專題五31近代物理初步(知識(shí)點(diǎn)歸納)

31近代物理初步光電效應(yīng)①任何一種金屬都有一個(gè)截止頻率，入射光的頻率必需大于或等于這個(gè)頻率，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)．②光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大．③當(dāng)入射光的頻率大于截止頻率時(shí)，光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比．④入射光照耀到金屬板上時(shí)，光電子的放射幾乎是瞬時(shí)的，一般不會(huì)超過19(2)三個(gè)定量關(guān)系式①愛因斯坦光電效應(yīng)方程：E＝hν－W.k 0.②最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：E＝eU.k c③逸出功與截止頻率的關(guān)系：W＝hν.0 c(3)光電效應(yīng)的三類圖象分析Eν的關(guān)系(1)E＝hν－Wν軸交點(diǎn)表k k 0νch.1②光電流與電壓的關(guān)系(2)，bc的遏止電壓一樣說明頻率一樣均大于a光的頻率，飽和光電流的強(qiáng)度隨入射光強(qiáng)度的增大而增大，bc光強(qiáng)度大．2h Wc c eUν的關(guān)系圖線(3)，滿足規(guī)律U＝νe0ν軸交點(diǎn)c c eνhνc e表示截止頻率，斜率表示.c e3玻爾理論(1)三個(gè)根本假設(shè)nEnEn＝

1(n＝1,2,3，…)，n為量子數(shù)．2②躍遷假設(shè)：hν＝Em－En(m>n)．n 1③軌道量子化假設(shè)：氫原子的電子軌道半徑r＝n2r(n＝1,2,3，…)，n為量子數(shù)．n 1mnmh＝E－mEn.mmnh＝E－mEn.(3)三點(diǎn)留意①原子躍遷時(shí)，所吸取或釋放的光子能量只能等于兩能級(jí)之間的能量差．②原子電離時(shí)，所吸取的能量可以大于或等于某一能級(jí)能量確實(shí)定值，剩余能量為自由電子的動(dòng)能．③一群原子和一個(gè)原子不同，一群原子的核外電子向基態(tài)躍遷時(shí)放射光子的種類N＝Cn＝nn－12 .原子核的衰變(1)三種射線①α射線：高速氦核流，貫穿本領(lǐng)最弱，電離作用最強(qiáng)②β射線：高速電子流，貫穿本領(lǐng)較強(qiáng)，電離作用較弱③γ射線：高頻電磁波，貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)，電離作用最弱衰變方程①α衰變：AX→A－4Y＋4He(22個(gè)中子結(jié)合成一整體射出)Z Z－2 2②β衰變：AX→AY＋0e(111個(gè)電子)Z Z+1 －1α衰變和β衰變次數(shù)確定方法①方法一：由于β衰變不轉(zhuǎn)變質(zhì)量數(shù)，故可以先由質(zhì)量數(shù)轉(zhuǎn)變確定α衰變的次數(shù)，再依據(jù)電荷數(shù)守恒確定β衰變的次數(shù)．②方法二：設(shè)αx，βy，依據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒列方程組求解．半衰期：①打算因素：由核本身的因素打算，與原子核所處的物理狀態(tài)或化學(xué)狀態(tài)無關(guān)．半衰期是對(duì)大量原子核的行為做出的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)少數(shù)原子核不適用．1t 1t②公式：N ＝N ，m ＝m .(t表示衰變時(shí)間，τ表示半衰期)余核反響方程

余 原2(1)四種根本類型：衰變、人工轉(zhuǎn)變、重核裂變和輕核聚變．(2)遵守的兩個(gè)規(guī)律：質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒．(3)不行逆性：核反響方程只能用“→”連接并表示反響方向，不能用等號(hào)連接．5．核能核能獵取的三種途徑92 0 54 38 ①重核裂變：例如235U＋1n→136Xe＋90Sr＋10192 0 54 38 ②輕核聚變：例如2H＋3H→4He＋1n1 1 2 0③核子結(jié)合成原子核放出結(jié)合能：例如1H＋1n→2H核能計(jì)算的三種方法

1 0 1①依據(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”．②依據(jù)ΔE＝Δm×931.5MeV計(jì)算時(shí)，Δm的單位是“u”，ΔE的單位是“MeV”．③假設(shè)核反響時(shí)釋放的核能是以動(dòng)能形式呈現(xiàn)，則核反響過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量即為釋放的核能．1(光電效應(yīng)方程)(多項(xiàng)選擇)(2017·全國(guó)卷Ⅲ·19)ν、νa b的單色光a、b照耀到同種金屬上，測(cè)得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub，光電子的最大初動(dòng)能分別為1(光電效應(yīng)方程)(多項(xiàng)選擇)(2017·全國(guó)卷Ⅲ·19)ν、νa bνa＞νbUa＜Ubνa＞νbEka＞EkbUa＜UbEka＜Ekbνa＞νbhνa－Eka＞hνb－Ekb答案BC0解析由愛因斯坦光電效應(yīng)方程得，Ek＝hν－W，由動(dòng)能定理得，Ek＝eU，假設(shè)用a、b單色0光照耀同種金屬時(shí)，逸出功W

