高考物理复习备课资料专题七原子与原子核

专题七原子与原子核1/31定位

五年考情分析Ⅰ卷T17(核能计算)T35(1)(光电效应)T35(1)(光电效应)T35(1)(原子核衰变、半衰期)T35(1)(核反应方程)Ⅱ卷T15(衰变方程)T35(1)(核反应方程)T35(1)(光电效应、波粒二象性)T35(1)(物理学史)T35(1)(核能计算)Ⅲ卷T19(光电效应方程)T35(1)(核反应方程、质量亏损)2/31专题定位本专题是原子和原子核,纵观近五年高考题,全国三套卷,对于原子和原子核考查,前四年在选做部分35题展现,大多以选择题或填空题形式出现,但该部分变为必考后,考查形式变为选择题在选择题部分展现,知识点内容琐碎,考点较多,但主要考查方面是原子核衰变、半衰期、核反应方程、质能方程、光电效应方程这些方面.应考提议高考复习备考过程中,应注意原子物理仍会从以下方面命题:(1)原子能级跃迁;(2)原子核衰变规律;(3)核反应方程书写;(4)质量亏损和核能计算;(5)三种射线特点及应用;(6)光电效应规律及应用.因为本部分内容知识点多,且与科技相关,题目新奇,所以,备考中加强对基本概念和规律了解同时,注意与前沿科技相关知识迁移.3/31整合突破实战4/31整合

网络关键点重温【网络构建】5/31【关键点重温】1.能级跃迁(1)辐射条件:hν=

.(2)辐射光谱线条数:一群处于量子数为n激发态氢原子,可辐射出光谱线条数N=

.2.光电效应(1)光电效应试验规律:存在着

;存在着

和

.(2)爱因斯坦光电效应方程:Ek=hν-W0.3.核反应、核能计算(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mc26/31突破热点考向聚焦热点考向一光电效应与光粒子性【关键提炼】1.光电效应研究思绪(1)两条线索:7/312.爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0研究对象是金属表面电子,意义是说,光电子最大初动能随入射光频率增大而增大(如图所表示),直线斜率为h,直线与ν轴交点物理意义是截止频率νc,直线与Ek轴交点物理意义是逸出功负值.8/31【典例1】(·安徽黄山模拟)关于光电效应,以下说法正确是(

)A.截止频率越大金属材料逸出功越大B.只要光照射时间足够长,任何金属都能产生光电效应C.从金属表面出来光电子最大初动能越大,这种金属逸出功越小D.入射光光强一定时,频率越高,单位时间内逸出光电子数就越多解析:由逸出功W=hν0知,截止频率越大,逸出功越大,故A正确.光电效应条件是入射光频率大于金属截止频率,与入射光强度无关,故B错误.依据光电效应方程Ek=hν-W0知,最大初动能与入射光频率成一次函数关系,不会影响金属逸出功,故C错误.入射光光强一定时,频率越高,光子能量越大,入射光中光子数目越少,单位时间内逸出光电子数就越少,故D错误.A9/31【预测练习1】(·安徽合肥模拟)从1907年起,密立根就开始测量金属遏止电压Uc(即图1所表示电路中电流表G读数减小到零时加在电极K,A之间反向电压)与入射光频率ν,由此算出普朗克常量h,并与普朗克依据黑体辐射得出h相比较,以检验爱因斯坦光电效应方程正确性.按照密立根方法我们利用图示装置进行试验,得到了某金属Uc-ν图像如图2所表示.以下说法正确是(

)A.该金属截止频率约为4.27×1014HzB.该金属截止频率约为5.50×1014HzC.该图线斜率为普朗克常量D.该图线斜率为这种金属逸出功A10/3111/31热点考向二原子结构和能级跃迁【关键提炼】1.原子结构认识历程12/312.原子能级跃迁问题解题技巧(1)原子跃迁时,所吸收或释放光子能量只能等于两能级之间能量差.(2)原子电离时,所吸收能量能够大于或等于某一能级能量绝对值.13/31【典例2】(·四川广元二模)如图所表示为氢原子能级示意图,一群氢原子处于n=3激发态,在向较低能级跃迁过程中向外发出光子,用这些光照射逸出功为2.49eV金属钠,说法正确是(

