《 备考指南 物理 》课件-第14章 第1讲

原子与原子核第十四章核心素养新课程标准物理观念(1)了解光子、光子说、光电效应规律、波粒二象性；(2)认识原子核的结构和特点；(3)理解原子核的衰变、裂变、聚变和放射现象科学思维对微观世界的研究，提出了各种模型，有汤姆孙原子模型、原子的核式结构模型、玻尔的原子模型，使我们知道物理学的研究需要建构模型；能运用概率统计的方法理解半衰期，对天然放射性现象问题进行分析科学探究探究光电效应规律；探究α粒子散射实验科学态度与责任了解近代物理知识在生活、生产和科学技术中的应用命题分析1．考查方式：(1)近几年高考对于光电效应、氢原子的能级结构、核反应方程、核能的计算等的考查比较频繁，试题以对基础知识的考查为主，题目难度不会太大；(2)对原子与原子核部分的考查多以选择题的形式出现，主要通过原子物理的各个概念、规律和微观结构的认识考查“物理观念”素养．2．广东命题趋势：光电效应规律及光电效应方程，原子结构及氢原子的能级跃迁，核反应及核能的计算，能用光电效应规律解释光电效应现象，能用氢原子能级结构和能级公式解释氢原子跃迁现象，能用爱因斯坦质能方程求解核能问题，体会量子论的建立对人们认识物质世界的影响，关注核技术应用对人类生活和社会发展的影响第1讲光电效应波粒二象性栏目导航01知识梳理查漏03配套训练02题点

各个击破知识梳理查漏11．光电效应在光的照射下物体发射电子的现象叫光电效应，发射出来的电子叫__________．如图所示装置中，用弧光灯照射锌板，有电子从锌板表面飞出，使原来不带电的验电器带正电．光电效应光电子知识一2．光电效应的规律(1)任何一种金属都有一个______________，入射光的频率ν必须大于这个极限频率(ν>ν0)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，只随着入射光________的增大而增大．(3)入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是______的，一般不超过10－9s.(4)当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的________成正比．极限频率ν0频率瞬时强度3．爱因斯坦的光子说光的能量不是连续的，而是一份一份的，每一份叫作一个光子．光子的能量E跟光的频率ν成正比：E＝hν(h是普朗克常量)．4．爱因斯坦光电效应方程(1)最大初动能和逸出功金属表面的电子吸收光子后，克服金属原子核的引力做功．直接从金属表面逸出的电子所具有的最大动能称为最大初动能，克服金属原子核的引力逃逸成为光电子所做功的________叫逸出功．(2)光电效应方程：________________，hν极限

＝W0(Ek是光电子的最大初动能，W0是________功，即从金属表面直接飞出的光电子克服原子核引力所做的功)．最小值Ek＝hν－W0逸出【自测1】(多选)1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功地解释了光电效应现象．关于光电效应，下列说法正确的是 (

)A．当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应B．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C．光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D．某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应【答案】AD【解析】根据光电效应现象的实验规律，只有入射光频率大于极限频率才能发生光电效应，故A、D正确．根据光电效应方程，最大初动能与入射光频率成线性关系，但非正比关系，B错误．根据光电效应现象的实验规律，光电子的最大初动能与入射光强度无关，C错误．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．光的波粒二象性波动知识二粒子波粒二象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(德布罗意波)：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【自测2】(2021年沈阳名校模拟)下列关于光的波粒二象性的说法正确的是 (

)A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D．大量光子产生的效果往往显示粒子性【答案】C题点各个击破21．光子说对光电效应的解释命题点一对光电效应规律的理解[自修掌握类]现象解释光电子最大初动能的决定因素

根据光电效应方程Ek＝hν－W0可知，最大初动能与光子的频率和物体的逸出功有关，光子的频率越大，金属的逸出功越小，逸出的光电子最大初动能越大光电效应的瞬时性电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电效应几乎是瞬时发生的，一般不超过10－9s2.四点提醒(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．3．两条对应关系(1)光照强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大．(2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大．4．三个关系式(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.例1

(2021年阳江模拟)在如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转．而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转．那么 (

