《（步步高）2016版高考物理 大二轮总复习与增分策略配套课件+配套文档专题八选考部分第3讲 原子物理和动量》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（步步高）2016版高考物理 大二轮总复习与增分策略配套课件+配套文档专题八选考部分第3讲 原子物理和动量（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题八 选考部分 （ 333 高考题型 1 光电效应与光的粒子性 高考题型 2 原子结构和能级跃迁 高考题型 3 核反应和核能的计算 高考题型 4 动量和能量观点的综合应用 栏目索引 第 3讲 原子物理和动量 高考题型 1 光电效应与光的粒子性 解题 方 略 1 处理光电效应问题的两条线索 一是光的频率 ， 二是光的强度 ， 两条线索对应的关系是： (1)光强 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 2. 爱因斯坦光电效应方程 意义是说 ， 光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大 (如图 1所示 )， 直线的斜率为 h， 直线与 轴的交
2、点的物理意义是极限频率 c， 直线与 图 1 例 1 某中学的实验小组利用如图 2所示的装置 研究 光电效应 规律 ， 用理想电压表和理想电流表分别 测 量 光电管的电压以及光电管的电流 当开关打开时 ， 用 光子能量为 2.5 ， 理想 电流表 有示数 ， 闭合开关 ， 移动滑动变阻器的触头 ， 当电压表的示数小于 时 ， 理想电流表仍有示数 ， 当理想电流表的示数刚好为零时 ， 电压表的示数刚好为 则阴极 _， 逸出的光电子的最大初动能为 _ 图 2 解析 设用光子能量为 2.5 光电子的最大初动能为 阴极材料逸出功为 当反向电压达到 U 以后 ，具有最大初动能的光电子也达不到阳极 ， 因
3、此 由光电效应方程： 由以上二式得： 0.6 1.9 所以此时最大初动能为 0.6 该材料的逸出功为 1.9 答案 1.9 .6 测 1 以下说法符合物理学史的是 ( ) A 普朗克引入能量子的概念 ， 得出黑体辐射的强度按波长分布的公式 ， 与实验符合得非常好 ， 并由此开创了物理学的新纪元 B 康普顿效应表明光子只具有能量 C 德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子 ， 认为实物粒子也具有波动性 D 汤姆孙通过 粒子散射实验 ， 提出了原子具有核式结构 E为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的 解析 普朗克引入能量子的概念 ， 得出黑体辐射的强度按波长分布的公式 ， 与实
4、验符合得非常好 ， 并由此开创了物理学的新纪元 ， 故 康普顿效应 不仅表明了光子具有能量 ， 还表明了光子具有动量 ，故 德布罗意 把光的波粒二象性推广到实物粒子 ， 认为实物粒子也具有波动性 ， 故 卢瑟福 在用 粒子轰击金箔的实验中发现了质子 ， 提出原子核式结构学说 ， 故 为了 解释黑体辐射规律 ， 普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的 ， 故 答案 测 2 如图 3所示 ， 两平行金属板 A、 ， 一束波长为 的入射光射到金属板 使 已知该金属板的逸出功为 W， 电子的质量为 e， 已知普朗克常量为 h， 真空中光速为 c， 下列说法中正确的是 ( ) A 入射光子的能量为 到达 A
5、 板的光电子的最大动能为 W C 若增大两板间电压 B 板没有光电子逸出 D 若减小入射光的波长一定会有光电子逸出 E 若增大入射光的频率，金属板的逸出功将大于 W 图 3 解析 入射光的能量为： E h A 选项正确； 由光电效应方程可得从 B 板逸出的光电子的最大初动能为： E B W ，由 E A E B 可得到达 A 板的光电子的最大动能为 E A B 选项正确； 能不能发生光电效应 ， 取决于入射光的频率 ， 与板间电压无关 ， 若减小入射光的波长 ， 入射光频率增大 ， 大于金属的极限频率 ，可以发生光电效应 ， 若 增大入射光的频率 ， 金属板的逸出功不变 ， 答案 考题型 2
6、原子结构和能级跃迁 解题 方 略 1 汤姆孙发现电子 ， 密立根测出了电子的电荷量 ， 卢瑟福根据粒子散射实验构建了原子核式结构模型 玻尔提出的原子模型很好地解释了氢原子光谱的规律 卢瑟福用 粒子轰击氮核实验发现了质子 ， 查德威克用 粒子轰击铍核发现了中子 贝可勒尔发现了天然放射现象 ， 揭示了原子核是有结构的 小居里夫妇首次发现了放射性同位素 2 原子的核式结构模型： (1)在原子的中心有一个体积很小 、 带正电荷的核 ， 叫做原子核 ，而电子在核外绕核运动； (2)原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核上 ， 带负电的电子在核外空间绕核旋转 3 能级和能级跃迁 (1)轨道量子化
