高考物理三轮冲刺题型归纳讲练专题28 近代物理（解析版）.doc

专题28近代物理

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TOC\o1-3\h\z\u题型一光电效应电路与光电效应方程的应用 1

题型二光电效应图像 6

题型三光的波粒二象性和物质波 10

题型四玻尔理论的理解与计算 12

题型五原子核的衰变及半衰期 16

题型六核反应及核反应类型 20

题型七质量亏损及核能的计算 23

[考点分析]

题型一光电效应电路与光电效应方程的应用

1．光电效应

在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子．

2．实验规律

(1)每种金属都有一个极限频率．

(2)光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大．

(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的．

(4)光电流的强度与入射光的强度成正比．

3．遏止电压与截止频率

(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压Uc.

(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)．不同的金属对应着不同的极限频率．

(3)逸出功：电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属的逸出功．

4．光子说

爱因斯坦提出：空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，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：ε＝hν，其中h＝6.63×10－34J·s.

5．光电效应方程

(1)表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0.

(2)物理意义：金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能Ek＝eq\f(1,2)mv2.

在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb．h为普朗克常量。下列说法正确的是（）

A．若νa＞νb，则一定有Ua＜Ub

B．若νa＞νb，则一定有Eka＞Ekb

C．若Ua＜Ub，则一定有Eka＞Ekb

D．若νa＞νb，则一定有hνa﹣Eka＞hνb﹣Ekb

【解答】解：AB、根据光电效应方程Ekm＝hv﹣W0知，va＞vb，逸出功相同，则Eka＞Ekb，又Ekm＝eUc，则Ua＞Ub，故A错误，B正确；

C、根据Ekm＝eUc知，若Ua＜Ub，则一定有Eka＜Ekb，故C错误；

D、逸出功W0＝hv﹣Ekm，由于金属的逸出功相同，则有：hva﹣Eka＝hvb﹣Ekb，故D错误；

故选：B。

利用金属晶格（大小约10﹣10m）作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子束通过电场加速后，照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样。已知电子质量为m，电荷量为e，初速度为0，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中正确的是（）

A．该实验说明了电子具有粒子性

B．实验中电子束的德布罗意波的波长为λ=?

C．加速电压U越大，电子的衍射现象越明显

D．若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显

【解答】解：A、实验得到了电子的衍射图样，说明电子发生了衍射，说明电子具有波动性，故A错误；

B、设经过电场加速后电子的速度为v，由动能定理可知，eU=12mv2

C、由上面的分析可知电子的德布罗意波波长λ=?

D、若用相同动能的质子替代电子，质量变大，则粒子的动量P=2mEk变大，故德布罗意波的波长

故选：B。

氖泡可用于指示和保护电路。在玻璃管中有两个相同的板状金属电极，并充入低压氖气，在两极间接入压使氖气导电，如果金属电极发出的电子在电场作用下获得足够的能量，就能使氖气发光。将氖泡、保护电阻和电压可调的电源按如图所示的电路连接。氖泡用黑纸包住，黑纸上留出一条狭缝使光可以照射到氖泡。发现在没有光照的暗室中，当电源电压为U0时，氖泡恰能发光：当电源电压为U1（U1＜U0）时，氖泡不发光，但同时用频率为v1的紫光照射氖泡，氖泡也恰能发光。两次实验中，氖泡恰能发光时回路中的电流可认为相等。已知普朗克常量为h，电子电荷量为e。下列说法正确的是（）

A．若保持电压U1不变，用黄光照射氖泡，氖泡也能发光

B．通过实验可知，紫光的光子能量hv1＝eU0﹣eU1

C．通过实验可知，电极中的电子脱离金属至少需要eU0的能量

D．实验中必须使用直流电源才能观察到上述现象

【解答】解：B.如果金属电极发出的电子在电场作用下获得足够的能量，就能使氖气发光，假设恰好能让氖气发光的电子动能为E1，电极中的电子脱离金属至少需要的能量为W0，在没有光照的暗室中，当电源电压为U0时，氖泡恰能发光，设发光时电路电流为I，保护电阻为R，则有

e（U0﹣IR）＝Ek+W0

当电源电压为U1（U1＜U0）时，同时用频率为ν的紫光照射氖泡，氖