2019版高考物理二轮复习_专题五 光电效应、原子结构与原子核课件

网络构建 1 必须牢记的 三个主要实验现象 1 光电效应现象 2 粒子散射实验 3 天然放射现象 2 必须明确的 三个易错易混点 1 能级跃迁时吸收光子的能量和吸收实物粒子的能量是不同的 2 半衰期是统计规律 对单个原子核无意义 3 射线是伴随着 衰变和 衰变而产生的能量形式 备考策略 3 抓住 四看 和 四想 1 看到 遏止电压 想到 与光电子最大初动能的关系 Ekm eUc 2 看到 逸出功 想到 与极限频率的关系 W0 h 0 3 计算核能时 看到 核质量单位是kg 想到 用 E mc2计算 E的单位是J 看到 核质量单位是u 想到 用 E m 931 5MeV计算 E的单位是MeV 典例1 2018 全国卷 17 用波长为300nm的光照射锌板 电子逸出锌板表面的最大初动能为1 28 10 19J 已知普朗克常量为6 63 10 34J s 真空中的光速为3 00 108m s 1 能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为 A 1 1014HzB 8 1014HzC 2 1015HzD 8 1015Hz 光电效应能级跃迁 光电效应与光电效应方程的应用 答案B 典例2 多选 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 UbB 若 a b 则一定有Eka EkbC 若Ua Ub 则一定有Eka EkbD 若 a b 则一定有h a Eka h b Ekb 解析由爱因斯坦光电效应方程得Ekm h W0 由动能定理得Ekm eU 若用a b单色光照射同种金属时 逸出功W0相同 当 a b时 一定有Eka Ekb Ua Ub 故选项A错误 B正确 若Ua Ub 则一定有Eka Ekb 故选项C正确 因逸出功相同 有W0 h a Eka h b Ekb 故选项D错误 答案BC 典例3 2018 天津模拟 如图1所示为氢原子能级示意图 现有大量的氢原子处于n 4的激发态 当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光 下列说法正确的是 图1 原子能级跃迁问题 A 这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光B 由n 2能级跃迁到n 1能级产生的光频率最小C 由n 4能级跃迁到n 1能级产生的光的波长最长D 用n 2能级跃迁到n 1能级辐射出的光照射逸出功为6 34eV的金属铂能发生光电效应 答案D 1 多选 2018 天津模拟 现用某一光电管进行光电效应实验 当用某一频率的光入射时 有光电流产生 下列说法正确的是 A 保持入射光的频率不变 入射光的光强变大 饱和光电流变大B 入射光的频率变高 饱和光电流变大C 入射光的频率变高 光电子的最大初动能变大D 保持入射光的光强不变 不断减小入射光的频率 始终有光电流产生 解析发生光电效应时 饱和光电流的大小与入射光的强度成正比 保持入射光的频率不变 使入射光的光强变大 会使饱和光电流变大 入射光的频率不能决定饱和光电流的大小 选项A正确 B错误 根据光电效应方程Ek h W0可知 光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大 选项C正确 能否发生光电效应要看入射光的频率是否达到光照射的金属的极限频率 如果入射光的频率小于这种金属的极限频率 不会发生光电效应 即不会有光电流产生 选项D错误 答案AC 2 某原子K层失去一个电子后 其K层出现一个电子空位 当L层上有电子跃迁到K层填补空位时会释放一定的能量 一种情况是辐射频率为 0的X射线 另一种情况是跃迁释放的能量被其他核外电子层的电子吸收 使电子发生电离成为自由电子 若跃迁释放的能量被M层的一个电子吸收 电离后的自由电子的动能是E0 已知普朗克常量为h 则电子处于M层时原子的能级 即能量值 为 图2A h 0B E0C E0 h 0D E0 h 0 解析首先理解 核外电子层与能级不是同一概念 如氢原子只有一个核外电子层和一个电子 但氢原子有若干能级 多电子原子的电子排布由里向外依次为K L M N O 层 电子离原子核的平均距离也越来越大 能量逐渐升高 根据题意 知L层上有电子跃迁到K层填补空位时 会释放一定的能量 E 一种情况是辐射频率为 0的X射线 故 E h 0 则电子处于L层与处于K层时原子的能级差值为EL EK E h 0 设电子处于M层时原子的能量为EM 若上述电子从L层 K层跃迁释放的能量 E h 0被M层上的一个电子吸收 电离后的自由电子的动能是E0 电势能为零 则有EM h 0 E0 0 故EM E0 h 0 故选项C正确 答案C 3 多选 如图3甲是光电效应的实验装置图 图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图象 下列说法正确的是 图3 A 由图线 可知在光的颜色不变的情况下 入射光越强 饱和光电流越大B 由图线 可知对某种确定的金属来说 其遏止电压与入射光的频率有关C 遏止电压越大 说明从该金属中逸出的光电子的最大初动能越大D 不论哪种颜色的入射光 只要光足够强 就能发生光电效应 解析由图线 可知在光的颜色不变的情况下 入射光越强 饱和光电流越大 选项A正确 根据光电效应方程可得Ek h W0 eUc 可知入射光频率越大 光电子的最大初动能越大 遏止电压越大 所以对于确定的金属 遏止电压与入射光的频率有关 选项B正确 根据最大初动能Ek eUc可知 遏止电压越大 说明从该金属中逸出的光电子的最大初动能越大 选项C正确 发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率 与入射光的强度无关 选项D错误 答案ABC 衰变 核反应与核能的计算 原子核的衰变与半衰期 答案B 核反应方程与核能计算 答案B 解析根据质能方程 释放的核能 E mc2 m 2mH mHe mn 0 0035u 则 E 0 0035 931MeV 3 2585MeV 3 3MeV 故选项B正确 A C D错误 答案B 解析核裂变是用中子去轰击某重核 产生新核的过程 选项A中反应为 衰变 选项B中1个中子轰击铀235 产生两个中等质量的核 并且释放3个中子 这是典型的核裂变反应 选项C的反应是原子核的人工转变 选项D的反应是核聚变反应 答案B 2 多选 太阳内部发生的核反应主要是轻核的聚变 太阳中存在的主要元素是氢 氢核的聚变反应可以看作是4个氢核 H 结合成1个氦核 He 下表中列出了部分粒子的质量 1u相当于931 5MeV的能量 以下选项正确的是 解析根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可判断选项A正确 B错误 反应过程中的质量亏损 m 4mp m 2me 0 0266u 故该反应过程中释放的能量 E m