专题28 近代物理（原卷版）(1).docxVIP

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 5

题型三光的波粒二象性和物质波 7

题型四玻尔理论的理解与计算 8

题型五原子核的衰变及半衰期 11

题型六核反应及核反应类型 13

题型七质量亏损及核能的计算 15

[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

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

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

利用光电管研究光电效应的实验电路图如图所示，用波长为λ的光照射某种金属，发生光电效应时，光电子的最大初动能为Ek；若用波长为λ2的光照射该金属发生光电效应时光电子的最大初动能为2.25Ek。则该金属的极限波长λ0

A．3λ B．5λ C．7λ D．9λ

19世纪末、20世纪初，通过对光电效应的研究，加深了对光的本性的认识。科学家利用如图所示的电路研究光电效应，图中K、A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K极受到光照时可能发射电子。已知电子电荷量为e，普朗克常量为h。

（1）当有光照射K极，电流表的示数为I，求经过时间t到达A极的电子数n。

（2）使用普通光源进行实验时，电子在极短时间内只能吸收一个光子的能量。用频率为v0的普通光源照射K极，可以发生光电效应。此时，调节滑动变阻器滑片，当电压表的示数为U时，电流表的示数减小为0．

随着科技的发展，强激光的出现丰富了人们对光电效应的认识，用强激光照射金属，一个电子在极短时间内吸收到多个光子成为可能。若用强激光照射K极时，一个电子在极短时间内能吸收n光子，求能使K极发生光电效应的强激光的最低频率v。

（3）某同学为了解为什么使用普通光源进行光电效应实验时一个电子