《高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題八 波粒二象性 原子與原子核課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題八 波粒二象性 原子與原子核課件（49頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題八 波粒二象性 原子與原子核知識回扣高考題型2原子結(jié)構(gòu)和能級躍遷高考題型3核反應(yīng)和核能的計(jì)算高考題型1光電效應(yīng)與光的粒子性高考題精選精練知識回扣知識回扣1.氫原子能級圖氫原子能級圖(1)能級圖如圖1所示.圖1(2)一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時(shí)，最多可能輻射出的光譜線條數(shù)：N .答案2.原子核的衰變原子核的衰變衰變類型衰變衰變衰變方程衰變實(shí)質(zhì)2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)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、 守恒質(zhì)量數(shù)3.核能核能(1)原子核的結(jié)合能：克服核力做功，使原子核分解為單個(gè)核子時(shí)吸收的能量，或若干單個(gè)核子在核力的作用下結(jié)合成原子核時(shí)放出的能量.(2)質(zhì)量虧損：原子核的

2、質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和的現(xiàn)象.注意質(zhì)量數(shù)與質(zhì)量是兩個(gè)不同的概念.(3)質(zhì)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)律光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律(1)任何一種金屬都有一個(gè) ，入射光的頻率低于這個(gè)頻率時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng).(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(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的，一般不會超過109 s.(4)當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，飽和光電流的大小與入射光的強(qiáng)度成 比.答案極限頻率頻率正5.光電效應(yīng)方程光電效應(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)

3、系為：EkhW0.(2)極限頻率c .光電效應(yīng)與光的粒子性高考題型1例例1(多選)(2017全國卷19)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)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(yīng)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UaUbB.若ab，則一定有EkaEkbC.若UaUb，則一定有EkaEkbD.若ab，則一定有haEkahbEkb答案解析解析解析由愛因斯坦光電效應(yīng)方程得EkmhW0，由動能定理得EkmeU，若用a、b單色光照射同種金屬時(shí)，逸出功W0相同.當(dāng)ab時(shí)，一定有EkaEkb，UaUb，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正

4、確；若UaUb，則一定有EkaEkb，故選項(xiàng)C正確；因逸出功相同，有W0 ha Eka hb Ekb，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.技巧點(diǎn)撥技巧點(diǎn)撥1.處理光電效應(yīng)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2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.圖21.(2017廣東廣州市模擬)入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)，若入

5、射光強(qiáng)度減弱，而頻率不變，則A.有可能不發(fā)生光電效應(yīng)B.逸出的光電子的最大初動能將減小C.單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減小D.從光照至金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加對點(diǎn)拓展練答案21解析解析解析入射光的頻率不變，則仍然能發(fā)生光電效應(yīng).故A錯(cuò)誤.根據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW0知，入射光的頻率不變，則最大初動能不變.故B錯(cuò)誤.光的強(qiáng)弱影響的是單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)目，入射光強(qiáng)度減弱，單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減小.故C正確.發(fā)射出光電子的時(shí)間非常短，可認(rèn)為是瞬時(shí)的，故D錯(cuò)誤.21A.A圖中無光電子射出B.B圖中光電子到達(dá)金屬網(wǎng)時(shí)的動能大小為1.5 eVC.C圖

6、中的光電子能到達(dá)金屬網(wǎng)D.D圖中光電子到達(dá)金屬網(wǎng)時(shí)的最大動能為3.5 eV2.(多選)(2017山東臨沂市模擬)如圖3所示，N為金屬板，M為金屬網(wǎng)，它們分別與電池的兩極相連，各電池的電動勢和極性如圖所示，己知金屬板的逸出功為4.8 eV.現(xiàn)分別用不同頻率的光照射金屬板(各光子的能量已在圖上標(biāo)出)，則下列說法正確的是圖321答案解析解析解析因入射光的能量3.8 eV小于金屬板的逸出功4.8 eV，依據(jù)光電效應(yīng)發(fā)生條件，不能發(fā)生光電效應(yīng)，故A正確；因入射光的能量為4.8 eV(等于金屬板的逸出功4.8 eV)，因此光電子逸出時(shí)的速度恰好為零，則在電場力加速作用下，到達(dá)金屬網(wǎng)的動能為1.5 eV，故

