高考物理二輪復習 專題整合高頻突破 專題五 近代物理 13 近代物理課件

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1、專題五近代物理考情分析考情分析備考定向備考定向 第13講近代物理-4-命題熱點一命題熱點二命題熱點三原子結(jié)構(gòu)例1下列有關原子結(jié)構(gòu)和原子核的認識,其中正確的是()A.射線是高速運動的電子流B.氫原子輻射光子后,其繞核運動的電子動能增大C.太陽輻射能量的主要來源是太陽中發(fā)生的重核裂變B -5-命題熱點一命題熱點二命題熱點三例2(多選)右圖為氫原子的能級圖?，F(xiàn)有大量處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷,下列說法正確的是()A.氫原子由n=3躍遷到n=2能級時,其核外電子的動能將減小B.這些氫原子總共可輻射出三種不同頻率的光C.這些氫原子躍遷時輻射出光子能量的最大值為10.2 eVD.氫原子由n=3躍

2、遷到n=1產(chǎn)生的光照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應BD -6-命題熱點一命題熱點二命題熱點三解析 根據(jù)玻爾理論,核外電子軌道半徑越小,則速度越大,動能越大,氫原子由n=3躍遷到n=2能級時,軌道半徑減小,則動能將增大,A錯誤;由于有大量處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷,故可產(chǎn)生 種不同頻率的光,B正確;這些氫原子躍遷時輻射出光子能量的最大值為-1.51 eV-(-13.6 eV)=12.09 eV,C錯誤;氫原子由n=3躍遷到n=1輻射出的光子能量為-1.51 eV-(-13.6 eV)=12.09 eV,大于最大逸出功為6.34 eV的金屬鉑,能發(fā)生光電效應,D正確。-7

3、-命題熱點一命題熱點二命題熱點三規(guī)律方法原子能級躍遷問題的解題技巧(1)原子躍遷時,所吸收或釋放的光子能量只能等于兩能級之間的能量差,即E=h=|E初-E末|。(2)原子電離時,所吸收的能量可以大于或等于某一能級能量的絕對值。(3)一群氫原子和一個氫原子不同,氫原子核外只有一個電子,這個電子在某時刻只能處在某一個確定的軌道上,在某段時間內(nèi),由這一軌道躍遷到另一軌道時,可能的情況只有一種,但是如果有大量的氫原子,它們的核外電子向基態(tài)躍遷時就會有各種情況出現(xiàn)了,發(fā)射光子的種類(4)計算氫原子能級躍遷放出或吸收光子的頻率和波長時,要注意各能級的能量值均為負值,且單位為電子伏特,計算時需換算單位,1

4、eV=1.610-19 J。-8-命題熱點一命題熱點二命題熱點三光電效應例3(多選)在光電效應實驗中,用頻率為的光照射光電管陰極,發(fā)生了光電效應,下列說法正確的是()A.增大入射光的強度,光電流增大B.減小入射光的強度,光電效應現(xiàn)象消失C.改用頻率小于的光照射,一定不發(fā)生光電效應D.改用頻率大于的光照射,光電子的最大初動能變大AD 解析 增大入射光強度,使單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)增加,因此光電流增大,選項A正確;能否發(fā)生光電效應與照射光的頻率有關,與強度無關,選項B錯誤;當照射光的頻率小于,但大于極限頻率時仍能發(fā)生光電效應,選項C錯誤;由Ekm=h-W,增加入射光的頻率,光電子的最大初動能變大

5、,選項D正確。-9-命題熱點一命題熱點二命題熱點三例4(多選)(2017全國卷)在光電效應實驗中,分別用頻率為a、b的單色光a、b照射到同種金屬上,測得相應的遏止電壓分別為Ua和Ub、光電子的最大初動能分別為Eka和Ekb。h為普朗克常量。下列說法正確的是()A.若ab,則一定有Uab,則一定有EkaEkbC.若UaUb,則一定有Ekab,則一定有ha-Ekahb-EkbBC解析 根據(jù)光電效應方程Ek=h-W和光電子的最大初動能與遏止電壓的關系-eU=0-Ek,得eU=h-W,A錯,B、C正確;若ab,則一定有ha-Eka=hb-Ekb=W,D錯。-10-命題熱點一命題熱點二命題熱點三規(guī)律方法

6、光電效應的研究思路(1)兩條線索:(2)兩條對應關系:光照強光子數(shù)目多發(fā)射光電子多光電流大光子頻率高光子能量大光電子的最大初動能大-11-命題熱點一命題熱點二命題熱點三核反應與核能例5(2017全國卷)一靜止的鈾核放出一個粒子衰變成釷核,衰變方程為 。下列說法正確的是()A.衰變后釷核的動能等于粒子的動能B.衰變后釷核的動量大小等于粒子的動量大小C.鈾核的半衰期等于其放出一個粒子所經(jīng)歷的時間D.衰變后粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量B解析 靜止的鈾核發(fā)生衰變,衰變過程中動量守恒,所以衰變后粒子的動量和釷核的動量大小相等、方向相反,故選項B正確;由于m釷m,根據(jù) 可知,釷核的動能小于粒子

