高考物理二輪課件：52-近代物理

第2講近代物理第2講近代物理-2-網(wǎng)絡構(gòu)建要點必備-2-網(wǎng)絡構(gòu)建要點必備-3-網(wǎng)絡構(gòu)建要點必備1.能級躍遷(1)輻射條件:hν=

。

(2)輻射光譜線條數(shù):一群處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的氫原子,可輻射出的光譜線條數(shù)N=

。

2.光電效應(1)光電效應規(guī)律。(2)光電效應方程:hν=

。

3.核反應、核能的計算(1)兩個守恒:質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒。(2)質(zhì)能方程:E=

。

Em-EnEk+W0mc2-3-網(wǎng)絡構(gòu)建要點必備1.能級躍遷Em-EnEk+W0m-4-考點一考點二考點三考點一原子結(jié)構(gòu)

例1下列有關原子結(jié)構(gòu)和原子核的認識,其中正確的是(

)A.γ射線是高速運動的電子流B.氫原子輻射光子后,其繞核運動的電子動能增大C.太陽輻射能量的主要來源是太陽中發(fā)生的重核裂變B-4-考點一考點二考點三考點一原子結(jié)構(gòu)

B-5-考點一考點二考點三例2(多選)(2016河南鄭州一中調(diào)研)如圖所示為氫原子的能級圖?，F(xiàn)有大量處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷,下列說法正確的是(

)A.氫原子由n=3躍遷到n=2能級時,其核外電子的動能將減小B.這些氫原子總共可輻射出三種不同頻率的光C.這些氫原子躍遷時輻射出光子能量的最大值為10.2eVD.氫原子由n=3躍遷到n=1產(chǎn)生的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應BD-5-考點一考點二考點三例2(多選)(2016河南鄭州一中調(diào)-6-考點一考點二考點三

-6-考點一考點二考點三

-7-考點一考點二考點三規(guī)律方法原子能級躍遷問題的解題技巧(1)原子躍遷時,所吸收或釋放的光子能量只能等于兩能級之間的能量差,即ΔE=hν=|E初-E末|。(2)原子電離時,所吸收的能量可以大于或等于某一能級能量的絕對值。(3)一群氫原子和一個氫原子不同,氫原子核外只有一個電子,這個電子在某時刻只能處在某一個確定的軌道上,在某段時間內(nèi),由這一軌道躍遷到另一軌道時,可能的情況只有一種,但是如果有大量的氫原子,它們的核外電子向基態(tài)躍遷時就會有各種情況出現(xiàn)了,發(fā)射光子的種類-7-考點一考點二考點三規(guī)律方法-8-考點一考點二考點三(4)計算氫原子能級躍遷放出或吸收光子的頻率和波長時,要注意各能級的能量值均為負值,且單位為電子伏特,計算時需換算單位,1

eV=1.6×10-19

J。-8-考點一考點二考點三(4)計算氫原子能級躍遷放出或吸收光-9-考點一考點二考點三考點二光電效應

例3(多選)在光電效應實驗中,用頻率為ν的光照射光電管陰極,發(fā)生了光電效應,下列說法正確的是(

)A.增大入射光的強度,光電流增大B.減小入射光的強度,光電效應現(xiàn)象消失C.改用頻率小于ν的光照射,一定不發(fā)生光電效應D.改用頻率大于ν的光照射,光電子的最大初動能變大AD解析:增大入射光強度,使單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)增加,因此光電流增大,選項A正確;能否發(fā)生光電效應與照射光的頻率有關,與強度無關,選項B錯誤;當照射光的頻率小于ν,但大于極限頻率時仍能發(fā)生光電效應,選項C錯誤;由Ekm=hν-W,增加入射光的頻率,光電子的最大初動能變大,選項D正確。-9-考點一考點二考點三考點二光電效應

AD解析:增大入射-10-考點一考點二考點三例4(多選)如圖是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek與入射光頻率ν的關系圖象。由圖象可知

