当氢原子从,n=,4,的能级跃迁到,n=,2,的能级时,辐射出的光子不能使逸出功为,2,.,25 eV,的钾发生光电效应,C.,一群处于,n=,4,能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生,3,种谱线,D.,用能量为,1,.,0 eV,的光子照射处于,n=,4,能级上的氢原子,可以使氢原子电离,答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,-,22,-,考点一,考点二,考点三,4,.,如图所示为氢原子的能级分布图,已知可见光光子的能量范围约为,1,.,63,3,.,10 eV,由图可知,(,),A.,基态氢原子吸收能量为,10,.,3 eV,的光子能从,n=,1,能级跃迁到,n=,2,能级,B.,基态氢原子的电离能为,13,.,6 eV,C.,一群处于,n=,5,能级的氢原子向低能级跃迁时,可辐射,6,种不同频率的光子,D.,氢原子从,n=,4,能级跃迁到,n=,3,能级,辐射的光子是可见光,答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,-,23,-,考点一,考点二,考点三,5,.,(2019,东北三省四市高考二模,),已知金属钙的逸出功为,2,.,7 eV,氢原子的能级图如图所示,一群氢原子处于量子数,n=,4,的能量状态,则,(,),A.,氢原子可能辐射出,3,种频率的光子,B.,氢原子可能辐射出,5,种频率的光子,C.,有,3,种频率的辐射光子能使钙发生光电效应,D.,有,4,种频率的辐射光子能使钙发生光电效应,答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,-,24,-,考点一,考点二,考点三,6,.,(2019,云南临沧一中检测,),图中画出了氢原子的,4,个能级,并注明了相应的能量,E,
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