高考物理二轮复习专题五光 电磁波 热学 近代物理第三讲近代物理课件（42页PPT）

(共42张PPT)
专题五　光 电磁波 热学 近代物理
第三讲　近代物理
要点1　波粒二象性
1．光电效应的三个关系式
爱因斯坦光电效应方程 Ek＝hν－W0
最大初动能与遏止电压的关系 Ek＝eUc
逸出功与截止频率的关系 W0＝hνc
2.易混规律
(1)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的大小与入射光的强度成正比。
(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。
要点2　原子结构
玻尔理论的三条假设
要点3　原子核
热点题型1　波粒二象性
[例1] (多选)(2025·浙江1月)如图1所示，三束由氢原子发出的可见光P、Q、R分别由真空玻璃管的窗口射向阴极K。调节滑动变阻器，记录电流表与电压表示数，两者关系如图2所示。下列说法正确的是(　　)
BC
A. 分别射入同一单缝衍射装置时，Q的中央亮纹比R宽
B．P、Q产生的光电子在K处最小德布罗意波长，P大于Q
C．氢原子向第一激发态跃迁发光时，三束光中Q对应的能级最高
D．对应于图2中的M点，单位时间到达阳极A的光电子数目，P多于Q
解析：
解析：
练1 (2025·山东卷)在光电效应实验中，用频率和强度都相同的单色光分别照射编号为1、2、3的金属，所得遏止电压如图所示，关于光电子最大初动能Ek的大小关系正确的是 (　　)
A．Ek1>Ek2>Ek3　　　 B．Ek2>Ek3>Ek1
C．Ek3>Ek2>Ek1 D．Ek3>Ek1>Ek2
B
解析：
根据光电子最大初动能与遏制电压的关系Ek＝－eUc，由题图可知|Uc2|>|Uc3|>|Uc1|，则Ek2>Ek3>Ek1，B正确。
练2 (2025·广东卷)有甲、乙两种金属，甲的逸出功小于乙的逸出功。使用某频率的光分别照射这两种金属，只有甲发射光电子，其最大初动能为Ek，下列说法正确的是 (　　)
A．使用频率更小的光，可能使乙也发射光电子
B．使用频率更小的光，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于Ek
C．频率不变，减弱光强，可能使乙也发射光电子
D．频率不变，减弱光强，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于Ek
B
解析：
某频率的光不能使乙金属发生光电效应，说明此光的频率小于乙金属的截止频率，则换用频率更小的光不能发生光电效应，A错误；由光电效应方程Ek＝hν－W0可知，频率越大最大初动能越大，换用频率更小的光，最大初动能小于Ek，B正确；频率不变则光的频率小于乙金属的截止频率，不会发生光电效应，C错误；由Ek＝hν－W0可知，频率不变最大初动能不变，D错误。
热点题型2　原子结构
1．原子的电子电离时，所吸收的能量可以大于或等于某一能级能量的绝对值，剩余能量转化为自由电子的动能。
[例2] (2025·甘肃卷)利用电子与离子的碰撞可以研究离子的能级结构和辐射特性。He＋离子相对基态的能级图(设基态能量为0)如图所示。用电子碰撞He＋离子使其从基态激发到可能的激发态，若所用电子的能量为50 eV，则He＋离子辐射的光谱中，波长最长的谱线对应的跃迁为 (　　)
A．n＝4→n＝3能级 B．n＝4→n＝2能级
C．n＝3→n＝2能级 D．n＝3→n＝1能级
C
解析：
练3 (2023·上海卷)关于α粒子散射实验正确的是 (　　)
A．实验要在真空中进行
B．荧光屏是为了阻挡α粒子
C．实验中显微镜必须正对放射源
D．证明了原子核中有质子存在
A
解析：
α粒子散射实验要求在真空中进行，A正确；荧光屏用来显示α粒子，通过观察荧光屏上的亮点来记录α粒子散射后的位置，B错误；荧光屏和观察闪光的显微镜能够围绕金箔在一个圆周上运动，故实验中显微镜不是必须正对放射源，C错误；该实验证明了原子核中原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核上，并未证明原子核中有质子存在，D错误。
A．红外线波段的光子 B．可见光波段的光子
C．紫外线波段的光子 D．X射线波段的光子
A
解析：
热点题型3　原子核
3．核反应方程
(1)掌握四种类型。
(2)理解、应用电荷数守恒及质量数守恒。
4．计算核能的三种思路
(1)根据爱因斯坦质能方程，用核反应亏损的质量乘真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2(J)。
(2)根据1 u(原子质量单位)相当于931.5 MeV的能量，用核反应中质量亏损的原子质量单位数乘931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5(MeV)。
(3)如果核反应时释放的核能全部是以动能形式呈现的，则核反应过程中系统动能的增量即为释放的核能。
B
解析：
C　
解析：
练6 (2025·云南卷)2025年3月，我国科学家研制的碳14核电池原型机“烛龙一号”发布，标志着我国在核能技术领域与微型核电池领域取得突破。碳14的衰变方程为C―→N＋X，则 (　　)
A．X为电子，是在核内中子转化为质子的过程中产生的
B．X为电子，是在核内质子转化为中子的过程中产生的
C．X为质子，是由核内中子转化而来的
D．X为中子，是由核内质子转化而来的
A
解析：
设X的质量数为A，电荷数为Z，由质量数和电荷数守恒，有14＝14＋A，6＝7＋Z，解得A＝0，Z＝－1，故X是电子，属于β衰变，实质为原子核内的1个中子转化为1个质子和1个电子，A正确。
“函数法”解读图像信息
[例] (2025·广东珠海测试)用光电管探究光电效应规律的实验中，当用不同频率的光照射两种光电管的阴极时，得到的遏止电压Uc与入射光的频率ν的关系分别为图中a、b图线所示。由图中数据可知(　　)
C
解析：
A．67.3 d B．101.0 d
C．115.1 d D．124.9 d
C
解析：
[真题提升2] (经典高考题)如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率ν1<ν2，保持入射光不变，则光电子到达A极时动能的最大值Ekm随电压U变化关系的图像是 (　　)
C
解析：
光电管所加电压为正向电压，则根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子到达A极时动能的最大值Ekm＝Ue＋hν－hν截止，可知EkmU图像的斜率相同，均为e；截止频率越大，则图像在纵轴上的截距越小，因ν1<ν2，则图像C正确。
[真题提升3] (2024·江西卷)近年来，江西省科学家发明硅衬底氮化镓基系列发光二极管(LED)，开创了国际上第三条LED技术路线。某氮化镓基LED材料的简化能级如图所示，若能级差为2.20 eV(约3.52×10-19 J)，普朗克常量h＝6.63×10-34 J·s，则发光频率约为 (　　)
A．6.38×1014 Hz B．5.67×1014Hz
C．5.31×1014 Hz D．4.67×1014 Hz
C
解析：
根据题意可知，辐射出的光子能量ε＝3.52×10-19 J，由ε＝hν代入数据解得ν＝5.31×1014 Hz，C正确。
C
解析：