2017屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題突破課件：專題八-波粒二象性-原子和原子核

2017屆高考物理二輪(èrlún)復(fù)習(xí)專題突破課件：專題八-波粒二象性-原子和原子核第一頁(yè)，共28頁(yè)。學(xué)習(xí)(xuéxí)目標(biāo)1、掌握光電效應(yīng)與光的粒子性2、掌握原子能級(jí)躍遷和原子核的衰變規(guī)律3、學(xué)會(huì)(xuéhuì)核反響方程的書寫、質(zhì)量虧損和核能的計(jì)算第二頁(yè)，共28頁(yè)。知識(shí)(zhīshi)梳理1.氫原子能級(jí)(néngjí)圖(1)能級(jí)(néngjí)圖如下圖.第三頁(yè)，共28頁(yè)。知識(shí)(zhīshi)梳理衰變類型α衰變?chǔ)耟衰變衰變方程衰變實(shí)質(zhì)2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成一整體射出中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、________守恒2.原子核的衰變(shuāibiàn)質(zhì)量數(shù)第四頁(yè)，共28頁(yè)。知識(shí)(zhīshi)梳理3.核能(1)原子核的結(jié)合能：克服核力做功，使原子核分解為單個(gè)核子時(shí)吸收的能量，或假設(shè)干單個(gè)核子在核力的作用下結(jié)合成原子核時(shí)放出的能量.(2)質(zhì)量虧損：組成原子核的核子的質(zhì)量與原子核的質(zhì)量之差，注意質(zhì)量數(shù)與質(zhì)量是兩個(gè)不同的概念.(3)質(zhì)能方程：E＝mc2，即一定的能量和一定的質(zhì)量相聯(lián)系，物體(wùtǐ)的總能量與它的質(zhì)量成正比.4.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律(1)任何一種金屬都有一個(gè)__________，入射光的頻率必須大于這個(gè)頻率，才能產(chǎn)生光電效應(yīng).極限(jíxiàn)頻率第五頁(yè)，共28頁(yè)。知識(shí)(zhīshi)梳理(2)光電子的最大初動(dòng)能(dòngnéng)與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨入射光的________增大而增大.(3)入射光照射到金屬板上時(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的，一般不會(huì)超過(guò)10－9s.(4)當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成____比.5.光電效應(yīng)方程(1)光電子的最大初動(dòng)能(dòngnéng)跟入射光子的能量hν和逸出功W0的關(guān)系為：mv2＝hν－W0.(2)極限頻率νc＝.頻率(pínlǜ)正第六頁(yè)，共28頁(yè)。難點(diǎn)(nádiǎn)突破高考(ɡāokǎo)題型1光電效應(yīng)與光的粒子性1.處理光電效應(yīng)問(wèn)題的兩條線索一是光的頻率，二是光的強(qiáng)度，兩條線索對(duì)應(yīng)的關(guān)系是：(1)光子頻率高→光子能量大→產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能大.(2)光強(qiáng)→光子數(shù)目多→發(fā)射(fāshè)光電子數(shù)多→光電流大.2.愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0的研究對(duì)象是金屬外表的電子，光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大(如下圖)，直線的斜率為h，直線與ν軸的交點(diǎn)的物理意義是極限頻率νc，直線與Ek軸交點(diǎn)的物理意義是逸出功的負(fù)值.第七頁(yè)，共28頁(yè)。難點(diǎn)(nádiǎn)突破【例1】(多項(xiàng)選擇)(2016全國(guó)乙卷35(1)改編)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí)，有光電流產(chǎn)生(chǎnshēng).以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A.保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大B.入射光的頻率變高，飽和光電流變大C.入射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能變大D.保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生(chǎnshēng)典例精析第八頁(yè)，共28頁(yè)。