高考物理二轮专题突破 专题八 波粒二象性 原子和原子核课件.ppt

2017届高考二轮 专题八波粒二象性原子和原子核 学习目标 1 掌握光电效应与光的粒子性2 掌握原子能级跃迁和原子核的衰变规律3 学会核反应方程的书写 质量亏损和核能的计算 知识梳理 1 氢原子能级图 1 能级图如图所示 知识梳理 2 原子核的衰变 质量数 知识梳理 3 核能 1 原子核的结合能 克服核力做功 使原子核分解为单个核子时吸收的能量 或若干单个核子在核力的作用下结合成原子核时放出的能量 2 质量亏损 组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差 注意质量数与质量是两个不同的概念 3 质能方程 e mc2 即一定的能量和一定的质量相联系 物体的总能量与它的质量成正比 4 光电效应的实验规律 1 任何一种金属都有一个 入射光的频率必须大于这个频率 才能产生光电效应 极限频率 知识梳理 2 光电子的最大初动能与入射光的强度无关 只随入射光的 增大而增大 3 入射光照射到金属板上时 光电子的发射几乎是瞬时的 一般不会超过10 9s 4 当入射光的频率大于极限频率时 光电流的强度与入射光的强度成 比 5 光电效应方程 1 光电子的最大初动能跟入射光子的能量h 和逸出功w0的关系为 mv2 h w0 2 极限频率 c 频率 正 难点突破 高考题型1光电效应与光的粒子性 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的负值 难点突破 例1 多选 2016全国乙卷35 1 改编 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 典例精析 难点突破 解析 在发生光电效应时 饱和光电流大小由光照强度来决定 与频率无关 光照强度越大饱和光电流越大 因此a正确 b错误 根据ek h w0可知 对于同一光电管 逸出功w0不变 当频率变高时 最大初动能ek变大 因此c正确 由光电效应规律可知 当频率低于截止频率时无论光照强度多大 都不会有光电流产生 因此d错误 答案 ac 难点突破 1 多选 在光电效应实验中 用同一种单色光 先后照射锌和银的表面 都能产生光电效应 对于这两个过程 下列四个物理量中 一定不同的是 a 遏制电压b 饱和光电流c 光电子的最大初动能d 逸出功 高考预测 答案 acd 难点突破 高考题型2原子结构和能级跃迁 1 汤姆孙发现了电子 密立根测出了电子的电荷量 卢瑟福根据 粒子散射实验构建了原子的核式结构模型 玻尔提出的原子模型很好地解释了氢原子光谱的规律 卢瑟福用 粒子轰击氮核实验发现了质子 查德威克用 粒子轰击铍核发现了中子 贝可勒尔发现了天然放射现象 揭示了原子核是有结构的 居里夫妇首次发现了放射性同位素 2 原子的核式结构模型 1 在原子的中心有一个体积很小 带正电荷的核 叫做原子核 而电子在核外绕核运动 2 原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核上 带负电的电子在核外空间绕核旋转 难点突破 3 能级和能级跃迁 1 轨道量子化核外电子只能在一些分立的轨道上运动rn n2r1 n 1 2 3 2 能量量子化原子只能处于一系列不连续的能量状态en n 1 2 3 3 吸收或辐射能量量子化原子在两个能级之间跃迁时只能吸收或辐射一定频率的光子 该光子的能量由前后两个能级的能量差决定 即h em en m n 难点突破 例2 多选 如图所示为氢原子的能级图 用光子能量为13 06ev的光照射一群处于基态的氢原子 下列说法正确的是 a 氢原子可以辐射出连续的各种波长的光b 氢原子可能辐射出10种不同波长的光c 氢原子从n 4的能级向n 3的能级跃迁时辐射光的波长最短d 辐射光中 光子能量为0 31ev的光波长最长 典例精析 难点突破 解析 氢原子只能辐射出不连续的几种波长的光 故a错误 从n 5能级跃迁到n 1能级辐射的光子能量最大 波长最短 故c错误 从n 5能级跃迁到n 4能级辐射的光子能量最小 波长最长 光子能量为e5 e4 0 54 0 85 ev 0 31ev 故d正确 答案 bd 难点突破 高考预测 2 多选 下列的若干叙述中 正确的是 a 黑体辐射电磁波的强度只与黑体的温度有关b 对于同种金属产生光电效应时 逸出光电子的最大初动能与照射光的频率成线性关系c 一块纯净的放射性元素的矿石 经过一个半衰期以后 它的总质量仅剩下一半d 按照玻尔理论 氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时 电子的动能减小 原子的能量也减小了 难点突破 解析 由黑体辐射规律可知 辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 故a正确 根据光电效应方程ek h w0可知 逸出光电子的最大初动能ek与照射光的频率成线性关系 故b正确 经过一个半衰期以后 有一半的质量发生衰变 但产生新核 故c错误 氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时 库仑力对电子做负功 所以动能变小 电势能变大 动能转为电势能 而因为吸收了光子 总能量变大 故d错误 答案 ab 难点突破 高考题型3核反应和核能的计算 1 射线 射线 射线之间的区别 难点突破 2 核反应 核能 裂变 轻核的聚变 1 在物理学中 原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程 称为核反应 核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒的规律 2 质能方程 一定的能量和一定的质量相联系 物体的总能量和它的质量成正比 即e mc2或 e mc2 3 把重核分裂成质量较小的核 释放出核能的反应 称为裂变 把轻核结合成质量较大的核 释放出核能的反应 称为聚变 4 核能的计算 e mc2 其中 m为核反应方程中的质量亏损 e m 931 5mev 其中质量亏损 m以原子质量单位u为单位 难点突破 难点突破 典例精析 例3 2016全国甲卷35 1 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 难点突破 答案 ca bef 难点突破 3 多选 下列说法中正确的是 a 质子与中子结合成氘核的过程中需要吸收能量 c 射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚后而形成的电子流d 放射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核中有半数发生衰变所需要的时间 高考预测 难点突破 解析 质子与中子结合成氘核有质量亏损 释放能量 故a错误 核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒 故b正确 射线是原子核中的中子转化为质子时产生的 故c错误 放射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核中有半数发生衰变所需要的时间