專題整合突破專題六原子物理與物理學(xué)史第15講原子與原子核1/43關(guān)鍵點(diǎn)解讀備考對策本專題考查重點(diǎn)和熱點(diǎn)：①光電效應(yīng)規(guī)律及應(yīng)用②原子能級躍遷③原子核衰變規(guī)律④核反應(yīng)方程書寫⑤質(zhì)量虧損和核能計(jì)算⑥三種射線特點(diǎn)及應(yīng)用等因?yàn)楸緦ｎ}包括知識點(diǎn)與科技相關(guān)，題目新奇，但難度不大，所以，備考中應(yīng)加強(qiáng)對基本概念和規(guī)律了解，強(qiáng)化典題訓(xùn)練。2/431微網(wǎng)構(gòu)建2高考真題3熱點(diǎn)聚焦4復(fù)習(xí)練案3/43微網(wǎng)構(gòu)建4/43一、波粒二象性知識網(wǎng)絡(luò)波粒二象性

5/43波粒二象性

6/43二、原子和原子核知識網(wǎng)絡(luò)原子和原子核

7/43高考真題8/431．(·全國Ⅱ，17)用波長為300nm光照射鋅板，電子逸出鋅板表面最大初動(dòng)能為1.28×10－19J。已知普朗克常量為6.63×10－34J·s，真空中光速為3.00×108m·s－1。能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)單色光最低頻率約為(

)A．1×1014Hz

B．8×1014HzC．2×1015Hz

D．8×1015HzB

9/43B

10/43A

11/43B

12/435．(·天津，5)氫原子光譜在可見光區(qū)域內(nèi)有四條譜線Hα、Hβ、Hγ和Hδ，都是氫原子中電子從量子數(shù)n>2能級躍遷到n＝2能級時(shí)發(fā)出光，它們在真空中波長由長到短，能夠判定(

)A．Hα對應(yīng)前后能級之差最小B．同一介質(zhì)對Hα折射率最大C．同一介質(zhì)中Hδ傳輸速度最大D．用Hγ照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則Hβ也一定能A

13/4314/43熱點(diǎn)聚焦15/43一、光電效應(yīng)(1)在光照射下物體發(fā)射電子現(xiàn)象，叫做光電效應(yīng)。(2)光電效應(yīng)規(guī)律：研究發(fā)覺，光電效應(yīng)有以下規(guī)律：①極限頻率存在：各種金屬都存在極限頻率ν0，只有ν≥ν0才能發(fā)生光電效應(yīng)(與之對應(yīng)有極限波長λ0，只有λ≤λ0才能發(fā)生光電效應(yīng))。②瞬時(shí)性：不論照射光強(qiáng)還是弱，只有超出極限頻率，從光照射到有光電子產(chǎn)生，經(jīng)歷時(shí)間不超出10－9s，必乎是瞬時(shí)。熱點(diǎn)一光電效應(yīng)現(xiàn)象及規(guī)律16/43二、光子說光子說內(nèi)容是：光是不連續(xù)，是一份一份，每一份叫做一個(gè)光量子，簡稱光子。光子能量E跟光頻率ν成正比：E＝hν。(光子是以電磁波形式存在一份能量，沒有靜止質(zhì)量)愛因斯坦利用光子說解釋了光電效應(yīng)。設(shè)每個(gè)光子只能被一個(gè)電子吸收(一個(gè)光子不能被多個(gè)電子分開吸收)；每個(gè)電子每次只能吸收一個(gè)光子(一個(gè)電子不能同時(shí)吸收多個(gè)光子)。17/43光電效應(yīng)物理過程以下：入射光照到金屬上，有些光子被電子吸收，有些沒有被電子吸收；吸收了光子電子動(dòng)能增大，將向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)；有些電子射出金屬表面成為光電子，有些沒射出；射出金屬表面電子克服金屬中正電荷引力做功也不相同；只有從金屬表面直接飛出光電子克服正電荷引力做功最少，飛出時(shí)動(dòng)能最大。假如入射光子能量比這個(gè)功最小值還小，那就不能發(fā)生光電效應(yīng)。這就解釋了極限頻率存在；因?yàn)楣怆娦?yīng)是由一個(gè)光子被一個(gè)電子吸收引發(fā)，所以從有光照射到有光電子飛出時(shí)間與照射光強(qiáng)度無關(guān)，幾乎是瞬時(shí)。這就解釋了光電效應(yīng)瞬時(shí)性。18/43三、愛因斯坦光電效應(yīng)方程(1)Ek＝hν－W0(Ek是光電子最大初動(dòng)能；W0是逸出功，即從金屬表面直接飛出光電子克服正電荷引力所做功，也就是使電子脫離某種金屬所做功最小值。)這個(gè)方程和能量守恒定律是完全一致。(2)因?yàn)槊總€(gè)光電子從金屬中飛出時(shí)，克服引力做功不一樣，它們初動(dòng)能也不一樣。方程中W0是逸出功，不是每個(gè)電子克服引力做功；方程中Ek不是每個(gè)光電子初動(dòng)能，而是最大初動(dòng)能。(3)從光電效應(yīng)方程能夠看出：極限頻率和逸出功間關(guān)系是：hν0＝W0。19/43 (·全國Ⅰ卷高考壓軸題)在光電效應(yīng)試驗(yàn)中，先后用頻率相同但光強(qiáng)不一樣兩束光照射同一個(gè)光電管。若試驗(yàn)a中光強(qiáng)大于試驗(yàn)b中光強(qiáng)，試驗(yàn)所得光電流I與光電管兩端所加電壓U間關(guān)系曲線分別以a、b表示，則以下圖中可能正確是(

