2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題七 近代物理初步學(xué)案

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1、專題七　近代物理初步 一、主干知法必記 1.氫原子光譜 (1)氫原子光譜線是最早發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行研究的光譜線,這些光譜線可用一個(gè)統(tǒng)一的公式表示: 1λ=R1m2-1n2 式中:m=1,2,3,… 對(duì)每一個(gè)m,有n=m+1,m+2,m+3,…構(gòu)成一個(gè)譜線系 R=1.10×107 m-1(里德伯常量)。 (2)巴耳末系:巴耳末系是氫原子光譜在可見光區(qū)的譜線,其公式:1λ=R122-1n2(n=3,4,…)。 2.氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)、能級(jí)公式 (1)玻爾理論 ①軌道量子化:電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道是不連續(xù)的。 ②能量量子化:原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中。能量最低的狀態(tài)叫基態(tài),其他狀

2、態(tài)叫激發(fā)態(tài)。 ③躍遷假說(shuō):原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)要輻射(或吸收)一定頻率的光子,即hν=Em-En(m>n)。 (2)氫原子的能級(jí)和軌道半徑 ①氫原子的能級(jí)公式:En=1n2E1(n=1,2,3,…),其中E1為基態(tài)能量,E1=-13.6 eV。 ②氫原子的半徑公式:rn=n2r1(n=1,2,3,…),其中r1為基態(tài)半徑,r1=0.53×10-10 m。 ③氫原子的能級(jí)圖,如圖所示。 3.放射性、原子核的衰變、半衰期 (1)放射性物質(zhì)放出的射線有:α射線、β射線、γ射線。 (2)半衰期是表征放射性元素大量原子核衰變快慢的物理量,是一種統(tǒng)計(jì)規(guī)律。半衰期對(duì)于少量原子核

3、是無(wú)意義的。用τ表示半衰期,m表示某時(shí)刻放射性元素的質(zhì)量,則經(jīng)過(guò)時(shí)間t,剩下的該放射性元素的質(zhì)量m余=m12t/τ。 4.核力、核反應(yīng)方程 (1)人工轉(zhuǎn)變的典型方程: ①盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子 ?714N+24He→817O+11H ②查德威克發(fā)現(xiàn)中子 ?24He+49Be→612C+01n ③約里奧·居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素,同時(shí)發(fā)現(xiàn)正電子 ?1327Al+24He→1530P+01n　1530P→1430Si+10e (2)衰變典型方程: ?92238U→90234Th+24He ?90234Th→91234Pa+-10e (3)核力的特點(diǎn): ①核力是強(qiáng)相互作用力,在它的

4、作用范圍內(nèi)核力比庫(kù)侖力大得多。 ②核力是短程力,作用范圍在1.5×10-15 m之內(nèi)。 ③每個(gè)核子只跟相鄰的核子發(fā)生核力作用,這種性質(zhì)稱為核力的飽和性。無(wú)論是質(zhì)子間、中子間、質(zhì)子和中子間均存在核力。 5.結(jié)合能、質(zhì)量虧損 (1)結(jié)合能:由于核力的存在,核子結(jié)合成原子核時(shí)要放出一定的能量,原子核分解成核子時(shí),要吸收同樣多的能量,這就是原子核的結(jié)合能。 (2)質(zhì)量虧損:組成原子核的核子的總質(zhì)量與原子核的質(zhì)量之差叫核的質(zhì)量虧損。 (3)質(zhì)能方程:E=mc2;ΔE=Δmc2。 6.光電效應(yīng) (1)光電效應(yīng)的規(guī)律 ①任何一種金屬都有一個(gè)極限頻率νc,入射光的頻率必須大于或者等于νc,才

5、能發(fā)生光電效應(yīng)。 ②光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān),與入射光的頻率有關(guān)。 ③光電效應(yīng)幾乎是瞬時(shí)的,發(fā)生的時(shí)間一般不超過(guò)10-9 s。 ④發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),飽和電流與入射光強(qiáng)度成正比。 (2)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程:12mv2=hν-W0或Ek=hν-W0,其中h為普朗克常量,h=6.63×10-34 J·s。 二、易錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)撥 1.在氫原子躍遷中,混淆一個(gè)和一群處于激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)出的頻率。 2.研究能級(jí)躍遷問題時(shí),將光子和實(shí)物粒子混淆。 3.對(duì)半衰期的統(tǒng)計(jì)規(guī)律不理解。 4.書寫核反應(yīng)方程時(shí)誤將“→”寫成“=”。 5.混淆質(zhì)量數(shù)與質(zhì)量?jī)蓚€(gè)不同的概念。 6.對(duì)光電效應(yīng)圖

