人教版高考物理二轮复习第13讲近代物理课件

这是一份人教版高考物理二轮复习第13讲近代物理课件，共33页。PPT课件主要包含了-2-，第13讲近代物理，-4-，知识脉络梳理，规律方法导引，-5-，-6-，命题热点一，命题热点二，命题热点三等内容，欢迎下载使用。

1.能级跃迁(1)辐射条件:hν=Em-En。(2)辐射光谱线条数:一群处于量子数为n的激发态的氢原子,可辐射出的光谱线条数N= 。2.光电效应(1)光电效应规律。(2)光电效应方程:hν=Ek+W0。3.核反应、核能的计算(1)两个守恒:质量数守恒、电荷数守恒。(2)质能方程:E=mc2。
原子结构重点考查氢原子能级结构和能级公式,以选择题形式出现。例1(多选)右图为氢原子的能级图。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(　　)A.氢原子由n=3跃迁到n=2能级时,其核外电子 的动能将减小B.这些氢原子总共可辐射出三种不同频率的光C.这些氢原子跃迁时辐射出光子能量的最大值 为10.2 eVD.氢原子由n=3跃迁到n=1产生的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应
解析:根据玻尔理论,核外电子轨道半径越小,则速度越大,动能越大,氢原子由n=3跃迁到n=2能级时,轨道半径减小,则动能将增大,A错误;由于有大量处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁,故可产生 =3种不同频率的光,B正确;这些氢原子跃迁时辐射出光子能量的最大值为-1.51 eV-(-13.6 eV)=12.09 eV,C错误;氢原子由n=3跃迁到n=1辐射出的光子能量为-1.51 eV-(-13.6 eV)=12.09 eV,大于金属铂的逸出功6.34 eV,能发生光电效应,D正确。
规律方法原子能级跃迁问题的解题技巧(1)原子跃迁时,所吸收或释放的光子能量只能等于两能级之间的能量差,即ΔE=hν=|E初-E末|。(2)原子电离时,所吸收的能量可以大于或等于某一能级能量的绝对值。(3)一群氢原子和一个氢原子不同,氢原子核外只有一个电子,这个电子在某时刻只能处在某一个确定的轨道上,在某段时间内,由这一轨道跃迁到另一轨道时,可能的情况只有一种,但是如果有大量的氢原子,它们的核外电子向基态跃迁时就会有各种情况出现了,发射光子的种类(4)计算氢原子能级跃迁放出或吸收光子的频率和波长时,要注意各能级的能量值均为负值,且单位为电子伏特(eV),计算时需换算单位,1 eV=1.6×10-19 J。
光电效应重点考查光电效应规律和爱因斯坦光电效应方程,以选择题形式出现。例2(多选)在光电效应实验中,用频率为ν的光照射光电管阴极,发生了光电效应,下列说法正确的是(　　)A.入射光增强,光电流增大B.入射光减弱,光电效应现象消失C.改用频率小于ν的光照射,一定不发生光电效应D.改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大
解析:入射光增强,单位时间内逸出的光电子数增加,因此光电流增大,选项A正确;能否发生光电效应与入射光的频率有关,与强弱无关,选项B错误;当入射光的频率小于ν,但大于极限频率时仍能发生光电效应,选项C错误;由Ekm=hν-W,增加入射光的频率,光电子的最大初动能变大,选项D正确。
例3(多选)(2017·全国卷Ⅲ)在光电效应实验中,分别用频率为νa、νb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。下列说法正确的是(　　)A.若νa>νb,则一定有Uaνb,则一定有Eka>EkbC.若Uaνb,则一定有hνa-Eka>hνb-Ekb思维导引
解析:根据光电效应方程Ek=hν-W0和光电子的最大初动能与遏止电压的关系-eU=0-Ek,得eU=hν-W0,A错,B、C正确;若νa>νb,则一定有hνa-Eka=hνb-Ekb=W0,D错。
规律方法光电效应的研究思路(1)两条线索:(2)两条对应关系:光照强→光子数目多→发射光电子多→光电流大光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大
核反应与衰变重点考查核反应方程的书写,原子核的衰变及半衰期,结合能和核能的计算,以选择题或计算题形式出现。例4(多选)(2020·全国卷Ⅰ)下列核反应方程中,X1、X2、X3、X4中代表α粒子的有(　　)
