2014届高考物理一轮复习考点剖析课件：专题十二第1讲光电效应原子结构

1、专题十二近代物理初步,续表,第 1 讲 光电效应原子结构,考点 1,光电效应,1光电效应： 在光的照射下物体发射电子的现象叫光电效应发射出来的 电子叫_图 1211 装置中，用弧 光灯照射锌板，有电子从锌板表面飞出，使,原来不带电的验电器带正电,光电子,图 1211,般不超过109秒,2光电效应的规律,(1)任何一种金属都有一个极限频率0,入射光的频率必须,大于这个极限频率：0，才能产生光电效应,(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射,光频率的增大而增大,(3)入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一,(4)当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射,光的强度成正

2、比,3光电效应的理解,(1)光电效应是单个光子和单个电子之间的相互作用产生 的金属中的某个电子只能吸收一个光子的能量，只有当吸收 的能量足够克服原子核的引力而逸出时，才能产生光电效应， 而光子的能量与光的频率有关,(2)在光电效应中，光电子的最大初动能随入射光频率的增,大而增大，与入射光的强度无关,4爱因斯坦的光子说：光的能量不是连续的，而是一份一 份的，每一份叫做一个光子，光子的能量 E 跟光的频率成正比： Eh(h 是普朗克常量),(2)光电效应方程：_，h极限 W0(Ek 是光电子 的最大初动能；W0 是_功，即从金属表面直接飞出的 光电子克服原子核引力所做的功),5爱因斯坦光电效应方程

3、 (1)最大初动能和逸出功 金属表面的电子吸收光子后，克服金属原子核的引力做功 直接从金属表面逸出的电子所具有的最大动能称为最大初动 能，克服金属原子核的引力逃逸出成为光电子所做的功的最小,值叫逸出功,EkhW0,逸出,【跟踪训练】 1某种单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述措,施可能使金属产生光电效应的是(,),C,A延长光照时间 B增大光的强度 C换用波长较短的光照射 D换用频率较低的光照射 解析：产生光电效应与入射光的频率和金属板的材料有关， 对于同种金属，要发生光电效应，就只有增大入射光的频率， 也就是入射光的波长变短，选项 C 正确,2(双选)三种不同的入射光 A、B、C 分别

4、射在三种不同的 金属 a、b、c 表面，均恰能使金属中逸出光电子，若三种入射,光的波长ABC，则(,),CD,A用入射光 A 照射金属 b 和 c，金属 b 和 c 均可发生光电 效应现象 B用入射光 A 和 B 照射金属 c，金属 c 可发生光电效应现 象 C用入射光 C 照射金属 a 与 b，金属 a、b 均可发生光电 效应现象 D用入射光 B 和 C 照射金属 a，均可使金属 a 发生光电 效应现象,3用波长为 2.0107 m 的紫外线照射钨的表面，释放出 来的光电子中最大的动能是 4.71019 J由此可知，钨的极限 频率是(普朗克常量 h6.631034 Js，光速 c3.0108

5、 m/s，,结果保留两位有效数字)(,),B,A5.51014 Hz C9.81014 Hz,B7.91014 Hz D1.21015 Hz,4(2011 年广州一模)用能量为 5.0 eV 的光子照射某金属的 表面，金属发射光电子的最大初动能为 1.5 eV，则该金属的逸,出功为(,),A1.5 eV C5.0 eV,B3.5 eV D6.5 eV,解析：由光电效应方程知，W0hEk5.0 eV1.5 eV 3.5 eV，选项 B 正确,B,考点 2,卢瑟福核式结构模型,1汤姆生的“枣糕”模型 (1)1897 年_发现电子，提出原子的“枣糕”模型，,揭开了人类研究原子结构的序幕,汤姆生,(2

6、)“枣糕”模型：原子是一个球体，正电荷_分布在 整个球内，电子像枣糕里的枣子那样镶嵌在原子里,均匀,2卢瑟福的核式结构模型,(1)粒子散射实验装置：如图 1212 所示,图 1212,(2)粒子散射实验规律及卢瑟福对实验现象的分析.,绝大多数,(3)原子核式结构模型,原子核,在原子的中心有一个很小的核，叫_； 原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核 里； 带负电的电子在核外空间里绕着核旋转 (4)原子核大小：从粒子散射实验的数据估算出原子核的 半径约为 10151014 m；原子的半径约为 1010 m. 3质子和中子统称_，原子核的电荷数等于其质子数， 原 子核 的 _ 数等于其质子

7、数与中 子数的和 具有相同 _数的原子属于同一种元素；具有相同的质子数和不同的,中子数的原子互称_,质量,质子,同位素,核子,【跟踪训练】,5关于粒子散射实验，下列说法中正确的是(),A.绝大多数粒子经过重金属箔后，发生了角度很大的偏转 B.粒子在接近原子核的过程中，动能减少，电势能减少 C.粒子在离开原子核的过程中，动能增大，电势能增大 D.对粒子散射实验的数据进行分析，可以估算出原子核的 大小,解析：由于原子核很小，粒子十分接近它的机会很少，所 以绝大多数粒子基本上仍按直线方向前进，只有极少数发生大 角度的偏转，故选项 A 错误；用极端法，设粒子向重金属核 射去，如图 57 所示，可知粒子