(

)A.該金屬的逸出功等于EB.該金屬的逸出功等于hν0C.入射光的頻率為2ν0時,產(chǎn)生的光電子的最大初動能為EABC解析:由愛因斯坦的光電效應方程可得:Ek=hν-W,對應圖線可得,該金屬的逸出功W=E=hν0,A、B均正確;若入射光的頻率為2ν0,則產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek=2hν0-W=hν0=E,故C正確;入射光的頻率為

時,該金屬不發(fā)生光電效應,D錯誤。-10-考點一考點二考點三例4(多選)如圖是某金屬在光的照-11-考點一考點二考點三規(guī)律方法光電效應的研究思路-11-考點一考點二考點三規(guī)律方法-12-考點一考點二考點三考點三核反應與核能

例5(多選)研制核武器的钚

可由鈾

經(jīng)過衰變而產(chǎn)生,下列敘述正確的是(

)A.钚239和鈾239是同位素B.鈾239經(jīng)過一個半衰期時原子核的數(shù)量減少為原來的一半C.鈾239經(jīng)過一次α衰變產(chǎn)生钚239D.鈾239經(jīng)過兩次β衰變產(chǎn)生钚239BD解析:同位素的核電荷數(shù)相同,質(zhì)量數(shù)不同,選項A錯誤。鈾239經(jīng)過兩次β衰變產(chǎn)生钚239,選項C錯誤。-12-考點一考點二考點三考點三核反應與核能

BD解析:同-13-考點一考點二考點三例6在某些恒星內(nèi)部,3個氦核

結(jié)合成1個碳核

。已知1個氦核的質(zhì)量為m1、1個碳核的質(zhì)量為m2,1個質(zhì)子的質(zhì)量為mp,1個中子的質(zhì)量為mn,真空中的光速為c。(1)寫出核反應方程式。(2)求核反應的質(zhì)量虧損。(3)求碳核的比結(jié)合能為。-13-考點一考點二考點三例6在某些恒星內(nèi)部,3個氦核-14-考點一考點二考點三思維激活

1.核反應前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒。

2.比結(jié)合能為組成原子的所有核子的質(zhì)量虧損和核子數(shù)的比值。-14-考點一考點二考點三思維激活1.核反應前后質(zhì)量數(shù)和電-15-考點一考點二考點三規(guī)律方法衰變及核反應方程的書寫(1)原子核的衰變①衰變實質(zhì):α衰變是原子核中的2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合成一個氦核并射出;β衰變是原子核中的中子轉(zhuǎn)化為一個質(zhì)子和一個電子,再將電子射出;γ衰變伴隨著α衰變或β衰變同時發(fā)生,不改變原子核的質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù),以光子形式釋放出衰變過程中產(chǎn)生的能量。②衰變的快慢由原子核內(nèi)部因素決定,跟原子所處的物理、化學狀態(tài)無關;半衰期是統(tǒng)計規(guī)律,對個別、少數(shù)原子核無意義。-15-考點一考點二考點三規(guī)律方法-16-考點一考點二考點三(2)核反應方程的書寫①核反應過程一般不可逆,所以核反應方程中用“→”表示方向而不能用等號代替。②核反應方程遵循質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒,但核反應前后的總質(zhì)量一般會發(fā)生變化(質(zhì)量虧損)且釋放出核能。③核反應的生成物一定要以實驗為基礎,不能只依據(jù)兩個守恒規(guī)律憑空杜撰出生成物來寫核反應方程。-16-考點一考點二考點三(2)核反應方程的書寫-17-53124考點一原子結(jié)構(gòu)