7、B正確；入射光的能量為5.8 eV，大于金屬板的逸出功4.8 eV，依據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW0，逸出來的光電子最大初動能為1.0 eV，根據(jù)動能定理，知光電子不能到達(dá)金屬網(wǎng)，故C錯(cuò)誤；逸出的光電子最大初動能為：EkmE光W06.8 eV4.8 eV2.0 eV，到達(dá)金屬網(wǎng)時(shí)最大動能為2.0 eV1.5 eV0.5 eV，故D錯(cuò)誤.21原子結(jié)構(gòu)和能級躍遷高考題型2例例2(2017遼寧大連市3月模擬)如圖4為氫原子的能級示意圖，一群氫原子處于n3的激發(fā)態(tài)，在向較低能級躍遷的過程中向外發(fā)出光子，用這些光照射逸出功為2.25 eV的金屬鉀，下列說法正確的是A.這群氫原子能發(fā)出3種頻率不同的光，其中從n

8、3躍遷到n2所發(fā)出 的光波長最短B.這群氫原子能發(fā)出2種頻率不同的光，其中從n3躍遷到n1所發(fā)出 的光頻率最小C.金屬鉀表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為9.84 eVD.金屬鉀表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為12.86 eV答案解析圖4解析解析這群氫原子能發(fā)出三種頻率不同的光，根據(jù)玻爾理論hEmEn(mn)得知，從n3躍遷到n2所發(fā)出的光能量最小，由Ehh得知，頻率最低，波長最長，故A、B錯(cuò)誤；從n3躍遷到n1輻射的光子能量最大，發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生的光電子最大初動能最大，光子能量最大值為13.60 eV1.51 eV12.09 eV，根據(jù)光電效應(yīng)方程得，EkmhW012.09 eV2.25

9、eV9.84 eV，故C正確，D錯(cuò)誤.規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)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(gè)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)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn).3.能級和能級躍遷：(1)軌道量子化核外電子只能在一些分

10、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(gè)能級之間躍遷時(shí)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(gè)能級的能量差決定，即hEmEn(mn).3.(2017湖北武漢市2月調(diào)考)關(guān)于原子結(jié)構(gòu)，下列說法錯(cuò)誤的是A.湯姆孫根據(jù)氣體放電管實(shí)驗(yàn)斷定陰極射線是帶負(fù)電的粒子流B.盧瑟福粒子散射實(shí)驗(yàn)表明：原子中帶正電部分的體積很小，但幾乎 占有全部質(zhì)量，電子在正電體的外面運(yùn)動C.各種原子的發(fā)射光譜都是連續(xù)譜D.玻爾在原子核式結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合普朗克的量子概念，提出 了玻爾的原子模型對點(diǎn)拓展

11、練答案解析解析解析各種原子的發(fā)射光譜都是明線光譜.4534.關(guān)于玻爾原子理論的基本假設(shè)，下列說法中正確的是A.原子中的電子繞原子核做圓周運(yùn)動，庫侖力提供向心力B.電子繞核運(yùn)動的軌道半徑是任意的C.原子的能量包括電子的動能和勢能，電子動能可取任意值，勢能只 能取某些特定值D.電子由一條軌道躍遷到另一條軌道上時(shí)，輻射(或吸收)的光子頻率等 于電子繞核運(yùn)動的頻率答案解析453解析解析根據(jù)玻爾理論的基本假設(shè)知，原子中的電子繞原子核做圓周運(yùn)動，庫侖力提供向心力，A項(xiàng)正確；電子繞核運(yùn)動的軌道半徑是一些特定的值，B項(xiàng)錯(cuò)誤；原子的能量包括電子的動能和勢能，由于軌道是量子化的，則電子動能也是一些特定的值，C項(xiàng)錯(cuò)

