2019届二轮复习光电效应原子结构原子核课件（33张）（全国通用） 33页

1 2 网络构建 3 1.必须牢记的“三个主要实验现象” (1)光电效应现象。 (2)α粒子散射实验。 (3)天然放射现象。 2.必须明确的“三个易错易混点” (1)能级跃迁时吸收光子的能量和吸收实物粒子的能量是不同的。 (2)半衰期是统计规律，对单个原子核无意义。 (3)γ射线是伴随着α衰变和β衰变而产生的能量形式。 备考策略 4 3.抓住“四看”和“四想” (1)看到“遏止电压”，想到“与光电子最大初动能的关系：Ekm＝eUc”。 (2)看到“逸出功”，想到“与极限频率的关系：W0＝hν0”。 (3)计算核能时： 看到“核质量单位是kg”，想到“用ΔE＝Δmc2计算，ΔE的单位是J”； 看到“核质量单位是u”，想到“用ΔE＝Δm×931.5 MeV计算，ΔE的单位是 MeV”。 5 【典例1】 (2018·全国卷Ⅱ，17)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 Hz B.8×1014 Hz C.2×1015 Hz D.8×1015 Hz 　光电效应　能级跃迁 光电效应与光电效应方程的应用 6 答案　B 7 【典例2】 (多选)(2017·全国卷Ⅲ，19)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Ua＜Ub B.若νa＞νb，则一定有Eka＞Ekb C.若Ua＜Ub，则一定有Eka＜Ekb D.若νa＞νb，则一定有hνa－Eka＞hνb－Ekb 8 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。 答案　BC 9 【典例3】 (2018·天津模拟)如图1所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于n＝ 4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光，下列说法正确的是(　　) 图1 原子能级跃迁问题 10 A.这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光 B.由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的光频率最小 C.由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的光的波长最长 D.用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电 效应 11 答案　D 12 13 1.(多选)(2018·天津模拟)现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时， 有光电流产生。下列说法正确的是(　　) A.保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大 B.入射光的频率变高，饱和光电流变大 C.入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大 D.保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生 14 解析　发生光电效应时，饱和光电流的大小与入射光的强度成正比，保持入射光的频 率不变，使入射光的光强变大，会使饱和光电流变大，入射光的频率不能决定饱和光 电流的大小，选项A正确，B错误；根据光电效应方程Ek＝hν－W0可知，光电子的最 大初动能随入射光频率的增大而增大，选项C正确；能否发生光电效应要看入射光的 频率是否达到光照射的金属的极限频率，如果入射光的频率小于这种金属的极限频率， 不会发生光电效应，即不会有光电流产生，选项D错误。 答案　AC 15 2.某原子K层失去一个电子后，其K层出现一个电子空位，当L层上有电子跃迁到K层 填补空位时会释放一定的能量：一种情况是辐射频率为ν0的X射线；另一种情况是跃 迁释放的能量被其他核外电子层的电子吸收，使电子发生电离成为自由电子。若跃 迁释放的能量被M层的一个电子吸收，电离后的自由电子的动能是E0，已知普朗克 常量为h，则电子处于M层时原子的能级(即能量值)为(　　) 图2 A.hν0 B.E0 C.E0－hν0 D.E0＋hν0 16 解析　首先理解，核外电子层与能级不是同一概念，如氢原子只有一个核外电子层和 一个电子，但氢原子有若干能级。多电子原子的电子排布由里向外依次为K、L、M、 N、O、…层，电子离原子核的平均距离也越来越大，能量逐渐升高。根据题意，知L 层上有电子跃迁到K层填补空位时，会释放一定的能量ΔE：一种情况是辐射频率为ν0 的X射线，故ΔE＝hν0，则电子处于L层与处于K层时原子的能级差值为EL－EK＝ΔE＝ hν0。设电子处于M层时原子的能量为EM，若上述电子从L层→K层跃迁释放的能量ΔE ＝hν0被M层上的一个电子吸收，电离后的自由电子的动能是E0，电势能为零，则有EM ＋hν0＝E0＋0，故EM＝E0－hν0，故选项C正确。 答案　C 17 3.(多选)如图3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 压的关系图象，下列说法正确的是(　　) 图3 18 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 19 解析　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， 选项A正确；根据光电效应方程可得Ek＝hν－W0＝eUc，可知入射光频率越大，光电子 的最大初动能越大，遏止电压越大，所以对于确定的金属，遏止电压与入射光的频率 有关，选项B正确；根据最大初动能Ek＝eUc可知，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，选项C正确；发生光电效应的条件是入射光的频率大 于截止频率，与入射光的强度无关，选项D错误。 答案　ABC 20 衰变、核反应与核能的计算 原子核的衰变与半衰期 21 答案　B 22 核反应方程与核能计算 23 答案　B 24 25 解析　根据质能方程，释放的核能ΔE＝Δmc2，Δm＝2mH－mHe－mn＝0.003 5 u，则ΔE＝0.003 5×931 MeV＝3.258 5 MeV≈3.3 MeV，故选项B正确，A、C、 D错误。 答案　B 26 27 解析　核裂变是用中子去轰击某重核，产生新核的过程。选项A中反应为α衰变；选项 B中1个中子轰击铀235，产生两个中等质量的核，并且释放3个中子，这是典型的核裂 变反应；选项C的反应是原子核的人工转变；选项D的反应是核聚变反应。 答案　B 28 2.(多选)太阳内部发生的核反应主要是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，氢核 的聚变反应可以看作是4个氢核(H)结合成1个氦核(He)。下表中列出了部分粒子的质 量(1 u相当于931.5 MeV的能量)，以下选项正确的是(　　) 粒子名称 质子p α粒子 电子e 中子n 质量/u 1.007 3 4.001 5 0.000 55 1.008 7 29 解析　根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可判断选项A正确，B错误；反应过 程中的质量亏损Δm＝4mp－mα－2me＝0.026 6 u，故该反应过程中释放的能量ΔE＝ Δm×931.5 MeV＝24.8 MeV，故选项C、D正确。 答案　ACD 30 3.(多选)(2018·辽宁大连二模)在足够大的匀强磁场中，静止的钠的同位素Na发生衰变， 沿与磁场垂直的方向释放出一个粒子后，变为一个新核，新核与放出的粒子在磁场 中运动的轨迹均为圆，如图4所示，下列说法正确的是(　　) 31 答案　AB 32 33 答案　A