高考物理二輪專題突破 專題八 波粒二象性 原子和原子核課件

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1、2017屆高考二輪專題八 波粒二象性 原子和原子核學(xué)習(xí)目標(biāo)1、掌握光電效應(yīng)與光的粒子性2、掌握原子能級躍遷和原子核的衰變規(guī)律3、學(xué)會核反應(yīng)方程的書寫、質(zhì)量虧損和核能的計算知識梳理1.氫原子能級圖(1)能級圖如圖所示.知識梳理衰變類型衰變衰變衰變方程衰變實(shí)質(zhì)2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合成一整體射出中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、_守恒2.原子核的衰變質(zhì)量數(shù)知識梳理3.核能(1)原子核的結(jié)合能：克服核力做功，使原子核分解為單個核子時吸收的能量，或若干單個核子在核力的作用下結(jié)合成原子核時放出的能量.(2)質(zhì)量虧損：組成原子核的核子的質(zhì)量與原子核的質(zhì)量之差，注意質(zhì)量數(shù)與質(zhì)量是兩個不同的概念.(3)質(zhì)

2、能方程：Emc2，即一定的能量和一定的質(zhì)量相聯(lián)系，物體的總能量與它的質(zhì)量成正比.4.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律(1)任何一種金屬都有一個_，入射光的頻率必須大于這個頻率，才能產(chǎn)生光電效應(yīng).極限頻率知識梳理(2)光電子的最大初動能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只隨入射光的_增大而增大.(3)入射光照射到金屬板上時，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時的，一般不會超過109s.(4)當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時，光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成_比.5.光電效應(yīng)方程(1)光電子的最大初動能跟入射光子的能量h和逸出功W0的關(guān)系為： mv2hW0.(2)極限頻率c .21hW0頻率正難點(diǎn)突破高考題型1光電效應(yīng)與光的粒子性1.處理光電效應(yīng)

3、問題的兩條線索一是光的頻率，二是光的強(qiáng)度，兩條線索對應(yīng)的關(guān)系是：(1)光子頻率高光子能量大產(chǎn)生光電子的最大初動能大.(2)光強(qiáng)光子數(shù)目多發(fā)射光電子數(shù)多光電流大.2.愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0的研究對象是金屬表面的電子，光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大(如圖所示)，直線的斜率為h，直線與軸的交點(diǎn)的物理意義是極限頻率c，直線與Ek軸交點(diǎn)的物理意義是逸出功的負(fù)值.難點(diǎn)突破【例1】(多選)(2016 全國乙卷 35(1)改編)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用某一頻率的光入射時，有光電流產(chǎn)生.下列說法正確的是()A.保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大B.入射光的頻率

4、變高，飽和光電流變大C.入射光的頻率變高，光電子的最大初動能變大D.保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生典例精析難點(diǎn)突破【解析】在發(fā)生光電效應(yīng)時，飽和光電流大小由光照強(qiáng)度來決定，與頻率無關(guān)，光照強(qiáng)度越大飽和光電流越大，因此A正確，B錯誤；根據(jù)EkhW0可知，對于同一光電管，逸出功W0不變，當(dāng)頻率變高時，最大初動能Ek變大，因此C正確；由光電效應(yīng)規(guī)律可知，當(dāng)頻率低于截止頻率時無論光照強(qiáng)度多大，都不會有光電流產(chǎn)生，因此D錯誤.【答案】AC難點(diǎn)突破1、(多選)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用同一種單色光，先后照射鋅和銀的表面，都能產(chǎn)生光電效應(yīng).對于這兩個過程，下列四個物理量中，一定不同的

5、是()A.遏制電壓 B.飽和光電流C.光電子的最大初動能 D.逸出功高考預(yù)測【答案】ACD難點(diǎn)突破高考題型2原子結(jié)構(gòu)和能級躍遷1.湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，密立根測出了電子的電荷量，盧瑟福根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)構(gòu)建了原子的核式結(jié)構(gòu)模型.玻爾提出的原子模型很好地解釋了氫原子光譜的規(guī)律.盧瑟福用粒子轟擊氮核實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，查德威克用粒子轟擊鈹核發(fā)現(xiàn)了中子.貝可勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，揭示了原子核是有結(jié)構(gòu)的.居里夫婦首次發(fā)現(xiàn)了放射性同位素.2.原子的核式結(jié)構(gòu)模型(1)在原子的中心有一個體積很小、帶正電荷的核，叫做原子核，而電子在核外繞核運(yùn)動；(2)原子的全部正電荷和幾乎全部的質(zhì)量都集中在原子核上，帶負(fù)電的電子在核

