高考物理必备—近代物理常识

1、恩施高中2017届物理记背资料集（4）近代物理部分一、波粒二象性光电效应复习课本第17章，重点复习第2节“光的粒子性”，完成下列基础知识填空和题目。1、概念：在光（电磁波）的照射下，从物体表面逸出的 的现象称为光电效应，这种电子被称之为 。使电子脱离某种金属所需做功的 ，叫做这种金属的逸出功，符号为W0。2、规律： 提出的“光子说”解释了光电效应的基本规律，光子的能量与频率的关系为 。截止频率：当入射光子的能量 逸出功时，才能发生光电效应，即：，也就是入射光子的频率必须满足v ，取等号时的即为该金属的截止频率（极限频率）；光电子的最大初动能：，由此可知，对同一种金属，光电子的最大初动能随着入射

2、光的频率增加而 ，随着入射光的强度的增加而 ；光电子从金属表面逸出时的初动能应分布在 范围内。3、实验：装置如右图，其中 为阴极，光照条件下会发出光电子； 为阳极，吸收光电子，进而在电路中形成 ，即电流表的示数。当A、K未加电压时，电流表 示数；当加上如图所示 向电压时，随着电压的增大，光电流趋于一个饱和值，即 ；当电压进一步增大时，光电流 。当加上相反方向的电压（ 向电压）时，光电流 ；当反向电压达到某一个值时，光电流减小为0，这个反向电压Uc叫做 ，即：使最有可能到达阳极的光电子刚好不能到达阳极的反向电压，则关于Uc的动能定理方程为 。【练习】某同学用同一装置在甲、乙、丙光三种光的照射下得

3、到了三条光电流与电压之间的关系曲线，如右图所示。则可判断出（ ）A甲光的频率大于乙光的频率B乙光的波长大于丙光的波长C乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能 【要点总结】 1、基本概念和规律的理解 光电效应方程： 理解：能量守恒 截止频率： 理解：，入射光子能量大于逸出功才可能打出电子 遏止电压： 理解：使最有可能到达阳极的光电子（具有最大初动能，且速度正好指向阳极）刚好不能到达阳极的反向电压 2、光电效应实验的图象 纵截距不加电压时，也有光电子能够自由运动到阳极形成光电流； 饱和光电流将所有光电子收集起来形成的电流； 横截距遏止电压：光电流

4、消失时的反向电压。二、原子结构复习课本第18章，重点复习第4节“玻尔的原子模型”，完成下列基础知识填空和题目。1、物理学史： 通过对 的研究，发现了电子，从而认识到原子是有内部结构的； 基于 实验中出现的少数粒子发生 散射，提出了原子的核式结构模型； 在1913年把物理量取值分立（即量子化）的观念应用到原子系统，提出了自己的原子模型，很好的解释了氢原子的 。2、玻尔理论：原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫做 ；原子能量最低的状态叫做 ，其他较高的能量状态叫做 ；原子在不同能量状态之间可以发生 ，当原子从高能级Em向低能级En跃迁时 光子，原子从低能级En向高能级Em跃迁时 光子，辐射或

5、吸收的光子频率必须满足 。原子对电子能量的吸收：动能 两个能级之差的电子能量能被吸收，吸收的数值是 ，剩余的能量电子带走。原子电离：电离态电子脱离原子时速度也为零的状态，此时“原子电子”系统能量值为E= ；要使处于量子数为n的原子电离，需要的能量至少是。【练习1】用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到了一定数目的光谱线。调高电子的能量再次进行观测，发现光谱线的数目比原来增加了5条。用n表示两次观测中最高激发态的量子数n之差，E表示调高后电子的能量。根据氢原1,3,5子的能级图可以判断，n和E的可能值为( )An=1，13.22 eV E13.32 eV Bn=2，13.22

6、eV E13.32 eVCn=1，12.75 eV E13.06 eV Dn=2，12.75 eV E13.06 ev【练习2】如图所示为氢原子的能级图让一束单色光照射到大 量处于基态（量子数n=1）的氢原子上，被激发的氢原子能自发 地发出3种不同频率的单色光，照射氢原子的单色光的光子能量为E1，用这种光照射逸出功为4.54eV的金属表面时，逸出的光电子的初动能是E2 则关于E1，E2的可能值正确的是 A. E1=12.09eV，E2=8.55eVB. E1=13.09eV，E2=7.55eVC. E1=12.09eV，E2=7.55eVD. E1=12.09eV，E2=3.55eV【要点总结

