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1、“活学巧记”应对点散面广的原子物理学考法学法原子物理学部分知识点较多，需要学生强化对知识的理解和记忆。在高考试卷中，对原子物理学的考查一般是一个选择题，难度不大。考查热点主要有：光电效应、波粒二象性；原子结构、氢原子能级跃迁；原子核的衰变规律、三种射线的特点及应用；核反应方程的书写、质量亏损和核能的计算。由于本讲内容琐碎，考查点多，因此复习时应抓住主干知识，梳理出关键点，进行理解性记忆。知能全通1爱因斯坦光电效应方程EkhW02光电效应的两个图像(1)光电子的最大初动能随入射光频率变化而变化的图像如图所示。依据EkhW0hh0可知：当Ek0时，0，即图线在横轴上的截距在数值上等于金属的极限频率
2、。斜率kh普朗克常量。图线在纵轴上的截距的绝对值等于金属的逸出功：W0h0。(2)光电流随外电压变化的规律如图所示。图中纵轴表示光电流，横轴表示阴、阳两极处所加外电压。当UU时，光电流恰好为零，此时能求出光电子的最大初动能，即EkeU，此电压称为遏止电压。当UU0时，光电流恰好达到饱和光电流，此时所有光电子都参与了导电，电流最大为Imax。3处理光电效应问题的两条线索(1)光强大光子数目多发射光电子数多光电流大。(2)光子频率高光子能量大产生光电子的最大初动能大。4光的波粒二象性(1)大量光子易显示出波动性，而少量光子易显示出粒子性。(2)波长长(频率低)的光波动性强，而波长短(频率高)的光粒
3、子性强。(3)光子说并未否定波动说，Eh中，和就是波的概念。(4)波动性和粒子性在宏观世界是不能统一的，而在微观世界却是统一的。5物质波(1)定义：任何一个运动着的物体，都有一种波与之对应，这种波称为物质波。(2)公式：物质波的波长，p为运动物体的动量，h为普朗克常量。题点全练1(2018全国卷)用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.281019 J。已知普朗克常量为6.631034 Js，真空中的光速为3.00108 ms1。能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为()A11014 HzB81014 HzC21015 Hz D81015 Hz解析：选B设单色光的
4、最低频率为0，由爱因斯坦光电效应方程得Ekh1W0,0h0W0，又1，整理得0，代入数据解得081014 Hz，B正确。2多选(2017全国卷)在光电效应实验中，分别用频率为a、b的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是()A若ab，则一定有Uab，则一定有EkaEkbC若UaUb，则一定有Ekab，则一定有haEkahbEkb解析：选BC设该金属的逸出功为W，根据爱因斯坦光电效应方程有EkhW，同种金属的W不变，则逸出光电子的最大初动能随的增大而增大，B项正确；又EkeU，则最大初动能与遏止电
5、压成正比，C项正确；根据上述有eUhW，遏止电压U随增大而增大，A项错误；又有hEkW，W相同，D项错误。3表格所示为按照密立根的方法进行光电效应实验时，得到的某金属的遏止电压和入射光的频率的几组数据。Uc/V0.5410.6370.7140.8090.878/1014Hz5.6445.8886.0986.3036.501由以上数据应用Excel描点连线，可得直线方程，如图所示。则这种金属的截止频率约为()A3.51014 HzB4.31014 HzC5.51014 Hz D6.01014 Hz解析：选B遏止电压为零时，入射光的频率等于截止频率，根据方程Uc0.397 31.702 4，代入U
6、c0，解得4.31014 Hz，B正确。4.如图所示是实验室用来研究光电效应原理的装置图，电表均为理想电表，当入射光的能量等于9 eV时，灵敏电流表检测到有电流流过，当电压表示数等于5.5 V时，灵敏电流表示数刚好为0。则下列说法正确的是()A若增大入射光的强度，光电子的最大初动能将增大B若入射光的能量小于3.5 eV，改变电源的正负极方向，则灵敏电流表示数可能不为0C光电管材料的逸出功等于3.5 eVD增大入射光的波长，在电压表示数不变的情况下，灵敏电流表示数会变大解析：选C根据光电效应方程EkhW0，可知光电子的最大初动能与入射光的强度无关，故A错误；题图所示装置所加的电压为反向电压，由电
7、压表的示数等于5.5 V 时，灵敏电流表示数为0，可知光电子的最大初动能为5.5 eV，根据光电效应方程EkhW0，可得W03.5 eV，若入射光的能量小于3.5 eV，则不能发生光电效应，灵敏电流表示数一定为0，故B错误，C正确；增大入射光的波长，则光的频率减小，根据光电效应方程EkhW0，知光电子的最大初动能减小，在电压表示数不变的情况下，灵敏电流表示数可能会变小，故D错误。知能全通1原子结构与原子光谱2氢原子能级图与原子跃迁问题的解答技巧(1)能级之间跃迁时放出的光子频率是不连续的。(2)能级之间发生跃迁时放出(吸收)光子的频率可由hEmEn求得。若求波长可由公式c求得。(3)一个氢原子
