2019届高考物理二轮复习 专题五 近代物理初步课件.ppt

专题五近代物理初步 高考定位 1 考查内容 1 光电效应 方程 最大初动能 逸出功 2 原子结构 氢原子光谱 氢原子能级跃迁 3 天然放射现象 原子核的组成 衰变 半衰期 核反应方程 质能方程 2 题型 难度高考对本专题的考查形式为选择题或填空题 且每年必考难度中档 1 多选 在光电效应试验中 分别用频率为 a b的单色光a b照射到同种金属上 测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb h为普朗克常量 下列说法正确是A 若 a b 则一定有Ua UbB 若 a b 则一定有Eka KkbC 若Ua Ub 则一定有Eka EkbD 若 a b 则一定有h a Eka h b Ekb 解析由爱因斯坦光电效应方程Ekm h W 由动能定理可得 Ekm eU 所以当 a b时 Ua Ub Eka Ekb 故A错误 B正确 若Ua Ub 则一定有Eka Ekb 故C正确 由光电效应方程可得 金属的逸出功W h a Ekb 故D错误 答案BC 2 如图5 1所示 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5 1 答案A 答案B 答案B 必记要点 1 光电效应的实验规律 1 每种金属都有一个极限频率 入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应 2 光电子的最大初动能与入射光的强度无关 只随入射光频率的增大而增大 考点一光电效应 3 由Ek 图象 如图5 2 可以得到的信息 图5 2 1 极限频率 图线与 轴交点的横坐标 c 2 逸出功 图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值E W0 3 普朗克常量 图线的斜率k h 4 由I U图象 如图5 3 可以得到的信息 图5 3 1 遏止电压Uc 图线与横轴的交点的绝对值 2 饱和光电流Im 电流的最大值 3 最大初动能 Ek eUc 例1 多选 2018 安徽江淮十校联考 如图5 4所示 将锌板与一验电器相连 用频率为 的紫外线照射锌板 去掉光源后 验电器指针保持一定偏角 下列判断中正确的是 图5 4 A 用一带负电 带电荷量较少 的金属小球与锌板接触 则验电器指针偏角将减小B 使验电器指针回到零后 改用强度更大的紫外线照射锌板 验电器指针偏角将比原来大C 使验电器指针回到零后 改用红外线照射锌板 只要强度足够大 验电器指针也会偏转D 若用频率为 的紫外线照射锌板 产生的光电子最大初动能为Ek 则改以频率为2 的紫外线照射 光电子的最大初动能为2Ek 审题探究 1 验电器与锌板所带电荷的电性相同 2 光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大 但并非成正比 解析 用紫外线照射锌板 锌板产生光电效应 光电子射出后 锌板带正电 用一带负电的金属小球与锌板接触 则验电器指针偏角将减小 故选项A正确 紫外线的光强度越大 单位时间从锌板发射的光电子数越多 锌板和验电器所带正电荷越多 验电器指针偏角越大 故选项B正确 红外线的频率小于锌板极限频率 无论红外线光强多大 锌板都不会发生光电效应 故选项C错误 由爱因斯坦光电效应方程Ek h W0 Ek2 2h W0 则Ek2 2Ek Ek2 Ek h 故选项D错误 答案 AB 题组训练 1 光电效应产生的条件 用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应 可能使该金属发生光电效应的措施是A 改用频率更小的紫外线照射B 改用X射线照射C 改用强度更大的原紫外线照射D 延长原紫外线的照射时间 解析某种金属能否发生光电效应取决于入射光的频率 与入射光的强度和照射时间无关 不能发生光电效应 说明入射光的频率小于金属的极限频率 所以要使金属发生光电效应 应增大入射光的频率 X射线的频率比紫外线频率高 所以本题答案为B 答案B 2 多选 光电效应的规律 现用某一光电管进行光电效应实验 当用某一频率的光入射时 有光电流产生 下列说法正确的是A 保持入射光的频率不变 入射光的光强变大 饱和光电流变大B 入射光的频率变高 饱和光电流变大C 