（全國通用）2018年高考物理總復習《近代物理初步》專題突破學案.doc

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近代物理初步專題突破【考點定位】作為選擇題和填空題，本考點的涉及面廣，選項可能涉及近代物理學史，波爾模型，光電效應和原子核結構，而填空題可能涉及衰變、核反應方程的書寫、光電效應的極限頻率和最大初動能等，既是備考的重點也是命題的熱門選項?？键c一、波粒二象性1量子論：普朗克認為物質的輻射能量并不是無限可分的，其最小的、不可分的能量單元即“能量子”或稱“量子”，也就是說組成能量的單元是量子。每一份電磁波的能量物質的輻射能量不是連續(xù)的，而是以量子的整數(shù)倍跳躍式變化的1905年，愛因斯坦獎量子概念推廣到光的傳播中，提出了光量子論。即：. 其中是電磁波的頻率，h為普朗克恒量：h=6.6310342黑體和黑體輻射：任何物體在任何溫度下都要發(fā)射各種波長的電磁波，并且其輻射能量的大小及輻射能量按波長的分布都與溫度有關；隨著溫度的升高，黑體的輻射強度都有增加；隨著溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較短方向移動。3光電效應：在光的照射下，金屬中的電子從表面逸出，發(fā)射出來的電子就叫光電子，任何一種金屬都有一個極限頻率，入射光的頻率必須大于這個極限頻率才能發(fā)生光電效應，低于極限頻率的光不能發(fā)生光電效應。光電子的最大初動能與入射光的強度無關，光隨入射光頻率的增大而增大。大于極限頻率的光照射金屬時，光電流強度（反映單位時間發(fā)射出的光電子數(shù)的多少），與入射光強度成正比。金屬受到光照，光電子的發(fā)射一般不超過109秒。波動說認為：光的能量即光的強度是由光波的振幅決定的與光的頻率無關。所以波動說對解釋上述實驗規(guī)律中的條都遇到困難考點二、原子結構1湯姆生原子結構模型：1897年英國物理學家湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，從而打破了原子不可再分的觀念，揭示出原子也有復雜的結構。湯姆生的原子模型：1903年湯姆生設想原子是一個帶電小球，它的正電荷均勻分布在整個球體內，而帶負電的電子鑲嵌在正電荷中。2原子核式結構模型：實驗結構圖如下，實驗現(xiàn)象：a. 絕大多數(shù)粒子穿過金箔后，仍沿原來方向運動，不發(fā)生偏轉。b. 有少數(shù)粒子發(fā)生較大角度的偏轉c. 有極少數(shù)粒子的偏轉角超過了90，有的幾乎達到180，即被反向彈回。結論否定了湯姆生原子結構模型，提出核式結構模型即在原子中心存在一個很小的核，稱為原子核，原子核集中了原子所有正電荷和幾乎全部的質量，帶負電荷的電子在核外空間繞核旋轉。3波爾的原子機構模型：原子核式結構模型與經(jīng)典電磁理論的矛盾（兩方面）。a電子繞核作圓周運動是加速運動，按照經(jīng)典理論，加速運動的電荷，要不斷地向周圍發(fā)射電磁波，電子的能量就要不斷減少，最后電子要落到原子核上，這與原子通常是穩(wěn)定的事實相矛盾。b電子繞核旋轉時輻射電磁波的頻率應等于電子繞核旋轉的頻率，隨著旋轉軌道的連續(xù)變小，電子輻射的電磁波的頻率也應是連續(xù)變化，因此按照這種推理原子光譜應是連續(xù)光譜，這種原子光譜是線狀光譜事實相矛盾。上述兩個矛盾說明，經(jīng)典電磁理論已不適用原子系統(tǒng)，玻爾從光譜學成就得到啟發(fā)，利用普朗克的能量量了化的概念，提了三個假設：定態(tài)假設：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然做加速運動，但并不向外在輻射能量，這些狀態(tài)叫定態(tài)。躍遷假設：原子從一個定態(tài)（設能量為Em）躍遷到另一定態(tài)（設能量為En）時，它輻射成吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩個定態(tài)的能量差決定，即 hv=EmEn軌道量子化假設，原子的不同能量狀態(tài)，跟電子不同的運行軌道相對應。原子的能量不連續(xù)因而電子可能軌道的分布也是不連續(xù)的?？偨Y：能級：各個狀態(tài)的能量值?；鶓B(tài)即能量值最低的狀態(tài)，距離原子核最近的運行軌道。氫原子能級公式考點三、原子核結構1天然放射現(xiàn)象：1896年法國物理學，貝克勒耳發(fā)現(xiàn)放射現(xiàn)象。從而揭示出原子核也有復雜的結構。放射性射線的成分有三種射線種類射線組成性質電離作用貫穿能力射線氦核組成的粒子流很強很弱射線高速電子流較強較強射線高頻光子很弱很強2原子核衰變和半衰期：衰變過程中電荷數(shù)和質量數(shù)守恒。