（江苏专用）2019高考物理二轮复习 要点回扣 专题15 原子物理学案

要点15原子物理规律要点一、波粒二象性1.光电效应(1)光电效应的规律任何一种金属都有一个截止频率，低于这个截止频率则不能发生光电效应。光电子的最大初动能与入射光的强度无关，随入射光频率的增大而增大。光电效应的发生几乎是瞬时的。大于截止频率的光照射金属时，光电流强度与入射光强度成正比。(2)光电流与电压的关系给光电管加反向电压时，随电压的增大，光电流逐渐减小，当电压大于或等于遏止电压时，光电流为0。如图所示，给光电管加正向电压时，随电压的增大光电流逐渐增大，当电压增大到某一值时，光电流达到饱和值，再增大电压，光电流不再增加。2.光电效应方程(1)最大初动能与入射光子频率的关系：EkhW0。(2)若入射光子的能量恰等于金属的逸出功W0，则光电子的最大初动能为零，入射光的频率就是金属的截止频率。此时有hcW0，即c，可求出截止频率。(3)Ek曲线：如图所示，由EkhW0可知，横轴上的截距是金属的截止频率或极限频率，纵轴上的截距是金属的逸出功的负值，斜率为普朗克常量h。3.光的波粒二象性实验基础表现光的波动性干涉和衍射光是概率波，即光子在空间各点出现的概率可用波动规律来描述；足够数量的光子在传播时，表现出波的性质。说明：光的波动性不同于宏观概念的波光的粒子性光电效应和康普顿效应当光同物质发生作用时，这种作用是“一份一份”进行的，表现出粒子的性质；少量或个别光子显示出光的粒子性。说明：光子不同于宏观概念的粒子波动性和粒子性的对立与统一大量光子易显示出波动性，而少量光子易显示出粒子性；波长长(频率低)的光波动性强，而波长短(频率高)的光粒子性强；光子说并未否定波动性，光子能量Eh中，和就是与波有关的物理量；波和粒子在宏观世界是不能统一的，而在微观世界却是统一的4.物质波(德布罗意波)：。二、玻尔假说1.轨道量子化：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的轨道也是不连续的。2.能量状态量子化：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。3.跃迁假说：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hEmEn。三、核反应1.衰变：原子核自发地放出某种粒子而转变成新核的变化。可分为衰变、衰变，并伴随着射线放出。2.衰变和衰变的比较衰变衰变衰变方程XYHeXYe典例UThHeThPae匀强磁场中轨迹粒子半径大粒子半径大衰变实质2H2nHenHe衰变规律电荷数守恒，质量数守恒3.半衰期公式：N余N原()t/，m余m原()t/。半衰期由原子核内部的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关。4.核反应类型核反应有4种类型，即衰变、人工转变、聚变及裂变。4种核反应类型对比如下：种类可控性核反应方程典例衰变衰变自发UThHe衰变自发ThPae人工转变人工控制NHeOH(卢瑟福发现质子)AlHePnPSie(约里奥居里夫妇发现放射性同位素，同时探测到正电子)重核裂变较容易人工控制UnBaKr3nUnXeSr10n轻核聚变无法控制HHHen注意：4种核反应都遵循质量数守恒和电荷数守恒的规律。六、核力与核能1.核力特点：短程力，强大，只跟相邻的核子发生核力作用。2.比结合能：原子核的结合能与核子数之比，也叫平均结合能。比结合能越大，表示原子核、核子结合得越牢固，原子核越稳定。3.爱因斯坦质能方程：Emc2，Emc2。4.裂变与聚变(1)重核裂变：重核俘获一个中子后分裂成为两个中等质量的核的反应过程。重核裂变的同时放出几个中子，并释放出大量核能。为了使铀235裂变时发生链式反应，铀块的体积应大于它的临界体积。裂变的应用：原子弹、原子反应堆。(2)轻核聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反应过程，反应时释放出大量的核能。要想使氘核和氚核合成氦核，必须达到几百万摄氏度以上的高温，因此聚变反应又叫热核反应。聚变的应用：氢弹。保温训练1.(2017天津高考)我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。下列核反应方程中属于聚变反应的是()图1A.HHHenB.NHeOHC.HeAlPnD.UnBaKr3n解析HHHen是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核，同时放出一个中子，属于聚变反应；7NHe8OH是卢瑟福发现质子的核反应方程，是人类第一次实现的原子核的人工转变，属于人工核反应；HeAlPn，属于人工核反应；UnBaKr3n是一种典型的铀核裂变，属于裂变反应。故选A。答案A2.(2018江苏南京、盐城一模)如图2所示，某原子的三个能级的能量分别为E1、E2和E3。a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光，下列判断正确的是()图2A.E1E2E3B.E3E2E2E1C.b光的波长最长D.c光的频率最高答案D3.(多选)(2018江苏南京高三调研)下列说法中正确的是()A.图甲中正确反映了黑体辐射电磁波的强度按波长的分布与黑体的温度的关系B.图乙中放射性同位素应选择衰变时放出粒子的同位素C.图丙中A、B两球质量相等，当A以速度v与静止的B发生正碰后，B的速度未必是vD.图丁中电子束通过铝箔产生的衍射图样，证实了物质波的存在答案CD4.(多选)(2018江苏徐州、宿迁、淮阴、连云港模拟)下列说法中正确的有()A.结合能越大的原子核越稳定B.光电效应说明了光具有粒子性C.动量相同的质子和电子，它们的德布罗意波的波长相等D.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布规律与黑体的温度无关答案BC5.(2018江苏高考)已知A和B两种放射性元素的半衰期分别为T和2T，则相同质量的A和B经过2T后，剩有的A和B质量之比为_。A.14 B.12C.21 D.41解析由半衰期含义可知，A经过两个半衰期剩余的质量为原来的，B经过一个半衰期，剩余的质量为原来的，所以剩余的A、B质量比为12，B项正确。答案B6.(2018江苏高考)光电效应实验中，用波长为0的单色光A照射某金属板时，刚好有光电子从金属表面逸出。当波长为的单色光B照射该金属板时，光电子的最大初动能为_，A、B两种光子的动量之比为_。(已知普朗克常量为h、光速为c)解析由题意可知，hW，Ek2hWh；光子的动量与其波长成反比，所以两种光子动量之比为12。答案127.(多选)(2018江苏师大附中阶段检测)下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是()A.根据、射线的特点可知，射线1是射线，射线2是射线，射线3是射线B.氢原子辐射出一个光子后，电势能减少，总能量增加C.天然放射性元素的半衰期由原子核自身的因素决定，跟所处的化学状态和外部条件无关D.用绿光照射K时，电流表指针发生了偏转，若改用紫光照射，电流表的示数一定增大答案AC6