8、跃迁放出可能的光谱线条数最多为(n1)条。(4)一群氢原子跃迁放出可能的光谱线条数有两种求解方法。用数学中的组合知识求解：NCn2。利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出，然后相加。题点全练1.(2018重庆学业质量调研)如图所示为氢原子能级示意图的一部分，关于氢原子，下列说法正确的是()A一个氢原子从n3能级跃迁到n1能级，可能放出3种不同频率的光子B从n4能级跃迁到n3能级，氢原子会吸收光子，能级升高C从n4能级跃迁到n3能级，氢原子会向外放出光子，能级降低D处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的解析：选C一个氢原子从n3能级跃迁到n1能级，最多可能放
9、出2种不同频率的光子，故A错误；从n4能级跃迁到n3能级，是从高能级向低级跃迁，氢原子会放出光子，能级降低，故B错误，C正确；处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是不一样的，故D错误。2多选(2019届高三豫南九校联考)如图为氢原子的能级图，已知可见光光子的能量范围为1.623.11 eV，锌板的逸出功为3.34 eV，那么对氢原子在能级跃迁的过程中放出或吸收光子的特征认识正确的是()A用氢原子从高能级向基态跃迁时放出的光照射锌板，一定不能产生光电效应现象B用能量为11.0 eV的自由电子轰击，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态C处于n2能级的氢原子能吸收任意频率的紫外线D处于n3能级的氢原
10、子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离解析：选BD氢原子从高能级向基态跃迁时放出的光子的最小能量为10.2 eV3.34 eV，照射锌板一定能产生光电效应现象，故A错误；用能量为11.0 eV的电子轰击，基态的氢原子吸收的能量可以等于10.2 eV，可以使处于基态的氢原子跃迁到n2能级，故B正确；紫外线光子的最小能量为3.11 eV，处于n2能级的氢原子的电离能为3.4 eV，故n2能级的氢原子不能吸收任意频率的紫外线，故C错误；处于n3能级的氢原子的电离能为1.51 eV，故处于n3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离，故D正确。3氢原子的基态能级E113.6 eV，
11、第n能级En，若氢原子从n3能级跃迁到n2能级时发出的光能使某金属发生光电效应，则以下跃迁中发出的光也一定能使此金属发生光电效应的是()A从n2能级跃迁到n1能级B从n4能级跃迁到n3能级C从n5能级跃迁到n3能级D从n6能级跃迁到n5能级解析：选A从n2能级跃迁到n1能级辐射的光子能量大于从n3能级跃迁到n2能级辐射的光子能量，根据光电效应产生的条件知，一定能使该金属发生光电效应，故A正确；从n4能级跃迁到n3能级、从n5能级跃迁到n3能级、从n6能级跃迁到n5能级辐射的光子能量均小于从n3能级跃迁到n2能级辐射的光子能量，都不一定能使该金属发生光电效应，故B、C、D错误。知能全通1衰变次数
12、的确定方法先由质量数的改变确定衰变的次数，然后根据衰变规律确定衰变的次数。2对半衰期的理解(1)半衰期公式：(2)半衰期的适用条件：半衰期是一个统计规律，是对大量的原子核衰变规律的总结，对于较少特定个数的原子核，无法确定会有多少个发生衰变。题点全练1(2017全国卷)一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核，衰变方程为UThHe。下列说法正确的是()A衰变后钍核的动能等于粒子的动能B衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小C铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间D衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量解析：选B静止的铀核在衰变过程中遵循动量守恒，由于系统的总动量为零，因此衰变后产生的钍核和
13、粒子的动量等大反向，即pThp，B项正确；因此有，由于钍核和粒子的质量不等，因此衰变后钍核和粒子的动能不等，A项错误；根据半衰期的定义可知，C项错误；由于衰变过程释放能量，根据爱因斯坦质能方程可知，衰变过程有质量亏损，D项错误。2(2018石家庄高三模拟)下列说法不正确的是()A.U经过一次衰变后变为ThB由核反应方程CsBaX，可以判断X为电子C核反应方程HeNOH为轻核聚变D若16 g铋210经过15天时间，还剩2 g未衰变，则铋210的半衰期为5天解析：选CU经过一次衰变后，电荷数少2，质量数少4，变为Th，A正确；根据电荷数守恒、质量数守恒知，X的电荷数为1，质量数为0，可知X为电子，B正确；轻核聚变反应为HHHen，C错误；根据mm0，可得，解得T5天，D正确。3(2018江西师大附中月考)匀强磁场中有一个原来静止的碳14原子核，它放射出的粒子与反冲核的径迹是两个内切的圆，两圆的直径之比为71，如图所示，那么碳14的衰变方程为()A.CeBB.CHeBeC.CHB D.CeN解析：选D原子核的衰变过程满足动量守恒，放射出的粒子与反冲核的速度方向相反，由题图根据左手定则判断得知，该粒子与反冲核的电性相反，可知碳14发生的是衰变，衰变方程为CNe，根据动量守恒定律和带电粒子在匀强磁场中做圆周