衰變類型衰變方程衰變規(guī)律衰變新核衰變新核衰變的實質：，輻射伴隨著衰變和衰變產生半衰期：放射性元素的原子核的半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時間，稱該元素的半衰期。放射性元素衰變的快慢是由核內部自身因素決定的，跟原子所處的化學狀態(tài)和外部條件沒有關系。31934年，約里奧居里夫婦發(fā)現(xiàn)經(jīng)過粒子轟擊的鋁片中含有放射性磷，即：4核反應方程：盧瑟福用粒子轟擊氦核打出質子： 貝克勒耳和居里夫人發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象：衰變： 衰變： 查德威克用粒子轟擊鈹核打出中子： 居里夫人發(fā)現(xiàn)正電子： 輕核聚變： 重核裂變：5重核裂變 核聚變 釋放核能的途徑裂變和聚變裂變反應：裂變：重核在一定條件下轉變成兩個中等質量的核的反應，叫做原子核的裂變反應。例如：鏈式反應：在裂變反應用產生的中子，再被其他鈾核浮獲使反應繼續(xù)下去。鏈式反應的條件： 臨界體積，極高的溫度.裂變時平均每個核子放能約200Mev能量1kg全部裂變放出的能量相當于2800噸煤完全燃燒放出能量！聚變反應：聚變反應：輕的原子核聚合成較重的原子核的反應，稱為聚變反應。例如： 一個氘核與一個氚核結合成一個氦核時（同時放出一個中子），釋放出17.6MeV的能量，平均每個核子放出的能量3MeV以上。比列變反應中平均每個核子放出的能量大34倍。聚變反應的條件；幾百萬攝氏度的高溫。【例題演練】1下列幾種說法中有一種是錯誤的，它是（ ）A大如太陽、地球等這些宏觀的運動物體也具有波動性，這種波是物質波 B光子與物質微粒發(fā)生相互作用時，不僅遵循能量守恒，還遵循動量守恒 C光子與光電子是同一種粒子，它們對應的波也都是概率波 D核力是一種強相互作用力，熱核反應中庫侖力做功與核力做功相比能忽略【答案】C2U的衰變有多種途徑，其中一種途徑是先衰變成Bi，然后可以經(jīng)一次衰變變成X（X代表某種元素），也可以經(jīng)一次衰變變成Ti，最后都衰變變成Pb，衰變路徑如右圖所示，下列說法中正確的是（ ）A過程是衰變，過程是衰變；過程是衰變，過程是衰變B過程是衰變，過程是衰變；過程是衰變，過程是衰變C過程是衰變，過程是衰變；過程是衰變，過程是衰變D過程是衰變，過程是衰變；過程是衰變，過程是衰變【答案】B3（多選）關于近代物理學的下列說法正確的是（ ）A由玻爾理論可知，氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能增大，電勢能減小B對于同一種金屬來說，其極限頻率恒定，與入射光的頻率及光的強度均無關C盧瑟福通過粒子散射實驗提出了原子核內部由核子構成D核發(fā)生衰變時，新核與原來的原子核相比，中子數(shù)不變，質量數(shù)不變【答案】AB4【2017新課標卷】大科學工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應釋放的能量用來發(fā)電。氘核聚變反應方程是。已知的質量為2.013 6 u，的質量為3.015 0 u，的質量為1.008 7 u，1 u=931 MeV/c2。氘核聚變反應中釋放的核能約為（ ）A3.7 MeV B3.3 MeV C2.7 MeV D0.93 MeV【答案】B5【2017天津卷】我國自主研發(fā)制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先通過權威機構認證，這是我國對國際熱核聚變項目的重大貢獻。下列核反應方程中屬于聚變反應的是（ ）A BC D【答案】A6【2017江蘇卷】（多選）原子核的比結合能曲線如圖所示，根據(jù)該曲線，下列判斷中正確的有（ ）A核的結合能約為14 MeVB核比核更穩(wěn)定C兩個核結合成核時釋放能量D核中核子的平均結合能比核中的大【答案】BC7【2017新課標卷】（多選）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haEkahbEkb【答案】BC8【2017北京卷】2017年年初，我國研制的“大連光源”極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長在100 nm（1 nm=109 m）附近連續(xù)可調的世界上最強的極紫外激光脈沖。大連光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術、霧霾治理等領域的研究中發(fā)揮重要作用。一個處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個分子，但又不會把分子打碎。據(jù)此判斷，能夠電離一個分子的能量約為（取普朗克常量h=6.61034 Js，真空光速c=3108 m/s）（ ）A1021 J B1018 J C1015 J D1012 J【答案】B