1、1专题十一 选修3-5 2(2010江苏卷)(1)研究光电效应的电路如下图所示用频率相同、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下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象的，正确的是()3(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_4【解析】(1)对于一定频率的光，无论光的强弱如何变化，遏止电压都是一样的，只有光的频率改变，遏止电压才会改变；但发生了光电效应后，入射光越强，饱和光电流越强C正确(2)光电子从金属表面逸
2、出的过程中，一定要受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功)，动能要减少，速度要减小，所以动量也要减小【答案】(1)C(2)减小 光电子受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功)5【解析】综观近年来的高考试题，近代物理部分的考题年年都有出现，其中光电效应、玻尔理论、原子核的组成、衰变规律、核反应方程、质能方程的考查频率较高，其次关于重核裂变、轻核聚变、物理学史的考题也时有出现，也出现过核反应与力学、电磁学综合的考题，一般难度不大，考查知识面广，题型多为选择题、填空题是对这部分内容考查的一个明显特点随着高考改革的不断深入，联系生产、联系生活、联系高新科技，体现时代气息的命题趋向在对近
3、代物理的考查中有较多体现 6热点一 光电效应 【例1】某金属在一束黄光照射下，恰好能有电子逸出(即用频率小于这种黄光的光线照射就不可能有电子逸出)，在下述情况下，逸出光电子的多少和电子的最大初动能会发生什么变化？(1)增大光强而不改变光的频率；(2)用一束强度更大的红光代替黄光；(3)用强度相同的紫光代替黄光7【解析】“正好有电子逸出”，说明此种黄光的频率恰为该种金属的极限频率(1)增大光强而不改变光的频率，意味着单位时间内入射光子数增多而每个光子能量不变，根据爱因斯坦光电效应方程，逸出的光电子最大初动能不变，但光电子数目增大(2)用一束强度更大的红光代替黄光，红光光子的频率小于该金属的极限频
4、率，所以无光电子逸出 8(3)用强度相同的紫光代替黄光，因为一个紫光光子的能量大于一个黄光光子的能量，而强度相同，因而单位时间内射向金属的紫光光子数将比原来少，因此，逸出的光电子数将减少，但据爱因斯坦光电效应方程，光电子的最大初动能将增大【答案】(1)逸出的光电子最大初动能不变，但光电子数目增大(2)无光电子逸出(3)逸出的光电子数将减少，光电子的最大初动能将增大9【规律方法】光电子直接从金属表面逸出所做的最小功，称为逸出功W逸，与之对应的是入射光子的最小能量和发生光电效应入射光的极限频率0，它们之间的数量关系是W逸=h0.光电流就是电子流，饱和光电流的大小取决于单位时间内产生光电效应的光电子
5、，即与入射光的强度成正比，而与光电子的速率(最大初动能)无关光电子的最大初动能：mv/2=h-W逸(光电效应方程)，即与入射光的强度无关，随入射光频率增大而增大，但最大初动能与入射光的频率不是成正比关系10【变式练习】已知能使某金属产生光电效应的极限频率为0，则()A当用频率为20的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B当用频率为20的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为h0C当照射光的频率大于0时，若增大，则逸出功增大D当照射光的频率大于0时，若增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍AB11【解析】入射光的频率200，一定能发生光电效应；对于某种金属其逸出功W=h0是不变的；由
6、光电方程Ek=h-W知Ek=2h0-h0=h0，本题正确选项是AB.12热点二 波尔理论和能级跃迁 例2大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到了一定数目的光谱线，如图11.21所示调高电子的能量再次进行观测发现光谱线的数目比原来增加了5条，用Dn表示两次观测中最高激发态的量子数n之差，E表示调高后电子的能量根据氢原子的能级图可以判断，Dn和E的可能值为()ADn=1,13.22eVE13.32eVBDn=2,13.22eVE13.32eVCDn=1,12.75eVE13.06eVDDn=2,12.75eVE13.06eV图11.21132nC55 612A4D2.n nN 大量
