高考物理复习专题八波粒二象性原子与原子核市赛课公开课一等奖省课获奖课件

专题八波粒二象性原子与原子核1/49知识回扣高考题型2原子结构和能级跃迁高考题型3核反应和核能计算高考题型1光电效应与光粒子性高考题精选精练2/49知识回扣3/49知识回扣1.氢原子能级图(1)能级图如图1所表示.图1(2)一群氢原子处于量子数为n激发态时，最多可能辐射出光谱线条数：N＝

＝.4/49答案2.原子核衰变衰变类型α衰变β衰变衰变方程衰变实质2个质子和2个中子结合成一整体射出中子转化为质子和电子衰变规律电荷数守恒、

守恒质量数5/493.核能(1)原子核结合能：克服核力做功，使原子核分解为单个核子时吸收能量，或若干单个核子在核力作用下结合成原子核时放出能量.(2)质量亏损：原子核质量小于组成它核子质量之和现象.注意质量数与质量是两个不一样概念.(3)质能方程：E＝mc2，即一定能量和一定质量相联络，物体总能量与它质量成正比.6/494.光电效应试验规律(1)任何一个金属都有一个

，入射光频率低于这个频率时不发生光电效应.(2)光电子最大初动能与入射光强度无关，只随入射光

增大而增大.(3)入射光照射到金属板上时，光电子发射几乎是瞬时，普通不会超出10－9s.(4)当入射光频率大于极限频率时，饱和光电流大小与入射光强度成

比.答案极限频率频率正7/495.光电效应方程(1)光电子最大初动能跟入射光子能量hν和逸出功W0关系为：Ek＝hν－W0.(2)极限频率νc＝.8/49光电效应与光粒子性高考题型19/49例1

(多项选择)(·全国卷Ⅲ·19)在光电效应试验中，分别用频率为νa、νb单色光a、b照射到同种金属上，测得对应遏止电压分别为Ua和Ub，光电子最大初动能分别为Eka和Ekb.h为普朗克常量.以下说法正确是A.若νa＞νb，则一定有Ua＜UbB.若νa＞νb，则一定有Eka＞EkbC.若Ua＜Ub，则一定有Eka＜EkbD.若νa＞νb，则一定有hνa－Eka＞hνb－Ekb答案解析√√10/49解析由爱因斯坦光电效应方程得Ekm＝hν－W0，由动能定理得Ekm＝eU，若用a、b单色光照射同种金属时，逸出功W0相同.当νa＞νb时，一定有Eka＞Ekb，Ua＞Ub，故选项A错误，B正确；若Ua＜Ub，则一定有Eka＜Ekb，故选项C正确；因逸出功相同，有W0＝

hνa－

Eka＝

hνb－

Ekb，故选项D错误.11/49技巧点拨1.处理光电效应问题两条线索一是光频率，二是光强度，两条线索对应关系是：(1)光子频率高→光子能量大→产生光电子最大初动能大.(2)光强→光子数目多→发射光电子数多→光电流大.2.爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0研究对象是金属表面电子，光电子最大初动能随入射光频率增大而增大(如图2所表示)，直线斜率为h，直线与ν轴交点物理意义是极限频率νc，直线与Ek轴交点物理意义是逸出功负值.图212/491.(·广东广州市模拟)入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光强度减弱，而频率不变，则A.有可能不发生光电效应B.逸出光电子最大初动能将减小C.单位时间内从金属表面逸出光电子数目将减小D.从光照至金属表面上到发射出光电子之间时间间隔将显著增加对点拓展练答案21解析√13/49解析入射光频率不变，则依然能发生光电效应.故A错误.依据光电效应方程Ek＝hν－W0知，入射光频率不变，则最大初动能不变.故B错误.光强弱影响是单位时间内发出光电子数目，入射光强度减弱，单位时间内从金属表面逸出光电子数目将减小.故C正确.发射出光电子时间非常短，可认为是瞬时，故D错误.2114/49A.A图中无光电子射出B.B图中光电子抵达金属网时动能大小为1.5eVC.C图中光电子能抵达金属网D.D图中光电子抵达金属网时最大动能为3.5eV2.(多项选择)(·山东临沂市模拟)如图3所表示，N为金属板，M为金属网，它们分别与电池两极相连，各电池电动势和极性如图所表示，己知金属板逸出功为4.8eV.现分别用不一样频率光照射金属板(各光子能量已在图上标出)，则以下说法正确是√图3√21答案解析15/49解析因入射光能量3.8eV小于金属板逸出功4.8eV，依据光电效应发生条件，不能发生光电效应，故A正确；因入射光能量为4.8eV(等于金属板逸出功4.8eV)，所以光电子逸出时速度恰好为零，则在电场力加速作用下，抵达金属网动能为1.5eV，故B正确；入射光能量为5.8eV，大于金属板逸出功4.8eV，依据光电效应方程Ek＝hν－W0，逸出来光电子最大初动能为1.0eV，依据动能定理，知光电子不能抵达金属网，故C错误；逸出光电子最大初动能为：Ekm＝E光－W0＝6.8eV－4.8eV＝2.0eV，抵达金属网时最大动能为2.0eV－1.5eV＝0.5eV，故D错误.2116/49原子结构和能级跃迁高考题型217/49例2

