秘籍20 近代物理中的热点问题-备战2023年高考物理抢分秘籍（人教）（解析版）.docx

秘籍20 近代物理中的热点问题
概率预测
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选择题☆☆☆☆☆
考向预测
结合功、动能定理、动量守恒、能量守恒考查
光电效应、光电流、能级、衰变、裂变、聚变、人工核转变、核能、结合能、比结合能、功、动能定理、动量守恒、能量守恒
光电效应发生条件，实验规律，理论解释
氢原子能级跃迁规律
衰变规律
核能释放的理解与计算
一、光电效应
三个关系：
1、爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0.
2、光电子的最大初动能Ek可以利用光电管用实验的方法测得，即Ek＝eUc，其中Uc是遏止电压．
3、光电效应方程中的W0为逸出功，它与极限频率νc的关系是W0＝hνc.
四类图象：
图象名称
图线形状
由图线直接(间接)得到的物理量
最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线
①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc
②逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的值W0＝|－E|＝E
③普朗克常量：图线的斜率k＝h
颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系
①遏止电压Uc：图线与横轴的交点
②饱和光电流Im：光电流的最大值
③最大初动能：Ekm＝eUc
颜色不同时，光电流与电压的关系
①遏止电压Uc1、Uc2
②饱和光电流
③最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2
遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线
①极限频率νc：图线与横轴的交点
②遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大
③普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积，即h＝ke.(注：此时两极之间接反向电压)
例1、（2023年4月玉林市高三年级教学质量检测）如图所示，图甲用于研究光电效应的实验装置，图乙是氢原子的能级结构。实验发现直接跃迁到时发出的光照射图实验装置的阴极时，发现电流表示数不为零，慢慢移动滑动变阻器触点c，发现电压表读数等于0.8V时，电流表读数恰好为零，电子的电荷量为e，下列说法正确的是（ ）
A. 跃迁到的光电子最大初动能为2.55eV
B. 滑动变阻器触点c向b侧缓慢移动，电流表读数逐渐减小为零
C. 其他条件不变，一群氢原子处于能级跃迁发出的光，总共有3种光可以发生光电效应
D. 用不同频率的光子照射该实验装置，记录电流表恰好读数为零的电压表读数，根据以上频率和电压可以精确测量普朗克常数
【答案】D
【解析】A．跃迁到的光子能量为2.55eV，当电压大于等于0.8V时，溢出来最大动能的光电子被截止，说明光电子最大初动能为0.8eV。根据光电效应方程
可知，该材料的逸出功，故A错误；
B．滑动变阻器触点c慢慢向a端移动，增加反向截止电压，有可能出现电流读数为零，故B错误；
C．从向下跃迁，一共可以发射出种光，其中跃迁到的光子能量小于逸出功，所以总共5种光可以发生光电效应，故C错误；
D．根据光电效应方程
可知，只要记录光子频率、截止电压就能精确测量普朗克常数，故D正确。
故选D。
例2、利用如图甲所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为5 eV的光照射到光电管上时，测得电流计上的示数随电压变化的图象如图乙所示．则光电子的最大初动能为________ J，金属的逸出功为________ J.
答案　3.2×10－19　4.8×10－19
解析　由图乙可知，当该装置所加的电压为反向电压等于－2 V时，电流表示数为0，知道光电子的最大初动能为：2 eV＝3.2×10－19 J，根据光电效应方程Ekm＝hν－W0，得W0＝3 eV＝4.8×10－19 J.
二、波粒二象性
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大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波．
2、物质波
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．
光的波粒二象性的规律
1．从数量上看：
个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性．
2．从频率上看：
频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，贯穿本领越强，越不容易看到光的干涉和衍射现象．
3．从传播与作用上看：
光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时往往表现为粒子性．
4．波动性与粒子性的统一：
由光子的能量E＝hν、光子的动量表达式p＝也可以看出，光的波动性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——频率ν和波长λ.
例3、(多选)1927年戴维孙和汤姆孙分别完成了电子衍射实