《2013高考物理冲刺复习 专题十九 波粒二象性 原子结构和原子核课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2013高考物理冲刺复习 专题十九 波粒二象性 原子结构和原子核课件（112页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题十九 波粒二象性 原子结构和原子核,1.光电效应 2.爱因斯坦光电效应方程 3.氢原子光谱 4.氢原子的能级结构、能级公式 5.原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期 6.放射性同位素 ,7.核力、核反应方程 8.结合能、质量亏损 9.裂变反应和聚变反应、裂变反应堆 10.射线的危害和防护 ,1.考纲对这部分内容的能力要求比较低，考试难度一般不大，考试内容广泛，涉及到光电效应现象和光电效应实验规律、爱因斯坦光电效应方程、光的波粒二象性和德布罗意波、原子的能级结构、能级公式、放射性现象、衰变、半衰期、核反应方程、核能、裂变、聚变等各个方面，属于高考热点内容.,2.从高考的命题趋势来看，以
2、新粒子、新能源或其他新素材为背景的信息题成为热点，考查的题型以选择题和填空题为主，考查的难度中等偏下. 3.从近几年高考命题的情况来看，在今年的高考复习备考中要认真梳理课本中的基本概念和基本规律，注意概念和规律的理解和记忆，弄清知识间的联系，关注科技热点和科技进步.,黑体辐射 【典例1】(2011江苏高考)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是( ),【审题视角】解答本题应把握黑体辐射的两个特点： 【关键点】 (1)黑体辐射强度变化：随温度的升高，各种波长的辐射都增强. (2)黑体辐射波长移动：随温度的升高，辐射最强对应波长减小.,【精讲精析】黑体辐射的强度随
3、着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都增加，另一方面辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动，所以选项A正确. 答案：A,【命题人揭秘】黑体辐射的研究量子论建立 (1)通过对黑体辐射的研究，普朗克提出了量子论，开创了物理学新纪元 (2)黑体辐射强度与波长关系图源于教材，考查对黑体辐射强度与波长关系图的理解,光的粒子性 光电效应 【典例2】(2011新课标全国卷)在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为0，该金属的逸出功为_.若用波长为(0)的单色光做实验，则其遏止电压为_.已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h.,【审题视角】解答本题应注意以下两点： 【关键点】 (1
4、)理解并区分几个概念：截止频率、逸出功、遏止电压及光电效应的产生条件. (2)熟练运用几个公式：光子能量公式、波长波速和频率公式、爱因斯坦光电效应方程.,【精讲精析】由W逸=h极限和= 得：W逸= 由爱因斯坦光电效应方程Ek=h -W逸得： 光电子的最大初动能Ek=h - = 由动能定理得：-eU遏止=0-Ek 所以U遏止 答案：,【命题人揭秘】从光电效应实验规律理解光的粒子性 (1)极限频率0：入射光子能量hW逸=h0，产生光电效应. (2)最大初动能Ek：Ek随入射光子频率的增大而增大. (3)光电效应方程：揭示光的粒子性的能量守恒方程. (4)遏止电压U遏：不能形成光电流的最小反向电压.
5、,原子结构 氢原子光谱 【典例3】(2011四川高考)氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为2，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则( ) A.吸收光子的能量为h1+ h2 B.辐射光子的能量为h1+ h2 C.吸收光子的能量为h2-h1 D.辐射光子的能量为h2-h1,【审题视角】解答本题按以下思路进行：,【精讲精析】氢原子从能级m跃迁到能级n时，辐射红光，Em-En =h1 从能级n跃迁到能级k时，吸收紫光，Ek-En=h2 则从能级k跃迁到能级m时，能量降低，辐射光子，辐射光子能量为：Ek-Em=(Ek-En)-(Em-En
6、)=h2-h1， 故正确答案为选项D 答案：D,【命题人揭秘】画氢原子能级图分析氢原子光谱 (1)氢原子能级图特点：量子数n越大，能量值越大，能级间距 越小. (2)能级跃迁能量特点：高能级向低能级跃迁辐射光子，低能 级向高能级跃迁吸收光子，能级差越大光子能量越大. (3)自发跃迁的可能性：第n能级上一个氢原子有(n-1)条可能 光谱线；第n能级上一群氢原子有 条可能光谱线. (4)氢原子电离能：第n能级氢原子电离需吸收的电离能为 E电离=-En.,天然放射现象 衰变 【典例4】(2011上海高考)天然放射性元 素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图 所示，由此可推知( ) A.来自于原子核外
7、的电子 B.的电离作用最强，是一种电磁波 C.的电离作用较强，是一种电磁波 D.的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子,【审题视角】解答本题可按以下思路分析:,【精讲精析】衰变的射线均来自于核内，A错；从图中可看出，一张纸能挡住射线，则射线一定是射线，其贯穿本领最差，电离能力最强，但不是电磁波，而是高速氦核流，B错；铝板能挡住，而不能挡住，说明一定是射线，其电离能力最弱，贯穿本领最强，是一种电磁波，属于原子核内以能量形式释放出来的以光速运行的高能光子，D对C错. 答案：D,【命题人揭秘】三种射线的产生及特点 (1)天然放射现象即衰变，放出的射线有、三种，都是从原子核内部放射出来的高速粒子流，只
8、有射线是电磁波. (2)、三种射线的电离作用、穿透能力和在电磁场中的偏转情况各不相同，射线电离作用最强，射线电离作用最弱；射线穿透能力最强，射线穿透能力最弱；只有射线在电磁场中不发生偏转.,核反应方程 原子核的组成 【典例5】(2011海南高考)2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故.在泄漏的污染物中含有131I和137Cs两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射.在下列四个式子中，有两个能分别反映131I和137Cs衰变过程，它们分别是_和_(填入正确选项前的字母).131I和137Cs原子核中的中子数分别是_和_. A.X113756Ba+10