(·辽宁大连市3月模拟)如图4为氢原子能级示意图，一群氢原子处于n＝3激发态，在向较低能级跃迁过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.25eV金属钾，以下说法正确是A.这群氢原子能发出3种频率不一样光，其中从n＝3跃迁到n＝2所发出

光波长最短B.这群氢原子能发出2种频率不一样光，其中从n＝3跃迁到n＝1所发出

光频率最小C.金属钾表面所发出光电子最大初动能为9.84eVD.金属钾表面所发出光电子最大初动能为12.86eV答案√解析图418/49解析这群氢原子能发出三种频率不一样光，依据玻尔理论hν＝Em－En(m＞n)得知，从n＝3跃迁到n＝2所发出光能量最小，由E＝hν＝h得知，频率最低，波长最长，故A、B错误；从n＝3跃迁到n＝1辐射光子能量最大，发生光电效应时，产生光电子最大初动能最大，光子能量最大值为13.60eV－1.51eV＝12.09eV，依据光电效应方程得，Ekm＝hν－W0＝12.09eV－2.25eV＝9.84eV，故C正确，D错误.19/49规律总结1.汤姆孙发觉了电子，密立根测出了电子电荷量，卢瑟福依据α粒子散射试验构建了原子核式结构模型.玻尔提出原子模型很好地解释了氢原子光谱规律.卢瑟福用α粒子轰击氮核试验发觉了质子，查德威克用α粒子轰击铍核发觉了中子.贝可勒尔发觉了天然放射现象，揭示了原子核是有结构.居里夫妇首次发觉了放射性同位素.20/492.原子核式结构模型(1)在原子中心有一个体积很小、带正电荷核，叫做原子核，而电子在核外绕核运动；(2)原子全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核上，带负电电子在核外空间绕核旋转.3.能级和能级跃迁：(1)轨道量子化核外电子只能在一些分立轨道上运动rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)21/49(2)能量量子化原子只能处于一系列不连续能量状态En＝(n＝1,2,3，…)(3)吸收或辐射能量量子化原子在两个能级之间跃迁时只能吸收或辐射一定频率光子，该光子能量由前后两个能级能量差决定，即hν＝Em－En(m>n).22/493.(·湖北武汉市2月调考)关于原子结构，以下说法错误是A.汤姆孙依据气体放电管试验断定阴极射线是带负电粒子流B.卢瑟福α粒子散射试验表明：原子中带正电部分体积很小，但几乎

占有全部质量，电子在正电体外面运动C.各种原子发射光谱都是连续谱D.玻尔在原子核式结构模型基础上，结合普朗克量子概念，提出

了玻尔原子模型对点拓展练√答案解析解析各种原子发射光谱都是明线光谱.45323/494.关于玻尔原子理论基本假设，以下说法中正确是A.原子中电子绕原子核做圆周运动，库仑力提供向心力B.电子绕核运动轨道半径是任意C.原子能量包含电子动能和势能，电子动能可取任意值，势能只

能取一些特定值D.电子由一条轨道跃迁到另一条轨道上时，辐射(或吸收)光子频率等

于电子绕核运动频率答案√解析45324/49解析依据玻尔理论基本假设知，原子中电子绕原子核做圆周运动，库仑力提供向心力，A项正确；电子绕核运动轨道半径是一些特定值，B项错误；原子能量包含电子动能和势能，因为轨道是量子化，则电子动能也是一些特定值，C项错误；电子由一条轨道跃迁到另一条轨道上时，辐射(或吸收)光子能量等于两能级间能量差，D项错误.45325/495.(·山东青岛市模拟)原子从A能级跃迁到B能级时吸收波长为λ1光子；原子从B能级跃迁到C能级时发射波长为λ2光子.已知λ1>λ2，那么原子从A能级跃迁到C能级时将要A.发出波长为λ1－λ2光子 B.发出波长为

光子C.吸收波长为λ1－λ2光子 D.吸收波长为

光子答案√解析45326/49核反应和核能计算高考题型327/49答案例3

(·全国卷Ⅱ·15)一静止铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为

，以下说法正确是A.衰变后钍核动能等于α粒子动能B.衰变后钍核动量大小等于α粒子动量大小C.铀核半衰期等于其放出一个α粒子所经历时间D.衰变后α粒子与钍核质量之和等于衰变前铀核质量解析√28/49解析静止铀核在α衰变过程中，满足动量守恒条件，依据动量守恒定律得pTh＋pα＝0，即钍核动量和α粒子动量大小相等，方向相反，选项B正确；依据Ek＝

