1、第十一章近代物理初步全国卷考情分析基础考点 常考考点(20132016考情统计)命题概率 氢原子光谱()氢原子的能级结构、能级公式()放射性同位素()结合能、质量亏损()射线的危害和防护()以上5个专点未曾独立命题 光电效应()16乙卷T35(1)(5分)独立命题概率30%爱因斯坦光电效应方程()15卷T35(1)(5分)15卷T35(1)(5分)独立命题概率40%原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期()14卷T35(1)(6分)，14卷T35(1)(5分)独立命题概率40%核力、核反应方程()16甲卷T35(1)(5分)，13卷T35(1)(6分)独立命题概率40%裂变反应和聚变反应、
2、裂变反应堆()13卷T35(1)(5分)独立命题概率30%常考角度(1)光电效应现象与光电效应方程的应用(2)原子核式结构(3)氢原子光谱规律、能级跃迁(4)核衰变与核反应方程(5)核能与爱因斯坦质能方程 注：本章考情依据20132016年高考进行统计分 析，调整为必考后预计本章考查难度不会有太大 的变化，而命题范围很有可能会扩大。第 1 节波粒二象性(1)光子和光电子都是实物粒子。()(2)只要入射光的强度足够强，就可以使金属发生光电效应。()(3)要使某金属发生光电效应，入射光子的能量必须大于金属的逸出功。()(4)光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比。()(5)光的频率越高，光的粒子
3、性越明显，但仍具有波动性。()(6)德国物理学家普朗克提出了量子假说，成功地解释了光电效应规律。()(7)美国物理学家康普顿发现了康普顿效应，证实了光的粒子性。()(8)法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现为波动性。()突破点(一)对光电效应的理解1与光电效应有关的五组概念对比(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。光子是光电效应的因，光电子是果。(2)光电子的动能与光电子的最大初动能：光照射到金属表面时，电子吸收光子的全部能量，可能向各个方向运动，需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能
4、量，剩余部分为光电子的初动能；只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功的情况，才具有最大初动能。光电子的初动能小于或等于光电子的最大初动能。(3)光电流与饱和光电流：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。(4)入射光强度与光子能量：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量。(5)光的强度与饱和光电流：饱和光电流与入射光强度成正比的规律是对频率相同的光照射金属产生光电效应而言的，对于不同频率的光，由于每个光子的能量不同，饱和光电流与入射
5、光强度之间没有简单的正比关系。2光电效应的研究思路(1)两条线索：(2)两条对应关系：光强大 光子数目多 发射光电子多 光电流大光子频率高 光子能量大 光电子的最大初动能大1.(多选)(2017汕头模拟)如图所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线灯照射锌板时，发生的现象是()A有光子从锌板逸出B有电子从锌板逸出C验电器指针张开一个角度D锌板带负电多角练通解析：用紫外线灯照射锌板是能够发生光电效应的，锌板上的电子吸收紫外线的能量从锌板表面逸出，称之为光电子，故 A 错误、B 正确；锌板与验电器相连，带有相同电性的电荷，锌板失去电子应该带正电，且失去电子越多，带正电的电荷量越多，验电器指针张
6、角越大，故 C 正确、D 错误。答案：BC2(多选)(2014广东高考)在光电效应实验中，用频率为 的光照射光电管阴极，发生了光电效应。下列说法正确的是()A增大入射光的强度，光电流增大B减小入射光的强度，光电效应现象消失C改用频率小于 的光照射，一定不发生光电效应D改用频率大于 的光照射，光电子的最大初动能变大解析：根据光电效应规律可知，增大入射光的强度，光电流增大，A 项正确；减小入射光的强度，光电流减小，光电效应现象并不消失，B 项错误；改用小于 的入射光照射，如果入射光的频率仍然大于光电管阴极材料的极限频率，仍能发生光电效应，C 项错误；由爱因斯坦光电效应方程可知，增大入射光的频率，光
7、电子的最大初动能增大，D 项正确。答案：AD3.(多选)用如图所示的光电管研究光电效应，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()Aa 光的频率一定大于 b 光的频率B只增加 a 光的强度可使通过电流计 G 的电流增大C增加 b 光的强度可能使电流计 G 的指针发生偏转D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解析：由于用单色光 a 照射光电管阴极 K，电流计 G 的指针发生偏转，说明发生了光电效应，而用另一频率的单色光 b 照射光电管阴极 K 时，电
8、流计 G 的指针不发生偏转，说明 b 光不能发生光电效应，即 a 光的频率一定大于 b 光的频率，A 正确；增加 a 光的强度可使单位时间内逸出光电子的数量增加，则通过电流计 G 的电流增大，B 正确；因为 b 光不能发生光电效应，所以即使增加 b 光的强度也不可能使电流计 G 的指针发生偏转，C 错误；用 a 光照射光电管阴极 K 时通过电流计 G 的电子的方向是由 d 到 c，所以电流方向是由 c 到 d，D 错误。答案：AB突破点(二)爱因斯坦的光电效应方程及应用1三个关系(1)爱因斯坦光电效应方程 EkhW0。(2)光电子的最大初动能 Ek 可以利用光电管实验的方法测得，即 EkeUc
9、，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 c的关系是 W0hc。2四类图像图像名称图线形状读取信息最大初动能Ek 与入射光频率 的关系图线截止频率(极限频率)横轴截距逸出功：纵轴截距的绝对值W0|E|E普朗克常量：图线的斜率 kh遏止电压Uc 与入射光频率 的关系图线截止频率 c：横轴截距遏止电压 Uc：随入射光频率的增大而增大普朗克常量 h：等于图线的斜率与电子电量的乘积，即 hke。图像名称图线形状读取信息颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系遏止电压 Uc：横轴截距饱和光电流 Im：电流的最大值最大初动能：EkmeUc颜色不同时，光电流与电压的关