)A．a光的波长一定大于b光的波长B．增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转C．用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到cD．只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大【答案】D【解析】用一定频率的a单色光照射光电管时，由电流计指针会发生偏转知νa＞ν0，则a光的波长小于b光的波长，A错误．发生光电效应的条件νb＞ν0，增加b光的强度不能使电流计G的指针发生偏转，B错误．发生光电效应时，电子从光电管左端运动到右端，而电流的方向与电子定向移动的方向相反，所以流过电流计G的电流方向是从c流向d，C错误．增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大，D正确．1．如图所示，把一块不带电的锌板连接在验电器上．当用紫外线照射锌板时，发现验电器指针偏转一定角度，则 (

)A．锌板带正电，验电器带负电B．若改用强度更小的紫外线照射锌板，验电器的指针也会偏转C．若改用红外线照射锌板，验电器的指针仍然会发生偏转D．这个现象可以说明光具有波动性【答案】B【解析】用紫外线照射锌板，锌板失去电子带正电．验电器与锌板相连，则验电器的金属球和金属指针带正电，A错误．根据光电效应的条件可知产生光电效应与光的强度无关．若改用强度更小的紫外线照射锌板，验电器的指针也会偏转，B正确．根据光电效应的条件可知，若改用红外线照射锌板，不一定能发生光电效应，所以验电器的指针不一定会发生偏转，C错误．光电效应说明光具有粒子性，D错误．2．(多选)(2021年厦门质检)利用光电管研究光电效应的实验电路如图所示．用频率为ν的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则

(

)A．改用紫外线照射K，电流表中没有电流通过B．只增加该可见光的强度，电流表中通过的电流将变大C．若将滑动变阻器的滑片滑到A端，电流表中一定无电流通过D．若将滑动变阻器的滑片向B端滑动，电流表示数可能不变【答案】BD【解析】用频率为ν的可见光照射阴极K能发生光电效应，则该可见光的频率大于阴极材料的极限频率．紫外线的频率大于可见光的频率，故用紫外线照射K也一定能发生光电效应，电流表中有电流通过，A错误．只增加可见光的强度，单位时间内逸出金属表面的光电子数增多，电流表中通过的电流将变大，B正确．滑动变阻器的滑片滑到A端，光电管两端的电压为零，但光电子有初动能，故电流表中仍有电流通过，C错误．滑动变阻器的滑片向B端滑动时，若电流已达到饱和光电流，则电流表示数可能不变，D正确．命题点二光电效应的方程和图像[师生共研类]例2

(2021年南平一模)用如图甲所示的装置研究光电效应现象．闭合开关S，用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应．图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b)．下列说法正确的是 (

)【答案】BA．单色光a和c的频率相同，但a更强些B．单色光a和c的频率相同，但a更弱些C．单色光b的频率大于a的频率D．改变电源的极性不可能有光电流产生【答案】AC1．对光的粒子性和波动性的理解命题点三光的波粒二象性和物质波[自修掌握类]项目内容光的粒子性(1)当光同物质发生作用时，这种作用是“一份一份”进行的，表现出粒子的性质(2)少量或个别光子容易显示出光的粒子性光的波动性(1)足够能量的光在传播时，表现出波动的性质(2)光是一种概率波，即光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可用波动规律来描述2.物质波德布罗意波是概率波，衍射图样中的亮圆是电子落点概率大的地方，但概率的大小受波动规律的支配．例3

(2021年浙江卷)已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，电子的质量为9.11×10－31kg，一个电子和一滴直径约为4μm的油滴具有相同动能．则电子与油滴的德布罗意波长之比的数量级为 (

)A．10－8 B．106

C．108 D．1016【答案】C1．(2021年奉贤区质检)下列哪一组实验能说明光具有波粒二象性

(

)A．光的双缝干涉和光的单缝衍射现象B．泊松亮斑和光电效应现象C．光的反射和光的薄膜干涉现象D．光电效应和光的直进现象【答案】B【解析】光的干涉和衍射是波特有的现象，能说明光具有波动性，不能说明其具有粒子性，故A错误．泊松亮斑是由于光的衍射形成的，说明光具有波动性．而光电效应说明光具有粒子性，故B正确．光的薄膜干涉现象说明光具有波动性；而光的反射不能说明其具有粒子性，波也能反射，故C错误．光电效应能说明光具有粒子性，而光的直进现象不能说明光的波动性，粒子也能直进，故D错误．2．(多选)波粒二象性是微观世界的基本特征．以下说法正确的有

(

)A．光电效应现象揭示了光的粒子性B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波的波长也相等【答案】AB3．(多选)(2021年海口名校月考)1927