高考物理二轮复习 备课资料 专题七 原子与原子核课件.ppt

专题七原子与原子核 定位五年考情分析 整合 突破 实战 整合网络要点重温 网络构建 要点重温 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 光电效应的实验规律 存在着 存在着和 2 爱因斯坦光电效应方程 ek h w0 3 核反应 核能的计算 1 两个守恒 守恒 守恒 2 质能方程 e em en 饱和电流 遏止电压 截止频率 质量数 电荷数 mc2 突破热点考向聚焦 热点考向一光电效应与光的粒子性 核心提炼 1 光电效应的研究思路 1 两条线索 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 意义是说 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截止频率 c 直线与ek轴交点的物理意义是逸出功的负值 典例1 2017 安徽黄山模拟 关于光电效应 下列说法正确的是 a 截止频率越大的金属材料逸出功越大b 只要光照射的时间足够长 任何金属都能产生光电效应c 从金属表面出来的光电子的最大初动能越大 这种金属的逸出功越小d 入射光的光强一定时 频率越高 单位时间内逸出的光电子数就越多 解析 由逸出功w h 0知 截止频率越大 逸出功越大 故a正确 光电效应的条件是入射光的频率大于金属的截止频率 与入射光的强度无关 故b错误 根据光电效应方程ek h w0知 最大初动能与入射光的频率成一次函数关系 不会影响金属的逸出功 故c错误 入射光的光强一定时 频率越高 光子的能量越大 入射光中的光子的数目越少 单位时间内逸出的光电子数就越少 故d错误 a 预测练习1 2017 安徽合肥模拟 从1907年起 密立根就开始测量金属的遏止电压uc 即图1所示的电路中电流表g的读数减小到零时加在电极k a之间的反向电压 与入射光的频率 由此算出普朗克常量h 并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较 以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性 按照密立根的方法我们利用图示装置进行实验 得到了某金属的uc 图像如图2所示 下列说法正确的是 a 该金属的截止频率约为4 27 1014hzb 该金属的截止频率约为5 50 1014hzc 该图线的斜率为普朗克常量d 该图线的斜率为这种金属的逸出功 a 热点考向二原子结构和能级跃迁 核心提炼 1 原子结构的认识历程 2 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 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 典例2 2017 四川广元二模 如图所示为氢原子的能级示意图 一群氢原子处于n 3的激发态 在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子 用这些光照射逸出功为2 49ev的金属钠 说法正确的是 a 这群氢原子能发出三种频率不同的光 其中从n 3跃迁到n 2所发出的光波长最短b 这群氢原子能发出两种频率不同的光 其中从n 3跃迁到n 1所发出的光频率最小c 金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为9 60evd 金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为11 11ev c 解析 一群氢原子处于n 3的激发态 可能放出3种不同频率的光子 从n 3跃迁到n 1辐射的光子频率最大 波长最短 故a b错误 从n 3跃迁到n 1辐射的光子能量最大 为12 09ev 则光电子的最大初动能ekm h w0 12 09 2 49 ev 9 60ev 故c正确 d错误 拓展延伸 在典例2中 假若一个处于n 3的激发态氢原子向低能级跃迁的情况是怎样的 最多有几种不同频率的光子 解析 一个处于n 3的激发态氢原子向较低能级跃迁时 可能情况是3到2 2再到1 或者3到1 产生不同频率的光子是一种或两种 最多有两种 答案 3到2 2再到1 或者3到1 两种 预测练习2 2017 贵州遵义模拟 根据 粒子散射实验 卢瑟福提出了原子的核式结构模型 如图表示了原子核式结构模型的 粒子散射图景 图中实线表示 粒子的运动轨迹 其中一个 粒子在从a运动到b 再运动到c的过程中 粒子在b点时距原子核最近 下列判断正确的是 a 粒子的动能先增大后减小b 粒子的电势能先增大后减小c 粒子的加速度先变小后变大d 电场力对 粒子先做正功后做负功 b 解析 粒子受到斥力作用 根据电场力做功特点可知 从a运动b过程中电场力做负功 电势能增加 动能减小 从b运动到c过程中 电场力做正功 电势能减小 动能增加 a d错误 b正确 根据点电荷周围电场可知 距离原子核近的地方电场强度大 故越靠近原子核加速度越大 因此 粒子加速度先增大后减小 故c错误 热点考向三核反应和核能的计算 核心提炼 1 四种核反应 2 半衰期 1 特点 由原子核本身决定 与原子所处的化学状态和外部环境无关 3 适用条件 大量原子核 3 核能的理解与计算 1 比结合能越大 原子核中核子结合的越牢固 2 到目前为止 核能发电还只停留在利用裂变核能发电 3 核能的计算方法 根据爱因斯坦质能方程 用核反应的质量亏损的千克数乘以真空中光速c的平方 即 e mc2 根据1原子质量单位 u 相当于931 5兆电子伏 mev 能量 用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘以931 5mev 即 e m 931 5 mev 如果核反应时释放的核能是以动能形式呈现 则核反应过程中系统动能的增量即为释放的核能 典例3 2016 全国 卷 35 在下列描述核过程的方程中 属于 衰变的是 属于 衰变的是 属于裂变的是 属于聚变的是 填正确答案标号 答案 cabef bd 实战高考真题演练 1 光电效应 2017 全国 卷 19 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 由爱因斯坦光电效应方程知 eka h a w0 ekb h b w0 当 a b时 eka ekb 选项b正确 由最大初动能和遏止电压的关系 eua eka知eub ekb 若 a b 得eka ekb进而知ua ub 选项a错误 若ua ub 则一定有eka ekb 选项c正确 对同一种金属 则有h a eka h b ekb w0 选项d错误 b 解析 氘核聚变反应中亏损的质量 m 2 0136u 2 3 0150u 1 0087u 0 0035u 释放的核能 e 0 0035 931mev 3 3mev 选项b正确 b 解析 衰变前后动量守恒 衰变前动量为零 故衰变后钍核与 粒子动量大小相等 方向相反 选项b正确 又ek 钍核与 粒子动量大小相等 但质量不同 故动能不同 选项a错误 半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间 而放出 粒子所经历的时间是一个原子核的衰变时间 选项c错误 衰变前后质量数不变 但有质量亏损 选项d错误 4 波粒二象性 2015 全国 卷 35 多选 实物粒子和光都具有波粒二象性 下列事实中突出体现波动性的是 a 电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样b 射线在云室中穿过会留下清晰的径迹c 人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构d 人们利用电子显微镜观测物质的微