)典例1A

20/4321/4322/43光電流恰為零，此時(shí)光電管兩端加電壓為截止電壓，對應(yīng)光頻率為截止頻率，入射光頻率越高，對應(yīng)截止電壓U截越大，因?yàn)槿肷涔忸l率沒有變，故截止電壓相同，即圖線與橫軸交點(diǎn)相同。因?yàn)閍光光強(qiáng)大于b光光強(qiáng)，所以a飽和電流大于b飽和電流。故A項(xiàng)符合要求，故B、C、D錯(cuò)誤。23/43方法總結(jié)24/4325/43C

26/4327/43熱點(diǎn)二玻爾理論、氫原子能級28/4329/43(5)氫原子還可吸收外來實(shí)物粒子能量而被激發(fā)，因?yàn)閷?shí)物粒子動(dòng)能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子能量大于或等于兩能級差，均可使原子發(fā)生能級躍遷。(6)躍遷時(shí)電子動(dòng)能、原子電勢能與總能量改變：當(dāng)軌道半徑減小時(shí)，庫侖引力做正功，原子電勢能減小，電子動(dòng)能增大，原子總能量減??；反之，軌道半徑增大時(shí)，原子電勢能增大，電子動(dòng)能減小，原子總能量增大。30/43 (·寧夏銀川二中高三下學(xué)期模擬三試題)圖示為氫原子能級示意圖，己知大量處于n＝2能級氫原子，當(dāng)它們受到某種頻率光線照射后，可輻射出6種頻率光子，下面說法中正確是(

)典例2B

A．n＝2能級氫原子受到照射后躍遷到n＝5能級B．這6種光子有3種能夠讓逸出功為10ev某金屬發(fā)生光電效應(yīng)C．頻率最高光子是氫原子從n＝3能級躍遷到n＝1能級放出D．波長最大光子是氫原子從n＝4能級躍遷到n＝1能級放出31/43[解析]

依據(jù)C＝6知，n＝2能級氫原子受到照射后躍遷到n＝4能級，故A錯(cuò)誤；從n＝4到低能態(tài)躍遷中，其中4→1,3→1和2→1躍遷中能級差都大于10eV，則這6種光子有3種能夠讓逸出功為10eV某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)B正確；因4→1能級差最大，則頻率最高光子是氫原子從n＝4能級躍遷到n＝1能級放出，故C錯(cuò)誤；4→3能級差最小，輻射光子頻率最小，波長最長，則波長最長光子是氫原子從n＝4能級躍遷到n＝3能級放出，故D錯(cuò)誤。故選B。32/43〔類題演練2〕(·陜西省師大附中二模)μ子與氫原子核(質(zhì)子)組成原子稱為μ氫原子(hydrogenmuonatom)，它在原子核物理研究中有主要作用，圖為μ氫原子能級示意圖。假定光子能量為E一束光照射容器中大量處于n＝2能級μ氫原子，μ氫原子吸收光子后，發(fā)出頻率為ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6不一樣頻率光，且頻率依次增大，則E等于(

)A．h(ν3－ν1)

B．h(ν5＋ν6)C．hν3

D．hν4C

33/4334/431．衰變及核反應(yīng)方程書寫和核能計(jì)算(1)原子核衰變①衰變實(shí)質(zhì)：α衰變是原子核中2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)氦核并射出；β衰變是原子核中中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，再將電子射出；γ衰變伴伴隨α衰變或β衰變同時(shí)發(fā)生，不改變原子核質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)，以光子形式釋放出衰變過程中產(chǎn)生能量。②衰變快慢由原子核內(nèi)部原因決定，跟原子所處物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)；半衰期是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對個(gè)別、少數(shù)原子無意義。熱點(diǎn)三核反應(yīng)和核能計(jì)算35/43(2)核反應(yīng)方程書寫①核反應(yīng)過程普通不可逆，所以核反應(yīng)方程中用“→”表示方向而不能用等號代替。②核反應(yīng)方程遵照質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒，但核反應(yīng)前后總質(zhì)量普通會發(fā)生改變(質(zhì)量虧損)且釋放出核能。③核反應(yīng)生成物一定要以試驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能只依據(jù)兩個(gè)守恒規(guī)律憑空杜撰出生成物來寫核反應(yīng)方程。36/43(3)核能計(jì)算方法①依據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程。用核反應(yīng)質(zhì)量虧損千克數(shù)乘以真空中光速c平方，即ΔE＝Δmc2(J)