12、誤；電子由一條軌道躍遷到另一條軌道上時(shí)，輻射(或吸收)的光子能量等于兩能級間的能量差，D項(xiàng)錯(cuò)誤.4535.(2017山東青島市模擬)原子從A能級躍遷到B能級時(shí)吸收波長為1的光子；原子從B能級躍遷到C能級時(shí)發(fā)射波長為2的光子.已知12，那么原子從A能級躍遷到C能級時(shí)將要A.發(fā)出波長為12的光子B.發(fā)出波長為 的光子C.吸收波長為12的光子D.吸收波長為 的光子答案解析453核反應(yīng)和核能的計(jì)算高考題型3答案例例3(2017全國卷15)一靜止的鈾核放出一個(gè)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

13、出一個(gè)粒子所經(jīng)歷的時(shí)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)量解析解析解析靜止的鈾核在衰變過程中，滿足動量守恒的條件，根據(jù)動量守恒定律得pThp0，即釷核的動量和粒子的動量大小相等，方向相反，選項(xiàng)B正確；根據(jù)Ek 可知，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；半衰期的定義是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；鈾核在衰變過程中，伴隨著一定的能量放出，即衰變過程中有一定的質(zhì)量虧損，故衰變后粒子與釷核的質(zhì)量之和小于衰變前鈾核的質(zhì)量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.技巧點(diǎn)撥技巧點(diǎn)撥1.射線、射線、射線之間的區(qū)別名稱射線射線射線實(shí)質(zhì)氦核流電子流光子速度 約為光速的約為光速的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)2.核反應(yīng)、核能、裂變、輕核的聚

14、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(jì)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.(5)原子核的人工轉(zhuǎn)變盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為：查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為：約里奧居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素和正電子的核反應(yīng)方程為：6.(2

15、017四川宜賓市二診)有關(guān)原子結(jié)構(gòu)和原子核的認(rèn)識，下列說法正確的是A.居里夫人最先發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象B.倫琴射線的發(fā)現(xiàn)揭示了原子具有核式結(jié)構(gòu)C.在光電效應(yīng)中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)D.在衰變方程 X 中，X原子核的質(zhì)量數(shù)是234對點(diǎn)拓展練答案解析786解析解析貝可勒爾最先發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象.故A錯(cuò)誤；粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子具有核式結(jié)構(gòu).故B錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW0可知，在光電效應(yīng)中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān).故C正確；根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可得，X的質(zhì)量數(shù)：A2394235.故D錯(cuò)誤.786答案786答案解析8.(多選)(2017貴州凱里市模擬)核電站核泄漏的污染物中含有

16、碘131和銫137.碘131的半衰期約為8天，會釋放射線；銫137是銫133的同位素，半衰期約為30年，發(fā)生衰變時(shí)會輻射射線，下列說法正確的是C.與銫137相比，碘131衰變更慢，且銫133和銫137含有相同的質(zhì)子數(shù)D.銫137衰變時(shí)輻射出的光子能量大于可見光光子能量786解析解析射線實(shí)際是電子流，故A錯(cuò)誤，B正確；半衰期是放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，碘131的半衰期為8天，銫137半衰期為30年，碘131衰變更快，故C錯(cuò)誤.射線是高頻電磁波，其光子能量大于可見光光子的能量，故D正確.786高考題精選精練題組題組1全國卷真題精選全國卷真題精選1.(2016全國卷35(1)現(xiàn)用某

17、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(shí)，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E.遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強(qiáng)無關(guān)答案123456解析123456解析解析在發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，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(cuò)誤；根據(jù)EkhW0可知，對于同一光電管，逸出功W0不變，若入射光頻率變高，則光電子最大初動能變大，因此C正確；由