7、核外电子只能在一些分立的轨道上运动 n 1,2,3， ) (2)能量 量子化 (3)吸收或辐射能量量子化 原子在两个能级之间跃迁时只能吸收或发射一定频率的光子，该光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即 n(mn) 原子只能处于一系列不连续的能量状态 E n E 1n 2 ( n 1 ,2 ,3 ， ) 例 2 以下关于玻尔原子理论的说法正确的是 ( ) A 电子绕原子核做圆周运动的轨道半径不是任意的 B 电子在绕原子核做圆周运动时 ， 稳定地产生电磁辐射 C 电子从量子数为 2的能级跃迁到量子数为 3的能级时要辐射光子 D 不同频率的光照射处于基态的氢原子时 ， 只有某些频率的光可以被氢原子
8、吸收 E氢原子光谱有很多不同的亮线，说明氢原子能发出很多不同频率的光，但它的光谱不是连续谱 解析 由于氢原子的轨道是不连续的，而氢原子在不同的轨道上 的能级 E n 1 1 ，故氢原子的能级是不连续的，即是分立的，故 A 正确； 电子在绕原子核做圆周运动时 ， 不会产生电磁辐射 ， 只有跃迁时才会出现 ， 故 氢原子在不同的轨道上的能级 E n 1 1 ，电子从量子数为 2 的能级跃迁到量子数为 3 的能级时要吸收光子，故 C 错误； 由于氢原子发射的光子的能量： E E m E n 1 1 1 1 不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只有某些频率的光可以被氢原子吸收，故 D 正确； 氢原子光
9、谱有很多不同的亮线 ， 说明氢原子能发出很多不同频率的光 ， 是特征谱线 ， 但它的光谱不是连续谱 ， 故 答案 测 3 关于原子结构及原子核的知识 ， 下列判断正确的是 ( ) A 每一种原子都有自己的特征谱线 B 处于 n 3的一个氢原子回到基态时一定会辐射三种频率的光子 C 射线的穿透能力比 射线弱 D 衰变中的电子来自原子的内层电子 E放射性元素的半衰期与压力、温度 无关 解析 由于每种原子都有自己的特征谱线，故可以根据原子光谱来鉴别物质，故 根据 3 ，知一群氢原子处于 n 3 的激发态向较低能级跃迁，最多可放出三种频率的光子，但是一个氢原子可能辐射一种，也可能辐射两种频率的光子，故
10、 B 错误； 射线的穿透能力比 射线的穿透能力弱 ， 故 原子 核发生 衰变放出的电子是原子核内的中子转化为质子而释放的电子 ， 故 放射性元素 的半衰期与压力 、 温度无关 ， 只与自身有关 ， 答案 测 4 已知金属铯的逸出功为 氢原子能级图如图 4所示 ， 下列说法正确的是 ( ) A 大量处于 n 4能级的氢原子跃迁到基态的过程中最多可释放出 6种频率的光子 B 一个处于 n 3能级的氢原子跃迁到基态的过程中最多可释放出 3种频率的光子 C 氢原子从 n 3能级跃迁到 n 2能级过程中辐射出的光子能使金属铯发生 光电效应 图 4 D 大量处于 n 2能级的氢原子跃迁到基态过程中发出的光
11、照射金属铯 ， 产生的光电子最大初动能为 用光子能量为 11 有氢原子跃迁到 n 2能级 解析 根据 6 可知，大量处于 n 4 能级的氢原子跃迁到基态的过程中最多可释放出 6 种频率的光子，故 A 正确； 一个处于 n 3能级的氢原子最多可以辐射出两种不同频率的光子 ，故 从 n 3能级跃迁到 n 2能级过程中辐射出的光子能量 E (而金属铯的逸出功为 符合光电效应发生条件 ， 故 根据辐射的光子能量等于两能级间的能级差可知 ， n 2能级的氢原子跃迁到基态过程中发出的光能量为 E (0.2 再根据 则有产生的光电子最大初动能为(故 由于 氢原子的能级中基态的氢原子为能级为 13.6 而 n
12、 2能级的氢原子跃迁到基态过程中发出的光能量为 E (10.2 因此光子能量为 11 故 答案 高考题型 3 核反应和核能的计算 解题 方 略 1 原子核的衰变 衰变类型 衰变 衰变 衰变方程 A 4Z 2 Y 42 1 Y 0 1e 衰变实质 2 个质子和 2 个中子结合成一整体射出 1 个中子转化为 1 个质子和 1 个电子 211 H 210 n 42 10 n 11 H 0 1e 衰变规律 质量数守恒、电荷数守恒 射线 、 射线之间的 区别 名称 射线 射线 射线 实质 氦核流 电子流 光子 速度 约为光速的110约为光速的 99% 光速 电离作用 很强 较弱 很弱 贯穿能力 很弱 较强 最强 核能 、 裂变 、 轻核的聚变 (1)在物理学中 ， 原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程 ，称为核反应 核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒的规律 (2)质能方程：一定的能量和一定的质量相联系 ， 物体的总能量和它的质量成正比 ， 即 E E (3)把重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为裂变；把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为聚变 (4)核能的计算： E 其中 E m 其中质量亏损