)A.这群氢原子能发出三种频率不一样光,其中从n=3跃迁到n=2所发出光波长最短B.这群氢原子能发出两种频率不一样光,其中从n=3跃迁到n=1所发出光频率最小C.金属钠表面所发出光电子最大初动能为9.60eVD.金属钠表面所发出光电子最大初动能为11.11eVC14/31解析:一群氢原子处于n=3激发态,可能放出3种不一样频率光子,从n=3跃迁到n=1辐射光子频率最大,波长最短.故A,B错误.从n=3跃迁到n=1辐射光子能量最大,为12.09eV.则光电子最大初动能Ekm=hν-W0=(12.09-2.49)eV=9.60eV.故C正确,D错误.15/31【拓展延伸】在典例2中,假若一个处于n=3激发态氢原子向低能级跃迁情况是怎样?最多有几个不一样频率光子?解析:一个处于n=3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;产生不一样频率光子是一个或两种,最多有两种.答案:3到2,2再到1,或者3到1;两种16/31【预测练习2】(·贵州遵义模拟)依据α粒子散射试验,卢瑟福提出了原子核式结构模型.如图表示了原子核式结构模型α粒子散射图景.图中实线表示α粒子运动轨迹.其中一个α粒子在从a运动到b、再运动到c过程中(α粒子在b点时距原子核最近),以下判断正确是(

)A.α粒子动能先增大后减小B.α粒子电势能先增大后减小C.α粒子加速度先变小后变大D.电场力对α粒子先做正功后做负功B17/31解析:α粒子受到斥力作用,依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;依据点电荷周围电场可知,距离原子核近地方电场强度大,故越靠近原子核加速度越大,所以α粒子加速度先增大后减小,故C错误.18/31热点考向三核反应和核能计算【关键提炼】1.四种核反应19/3120/312.半衰期(1)特点:由原子核本身决定,与原子所处化学状态和外部环境无关.(3)适用条件:大量原子核.3.核能了解与计算(1)比结合能越大,原子核中核子结合越牢靠.(2)到当前为止,核能发电还只停留在利用裂变核能发电.(3)核能计算方法:①依据爱因斯坦质能方程,用核反应质量亏损千克数乘以真空中光速c平方,即ΔE=Δmc2.21/31②依据1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏(MeV)能量,用核反应质量亏损原子质量单位数乘以931.5MeV,即ΔE=Δm×931.5(MeV).③假如核反应时释放核能是以动能形式展现,则核反应过程中系统动能增量即为释放核能.22/31【典例3】(·全国Ⅱ卷,35)在以下描述核过程方程中,属于α衰变是

,属于β衰变是

,属于裂变是

,属于聚变是

.(填正确答案标号)

23/31

答案:C

AB

E

F24/31BD25/3126/31实战高考真题演练1.[光电效应](·全国Ⅲ卷,19)在光电效应试验中,分别用频率为νa,νb单色光a,b照射到同种金属上,测得对应遏止电压分别为Ua和Ub、光电子最大初动能分别为Eka和Ekb.h为普朗克常量.以下说法正确是(

)A.若νa>νb,则一定有Ua<UbB.若νa>νb,则一定有Eka>EkbC.若Ua<Ub,则一定有Eka<EkbD.若νa>νb,则一定有hνa-Eka>hνb-EkbBC27/31解析:由爱因斯坦光电效应方程知,Eka=hνa-W0,Ekb=hνb-W0,当νa>νb时,Eka>Ekb,选项B正确.由最大初动能和遏止电压关系,eUa=Eka知eUb=Ekb,若νa>νb,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;对同一个金属,则有hνa-Eka=hνb-Ekb=W0,选项D错误.28/31B解析:氘核聚变反应中亏损质量Δm=2.0136u×2-3.0150u-1.0087u=0.0035u,释放核能ΔE=0.0035×931MeV≈3.3MeV,选项B正确.29/31B解析:衰变前后动量守恒,衰变前动量为零,故衰变后钍核与α粒子动量大小相等,方向相反,选项B正确;又Ek=,钍核与α粒子动量大小相等,但质量不一样,故动能不一样,选项A错误;半衰期是放射性元素原子核有半数发生衰变所需要时间,而放出α粒子所经历时间是一个原子核衰变时间,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.30/314.[波粒二象性](·全国Ⅱ卷,35)(多项选择)实物粒子和光都含有波粒二象性.以下事实中突出表达波动性是(

)A.电子束经过双缝试