高考物理二轮复习 专题整合高频突破 专题五 波粒二象性 原子结构和原子核课件.ppt

专题五波粒二象性原子结构和原子核 2 网络构建 要点必备 3 网络构建 要点必备 1 能级跃迁 1 辐射条件 h 2 辐射光谱线条数 一群处于量子数为n的激发态的氢原子 可辐射出的光谱线条数n 2 光电效应 1 光电效应规律 2 光电效应方程 h 3 核反应 核能的计算 1 两个守恒 质量数守恒 电荷数守恒 2 质能方程 e em en ek w0 mc2 4 1 2 3 b 考点定位 核反应核能命题能力点 侧重考查理解能力解题思路与方法 根据核反应方程计算出质量亏损 再根据爱因斯坦的质能方程算出释放的核能 5 1 2 3 b 解析静止的铀核发生衰变 衰变过程中动量守恒 所以衰变后 粒子的动量和钍核的动量大小相等 方向相反 故选项b正确 由于m钍 m 根据可知 钍核的动能小于 粒子的动能 故选项a错误 半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间 并不是放出一个 粒子所经历的时间 故选项c错误 铀核发生 衰变过程中有质量亏损 衰变后 粒子与钍核的质量和小于衰变前铀核的质量 故选项d错误 6 1 2 3 考点定位 衰变半衰期动量守恒命题能力点 侧重考查理解能力解题思路与方法 衰变过程动量守恒 质量数守恒但是衰变过程中有质量亏损 7 1 2 3 3 多选 2017全国 卷 在光电效应实验中 分别用频率为 a b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 a b 则一定有ua b 则一定有eka ekbc 若ua b 则一定有h a eka h b ekb bc 解析根据光电效应方程ek h w和光电子的最大初动能与遏止电压的关系 eu 0 ek 得eu h w a错 b c正确 若 a b 则一定有h a eka h b ekb w d错 8 1 2 3 考点定位 光电效应方程命题能力点 侧重考查理解能力解题思路与方法 由光电效应方程ek h w和光电子的最大初动能与遏止电压的关系 eu 0 ek 分析求解即可 9 1 2 3 命题规律研究及预测这部分内容在高考题中一般以选择题的形式出现 重点考查考生对知识的理解能力 2018年备考过程中要重点掌握氢原子能级结构和能级公式 光电效应规律和爱因斯坦光电效应方程 核反应方程式的书写 原子核的衰变及半衰期 结合能和核能的计算等 10 考点一 考点二 考点三 光电效应与光的粒子性 h 典题1 多选 2017陕西西安模拟 2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德 博伊尔和乔治 史密斯主要成就是发明了电荷耦合器件 ccd 图象传感器 他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理 如图所示电路可研究光电效应规律 图中标有a和k的为光电管 其中k为阴极 a为阳极 理想电流计可检测通过光电管的电流 理想电压表用来指示光电管两端的电压 现接通电源 用光子能量为10 5ev的光照射阴极k 电流计中有示数 若将滑动变阻器的滑片p缓慢向右滑动 电流计的读数逐渐减小 当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零 读出此时电压表的示数为6 0v 现保持滑片p位置不变 以下判断正确的是 11 考点一 考点二 考点三 a 光电管阴极材料的逸出功为4 5evb 若增大入射光的强度 电流计的读数不为零c 若用光子能量为12ev的光照射阴极k 光电子的最大初动能一定变大d 若用光子能量为9 5ev的光照射阴极k 同时把滑片p向左移动少许 电流计的读数一定不为零 答案ac 12 考点一 考点二 考点三 解析由电路图可知图中所加电压为反向减速电压 根据题意可知遏止电压为6v 由ekm h w0 euc得w0 4 5ev 选项a正确 当电压达到遏止电压时 所有电子都不能到达a极 无论光强如何变化 电流计示数仍为零 