入射光的频率变高 光电子的最大初动能变大D 保持入射光的光强不变 不断减小入射光的频率 始终有光电流产生E 遏止电压的大小与入射光的频率有关 与入射光的光强无关 解析根据光电效应实验得出的结论 保持入射光的频率不变 入射光的光强变大 饱和光电流变大 故A正确 B错误 根据爱因斯坦光电效应方程得 入射光的频率变高 光电子的最大初动能变大 故C正确 遏止电压的大小与入射光的频率有关 与入射光的光强无关 保持入射光的光强不变 不断减小入射光的频率 若低于截止频率 则没有光电流产生 故D错误 E正确 答案ACE 3 多选 光电效应方程的应用 用如图5 5所示的装置研究光电效应现象 所用光子能量为2 75eV的光照射到光电管上时发生了光电效应 电流表G的示数不为零 移动变阻器的触头c 发现当电压表的示数大于或等于1 7V时 电流表示数为0 则下列说法正确的是 图5 5 A 光电子的最大初动能始终为1 05eVB 开关S断开后 电流表G中有电流流过C 当滑动触头向a端滑动时 反向电压增大 电流增大D 改用能量为2 5eV的光子照射 移动变阻器的触头c 电流表G中也可能有电流 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1 7V时 电流表示数为0 可知光电子的最大初动能为1 7eV 根据光电效应方程Ekm h W0 得W0 1 05eV 故选项A错误 开关S断开后 用光子能量为2 75eV的光照射到光电管上时发生了光电效应 有光电子逸出 则有电流流过电流表 故选项B正确 当滑动触头向a端滑动时 反向电压增大 则到达中心电极的电子的数目减少 电流减小 故选项C错误 改用能量为2 5eV的光子照射 2 5eV大于1 05eV 仍然可以发生光电效应 移动变阻器的触头c 电流表G中可能有电流 故选项D正确 答案BD 必记要点 1 粒子散射实验 绝大多数 粒子穿过金箔后 基本上仍沿原来的方向前进 但有少数 粒子发生了大角度偏转 偏转的 粒子散射实验的分析图角度甚至大于90 也就是说它们几乎被 撞了回来 如图5 6所示 考点二原子的核式结构 玻尔理论 图5 6 2 原子的核式结构模型 原子中带正电部分的体积很小 但几乎占有全部质量 电子在正电体的外面运动 3 氢原子光谱 1 光谱分类 图5 7 5 氢原子的能级图能级图如图5 8所示 图5 8 题组训练 1 多选 粒子散射实验 如图5 9所示为卢瑟福和他的同事们做 粒子散射实验装置的示意图 荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A B C D四个位置时观察到的现象 下述说法中正确的是 图5 9 A 放在A位置时 相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B 放在B位置时 相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置时稍少些C 放在C D位置时 屏上观察不到闪光D 放在D位置时 屏上仍能观察到一些闪光 但次数极少答案AD 2 氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为 1 从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为 2 已知普朗克常量为h 若氢原子从能级k跃迁到能级m 则A 吸收光子的能量为h 1 h 2B 辐射光子的能量为h 1 h 2C 吸收光子的能量为h 2 h 1D 辐射光子的能量为h 2 h 1 解析由题意可知 Em En h 1 Ek En h 2 因为紫光的频率大于红光的频率 所以 2 1 即k能级的能量大于m能级的能量 氢原子从能级k跃迁到能级m时向外辐射能量 其值为Ek Em h 2 h 1 故只有D项正确 答案D 3 多选 2018 山东 氢原子能级如图5 10 当氢原子从n 3跃迁到n 2的能级时 辐射光的波长为656nm 以下判断正确的是 图5 10 A 氢原子从n 2跃迁到n 1的能级时 辐射光的波长大于656nmB 用波长为325nm的光照射 可使氢原子从n 1跃迁到n 2的能级C 一群处于n 3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D 