1.下列說法中不正確的是(

)A.原子中的電子繞原子核高速運轉(zhuǎn)時,運行軌道的半徑不是任意的B.α粒子散射實驗中,發(fā)現(xiàn)少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn),因為原子的質(zhì)量絕大部分集中在很小空間范圍內(nèi)C.光電效應實驗和康普頓效應實驗說明了光具有粒子性D.平時我們在空氣中看到的放電火花,就是氣體電離導電的結(jié)果6B解析:由玻爾理論知道,電子的軌道不是任意的,電子有確定的軌道,故A正確;少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn),說明原子的幾乎全部質(zhì)量和所有正電荷主要集中在很小的核上,否則不可能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn),故B錯誤;光電效應實驗和康普頓效應實驗均說明了光具有粒子性,故C正確;通常情況下,氣體不導電,但在強電場中被電離后可導電,故D正確。-17-53124考點一原子結(jié)構(gòu)

6B解析:由玻爾理論知道-18-531242.圖甲所示為氫原子的能級,圖乙為氫原子的光譜。已知譜線a是氫原子從n=4的能級躍遷到n=2能級時的輻射光,則譜線b可能是氫原子

時的輻射光。(填選項前的字母)

A.從n=5的能級躍遷到n=3的能級B.從n=4的能級躍遷到n=3的能級C.從n=5的能級躍遷到n=2的能級D.從n=3的能級躍遷到n=2的能級6C-18-531242.圖甲所示為氫原子的能級,圖乙為氫原子的-19-531246解析:譜線a是氫原子從n=4的能級躍遷到n=2的能級時的輻射光,波長大于譜線b,所以a光的光子頻率低于b光的光子頻率,所以b光的光子能量大于n=4躍遷到n=2的能級差;n=3躍遷到n=2,n=4躍遷到n=3,n=5躍遷到n=3的能級差小于n=4躍遷到n=2的能級差;n=5躍遷到n=2的能級差大于n=4躍遷到n=2的能級差,故A、B、D項錯誤,C項正確。故選C項。-19-531246解析:譜線a是氫原子從n=4的能級躍遷到-20-53124考點二光電效應

3.如圖所示是光電管的原理圖,已知當有波長為λ0的光照到陰極K上時,電路中有光電流,則

(

)A.若換用波長為λ1(λ1>λ0)的光照射陰極K時,電路中一定沒有光電流B.若換用波長為λ2(λ2<λ0)的光照射陰極K時,電路中一定有光電流C.增加電路中電源電壓,電路中光電流一定增大D.若將電源極性反接,電路中一定沒有光電流產(chǎn)生6B-20-53124考點二光電效應

6B-21-531246解析:用波長為λ0的光照射陰極K時,電路中有光電流,知波長為λ0的光照射陰極K時,發(fā)生了光電效應,換用波長為λ1(λ1>λ0)的光照射陰極K時,由于頻率變小,不一定發(fā)生光電效應,電路中不一定有光電流,故A項錯誤;換用波長為λ2(λ2<λ0)的光照射陰極K時,頻率變大,一定能發(fā)生光電效應,電路中一定有光電流,故B項正確;增加電路中電源的路端電壓,當達到飽和電流,不再增大,故C項錯誤;將電路中電源的極性反接,光電子做減速運動,還可能到達陽極,所以還可能有光電流,故D項錯誤。-21-531246解析:用波長為λ0的光照射陰極K時,電路-22-531244.(多選)19世紀初,愛因斯坦提出光子理論,使得光電效應現(xiàn)象得以完美解釋,玻爾的氫原子模型也是在光子概念的啟發(fā)下提出的。關于光電效應和氫原子模型,下列說法正確的是(

)A.光電效應實驗中,入射光足夠強就可以有光電流B.若某金屬的逸出功為W0,該金屬的截止頻率為C.保持入射光強度不變,增大入射光頻率,金屬在單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)將減小D.一群處于第四能級的氫原子向基態(tài)躍遷時,將向外輻射六種不同頻率的光子6BCD-22-531244.(多選)19世紀初,愛因斯坦提出光子理-23-531246解析:發(fā)生光電效應的條件是入射光頻率大于極限頻率,并不是光足夠強,就能發(fā)生光電效應,故A錯誤;由金屬的逸出功W0=hν,得

