1、考 纲 下 载 1.光电效应()2爱因斯坦的光电效应方程()3氢原子光谱()4氢原子的能级结构、能级公式()5原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期()考 纲 下 载 6放射性同位素()7核力、核反应方程()8结合能、质量亏损()9裂变反应和聚变反应、裂变反应堆()10射线的危害和防护()考 情 上 线 高考 地位 高考对本章知识的考查难度较低，题型多为选择题，一般以识记、理解为主 考点 点击 1.光的波粒二象性的相关概念2原子结构的相关概念和理解3原子核的相关概念、核能等 返回返回思维启动如图1211所示，用紫外光照射不带电的锌板时，发现验电器指针发生了偏转，此时锌板带_(填“正”或“负
2、”)电荷，锌板带电的原因是_图1211_，这种现象叫做_。返回提示：用紫外光照射锌板时，锌板上有电子逸出，因此锌板带正电，这种现象叫做光电效应。返回知识联动1光电效应的产生条件入射光的频率大于金属的极限频率。2用光电管研究光电效应(1)电路如图1212所示。图1212 返回(2)光电流与饱和光电流：入射光强度：指单位时间内入射到金属表面单位面积上的能量。可以理解为频率一定时，光强越大，光子数越多。光电流：指光电子在电路中形成的电流。光电流有最大值，未达到最大值以前，其大小和光强、电压都有关，达到最大值以后，光电流和光强成正比。饱和光电流：指在一定频率与强度的光照射下的最大光电流，饱和光电流不随
3、电路中电压的增大而增大。返回3光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应。(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。(3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过109 s。(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比。返回应用升级1.(双选)在如图1213所示的光电管实验中，发现用一定频率的A单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的B单色光照射时不发生光电效应，那么()图1213返回AA光的频率大于B光的频率BB光的频率大于A光的频率C用A光照射光电管时流过电流表G的电流
4、方向是a流向bD用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是b流向a返回解析：根据光电效应产生的条件可知，A光的频率高于极限频率，而B光的频率低于极限频率，故A正确；用A光照射光电管时，光电子在光电管中向左移，形成的电流向右，故流过电流表G的电流方向是a流向b，C正确，D错误。答案：AC返回思维启动最大初动能Ekm与入射光频率的关系图线如图1214所示。由此曲线可以确定的物理量：(1)图线与轴的交点的横坐标0是指_；图1214(2)图线与Ekm轴交点的纵坐标的大小表示_；(3)图线的斜率表示_。提示：金属的极限频率 逸出功 普朗克常量返回知识联动1光子说爱因斯坦提出：空间传播的光不是连续的，而是
5、一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频率成正比，即：Eh，其中 h6.631034 Js。2爱因斯坦光电效应方程EkhW0(Ek 是光电子的最大初动能；W0 是逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功)。返回3对光电效应规律的解释 对应规律 对规律的产生的解释 光 电 子 的 最 大初 动 能 随 着 入射 光 频 率 的 增大 而 增 大，与入 射 光 强 度 无关 电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用做功，剩余部分转化为光电子的初动能，只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能，对于确定的金属，W0是一定的，故光电子的最大初动能只随入射光的频率增大而
6、增大 返回对应规律 对规律的产生的解释 效应具有瞬时性 光照射金属时，电子吸收一个光子的能量后，动能立即增大，不需要能量积累的过程 光较强时饱和电流大 光较强时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和电流较大 返回应用升级2对爱因斯坦光电效应方程EkhW0，下面的理解正确的是()A只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中逸出的所有光电子都会具有同样的初动能EkB式中的W0表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金属中正电荷引力所做的功C逸出功W0和极限频率0之间应满足关系式W0h0D光电子的最大初动能和入射光的频率成正比返回解析：爱因斯坦光电效应方程EkhW0中的W0表示从
7、金属表面直接逸出的光电子克服金属中正电荷引力做的功，因此是所有逸出的光电子中克服引力做功的最小值，对应的光电子的初动能是所有光电子中最大的，其他光电子的初动能都小于这个值。若入射光的频率恰好是极限频率，即刚好能有光电子逸出，可理解为逸出的光电子的最大初动能是0，因此有W0h0。由EkhW0，可知Ek和之间是一次函数关系，但不是成正比关系，本题应选C。答案：C返回思维启动光能发生干涉、衍射现象，说明光具有波动性，光电效应现象又说明光具有粒子性，那么光是粒子还是波？提示：光不是传统意义上的粒子，也不是传统意义上的波，光既具有波动性，又具有粒子性，光具有波粒二象性。返回知识联动1粒子的波动性实物粒子