6、像的意義不理解。 三、保溫訓(xùn)練 1.(粵教教材節(jié)選題)(多選)如圖所示,是工業(yè)生產(chǎn)中大部分光電控制設(shè)備(如夜亮?xí)兿ǖ穆窡?用到的光控繼電器的示意圖,它由電源、光電管、放大器、電磁繼電器等幾部分組成。 當(dāng)用綠光照射光電管陰極K時(shí),可以發(fā)生光電效應(yīng),則下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.增大綠光照射強(qiáng)度,光電子最大初動(dòng)能增大 B.增大綠光照射強(qiáng)度,電路中的光電流增大 C.改用波長(zhǎng)比綠光波長(zhǎng)大的光照射光電管陰極K時(shí),電路中一定有光電流 D.改用頻率比綠光頻率大的光照射光電管陰極K時(shí),電路中一定有光電流 答案　BD 2.(人教教材改編題)(多選)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,用頻率為ν的光照射光

7、電管陰極,發(fā)生了光電效應(yīng),下列說(shuō)法正確的是(　　) A.增大入射光的強(qiáng)度,光電流增大 B.減小入射光的強(qiáng)度,光電效應(yīng)現(xiàn)象消失 C.改用頻率小于ν的光照射,一定不發(fā)生光電效應(yīng) D.改用頻率大于ν的光照射,光電子的最大初動(dòng)能變大 答案　AD 3.如圖為氫原子能級(jí)示意圖的一部分,則氫原子(　　) A.從n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)比從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)輻射出電磁波的波長(zhǎng)長(zhǎng) B.從n=5能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)比從n=5能級(jí)躍遷到n=4能級(jí)輻射出電磁波的速度大 C.處于不同能級(jí)時(shí),核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的 D.從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí),氫原子核一定向外放出能量 答案　

8、A 4.(多選)據(jù)新華社報(bào)道,由我國(guó)自行設(shè)計(jì)、研制的世界上第一套全超導(dǎo)核聚變實(shí)驗(yàn)裝置(又稱“人造太陽(yáng)”)已完成了首次工程調(diào)試。下列關(guān)于“人造太陽(yáng)”的說(shuō)法正確的是(　　) A.“人造太陽(yáng)”的核反應(yīng)方程是?12H+13H→24He+01n B.“人造太陽(yáng)”的核反應(yīng)方程是?92235U+01n→56144Ba+3689Kr+301n C.“人造太陽(yáng)”釋放能量大小的計(jì)算公式是ΔE=Δmc2 D.“人造太陽(yáng)”釋放能量大小的計(jì)算公式是ΔE=12Δmc2 答案　AC 5.(多選)能源是社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ),發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一。下列釋放核能的反應(yīng)方程,表述正確的有(　　) A.?13H

9、+12H→24He+01n是核聚變反應(yīng) B.13H+12H→24He+01n是β衰變 C.92235U+01n→56144Ba+3689Kr+301n是核裂變反應(yīng) D.92235U+01n→54140Xe+3894Sr+201n是α衰變 答案　AC 6.某放射性元素的原子核發(fā)生2次α衰變和6次β衰變,關(guān)于它的原子核的變化,下列說(shuō)法中正確的是(　　) 　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 A.中子數(shù)減少8 B.質(zhì)子數(shù)減少2 C.質(zhì)子數(shù)增加2 D.核子數(shù)減少10 答案　C 7.(多選)下面是鈾核裂變反應(yīng)中的一個(gè):92235U+01n→54136Xe+?3890Sr+100

10、1n。已知鈾235的質(zhì)量為235.043 9 u,中子質(zhì)量為1.008 7 u,鍶90的質(zhì)量為89.907 7 u,氙136的質(zhì)量為135.907 2 u,則此核反應(yīng)中　(　　) A.質(zhì)量虧損為Δm=235.043 9 u+1.008 7 u-89.907 7 u-135.907 2 u B.質(zhì)量虧損為Δm=(235.043 9+1.008 7-89.907 7-135.907 2-10×1.008 7)u C.釋放的總能量為ΔE=(235.043 9+1.008 7-89.907 7-135.907 2-10×1.008 7)×(3×108)2 J D.釋放的總能量為ΔE=(235.

11、043 9+1.008 7-89.907 7-135.90 72-10×1.008 7)×931.5 MeV 答案　BD 8.(多選)如圖所示,國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)2007年2月15日公布核輻射警示新標(biāo)志,內(nèi)有一個(gè)輻射波標(biāo)記、一個(gè)骷髏頭標(biāo)記和一個(gè)逃跑的人形。核輻射會(huì)向外釋放三種射線:α射線帶正電,β射線帶負(fù)電,γ射線不帶電?，F(xiàn)有甲、乙兩個(gè)原子核原來(lái)都靜止在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,其中一個(gè)核放出一個(gè)α粒子,另一個(gè)核放出一個(gè)β粒子,得出如圖所示的四條徑跡,則(　　) A.磁場(chǎng)的方向一定垂直于紙面向里 B.甲核放出的是α粒子,乙核放出的是β粒子 C.a為α粒子的徑跡,d為β粒子的徑跡 D.b為α粒子的徑跡,c為β粒子的徑跡 答案　BD 5