7、的動能,故選項A錯誤;半衰期是指放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時間,并不是放出一個粒子所經(jīng)歷的時間,故選項C錯誤;鈾核發(fā)生衰變過程中有質(zhì)量虧損,衰變后粒子與釷核的質(zhì)量和小于衰變前鈾核的質(zhì)量,故選項D錯誤。-12-命題熱點一命題熱點二命題熱點三例6在某些恒星內(nèi)部,發(fā)生3個氦核 結(jié)合成1個碳核的 反應。已知1個氦核的質(zhì)量為m1、1個碳核的質(zhì)量為m2,1個質(zhì)子的質(zhì)量為mp,1個中子的質(zhì)量為mn,真空中的光速為c。(1)寫出核反應方程式;(2)求核反應的質(zhì)量虧損;(3)求碳核的比結(jié)合能為。-13-命題熱點一命題熱點二命題熱點三思維導引1.核反應前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒。2.比結(jié)合能為組成原子的

8、所有核子的質(zhì)量虧損和核子數(shù)的比值。-14-命題熱點一命題熱點二命題熱點三規(guī)律方法衰變及核反應方程的書寫(1)原子核的衰變衰變實質(zhì):衰變是原子核中的2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合成一個氦核;衰變是原子核中的中子轉(zhuǎn)化為一個質(zhì)子和一個電子;衰變伴隨著衰變或衰變同時發(fā)生,不改變原子核的質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù),以光子形式釋放出衰變過程中產(chǎn)生的能量。衰變的快慢由原子核內(nèi)部因素決定,跟原子所處的物理、化學狀態(tài)無關;半衰期是統(tǒng)計規(guī)律,對個別、少數(shù)原子核無意義。-15-命題熱點一命題熱點二命題熱點三(2)核反應方程的書寫核反應過程一般不可逆,所以核反應方程中用“”表示方向而不能用等號代替。核反應方程遵循質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒,但核

9、反應前后的總質(zhì)量一般會發(fā)生變化(質(zhì)量虧損)且釋放出核能。核反應的生成物一定要以實驗為基礎,不能只依據(jù)兩個守恒規(guī)律憑空杜撰出生成物來寫核反應方程。-16-13451.下列說法不正確的是()A.原子中的電子繞原子核高速運轉(zhuǎn)時,運行軌道的半徑不是任意的B.粒子散射實驗中,發(fā)現(xiàn)少數(shù)粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn),因為原子的幾乎全部質(zhì)量和所有負電荷主要集中在很小空間范圍內(nèi)C.光電效應實驗和康普頓效應實驗說明了光具有粒子性D.平時我們在空氣中看到的放電火花,就是氣體電離導電的結(jié)果2B-17-134522.圖甲所示為氫原子的能級,圖乙為氫原子的光譜。已知譜線a是氫原子從n=4的能級躍遷到n=2能級時的輻射光,則譜線b可

10、能是氫原子在下列哪種情形躍遷時的輻射光()-18-13452A.從n=5的能級躍遷到n=3的能級B.從n=4的能級躍遷到n=3的能級C.從n=5的能級躍遷到n=2的能級D.從n=3的能級躍遷到n=2的能級答案 C -19-13453.下圖是光電管的原理圖,已知當有波長為0的光照到陰極K上時,電路中有光電流,則() A.若換用波長為1(10)的光照射陰極K時,電路中一定沒有光電流B.若換用波長為2(20)的光照射陰極K時,電路中一定有光電流C.增加電路中電源電壓,電路中光電流一定增大D.若將電源極性反接,電路中一定沒有光電流產(chǎn)生2B-20-13452B-21-13452C-22-核反應方程及核能

11、的計算核反應方程及核能的計算【典例示范】 一個靜止的氡核 放出一個粒子后衰變?yōu)獒暫?。假設放出的核能完全轉(zhuǎn)變?yōu)獒暫伺c粒子的動能,不計光子的動量。已知m氡=222.086 63 u、m=4.002 6 u、m釙=218.076 6 u,1 u相當于931.5 MeV的能量。(1)寫出上述衰變方程;(2)求出發(fā)生上述衰變放出的能量;(3)確定釙核與粒子的動能。分析推理:能量守恒定律和動量守恒定律。 -23-思維流程 -24-25-以題說法核反應方程及核能的計算(1)掌握核反應方程中的守恒。質(zhì)量數(shù)守恒。電荷數(shù)守恒。(2)核能的計算方法。根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程,即E=mc2(J)。根據(jù)1原子質(zhì)量單位(u)相當于931.5 MeV能量,即E=m931.5(MeV)。如果核反應時釋放的核能是以動能形式呈現(xiàn),則核反應過程中系統(tǒng)動能的增量即為釋放的核能。-26-B 解析 由方程 得,質(zhì)量虧損為m=22.013 6 u-3.015 0 u-1.008 7 u=0.003 5 u,由E=mc2得,E=0.003 5931 MeV3.3 MeV,故選B。