例5(2019·山东潍坊调研)核泄漏中的钚(Pu)是一种放射性元素,它可破坏细胞基因,提高罹患癌症的风险。已知钚的一种同位素
有关说法正确的是(　　)A.X原子核中含有92个中子
C.由于衰变时释放巨大能量,根据E=Δm·c2,衰变过程总质量增加D.衰变发出的γ射线是波长很短的光子,具有很强的穿透能力
解析:根据电荷数守恒、质量数守恒知,X的电荷数为92,质量数为235,则中子数为143,A错误;半衰期是根据统计规律得出的,对大量的原子核适用,对少量的原子核并不适用,B错误;由于衰变时释放出巨大能量,根据E=Δm·c2,可知衰变过程总质量减小,C错误;衰变发出的γ射线的实质是频率很高、波长很短的电磁波,具有很强的穿透能力,D正确。
规律方法衰变及核反应方程的书写(1)原子核的衰变①衰变实质:α衰变是原子核中的2个质子和2个中子结合成一个氦核;β衰变是原子核中的中子转化为一个质子和一个电子;γ衰变伴随着α衰变或β衰变同时发生,不改变原子核的质量数与电荷数,以光子形式释放出衰变过程中产生的能量。②衰变的快慢由原子核内部因素决定,跟原子所处的物理、化学状态无关;半衰期是统计规律,对个别、少数原子核无意义。
(2)核反应方程的书写①核反应过程一般不可逆,所以核反应方程中用“→”表示方向而不能用等号代替。②核反应方程遵循质量数、电荷数守恒,但核反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)且释放出核能。③核反应的生成物一定要以实验为基础,不能只依据两个守恒规律凭空杜撰出生成物来写核反应方程。
1.(2018·全国卷Ⅱ)用波长为300 nm的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10-19 J,已知普朗克常量为6.63×10-34 J·s,真空中的光速为3.00×108 m·s-1,能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为(　　)A.1×1014 HzB.8×1014 HzC.2×1015 HzD.8×1015 Hz
2.图甲所示为氢原子的能级,图乙为氢原子的光谱。已知谱线a是氢原子从n=4的能级跃迁到n=2能级时的辐射光,则谱线b可能是氢原子在下列哪种情形跃迁时的辐射光(　　)
A.从n=5的能级跃迁到n=3的能级B.从n=4的能级跃迁到n=3的能级C.从n=5的能级跃迁到n=2的能级D.从n=3的能级跃迁到n=2的能级
3.(多选)图甲是光电效应的实验装置图,图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图像,下列说法正确的是(　　)
A.由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下,入射光越强,饱和光电流越大B.由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说,其遏止电压与入射光的频率有关C.遏止电压越大,说明从该金属中逸出的光电子的最大初动能越大D.不论哪种颜色的入射光,只要光足够强,就能发生光电效应
下说法正确的是(　　)A.每经过一次α衰变原子核的质量数会减少2B.每经过一次β衰变原子核的质子会增加1个
5.(2019·全国卷Ⅱ)太阳内部核反应的主要模式可以用下面的反应方程式表示:
放的能量约为(　　)A.8 MeVB.16 MeV C.26 MeVD.52 MeV
核反应方程及核能的计算
计光子的动量。已知m氡=222.086 63 u、mα=4.002 6 u、m钋=218.076 6 u,1 u相当于931.5 MeV的能量。(1)写出上述衰变方程;(2)求出发生上述衰变放出的能量;(3)确定钋核与α粒子的动能。
分析推理:能量守恒定律和动量守恒定律。
以题说法核反应方程及核能的计算(1)掌握核反应方程中的守恒。①质量数守恒。②电荷数守恒。(2)核能的计算方法。①根据爱因斯坦质能方程,即ΔE=Δmc2(J)。②根据1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV能量,即ΔE=Δm×931.5(MeV)。③如果核反应时释放的核能是以动能形式呈现,则核反应过程中系统动能的增量即为释放的核能。
针对训练 (多选)(2019·浙江4月)静止在匀强磁场中的原子核X发生α衰变后变成新原子核Y。已知核X的质量数为A,电荷数为Z,核X、核Y和α粒子的质量分别为mX、mY和mα,α粒子在磁场中运动的半径为R。则(　　)
B.核Y的结合能为(mX-mY-mα)c2