,故B正確;一定強度的入射光照射某金屬發(fā)生光電效應時,入射光的頻率越高,單個光子的能量值越大,光子的個數(shù)越少,單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少,故C正確;一群處于第四能級的氫原子向基態(tài)躍遷的過程中,根據(jù)

知,最多將向外輻射六種不同頻率的光子,故D正確。-23-531246解析:發(fā)生光電效應的條件是入射光頻率大于-24-53124考點三核反應與核能

5.在下列四個核反應方程中,符號“X”表示中子的是(

)6C解析:由核反應過程中,電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒可知:C項,X的質(zhì)量數(shù)為1,核電荷數(shù)為0,即X為中子,故選C。-24-53124考點三核反應與核能

6C解析:由核反應過-25-5312466.(多選)目前,在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝飾材料,這些材料都不同程度地含有放射性元素,下列有關放射性元素的說法中正確的是(

)A.β射線與γ射線一樣都是電磁波,但穿透本領遠比γ射線弱B.氡的半衰期為3.8天,4個氡原子核經(jīng)過7.6天后就一定只剩下1個氡原子核

D.放射性元素發(fā)生β衰變時所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時產(chǎn)生的CD-25-5312466.(多選)目前,在居室裝修中經(jīng)常用到花-26-531246-26-531246第2講近代物理第2講近代物理-28-網(wǎng)絡構(gòu)建要點必備-2-網(wǎng)絡構(gòu)建要點必備-29-網(wǎng)絡構(gòu)建要點必備1.能級躍遷(1)輻射條件:hν=

。

(2)輻射光譜線條數(shù):一群處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的氫原子,可輻射出的光譜線條數(shù)N=

。

2.光電效應(1)光電效應規(guī)律。(2)光電效應方程:hν=

。

3.核反應、核能的計算(1)兩個守恒:質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒。(2)質(zhì)能方程:E=

。

Em-EnEk+W0mc2-3-網(wǎng)絡構(gòu)建要點必備1.能級躍遷Em-EnEk+W0m-30-考點一考點二考點三考點一原子結(jié)構(gòu)

例1下列有關原子結(jié)構(gòu)和原子核的認識,其中正確的是(

)A.γ射線是高速運動的電子流B.氫原子輻射光子后,其繞核運動的電子動能增大C.太陽輻射能量的主要來源是太陽中發(fā)生的重核裂變B-4-考點一考點二考點三考點一原子結(jié)構(gòu)

B-31-考點一考點二考點三例2(多選)(2016河南鄭州一中調(diào)研)如圖所示為氫原子的能級圖?，F(xiàn)有大量處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷,下列說法正確的是(

)A.氫原子由n=3躍遷到n=2能級時,其核外電子的動能將減小B.這些氫原子總共可輻射出三種不同頻率的光C.這些氫原子躍遷時輻射出光子能量的最大值為10.2eVD.氫原子由n=3躍遷到n=1產(chǎn)生的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應BD-5-考點一考點二考點三例2(多選)(2016河南鄭州一中調(diào)-32-考點一考點二考點三

-6-考點一考點二考點三

-33-考點一考點二考點三規(guī)律方法原子能級躍遷問題的解題技巧(1)原子躍遷時,所吸收或釋放的光子能量只能等于兩能級之間的能量差,即ΔE=hν=|E初-E末|。(2)原子電離時,所吸收的能量可以大于或等于某一能級能量的絕對值。(3)一群氫原子和一個氫原子不同,氫原子核外只有一個電子,這個電子在某時刻只能處在某一個確定的軌道上,在某段時間內(nèi),由這一軌道躍遷到另一軌道時,可能的情況只有一種,但是如果有大量的氫原子,它們的核外電子向基態(tài)躍遷時就會有各種情況出現(xiàn)了,發(fā)射光子的種類-7-考點一考點二考點三規(guī)律方法-34-考點一考點二考點三(4)計算氫原子能級躍遷放出或吸收光子的頻率和波長時,要注意各能級的能量值均為負值,且單位為電子伏特,計算時需換算單位,1

