2019届高考物理二轮专题复习 专题七 原子与原子核课件.ppt

专题七原子与原子核 高考领航 真题剖析 备考跨越 高考领航过真题做笔记 真题在线 1 2018 全国 卷 17 用波长为300nm的光照射锌板 电子逸出锌板表面的最大初动能为1 28 10 19J 已知普朗克常量为6 63 10 34J s 真空中的光速为3 00 108m s 1 能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为 A 1 1014HzB 8 1014HzC 2 1015HzD 8 1015Hz B 内容排查 光电效应方程 极限频率 心得笔记 B 内容排查 核反应方程的书写规律 心得笔记 B 解析 氘核聚变反应中亏损的质量 m 2 0136u 2 3 0150u 1 0087u 0 0035u 释放的核能 E 0 0035 931MeV 3 3MeV 选项B正确 内容排查 爱因斯坦质能方程 心得笔记 4 2018 天津卷 1 国家大科学工程 中国散裂中子源 CSNS 于2017年8月28日首次打靶成功 获得中子束流 可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台 下列核反应中放出的粒子为中子的是 B 内容排查 动量守恒定律 半衰期 质量亏损 心得笔记 5 2018 江苏卷 12C 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 1 4B 1 2C 2 1D 4 1 B 内容排查 衰变剩余质量的计算 心得笔记 真题剖析析真题得技法 考向一光电效应与光的粒子性 典例1 2018 贵州黔东南二模 如图所示电路可研究光电效应规律 图中标有A和K的为光电管 其中A为阳极 K为阴极 理想电流表可检测通过光电管的电流 理想电压表用来指示光电管两端的电压 现接通电源 用光子能量为10 5eV的光照射阴极K 电流表中有示数 若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动 电流表的读数逐渐减小 当滑至某一位置时电流表的读数恰好为零 读出此时电压表的示数为6 0V 现保持滑片P位置不变 以下判断错误的是 A 光电管阴极材料的逸出功为4 5eVB 若增大入射光的强度 电流表的读数为零C 若用光子能量为12eV的光照射阴极K 光电子的最大初动能一定变大D 若用光子能量为9 5eV的光照射阴极K 同时把滑片P向左移动少许 电流表的读数一定不为零 D 审题突破 解析 该装置所加的电压为反向电压 发现当电压表的示数大于或等于6 0V时 电流表示数为0 知道光电子的最大初动能为6 0eV 根据光电效应方程Ekm h W0 W0 10 5eV 6 0eV 4 5eV 故A正确 现保持滑片P位置不变 增大光的强度时仍然发生了光电效应 但光电子的最大初动能不变 所以不会有电流流过电流表 故B正确 若用光子能量为12eV的光照射阴极K 入射光的频率增大 根据光电效应方程可知 光电子的最大初动能一定增大 故C正确 改用能量为9 5eV的光子照射 入射光的频率减小 根据光电效应方程可知 光电子的最大初动能一定减小 此时的遏止电压小于6V 若把滑片P向左移动少许时 电子可能仍然不能到达A极 所以电流表的读数可能为零 故D错误 规律总结 1 光电效应的研究思路 1 两条线索 2 两条对应关系 2 爱因斯坦光电效应方程Ek h W0的研究对象是金属表面的电子 意义是说 光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大 如图所示 直线的斜率为h 直线与 轴的交点的物理意义是截止频率 c 直线与Ek轴交点的物理意义是逸出功的负值 光强强 光子数目多 发射光电子多 光电流大 光子频率高 光电子能量大 光电子的最大初动能大 预测练1 2018 广西桂林三模 某金属在光的照射下产生光电效应 其遏止电压Uc与入射光频率 的关系图像如图所示 则由图像可知 A 入射光频率越大 该金属的逸出功越大B 入射光的频率越大 则遏止电压越大C 由图可求出普朗克常量h D 光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 B 预测练2 2018 北京大学附中三模 在光电效应实验中 小明同学用同一实验装置 如图 a 在甲 乙 丙三种光的照射下得到了三条电流表与电压表读数之间的关系曲线 如图 b 所示 则下列说法中正确的是 A 乙光的频率小于甲光的频率B 甲光的波长大于丙光的波长C 丙光的光子能量小于甲光的光子能量D 乙光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能 B 解析 乙丙两种光的遏止电压相等 且大于甲光的遏止电压 根据Ekm eUc 知乙丙两光照射产生光电子的最大初动能相等 大于甲光照射产生光电子的最大初动能 根据光电效应方程Ekm h W0 知乙丙两光的频率相等 大于甲光的频率 所以乙丙两光的光子能量相等大于甲光的光子能量 甲光频率小 则波长长 故B正确 A C D错误 预测练3 2018 吉林长春三模 在研究光电效应的实验中 从甲 乙两种金属中飞出光电子的最大初动能Ek与入射光频率 的关系如图所示 则下列说法正确的是 A 两条图线与横轴的夹角 和 一定不相等B 若增大入射光频率 则遏止电压Uc随之增大C 某一频率的光可以使甲金属发生光电效应 则一定能使乙金属发生光电效应D 若不改变入射光频率 增加入射光的强度 则光电子的最大初动能将增大 B 考向二原子结构和能级跃迁 典例2 2018 贵州遵义二模 如图所示为氢原子的能级示意图 一群氢原子处于n 3的激发态 在向较低能级跃迁的过程中向外放出光子 用这些光照射逸出功为2 49eV的金属钠 说法正确的是 A 这群氢原子能发出三种频率不同的光 其中从n 3跃迁到n 2所发出的光波长最短B 这群氢原子能发出两种频率不同的光 其中从n 3跃迁到n 1所发出的光频率最小C 