选项b错 若用光子能量增大 根据光电效应方程知 光电子的最大初动能一定变大 选项c正确 若用光子能量为9 5ev的光照射阴极k 则遏止电压为5v 滑片p向左移动少许 电流计的读数仍可能为零 选项d错 13 考点一 考点二 考点三 典题2 2017湖北武汉模拟 下列说法错误的是 a 光电效应和康普顿效应都揭示了光的粒子性b 物质波的波长与其动量成反比c 研究原子核的结构是从 粒子的散射实验开始的d 组成原子核的核子数目越多 其结合能就越大 c 解析光电效应 康普顿效应都揭示了光的粒子性 故a说法正确 根据可知 物质波的波长与其动量成反比 b说法正确 天然放射现象说明原子核还有复杂的内部结构 c说法错误 分散的核子组成原子核时放出的能量叫作原子核的结合能 组成原子核的核子数目越多 其结合能就越大 d说法正确 本题选择错误的说法 故选c 14 考点一 考点二 考点三 典题3 多选 用某单色光照射金属钛表面 发生光电效应 从钛表面放出光电子的最大初动能与入射光频率的关系图线如图所示 则下列说法正确的是 a 钛的逸出功为6 63 10 19jb 钛的极限频率为1 0 1015hzc 光电子的最大初动能为1 0 10 18jd 光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 ab 解析当最大初动能为零时 入射光的频率等于金属的极限频率 则 c 1 0 1015hz 可知逸出功w0 h c 6 63 10 19j 故a b正确 入射光的频率越大 光电子的最大初动能越大 根据该图无法得出光电子的最大初动能 故c错误 由题图可知 光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系 不是正比关系 故d错误 15 考点一 考点二 考点三 规律方法1 处理光电效应问题的两条线索一是光的频率 二是光的强度 两条线索对应的关系是 1 光子频率高 光子能量大 产生光电子的最大初动能大 2 光强 光子数目多 发射光电子数多 光电流大 2 爱因斯坦光电效应方程ek h w0的研究对象是金属表面的电子 光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大 如图所示 直线的斜率为h 直线与 轴的交点的物理意义是极限频率 c 直线与ek轴交点的物理意义是逸出功w0的负值 16 考点一 考点二 考点三 原子结构和能级跃迁 m 典题4人们在研究原子结构时提出过许多模型 其中比较有名的是枣糕模型和核式结构模型 它们的模型示意图如图所示 下列说法正确的是 a 粒子散射实验与枣糕模型和核式结构模型的建立无关b 科学家通过 粒子散射实验否定了枣糕模型 建立了核式结构模型c 科学家通过 粒子散射实验否定了核式结构模型 建立了枣糕模型d 科学家通过 粒子散射实验否定了枣糕模型和核式结构模型 建立了玻尔的原子模型 b 17 考点一 考点二 考点三 解析 粒子散射实验与核式结构模型的建立有关 通过该实验 否定了枣糕模型 建立了核式结构模型 18 考点一 考点二 考点三 b 19 考点一 考点二 考点三 规律方法原子能级跃迁问题的解题技巧 1 原子跃迁时 所吸收或释放的光子能量只能等于两能级之间的能量差 即 e h e初 e末 2 原子电离时 所吸收的能量可以大于或等于某一能级能量的绝对值 3 一群氢原子和一个氢原子不同 氢原子核外只有一个电子 这个电子在某时刻只能处在某一个确定的轨道上 在某段时间内 由这一轨道跃迁到另一轨道时 可能的情况只有一种 但是如果有大量的氢原子 它们的核外电子向基态跃迁时就会有各种情况出现了 发射光子的种类 4 计算氢原子能级跃迁放出或吸收光子的频率和波长时 要注意各能级的能量值均为负值 且单位为电子伏特 计算时需换算单位 1ev 1 6 10 19j 20 考点一 考点二 考点三 核反应和核能的计算 h 典题6 2017湖南衡阳联考 以下有关近代物理内容的若干叙述正确的是 a 比结合能越小 表示原子核中核子结合得越牢固 原子核越稳定b 