2012學(xué)海導(dǎo)航高考物理二輪總復(fù)習(xí)專題導(dǎo)練(江蘇專版)課件：專題11 第2課時(shí) 原子結(jié)構(gòu)與原子核 波粒二象性

1專題十一選修3-5

第2課時(shí)原子結(jié)構(gòu)與原子核波粒二象性2(2010·江蘇卷)(1)研究光電效應(yīng)的電路如下圖所示．用頻率相同、強(qiáng)度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K)，鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流．下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關(guān)系圖象的，正確的是(

)3(2)鈉金屬中的電子吸收光子的能量，從金屬表面逸出，這就是光電子，光電子從金屬表面逸出的過程中，其動(dòng)量的大小__________(選填“增大”、“減小”或“不變”)，原因是__．4【解析】

(1)對(duì)于一定頻率的光，無論光的強(qiáng)弱如何變化，遏止電壓都是一樣的，只有光的頻率改變，遏止電壓才會(huì)改變；但發(fā)生了光電效應(yīng)后，入射光越強(qiáng)，飽和光電流越強(qiáng)．C正確．

(2)光電子從金屬表面逸出的過程中，一定要受到金屬表面層中力的阻礙作用(或需要克服逸出功)，動(dòng)能要減少，速度要減小，所以動(dòng)量也要減小．【答案】(1)C

(2)減小光電子受到金屬表面層中力的阻礙作用(或需要克服逸出功)5【解析】

綜觀近年來的高考試題，近代物理部分的考題年年都有出現(xiàn)，其中光電效應(yīng)、玻爾理論、原子核的組成、衰變規(guī)律、核反應(yīng)方程、質(zhì)能方程的考查頻率較高，其次關(guān)于重核裂變、輕核聚變、物理學(xué)史的考題也時(shí)有出現(xiàn)，也出現(xiàn)過核反應(yīng)與力學(xué)、電磁學(xué)綜合的考題，一般難度不大，考查知識(shí)面廣，題型多為選擇題、填空題是對(duì)這部分內(nèi)容考查的一個(gè)明顯特點(diǎn)．隨著高考改革的不斷深入，聯(lián)系生產(chǎn)、聯(lián)系生活、聯(lián)系高新科技，體現(xiàn)時(shí)代氣息的命題趨向在對(duì)近代物理的考查中有較多體現(xiàn)．

6熱點(diǎn)一光電效應(yīng)

【例1】某金屬在一束黃光照射下，恰好能有電子逸出(即用頻率小于這種黃光的光線照射就不可能有電子逸出)，在下述情況下，逸出光電子的多少和電子的最大初動(dòng)能會(huì)發(fā)生什么變化？(1)增大光強(qiáng)而不改變光的頻率；(2)用一束強(qiáng)度更大的紅光代替黃光；(3)用強(qiáng)度相同的紫光代替黃光．

7【解析】“正好有電子逸出”，說明此種黃光的頻率恰為該種金屬的極限頻率．(1)增大光強(qiáng)而不改變光的頻率，意味著單位時(shí)間內(nèi)入射光子數(shù)增多而每個(gè)光子能量不變，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，逸出的光電子最大初動(dòng)能不變，但光電子數(shù)目增大．(2)用一束強(qiáng)度更大的紅光代替黃光，紅光光子的頻率小于該金屬的極限頻率，所以無光電子逸出．8(3)用強(qiáng)度相同的紫光代替黃光，因?yàn)橐粋€(gè)紫光光子的能量大于一個(gè)黃光光子的能量，而強(qiáng)度相同，因而單位時(shí)間內(nèi)射向金屬的紫光光子數(shù)將比原來少，因此，逸出的光電子數(shù)將減少，但據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，光電子的最大初動(dòng)能將增大．【答案】(1)逸出的光電子最大初動(dòng)能不變，但光電子數(shù)目增大(2)無光電子逸出(3)逸出的光電子數(shù)將減少，光電子的最大初動(dòng)能將增大9【規(guī)律方法】①光電子直接從金屬表面逸出所做的最小功，稱為逸出功W逸，與之對(duì)應(yīng)的是入射光子的最小能量和發(fā)生光電效應(yīng)入射光的極限頻率ν0，它們之間的數(shù)量關(guān)系是W逸=hν0.②光電流就是電子流，飽和光電流的大小取決于單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生光電效應(yīng)的光電子，即與入射光的強(qiáng)度成正比，而與光電子的速率(最大初動(dòng)能)無關(guān)．③光電子的最大初動(dòng)能：mv/2=hν-W逸(光電效應(yīng)方程)，即與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，隨入射光頻率增大而增大，但最大初動(dòng)能與入射光的頻率不是成正比關(guān)系．10

【變式練習(xí)】已知能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的極限頻率為ν0，則()A．當(dāng)用頻率為2ν0的單色光照射該金屬時(shí)，一定能產(chǎn)生光電子B．當(dāng)用頻率為2ν0的單色光照射該金屬時(shí)，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為hν0C．當(dāng)照射光的頻率ν大于ν0時(shí)，若ν增大，則逸出功增大D．當(dāng)照射光的頻率ν大于ν0時(shí)，若ν增大一倍，則光電子的最大初動(dòng)能也增大一倍AB11