8、也具有波动性，满足如下关系：Eh 和 hp，这种波为德布罗意波，也叫物质波。2光的波粒二象性光既有波动性，又有粒子性，两者不是孤立的，而是有机的统一体，其表现规律为：(1)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。返回(2)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，越不容易看到光的干涉和衍射现象，贯穿本领越强。(3)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)由光子的能量Eh，光子的动量ph表达式也可以看出，光的波动性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的粒子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和
9、波长。由以上两式和波速公式c还可以得出：Epc。返回应用升级3下列有关光的波粒二象性的说法中，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大量光子的行为往往显示出粒子性返回解析：一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，光的有些行为(如光电效应)表现出粒子性，所以，不能说有的光是波，有的光是粒子。光子与电子都是微观粒子，都具有波粒二象性，但电子是实物粒子，有静止质量，光子不是实物粒子，没有静止质量；电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，所以不能说光子与电子是同样的一种粒子。返
10、回光的波粒二象性的理论和实验表明，大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性。光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著；光的波长越短，其光子的能量越大，个别或少数光子的作用就足以引起光接收装置的反应，所以其粒子性就很显著。综上所述，本题应选C项。答案：C返回返回知识检索(1)深刻理解极限频率和逸出功的概念，从能量转化角度理解最大初动能。逸出功由金属自身的因素决定。(2)必须掌握光电效应的规律：产生条件每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能发生光电效应；光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率的增大而增大；光电效应的产生几乎是瞬时的，一般不超过
11、109 s。返回典题例析例1 关于光电效应，下列说法正确的是()A极限频率越大的金属材料逸出功越大B只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应C从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多返回审题指导 解答本题时应注意以下三个方面。(1)光电效应的瞬时性(109s)及产生条件。(2)逸出功的计算方法及决定因素。(3)光电子数目的决定因素。返回解析 由W0h0可知A正确。照射光的频率大于极限频率时才能发生光电效应，即B错。由EkhW0可知C错。单位时间内逸出的光电子数与频率无关，决定于入射光的强度，故D错。答案
12、A返回拓展训练 1用强度和频率都相同的两束紫外线分别照射到两种不 同金属的表面上，均可发生光电效应，则下列说法中 错误的是 ()A两束紫外线光子总能量相同 B从不同的金属表面逸出的光电子的最大初动能相同 C在单位时间内从不同的金属表面逸出的光电子数相同 D从不同的金属表面逸出的光电子的最大初动能不同 返回解析：因为紫外线的强度和频率都相同，所以光子总能量相同，A正确。根据光电效应方程EkmhW0知，两种金属逸出功不同，所以光电子最大初动能不同，B错误，D正确。由于强度和频率都相同，所以单位时间从金属表面逸出光电子数相同，C正确。答案：B返回知识检索 1两条线索 返回2两条对应关系光强光子数目多
13、发射光电子多光电流大；光子频率高光子能量大产生光电子的最大初动能大。返回典题例析例2(1)研究光电效应的电路如图1215所示。用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流。如图1216中的光电流I与A、图1215K之间的电压UAK的关系图像中，正确的是_。返回图1216返回(2)钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子。光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小_(选填“增大”、“减小”或“不变”)，原因是_审题指导 解答本题应注意以下两点：(1)光电流与光强度的关系。(2)反向遏止电压与入射光的频率的关系
