2017屆高考物理二輪復習專題突破課件：專題八-波粒二象性-原子和原子核

2017屆高考物理二輪(èrlún)復習專題突破課件：專題八-波粒二象性-原子和原子核第一頁，共28頁。學習(xuéxí)目標1、掌握光電效應與光的粒子性2、掌握原子能級躍遷和原子核的衰變規(guī)律3、學會(xuéhuì)核反響方程的書寫、質(zhì)量虧損和核能的計算第二頁，共28頁。知識(zhīshi)梳理1.氫原子能級(néngjí)圖(1)能級(néngjí)圖如下圖.第三頁，共28頁。知識(zhīshi)梳理衰變類型α衰變β`衰變衰變方程衰變實質(zhì)2個質(zhì)子和2個中子結合成一整體射出中子轉化為質(zhì)子和電子衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、________守恒2.原子核的衰變(shuāibiàn)質(zhì)量數(shù)第四頁，共28頁。知識(zhīshi)梳理3.核能(1)原子核的結合能：克服核力做功，使原子核分解為單個核子時吸收的能量，或假設干單個核子在核力的作用下結合成原子核時放出的能量.(2)質(zhì)量虧損：組成原子核的核子的質(zhì)量與原子核的質(zhì)量之差，注意質(zhì)量數(shù)與質(zhì)量是兩個不同的概念.(3)質(zhì)能方程：E＝mc2，即一定的能量和一定的質(zhì)量相聯(lián)系，物體(wùtǐ)的總能量與它的質(zhì)量成正比.4.光電效應的實驗規(guī)律(1)任何一種金屬都有一個__________，入射光的頻率必須大于這個頻率，才能產(chǎn)生光電效應.極限(jíxiàn)頻率第五頁，共28頁。知識(zhīshi)梳理(2)光電子的最大初動能(dòngnéng)與入射光的強度無關，只隨入射光的________增大而增大.(3)入射光照射到金屬板上時，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時的，一般不會超過10－9s.(4)當入射光的頻率大于極限頻率時，光電流的強度與入射光的強度成____比.5.光電效應方程(1)光電子的最大初動能(dòngnéng)跟入射光子的能量hν和逸出功W0的關系為：mv2＝hν－W0.(2)極限頻率νc＝.頻率(pínlǜ)正第六頁，共28頁。難點(nádiǎn)突破高考(ɡāokǎo)題型1光電效應與光的粒子性1.處理光電效應問題的兩條線索一是光的頻率，二是光的強度，兩條線索對應的關系是：(1)光子頻率高→光子能量大→產(chǎn)生光電子的最大初動能大.(2)光強→光子數(shù)目多→發(fā)射(fāshè)光電子數(shù)多→光電流大.2.愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W0的研究對象是金屬外表的電子，光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大(如下圖)，直線的斜率為h，直線與ν軸的交點的物理意義是極限頻率νc，直線與Ek軸交點的物理意義是逸出功的負值.第七頁，共28頁。難點(nádiǎn)突破【例1】(多項選擇)(2016全國乙卷35(1)改編)現(xiàn)用某一光電管進行光電效應實驗，當用某一頻率的光入射時，有光電流產(chǎn)生(chǎnshēng).以下說法正確的選項是()A.保持入射光的頻率不變，入射光的光強變大，飽和光電流變大B.入射光的頻率變高，飽和光電流變大C.入射光的頻率變高，光電子的最大初動能變大D.保持入射光的光強不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生(chǎnshēng)典例精析第八頁，共28頁。難點(nádiǎn)突破【解析】在發(fā)生光電效應時，飽和光電流大小由光照強度來決定，與頻率無關，光照強度越大飽和光電流越大，因此A正確，B錯誤；根據(jù)Ek＝hν－W0可知，對于同一(tóngyī)光電管，逸出功W0不變，當頻率變高時，最大初動能Ek變大，因此C正確；由光電效應規(guī)律可知，當頻率低于截止頻率時無論光照強度多大，都不會有光電流產(chǎn)生，因此D錯誤.【答案】AC第九頁，共28頁。難點(nádiǎn)突破1、(多項選擇)在光電效應實驗中，用同一種單色光，先后照射鋅和銀的外表，都能產(chǎn)生光電效應.對于這兩個過程，以下四個物理量中，一定不同的是()A.遏制電壓 B.飽和(bǎohé)光電流C.光電子的最大初動能 D.逸出功高考(ɡāokǎo)預測【答案】ACD第十頁，共28頁。難點(nádiǎn)突破高考(ɡāokǎo)題型2原子結構和能級躍遷1.湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，密立根測出了電子的電荷量，盧瑟福根據(jù)α粒子散射實驗構建了原子的核式結構模型.玻爾提出(tíchū)的原子模型很好地解釋了氫原子光譜的規(guī)律.盧瑟福用α粒子轟擊氮核實驗發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，查德威克用α粒子轟擊鈹核發(fā)現(xiàn)了中子.貝可勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，揭示了原子核是有結構的.居里夫婦首次發(fā)現(xiàn)了放射性同位素.2.原子的核式結構模型(1)在原子的中心有一個體積很小、帶正電荷的核，叫做原子核，而電子在核外繞核運動；(2)原子的全部正電荷和幾乎全部的質(zhì)量都集中在原子核上，帶負電的電子在核外空間繞核旋轉.第十一頁，共28頁。難點(nádiǎn)突破3.