2023屆高考二輪總復(fù)習(xí)課件 物理（適用于老高考舊教材） 專題5 光電效應(yīng)、原子結(jié)構(gòu)和原子核39

光電效應(yīng)、原子結(jié)構(gòu)和原子核專題五2023內(nèi)容索引0102核心考點(diǎn)聚焦微專題?熱考命題突破【知識(shí)網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)】

核心考點(diǎn)聚焦考點(diǎn)一光電效應(yīng)與光的粒子性核心歸納命題角度1

光電效應(yīng)規(guī)律的理解及應(yīng)用(1)研究光電效應(yīng)的兩條思路①兩條線索:②兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系:入射光強(qiáng)→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→光電流大;

本質(zhì)是電子,不是光子光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動(dòng)能大。(2)光電效應(yīng)中三個(gè)重要關(guān)系①愛因斯坦光電效應(yīng)方程:Ek=hν-W0。②光電子的最大初動(dòng)能Ek與遏止電壓Uc的關(guān)系:Ek=eUc。③逸出功W0與截止頻率νc的關(guān)系:W0=hνc。命題角度2

光電效應(yīng)的圖像問(wèn)題(1)最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖像(2)遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖像

(3)光電流與電壓的關(guān)系圖像

典例剖析例1(命題角度1)(2022山東濰坊一模)如圖所示,分別用a、b兩束單色光照射陰極K均可產(chǎn)生光電流。調(diào)節(jié)滑片P,當(dāng)光電流恰好減小到零時(shí),a、b對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)分別為Ua、Ub,已知Ua<Ub,下列說(shuō)法正確的是(

)A.a光束比b光束弱B.a光子動(dòng)量小于b光子動(dòng)量C.經(jīng)過(guò)同一單縫,b光產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象更明顯D.經(jīng)過(guò)同一雙縫干涉裝置得到的圖樣,a光條紋間距小B對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1.(命題角度1)(2022廣東江門一模)入射光照射到某金屬表面發(fā)生光電效應(yīng),若入射光的強(qiáng)度減弱,而頻率保持不變,則(

)A.從光照至金屬表面到發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加B.逸出的光電子的最大初動(dòng)能將減小C.單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少D.有可能不發(fā)生光電效應(yīng)C解析

光的強(qiáng)弱影響的是單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光電子的數(shù)目,不影響發(fā)射出光電子的時(shí)間間隔,故A錯(cuò)誤;根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0可知,入射光的頻率不變,則最大初動(dòng)能不變,故B錯(cuò)誤;單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少,故C正確;入射光頻率不變,則仍然能發(fā)生光電效應(yīng),故D錯(cuò)誤。2.(命題角度2)圖甲為某實(shí)驗(yàn)小組探究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置,使用a、b、c三束單色光在同一光電管中實(shí)驗(yàn),得到光電流與對(duì)應(yīng)電壓之間的關(guān)系圖像如圖乙所示,下列說(shuō)法正確的是(

)A.a光頻率最大,c光頻率最小B.a光與c光為同種色光,但a光強(qiáng)度大C.a光波長(zhǎng)小于b光波長(zhǎng)D.a光與c光照射同一金屬,逸出光電子的初動(dòng)能都相等B解析

根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0和eUc=Ek可知,入射光的頻率越高,對(duì)應(yīng)的遏止電壓Uc越大,分析圖像可知,a、c光的遏止電壓比b光小,則a、c光的頻率小于b光,故A錯(cuò)誤;分析圖像可知,a光和c光的遏止電壓相等,則頻率相等,a光與c光為同種色光,a光的飽和電流大,則a光的光強(qiáng)大于c光,故B正確;a光的遏止電壓小于b光的遏止電壓,則a光的頻率小于b光的頻率,根據(jù)頻率和波長(zhǎng)的關(guān)系λ=可知,b光的波長(zhǎng)小于a光的波長(zhǎng),故C錯(cuò)誤;a光的遏止電壓等于c光的遏止電壓,由Ek=eUc可知,a光產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能等于c光產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能,但并不是逸出光電子的初動(dòng)能都相等,故D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)二原子結(jié)構(gòu)和能級(jí)躍遷核心歸納命題角度1