14、。返回解析 由爱因斯坦光电效应方程EkhW0和动能定理eUc0Ek可得Uc he W0e，遏止电压Uc与入射光的频率有关，与光强无关。由发生光电效应的规律可知，光电流与光的强度有关，光越强，光电流越强，所以选项C正确。(2)钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，由于光电子在从金属表面逸出过程中，要受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功)，所以在光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小减小。返回答案(1)C(2)减小 光电子从金属表面逸出过程中要受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功)返回拓展训练2如图1217所示，当电键S断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴
15、极P，发现电流表读数不为零。合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读图1217数小于0.60 V时，电流表的读数仍不为零；当电压表的读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零。(1)求此时光电子的最大初动能的大小。(2)求该阴极材料的逸出功。返回解析：设用光子能量为2.5 eV的光照射时，光电子的最大初动能为Ekm，阴极材料逸出功为W0，当反向电压达到U0.60 V以后，具有最大初动能的光电子也达不到阳极，因此eUEk由光电效应方程：EkhW0由以上二式得：Ek0.6 eV，W01.9 eV。答案：(1)0.6 eV(2)1.9 eV返回知识检索(1)我们平时所看到的宏观物体，其运动时，我们
16、看不出它们的波动性来，但也有一个波长与之对应。例如飞行子弹的波长约为1034 m，这个波长实在是太小了。返回(2)波粒二象性是微观粒子的特殊规律，一切微观粒子都 存在波动性；宏观物体也存在波动性，只是波长太小，难以观测。(3)德布罗意波也是概率波，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。返回典题例析例3 用很弱的光做双缝干涉实验，把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在，如图1218所示是不同数量的光子照射到感光胶片上得到的照片。这些照片说明返回图1218返回A光只有粒子性没有波动性B光只有波动性没有粒子性C少量光子的运动显示波动性，大量
17、光子的运动显示粒子性D少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性思路点拔 光具有波粒二象性，光子表现为波动性，并不否认光具有粒子性。返回解析 少量光子落在胶片上，落点位置不确定，说明少量光子的运动显示粒子性，大量光子落在胶片上，出现了干涉条纹，呈现出波动性规律，说明大量光子的运动显示波动性，但不能说光只具有粒子性或只具有波动性，故只有D正确。答案 D返回拓展训练3对光的认识，以下说法错误的是()A个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性B光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C光表现出波动性时，就不具有粒子性，光表现出粒子性时，就不具有波动性了D光的
18、波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现明显，在另外某种场合下，光的粒子性表现明显返回解析：个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性；光与物质相互作用，表现为粒子性，光的传播表现为波动性，光的波动性与粒子性都是光的本质属性，因为波动性表现为粒子分布概率，光的粒子性表现明显时仍具有波动性，因为大量粒子的个别行为呈现出波动规律。答案：C返回返回1(双选)(2011广东高考)光电效应实验中，下列表述正确的是()A光照时间越长光电流越大B入射光足够强就可以有光电流C遏止电压与入射光的频率有关D入射光频率大于极限频率才能产生光电子返回解析：在光电效应中，若照射光的频率小于极限频率，无
19、论光照时间多长，光照强度多大，都无光电流，当照射光的频率大于极限频率时，立刻有光电子产生，时间间隔很小。故A、B错误，D正确。由eU0Ek，EkhW，可知U(hW)/e，即遏止电压与入射光频率有关。答案：CD返回2(2011上海高考)有一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是()A改用频率更小的紫外线照射B改用X射线照射C改用强度更大的原紫外线照射D延长原紫外线的照射时间返回解析：发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度和照射时间无关，故选项A、C、D错误；X射线的频率大于紫外线的频率，可能使该金属发生光电效应，故选项B正确。答案：B返
20、回3(2011新课标全国卷)在光电效应实验中，其金属的截止频率相应的波长为 0，该金属的逸出功为_。若用波长为(0)的单色光做该实验，则其遏止电压为_。已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为 e、c 和 h。返回解析：设金属的截止频率为0，则该金属的逸出功W0h0h c0；对光电子，由动能定理得eU0hcW0，解得U0hce 00答案：hc0 hce00返回4(2012汕头模拟)已知金属铯的逸出功为1.9 eV，在光电效应实验中，要使铯表面发出的光电子的最大初动能为1.0 eV，求入射光的波长应为多少？返回解析：根据光电效应方程EkhW0可得入射光的频率为EkW0h由c可得入射光的波长为chcEkW0 6.63103431081.01.91.61019 m4.3107 m.答案：4.3107 m返回
