专题五31近代物理初步(知识点归纳)

31近代物理初步光电效应①任何一种金属都有一个截止频率，入射光的频率必需大于或等于这个频率，才能产生光电效应．②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大．③当入射光的频率大于截止频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比．④入射光照耀到金属板上时，光电子的放射几乎是瞬时的，一般不会超过19(2)三个定量关系式①爱因斯坦光电效应方程：E＝hν－W.k 0.②最大初动能与遏止电压的关系：E＝eU.k c③逸出功与截止频率的关系：W＝hν.0 c(3)光电效应的三类图象分析Eν的关系(1)E＝hν－Wν轴交点表k k 0νch.1②光电流与电压的关系(2)，bc的遏止电压一样说明频率一样均大于a光的频率，饱和光电流的强度随入射光强度的增大而增大，bc光强度大．2h Wc c eUν的关系图线(3)，满足规律U＝νe0ν轴交点c c eνhνc e表示截止频率，斜率表示.c e3玻尔理论(1)三个根本假设nEnEn＝

1(n＝1,2,3，…)，n为量子数．2②跃迁假设：hν＝Em－En(m>n)．n 1③轨道量子化假设：氢原子的电子轨道半径r＝n2r(n＝1,2,3，…)，n为量子数．n 1mnmh＝E－mEn.mmnh＝E－mEn.(3)三点留意①原子跃迁时，所吸取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，所吸取的能量可以大于或等于某一能级能量确实定值，剩余能量为自由电子的动能．③一群原子和一个原子不同，一群原子的核外电子向基态跃迁时放射光子的种类N＝Cn＝nn－12 .原子核的衰变(1)三种射线①α射线：高速氦核流，贯穿本领最弱，电离作用最强②β射线：高速电子流，贯穿本领较强，电离作用较弱③γ射线：高频电磁波，贯穿本领最强，电离作用最弱衰变方程①α衰变：AX→A－4Y＋4He(22个中子结合成一整体射出)Z Z－2 2②β衰变：AX→AY＋0e(111个电子)Z Z+1 －1α衰变和β衰变次数确定方法①方法一：由于β衰变不转变质量数，故可以先由质量数转变确定α衰变的次数，再依据电荷数守恒确定β衰变的次数．②方法二：设αx，βy，依据质量数和电荷数守恒列方程组求解．半衰期：①打算因素：由核本身的因素打算，与原子核所处的物理状态或化学状态无关．半衰期是对大量原子核的行为做出的统计规律，对少数原子核不适用．1t 1t②公式：N ＝N ，m ＝m .(t表示衰变时间，τ表示半衰期)余核反响方程

余 原2(1)四种根本类型：衰变、人工转变、重核裂变和轻核聚变．(2)遵守的两个规律：质量数守恒和电荷数守恒．(3)不行逆性：核反响方程只能用“→”连接并表示反响方向，不能用等号连接．5．核能核能猎取的三种途径92 0 54 38 ①重核裂变：例如235U＋1n→136Xe＋90Sr＋10192 0 54 38 ②轻核聚变：例如2H＋3H→4He＋1n1 1 2 0③核子结合成原子核放出结合能：例如1H＋1n→2H核能计算的三种方法

1 0 1①依据ΔE＝Δmc2计算时，Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．②依据ΔE＝Δm×931.5MeV计算时，Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．③假设核反响时释放的核能是以动能形式呈现，则核反响过程中系统动能的增量即为释放的核能．1(光电效应方程)(多项选择)(2017·全国卷Ⅲ·19)ν、νa b的单色光a、b照耀到同种金属上，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1(光电效应方程)(多项选择)(2017·全国卷Ⅲ·19)ν、νa bνa＞νbUa＜Ubνa＞νbEka＞EkbUa＜UbEka＜Ekbνa＞νbhνa－Eka＞hνb－Ekb答案BC0解析由爱因斯坦光电效应方程得，Ek＝hν－W，由动能定理得，Ek＝eU，假设用a、b单色0光照耀同种金属时，逸出功W