可知，选项A错误；半衰期定义是统计规律，选项C错误；铀核在衰变过程中，伴伴随一定能量放出，即衰变过程中有一定质量亏损，故衰变后α粒子与钍核质量之和小于衰变前铀核质量，选项D错误.29/49技巧点拨1.α射线、β射线、γ射线之间区分名称α射线β射线γ射线实质氦核流电子流光子速度约为光速约为光速99%光速电离作用很强较弱很弱贯通能力很弱较强最强30/492.核反应、核能、裂变、轻核聚变(1)在物理学中，原子核在其它粒子轰击下产生新原子核过程，称为核反应.核反应方程遵照质量数守恒和电荷数守恒规律.(2)质能方程：一定能量和一定质量相联络，物体总能量和它质量成正比，即E＝mc2或ΔE＝Δmc2.(3)把重核分裂成质量较小核，释放出核能反应，称为裂变；把轻核结合成质量较大核，释放出核能反应，称为聚变.(4)核能计算：①ΔE＝Δmc2，其中Δm为核反应方程中质量亏损；②ΔE＝Δm×931.5MeV，其中质量亏损Δm以原子质量单位u为单位.31/49(5)原子核人工转变卢瑟福发觉质子核反应方程为：查德威克发觉中子核反应方程为：约里奥·居里夫妇发觉放射性同位素和正电子核反应方程为：32/496.(·四川宜宾市二诊)相关原子结构和原子核认识，以下说法正确是A.居里夫人最先发觉天然放射现象B.伦琴射线发觉揭示了原子含有核式结构C.在光电效应中，光电子最大初动能与入射光频率相关D.在衰变方程

→X＋

＋γ中，X原子核质量数是234对点拓展练答案√解析78633/49解析贝可勒尔最先发觉天然放射现象.故A错误；α粒子散射试验揭示了原子含有核式结构.故B错误；依据光电效应方程Ek＝hν－W0可知，在光电效应中，光电子最大初动能与入射光频率相关.故C正确；依据质量数守恒可得，X质量数：A＝239－4＝235.故D错误.78634/49答案√√78635/49答案解析8.(多项选择)(·贵州凯里市模拟)核电站核泄漏污染物中含有碘131和铯137.碘131半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线，以下说法正确是C.与铯137相比，碘131衰变更慢，且铯133和铯137含有相同质子数D.铯137衰变时辐射出γ光子能量大于可见光光子能量√√78636/49解析β射线实际是电子流，故A错误，B正确；半衰期是放射性元素原子核有半数发生衰变所需时间，碘131半衰期为8天，铯137半衰期为30年，碘131衰变更加快，故C错误.γ射线是高频电磁波，其光子能量大于可见光光子能量，故D正确.78637/49高考题精选精练38/49题组1全国卷真题精选1.(·全国卷Ⅰ·35(1))现用某一光电管进行光电效应试验，当用某一频率光入射时，有光电流产生.以下说法正确是________.A.保持入射光频率不变，入射光光强变大，饱和光电流变大B.入射光频率变高，饱和光电流变大C.入射光频率变高，光电子最大初动能变大D.保持入射光光强不变，不停减小入射光频率，一直有光电流产生E.遏止电压大小与入射光频率相关，与入射光光强无关√答案123456解析√√39/49123456解析在发生光电效应时，饱和光电流大小由光照强度来决定，与频率无关，光照强度越大饱和光电流越大，所以A正确，B错误；依据Ek＝hν－W0可知，对于同一光电管，逸出功W0不变，若入射光频率变高，则光电子最大初动能变大，所以C正确；由光电效应规律可知，当频率低于截止频率时不论光照强度多大，都不会有光电流产生，所以D错误；由Ek＝eUc和Ek＝hν－W0，得hν－W0＝eUc，遏止电压只与入射光频率相关，与入射光强度无关，所以E正确.40/492.(·全国卷Ⅱ·35(1))在以下描述核过程方程中，属于α衰变是___，属于β衰变是____，属于裂变是___，属于聚变是____.(填正确答案标号)答案123456CABEF41/493.(·新课标全国Ⅱ·35(1))实物粒子和光都含有波粒二象性.以下事实中突出表达波动性是________.A.电子束经过双缝试验装置后能够形成干涉图样B.β射线在云室中穿过会留下清楚径迹C.人们利用慢中子衍射来研究晶体结构D.人们利用电子显微镜观察物质微观结构E.光电效应试验中，光电子最大初动能与入射光频率相关，与入

射光强度无关√答案123456解析√√42/49解析电子束经过双缝试验装置后能够形成干涉图样，突出表达了电子波动性，故A正确；β射线在云室中穿过会留下清楚径迹，突出表达了β射线粒子性，故B错误；人们利用慢中子衍射来研究晶体结构，中子衍射突出表达了中子波动性，故C正确；人们利用电子显微镜观察物质微观结构，利用了电子束衍射现象，突出表达了电子波动性，故D正确；光电效应试验中，光电子最大初动能与入射光频率相关，与入射光强度无关，突出表达了光粒子性，故E错误.12345643/49答案123456解析4.(·新课标全国Ⅰ·35(1))关于天然放射性，以下说法正确是________.A.全部元素都可能发生衰变B.放射性元素半衰期与外界温度无关C.放射性元素与别元素形成化合物时仍含有放射性D.α、β和γ三种射线中，γ射线穿透能力最强E.一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线√√√44/49123456解析自然界中绝大部分元素没有放射现象，选项A错误；放射性元素半衰期