7、光子跃迁时各种跃迁随机出现，一群处于高能级的氢原子向低能级跃迁时，所辐射的光谱线数，如果增加了 条谱线，有可能是、能级转换增加的，也可能是、能级转换增加的，电子与原子作用导致原子跃迁时，电子动能必大于该能级与基态的能级之差才可行，但又不能大于下一个能级与基态的能【解析】答案是级差14【规律方法】原子跃迁条件h=Em-En，只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间的跃迁的情况原子能级跃迁时，处于激发态的原子可能经过一次跃迁回到激发态，最后回到基态，物质中含有大量原子时，各个原子的跃迁方式也是不统一的，有的原子可能经过一次跃迁就回到基态，而有的可能要经过几次跃迁才回到基态原子的能级跃迁和电离,跃
8、迁是原子的电子从一个轨道跃迁到另一个轨道，即不能脱离原子核的束缚，所以在跃迁的过程中，原子放出或吸收的能量15112212D000DDDDnmEmnEEEnmEmnEmEEm必须是量子化的如电子从 轨道跃迁到 轨道时，其能量变化必须是，时，原子要吸收能量；当时，要释放能量是将原子的电子拉出来，使之成为自由电子，只要是电子吸收的能量大于一定值就可以，没有量子化要求，若有多余的能量，则以电子动能的形式存在，如将大于 轨道的电子电离出来，原子吸收的能量只当要满足当电离就可以了16【变式练习】氢原子第一能级是-13.6eV，第二能级是-3.4eV，第三能级为-1.5eV.如果一个处于基态的氢原子受到一
9、个能量为11eV的光子的照射，则这个氢原子()A吸收这个光子，跃迁到第二能级，放出多余的能量B吸收这个光子，跃迁到比第二能级能量稍高的状态C吸收这个光子，跃迁到比第二能级能量稍低的状态D不吸收这个光子D17【解析】根据跃迁的规律，一个原子在一次跃迁时只能发出(或吸收)一个光子，这个光子的能量必须满足h=Em-En，所以不能吸收这个光子18热点三 核反应和核能 1511247162123112238234492902427301213150()A.NHCHea B.HHHe C.UThHe3 D.HeAlPn下列说法正确的是 是 衰变方程是核聚变反应方【例程是核裂变反应方程是原子核的人】工转变方
10、程19【解析】A选项中N在质子的轰击下发生的核反应，属于人工转变，A错；C选项是a衰变，不是裂变，C错【答案】BD 20【规律方法】(1)核反应一般有4种类型：衰变、人工转变、重核裂变、轻核聚变 (2)核反应一定要以实验为基础，不能凭空杜撰 (3)核反应过程中必须遵循动量守恒和能量守恒，核反应方程一定遵循质量数守恒和电荷数守恒 (4)质量数和质量是两个不同的概念，核反应中可以质量数守恒，但有质量亏损 (5)质量亏损并不否定质量守恒定律 21【变式练习】镭(Ra)是历史上第一个被分离出来的放射性元素，已知能自发地放出a粒子而变成新核Rn，已知的质量为M1=3.753310-25kg，新核Rn的质
11、量为M2=3.686710-25kg，a粒子的质量为m=6.646610-27kg，现有一个静止的Ra核发生a衰变，衰变后a粒子的速度为3.68105m/s，求：(1)写出该核反应的方程；(2)此反应过程中放出的能量(计算结果保留两位有效数字)22688Ra22688Ra22 2664222882862212121RaHeRn21.2 10JEmcMMm cD D【解析】23【命题预测】科学家发现在月球上含有丰富的(氦3)它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为.关于He聚变下列表述正确的是()A聚变反应不会释放能量B聚变反应产生了新的原子核C聚变反应没有质量亏损D目前核电站都采用He聚变反应发电33142212HeHe2 HHe32He24【预测缘由】核反应方程是原子和原子核中非常重要的一部分，几乎每年必考，而如何使用清洁能源，做到节能减排，是社会对每个公民提出要求，所以，预测此类题目将成为考题的热点，希望引起重视【解析】聚变反应时将质量较小的轻核聚变成质量较大的核，聚变过程会有质量亏损，要放出大量的能量但目前核电站都采用铀核的裂变反应，因此B正确【答案】B