一樣．當(dāng)ν＞ν

時(shí)，肯定有E

＞E

＞UA錯(cuò)0 a b ka kb a b0誤，B正確；假設(shè)Ua＜Ub，則肯定有Eka＜Ekb，應(yīng)選項(xiàng)C正確；因逸出功一樣，有W＝hνa0例如2 (能級(jí)躍遷)(多項(xiàng)選擇)(2018·浙江4月選考·15)氫原子的能級(jí)圖如圖例如2 (能級(jí)躍遷)(多項(xiàng)選擇)(2018·浙江4月選考·15)氫原子的能級(jí)圖如圖4所示，關(guān)于大量氫ka b 原子的能級(jí)躍遷，以下說法正確的選項(xiàng)是(可見光的波長(zhǎng)范圍為4.0×10－7m～7.6×10－7m，普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，真空中的光速c＝3.0×108m/s)( )圖4A．氫原子從高能級(jí)躍遷到基態(tài)時(shí)，會(huì)輻射γ射線Bn＝4能級(jí)，會(huì)輻射可見光Cn＝3能級(jí)躍遷時(shí)，輻射的光具有顯著的熱效應(yīng)Dn＝2能級(jí)躍遷時(shí)，輻射的光在同一介質(zhì)中傳播速度最小的光子能量為1.89eV答案BC解析γ射線是原子核處于激發(fā)態(tài)發(fā)生衰變時(shí)放出的，氫原子躍遷時(shí)輻射的能量遠(yuǎn)小于γ射線光子能量，不會(huì)輻射γ射線，故A錯(cuò)誤；氫原子從n＝4能級(jí)向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)，ΔE＝ΔE2.55e，產(chǎn)生的波長(zhǎng)為＝hc＝4.810－7B正確；氫原子從高能向n＝3顯著的熱效應(yīng)，選項(xiàng)C正確；氫原子從高能級(jí)向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)，輻射的光子最小能量為ΔE1.89eV，其波長(zhǎng)最長(zhǎng)，傳播速度最大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．3(衰變及半衰期)(2013·全國(guó)大綱卷·16)放射性元素氡(222Rn)經(jīng)α3(衰變及半衰期)(2013·全國(guó)大綱卷·16)放射性元素氡(222Rn)經(jīng)α衰變成為釙(218Po)，8684868686A．目前地殼中的222Rn主要來自于其他放射性元素的衰變B．在地球形成的初期，地殼中元素222Rn的含量足夠高868684 84 C．當(dāng)衰變產(chǎn)物218Po積存到肯定量以后，218Po的增加會(huì)減慢222Rn84 84 86D.222Rn主要存在于地球深處的礦石中，溫度和壓力轉(zhuǎn)變了它的半衰期86答案A例如4 (核能的計(jì)算)(2019·全國(guó)卷Ⅱ·15)太陽內(nèi)部核反響的主要模式之一是質(zhì)子—質(zhì)子循8686解析222Rn222Rn是由其他元素衰變生成的，選項(xiàng)A例如4 (核能的計(jì)算)(2019·全國(guó)卷Ⅱ·15)太陽內(nèi)部核反響的主要模式之一是質(zhì)子—質(zhì)子循8686環(huán)，循環(huán)的結(jié)果可表示為44He＋＋21H和He的質(zhì)量分別為m＝1.0078u和1 2 1 1 2 pm＝4.0026u,1u＝931MeV/c2，c4個(gè)1H1個(gè)4He的過程中，釋放的能量α約為( )A．8MeVC．26MeV答案C

1 2B．16MeVD．52MeV解析核反響質(zhì)量虧損Δm＝4×1.0078u－4.0026u＝0.0286u，釋放的能量ΔE＝0.0286×931MeV≈26.6MeV，選項(xiàng)C正確．5(核能的計(jì)算)(2020·全國(guó)卷Ⅱ·18)氘核2H可通過一系列聚變反響釋放能量162H→24He＋21H＋25(核能的計(jì)算)(2020·全國(guó)卷Ⅱ·18)氘核2H可通過一系列聚變反響釋放能量11 2 1 0的氘核約為1.0×1022M的標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒時(shí)1kg2.9×107J,1MeV＝1.6×10－13J，則M約為()A．40kgC．400kg答案C

B．100kgD．1000kg6解析依據(jù)核反響方程式，643.15MeV的能量，1kg海水中的氘核反響釋放的能量為E＝1.0×1022×43.15MeV≈7.19×1022MeV≈1.15×1010J，則相當(dāng)于燃6燒的標(biāo)準(zhǔn)煤的質(zhì)量為M＝1.15×10102.9×107

kg≈400kg，選C.例如6 (衰變和圓周運(yùn)動(dòng)的綜合)(多項(xiàng)選擇)(2019·浙江4月選考·15)靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的原子核X發(fā)生α衰變后變成原子核Y.X例如6 (衰變和圓周運(yùn)動(dòng)的綜合)(多項(xiàng)選擇)(2019·浙江4月選考·15)靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的原子核X 的質(zhì)量分別為m、m 和m，α粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為R.則( A．衰變方程可表示為AX→A－4Y＋X Z Z－2 2核Y的結(jié)合能為(mX－mY－mα)c2核Y2R核Y

Z－2XmYm－mY－mαc2X的動(dòng)能為EkY＝ 答案AC

Y＋mα解析反響前后質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒，A選項(xiàng)正確；質(zhì)量虧損產(chǎn)生的能量為核的動(dòng)能之和，不是核Y的結(jié)合能，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；核反響前后，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，αYYmvαYY由粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)