eV=1.6×10-19

J。-8-考點一考點二考點三(4)計算氫原子能級躍遷放出或吸收光-35-考點一考點二考點三考點二光電效應

例3(多選)在光電效應實驗中,用頻率為ν的光照射光電管陰極,發(fā)生了光電效應,下列說法正確的是(

)A.增大入射光的強度,光電流增大B.減小入射光的強度,光電效應現(xiàn)象消失C.改用頻率小于ν的光照射,一定不發(fā)生光電效應D.改用頻率大于ν的光照射,光電子的最大初動能變大AD解析:增大入射光強度,使單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)增加,因此光電流增大,選項A正確;能否發(fā)生光電效應與照射光的頻率有關,與強度無關,選項B錯誤;當照射光的頻率小于ν,但大于極限頻率時仍能發(fā)生光電效應,選項C錯誤;由Ekm=hν-W,增加入射光的頻率,光電子的最大初動能變大,選項D正確。-9-考點一考點二考點三考點二光電效應

AD解析:增大入射-36-考點一考點二考點三例4(多選)如圖是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek與入射光頻率ν的關系圖象。由圖象可知

(

)A.該金屬的逸出功等于EB.該金屬的逸出功等于hν0C.入射光的頻率為2ν0時,產(chǎn)生的光電子的最大初動能為EABC解析:由愛因斯坦的光電效應方程可得:Ek=hν-W,對應圖線可得,該金屬的逸出功W=E=hν0,A、B均正確;若入射光的頻率為2ν0,則產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek=2hν0-W=hν0=E,故C正確;入射光的頻率為

時,該金屬不發(fā)生光電效應,D錯誤。-10-考點一考點二考點三例4(多選)如圖是某金屬在光的照-37-考點一考點二考點三規(guī)律方法光電效應的研究思路-11-考點一考點二考點三規(guī)律方法-38-考點一考點二考點三考點三核反應與核能

例5(多選)研制核武器的钚

可由鈾

經(jīng)過衰變而產(chǎn)生,下列敘述正確的是(

)A.钚239和鈾239是同位素B.鈾239經(jīng)過一個半衰期時原子核的數(shù)量減少為原來的一半C.鈾239經(jīng)過一次α衰變產(chǎn)生钚239D.鈾239經(jīng)過兩次β衰變產(chǎn)生钚239BD解析:同位素的核電荷數(shù)相同,質(zhì)量數(shù)不同,選項A錯誤。鈾239經(jīng)過兩次β衰變產(chǎn)生钚239,選項C錯誤。-12-考點一考點二考點三考點三核反應與核能

BD解析:同-39-考點一考點二考點三例6在某些恒星內(nèi)部,3個氦核

結(jié)合成1個碳核

。已知1個氦核的質(zhì)量為m1、1個碳核的質(zhì)量為m2,1個質(zhì)子的質(zhì)量為mp,1個中子的質(zhì)量為mn,真空中的光速為c。(1)寫出核反應方程式。(2)求核反應的質(zhì)量虧損。(3)求碳核的比結(jié)合能為。-13-考點一考點二考點三例6在某些恒星內(nèi)部,3個氦核-40-考點一考點二考點三思維激活

