专题16.1　原子结构和波粒二象性【讲】——2023年高考物理一轮复习讲练测（人教）（解析版）.docx

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专题16.1　原子结构和波粒二象性【讲】
【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.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
3.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。
模型构建
物理建模能力
【讲考点题型】
【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】（2022·江西省乐平中学高三开学考试）大量处于n=3能级的氢原子跃迁能辐射出多种光子，若将其中能量为12.09eV的光子照射到如图的极板K上，合上开关，调节滑动变阻器的滑片P，发现当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数才为零，则极板K金属材料的逸出功为（　　）
A．0.60eV B．11.49eV C．12.09eV D．12.69eV
【答案】 B
【解析】由题意可知，该光电效应对应的遏止电压为
设极板K金属材料的逸出功为W0，根据爱因斯坦光电效应方程和动能定理有
解得
故选B。
【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。
【变式训练1】（2022·江苏苏州·三模）如图所示，是研究光电效应的实验装置，某同学进行了如下操作。（i）用频率为v1的光照射光电管，此时电流表中有电流。调节滑动变阻器，使微安表示数恰好变为0，记下此时电压表的示数U1。 （ii）用频率为v2的光照射光电管，重复（i）中的步骤，记下电压表的示数U2。已知电子的电荷量为e。
（1）滑动头P向b滑动过程中电流表中的电流如何变化？
（2）请根据实验结果推导普朗克常量的计算式。
【答案】 （1）滑动头P向b滑动过程中电流表中的电流先逐渐增大，后保持不变；（2）
【解析】（1）由于刚开始，K电势高，光电管的电压对电子减速，使微安表示数恰好变为0；当滑片P向b端移动时，使得光电管的A端电势逐渐变高，光电管的电压对电子慢慢由减速变到使其加速，所以电流会逐渐变大；当电压高到一定时，能将单位时间内逸出的所有光电子加速运动到A端，此时微安表示数保持不变。
（2）设材料的逸出功为W，据光电效应方程
解得
【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