高中人教物理专题16 近代物理初步【讲】【解析版】.docx

专题16 近代物理初步【讲】
目录
一 讲核心素养 1
二 讲必备知识 2
【知识点一】光电效应现象和方程的应用 2
【知识点二】光的波粒二象性和物质波 4
【知识点三】玻尔理论和能级跃迁 6
【知识点四】原子核的衰变及半衰期 8
【知识点五】核反应及核反应类型 10
三．讲关键能力 12
能力点一 会分析光电效应的图像问题 12
能力点二 质量亏损及核能的计算 14
一 讲核心素养
课程标准内容及要求
核心素养及关键能力
核心素养
关键能力
1.了解人类探索原子及其结构的历史。知道原子的核式结构模型。通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。
模型构建
物理建模能力
2.了解原子核的组成和核力的性质。知道四种基本相互作用。能根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程。
物理规律
理解能力
3.了解放射性和原子核衰变。知道半衰期及其统计意义。了解放射性同位素的应用，知道射线的危害与防护。
物理规律
理解能力
4.认识原子核的结合能，了解核裂变反应和核聚变反应。关注核技术应用对人类生活和社会发展的影响。
科学推理
分析计算能力
5.通过实验，了解光电效应现象。知道爱因斯坦光电效应方程及其意义。能根据实验结论说明光的波粒二象性。
物理规律
分析计算能力
6.知道实物粒子具有波动性，了解微观世界的量子化特征。体会量子论的建立对人们认识物质世界的影响。
二 讲必备知识
【知识点一】光电效应现象和方程的应用
1.对光电效应的四点提醒
(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。
2.两条对应关系
(1)光的强度大→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→产生光电子的最大初动能大→遏止电压大。
3.定量分析时应抓住三个关系式
(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·山东潍坊市第二次高考模拟)如图所示，分别用频率为ν、2ν的光照射某光电管，对应的遏止电压之比为1∶3，普朗克常量用h表示，则(　　)
A.用频率为ν的光照射该光电管时有光电子逸出
B.该光电管的逸出功为hν
C.用2ν的光照射时逸出光电子的初动能一定大
D.加正向电压时，用2ν的光照射时饱和光电流一定大
【答案】　B
【解析】　根据光电效应方程eUc1＝hν－W0，eUc2＝h·2ν－W0，＝，联立解得W0＝hν，频率为ν的单色光光子能量h·ν＜W0，故用频率为ν的光照射该光电管时不能发生光电效应，即无光电子逸出，故A错误，B正确；根据光电效应方程Ek＝hν－W0可知，光子频率越大，光电子的最大初动能越大，但是逸出光电子的初动能小于等于最大初动能，所以用2ν的光照射时逸出光电子的最大初动能一定大，但初动能不一定大，故C错误；在发生光电效应的前提下，饱和光电流的强度只与光照强度有关，电压只是增加光电子的动能，增大电流。到达一定程度之后肯定要受到光电子数量的约束，电流不再增大，故D错误。
【素养升华】本题考察的学科素养主要是物理观念及科学思维。
【技巧总结】区分光电效应中的三组概念
(1)光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子。光子是因，光电子是果。
(2)光电子的动能与光电子的最大初动能。
(3)光电流和饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。
【变式训练1】(2021·阳江模拟)用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c
D．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，电流计指针会发生偏转，知νa>ν0，a光的波长小于b光的波长，故A项错误；发生光电效应的条件：ν>ν0，增加b光的强度不能使电流计G的指针发生偏转，故B项错误；发生光电效应时，电子从光电管左端运动