8、接近核 时，克服电场力做功，其动能减小，电 势能增加；当粒子远离原子核时，电 场力做功，其动能增加，电势能减小，,故选项 B、C 错误,图 57,答案：D,6(2010 年上海卷)卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这,),一模型建立的基础是( A粒子散射实验,B对阴极射线的研究,C天然放射性现象的发现 D质子的发现 7(2011 年广东三校联考)在物理学发展的过程中，许多物 理学家的科学发现推动了人类历史的进步，下列说法正确的是,(,),A伽利略最早提出力不是维持物体运动的原因 B法拉第最早发现电流周围存在磁场 C普朗克为了解释光电效应现象，在量子理论的基础上 提出了光子说 D汤姆生提出了原子的

9、核式结构学说，后来卢瑟福用粒 子散射实验给予了证实,A,A,8下列说法中不是卢瑟福原子核式结构理论的主要内容的,有(,),B,A原子的中心有个核，叫做原子核 B原子的正负电荷都均匀分布在整个原子中 C原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里 D带负电的电子在核外绕核旋转 解析：核式模型指出，原子的几乎全部质量和全部正电荷 都集中在原予核里，电子在核外绕核高速旋转故选 B.,考点 3,玻尔原子模型,1玻尔原子模型 为解决原子核结构的稳定性和原子发光的不连续性，玻尔 提出了三条假设： (1)“定态假设”：原子只能处于一系列不连续的能量状态 中，在这些状态中，电子虽做变速运动，但并不向外辐射电

10、磁 波，这样的相对稳定的状态称为定态 (2)“跃迁假设”：电子绕核运动处于定态时不辐射电磁 波，但电子在两个不同定态间发生跃迁时，却要辐射(或吸收) 光子，其频率由两个定态的能量差值决定 hE2E1.,(3)“轨道量子化假设”： 原子的不同能量状态跟电子沿 不同半径绕核运动相对应轨道半径也是不连续的,2氢原子能级,(1)氢原子的能级：原子各个定态的能量值叫做原子的能,级,3光子的吸收与发射 原子从一种定态(能量为 E初)跃迁到另一种定态(能量为E终)，,它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两种定态,的能级差决定：即 hE初E终若 E初E终，则辐射光子；若 E初E终，则吸收光子,5一群氢原

11、子处于量子数为 n 的激发态时，可能辐射的光,图 1213,4氢原子能级图：如图 1213 所示,【跟踪训练】 9氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的,轨道过程中(,),D,A. 原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大 B. 原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小 C. 原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小 D. 原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大,10(2011 年深圳一模)已知金属钾的逸出功为 2.22 eV.氢原 子的能级如图 1214 所示，一群处在 n3 能级的氢原子向 低能级跃迁时，能够从金属钾的表面打出光电子的光波共有,(

12、,),B,A一种 B两种 C三种,D四种,解析：氢原子从激发态 n3 向低能级跃迁可能发出 3 种光 子，其中 31 和 21 所发出的光子能量高于 2.22 eV，选项B 正确,图 1214,解析：大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这说明是 从n3 能级向低能级跃迁,根据能量守恒有h3h2h1，解 得321，选项 B 正确,B,热点 1,光电效应及其方程,【例 1】(双选，2011 年广东卷)光电效应实验中，下列表述,正确的是(,),A光照时间越长光电流越大 B入射光足够强就可以有光电流 C遏止电压与入射光的频率有关 D入射光频率大于极限频率才能产生光电子 解析：光电流的大小只与到达阳极的

13、光电子个数有关，A 错由 hW0Ek 和 UqEk 知，选项 C、D 正确,CD,【触类旁通】 1一束绿光照射某金属发生了光电效应，对此，以下说法,中正确的是(,),C,A若增加绿光的照射强度，则单位时间内逸出的光电子 数目不变 B若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子最大初动能 增加 C若改用紫光照射，则逸出光电子的最大初动能增加 D若改用紫光照射，则单位时间内逸出的光电子数目一 定增加,热点 2,氢原子的能级跃迁,电离，需要的能量至少为E=0E2=h，根据波长、频率与波 速的关系 c，由两式即可得到正确答案,答案：C,【触类旁通】 2(2011 年广州模拟)氢原子的部分能级如图 1215 所

14、 示，氢原子吸收以下能量可以从基态跃迁到 n 2 能级的是,(,) A10.2 eV B3.4 eV C1.89 eV,D1.51 eV,解析：氢原子基态能量为13.6 eV，n2 能级的能量为 - 3.4 eV，两者的差值 10.2 eV 即为需要吸收的能量,图 1215,A,易错点,氢原子的能级,(1)有一群氢原子处于量子数 n3 的激发 态画一能级跃迁图，在图 1216 上用箭,头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线,图 1216,(2)计算这几条光谱线中波长最短的一条的波长(静电力常 量 k9.0109 Nm2/C2，电子电量 e1.61019 C，普朗克 常量 h6.631034 Js，真空中光速 c3.0108 m/s