6、外空間繞核旋轉(zhuǎn). 難點(diǎn)突破3.能級和能級躍遷：(1)軌道量子化核外電子只能在一些分立的軌道上運(yùn)動rnn2r1(n1,2,3，)(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)En (n1,2,3，)(3)吸收或輻射能量量子化原子在兩個能級之間躍遷時只能吸收或輻射一定頻率的光子，該光子的能量由前后兩個能級的能量差決定，即hEmEn(mn).21nE難點(diǎn)突破【例2】 (多選)如圖所示為氫原子的能級圖.用光子能量為13.06 eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，下列說法正確的是()A.氫原子可以輻射出連續(xù)的各種波長的光B.氫原子可能輻射出10種不同波長的光C.氫原子從n4的能級向n3的能級躍遷時輻射

7、 光的波長最短D.輻射光中，光子能量為0.31 eV的光波長最長 典例精析難點(diǎn)突破【解析】氫原子只能輻射出不連續(xù)的幾種波長的光.故A錯誤；從n5能級躍遷到n1能級輻射的光子能量最大，波長最短.故C錯誤；從n5能級躍遷到n4能級輻射的光子能量最小，波長最長.光子能量為E5E40.54(0.85) eV0.31 eV.故D正確.【答案】BD難點(diǎn)突破高考預(yù)測2、(多選)下列的若干敘述中，正確的是()A.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度只與黑體的溫度有關(guān)B.對于同種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)時，逸出光電子的最大初動能與照射光的頻率成線性關(guān)系C.一塊純凈的放射性元素的礦石，經(jīng)過一個半衰期以后，它的總質(zhì)量僅剩下一半D.按照玻爾

8、理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，電子的動能減小，原子的能量也減小了難點(diǎn)突破【解析】由黑體輻射規(guī)律可知，輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)，故A正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW0可知，逸出光電子的最大初動能Ek與照射光的頻率成線性關(guān)系，故B正確；經(jīng)過一個半衰期以后，有一半的質(zhì)量發(fā)生衰變，但產(chǎn)生新核，故C錯誤；氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，庫侖力對電子做負(fù)功，所以動能變小，電勢能變大(動能轉(zhuǎn)為電勢能)，而因?yàn)槲樟斯庾?，總能量變?故D錯誤.【答案】AB難點(diǎn)突破高考題型3核反應(yīng)和核能的計算1.射線、射線、射線之間的區(qū)別名稱射線射線射線實(shí)

9、質(zhì)氦核流電子流光子速度約為光速的1/10約為光速的99%光速電離作用很強(qiáng)較弱很弱貫穿能力很弱較強(qiáng)最強(qiáng)難點(diǎn)突破2.核反應(yīng)、核能、裂變、輕核的聚變(1)在物理學(xué)中，原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程，稱為核反應(yīng).核反應(yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒的規(guī)律.(2)質(zhì)能方程：一定的能量和一定的質(zhì)量相聯(lián)系，物體的總能量和它的質(zhì)量成正比，即Emc2或Emc2.(3)把重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放出核能的反應(yīng)，稱為裂變；把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，釋放出核能的反應(yīng)，稱為聚變.(4)核能的計算：Emc2，其中m為核反應(yīng)方程中的質(zhì)量虧損；Em931.5 MeV，其中質(zhì)量虧損m以原子質(zhì)量單位u為單位.難點(diǎn)突

10、破難點(diǎn)突破典例精析【例3】(2016 全國甲卷 35(1)在下列描述核過程的方程中，屬于衰變的是_，屬于衰變的是_，屬于裂變的是_，屬于聚變的是_.(填正確答案標(biāo)號)難點(diǎn)突破【答案】 C A、B E F難點(diǎn)突破3、(多選)下列說法中正確的是()A.質(zhì)子與中子結(jié)合成氘核的過程中需要吸收能量C.射線是原子核外電子掙脫原子核的束縛后而形成的電子流D.放射性元素的半衰期是指大量該元素的原子核中有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時間高考預(yù)測難點(diǎn)突破【解析】質(zhì)子與中子結(jié)合成氘核有質(zhì)量虧損，釋放能量，故A錯誤；核反應(yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，故B正確；射線是原子核中的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時產(chǎn)生的，故C錯誤；放射性元素的半衰期是指大量該元素的原子核中有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時間，故D正確.【答案】BD拓展練習(xí)C.Y是衰變，放出電子，電子是由中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子時產(chǎn)生的D.Y和Z是同一種衰變拓展練習(xí)【答案】 ABD本課小結(jié)本節(jié)重點(diǎn)1、光電效應(yīng)與光的粒子性2、原子能級躍遷和原子核的衰變規(guī)律3、核反應(yīng)方程的書寫、質(zhì)量虧損和核能的計算作業(yè)布置1.完成課時作業(yè)(波粒二象性 原子和原子核)