专题五 光电效应 原子结构和原子核
知识必备
1.光电效应的实验规律
(1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个频率，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，只随入射光的频率增大而增大。 (3)入射光照射到金属板上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不会超过10 s。 (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比。 2.(2020-2021学年学科教研组精选汇编)光电效应方程
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(1)光电子的最大初动能跟入射光子的能量hν和逸出功W0的关系为：mv＝hν－W0。
2(2)极限频率：νc＝。
(3)最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc。 3.氢原子能级图
－9
W0h
图1
(1)能级图：如图1所示。 (2)辐射条件：hν＝Em－En。
(3)辐射光谱线条数：一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱线条数：N＝Cn＝
2
n（n－1）
2
。
4.核反应
(1)爱因斯坦质能方程：ΔE＝Δmc。 (2)两种衰变：α衰变： 92U―→ 90Th＋2He。 β衰变： 90Th―→ 91Pa＋－1e。
(3)人工转变： 7N＋2He―→ 8O＋1H(发现质子的核反应)
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4
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1
234
234
0238
234
4
2
1
(4)重核裂变： 92U＋0n―→ 56Ba＋36Kr＋30n，在一定条件下(大于临界质量、超过临界体积)，裂变反应会连续不断地进行下去，这就是链式反应。
(5)轻核聚变：1H＋1H―→2He＋0n(需要几百万度高温，所以又叫热核反应)。 备考策略
本专题考查的重点应为原子跃迁及能级问题、核反应方程、核能的计算等，题型为选择题。 1.必须牢记的“3个主要实验现象” (1)光电效应现象。 (2)α粒子散射实验。 (3)天然放射现象。
2.(2020-2021学年学科教研组精选汇编)必须掌握的“2类方程” (1)衰变方程；(2)核反应方程。 3.必须明确的“3个易错易混点”
(1)能级跃迁时吸收光子的能量和吸收实物粒子的能量是不同的。 (2)半衰期是统计规律，对单个原子核无意义。
(3)γ射线是伴随着α衰变、β衰变而产生的能量形式。 4.必须掌握核能的两种计算方法
书写核反计算质量利用ΔE＝Δmc→→
应方程亏损Δm计算释放的核能
(1)根据ΔE＝Δmc计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”。
(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算。因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”。
光电效应 能级跃迁
【真题示例】 (多选)(2017·全国卷Ⅲ，19)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
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2
2
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1
2351141921
C.若Ua＜Ub，则一定有Eka＜Ekb
D.若νa＞νb，则一定有hνa－Eka＞hνb－Ekb
解析 由爱因斯坦光电效应方程得Ekm＝hν－W0，由动能定理得Ekm＝eU，若用a、b单色光照射同种金属时，逸出功W0相同。当νa＞νb时，一定有Eka＞Ekb，Ua＞Ub，故选项A错误，B正确；若Ua＜Ub，则一定有Eka＜Ekb，故选项C正确；因逸出功相同，有W0＝ hνa－ Eka＝ hνb－ Ekb，故选项D错误。 答案 BC 真题感悟
本考点主要考查：(1)光电效应、极限频率、遏止电压等概念；(2)光电效应规律；(3)光电效应方程；(4)考查氢原子结构；(5)结合能级图考查能级跃迁规律。
预测1 预测2 预测3 对光电效应规律的理解 光电效应方程的应用 氢原子能级跃迁 1.某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图2所示，表中给出了一些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料( )
图2
材料 极限波长(nm) A.仅钠能产生光电子 C.仅铜、铂能产生光电子
钠 541 铜 268 铂 196 B.仅钠、铜能产生光电子 D.都能产生光电子
解析 由题图可知，该光源发出的光的波长大约在20 nm到440 nm之间，而三种材料中，极限频率最大的铂的极限波长是196 nm，大于20 nm，所以该光源能使三种材料都产生光电效
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高考物理(2021年)二轮复习专题五光电效应原子结构和原子核学案