9、n B.X213154Xe+0-1e C.X313756Ba+0-1e D.X413154Xe+11p,【审题视角】解答本题的思路如下：,【精讲精析】从四个核反应方程看出能够产生粒子的只有B、C，再由质量数和核电荷数守恒可以得出能反映131I衰变过程的是方程B，131I原子核中的中子数是131-53=78；能反映137Cs衰变过程的是方程C，137Cs原子核中的中子数是137-55=82. 答案：B C 78 82,【阅卷人点拨】,光的粒子性 光电效应 高考指数: 1.(2012北京高考)“约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成.若在结两端加恒定电压U，则它会辐射频率为的电磁波，且与U成正比，即=k
10、U.已知比例系数k仅与元电荷e的2倍和普朗克常量h有关.你可能不了解此现象的机理，但仍可运用物理学中常用的方法，在下列选项中，推理判断比例系数k的值可能为( ) A. B. C.2he D.,【解题指南】本题需要把握以下两点： (1)电磁波的频率、普朗克常量、能量之间的关系. (2)电压、电量与能量的关系. 【解析】选B.电磁波的频率、普朗克常量h、能量E之间的关 系E=h，因为=kU，所以E=hkU；电压U、电量q与能量E的关 系是E=qU，由题意知q=2e，所以,2.(2011上海高考)用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是( ) A.改用频率更小的紫外
11、线照射 B.改用X射线照射 C.改用强度更大的原紫外线照射 D.延长原紫外线的照射时间 【解析】选B.根据爱因斯坦对光电效应的研究结论可知光子的频率必须大于金属的极限频率，A错；与光照射时间无关，D错；与光强度无关，C错；X射线的频率比紫外线频率高，故B对,3.(2011广东高考)光电效应实验中，下列表述正确的是( ) A.光照时间越长光电流越大 B.入射光足够强就可以有光电流 C.遏止电压与入射光的频率有关 D.入射光频率大于极限频率才能产生光电子 【解析】选C、D.光电流的大小与入射光的强度有关，A错误产生光电效应的条件是：入射光的频率大于或等于被照射材料的极限频率由h=W0+Ek和eUc
12、=Ek知，入射光的频率达不到极限频率，增加照射光的强度是不能产生光电流的，所以B错误，C、D正确,4.(2011福建高考)爱因斯坦因提出了光 量子概念并成功地解释光电效应的规律而 获得1921年诺贝尔物理学奖.某种金属逸 出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率 的关系如图所示，其中0为极限频率.从图中可以确定的是( ) A.逸出功与有关 B.Ekm与入射光强度成正比 C.当0时，会逸出光电子 D.图中直线的斜率与普朗克常量有关,【解析】选D.光电子的最大初动能与入射光频率的关系是Ekm =h-W0，结合图象易判断D正确,5.(2010浙江高考)在光电效应实 验中，飞飞同学用同一光电管在不 同实
13、验条件下得到了三条光电流与 电压之间的关系曲线(甲光、乙光、 丙光)，如图所示.则可判断出( ) A.甲光的频率大于乙光的频率 B.乙光的波长大于丙光的波长 C.乙光对应的截止频率大于丙光对应的截止频率 D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大 初动能,【解题指南】解答本题时应注意以下两点： (1)搞清光电流与电压的关系. (2)熟记截止频率、遏止电压和光电子最大初动能等概念. 【解析】选B.由图象知甲光、乙光对应的遏止电压相等，且小于丙光对应的遏止电压，所以甲光和乙光对应的光电子最大初动能相等且小于丙光的光电子最大初动能，故D项错误；根据爱因斯坦光电效应方程Ek=h-W0知甲光
14、和乙光的频率相等，且小于丙光的频率，故A错误，B正确；截止频率是由金属决定的,与入射光无关，故C错误.,6.(2012江苏高考)A、B两种光子的能量之比为21，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为EA、EB.求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功. 【解析】光子能量=h,动量 且 得 则pApB=21 A照射时，光电子的最大初动能EA=A-W0. 同理，EB=B-W0,解得W0=EA-2EB 答案：21 EA-2EB,7.(2010江苏高考)(1)研究光电效应电路 如图所示，用频率相同、强度不同的光分别 照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板 发射出的光电子被
15、阳极A吸收，在电路中形 成光电流.下列光电流I与A、K之间的电压 UAK的关系图象中，正确的是( ),(2)钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子.光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小_(选填“增大”、“减小”或“不变”)， 原因是_ _. (3)已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为-3.4 eV和-1.51 eV， 金属钠的截止频率为5.531014 Hz, 普朗克常量h=6.6310-34 Js.请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应.,【解析】(1)选C.由爱因斯坦光电效应方程Ek=h-W0和动能定 理eUc=Ek，可得:Uc= 遏止电压Uc与入射光的频率有 关，与光的强度无关.由发生光电效应规律可知，光电流与光 的强度有关，光越强，光电流越强.所以选项C正确,A、B、D错 误. (2)钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，由于 光电子在从金属表面逸出的过程中，要受到金属表面层中力的 阻碍作用(或需要克服逸出功).所以在光电子从金属表面逸出 的过程中，其动量的大小减小.,(3)氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中，放出的光子能量为E=E3-E2，代入数据得E=1.89 eV，金属钠的逸