難點(diǎn)(nádiǎn)突破【解析】在發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，飽和光電流大小由光照強(qiáng)度來(lái)決定，與頻率無(wú)關(guān)，光照強(qiáng)度越大飽和光電流越大，因此A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)Ek＝hν－W0可知，對(duì)于同一(tóngyī)光電管，逸出功W0不變，當(dāng)頻率變高時(shí)，最大初動(dòng)能Ek變大，因此C正確；由光電效應(yīng)規(guī)律可知，當(dāng)頻率低于截止頻率時(shí)無(wú)論光照強(qiáng)度多大，都不會(huì)有光電流產(chǎn)生，因此D錯(cuò)誤.【答案】AC第九頁(yè)，共28頁(yè)。難點(diǎn)(nádiǎn)突破1、(多項(xiàng)選擇)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用同一種單色光，先后照射鋅和銀的外表，都能產(chǎn)生光電效應(yīng).對(duì)于這兩個(gè)過(guò)程，以下四個(gè)物理量中，一定不同的是()A.遏制電壓 B.飽和(bǎohé)光電流C.光電子的最大初動(dòng)能 D.逸出功高考(ɡāokǎo)預(yù)測(cè)【答案】ACD第十頁(yè)，共28頁(yè)。難點(diǎn)(nádiǎn)突破高考(ɡāokǎo)題型2原子結(jié)構(gòu)和能級(jí)躍遷1.湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，密立根測(cè)出了電子的電荷量，盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)構(gòu)建了原子的核式結(jié)構(gòu)模型.玻爾提出(tíchū)的原子模型很好地解釋了氫原子光譜的規(guī)律.盧瑟福用α粒子轟擊氮核實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，查德威克用α粒子轟擊鈹核發(fā)現(xiàn)了中子.貝可勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，揭示了原子核是有結(jié)構(gòu)的.居里夫婦首次發(fā)現(xiàn)了放射性同位素.2.原子的核式結(jié)構(gòu)模型(1)在原子的中心有一個(gè)體積很小、帶正電荷的核，叫做原子核，而電子在核外繞核運(yùn)動(dòng)；(2)原子的全部正電荷和幾乎全部的質(zhì)量都集中在原子核上，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn).第十一頁(yè)，共28頁(yè)。難點(diǎn)(nádiǎn)突破3.能級(jí)和能級(jí)躍遷：(1)軌道量子化核外電子只能在一些分立的軌道上運(yùn)動(dòng)rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)(2)能量量子化原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)En＝(n＝1,2,3，…)(3)吸收或輻射能量量子化原子在兩個(gè)能級(jí)之間躍遷時(shí)只能吸收或輻射一定(yīdìng)頻率的光子，該光子的能量由前后兩個(gè)能級(jí)的能量差決定，即hν＝Em－En(m>n).第十二頁(yè)，共28頁(yè)。難點(diǎn)(nádiǎn)突破【例2】(多項(xiàng)選擇)如下圖為氫原子的能級(jí)圖.用光子能量為13.06eV的光照射一群(yīqún)處于基態(tài)的氫原子，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A.氫原子可以輻射出連續(xù)的各種波長(zhǎng)的光B.氫原子可能輻射出10種不同波長(zhǎng)的光C.氫原子從n＝4的能級(jí)向n＝3的能級(jí)躍遷時(shí)輻射光的波長(zhǎng)最短D.輻射光中，光子能量為0.31eV的光波長(zhǎng)最長(zhǎng)典例精析第十三頁(yè)，共28頁(yè)。難點(diǎn)(nádiǎn)突破【解析】氫原子只能(zhīnénɡ)輻射出不連續(xù)的幾種波長(zhǎng)的光.故A錯(cuò)誤；從n＝5能級(jí)(néngjí)躍遷到n＝1能級(jí)(néngjí)輻射的光子能量最大，波長(zhǎng)最短.故C錯(cuò)誤；從n＝5能級(jí)(néngjí)躍遷到n＝4能級(jí)(néngjí)輻射的光子能量最小，波長(zhǎng)最長(zhǎng).光子能量為E5－E4＝[－－(－0.85)]eV＝0.31eV.故D正確.【答案】BD第十四頁(yè)，共28頁(yè)。難點(diǎn)(nádiǎn)突破高考(ɡāokǎo)預(yù)測(cè)2、(多項(xiàng)選擇)以下的假設(shè)干表達(dá)中，正確的選項(xiàng)是()A.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度只與黑體的溫度有關(guān)B.