能級和能級躍遷：(1)軌道量子化核外電子只能在一些分立的軌道上運動rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)(2)能量量子化原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)En＝(n＝1,2,3，…)(3)吸收或輻射能量量子化原子在兩個能級之間躍遷時只能吸收或輻射一定(yīdìng)頻率的光子，該光子的能量由前后兩個能級的能量差決定，即hν＝Em－En(m>n).第十二頁，共28頁。難點(nádiǎn)突破【例2】(多項選擇)如下圖為氫原子的能級圖.用光子能量為13.06eV的光照射一群(yīqún)處于基態(tài)的氫原子，以下說法正確的選項是()A.氫原子可以輻射出連續(xù)的各種波長的光B.氫原子可能輻射出10種不同波長的光C.氫原子從n＝4的能級向n＝3的能級躍遷時輻射光的波長最短D.輻射光中，光子能量為0.31eV的光波長最長典例精析第十三頁，共28頁。難點(nádiǎn)突破【解析】氫原子只能(zhīnénɡ)輻射出不連續(xù)的幾種波長的光.故A錯誤；從n＝5能級(néngjí)躍遷到n＝1能級(néngjí)輻射的光子能量最大，波長最短.故C錯誤；從n＝5能級(néngjí)躍遷到n＝4能級(néngjí)輻射的光子能量最小，波長最長.光子能量為E5－E4＝[－－(－0.85)]eV＝0.31eV.故D正確.【答案】BD第十四頁，共28頁。難點(nádiǎn)突破高考(ɡāokǎo)預測2、(多項選擇)以下的假設干表達中，正確的選項是()A.黑體輻射電磁波的強度只與黑體的溫度有關B.對于同種金屬產(chǎn)生光電效應時，逸出光電子的最大初動能與照射光的頻率成線性關系C.一塊純潔的放射性元素的礦石，經(jīng)過一個(yīɡè)半衰期以后，它的總質(zhì)量僅剩下一半D.按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，電子的動能減小，原子的能量也減小了第十五頁，共28頁。難點(nádiǎn)突破【解析】由黑體輻射規(guī)律可知，輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關，故A正確；根據(jù)光電效應方程Ek＝hν－W0可知，逸出光電子的最大初動能Ek與照射(zhàoshè)光的頻率成線性關系，故B正確；經(jīng)過一個半衰期以后，有一半的質(zhì)量發(fā)生衰變，但產(chǎn)生新核，故C錯誤；氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，庫侖力對電子做負功，所以動能變小，電勢能變大(動能轉為電勢能)，而因為吸收了光子，總能量變大.故D錯誤.【答案】AB第十六頁，共28頁。難點(nádiǎn)突破高考題型3核反響和核能(hénéng)的計算射線(shèxiàn)、β射線(shèxiàn)、γ射線(shèxiàn)之間的區(qū)別名稱α射線β射線γ射線實質(zhì)氦核流電子流光子速度約為光速的1/10約為光速的99%光速電離作用很強較弱很弱貫穿能力很弱較強最強第十七頁，共28頁。難點(nádiǎn)突破2.核反響、核能、裂變、輕核的聚變(1)在物理學中，原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程，稱為核反響.核反響方程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒的規(guī)律.(2)質(zhì)能方程：一定的能量和一定的質(zhì)量相聯(lián)系，物體的總能量和它的質(zhì)量成正比，即E＝mc2或ΔE＝Δmc2.(3)把重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放出核能的反響，稱為裂變；把輕核結合成質(zhì)量較大的核，釋放出核能的反響，稱為聚變.(4)核能的計算(jìsuàn)：①ΔE＝Δmc2，其中Δm為核反響方程中的質(zhì)量虧損；②ΔE＝Δm×931.5MeV，其中質(zhì)量虧損Δm以原子質(zhì)量單位u為單位.第十八頁，共28頁。難點(nádiǎn)突破第十九頁，共28頁。難點(nádiǎn)突破典例精析【例3】(2016全國甲卷35(1))在以下描述核過程的方程中，屬于α衰變的是___，屬于β衰變的是___，屬于裂變的是___，屬于聚變(jùbiàn)的是____.(填正確答案標號)第二十頁，共28頁。難點(nádiǎn)突破【答案(dáàn)】CA、BEF第二十一頁，共28頁。難點(nádiǎn)突破3、(多項選擇)以下說法中正確的選項是()A.質(zhì)子與中子結合成氘核的過程(guòchéng)中需要吸收能量射線(shèxiàn)是原子核外電子掙脫原子核的束縛后而形成的電子流D.放射性元素的半衰期是指大量該元素的原子核中有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時間高考預測第二十二頁，共28頁。難點(nádiǎn)突破【解析】質(zhì)子與中子結合成氘核有質(zhì)量虧損，釋放能量，故A錯誤；核反響方程(fāngchéng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，故B正確；β射線是原子核中的中子轉化為質(zhì)子時產(chǎn)生的，故C錯誤；放射性元素的半衰期是指大量該元素的原子核中有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時間，故D正確.【答案】BD第二十三頁，共28頁。拓展(tuòzhǎn)練習C.Y是β衰變，放出電子，電