光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性 前者表明光子具有能量 后者表明光子既具有能量 也具有动量c 某原子核经过一次 衰变和两次 衰变后 核内中子数减少6个 b 21 考点一 考点二 考点三 22 考点一 考点二 考点三 bc 23 考点一 考点二 考点三 24 考点一 考点二 考点三 规律方法衰变及核反应方程的书写 1 原子核的衰变 衰变实质 衰变是原子核中的2个质子和2个中子结合成一个氦核并射出 衰变是原子核中的中子转化为一个质子和一个电子 再将电子射出 衰变伴随着 衰变或 衰变同时发生 不改变原子核的质量数与电荷数 以光子形式释放出衰变过程中产生的能量 衰变的快慢由原子核内部因素决定 跟原子所处的物理 化学状态无关 半衰期是统计规律 对个别 少数原子核无意义 25 考点一 考点二 考点三 2 核反应方程的书写 核反应过程一般不可逆 所以核反应方程中用 表示方向而不能用等号代替 核反应方程遵循质量数 电荷数守恒 但核反应前后的总质量一般会发生变化 质量亏损 且释放出核能 核反应的生成物一定要以实验为基础 不能只依据两个守恒规律凭空杜撰出生成物来写核反应方程 26 考点一 考点二 考点三 光电效应与光的粒子性1 2017山东泰安模拟 下图是光电管的原理图 已知当有波长为 0的光照到阴极k上时 电路中有光电流 则 a 若增加电路中电源电压 电路中光电流一定增大b 若将电源极性反接 电路中一定没有光电流产生c 若换用波长为 1 1 0 的光照射阴极k时 电路中一定没有光电流d 若换用波长为 2 2 0 的光照射阴极k时 电路中一定有光电流 d 27 考点一 考点二 考点三 解析光电流的大小与入射光的强度有关 当光越强时 光电子数目会越多 初始时电压增大光电流可能会增大 当达到饱和光电流后 再增大电压 则光电流也不会增大了 故a错误 将电路中电源的极性反接 电子受到电场阻力 到达a极的数目会减小 则电路中电流会减小 甚至没有电流 但不是一定没有光电流 故b错误 波长为 1 1 0 的光的频率有可能大于极限频率 电路中可能有光电流 故c错误 波长为 2 2 0 的光的频率一定大于极限频率 电路中一定有光电流 故d正确 28 考点一 考点二 考点三 原子结构和能级跃迁2 根据氢原子的能级图 现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 受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光 则照射氢原子的单色光的光子能量为 a 12 75evb 13 06evc 13 6evd 0 85ev a 解析受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光 知跃迁到第4能级 则吸收的光子能量为 e 0 85ev 13 6ev 12 75ev a正确 b c d错误 故选a 29 考点一 考点二 考点三 3 2017湖南怀化模拟 下列说法错误的是 a 粒子散射实验说明光具有粒子性b 光电效应中光电子的最大动能与入射光频率有关 与入射光强度无关c 通过 粒子散射实验卢瑟福提出了原子核式结构模型d 太阳辐射能量主要来自于太阳内部的裂变反应 d 解析光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性 选项a正确 光电效应中光电子的最大初动能与入射光频率有关 与入射光强度无关 选项b正确 通过 粒子散射实验卢瑟福提出了原子核式结构模型 选项c正确 太阳辐射能量主要来自于太阳内部的聚变反应 选项d错误 此题选择错误的选项 故选d 30 考点一 考点二 考点三 核反应和核能的计算4 下列描述正确的是 a 质子与中子结合成氘核的过程中需要吸收能量b 某原子核经过一次 衰变和两次 衰变后 核内中子数减小2c要经过3次 衰变 4次 衰变d 发生光电效应时入射光波长相同 从金属表面逸出的光电子最大初动能越大 这种金属的逸出功越小 d 31 考点一 考点二 考点三 32 考点一