高三物理第二輪專題復(fù)習(xí)（專家概述+解題思路與方法+專題測試）專題十一 量子論初步及原子和原子核

專題十一量子論初步及原子和原子核【專家概述】一、本專題的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容1、發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于等于材料的極限頻率。光電子的最大初動(dòng)能2、湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子。盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)說明原子中間大部分空間是空的，只有一個(gè)核在中間，此核集中了絕大多數(shù)質(zhì)量。原子中間是原子核，原子核外有繞核運(yùn)動(dòng)的電子。3、玻爾提出氫原子能級(jí)模型，處于基態(tài)的氫原子吸收一系列特定值的能量后，可以躍遷到某一高能級(jí)激發(fā)態(tài)。處于高能級(jí)狀態(tài)的氫原子，可以自發(fā)地向低能級(jí)躍遷，同時(shí)輻射出特定頻率的光子。能級(jí)公式eV，n為量子數(shù)，n越大，能級(jí)越高，能量越多。4、貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射性現(xiàn)象，此現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)。5、查德威克發(fā)現(xiàn)中子6、盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子7、安德森發(fā)現(xiàn)正電子，索迪發(fā)現(xiàn)同位素，小居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，（核內(nèi)）。8、重核裂變釋放原子核能9、輕核聚變釋放原子核能10、核反應(yīng)方程遵守電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒。同時(shí)也遵守質(zhì)能守恒。11、原子核半衰期與外界條件無關(guān)，由核內(nèi)的質(zhì)子和中子決定。原子核半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，單個(gè)原子核衰變無規(guī)律可言。原子核衰變的同時(shí)伴隨著三種射線。種類本質(zhì)質(zhì)量（u）電荷（e）速度（c）電離性貫穿性α射線氦核4+20.1最強(qiáng)最弱，紙能擋住β射線電子1/1840-10.99較強(qiáng)較強(qiáng)，穿幾mm鋁板γ射線光子001最弱最強(qiáng)，穿幾cm鉛版α衰變：（核內(nèi)）β衰變：（核內(nèi)）γ衰變：原子核處于較高能級(jí)，輻射光子后躍遷到低能級(jí)。二、本專題的解題思路與方法這部分的題目在試卷中以選擇題（單項(xiàng)選擇題或雙項(xiàng)選擇題）出現(xiàn)，難度不大，屬于容易題，根據(jù)定義和性質(zhì)選出正確的答案即可?！窘?jīng)典例說】例1（汕頭二模）如圖，用導(dǎo)線把驗(yàn)電器與鋅板相連接，當(dāng)用紫外線照射鋅板時(shí)，發(fā)生的現(xiàn)象是（）A．有光子從鋅板逸出B．有電子從鋅板逸出C．驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度D．鋅板帶負(fù)電答案：BC分析：發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率不低于材料的極限頻率。解：選項(xiàng)A錯(cuò)誤，應(yīng)該是有電子從鋅板逸出。選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)C正確。選項(xiàng)D錯(cuò)誤，鋅板帶負(fù)電。小結(jié)：發(fā)生光電效應(yīng)后，金屬板一定帶正電，因?yàn)殡娮颖淮虺鋈チ?。變式?xùn)練AUTONUM．（廣州一模）用能量為5.0eV的光子照射某金屬表面，金屬發(fā)射光電子的最大初動(dòng)能為1.5eV，則該金屬的逸出功為（）A．1.5eVB．3.5eVC．5.OeVD．6.5eVAUTONUM．（上海高考）用一束紫外線照射某金屬時(shí)不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的措施是（）A．改用頻率更小的紫外線照射B．改用X射線照射C．改用強(qiáng)度更大的原紫外線照射D．延長原紫外線的照射時(shí)間例2（惠州四調(diào)）用能量為E的單色光照射處于基態(tài)的氫原子后，發(fā)現(xiàn)氫原子能釋放出三種不同頻率的光子，它們的頻率由低到高依次為、、，由此可知單色光的能量E為（）A．hB．hC．hD．h(++)答案：C分析：氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷要輻射出光子。解：從n=3向n=2、n=1能級(jí)躍遷，從n=2向n=1能級(jí)躍遷，剛好輻射出三種頻率的光子且+=，因此選項(xiàng)C正確。