《2020高考物理大一轮复习课件：13.专题十三 原子物理(共91张)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020高考物理大一轮复习课件：13.专题十三 原子物理(共91张)（91页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题十三 原子物理,【物理】：专题十三 原子物理,考情精解读,A.考点帮知识全通关,目录 CONTENTS,考纲要求,命题规律,命题分析预测,考点1 光电效应、波粒二象性,考点2 原子结构、氢原子光谱,考点3 天然放射现象、核反应、核能,核心素养聚焦,方法1 光电效应问题的求解方法,方法2 能级跃迁问题的求解方法,方法3 核反应与核能问题的求解方法,B.方法帮题型全突破,C.考法帮考向全扫描,考向1 对重大科学发现史的考查,考向2 对光电效应的考查,考向3 对能级和能级跃迁的综合考查,物理 专题十三：原子物理,考向4 对核反应及核能的考查,考情精解读,考纲要求 核心考点 命题规律 考向必究 核
2、心素养聚焦 命题分析预测,物理 专题十三：原子物理,1.氢原子光谱 2.氢原子的能级结构、能级公式 3.原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期 4.放射性同位素 5.核力、核反应方程 6.结合能、质量亏损 7.裂变反应和聚变反应、裂变反应堆 8.射线的危害和防护 9.光电效应 10.爱因斯坦光电效应方程 ,考纲要求,命题规律,物理观念 1.了解光电效应、波粒二象性、原子的核式结构、放射性和核衰变、核反应. 2.掌握光电效应方程、核衰变、核反应等规律. 3.更好地形成物质观念、运动与相互作用观念及能量观念. 科学思维 1.运用光电效应方程、核衰变、核反应等规律求解问题. 2.领会模型建构、科
3、学推理、科学论证、质疑创新等在人类探索微观世界过程中的作用. 3.运用电荷守恒和能量守恒思想分析求解原子物理问题.,核心素养聚焦,高考对原子结构和能级部分的考查重点为:对粒子散射实验的理解、原子的核式结构学说、能级、光子的发射与吸收.可以是对本部分内容的单独考查，也可以与磁场、动量、几何光学、光电效应、电磁波谱等知识相结合进行综合考查，以选择题或计算题的形式出现.天然放射现象、核反应和核能部分主要是单独考查，但试题往往灵活多变，且常与最新时事相结合，考查对相关知识的理解和应用能力，一般以选择题的形式出现.,命题分析预测,A.考点帮知识全通关,考点1 光电效应、波粒二象性 考点2 原子结构、氢原
4、子光谱 考点3 天然放射现象、核反应、核能,物理 专题十三：原子物理,1.光本性学说的发展简史,考点1 光电效应、波粒二象性,2.光电效应现象中的几个概念 (1)光电效应:在光的照射下金属发射电子的现象叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子. (2)极限频率:能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的极限频率. (3)逸出功:电子从金属中逸出所需做功的最小值叫做该金属的逸出功. (4)遏止电压:使光电流减小到零时的反向电压称为遏止电压. (5)光子说:在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子，光子的能量E=h. 3.光电效应方程:Ek=h-W0.Ek为光电
5、子的最大初动能，为入射光的频率，W0为金属的逸出功.,物理 专题十三：原子物理,4.对光电效应实验规律的理解 (1)任何一种金属，都有一个与之对应的极限频率，用低于这个频率的光照射该金属不能发生光电效应.所以判断是否发生光电效应应该比较题目中给出的入射光频率和对应金属的极限频率的大小. (2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光频率的增大而增大. (3)入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9 s. 5.光电效应中应区分的几个概念 (1)光子与光电子 光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电，光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，光子是光电效应
