2022新高考二轮复习 专题五　光电效应　原子结构　原子核 课件（55张）

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考向一　光电效应问题1．两条对应关系(1)光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大。(2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。
2．三个关系式(1)爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0。(2)最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc。(3)逸出功与极限频率的关系：W0＝hνc。
[解析]　由光电效应方程及遏止电压的关系可得eUc＝Ek＝hν－W，b、c两种光的遏止电压相同，故频率相同，a光的遏止电压较小，频率较低，A错误；最大光电流与光强成正比，对比乙图可知，b光光强较大，B错误；由A的分析可知，a光频率较低，若b光为绿光，a光不可能是紫光，C错误；图甲中的滑动变阻器的滑片向右滑动，增大了光电管两端的正向电压，电流表的读数可能增大，但不会超过饱和光电流，D正确。
规律总结解决光电效应问题的“两看、两注意”——————————————————————(1)看到“遏止电压”，想到“Ek＝eUc”。(2)看到“逸出功”，想到“W0＝hνc”。(3)注意Ek＝hν－W0与能量守恒定律是完全一致的。(4)注意Ek不是每个光电子的初动能，而是最大初动能。　
2．(多选)如图甲所示，合上开关，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极K，发现电流表示数不为零。调节滑动变阻器，发现当电压表示数小于0.60 V时，电流表示数仍不为零，当电压表示数大于或等于0.60 V时，电流表示数为零。把电路改为图乙，当电压表示数为2 V时，下列说法正确的是(　　)A．阴极K的逸出功为1.9 eVB．阴极K的逸出功为1.7 eVC．电子到达阳极时的最大动能为2.6 eVD．电子到达阳极时的最大动能为4.5 eV
3．在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Uc与入射光的频率ν的关系如图所示。若该直线的斜率为k、与横轴交点为ν0，电子电荷量的绝对值为e，则(　　)A．普朗克常量为ekB．所用材料的逸出功为kν0C．用频率低于ν0的光照射该材料，只要光照足够强，也能发生光电效应D．用频率为ν(ν>ν0)的光照射该材料，逸出光电子的最大初动能为ekν
3．氢原子电离电离态：n＝∞，E＝0。基态→电离态：E吸＝0－(－13.6 eV)＝13.6 eV。n＝2→电离态：E吸＝0－E2＝3.4 eV。如吸收能量足够大，克服电离能后，获得自由的电子还具有动能。
(3)氢原子在两定态间跃迁时，入射光子的能量必须等于两定态的能量差才会被吸收，如典例中C选项。(4)如果氢原子的跃迁是吸收实物粒子的动能发生的，只要其动能大于(或等于)两能级间的能量差即可。　
5．某红外测温仪的原理是：被测物体辐射的电磁波只有红外线可被该测温仪捕捉，并转变成电信号。图为氢原子能级示意图，已知红外线单个光子能量的最大值为1.62 eV，当大量处于第4能级的氢原子向较低能级跃迁时，所辐射出的光子中能被红外测温仪捕捉到不同频率的光子种类有(　　)A．1种　　　　　　　　　B．2种C．3种 D．4种
解析：当大量处于第4能级的氢原子向较低能级跃迁时，根据题意可知只有从4→3跃迁产生的光子能量符合条件，即E4－E3＝－0.85 eV－(－1.51)eV＝0.66 eV<1.62 eV，A正确，B、C、D错误。
7．(2021·安徽省芜湖市高三下学期5月质检)氢原子的部分能级如图所示，已知可见光的光子能量范围为1.62 eV～3.11 eV，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。关于这些光，下列说法正确的是(　　)A．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光B．波长最长的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的C．频率最小的光是由n＝4能级跃迁到n＝3能级产生的D．处于n＝2能级的氢原子可以吸收任意频率的可见光，并发生电离
考向三　核反应方程及核能的计算1．核反应方程的书写(1)核反应过程一般不可逆，所以核反应方程中用“→”表示方向而不能用等号代替。(2)核反应方程遵循质量数守恒、电荷数守恒，但核反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)且释放出核能。(3)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能只依据两个守恒规律凭空杜撰出生成物来写核反应方程。
2．核衰变问题的分析(2)α衰变和β衰变次数的确定方法①方法一：由于β衰变不改变质量数，故可以先由质量数改变确定α衰变的次数，再根据电荷数守恒确定β衰变的次数。②方法二：设α衰变次数为x，β衰变次数为y，根据质量数和电荷数守恒列方程组求解。
3．核能的计算(1)根据爱因斯坦质能方程，用核反应亏损的质量乘以真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2(J)。(2)根据1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏(MeV)能量，用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5(MeV)。(3)如果核反应时释放的核能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。
易错警示处理核反应问题的三点注意——————————————————————(1)γ衰变伴随着α衰变或β衰变同时发生，不改变原子核的质量数与电荷数，注意质量数与质量是两个不同的概念。(2)衰变的快慢由原子核内部因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关；半衰期是统计规律，对个别、少数原子无意义。(3)质能方程E＝mc2表明一定的能量和一定的质量相联系，而不是质量和能量之间相互转化。　
1．【以物理学发展为背景考查光电效应现象】从1907年起，美国物理学家密立根就开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量。他通过如图甲所示的实验装置测量某金属的遏止电压Uc与入射光频率ν，作出图乙所示的Uc­ν的图象，由此算出普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射测出的h相比较，以检验爱因斯坦方程的正确性。已知电子的电荷量e，则下列普朗克常量h的表达式正确的是(　　)
A．铀233 比钍232少一个中子B．铀233、钡142、氪89三个核中氪89的结合能最小，比结合能却最大C．铀233、钡142、氪89三个核中铀233的结合能最大，比结合能也最大D．铀233的裂变反应释放的能量为ΔE＝E1－E2－E3
解析：设钍的电荷数为a，则钍232俘获一个中子后经过2次β衰变转化成铀233，则a＝92－2＝90，则钍232中含有中子数为232－90＝142；铀233含有中子数为233－92＝141，则铀233比钍232少一个中子，选项A正确；铀233、钡142、氪89三个核中氪89质量数最小，结合能最小，比结合能却最大，选项B正确，C错误；铀233的裂变反应中释放的能量等于生成物的结合能减去反应物的结合能，选项D错误。答案：AB