高考物理大二輪復(fù)習(xí)與增分策略 專題八 波粒二象性 原子和原子核課件

1、專題八波粒二象性 原子和原子核,知識(shí)回扣,1.氫原子能級(jí)圖 (1)能級(jí)圖如圖1所示.,圖1,答案,2.原子核的衰變,質(zhì)量數(shù),答案,3.核能 (1)原子核的結(jié)合能：克服核力做功，使原子核分解為單個(gè)核子時(shí)吸收的能量，或若干單個(gè)核子在核力的作用下結(jié)合成原子核時(shí)放出的能量. (2)質(zhì)量虧損：組成原子核的核子的質(zhì)量與原子核的質(zhì)量之差，注意質(zhì)量數(shù)與質(zhì)量是兩個(gè)不同的概念. (3)質(zhì)能方程：emc2，即一定的能量和一定的質(zhì)量相聯(lián)系，物體的總能量與它的質(zhì)量成正比. 4.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 (1)任何一種金屬都有一個(gè)_，入射光的頻率必須大于這個(gè)頻率，才能產(chǎn)生光電效應(yīng).,極限頻率,答案,頻率,正,高考題型1光電效應(yīng)

2、與光的粒子性,高考題型3核反應(yīng)和核能的計(jì)算,高考題型2原子結(jié)構(gòu)和能級(jí)躍遷,內(nèi)容索引,高考題型1光電效應(yīng)與光的粒子性,解題方略,1.處理光電效應(yīng)問題的兩條線索 一是光的頻率，二是光的強(qiáng)度，兩條線索對(duì)應(yīng)的關(guān)系是： (1)光子頻率高光子能量大產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能大.(2)光強(qiáng)光子數(shù)目多發(fā)射光電子數(shù)多光電流大. 2.愛因斯坦光電效應(yīng)方程ekhw0的研究對(duì)象是金屬表面的電子，光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大(如圖2所示)， 直線的斜率為h，直線與軸的交點(diǎn)的物理意義是極限頻 率c，直線與ek軸交點(diǎn)的物理意義是逸出功的負(fù)值.,圖2,解析,例1(多選)(2016全國(guó)乙卷35(1)改編)現(xiàn)用某一光電

3、管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí)，有光電流產(chǎn)生.下列說法正確的是() a.保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大 b.入射光的頻率變高，飽和光電流變大 c.入射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能變大 d.保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生,解析在發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，飽和光電流大小由光照強(qiáng)度來(lái)決定，與頻率無(wú)關(guān)，光照強(qiáng)度越大飽和光電流越大，因此a正確，b錯(cuò)誤； 根據(jù)ekhw0可知，對(duì)于同一光電管，逸出功w0不變，當(dāng)頻率變高時(shí)，最大初動(dòng)能ek變大，因此c正確； 由光電效應(yīng)規(guī)律可知，當(dāng)頻率低于截止頻率時(shí)無(wú)論光照強(qiáng)度多大，都不會(huì)有光電流產(chǎn)生，因此d錯(cuò)誤.,解

4、析,預(yù)測(cè)1(多選)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用同一種單色光，先后照射鋅和銀的表面，都能產(chǎn)生光電效應(yīng).對(duì)于這兩個(gè)過程，下列四個(gè)物理量中，一定不同的是() a.遏制電壓 b.飽和光電流 c.光電子的最大初動(dòng)能 d.逸出功,預(yù)測(cè)2(多選)用如圖3所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象.當(dāng)用光子能量為2.75 ev的光照射到光電管上時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)，電流表g的示數(shù)不為零；移動(dòng)變阻器的觸頭c，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于1.7 v時(shí)，電流表示數(shù)為0，則下列說法正確的是() a.光電子的最大初動(dòng)能始終為1.05 ev b.光電管陰極的逸出功為1.05 ev c.當(dāng)滑動(dòng)觸頭向a端滑動(dòng)時(shí)，反向電壓增大，電流增大 d.改用能量為2

5、.5 ev的光子照射，移動(dòng)變阻器的觸頭c， 電流表g中也可能有電流,圖3,解析,預(yù)測(cè)3(多選)用某單色光照射金屬鈦表面，發(fā)生光電效應(yīng).從鈦表面放出光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率的關(guān)系圖線如圖4所示.則下列說法正確的是() a.鈦的逸出功為6.631019 j b.鈦的極限頻率為1.01015 hz c.光電子的最大初動(dòng)能為1.01018 j d.光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比,圖4,解析,返回,解析當(dāng)最大初動(dòng)能為零時(shí)，入射光的頻率等于金屬的極限頻率，則c1.01015 hz，可知逸出功w0hc6.631019 j，故a、b正確. 入射光的頻率越大，光電子的最大初動(dòng)能越大，根據(jù)該圖無(wú)法得

6、出光電子的最大初動(dòng)能，故c錯(cuò)誤. 由圖可知，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成一次函數(shù)關(guān)系，不是正比關(guān)系，故d錯(cuò)誤.,返回,高考題型2原子結(jié)構(gòu)和能級(jí)躍遷,解題方略,1.湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，密立根測(cè)出了電子的電荷量，盧瑟福根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)構(gòu)建了原子的核式結(jié)構(gòu)模型.玻爾提出的原子模型很好地解釋了氫原子光譜的規(guī)律.盧瑟福用粒子轟擊氮核實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，查德威克用粒子轟擊鈹核發(fā)現(xiàn)了中子.貝可勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，揭示了原子核是有結(jié)構(gòu)的.居里夫婦首次發(fā)現(xiàn)了放射性同位素. 2.原子的核式結(jié)構(gòu)模型 (1)在原子的中心有一個(gè)體積很小、帶正電荷的核，叫做原子核，而電子在核外繞核運(yùn)動(dòng)； (2)原子的全部正電荷和幾乎