原子的核式結(jié)構(gòu)模型

原子核在原子中心有一個(gè)很小的核,原子全部的正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在核里,帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)。溫馨提示原子核式結(jié)構(gòu)模型是由盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)得出的。命題角度2

氫原子能級(jí)結(jié)構(gòu)及躍遷(1)兩類能級(jí)躍遷a.光照(吸收光子):光子的能量必須恰好等于能級(jí)差hν=Em-En。b.碰撞、加熱等:只要入射粒子能量大于或等于能級(jí)差即可,E外≥Em-En。c.大于電離能的光子被吸收,將原子電離。(2)電離①電離態(tài):n=∞,E=0。②電離能:指原子從基態(tài)或某一激發(fā)態(tài)躍遷到電離態(tài)所需要吸收的最小能量。深化拓展一個(gè)和一群氫原子躍遷的區(qū)別(1)一個(gè)處于第n能級(jí)的氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為n-1。(2)一群處于第n能級(jí)的氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)的兩種求解方法。②利用能級(jí)圖求解:在氫原子能級(jí)圖中將氫原子躍遷的各種可能情況一一畫出,然后相加。典例剖析例2(命題角度2)(2022山東濟(jì)南二模)處于基態(tài)的一群氫原子被一束單色光照射后,最多能發(fā)出6種頻率的光,氫原子的能級(jí)圖如圖所示,如果用這束光照射某一金屬,測(cè)得從該金屬中射出電子的最大初動(dòng)能為10.54eV,則該金屬的逸出功是(

)A.12.75eV B.12.1eVC.2.21eV D.1.56eVC解析

因受到激發(fā)后的氫原子最多能輻射出6種不同頻率的光子,故氫原子是從n=4能級(jí)躍遷,所以此束光的光子能量ε=-0.85

eV-(-13.6

eV)=12.75

eV,用此種光子照射該金屬,可得逸出功W0=ε-Ek=2.21

eV,故C正確。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3.(命題角度1)1909年,物理學(xué)家盧瑟福和他的助手用α粒子轟擊金箔,研究α粒子被散射的情況,其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是(

)A.α粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)是由于它跟電子發(fā)生了碰撞B.α粒子大角度散射是由于它跟電子發(fā)生了碰撞C.α粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明原子中有一個(gè)帶正電的核幾乎占有原子的全部質(zhì)量D.通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)還可以估算原子核半徑的數(shù)量級(jí)是10-10mα粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置示意圖C解析

當(dāng)α粒子穿過(guò)原子時(shí),電子對(duì)α粒子影響很小,影響α粒子運(yùn)動(dòng)的主要是原子核,離核遠(yuǎn)則α粒子受到的庫(kù)侖斥力很小,運(yùn)動(dòng)方向改變小,只有當(dāng)α粒子與核十分接近時(shí),才會(huì)受到很大庫(kù)侖斥力,而原子核很小,所以α粒子接近它的機(jī)會(huì)就很少,所以只有極少數(shù)發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn),而絕大多數(shù)基本按直線方向前進(jìn)。α粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)是由于它受到原子核的斥力,并不是跟電子發(fā)生了碰撞,A錯(cuò)誤;造成α粒子散射角度大的原因是受到的原子核的斥力比較大,B錯(cuò)誤;從絕大多數(shù)α粒子幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)可以推測(cè)使α粒子受到排斥力的核體積極小,實(shí)驗(yàn)表明原子中心的核帶有原子的全部正電和幾乎全部質(zhì)量,C正確;α粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估算出原子核半徑的數(shù)量級(jí)是10-15

m,D錯(cuò)誤。4.(命題角度2)(2022廣東卷)目前科學(xué)家已經(jīng)能夠制備出能量量子數(shù)n較大的氫原子。氫原子第n能級(jí)的能量為En=,其中E1=-13.6eV。下圖是按能量排列的電磁波譜,要使n=20的氫原子吸收一個(gè)光子后,恰好失去一個(gè)電子變成氫離子,被吸收的光子是(