對(duì)于同種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)，逸出光電子的最大初動(dòng)能與照射光的頻率成線性關(guān)系C.一塊純潔的放射性元素的礦石，經(jīng)過(guò)一個(gè)(yīɡè)半衰期以后，它的總質(zhì)量?jī)H剩下一半D.按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電子的動(dòng)能減小，原子的能量也減小了第十五頁(yè)，共28頁(yè)。難點(diǎn)(nádiǎn)突破【解析】由黑體輻射規(guī)律可知，輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)，故A正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，逸出光電子的最大初動(dòng)能Ek與照射(zhàoshè)光的頻率成線性關(guān)系，故B正確；經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期以后，有一半的質(zhì)量發(fā)生衰變，但產(chǎn)生新核，故C錯(cuò)誤；氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，庫(kù)侖力對(duì)電子做負(fù)功，所以動(dòng)能變小，電勢(shì)能變大(動(dòng)能轉(zhuǎn)為電勢(shì)能)，而因?yàn)槲樟斯庾樱偰芰孔兇?故D錯(cuò)誤.【答案】AB第十六頁(yè)，共28頁(yè)。難點(diǎn)(nádiǎn)突破高考題型3核反響和核能(hénéng)的計(jì)算射線(shèxiàn)、β射線(shèxiàn)、γ射線(shèxiàn)之間的區(qū)別名稱α射線β射線γ射線實(shí)質(zhì)氦核流電子流光子速度約為光速的1/10約為光速的99%光速電離作用很強(qiáng)較弱很弱貫穿能力很弱較強(qiáng)最強(qiáng)第十七頁(yè)，共28頁(yè)。難點(diǎn)(nádiǎn)突破2.核反響、核能、裂變、輕核的聚變(1)在物理學(xué)中，原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過(guò)程，稱為核反響.核反響方程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒的規(guī)律.(2)質(zhì)能方程：一定的能量和一定的質(zhì)量相聯(lián)系，物體的總能量和它的質(zhì)量成正比，即E＝mc2或ΔE＝Δmc2.(3)把重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放出核能的反響，稱為裂變；把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，釋放出核能的反響，稱為聚變.(4)核能的計(jì)算(jìsuàn)：①ΔE＝Δmc2，其中Δm為核反響方程中的質(zhì)量虧損；②ΔE＝Δm×931.5MeV，其中質(zhì)量虧損Δm以原子質(zhì)量單位u為單位.第十八頁(yè)，共28頁(yè)。難點(diǎn)(nádiǎn)突破第十九頁(yè)，共28頁(yè)。難點(diǎn)(nádiǎn)突破典例精析【例3】(2016全國(guó)甲卷35(1))在以下描述核過(guò)程的方程中，屬于α衰變的是___，屬于β衰變的是___，屬于裂變的是___，屬于聚變(jùbiàn)的是____.(填正確答案標(biāo)號(hào))第二十頁(yè)，共28頁(yè)。難點(diǎn)(nádiǎn)突破【答案(dáàn)】CA、BEF第二十一頁(yè)，共28頁(yè)。難點(diǎn)(nádiǎn)突破3、(多項(xiàng)選擇)以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A.質(zhì)子與中子結(jié)合成氘核的過(guò)程(guòchéng)中需要吸收能量射線(shèxiàn)是原子核外電子掙脫原子核的束縛后而形成的電子流D.放射性元素的半衰期是指大量該元素的原子核中有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間高考預(yù)測(cè)第二十二頁(yè)，共28頁(yè)。難點(diǎn)(nádiǎn)突破【解析】質(zhì)子與中子結(jié)合成氘核有質(zhì)量虧損，釋放能量，故A錯(cuò)誤；核反響方程(fāngchéng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，故B正確；β射線是原子核中的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的，故C錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期是指大量該元素的原子核中有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間，故D正確.【答案】BD第二十三頁(yè)，共28頁(yè)。拓展(tuòzhǎn)練習(xí)C.Y是β衰變，放出電子，電