6、的因，光电子是果.,物理 专题十三：原子物理,(2)光电子的动能与光电子的最大初动能 光照射到金属表面时，电子吸收光子的能量，可能向各个方向运动，向外飞出时，需克服原子核的引力和其他原子的阻碍作用而损失一部分能量，剩余部分能量为光电子的初动能；只有金属表面的电子直接向外飞出时，即电子只需克服原子核的引力做功，光电子才具有最大初动能. (3)光电流和饱和电流 从金属板中飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和电流，在一定的光照条件下，饱和电流与所加电压大小无关. (4)入射光强度与光子能量 入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面
7、积上的总能量，光子能量即每个光子的能量.光的总能量等于光子能量与入射光子数的乘积.,物理 专题十三：原子物理,6.康普顿效应,物理 专题十三：原子物理,物理 专题十三：原子物理,物理 专题十三：原子物理,7.光的波粒二象性、物质波 (1)光的波粒二象性,物理 专题十三：原子物理,考点2 原子结构、氢原子光谱,1.原子的核式结构模型 (1)19091911年，英国物理学家卢瑟福进行了粒子散射实验，提出了核式结构模型. (2)粒子散射实验: a.实验装置(如图所示) b.实验结果:粒子穿过金箔后，绝大多数沿原方向前进，少数发生较 大角度偏转，极少数偏转角度大于90，甚至被弹回. (3)核式结构模型
8、:原子中心有一个 很小的核，叫做原子核，原子的全 部正电荷和几乎全部质量都集中在 原子核里，带负电的电子在核外空 间绕核旋转.,物理 专题十三：原子物理,学科素养科学探究 实验选用金箔的原因: 1.金的延展性好，容易做成很薄的箔，实验用的金箔厚度大约是10-7 m； 2.金原子带的正电荷多，与粒子间的库仑力大； 3.金原子质量大约是粒子质量的50倍，因而惯性大，粒子运动状态容易改变.,物理 专题十三：原子物理,物理 专题十三：原子物理,物理 专题十三：原子物理,考点3 天然放射现象、核反应、核能,1.三种射线的比较,学科素养科学态度与责任 放射性同位素的应用与防护 1.应用 (1)利用射线:射
9、线具有很强的电离作用，可用于消除有害静电，还可用于火警报警器；射线有很强的贯穿本领，可用于工业探伤. (2)作为示踪原子:同位素具有相同的化学性质，可用放射性同位素代替非放射性同位素作为示踪原子. 2.防护 放射性物质对人体组织是有伤害的，主要应用于农业生产和疾病诊断，要防止放射性物质对水源、空气、用具和工作场所的污染.,物理 专题十三：原子物理,物理 专题十三：原子物理,物理 专题十三：原子物理,物理 专题十三：原子物理,特征:半衰期只由核内部自身的因素决定,与原子所处的化学状态和外部条件无关. 4.四种核反应类型的区分与典例,物理 专题十三：原子物理,续表,物理 专题十三：原子物理,掌握核
10、反应方程遵循的规律是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据,所以要理解并应用好质量数守恒和电荷数守恒的规律. 熟悉核反应的四种基本类型,可以帮助我们理清思路,很快写出正确的核反应方程. (2)书写核反应方程的注意事项 必须遵循电荷数守恒和质量数守恒规律,有的核反应方程还要考虑能量守恒定律(例如,裂变和聚变方程常含能量项). 方程中的箭头()表示核反应进行的方向,不要把箭头写成等号. 写核反应方程必须有实验依据,决不能毫无根据地编造. 6.核能 (1)核力的特点 核力是强相互作用(强力)的一种表现.在原子核的尺度内,核力比库仑力大得多.,物理 专题十三：原子物理,核力是短程力,作用