)A.紅外線波段的光子B.可見光波段的光子C.紫外線波段的光子D.X射線波段的光子A解析

要使處于n=20的氫原子吸收一個(gè)光子后恰好失去一個(gè)電子變成氫離子,則需要吸收光子的能量為E=0-eV=0.034

eV,則被吸收的光子是紅外線波段的光子,選項(xiàng)A正確。考點(diǎn)三核反應(yīng)和核能的計(jì)算核心歸納命題角度1

原子核的衰變及半衰期(1)對(duì)半衰期的理解①半衰期是大量原子核衰變時(shí)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對(duì)個(gè)別或少量原子核,無(wú)半衰期可言。(2)衰變次數(shù)的計(jì)算方法

命題角度2

核反應(yīng)方程與核能的計(jì)算核能的計(jì)算方法(1)根據(jù)ΔE=Δmc2計(jì)算時(shí),Δm的單位是“kg”,c的單位是“m/s”,ΔE的單位是“J”。愛因斯坦質(zhì)能方程表明質(zhì)量和能量有著緊密聯(lián)系,但不是相互轉(zhuǎn)化(2)根據(jù)ΔE=Δm×931.5MeV計(jì)算時(shí),Δm的單位是“u”,ΔE的單位是“MeV”。(3)根據(jù)核子比結(jié)合能來(lái)計(jì)算核能:原子核的結(jié)合能=核子比結(jié)合能×核子數(shù)。比結(jié)合能越大,原子核結(jié)合得越牢固典例剖析

A對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練5.(命題角度2)(2022四川綿陽(yáng)三模)2021年4月,中國(guó)科學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)首次合成新核素鈾

,并在重核區(qū)首次發(fā)現(xiàn)強(qiáng)的質(zhì)子—中子相互作用導(dǎo)致α粒子形成的概率顯著增強(qiáng)的現(xiàn)象,這有助于促進(jìn)對(duì)原子核α衰變過(guò)程中α粒子預(yù)形成物理機(jī)制的理解。以下說(shuō)法正確的是(

)C6.(命題角度1、2)(2022寧夏二模)元素周期表上已經(jīng)列有超過(guò)110種不同的化學(xué)元素,各種元素所具有的各不相同的物理、化學(xué)性質(zhì),造就了我們這則下列說(shuō)法正確的是(

)C微專題?熱考命題突破命題篇新情境、新考向近代物理在科技中的應(yīng)用情境解讀涉及近代物理的STSE情境主要有關(guān)于光電效應(yīng)、玻爾能級(jí)躍遷理論、原子核衰變、核反應(yīng)等考點(diǎn),如非接觸式體溫測(cè)量?jī)x、霓虹燈發(fā)光原理、我國(guó)自主研發(fā)的氫原子鐘、月球探測(cè)器“嫦娥五號(hào)”中的“核電池”、

“人造太陽(yáng)”等?？枷蚍治霰静糠种饕疾楣怆娦?yīng)方程及圖像、氫原子能級(jí)躍遷規(guī)律、原子核的衰變、核反應(yīng)和核能的計(jì)算等考點(diǎn)。案例探究例題(2022湖南益陽(yáng)平高學(xué)校模擬)月球探測(cè)器嫦娥五號(hào)中有一塊“核電池”,“核電池”在月球上寒冷的夜晚提供電能的同時(shí)還能提供一定能量用于艙D角度拓展(2022遼寧模擬)霓虹燈發(fā)光原理是不同氣體原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出能量各異的光子而呈現(xiàn)五顏六色,如圖所示為氫原子的能級(jí)示意圖,已知可見光的光子能量范圍為1.6