高考全国卷高三物理二轮复习记背材料4 近代物理常识

高中2018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 。

①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：hv____W0，也就是入射光子的频率必须满足v≥ ，取等号时的ν0?______即为该金属的截止频率（极限频率）；

②光电子的最大初动能：Ekm?_________，由此可知，对同一种金属，光电子的最大初动能随着入射光的频率增加而 ，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。

①当A、K未加电压时，电流表 示数；

②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 。

③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

①光电效应方程：Ekm?hν?W0 理解：能量守恒——hν?W0?Ekm

W0 理解：hν?W0，入射光子能量大于逸出功才可能打出电子 h ③遏止电压：?eU0?0?Ekm 理解：使最有可能到达阳极的光电子（具有最大

②截止频率：ν0?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

①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； ②饱和光电流——将所有光电子收集起来形成的电流；

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③横截距——遏止电压：光电流消失时的反向电压。

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α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：①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 ；

②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，辐射或吸收的光子频率必须满足 。

③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。

④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

?E?E??En?_____。

【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。根据氢原子的能级图可以判断，△n和E的可能值为( ) A．△n=1，13.22 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=8.55eV B. E1=13.09eV，E2=7.55eV C. E1=12.09eV，E2=7.55eV D. E1=12.09eV，E2=3.55eV

【要点总结】

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

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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

?E?E??En?En。

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

2的氢原子向低能级跃迁时，其可能辐射出的光子有Cn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：AZX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（β粒子） ，α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α粒子轰击147N原子核，发现了质子，核反应方程为 ； 用α粒子轰击94Be原子核，发现了中子，核反应方程为 ；小居里夫妇用α粒子

30轰击2713Al原子核，发现了人工放射性同位素15P，核反应方程为 。

3、三种天然放射线的性质对比 产生 实质 电荷 速度 电离作用 贯穿能力 α射线 4α衰变：20n+211p→2He 1β射线 β衰变： . －e 较强 γ射线 光速c 高速2He粒子流 4

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：α衰变：ZX?____Y?2He，β衰变：ZX?____Y??1e，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。

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A4A05、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 。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，5626Fe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。

1eV?__________J，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△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

23290。下Th（钍）经过一系列核衰变之后，变成20882Pb（铅）

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β衰变 D．衰变过程中共有6次?衰变和4次β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：

①?衰变：原子核不稳定，核内两个质子、两个中子结为一体（42He）抛射出来，形成?射线，故发生一次?衰变，电荷数减少2，质量数减少4：ZX?Z-2Y?2He ②β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β射线。故发生一次β衰变，原子核电荷数要增加1，而质量数不变。

10本质：0n?1p?1?1e

AA-44

规律：ZX?Z?1Y??1e

AA0（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β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 α衰变 β衰变 人工转变 自发 自发 人工控制 2389223490U→90234Th＋2He Pa＋－1e 04Th→91234144171N＋He→O＋7281H(卢瑟福发现质子) 4