11、范围在1.510-15 m之内.核力在距离大于0.810-15 m时表现为吸引力,且随距离的增大而减小,超过1.510-15 m,核力急剧下降,几乎消失;在距离小于0.810-15 m时,核力表现为斥力,因此核子不会融合在一起. 每个核子只跟相邻的核子发生核力作用,这种性质称为核力的饱和性.质子间、中子间、质子和中子间都存在核力. (2)结合能 结合能:核子结合成原子核时放出一定的能量,原子核分解成核子时吸收一定能量,这种能量叫结合能. 平均结合能(比结合能):原子核的结合能与其核子数之比,称为比结合能,也叫平均结合能. 说明：平均结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定.,物理
12、 专题十三：原子物理,(3)核能的计算爱因斯坦质能方程 质量亏损:核子结合生成原子核,所生成的原子核的质量比组成它的核子的总质量要小些,这种现象叫做质量亏损. 爱因斯坦质能方程:物体的能量和质量之间存在着密切的联系,它们之间的关系是E=mc2或E=mc2. 这就是著名的爱因斯坦质能方程.在计算核能时,可以先计算亏损质量m,再代入质能方程中即可求出核能.,物理 专题十三：原子物理,B.方法帮题型全突破,方法1 光电效应问题的求解方法 方法2 能级跃迁问题的求解方法 方法3 核反应与核能问题的求解方法,物理 专题十三：原子物理,方法1 光电效应问题的求解方法,方法解读： 1.光电效应规律的两条线索
13、 (1)入射光频率决定光子能量决定光电子的最大初动能. (2)入射光强度决定单位时间内接收的光子数决定单位时间内发射的光电子数决定饱和电流.即:,方法1 光电效应问题的求解方法,方法1 光电效应问题的求解方法,3.光电效应的图象,方法1 光电效应问题的求解方法,续表,题型 1 光电管两端加正向电压问题 示例1 如图所示是光电管的原理图,已知当有波长为0的光照到阴极K上时,电路中有光电流,则 A.若换用波长为1(10)的光照射阴极K时,电路中一定没有光电流 B.若换用波长为2(20)的光照射阴极K时,电路中一定有光电流 C.增加光电管两端电压,电路中光电流一定增大 D.减小光电管两端电压,电路中
14、光电流一定减小,物理 专题十三：原子物理,数学 第四章：三角函数,物理 专题十三：原子物理,获取正能量 所谓光电管两端接正向电压指的是,阴极K接电源负极,阳极A接电源正极,光电子在阴极K被光子打出来之后,会在正向电压的作用下加速向阳极A运动,从而使电路导通出现光电流,电流表有示数.这里有两个需要注意的地方:一是光电流达到饱和前,增大电压,光电流会增大,之后再增大电压,光电流保持不变;二是在保持正向电压不变的情况下,若增加光强,光电流会增大.,数学 第四章：三角函数,物理 专题十三：原子物理,测试硬实力 1.多选如图所示为光电效应的电路图，分别用波长为0、1、2的单色光做实验，已知102.当开关
15、闭合后，用波长为0的单色光照射光电管的阴极K时，电流表有示数.则下列说法正确的是( ) A.光电管阴极材料的逸出功与入射光无关 B.若用波长为1的单色光进行实验，则电流 表的示数一定为零 C.若仅增大电源的电动势，则电流表的示数 一定增大 D.若仅将电源的正、负极对调，则电流表的 示数可能为零,数学 第四章：三角函数,物理 专题十三：原子物理,题型 2 光电管两端加反向电压问题 示例2 如图所示,当开关S断开时,用光子能量为4.5 eV的一束光照射阴极K,发现电流表读数不为零.合上开关,调节滑动变阻器,发现当电压表读数小于1.60 V时,电流表读数仍不为零;当电压表读数大于或等于1.60 V时
16、,电流表读数为零.求: (1)此时光电子的最大初动能; (2)该阴极材料的逸出功.,物理 专题十三：原子物理,数学 第四章：三角函数,物理 专题十三：原子物理,数学 第四章：三角函数,物理 专题十三：原子物理,题型 3 光电效应的图象问题 考法示例3 用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流大小与照射光的强弱、频率等物理量的关系.图中A、K两极间的电压大小可调,电源的正、负极也可以对调.分别用a、b、c三束单色光照射,调节A、K间的电压U,得到光电流I与电压U的关系如图乙所示.由图可知 A.单色光a和c的频率相同,但a更强些 B.单色光a和c的频率相同,但a更弱些 C.单色光b的频率小于a的频率 D.改变电源的极性不可能有光电流产生 图甲 图乙,物理 专题十三：原子物理,解析 由题图乙可知,a、c的遏止电压相同,根据光电效应方程可知