7、】其一，要准确理解频率条件：（1）原子对光子的吸收：“只有能量等于两个能级之差的光子才能被吸收”！稍大也不行，除非能把原子电离，电离后电子能级是连续的。（2）原子对电子能量的吸收：动能大于或等于两个能级之差的电子能量能被吸收，吸收的数值是两个能级之差；剩余的能量电子带走。（3）原子的电离：电离态电子脱离原子时速度也为零的状态，此时“原子电子”系统能量值为E=0；要使处于量子数为n的原子电离，需要的能量至少是。其二，要会画能级跃迁图，并会用“排列组合”进行分析大量处于量子数为n的能级的氢原子向低能级跃迁时，其可能辐射出的光子有种，因为大量处于量子数为n的能级的氢原子向低能级跃迁时，会产生量子数低

8、于n各种氢原子，而每两个能级之间都可能发生跃迁。三、原子核复习课本第19章，完成下列基础知识填空和题目。1、原子核的符号：中Z是原子核的 数，它等于原子核内的 数；A是原子核的 数，它等于原子核内的 ；常见粒子的符号：质子 ，中子 ，电子（粒子） ，粒子 ，氘核 ，氚核 。2、物理学史：最早发现天然发射现象的是法国物理学家 ，居里夫妇随后发现了放射性元素钋Po、镭Ra； 用粒子轰击原子核，发现了质子，核反应方程为 ； 用粒子轰击原子核，发现了中子，核反应方程为 ；小居里夫妇用粒子轰击原子核，发现了人工放射性同位素，核反应方程为 。3、三种天然放射线的性质对比射线射线射线产生衰变：2+2衰变：

9、.实质高速粒子流电荷e速度光速c电离作用较强贯穿能力4、核反应：四大类型： 、 、重核裂变、 ；核反应遵循的基本规律是： 守恒， 守恒。衰变规律：衰变：，衰变：，两者均发生时，只有 衰变才引起质量数的变化，但两者均会引起电荷数的变化。衰变的快慢用 T来描述，它是一个微观概率概念、宏观统计概念；某种放射性元素的质量为m0，经过时间t后，该元素剩下的质量为m= ，已反应的质量为 ；元素的半衰期只与 有关，而与核外甚至整个原子分子状态 关，因此元素的化合状态、温度、压强的变化 引起半衰期变化。5、核能：（1）结合能：核子结合成原子核的过程中 的能量，也就是原子核分解成核子时 的能量，叫做原子核的 。

10、原子核的结合能除以原子核内的 ，得到该原子核的 ；原子核的平均结合能越大，核子的平均质量 ，原子核越稳定，核子平均质量最小。（2）核能：爱因斯坦质能方程 指出，物质具有的能量和质量具有简单的正比关系；核反应过程中辐射出（或吸收）能量时，就一定同时辐射出（或增加）了质量，即核反应中有 .m，辐射出（吸收）的能量由公式 算出；当较轻的原子核 为中等质量的原子核时，或者较重的原子核 为几个中等质量的原子核时，存在明显的 ，可以释放出大量的能量，因此， 、 是核能开发的有效途径。核能计算中的一些单位之间的关系：，1MeV= eV，1GeV= eV，1u对应 MeV。具体计算核能时，若m以kg为单位，如

11、m= x kg，则E= m ，若m以u为单位，如m= x u，则E= 。【练习1】天然放射性元素（钍）经过一系列核衰变之后，变成（铅）。下列论断中正确的是（ ）A铅核比钍核少23个中子 B铅核比钍核少24个质子C衰变过程中共有4次衰变和8次衰变 D衰变过程中共有6次衰变和4次衰变【练习2】两个氘核聚变产生一个中子和氦核（氦的同位素）.已知氘核的质量mD=2.013 60 u，氦核的质量mHe=3.015 0 u，中子的质量mn=1.008 7 u. 该聚变方程为 ，该过程释放的核能为 MeV= J。【要点总结】1、衰变（1）衰变的实质：衰变：原子核不稳定，核内两个质子、两个中子结为一体（）抛射

12、出来，形成射线，故发生一次衰变，电荷数减少2，质量数减少4：衰变：原子核不稳定，核内一个中子转化为质子，同时释放出一个电子，即射线。故发生一次衰变，原子核电荷数要增加1，而质量数不变。本质：规律：（2）计算衰变次数的技巧先由质量数变化计算衰变次数，再由电荷数变化、衰变次数列方程计算衰变次数。2、四大类核反应对比类型可控性核反应方程典例衰变衰变自发92238U90234Th24He衰变自发90234Th91234Pa10e人工转变人工控制714N24He817O11H(卢瑟福发现质子)24He49Be 612C01n(查德威克发现中子)1337Al24He1530P01n(约里奥居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子)1530P1430Si10e重核裂变比较容易进行人工控制92235U01n56144Ba3689Kr301n92235U01n54136Xe3890Sr1001n轻核聚变除氢弹外无法控制12H