10、系遏止电压 Uc1、Uc2饱和光电流最大初动能 Ek1eUc1，Ek2eUc2典例(2017宜春月考)如图所示，相距为d 的两平行金属板 A、B 足够大，板间电压恒为 U，有一波长为 的细激光束照射到 B 板中央，使 B板发生光电效应，已知普朗克常量为 h，金属板 B 的逸出功为 W，电子质量为 m，电荷量 e，求：(1)从 B 板运动到 A 板所需时间最短的光电子到达 A 板时的动能；(2)光电子从 B 板运动到 A 板所需的最长时间。解析(1)根据爱因斯坦光电效应方程 EkhW，光子的频率为 c。所以，光电子的最大初动能为 Ekhc W。能以最短时间到达 A 板的光电子是初动能最大且垂直于
11、板面离开 B 板的电子。设到达 A 板的动能为 Ek1，则根据动能定理得，eUEk1Ek，所以 Ek1eUhc W。(2)能以最长时间到达 A 板的光电子是离开 B 板时的初速度为零或运动方向平行于 B 板的光电子。则 d12at2Uet22dm，得 td2mUe。答案(1)eUhc W(2)d2mUe易错提醒应用光电效应方程时的注意事项(1)每种金属都有一个截止频率，入射光频率大于这个截止频率时才能发生光电效应。(2)截止频率是发生光电效应的最小频率，对应着光的极限波长和金属的逸出功，即 hchccW0。(3)应用光电效应方程 EkhW0 时，注意能量单位电子伏和焦耳的换算(1 eV1.61
12、019 J)。集训冲关1频率为 v 的光照到某金属材料时，产生光电子的最大初动能为 Ekm，若改用频率为 2v 的光照射同一金属材料，则所产生光电子的最大初动能为(h 为普朗克常量)()AEkmhv B2EkmCEkmhvDEkm2hv解析：由光电效应方程得频率为 v 的光照射金属材料时 EkmhvW0，改用频率为 2v 的光照射同一金属材料时 Ekmh2vW0，解得 EkmEkmhv，故 A 正确。答案：A2(多选)(2017哈尔滨模拟)某种金属在光的照射下发生光电效应，其遏止电压 Uc 与入射光频率 的关系图像如图所示。则由图像可知()A任何频率的入射光都能发生光电效应B该金属的逸出功等于
13、 h0C入射光的频率发生变化时，遏止电压不变D若已知电子电荷量 e，就可以求出普朗克常量 h解析：当入射光的频率大于极限频率时才能发生光电效应，故 A 错误；当遏止电压为零时，最大初动能为零，此时入射光的能量等于逸出功。即 W0h0，故 B 正确；因为 Uche，可知图线的斜率等于he，若已知电子的电荷量，可求出普朗克常量 h，故 D 正确。答案：B D 3(多选)(2017济宁一模)图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阴极 K 和阳极 A 上的电压的关系图像，下列说法正确的是()A由图线、可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大B由图线、可知对某种确定的金属来说，其遏止
14、电压只由入射光的频率决定C只要增大电压，光电流就会一直增大D不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应解析：由图线、可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，故 A 正确；根据光电效应方程知，EkmhW0eUc，可知入射光频率越大，最大初动能越大，遏止电压越大，可知对于确定的金属，遏止电压只与入射光的频率有关，故 B 正确；增大电压，当电压增大到一定值，光电流达到饱和电流，不再增大，故 C 错误；发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率，与入射光的强度无关，故 D 错误。答案：AB突破点(三)对波粒二象性的理解1对光的波动性和粒子性的进一步理解光的波动性光的粒子性实验
15、基础干涉和衍射光电效应、康普顿效应表现光是一种概率波，即光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可用波动规律来描述大量的光子在传播时，表现出光的波动性当光同物质发生作用时，这种作用是“一份一份”进行的，表现出粒子的性质少量或个别光子容易显示出光的粒子性说明光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间相互作用产生的光的波动性不同于宏观观念的波粒子的含义是“不连续”、“一份一份”的光子不同于宏观观念的粒子2.波动性和粒子性的对立与统一(1)大量光子易显示出波动性，而少量光子易显示出粒子性。(2)波长长(频率低)的光波动性强，而波长短(频率高)的光粒子性强。(3)光子说并未否定波动说，Ehhc 中，和
16、 就是波的概念。(4)波和粒子在宏观世界是不能统一的，而在微观世界却是统一的。3物质波(1)定义：任何运动着的物体都有一种波与之对应，这种波叫做物质波，也叫德布罗意波。(2)物质波的波长：hp hmv，h 是普朗克常量。多角练通1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()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解析：由这些照片可以看出，少量光子的运动显示粒子性，大量光
17、子的运动显示波动性，故 D 正确。答案：D2(多选)(2017蚌埠月考)关于光电效应和康普顿效应的规律，下列说法正确的是()A光电效应中，金属板向外发射的光电子又可以叫做光子B用光照射金属不能发生光电效应是因为该入射光的频率小于金属的截止频率C对于同种金属而言，遏止电压与入射光的频率无关D石墨对 X 射线散射时，部分 X 射线的散射光波长会变长，这个现象称为康普顿效应解析：光电效应中，金属板向外发射的电子叫光电子，光子是光量子的简称，A 错误；用光照射金属不能发生光电效应是因为该入射光的频率小于金属的截止频率，B 正确；根据光电效应方程 hW0eUc 可知，对于同种金属而言(逸出功一样)，入射光的频率越大，遏止电压也越大，即遏止电压与入射光的频率有关，C 错误；在石墨对 X 射线散射时，部分 X 射线的散射光波长会变长的现象称为康普 顿效应，D 正确。答案：BD