用波长为633nm的光照射 不能使氢原子从n 2跃迁到n 3的能级 解析能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差 能级差越大 辐射的光子频率越大 波长越小 A错误 由Em En h 可知 B错误 D正确 根据C 3可知 辐射的光子频率最多有3种 C正确 答案CD 4 多选 氢原子的能级跃迁 如图5 11所示 为氢原子的能级图 现有大量处于n 3激发态的氢原子向低能级跃迁 下列说法正确的是 图5 11 A 这些氢原子总共可辐射出三种不同频率的光B 氢原子由n 3跃迁到n 2产生的光频率最大C 这些氢原子跃迁时辐射出光子能量的最大值为10 2eVD 氢原子由n 3跃迁到n 1产生的光照射逸出功为6 34eV的金属铂能发生光电效应E 氢原子由n 3跃迁到n 1产生的光波长最短 解析大量处于n 3激发态的氢原子向低能级跃迁 总共可辐射出三种不同频率的光 氢原子由n 3跃迁到n 2产生的光频率最小 跃迁到n 1产生的光频率最大 波长最短 选项A E正确 B错误 当从n 3能级跃迁到n 1能级时辐射出光子能量最大 这些氢原子跃迁时辐射出光子能量的最大值为 1 51eV 13 6eV 12 09eV 照射逸出功为6 34eV的金属铂能发生光电效应 选项C错误 D正确 答案ADE 考点三原子核的衰变 核反应方程 2 半衰期 1 定义 放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间 2 影响因素 放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的 跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系 解析A项属于原子核的人工转变 B项属于 衰变 C项属于聚变反应 D项属于 衰变 答案B 答案ABE 解析设X的质子数为m 质量数为n 则有4 2 m 6 9 4 12 n 所以m 0 n 1 即X为中子 故A B C错误 D正确 答案D 4 核反应方程的书写与反应类型的判断 在下列描述核过程的方程中 属于 衰变的是 属于 衰变的是 属于裂变的是 属于聚变的是 填正确答案标号 解析 衰变是原子核自发地放射出 粒子的核衰变过程 选C 衰变是原子核自发地放射出 粒子的核衰变过程 选A B 重核裂变选E 轻核聚变选F 答案CABEF 必记要点 核能的理解与计算1 比结合能越大 原子核结合的越牢固 2 到目前为止 核能发电还只停留在利用裂变核能发电 考点四核能 答案 1 4090 2 8 1 1013J A 质量亏损为 m 235 0439 1 0087 89 9077 135 9072 uB 质量亏损为 m 235 0439 1 0087 89 9077 135 9072 10 1 0087 uC 释放的总能量为 E 235 0439 1 0087 89 9077 135 9072 10 1 0087 3 108 2JD 释放的总能量为 E 235 0439 1 0087 89 9077 135 9072 10 1 0087 931 5MeV 解析计算亏损质量时要用反应前的总质量减去反应后的总质量 二者之差可用u或kg作单位 故A错 B对 质量单位为u时 可直接用 1u的亏损放出能量931 5MeV 计算总能量 故D对 当质量单位为kg时 直接乘以 3 0 108 2 总能量单位才是J 故C错 答案BD 2 多选 结合能 如图5 12所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系图象 下列说法中正确的是 图5 12 A 若原子核D和E结合成F 结合过程一定会吸收核能B 若原子核D和E结合成F 结合过程一定会释放核能C 若原子核A分裂成B和C 分裂过程一定会吸收核能D 在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度 解析原子核D和E结合成F 有质量亏损 根据爱因斯坦质能方程 有能量释放 故选项A错误 B正确 若原子核A分裂成B和C 也有质量亏损 根据爱因斯坦质能方程 有能量释放 故选项C错误 在核反应堆的铀棒之间插入镉棒 用镉棒来吸收中子控制核反应速度 选项D正确 答案BD 答案BD