小結(jié)：從能級(jí)2向能級(jí)1躍遷，只有一種頻率的光子放出去。從能級(jí)3向能級(jí)1躍遷，只有三種頻率的光子放出去。從能級(jí)4向能級(jí)1躍遷，只有六種頻率的光子放出去。從能級(jí)5向能級(jí)1躍遷，只有十種頻率的光子放出去。變式訓(xùn)練AUTONUM．（全國II）已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1，激發(fā)態(tài)能量En=E1/n2，其中n=2，3….用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速.能使氫原子從第一激發(fā)態(tài)電離的光子的最大波長為（）A．B．C．D．AUTONUM．（湛江一模）一群氫原子中的電子從n=5能級(jí)自發(fā)地躍遷到n=1能級(jí)的過程中（）A．原子要發(fā)出一系列頻率的光子B．原子要發(fā)出某一種頻率的光子C．原子要吸收一系列頻率的光子D．原子要吸收某一種頻率的光子例3（東莞一模）如圖甲是、、三種射線穿透能力的示意圖，圖乙是工業(yè)上利用射線的穿透性來檢查金屬內(nèi)部的傷痕的示意圖，則圖乙中的檢查利用的射線是（）紙鋁混凝土射線源射線鋼板射線射線計(jì)數(shù)器甲乙B．射線C．射線D．、射線答案：C分析：三種射線穿透本領(lǐng)都有限，只是穿過物體的種類和厚度不同。解：如果鋼板內(nèi)部沒有傷痕，則三種射線無法穿過；如果鋼板內(nèi)部有傷痕，則射線、射線不易穿過，而射線就容易穿過了，被設(shè)備檢查出來。鋼板內(nèi)部傷痕越大，射線穿過來越多。所以選項(xiàng)C正確。小結(jié)：對(duì)于射線，一張薄紙就可以擋住。對(duì)于射線，幾毫米的鋁板可以擋住。對(duì)于射線，需要幾厘米的鋼板（或幾米厚的混凝土）才能擋住。變式訓(xùn)練AUTONUM．（上海高考）天然放射性元素放出的三種射線的穿透能力實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示，由此可推知（）A．②來自于原子核外的電子B．①的電離作用最強(qiáng)，是一種電磁波C．②的電離作用較強(qiáng)，是一種電磁波D．③的電離作用最弱，屬于原子核內(nèi)釋放的光子AUTONUM．（深圳二模）關(guān)于放射現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．產(chǎn)生放射線的過程是原子核的裂變過程B．放射性同位素可以作為示蹤原子C．各種放射線都是電磁波D．放射性物質(zhì)的半衰期隨時(shí)間的增加而變短例4（廣州一模）首次用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證“愛因斯坦質(zhì)能方程”的核反應(yīng)方程是：，已知mLi=7.0160u，mH=1.0078u，mHe=4.0026u，則該核反應(yīng)方程中的K值和質(zhì)量虧損分別是（）A．1和4.0212uB．1和2.0056uC．2和0.0186uD．2和1.9970u答案：C分析：原子核裂變或聚變，發(fā)生質(zhì)量虧損與釋放的核能相對(duì)應(yīng)解：質(zhì)量數(shù)守恒7+1=4×2，電荷數(shù)守恒3+1=2×2，質(zhì)量虧損7.0160+1.0078-2×4.0026=0.0186，選項(xiàng)C正確。小結(jié)：核反應(yīng)方程遵守質(zhì)量數(shù)守恒，遵守電荷數(shù)守恒。質(zhì)量不守恒，質(zhì)能守恒。變式訓(xùn)練AUTONUM．（惠州四調(diào)）目前世界上已建成的核電站的能量來自于（）A．原子核的衰變B．原子核的人工轉(zhuǎn)變C．輕核的聚變D．重核的裂變AUTONUM．（湛江一模）中廣核集團(tuán)現(xiàn)擁有大亞灣核電站、嶺澳核電站一期、嶺澳核電站二期等在運(yùn)行的核電機(jī)組，核電站利用的是（）A．放射性元素衰變放出的能量B．人工放射性同位素放出的能量C．重核裂變放出的能量D．輕核聚變放出的能量例5（上海高考）在存放放射性元素時(shí)，若把放射性元素①置于大量水中；②密封于鉛盒中；③與輕核元素結(jié)合成化合物.則（）A．措施①可減緩放射性元素衰變B．措施②可減緩放射性元素衰變C．措施③可減緩放射性元素衰變D．上述措施均無法減緩放射性元素衰變答案：D分析：放射性元素的衰變由核內(nèi)的質(zhì)子、中子相互作用決定。解：放射性元素衰變與外界條件無關(guān)，它是由核的質(zhì)子與中子的相互作用決定的，所以選項(xiàng)ABC錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確。小結(jié)：某一放射性元素的半衰期是定值，而且無法改變。變式訓(xùn)練AUTONUM．（重慶高考）核電站核泄漏的污染物中含有碘131和銫137.碘131的半衰期約為8天，會(huì)釋放射線；銫137是銫133的同位素，半衰期約為30年，發(fā)生衰變期時(shí)會(huì)輻射射線.下列說法正確的是（）A．碘131釋放的射線由氦核組成B．銫137衰變時(shí)輻射出的光子能量小于可見光光子能量C．與銫137相比，碘131