18、光電效應(yīng)規(guī)律可知，當(dāng)頻率低于截止頻率時(shí)無論光照強(qiáng)度多大，都不會有光電流產(chǎn)生，因此D錯(cuò)誤；由EkeUc和EkhW0，得hW0eUc，遏止電壓只與入射光頻率有關(guān)，與入射光強(qiáng)度無關(guān)，因此E正確.2.(2016全國卷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)答案123456CABEF3.(2015新課標(biāo)全國35(1)實(shí)物粒子和光都具有波粒二象性.下列事實(shí)中突出體現(xiàn)波動性的是_.A.電子束通過雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣B.射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡C.人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)D.人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微

19、觀結(jié)構(gòu)E.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，與入 射光的強(qiáng)度無關(guān)答案123456解析解析解析電子束通過雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣，突出體現(xiàn)了電子的波動性，故A正確；射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡，突出體現(xiàn)了射線的粒子性，故B錯(cuò)誤；人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)，中子衍射突出體現(xiàn)了中子的波動性，故C正確；人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，利用了電子束的衍射現(xiàn)象，突出體現(xiàn)了電子的波動性，故D正確；光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，突出體現(xiàn)了光的粒子性，故E錯(cuò)誤.123456答案123456解析4.(2014新課標(biāo)全國35(1

20、)關(guān)于天然放射性，下列說法正確的是_.A.所有元素都可能發(fā)生衰變B.放射性元素的半衰期與外界的溫度無關(guān)C.放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性D.、和三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)E.一個(gè)原子核在一次衰變中可同時(shí)放出、和三種射線123456解析解析自然界中絕大部分元素沒有放射現(xiàn)象，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期只與原子核結(jié)構(gòu)有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)，選項(xiàng)B、C正確；、和三種射線電離能力依次減弱，穿透能力依次增強(qiáng)，選項(xiàng)D正確；原子核發(fā)生衰變時(shí)，不能同時(shí)發(fā)生和衰變，射線伴隨這兩種衰變產(chǎn)生，故選項(xiàng)E錯(cuò)誤.題組題組2各省市真題精選各省市真題精選5.(2015福建理綜30(1)下列有關(guān)原子結(jié)構(gòu)和原子

21、核的認(rèn)識，其中正確的是_.(填選項(xiàng)前的字母)A.射線是高速運(yùn)動的電子流B.氫原子輻射光子后，其繞核運(yùn)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D. 的半衰期是5天，100克 經(jīng)過10天后還剩下50克答案123456解析解析解析射線是高速電子流，而射線是一種電磁波，選項(xiàng)A錯(cuò)誤.氫原子輻射光子后，繞核運(yùn)動的電子距核更近，動能增大，選項(xiàng)B正確.太陽輻射能量的主要來源是太陽內(nèi)部氫核的聚變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤.12345610天為兩個(gè)半衰期，剩余的 為100 g100( )2 g25 g，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.1( )2ta.氫原子從n2躍遷到n1的能級時(shí)，輻射光的波長大于 656 nmb.用波長為325 nm的光照射，可使氫原子從n1躍遷到 n2的能級c.一群處于n3能級上的氫原子向低能級躍遷時(shí)最多產(chǎn)生3種譜線d.用波長為633 nm的光照射，不能使氫原子從n2躍遷到n3的能級6.(2014山東理綜39(1)氫原子能級如圖5所示，當(dāng)氫原子從n3躍遷到n2的能級時(shí)，輻射光的波長為656 nm.以下判斷正確的是_.答案123456解析圖5123456解析解析能級間躍遷輻射的光子能量等于兩能級間的能級差，能級差越大，輻射的光子頻率越大，波長越小，a錯(cuò)誤；由EmEnh可知，b錯(cuò)誤，d正確；根據(jù) 3可知，輻射的光子頻率最多3種，c正確.