【解析】入射光的頻率2ν0＞ν0，一定能發(fā)生光電效應(yīng)；對(duì)于某種金屬其逸出功W=hν0是不變的；由光電方程Ek=hν-W知Ek=2hν0-hν0=hν0，本題正確選項(xiàng)是AB.12

熱點(diǎn)二波爾理論和能級(jí)躍遷

例2大量具有一定能量的電子轟擊大量處于基態(tài)的氫原子，觀測(cè)到了一定數(shù)目的光譜線，如圖11.2-1所示．調(diào)高電子的能量再次進(jìn)行觀測(cè)發(fā)現(xiàn)光譜線的數(shù)目比原來增加了5條，用Dn表示兩次觀測(cè)中最高激發(fā)態(tài)的量子數(shù)n之差，E表示調(diào)高后電子的能量．根據(jù)氫原子的能級(jí)圖可以判斷，Dn和E的可能值為(

)A．Dn=1,13.22eV<E<13.32eVB．Dn=2,13.22eV<E<13.32eVC．Dn=1,12.75eV<E<13.06eVD．Dn=2,12.75eV<E<13.06eV圖11.2-11314

【規(guī)律方法】

①原子躍遷條件hν=Em-En，只適用于光子和原子作用而使原子在各定態(tài)之間的躍遷的情況．②原子能級(jí)躍遷時(shí)，處于激發(fā)態(tài)的原子可能經(jīng)過一次躍遷回到激發(fā)態(tài)，最后回到基態(tài)，物質(zhì)中含有大量原子時(shí)，各個(gè)原子的躍遷方式也是不統(tǒng)一的，有的原子可能經(jīng)過一次躍遷就回到基態(tài)，而有的可能要經(jīng)過幾次躍遷才回到基態(tài)．③原子的能級(jí)躍遷和電離,躍遷是原子的電子從一個(gè)軌道躍遷到另一個(gè)軌道，即不能脫離原子核的束縛，所以在躍遷的過程中，原子放出或吸收的能量

1516【變式練習(xí)】氫原子第一能級(jí)是-13.6eV，第二能級(jí)是-3.4eV，第三能級(jí)為-1.5eV.如果一個(gè)處于基態(tài)的氫原子受到一個(gè)能量為11eV的光子的照射，則這個(gè)氫原子()A．吸收這個(gè)光子，躍遷到第二能級(jí)，放出多余的能量B．吸收這個(gè)光子，躍遷到比第二能級(jí)能量稍高的狀態(tài)C．吸收這個(gè)光子，躍遷到比第二能級(jí)能量稍低的狀態(tài)D．不吸收這個(gè)光子D17【解析】

根據(jù)躍遷的規(guī)律，一個(gè)原子在一次躍遷時(shí)只能發(fā)出(或吸收)一個(gè)光子，這個(gè)光子的能量必須滿足hν=Em-En，所以不能吸收這個(gè)光子．18熱點(diǎn)三核反應(yīng)和核能

19【解析】A選項(xiàng)中N在質(zhì)子的轟擊下發(fā)生的核反應(yīng)，屬于人工轉(zhuǎn)變，A錯(cuò)；C選項(xiàng)是a衰變，不是裂變，C錯(cuò)．【答案】BD20【規(guī)律方法】

(1)核反應(yīng)一般有4種類型：衰變、人工轉(zhuǎn)變、重核裂變、輕核聚變．

(2)核反應(yīng)一定要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能憑空杜撰．

(3)核反應(yīng)過程中必須遵循動(dòng)量守恒和能量守恒，核反應(yīng)方程一定遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒．

(4)質(zhì)量數(shù)和質(zhì)量是兩個(gè)不同的概念，核反應(yīng)中可以質(zhì)量數(shù)守恒，但有質(zhì)量虧損．

(5)質(zhì)量虧損并不否定質(zhì)量守恒定律．21【變式練習(xí)】鐳(Ra)是歷史上第一個(gè)被分離出來的放射性元素，已知能自發(fā)地放出a粒子而變成新核Rn，已知的質(zhì)量為M1=3.7533×10-25kg，新核Rn的質(zhì)量為M2=3.6867×10-25kg，a粒子的質(zhì)量為m=6.6466×10-27kg，現(xiàn)有一個(gè)靜止的Ra核發(fā)生a衰變，衰變后a粒子的速度為3.68×105m/s，求：(1)寫出該核反應(yīng)的方程；(2)此反應(yīng)過程中放出的能量(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．2223【命題預(yù)測(cè)】科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的(氦3)．它是一種高效、清潔、安全的核聚變?nèi)剂希鋮⑴c的一種核聚變反應(yīng)的方程式為.關(guān)于He聚變下列表述正確的是(

)A．聚變反應(yīng)不會(huì)釋放能量B．聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核C．聚變反應(yīng)沒有質(zhì)量虧損D．目前核電站都采用He聚