一样．当ν＞ν

时，肯定有E

＞E

＞UA错0 a b ka kb a b0误，B正确；假设Ua＜Ub，则肯定有Eka＜Ekb，应选项C正确；因逸出功一样，有W＝hνa0例如2 (能级跃迁)(多项选择)(2018·浙江4月选考·15)氢原子的能级图如图例如2 (能级跃迁)(多项选择)(2018·浙江4月选考·15)氢原子的能级图如图4所示，关于大量氢ka b 原子的能级跃迁，以下说法正确的选项是(可见光的波长范围为4.0×10－7m～7.6×10－7m，普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，真空中的光速c＝3.0×108m/s)( )图4A．氢原子从高能级跃迁到基态时，会辐射γ射线Bn＝4能级，会辐射可见光Cn＝3能级跃迁时，辐射的光具有显著的热效应Dn＝2能级跃迁时，辐射的光在同一介质中传播速度最小的光子能量为1.89eV答案BC解析γ射线是原子核处于激发态发生衰变时放出的，氢原子跃迁时辐射的能量远小于γ射线光子能量，不会辐射γ射线，故A错误；氢原子从n＝4能级向n＝2能级跃迁时，ΔE＝ΔE2.55e，产生的波长为＝hc＝4.810－7B正确；氢原子从高能向n＝3显著的热效应，选项C正确；氢原子从高能级向n＝2能级跃迁时，辐射的光子最小能量为ΔE1.89eV，其波长最长，传播速度最大，选项D错误．3(衰变及半衰期)(2013·全国大纲卷·16)放射性元素氡(222Rn)经α3(衰变及半衰期)(2013·全国大纲卷·16)放射性元素氡(222Rn)经α衰变成为钋(218Po)，8684868686A．目前地壳中的222Rn主要来自于其他放射性元素的衰变B．在地球形成的初期，地壳中元素222Rn的含量足够高868684 84 C．当衰变产物218Po积存到肯定量以后，218Po的增加会减慢222Rn84 84 86D.222Rn主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力转变了它的半衰期86答案A例如4 (核能的计算)(2019·全国卷Ⅱ·15)太阳内部核反响的主要模式之一是质子—质子循8686解析222Rn222Rn是由其他元素衰变生成的，选项A例如4 (核能的计算)(2019·全国卷Ⅱ·15)太阳内部核反响的主要模式之一是质子—质子循8686环，循环的结果可表示为44He＋＋21H和He的质量分别为m＝1.0078u和1 2 1 1 2 pm＝4.0026u,1u＝931MeV/c2，c4个1H1个4He的过程中，释放的能量α约为( )A．8MeVC．26MeV答案C

1 2B．16MeVD．52MeV解析核反响质量亏损Δm＝4×1.0078u－4.0026u＝0.0286u，释放的能量ΔE＝0.0286×931MeV≈26.6MeV，选项C正确．5(核能的计算)(2020·全国卷Ⅱ·18)氘核2H可通过一系列聚变反响释放能量162H→24He＋21H＋25(核能的计算)(2020·全国卷Ⅱ·18)氘核2H可通过一系列聚变反响释放能量11 2 1 0的氘核约为1.0×1022M的标准煤燃烧时1kg2.9×107J,1MeV＝1.6×10－13J，则M约为()A．40kgC．400kg答案C

B．100kgD．1000kg6解析依据核反响方程式，643.15MeV的能量，1kg海水中的氘核反响释放的能量为E＝1.0×1022×43.15MeV≈7.19×1022MeV≈1.15×1010J，则相当于燃6烧的标准煤的质量为M＝1.15×10102.9×107

kg≈400kg，选C.例如6 (衰变和圆周运动的综合)(多项选择)(2019·浙江4月选考·15)静止在匀强磁场中的原子核X发生α衰变后变成原子核Y.X例如6 (衰变和圆周运动的综合)(多项选择)(2019·浙江4月选考·15)静止在匀强磁场中的原子核X 的质量分别为m、m 和m，α粒子在磁场中运动的半径为R.则( A．衰变方程可表示为AX→A－4Y＋X Z Z－2 2核Y的结合能为(mX－mY－mα)c2核Y2R核Y

Z－2XmYm－mY－mαc2X的动能为EkY＝ 答案AC

Y＋mα解析反响前后质量数守恒，电荷数守恒，A选项正确；质量亏损产生的能量为核的动能之和，不是核Y的结合能，B选项错误；核反响前后，系统动量守恒，αYYmvαYY由粒子在磁场中运动