金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为9 60eVD 金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为11 11eV C 解析 一群氢原子处于n 3的激发态 可能放出3种不同频率的光子 从n 3跃迁到n 1辐射的光子频率最大 波长最短 故A B错误 从n 3跃迁到n 1辐射的光子能量最大 为12 09eV 则光电子的最大初动能Ekm h W0 12 09 2 49 eV 9 60eV 故C正确 D错误 拓展变式 在 典例2 中 假若一个处于n 3的激发态氢原子向较低能级跃迁的可能情况是怎样的 最多有几种不同频率的光子 解析 一个处于n 3的激发态氢原子向较低能级跃迁时 可能情况是3到2 2再到1 或者3到1 产生不同频率的光子是一种或两种 最多有两种 答案 3到2 2再到1 或者3到1 两种 规律总结 1 原子结构的认识历程 2 对跃迁的理解 1 氢原子从低能级向高能级跃迁 吸收一定频率的光子 当光子的能量满足h E末 E初时 才能被某一个原子吸收 否则不吸收 2 氢原子从高能级向低能级跃迁 以光子的形式向外辐射能量 所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时两能级间的能量差 3 电离 当光子能量大于等于原子所处的能级的能量值的绝对值时 也可以被氢原子吸收 使氢原子电离 多余的能量作为电子的初动能 4 光谱线条数 一群氢原子处于量子数为n的激发态时 可能辐射出的光谱线条数为N 5 氢原子还可吸收外来实物粒子的能量而被激发 由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收 所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级差 均可使氢原子跃迁 预测练4 氦氖激光器能产生三种波长的激光 其中两种波长分别为 1 0 6328 m 2 3 39 m 已知波长为 1的激光是氖原子在能级间隔为 E1 1 96eV的两个能级之间跃迁产生的 用 E2表示产生波长为 2的激光所对应的跃迁的能级间隔 则 E2的近似值为 A 10 50eVB 0 98eVC 0 53eVD 0 37eV D 预测练5 多选 用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子 观测到了一定数目的光谱线 调高电子的能量再次进行观测 发现光谱线的数目比原来增加了5条 用 n表示两次观测中最高激发态的量子数n之差 E表示调高后电子的能量 根据氢原子的能级图可以判断 n和E的可能值为 A n 1 13 22eV E 13 32eVB n 2 13 22eV E 13 32eVC n 1 12 75eV E 13 06eVD n 2 12 75eV E 13 06eV AD 考向三核反应和核能的计算 C 规律总结1 四种核反应 2 半衰期 1 特点 由原子核本身决定 与原子所处的化学状态和外部环境无关 3 适用条件 大量原子核 3 核能的理解与计算 1 比结合能越大 原子核中核子结合得越牢固 2 到目前为止 核能发电还只停留在利用裂变核能发电 3 核能的计算方法 根据爱因斯坦质能方程 用核反应的质量亏损的千克数乘以真空中光速c的平方 即 E mc2 根据1原子质量单位 u 相当于931 5兆电子伏 MeV 能量 用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘以931 5MeV 即 E m 931 5MeV 如果核反应时释放的核能是以动能形式呈现 则核反应过程中系统动能的增量即为释放的核能 B B 预测练8 2018 山东临沂三模 下列说法正确的是 A 某原子核发生了 衰变 说明该原子核中有电子B 放射性元素一次衰变能同时产生 射线和 射线C 放射性元素发生 衰变 产生的新核的化学性质不变D 比结合能越大 原子核中核子结合得越牢固 原子核越稳定 D 解析 衰变是中子转变成质子而放出的电子 所以某原子核发生了 衰变 不能说明该原子核中有电子 故A错误 放射性元素一次衰变不可能同时产生 射线和 射线 只可能同时产生 射线和 射线或 射线和 射线 故B错误 放射性元素发生 衰变 电荷数少2 原子序数发生改变 化学性质改变 故C错误 比结合能是原子的结合能与核子数之比 比结合能越大 原子核中的核子结合得越牢固 原子核越稳定 故D正确 备考跨越构网络练培优 网络构建 培优精练 培优练1 2018 江苏二模 多选 关于下列四幅图的说法 正确的是 BC A 图 甲 中放射源放出的三种射线是由同一种元素的原子核释放的B 图 乙 中用紫外光灯照射与验电器相连的锌板 锌板和验电器均带正电C 图 丙 为黑体辐射规律 普朗克提出能量子概念成功解释了这个规律D 图 丁 中电子束通过铝箔后的衍射图样说明电子具有粒子性 解析 一个原子核在一次衰变中不可能同时放出 和 三种射线 故A错误 用紫外光灯照射与验电器相连的锌板 发生光电效应 电子逃出 此时锌板和验电器均带正电 故B正确 为了解释黑体辐射规律 普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的 故C正确 电子束通过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性 并不是粒子性 故D错误 ABD 培优练3 2018 福建宁德质检 氢原子能级图如图所示 用大量处于n 2能级的氢原子跃迁到基态时 发射出的光照射光电管阴极K 测得光电管电流的遏止电压为7 6V 已知普朗克常量h 6 63 10 34J s 电子电荷量e 1 6 10 19C 下列判断正确的是 A 电子从阴极K表面逸出的最大初动能为2 6eVB 阴极K材料的逸出功为7 6eVC 阴极K材料的极限频率为6 27 1014HzD 氢原子从n 4跃迁到n 2能级 发射出的光照射该光电管阴极K时能发生光电效应 C