1.核反應前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒。

2.比結(jié)合能為組成原子的所有核子的質(zhì)量虧損和核子數(shù)的比值。-14-考點一考點二考點三思維激活1.核反應前后質(zhì)量數(shù)和電-41-考點一考點二考點三規(guī)律方法衰變及核反應方程的書寫(1)原子核的衰變①衰變實質(zhì):α衰變是原子核中的2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合成一個氦核并射出;β衰變是原子核中的中子轉(zhuǎn)化為一個質(zhì)子和一個電子,再將電子射出;γ衰變伴隨著α衰變或β衰變同時發(fā)生,不改變原子核的質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù),以光子形式釋放出衰變過程中產(chǎn)生的能量。②衰變的快慢由原子核內(nèi)部因素決定,跟原子所處的物理、化學狀態(tài)無關;半衰期是統(tǒng)計規(guī)律,對個別、少數(shù)原子核無意義。-15-考點一考點二考點三規(guī)律方法-42-考點一考點二考點三(2)核反應方程的書寫①核反應過程一般不可逆,所以核反應方程中用“→”表示方向而不能用等號代替。②核反應方程遵循質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒,但核反應前后的總質(zhì)量一般會發(fā)生變化(質(zhì)量虧損)且釋放出核能。③核反應的生成物一定要以實驗為基礎,不能只依據(jù)兩個守恒規(guī)律憑空杜撰出生成物來寫核反應方程。-16-考點一考點二考點三(2)核反應方程的書寫-43-53124考點一原子結(jié)構(gòu)

1.下列說法中不正確的是(

)A.原子中的電子繞原子核高速運轉(zhuǎn)時,運行軌道的半徑不是任意的B.α粒子散射實驗中,發(fā)現(xiàn)少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn),因為原子的質(zhì)量絕大部分集中在很小空間范圍內(nèi)C.光電效應實驗和康普頓效應實驗說明了光具有粒子性D.平時我們在空氣中看到的放電火花,就是氣體電離導電的結(jié)果6B解析:由玻爾理論知道,電子的軌道不是任意的,電子有確定的軌道,故A正確;少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn),說明原子的幾乎全部質(zhì)量和所有正電荷主要集中在很小的核上,否則不可能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn),故B錯誤;光電效應實驗和康普頓效應實驗均說明了光具有粒子性,故C正確;通常情況下,氣體不導電,但在強電場中被電離后可導電,故D正確。-17-53124考點一原子結(jié)構(gòu)

6B解析:由玻爾理論知道-44-531242.圖甲所示為氫原子的能級,圖乙為氫原子的光譜。已知譜線a是氫原子從n=4的能級躍遷到n=2能級時的輻射光,則譜線b可能是氫原子

時的輻射光。(填選項前的字母)

A.從n=5的能級躍遷到n=3的能級B.從n=4的能級躍遷到n=3的能級C.從n=5的能級躍遷到n=2的能級D.從n=3的能級躍遷到n=2的能級6C-18-531242.圖甲所示為氫原子的能級,圖乙為氫原子的-45-531246解析:譜線a是氫原子從n=4的能級躍遷到n=2的能級時的輻射光,波長大于譜線b,所以a光的光子頻率低于b光的光子頻率,所以b光的光子能量大于n=4躍遷到n=2的能級差;n=3躍遷到n=2,n=4躍遷到n=3,n=5躍遷到n=3的能級差小于n=4躍遷到n=2的能級差;n=5躍遷到n=2的能級差大于n=4躍遷到n=2的能級差,故A、B、D項錯誤,C項正確。故選C項。-19-531246解析:譜線a是氫原子從n=4的能級躍遷到-46-53124考點二光電效應

3.如圖所示是光電管的原理圖,已知當有波長為λ0的光照到陰極K上時,電路中有光電流,則

(

)A.若換用波長為λ1(λ1>λ0)的光照射陰極K時,電路中一定沒有光電流B.若換用波長為λ2(λ2<λ0)的光照射陰極K時,電路中一定有光電流C.增加電路中電源電壓,電路中光電流一定增大D.若將電源極性反接,電路中一定沒有光電流產(chǎn)生6B-20-53124考點二光電效應

6B-47-531246解析:用波長為λ0的光照射陰極K時,電路中有光電流,知波長為λ0的光照射陰極K時,發(fā)生了光電效應,換用波長為λ1(λ1>λ0)的光照射陰極K時,由于頻率變小,不一定發(fā)生光電效應,電路中不一定有光電流,故A項錯誤;換用波長為λ2(λ2<λ0)的光照射陰極K時,頻率變大,一定能發(fā)生光電效應,電路中一定有光電流,故B項正確;增加電路中電源的路端