7、全部的質(zhì)量都集中在原子核上，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn).,解析,例2(多選)如圖5所示為氫原子的能級(jí)圖.用光子能量為13.06 ev的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，下列說法正確的是() a.氫原子可以輻射出連續(xù)的各種波長(zhǎng)的光 b.氫原子可能輻射出10種不同波長(zhǎng)的光 c.氫原子從n4的能級(jí)向n3的能級(jí)躍遷時(shí)輻射 光的波長(zhǎng)最短 d.輻射光中，光子能量為0.31 ev的光波長(zhǎng)最長(zhǎng),圖5,解析氫原子只能輻射出不連續(xù)的幾種波長(zhǎng)的光.故a錯(cuò)誤；,從n5能級(jí)躍遷到n1能級(jí)輻射的光子能量最大，波長(zhǎng)最短.故c錯(cuò)誤； 從n5能級(jí)躍遷到n4能級(jí)輻射的光子能量最小，波長(zhǎng)最長(zhǎng).光子能量為e5e40.54(0.85)

8、ev0.31 ev.故d正確.,預(yù)測(cè)4(多選) 1913年丹麥物理學(xué)家玻爾把微觀世界中的物理量取分立值的觀念應(yīng)用到原子系統(tǒng)，提出了新的原子結(jié)構(gòu)，下列有關(guān)玻爾的原子結(jié)構(gòu)的說法正確的是() a.原子核外電子的運(yùn)行軌道半徑只能是一些特定的值 b.電子在定態(tài)軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)向外輻射電磁波 c.玻爾的原子模型能解釋氫原子光譜，但不能解釋氦原子光譜 d.玻爾的原子模型否定了盧瑟福的原子模型,解析,預(yù)測(cè)5(多選)下列的若干敘述中，正確的是() a.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度只與黑體的溫度有關(guān) b.對(duì)于同種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)，逸出光電子的最大初動(dòng)能與照射光的 頻率成線性關(guān)系 c.一塊純凈的放射性元素的礦石，經(jīng)過一個(gè)半

9、衰期以后，它的總質(zhì)量?jī)H 剩下一半 d.按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的 軌道時(shí)，電子的動(dòng)能減小，原子的能量也減小了,解析由黑體輻射規(guī)律可知，輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)，故a正確； 根據(jù)光電效應(yīng)方程ekhw0可知，逸出光電子的最大初動(dòng)能ek與照射光的頻率成線性關(guān)系，故b正確； 經(jīng)過一個(gè)半衰期以后，有一半的質(zhì)量發(fā)生衰變，但產(chǎn)生新核，故c錯(cuò)誤； 氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，庫(kù)侖力對(duì)電子做負(fù)功，所以動(dòng)能變小，電勢(shì)能變大(動(dòng)能轉(zhuǎn)為電勢(shì)能)，而因?yàn)槲樟斯庾樱偰芰孔兇?故d錯(cuò)誤.,預(yù)測(cè)6(多選)氫原子能級(jí)如圖6所示，當(dāng)氫原子從n3

10、能級(jí)躍遷到n2能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)為656 nm.以下判斷正確的是() a.氫原子從n2能級(jí)躍遷到n1能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng) 大于656 nm b.用波長(zhǎng)為325 nm的光照射，可使氫原子從n1能級(jí)躍 遷到n2能級(jí) c.一群處于n3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn) 生3種譜線 d.用波長(zhǎng)為633 nm的光照射，不能使氫原子從n2能級(jí)躍遷到n3能級(jí),圖6,解析,返回,返回,解析能級(jí)間躍遷輻射的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差，能級(jí)差越大，輻射的光子頻率越大，波長(zhǎng)越小，a錯(cuò)誤； 由emenh可知，b錯(cuò)誤，d正確；,高考題型3核反應(yīng)和核能的計(jì)算,解題方略,1.射線、射線、射線之間的區(qū)別,2.核反應(yīng)、核能

11、、裂變、輕核的聚變 (1)在物理學(xué)中，原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程，稱為核反應(yīng).核反應(yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒的規(guī)律. (2)質(zhì)能方程：一定的能量和一定的質(zhì)量相聯(lián)系，物體的總能量和它的質(zhì)量成正比，即emc2或emc2. (3)把重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放出核能的反應(yīng)，稱為裂變；把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，釋放出核能的反應(yīng)，稱為聚變. (4)核能的計(jì)算：emc2，其中m為核反應(yīng)方程中的質(zhì)量虧損；em931.5 mev，其中質(zhì)量虧損m以原子質(zhì)量單位u為單位.,例3(2016全國(guó)甲卷35(1)在下列描述核過程的方程中，屬于衰變的是_，屬于衰變的是_，屬于裂變的是_，屬于聚變的是_.(填正確答案標(biāo)號(hào)),解析,c,ab,e,f,答案,預(yù)測(cè)7(多選)下列說法中正確的是() a.質(zhì)子與中子結(jié)合成氘核的過程中需要吸收能量,解析,c.射線是原子核外電子掙脫原子核的束縛后而形成的電子流 d.放射性元素的半衰期是指大量該元素的原子核中有半數(shù)發(fā)生衰變所需 要的時(shí)間,解析質(zhì)子與中子結(jié)合成氘核有質(zhì)量虧損，釋放能量，故a錯(cuò)誤； 核反應(yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)